JP2021145406A - Power converter - Google Patents

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Abstract

To detect short-circuit failure in a secondary coil of a transformer with a simple configuration.SOLUTION: A power converter includes: an inductive load 21 having a primary coil 21a and a secondary coil 21b and configured such that magnetic flux generated by energization of the primary coil 21a interlinks with the secondary coil 21b; a switching element 26 arranged between the primary coil 21a and the ground; voltage measuring means 10 for measuring a voltage Vds of a connection line 6b connecting between the primary coil 21a and the switching element 26; and control means 10 for controlling energization of the primary coil 21a by turning on/off the switching element 26. The control means 10 obtains change in the voltage Vds of the connection line 6b accompanied by turning-off of the switching element 26, and when the change in the voltage Vds of the connection line 6b is larger than a predetermined threshold value, it is determined that the secondary coil 21b is abnormal.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter.

電力変換装置として、トランスを用いたDC/DCコンバータにおけるスイッチング素子のオン駆動時に、トランスの1次コイルとスイッチング素子との間の中間ノードの計測電圧と所定の閾値との比較結果から過電流を検出するものが知られている(例えば特許文献1の実施形態参照)。 As a power conversion device, when the switching element is driven on in a DC / DC converter using a transformer, the overcurrent is calculated from the comparison result between the measured voltage of the intermediate node between the primary coil of the transformer and the switching element and a predetermined threshold value. What is detected is known (see, for example, the embodiment of Patent Document 1).

特開2013−255304号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-255304

しかし、スイッチング素子のオン駆動時には、1次側電流はスイッチング素子を介してグランドへ流れ、2次コイルへは流入しないものと考えられる。また、スイッチング素子のオン駆動時には、2次側のダイオードの整流作用によって2次コイルには誘導電流が流れないものと考えられる。したがって、2次コイルに短絡が発生しても、スイッチング素子のオン駆動時における中間ノードの電圧には正常時と比べて変化が殆ど生じないため、スイッチング素子のオン駆動時における中間ノードの計測電圧では、2次コイルの短絡を検出することが困難である。 However, when the switching element is on-driven, it is considered that the primary side current flows to the ground via the switching element and does not flow into the secondary coil. Further, it is considered that the induced current does not flow in the secondary coil due to the rectifying action of the diode on the secondary side when the switching element is driven on. Therefore, even if a short circuit occurs in the secondary coil, the voltage of the intermediate node when the switching element is on-driven hardly changes as compared with the normal state, so that the measured voltage of the intermediate node when the switching element is on-driven Then, it is difficult to detect a short circuit of the secondary coil.

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、トランスの2次コイルにおける短絡故障を簡易な構成で検出可能な電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of detecting a short-circuit failure in a secondary coil of a transformer with a simple configuration.

このため、本発明に係る電力変換装置は、1次コイル及び2次コイルを有し、1次コイルの通電によって生じた磁束が2次コイルと鎖交するように構成された誘導性負荷と、1次コイルとグランドとの間に配置されたスイッチング素子と、1次コイルとスイッチング素子との間を接続する接続線の電圧を計測する電圧計測手段と、スイッチング素子をオンオフさせて1次コイルの通電を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、スイッチング素子のターンオフに伴う接続線の電圧の変化を求め、接続線の電圧の変化が所定の閾値より大きいときに、2次コイルが異常であると判定する。 Therefore, the power conversion device according to the present invention has an inductive load having a primary coil and a secondary coil, and a magnetic flux generated by energization of the primary coil is configured to interlink with the secondary coil. A switching element arranged between the primary coil and the ground, a voltage measuring means for measuring the voltage of the connection line connecting the primary coil and the switching element, and a primary coil by turning the switching element on and off. A control means for controlling energization is provided, and the control means obtains a change in the voltage of the connection line due to the turn-off of the switching element, and when the change in the voltage of the connection line is larger than a predetermined threshold value, the secondary coil is abnormal. Is determined to be.

本発明に係る電力変換装置によれば、トランスの2次コイルにおける短絡故障を簡易な構成で検出することができる。 According to the power conversion device according to the present invention, a short-circuit failure in the secondary coil of the transformer can be detected with a simple configuration.

車両用ダンパシステムの一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the damper system for a vehicle. 同システムにおける減衰力可変ダンパの内部構成例を示す概略断面図である。It is the schematic cross-sectional view which shows the internal structure example of the damping force variable damper in this system. 同システムにおける高電圧供給装置の詳細な内部構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the detailed internal configuration example of the high voltage supply device in this system. 同装置の正常時における模試的な動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows a model operation example in a normal state of this apparatus. 同装置の異常時における模式的な動作例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the typical operation example at the time of abnormality of this apparatus. 同装置の制御回路における異常検出処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the abnormality detection processing in the control circuit of this apparatus. 同検出処理のドレイン電圧取得タイミングを説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the drain voltage acquisition timing of the detection process. 同異常検出処理の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of the abnormality detection processing. 同変形例のドレイン電圧取得タイミングを説明するタイムチャートである。It is a time chart explaining the drain voltage acquisition timing of the same modification.

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

図1は、電力変換装置が適用される車両用ダンパシステムの一例を示す。車両用ダンパシステムは、例えば四輪の車両1の走行中における路面凹凸による振動を減衰させるために、1つの車輪2に1つの減衰力可変ダンパ3を対応させて、4つの減衰力可変ダンパ3を備える。減衰力可変ダンパ3は、これに印加する電圧(最大数キロボルト)によって粘度が変化する電気粘性流体を作動流体として内部に封入するとともに、印加する電圧を外部から制御することで減衰力の高低を調整できるように構成される。減衰力可変ダンパ3は、対応する車輪2に設けられた図示省略の懸架ばねとともにサスペンション装置を構成する。 FIG. 1 shows an example of a vehicle damper system to which a power conversion device is applied. In the vehicle damper system, for example, in order to dampen the vibration caused by the road surface unevenness while the four-wheeled vehicle 1 is traveling, one wheel 2 is associated with one damping force variable damper 3, and four damping force variable dampers 3 are provided. To be equipped. The variable damping force damper 3 internally encloses an electrorheological fluid whose viscosity changes depending on the voltage applied to it (maximum several kilovolts) as a working fluid, and controls the applied voltage from the outside to control the level of damping force. It is configured to be adjustable. The variable damping force damper 3 constitutes a suspension device together with a suspension spring (not shown) provided on the corresponding wheel 2.

また、車両用ダンパシステムは、車両1の車体挙動情報として車輪2における車高を計測するために、車輪2ごとに、サスペンション装置に車高センサ4を備える。車高センサ4は、例えばサスペンションアームと車体との上下変位量等、車輪2における路面からの車体の高さ情報を含む車高信号を出力する。 Further, the vehicle damper system includes a vehicle height sensor 4 in the suspension device for each wheel 2 in order to measure the vehicle height on the wheels 2 as vehicle body behavior information of the vehicle 1. The vehicle height sensor 4 outputs a vehicle height signal including information on the height of the vehicle body from the road surface on the wheels 2, such as the amount of vertical displacement between the suspension arm and the vehicle body.

そして、車両用ダンパシステムは、車高センサ4から出力された車高信号に応じて減衰力可変ダンパ3において必要となる減衰力を発生させるべく、減衰力可変ダンパ3に印加する電圧を供給する高電圧供給装置5を備える。この高電圧供給装置5は電力変換装置であり、直流電源である車載バッテリ6から供給された電源電圧VBATを所望の直流電圧すなわち減衰力可変ダンパ3に印可する直流電圧に変換(昇圧)して出力するDC/DCコンバータとして機能する。 Then, the vehicle damper system supplies a voltage applied to the damping force variable damper 3 in order to generate the damping force required for the damping force variable damper 3 according to the vehicle height signal output from the vehicle height sensor 4. A high voltage supply device 5 is provided. The high voltage supply device 5 is a power conversion device, and converts (boosts) the power supply voltage VBAT supplied from the vehicle-mounted battery 6 which is a DC power supply into a desired DC voltage, that is, a DC voltage applied to the damping force variable damper 3. Functions as a DC / DC converter that outputs.

高電圧供給装置5は、具体的には、マイクロコンピュータを内蔵する制御回路10と、4つの減衰力可変ダンパ3のそれぞれについて1つずつ設けられた昇圧回路20と、を備える。制御回路10は、車高センサ4からの車高信号に基づいて、その車高センサ4が備えられたサスペンション装置の減衰力可変ダンパ3において必要となる減衰力(目標減衰力)を算出し、その減衰力可変ダンパ3に対応する昇圧回路20へ目標減衰力に応じた制御信号を出力する。昇圧回路20は、制御回路10から出力された制御信号に基づいて、車載バッテリ6から供給された電源電圧VBATを所望の直流電圧に昇圧して減衰力可変ダンパ3へ出力する。 Specifically, the high voltage supply device 5 includes a control circuit 10 having a built-in microcomputer and a booster circuit 20 provided for each of the four variable damping force dampers 3. The control circuit 10 calculates the damping force (target damping force) required for the damping force variable damper 3 of the suspension device provided with the vehicle height sensor 4 based on the vehicle height signal from the vehicle height sensor 4. A control signal corresponding to the target damping force is output to the booster circuit 20 corresponding to the damping force variable damper 3. Based on the control signal output from the control circuit 10, the booster circuit 20 boosts the power supply voltage VBAT supplied from the vehicle-mounted battery 6 to a desired DC voltage and outputs it to the damping force variable damper 3.

図2は、減衰力可変ダンパ3の一例を模式的に示す。減衰力可変ダンパ3において、その外郭をなす円筒状の外筒31の下端開口を下端キャップ32により閉塞した有底円筒体に、下端開口をバルブ体33で閉塞した、外筒31よりも小径の円筒状の内筒34が、外筒31と同軸に収容されている。外筒31及び内筒34の上端開口は、上端キャップ35により閉塞されている。外筒31と内筒34(正確には後述の電極筒)との間にはリザーバ室αが形成される。内筒34は、高電圧供給装置5に電気的に接続される。 FIG. 2 schematically shows an example of the damping force variable damper 3. In the damping force variable damper 3, the lower end opening of the cylindrical outer cylinder 31 forming the outer shell is closed by the lower end cap 32 to the bottomed cylindrical body, and the lower end opening is closed by the valve body 33, which is smaller in diameter than the outer cylinder 31. The cylindrical inner cylinder 34 is housed coaxially with the outer cylinder 31. The upper end openings of the outer cylinder 31 and the inner cylinder 34 are closed by the upper end cap 35. A reservoir chamber α is formed between the outer cylinder 31 and the inner cylinder 34 (to be exact, an electrode cylinder described later). The inner cylinder 34 is electrically connected to the high voltage supply device 5.

また、減衰力可変ダンパ3において、内筒34の内部には、上端キャップ35の挿入口35aを介してピストンロッド36が挿入される。ピストンロッド36と挿入口35aとの間は液密かつ気密となるように構成される。ピストンロッド36の先端には、内筒34の内周面と摺動しつつ上下動を繰り返すピストン37が備えられる。内筒34の内部空間は、ピストン37によって上端キャップ35側の上部シリンダ室βとバルブ体33側の下部シリンダ室γとに画成される。 Further, in the damping force variable damper 3, the piston rod 36 is inserted into the inner cylinder 34 via the insertion port 35a of the upper end cap 35. The space between the piston rod 36 and the insertion port 35a is configured to be liquid and airtight. The tip of the piston rod 36 is provided with a piston 37 that repeatedly moves up and down while sliding on the inner peripheral surface of the inner cylinder 34. The internal space of the inner cylinder 34 is defined by the piston 37 into an upper cylinder chamber β on the upper end cap 35 side and a lower cylinder chamber γ on the valve body 33 side.

内筒34の側面のうち上端キャップ35の近傍には、内筒34の内外を連通する内筒連通孔34aが設けられる。また、バルブ体33には、リザーバ室αと下部シリンダ室γとを連通するバルブ体連通孔33aが設けられるとともに、下部シリンダ室γからリザーバ室αへの作動流体の流通を制限するバルブ体逆止弁33bが設けられる。さらに、ピストン37には、上部シリンダ室βと下部シリンダ室γとを連通するピストン連通孔37aが設けられるとともに、上部シリンダ室βから下部シリンダ室γへの作動流体の流通を制限するピストン逆止弁37bが設けられる。 An inner cylinder communication hole 34a that communicates the inside and outside of the inner cylinder 34 is provided in the vicinity of the upper end cap 35 on the side surface of the inner cylinder 34. Further, the valve body 33 is provided with a valve body communication hole 33a that communicates the reservoir chamber α and the lower cylinder chamber γ, and the valve body reverse that restricts the flow of the working fluid from the lower cylinder chamber γ to the reservoir chamber α. A stop valve 33b is provided. Further, the piston 37 is provided with a piston communication hole 37a for communicating the upper cylinder chamber β and the lower cylinder chamber γ, and a piston check valve that limits the flow of working fluid from the upper cylinder chamber β to the lower cylinder chamber γ. A valve 37b is provided.

また、減衰力可変ダンパ3において、内筒34と外筒31との間であって、かつ上端キャップ35とバルブ体33との間には、導電体である円筒状の電極筒38が、内筒34及び外筒31と同軸に、かつ内筒34及び外筒31から離間して配置される。電極筒38は、高電圧供給装置5に電気的に接続される。電極筒38は、電気絶縁材料である環状のアイソレータ39によって、電極筒38の上端部及び下端部において、内筒34と電極筒38との間の隙間が閉塞されるとともに、外筒31及び内筒34等の周囲の構成部品から電気的に隔離されている。 Further, in the damping force variable damper 3, a cylindrical electrode cylinder 38, which is a conductor, is inside between the inner cylinder 34 and the outer cylinder 31 and between the upper end cap 35 and the valve body 33. It is arranged coaxially with the cylinder 34 and the outer cylinder 31 and separated from the inner cylinder 34 and the outer cylinder 31. The electrode cylinder 38 is electrically connected to the high voltage supply device 5. In the electrode cylinder 38, the gap between the inner cylinder 34 and the electrode cylinder 38 is closed at the upper end and the lower end of the electrode cylinder 38 by the annular isolator 39 which is an electrically insulating material, and the outer cylinder 31 and the inner cylinder 38 are closed. It is electrically isolated from surrounding components such as the cylinder 34.

電極筒38と内筒34との間には、流通する作動流体に電圧が印加される電圧印加流路δが形成され、電極筒38の下端部におけるアイソレータ39には、電圧印加流路δとリザーバ室αとを連通するアイソレータ連通孔39aが設けられる。 A voltage application flow path δ for applying a voltage to the flowing working fluid is formed between the electrode cylinder 38 and the inner cylinder 34, and the isolator 39 at the lower end of the electrode cylinder 38 has a voltage application flow path δ. An isolator communication hole 39a that communicates with the reservoir chamber α is provided.

減衰力可変ダンパ3は、外筒31の下端部が各車輪2(車軸)に取り付けられ、ピストンロッド36の上端部が車体に取り付けられることで車両1に装着される。 The variable damping force damper 3 is attached to the vehicle 1 by attaching the lower end portion of the outer cylinder 31 to each wheel 2 (axle) and attaching the upper end portion of the piston rod 36 to the vehicle body.

ピストンロッド36が伸びるときには、内筒34内のピストン37が上昇することで上部シリンダ室βの作動流体が加圧され、上部シリンダ室βの作動流体が内筒連通孔34aを通して電圧印加流路δ内に流入する。このとき、ピストン37の上昇により電圧印加流路δ内に流入した作動流体に相当する量の作動流体が、リザーバ室αからバルブ体連通孔33aを介して下部シリンダ室γに流入する。 When the piston rod 36 extends, the working fluid in the upper cylinder chamber β is pressurized by raising the piston 37 in the inner cylinder 34, and the working fluid in the upper cylinder chamber β passes through the inner cylinder communication hole 34a and the voltage application flow path δ. Inflow into. At this time, an amount of working fluid corresponding to the working fluid flowing into the voltage application flow path δ due to the rise of the piston 37 flows from the reservoir chamber α into the lower cylinder chamber γ through the valve body communication hole 33a.

ピストンロッド36が縮むときには、内筒34内のピストン37が下降することで下部シリンダ室γの作動流体がピストン連通孔37aを介して上部シリンダ室βへ流入する。このとき、内筒34内に占めるピストンロッド36の体積増大により押し退けられた作動流体が、上部シリンダ室βから内筒連通孔34aを介して電圧印加流路δへ流入する。 When the piston rod 36 contracts, the piston 37 in the inner cylinder 34 descends, so that the working fluid in the lower cylinder chamber γ flows into the upper cylinder chamber β through the piston communication hole 37a. At this time, the working fluid pushed away by the volume increase of the piston rod 36 occupied in the inner cylinder 34 flows from the upper cylinder chamber β into the voltage application flow path δ through the inner cylinder communication hole 34a.

ピストンロッド36が伸びるとき及び縮むときのいずれにおいても、電圧印加流路δ内に流入した作動流体は、電圧印加流路δをアイソレータ連通孔39aに向けて移動する。したがって、電圧印加流路δ内の作動流体は、高電圧供給装置5から供給された直流電圧が内筒34及び電極筒38に印加されることで、内筒34と電極筒38との間に生じた電位差に応じた粘度となる。これにより、減衰力可変ダンパ3において必要となる減衰力を発生させている。 The working fluid flowing into the voltage application flow path δ moves toward the isolator communication hole 39a in the voltage application flow path δ regardless of whether the piston rod 36 expands or contracts. Therefore, the working fluid in the voltage application flow path δ is formed between the inner cylinder 34 and the electrode cylinder 38 by applying the DC voltage supplied from the high voltage supply device 5 to the inner cylinder 34 and the electrode cylinder 38. The viscosity is adjusted according to the generated potential difference. As a result, the damping force required for the damping force variable damper 3 is generated.

図3は、高電圧供給装置5の詳細な内部構成例を示す。なお、上記のように、高電圧供給装置5は4つの昇圧回路20を備えるが、図中では説明の便宜上、1つの減衰力可変ダンパ3に対応する1つの昇圧回路20のみを示すものとする。また、減衰力可変ダンパ3は、コンデンサ3C及び抵抗3Rが並列接続された等価回路で示されるものとする。 FIG. 3 shows a detailed internal configuration example of the high voltage supply device 5. As described above, the high voltage supply device 5 includes four booster circuits 20, but for convenience of explanation, only one booster circuit 20 corresponding to one variable damping force damper 3 is shown in the drawing. .. Further, the variable damping force damper 3 is represented by an equivalent circuit in which a capacitor 3C and a resistor 3R are connected in parallel.

昇圧回路20は、トランス21、主ダイオード22、出力コンデンサ23、還流ダイオード24、消費抵抗25、スイッチング素子26、ドライバ部27及びフィルタ部28を備える。 The booster circuit 20 includes a transformer 21, a main diode 22, an output capacitor 23, a freewheeling diode 24, a consumption resistor 25, a switching element 26, a driver unit 27, and a filter unit 28.

トランス21は、1次コイル21a及び2次コイル21bを有し、1次コイル21aの通電によって生じた磁束が2次コイル21bと鎖交するように、1次コイル21a及び2次コイル21bが図示省略のコアに巻き回された誘導性負荷である。1次コイル21aは、車載バッテリ6に接続されて電源電圧VBATが印可される。2次コイル21bは、減衰力可変ダンパ3に接続されて、減衰力可変ダンパ3に昇圧した直流電圧を供給する。より具体的には、1次コイル21aの一端は車載バッテリ6の正極に正極線6aを介して接続され、1次コイル21aの他端は車載バッテリ6の負極に負極線6bを介して接続される。また、2次コイル21bの一端は減衰力可変ダンパ3の電極筒38に電極筒線3aを介して接続され、2次コイル21bの他端は減衰力可変ダンパ3の内筒34に内筒線3bを介して接続される。負極線6b及び内筒線3bは、車両1のボディアース等のグランドに接続される。図中において各コイルの極性(巻き始め)を示す黒丸印が付されているように、1次コイル21aと2次コイル21bとでは互いに逆極性であり、1次コイル21aの入力電圧と2次コイル21bの出力電圧とでは互いに逆相となる。 The transformer 21 has a primary coil 21a and a secondary coil 21b, and the primary coil 21a and the secondary coil 21b are shown so that the magnetic flux generated by energization of the primary coil 21a is interlinked with the secondary coil 21b. An inductive load wound around an omitted core. The primary coil 21a is connected to the vehicle-mounted battery 6 and a power supply voltage V BAT is applied. The secondary coil 21b is connected to the variable damping force damper 3 to supply a boosted DC voltage to the variable damping force damper 3. More specifically, one end of the primary coil 21a is connected to the positive electrode of the vehicle-mounted battery 6 via the positive electrode wire 6a, and the other end of the primary coil 21a is connected to the negative electrode of the vehicle-mounted battery 6 via the negative electrode wire 6b. NS. Further, one end of the secondary coil 21b is connected to the electrode cylinder 38 of the variable damping force damper 3 via the electrode cylinder wire 3a, and the other end of the secondary coil 21b is connected to the inner cylinder 34 of the variable damping force damper 3. It is connected via 3b. The negative electrode wire 6b and the inner cylinder wire 3b are connected to a ground such as the body ground of the vehicle 1. As shown by the black circles indicating the polarity (start of winding) of each coil in the figure, the primary coil 21a and the secondary coil 21b have opposite polarities to each other, and the input voltage of the primary coil 21a and the secondary coil are secondary. The output voltage of the coil 21b is in opposite phase to each other.

主ダイオード22は電極筒線3aに配置されて、主ダイオード22のアノードが2次コイル21bに接続され、主ダイオード22のカソードが減衰力可変ダンパ3に接続される。これにより、主ダイオード22は、電極筒線3aを介して2次コイル21bから減衰力可変ダンパ3へ一方向に電流を流す整流素子として機能する。 The main diode 22 is arranged on the electrode tubular wire 3a, the anode of the main diode 22 is connected to the secondary coil 21b, and the cathode of the main diode 22 is connected to the damping force variable damper 3. As a result, the main diode 22 functions as a rectifying element that allows a current to flow in one direction from the secondary coil 21b to the damping force variable damper 3 via the electrode tubular wire 3a.

出力コンデンサ23は、電極筒線3aと内筒線3bとの間において2次コイル21bと並列に配置される。具体的には、出力コンデンサ23の一端は電極筒線3aのうち主ダイオード22のカソードと減衰力可変ダンパ3との間に接続され、出力コンデンサ23の他端は内筒線3bに接続される。 The output capacitor 23 is arranged in parallel with the secondary coil 21b between the electrode tubular wire 3a and the inner tubular wire 3b. Specifically, one end of the output capacitor 23 is connected between the cathode of the main diode 22 and the variable damping force damper 3 of the electrode tubular wire 3a, and the other end of the output capacitor 23 is connected to the inner tubular wire 3b. ..

還流ダイオード24及び消費抵抗25は、正極線6aと負極線6bとを、1次コイル21aを迂回して接続する還流線29において直列に配置される。具体的には、還流ダイオード24は負極線6bから正極線6aへ向かう方向を順方向として配置される。 The freewheeling diode 24 and the consumption resistor 25 are arranged in series on the freewheeling wire 29 that connects the positive electrode wire 6a and the negative electrode wire 6b by bypassing the primary coil 21a. Specifically, the freewheeling diode 24 is arranged with the direction from the negative electrode line 6b toward the positive electrode line 6a as the forward direction.

スイッチング素子26は、負極線6bのうち還流線29が接続される接続点よりもグランド側に配置される。スイッチング素子26は、その制御端子がドライバ部27を介して制御回路10と接続され、制御回路10から出力された制御信号に基づいてオンオフが切り替わるスイッチング動作を行う。スイッチング素子26がオン状態であるときに1次コイル21aとグランドとの間が電気的に導通し、スイッチング素子26がオフ状態であるときに1次コイル21aとグランドとの間が電気的に遮断される。 The switching element 26 is arranged on the ground side of the negative electrode wire 6b with respect to the connection point to which the reflux wire 29 is connected. The control terminal of the switching element 26 is connected to the control circuit 10 via the driver unit 27, and performs a switching operation in which the switching element 26 is switched on and off based on the control signal output from the control circuit 10. When the switching element 26 is in the on state, the primary coil 21a and the ground are electrically conductive, and when the switching element 26 is in the off state, the primary coil 21a and the ground are electrically cut off. Will be done.

図示の構成では、スイッチング素子26としてnチャネル型のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)が用いられ、ドレイン端子は1次コイル21aの他端に接続され、ソース端子はグランドに接続され、ゲート端子はドライバ部27に接続される。なお、スイッチング素子26は、nチャネル型のMOSFETに限らず、外部から制御信号を制御端子に入力してスイッチング動作を行う半導体スイッチ素子であればよく、例えばバイポーラトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等であってもよい。 In the configuration shown, an n-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) is used as the switching element 26, the drain terminal is connected to the other end of the primary coil 21a, the source terminal is connected to the ground, and the gate terminal. Is connected to the driver unit 27. The switching element 26 is not limited to the n-channel MOSFET, and may be any semiconductor switch element that performs switching operation by inputting a control signal from the outside to the control terminal. For example, a bipolar transistor or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) And so on.

制御回路10は、上記のように目標減衰力を算出し、この目標減衰力に応じて生成した制御信号をドライバ部27へ出力することで、スイッチング素子26をオンオフさせて1次コイル21aの通電を制御する通常処理を行う。ドライバ部27は、制御信号に基づいて、実際にスイッチング素子26を駆動するための駆動信号を生成し、この駆動信号をスイッチング素子26へ出力する。 The control circuit 10 calculates the target damping force as described above, and outputs the control signal generated according to the target damping force to the driver unit 27 to turn on / off the switching element 26 and energize the primary coil 21a. Performs normal processing to control. The driver unit 27 generates a drive signal for actually driving the switching element 26 based on the control signal, and outputs this drive signal to the switching element 26.

図示の構成では、制御回路10は、パルス幅変調(PWM)制御により、スイッチング素子26にスイッチング動作を行わせるPWM信号を生成し、このPWM信号をドライバ部27へ出力する。スイッチング素子26のスイッチング動作時におけるオン時間又はオフ時間の比率(デューティ)は目標減衰力に応じて設定され、PWM信号は、デューティに応じた電圧レベルの指令信号と所定周波数のキャリア信号とを比較して生成される。これにより、PWM信号は、高電位状態のHレベル及び低電位状態のLレベル2つの電位レベルを有する矩形波状のパルス信号となる。例えば、PWM信号がHレベルのときにスイッチング素子26がオン駆動され、PWM信号がLレベルのときにスイッチング素子26がオフ駆動される。ドライバ部27は、PWM信号に基づいて、実際にスイッチング素子26を駆動するためのゲート駆動信号を生成して、このゲート駆動信号をスイッチング素子26のゲート端子へ出力する。 In the illustrated configuration, the control circuit 10 generates a PWM signal that causes the switching element 26 to perform a switching operation by pulse width modulation (PWM) control, and outputs this PWM signal to the driver unit 27. The ratio (duty) of the on-time or off-time during the switching operation of the switching element 26 is set according to the target damping force, and the PWM signal compares the command signal of the voltage level according to the duty with the carrier signal of a predetermined frequency. Is generated. As a result, the PWM signal becomes a rectangular wavy pulse signal having two potential levels, an H level in a high potential state and an L level in a low potential state. For example, when the PWM signal is H level, the switching element 26 is driven on, and when the PWM signal is L level, the switching element 26 is driven off. The driver unit 27 generates a gate drive signal for actually driving the switching element 26 based on the PWM signal, and outputs the gate drive signal to the gate terminal of the switching element 26.

また、制御回路10は、負極線6bのうち1次コイル21aとスイッチング素子26との間の中間ノードの電圧を、高周波成分を除去するフィルタ部28を介して入力して計測し、計測した中間ノードの電圧に基づいて2次コイル21bの短絡故障を検出する異常検出処理を行う。なお、制御回路10は、中間ノードの電圧をA/D(Analog to Digital)変換等によって計測する電圧計測手段として機能する。以下、図示の構成に従って、スイッチング素子26から出力される制御信号をPWM信号とし、上記の中間ノードの電圧をドレイン電圧Vdsとし、スイッチング素子26を流れる電流をドレイン電流Iとする。 Further, the control circuit 10 inputs and measures the voltage of the intermediate node between the primary coil 21a and the switching element 26 of the negative electrode wire 6b through the filter unit 28 that removes the high frequency component, and measures the intermediate. An abnormality detection process for detecting a short-circuit failure of the secondary coil 21b is performed based on the voltage of the node. The control circuit 10 functions as a voltage measuring means for measuring the voltage of the intermediate node by A / D (Analog to Digital) conversion or the like. Hereinafter, according to the configuration shown in the figure, the control signal output from the switching element 26 is a PWM signal, the voltage of the intermediate node is defined as a drain voltage V ds, and the current flowing through the switching element 26 is defined as a drain current I d .

制御回路10のマイクロコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサ、揮発性メモリや不揮発性メモリを含む記憶手段、及び、入出力ポート等を内部バスで通信可能に接続して構成される。制御回路10は、プロセッサが不揮発性メモリに格納された制御プログラムを揮発性メモリに読み出して実行することで、上記の通常処理及び異常検出処理を行う。ただし、通常処理及び異常検出処理の一部又は全部がハードウェアの構成により行われることを排除するものではない。 The microcomputer of the control circuit 10 is configured by connecting a processor such as a CPU (Central Processing Unit), a storage means including a volatile memory and a non-volatile memory, an input / output port, and the like so as to be communicable by an internal bus. The control circuit 10 performs the above-mentioned normal processing and abnormality detection processing by the processor reading the control program stored in the non-volatile memory into the volatile memory and executing the control program. However, it does not exclude that a part or all of the normal processing and the abnormality detection processing is performed by the hardware configuration.

次に、図4を参照して、高電圧供給装置5の2次コイル21bに短絡故障が発生していない正常時における高電圧供給装置5の動作例について説明する。図4は、正常時の高電圧供給装置5の模式的な動作例であり、(a)はスイッチング素子26のスイッチング動作を示し、(b)はドレイン電流Iの経時変化を示し、(c)はドレイン電圧Vdsの経時変化を示す。 Next, with reference to FIG. 4, an operation example of the high voltage supply device 5 in a normal state in which a short circuit failure does not occur in the secondary coil 21b of the high voltage supply device 5 will be described. Figure 4 is a schematic example of the operation of the high voltage supply device 5 at the time of normal, (a) shows the switching operation of the switching element 26, (b) shows a change with time of the drain current I d, (c ) Indicates the time course of the drain voltage V ds.

時刻tにおいて、スイッチング素子26が制御回路10から出力されたPWM信号に基づいてターンオンすると(図4(a)参照)、1次コイル21aが通電されて励磁エネルギーの蓄積が開始される。1次コイル21aに流れる電流すなわちドレイン電流Iは、1次コイル21aに固有のインダクタンスの影響を受けて徐々に上昇する(図4(b)参照)。これにより1次コイル21aによって生じた磁束変化がコアを通じて2次コイル21bに誘導起電力を発生させる。しかし、2次コイル21bは1次コイル21aとは逆極性であるため、2次コイル21bの誘導電流は2次側の主ダイオード22によって阻止される。その代りに、スイッチング素子26の前回のオフ駆動時に充電された出力コンデンサ23の放電電流が減衰力可変ダンパ3へ流れる。一方、ドレイン電圧Vdsは、概ねグランド電位となっている(図4(c)参照)。 At time t 1, the switching element 26 is turned on the basis of the PWM signal output from the control circuit 10 (see FIG. 4 (a)), accumulation of excitation energy is started primary coil 21a is energized. The current or drain current I d flowing through the primary coil 21a, and gradually increases under the influence of inherent inductance in the primary coil 21a (see Figure 4 (b)). As a result, the change in magnetic flux generated by the primary coil 21a causes an induced electromotive force to be generated in the secondary coil 21b through the core. However, since the secondary coil 21b has the opposite polarity to that of the primary coil 21a, the induced current of the secondary coil 21b is blocked by the main diode 22 on the secondary side. Instead, the discharge current of the output capacitor 23 charged during the previous off drive of the switching element 26 flows to the damping force variable damper 3. On the other hand, the drain voltage V ds is approximately the ground potential (see FIG. 4 (c)).

時刻tにおいて、スイッチング素子26が制御回路10から出力されたPWM信号に基づいてターンオフすると(図4(a)参照)、1次コイル21aの通電が停止し、ドレイン電流Iは流れなくなる(図4(b)参照)。すると、2次コイル21bには、1次コイル21aの通電によってコアに発生した磁束を減少させないように、スイッチング素子26がターンオンしたときとは反対向きに誘導起電力が発生する。このため、2次コイル21bの誘導電流が2次側の主ダイオード22を通して減衰力可変ダンパ3へ流れるようになる。このとき出力コンデンサ23の充電も行われる。これにより、トランス21内に蓄積された励磁エネルギーが減衰力可変ダンパ3へ放出される。2次コイル21bに発生した誘導電流は、励磁エネルギーが放出されるに従って減少していく。 In time t 2, the when turned off based on the PWM signal switching device 26 is output from the control circuit 10 (see FIG. 4 (a)), the energization of the primary coil 21a is stopped, the drain current I d does not flow ( See FIG. 4 (b)). Then, an induced electromotive force is generated in the secondary coil 21b in the direction opposite to that when the switching element 26 is turned on so as not to reduce the magnetic flux generated in the core by energizing the primary coil 21a. Therefore, the induced current of the secondary coil 21b flows to the damping force variable damper 3 through the main diode 22 on the secondary side. At this time, the output capacitor 23 is also charged. As a result, the exciting energy stored in the transformer 21 is released to the damping force variable damper 3. The induced current generated in the secondary coil 21b decreases as the exciting energy is released.

ドレイン電圧Vdsは、スイッチング素子26がターンオフしても、直ちに電源電圧VBATまで上昇せず、1次コイル21aに発生した逆起電力の影響により徐々に上昇してく(図4(c)参照)。このとき、1次コイル21aには、誘導電流が流れる2次コイル21bから反射された電圧(反射電圧)が重畳する。このため、ドレイン電圧Vdsは、電源電圧VBATよりも高い電位まで上昇する(図4(c)参照)。ここで、正常時にスイッチング素子26がターンオフしたときのドレイン電圧Vdsの上昇率をλ1とする。スイッチング素子26がターンオンするまでに励磁エネルギーが全て放出されて2次コイル21bの誘導電流が流れなくなると、1次コイル21aには反射電圧が重畳しなくなるので、ドレイン電圧Vdsは電源電圧VBATに収束する。なお、1次コイル21aに発生する逆起電力は、還流ダイオード24及び消費抵抗25によって減衰し、これによりドレイン電圧Vdsはスイッチング素子26の耐圧以下に抑制される。 Even if the switching element 26 is turned off, the drain voltage V ds does not immediately rise to the power supply voltage V BAT , but gradually rises due to the influence of the counter electromotive force generated in the primary coil 21a (see FIG. 4 (c)). ). At this time, the voltage (reflected voltage) reflected from the secondary coil 21b through which the induced current flows is superimposed on the primary coil 21a. Therefore, the drain voltage V ds rises to a potential higher than the power supply voltage V BAT (see FIG. 4 (c)). Here, let λ1 be the rate of increase of the drain voltage V ds when the switching element 26 is turned off in the normal state. If all the exciting energy is released by the time the switching element 26 turns on and the induced current of the secondary coil 21b does not flow, the reflected voltage does not superimpose on the primary coil 21a, so that the drain voltage V ds is the power supply voltage V BAT. Converges to. The counter electromotive force generated in the primary coil 21a is attenuated by the freewheeling diode 24 and the consumption resistor 25, whereby the drain voltage Vds is suppressed to be equal to or lower than the withstand voltage of the switching element 26.

時刻tにおいて、スイッチング素子26は制御回路10から出力されたPWM信号に基づいて再びターンオフし、高電圧供給装置5の時刻t〜tまでの動作が繰り返される。 At time t 3, the switching element 26 is turned off again on the basis of the PWM signal outputted from the control circuit 10, operation up to time t 1 ~t 3 of the high-voltage supply device 5 are repeated.

次に、図5を参照して、高電圧供給装置5の2次コイル21bに短絡故障が発生している異常時における高電圧供給装置5の動作例について説明する。図5は、異常時の高電圧供給装置5の模式的な動作例であり、(a)はスイッチング素子26のスイッチング動作を示し、(b)はドレイン電流Iの経時変化を示し、(c)はドレイン電圧Vdsの経時変化を示す。 Next, with reference to FIG. 5, an operation example of the high voltage supply device 5 at the time of an abnormality in which a short circuit failure occurs in the secondary coil 21b of the high voltage supply device 5 will be described. Figure 5 is a schematic example of the operation of the high voltage supply device 5 for abnormality, (a) shows the switching operation of the switching element 26, (b) shows a change with time of the drain current I d, (c ) Indicates the time course of the drain voltage V ds.

時刻t11〜t12におけるスイッチング素子26のオン駆動時には(図5(a)参照)、上記のように2次コイル21bには誘導電流が流れないので、1次コイル21aには2次コイル21bからの反射電圧が重畳しない。このため、ドレイン電圧Vds及びドレイン電流Iは正常時の時刻t〜tと同様の経時変化を示す(図5(b)及び図5(c)参照)。 When the switching element 26 is driven on at times t 11 to t 12 (see FIG. 5 (a)), no induced current flows through the secondary coil 21b as described above, so that the secondary coil 21b passes through the primary coil 21a. The reflected voltage from is not superimposed. Therefore, the drain voltage V ds and the drain current I d show the same time-dependent changes as the normal times t 1 to t 2 (see FIGS. 5 (b) and 5 (c)).

時刻t12において、スイッチング素子26が制御回路10から出力されたPWM信号に基づいてターンオフすると(図5(a)参照)、1次コイル21aの通電が停止し、ドレイン電流Iは流れなくなる(図5(b)参照)。このとき、2次コイル21bのインダクタンスは短絡故障により低下しているので、2次コイル21bには正常時よりも大きな誘導電流が急激に流れ、これにより、1次コイル21aに重畳する反射電圧も増大する。このため、ドレイン電圧Vdsも、2次コイル21bからの反射電圧に応じて、正常時よりも大きくかつ急激に上昇する(図5(c)参照)。ここで、異常時にスイッチング素子26がターンオフしたときのドレイン電圧Vdsの上昇率をλ2とすると、異常時の上昇率λ2は正常時の上昇率λ1よりも大きくなる。 At time t 12, when the switching element 26 is turned off based on the PWM signal output from the control circuit 10 (see FIG. 5 (a)), the energization of the primary coil 21a is stopped, the drain current I d does not flow ( See FIG. 5 (b)). At this time, since the inductance of the secondary coil 21b is reduced due to a short-circuit failure, an induced current larger than that in the normal state suddenly flows through the secondary coil 21b, and as a result, the reflected voltage superimposed on the primary coil 21a also increases. Increase. Therefore, the drain voltage V ds also rises sharply and larger than in the normal state according to the reflected voltage from the secondary coil 21b (see FIG. 5C). Here, assuming that the rate of increase of the drain voltage V ds when the switching element 26 is turned off at the time of abnormality is λ2, the rate of increase λ2 at the time of abnormality is larger than the rate of increase λ1 at the time of normal.

2次コイル21bの短絡故障による誘導電流が過大である場合には、ドレイン電圧Vdsは、1次コイル21aと2次コイル21bとの間の相互誘導によって、図示のように激しく振動するリンギングを起こす(図5(c)参照)。そして、スイッチング素子26がターンオンするまでに励磁エネルギーが全て放出されて2次コイル21bの誘導電流が流れなくなると、1次コイル21aには反射電圧が重畳しなくなるので、ドレイン電圧Vdsは電源電圧VBATに収束する。なお、1次コイル21aに発生する逆起電力が還流ダイオード24及び消費抵抗25を通ることで減衰していくのは、正常時と同様である。 When the induced current due to the short-circuit failure of the secondary coil 21b is excessive, the drain voltage Vds causes ringing that violently vibrates as shown by mutual induction between the primary coil 21a and the secondary coil 21b. Raise (see FIG. 5 (c)). Then, when all the exciting energy is released by the time the switching element 26 is turned on and the induced current of the secondary coil 21b does not flow, the reflected voltage is not superimposed on the primary coil 21a, so that the drain voltage Vds is the power supply voltage. Converges to V BAT. The counter electromotive force generated in the primary coil 21a is attenuated by passing through the freewheeling diode 24 and the consumption resistor 25, which is the same as in the normal state.

時刻t13において、スイッチング素子26は制御回路10から出力されたPWM信号に基づいて再びターンオフし、高電圧供給装置5の時刻t11〜t13までの動作が繰り返される。 At time t 13, the switching element 26 is turned off again on the basis of the PWM signal outputted from the control circuit 10, operation up to time t 11 ~t 13 of the high voltage supply device 5 are repeated.

このように、異常時と正常時とでは、スイッチング素子26のターンオフに伴うドレイン電圧Vdsの変化に明確な差異が生じるため、この変化に基づいて2次コイル21bに短絡故障が発生したか否かを判定することができる。 As described above, since there is a clear difference in the change in the drain voltage Vds due to the turn-off of the switching element 26 between the abnormal time and the normal time, whether or not a short-circuit failure has occurred in the secondary coil 21b based on this change. Can be determined.

図6は、車両1のイグニッションスイッチがオン操作されて制御回路10に動作電圧が供給されたことを契機として、制御回路10が制御周期ΔTごとに繰り返し行う異常検出処理の一例を示す。なお、異常検出処理は通常処理と並行して行われるものとする。 FIG. 6 shows an example of an abnormality detection process that the control circuit 10 repeatedly performs every control cycle ΔT when the ignition switch of the vehicle 1 is turned on and the operating voltage is supplied to the control circuit 10. The abnormality detection process shall be performed in parallel with the normal process.

ステップS1(図中では「S1」と略記する。以下同様である。)では、制御回路10は、スイッチング素子26のターンオフを検出する。制御回路10は、これが出力するPWM信号がスイッチング素子26のターンオフを示す電位状態(例えばLレベル)に変化したときに、スイッチング素子26のターンオフを検出することができる。あるいは、制御回路10は、ドライバ部27から出力されるゲート駆動信号がスイッチング素子26のターンオフを示す電位状態(例えばLレベル)に変化したことを検出したときに、スイッチング素子26のターンオフを検出する。そして、制御回路10は、スイッチング素子26のターンオフを検出した場合には(YES)、処理をステップS2へ進める一方、スイッチング素子26のターンオフを検出していない場合には(NO)、ステップS2〜S4を省略して、再度ステップS1を実行する。 In step S1 (abbreviated as "S1" in the figure; the same applies hereinafter), the control circuit 10 detects the turn-off of the switching element 26. The control circuit 10 can detect the turn-off of the switching element 26 when the PWM signal output by the control circuit 10 changes to a potential state (for example, L level) indicating the turn-off of the switching element 26. Alternatively, the control circuit 10 detects the turn-off of the switching element 26 when it detects that the gate drive signal output from the driver unit 27 has changed to a potential state (for example, L level) indicating the turn-off of the switching element 26. .. Then, when the control circuit 10 detects the turn-off of the switching element 26 (YES), the process proceeds to step S2, while when the turn-off of the switching element 26 is not detected (NO), steps S2 to S2. S4 is omitted, and step S1 is executed again.

ステップS2では、制御回路10は、2つのドレイン電圧Vdsの計測値に基づいてドレイン電圧Vdsの変化率σ1を算出する。2つのドレイン電圧Vdsの計測値は、具体的には、図7で示すように、スイッチング素子26のターンオフを検出した時刻t以降に取得されてレジスタ等の記憶手段に記憶される。そして、ドレイン電圧Vdsの変化率σ1は、時刻t以降の時刻tn+1で取得された1番目のドレイン電圧Vdsの計測値Vdsn+1と、時刻tn+1の後の時刻tn+2で取得された2番目のドレイン電圧Vdsの計測値Vdsn+2と、の変化量ΔVd(=Vdn+2−Vdn+1)を計測間隔S(=tn+2−tn+1)で除算することで算出される。 In step S2, the control circuit 10 calculates the rate of change σ1 of the drain voltage V ds based on the measured values of the two drain voltages V ds. Specifically, as shown in FIG. 7, the measured values of the two drain voltages V ds are acquired after the time t n when the turn-off of the switching element 26 is detected and stored in a storage means such as a register. Then, the change rate σ1 of the drain voltage V ds is the measured value Vds n + 1 of the first drain voltage V ds acquired at time t n + 1 after time t n, is acquired at time t n + 2 after the time t n + 1 It is calculated by dividing the measured value Vds n + 2 of the second drain voltage V ds and the change amount ΔVd (= Vdn + 2 −Vdn + 1 ) by the measurement interval S (= t n + 2 −t n + 1).

ただし、制御周期ΔT及びPWM信号の周期(または周波数)の少なくとも一方は、スイッチング素子26のターンオフによりドレイン電圧Vdsが上昇している間(低下する前)に、2つのドレイン電圧Vdsの計測値を取得できるように設定されているものとする。なお、レジスタ等の記憶手段に記憶された2つのドレイン電圧Vdsの計測値は次の制御周期ΔTまでに消去されてもよい。 However, at least one of the control cycle ΔT and the PWM signal cycle (or frequency) is the measurement of the two drain voltages V ds while the drain voltage V ds is rising (before falling) due to the turn-off of the switching element 26. It is assumed that the value can be obtained. The measured values of the two drain voltages Vds stored in a storage means such as a register may be erased by the next control cycle ΔT.

ステップS3では、制御回路10は、ドレイン電圧Vdsの変化率σ1が所定の閾値より大きいか否かを判定する。そして、制御回路10は、ドレイン電圧Vdsの変化率σ1が所定の閾値より大きいと判定した場合には(YES)、2次コイル21bに短絡故障が発生していると判定して、処理をステップS4へ進める。一方、制御回路10は、ドレイン電圧Vdsの変化率σ1が所定の閾値以下であると判定した場合には(NO)、2次コイル21bに短絡故障が発生していないと判定し、ステップS4を省略して再度ステップS1を実行する。なお、計測間隔Sが一定であれば、ドレイン電圧Vdsの変化量ΔVdと別の閾値との比較によって、2次コイル21bに短絡故障が発生しているか否かを判定してもよい。 In step S3, the control circuit 10 determines whether or not the rate of change σ1 of the drain voltage V ds is larger than a predetermined threshold value. Then, when the control circuit 10 determines that the rate of change σ1 of the drain voltage V ds is larger than a predetermined threshold value (YES), the control circuit 10 determines that a short-circuit failure has occurred in the secondary coil 21b, and performs processing. Proceed to step S4. On the other hand, the control circuit 10, when a change rate σ1 of the drain voltage V ds is equal to or less than the predetermined threshold value is determined not to short-circuit fault occurs in (NO), 2 coil 21b, step S4 Is omitted, and step S1 is executed again. If the measurement interval S is constant, it may be determined whether or not a short-circuit failure has occurred in the secondary coil 21b by comparing the change amount ΔVd of the drain voltage V ds with another threshold value.

ステップS4では、制御回路10は異常時処理を行う。制御回路10は、二次故障発生の抑制を優先させるときの異常時処理として、PWM信号の出力停止、及び、正極線6aに車載バッテリ6と1次コイル21aとの導通を遮断可能な電源リレーが配置されている場合にはその電源リレーの遮断、の少なくとも一方を行う。あるいは、制御回路10は、減衰力可変ダンパ3の動作継続を優先させるときの異常時処理として、PWM信号のデューティ(オン時間の比率)を所定値以下に低下させる。いずれの異常時処理を行った場合でも、制御回路10は、CAN(Controller Area Network)等の通信ネットワークを介して、車両1の他の電子制御装置へ2次コイル21bの短絡故障が発生したことを通知してもよい。 In step S4, the control circuit 10 performs an abnormality processing. The control circuit 10 is a power relay capable of stopping the output of the PWM signal and interrupting the continuity between the vehicle-mounted battery 6 and the primary coil 21a on the positive electrode line 6a as an abnormality processing when giving priority to suppressing the occurrence of a secondary failure. If is arranged, shut off the power relay, or at least one of them. Alternatively, the control circuit 10 reduces the duty (ratio of on-time) of the PWM signal to a predetermined value or less as an abnormality processing when giving priority to the continuation of the operation of the damping force variable damper 3. Regardless of which abnormality processing is performed, the control circuit 10 has a short-circuit failure of the secondary coil 21b to another electronic control device of the vehicle 1 via a communication network such as CAN (Controller Area Network). May be notified.

図8は、車両1のイグニッションスイッチがオン操作されて制御回路10に動作電圧が供給されたことを契機として、制御回路10が制御周期ΔTごとに繰り返し行う異常検出処理の変形例を示す。なお、図6の異常検出処理と同様の処理内容については、その説明を省略ないし簡略化する。 FIG. 8 shows a modified example of the abnormality detection process that the control circuit 10 repeatedly performs every control cycle ΔT when the ignition switch of the vehicle 1 is turned on and the operating voltage is supplied to the control circuit 10. The description of the processing content similar to the abnormality detection processing of FIG. 6 will be omitted or simplified.

ステップS11では、制御回路10は、フィルタ部28を介して入力し計測したドレイン電圧Vdsの計測値(前回値)を取得してレジスタ等の記憶手段に記憶する。ドレイン電圧Vdsの計測値は、例えば、記憶の順番あるいは制御周期の順番と関連付けられる等、時系列を認識できるように記憶される。 In step S11, the control circuit 10 acquires the measured value (previous value) of the drain voltage V ds input and measured through the filter unit 28 and stores it in a storage means such as a register. The measured value of the drain voltage V ds is stored so that the time series can be recognized, for example, it is associated with the order of storage or the order of control cycles.

ステップS12では、制御回路10は、ステップS1と同様にして、スイッチング素子26のターンオフを検出した場合には(YES)、処理をステップS13へ進める。一方、制御回路10は、スイッチング素子26のターンオフを検出していない場合には(NO)、直前のステップS11で記憶したドレイン電圧Vdsの計測値を消去するとともに、ステップS13〜S16を省略して再度ステップS1を実行する。 In step S12, when the control circuit 10 detects the turn-off of the switching element 26 (YES) in the same manner as in step S1, the process proceeds to step S13. On the other hand, the control circuit 10, and if not detected turn-off of the switching element 26 erases the measurement value of the drain voltage V ds stored at (NO), the immediately preceding step S11, omitting the step S13~S16 And step S1 is executed again.

ステップS13では、制御回路10は、ステップS11と同様に、フィルタ部28を介して入力したドレイン電圧Vdsの計測値(今回値)を取得してレジスタ等の記憶手段に記憶する。 In step S13, similarly to step S11, the control circuit 10 acquires the measured value (current value) of the drain voltage Vds input via the filter unit 28 and stores it in a storage means such as a register.

ステップS14では、制御回路10は、ステップS2と同様に、2つのドレイン電圧Vdsの計測値に基づいてドレイン電圧Vdsの変化率σ2を算出する。2つのドレイン電圧Vdsは、具体的には、図9に示すように、スイッチング素子26のターンオフを検出する時刻tの前後で取得される。すなわち、2つのドレイン電圧Vdsは、時刻tの前の時刻tn−1にステップS11で取得した1番目のドレイン電圧Vdsの計測値Vdsn−1(前回値)と時刻t以降の時刻tn+1にステップS13で取得した2番目のドレイン電圧Vdsの計測値Vdsn+1(今回値)とである。そして、ドレイン電圧Vdsの変化率σ2は、時刻tnー1で取得された1番目のドレイン電圧Vdsの計測値Vdsn−1と、時刻tn+1で取得された2番目のドレイン電圧Vdsの計測値Vdsn+1と、の変化量ΔVd(=Vdn+1−Vdnー1)を、計測間隔S(=tn+1−tn−1)で除算することで算出される。 In step S14, the control circuit 10 calculates the rate of change σ2 of the drain voltage V ds based on the measured values of the two drain voltages V ds, as in step S2. Specifically, as shown in FIG. 9, the two drain voltages V ds are acquired before and after the time t n when the turn-off of the switching element 26 is detected. That is, two drain voltage V ds is the time t measured value Vds n-1 (previous value) of the previous time t n-1 to the first drain voltage V ds acquired in step S11 in n the time t n subsequent It is the measured value Vds n + 1 (current value) of the second drain voltage V ds acquired in step S13 at the time t n + 1 of. The drain rate of change σ2 voltage V ds is the time t measured value of n-1 first drain voltage V ds obtained by the Vds n-1, the time t n + 1 is acquired in the second drain voltage V It is calculated by dividing the measured value of ds Vds n + 1 and the amount of change ΔVd (= Vd n + 1 −Vd n-1 ) by the measurement interval S (= t n + 1 −t n-1).

ステップS14において、2つのドレイン電圧Vdsをスイッチング素子26のターンオフを検出する時刻tの前後で取得するのは、2番目のドレイン電圧Vdsの計測値をスイッチング素子26のターンオフによりドレイン電圧Vdsが上昇している間(低下する前)に取得しやすくするためである。 In step S14, the two drain voltages V ds are acquired before and after the time t n when the turn-off of the switching element 26 is detected, so that the measured value of the second drain voltage V ds is obtained by the turn-off of the switching element 26. This is to make it easier to acquire while ds is rising (before falling).

ステップS15では、制御回路10は、ステップS3と同様に、ドレイン電圧Vdsの変化率σ2が所定の閾値より大きいと判定した場合には(YES)、2次コイル21bに短絡故障が発生していると判定し、処理をステップS16へ進めてステップS4と同様に異常時処理を行う。一方、制御回路10は、ドレイン電圧Vdsの変化率σ2が所定の閾値以下であると判定した場合には(NO)、2次コイル21bに短絡故障が発生していないと判定し、ステップS16を省略して再度ステップS1を実行する。 In step S15, similarly to step S3, when the control circuit 10 determines that the rate of change σ2 of the drain voltage V ds is larger than a predetermined threshold value (YES), a short-circuit failure occurs in the secondary coil 21b. It is determined that there is, the process proceeds to step S16, and the abnormal case process is performed in the same manner as in step S4. On the other hand, the control circuit 10, when a change rate σ2 of the drain voltage V ds is equal to or less than the predetermined threshold value is determined not to short-circuit fault occurs in (NO), 2 coil 21b, Step S16 Is omitted, and step S1 is executed again.

このような高電圧供給装置5によれば、異常時と正常時とでスイッチング素子26のターンオフに伴うドレイン電圧Vdsの変化に明確な差異が生じることに着目して、ターンオフに伴うドレイン電圧Vdsの変化(変化率又は変化量)に基づいて、2次コイル21bに短絡故障が発生したか否かを判断している。したがって、高電圧供給装置5によれば、スイッチング素子26のオン駆動時におけるドレイン電圧Vdsと所定の閾値との比較結果から過電流を検出する構成と比較しても、簡易な構成で2次コイル21bの短絡故障を検出できるという顕著な効果を奏する。 According to such a high voltage supply device 5, the drain voltage V due to the turn-off is noticed that there is a clear difference in the change of the drain voltage V ds due to the turn-off of the switching element 26 between the abnormal time and the normal state. Based on the change in ds (rate of change or amount of change), it is determined whether or not a short-circuit failure has occurred in the secondary coil 21b. Therefore, according to the high voltage supply device 5, even when compared with the configuration in which the overcurrent is detected from the comparison result between the drain voltage Vds when the switching element 26 is driven on and the predetermined threshold value, the configuration is secondary with a simple configuration. It has a remarkable effect of being able to detect a short-circuit failure of the coil 21b.

なお、上記の実施形態の異常検出処理(図6及び図7参照)において、スイッチング素子26のターンオフによりドレイン電圧Vdsが上昇している間(低下する前)に、2つのドレイン電圧Vdsの計測値を時間的に取得できない場合が考えられる。この場合には、PWM信号の各周期でスイッチング素子26のターンオフに伴うドレイン電圧Vdsの変化が一定であると仮定して、1番目のドレイン電圧Vdsの計測値Vdsn+1を取得したPWM周期後の別のPWM周期におけるスイッチング素子26のターンオフ後に2番目のドレイン電圧Vdsの計測値Vdsn+2を取得してもよい。より具体的には、1番目のドレイン電圧Vdsの計測値Vdsn+1を取得した時刻tn+1にPWM信号のn周期分(nは正の整数)の時間と計測間隔S未満の時間とを加算した時刻で2番目のドレイン電圧Vdsの計測値を取得してもよい。 In the abnormality detection process of the above embodiment (see FIGS. 6 and 7), while the drain voltage V ds is increasing (before decreasing) due to the turn-off of the switching element 26, the two drain voltages V ds are It is possible that the measured value cannot be obtained in time. In this case, assuming that the change in the drain voltage V ds accompanying the turn-off of the switching element 26 is constant in each cycle of the PWM signal, the PWM cycle in which the measured value Vds n + 1 of the first drain voltage V ds is acquired. another of the second after turn-off of the switching element 26 in the PWM period of the drain voltage V ds measured value Vds n + 2 may be acquired later. More specifically, the time for n cycles of the PWM signal (n is a positive integer) and the time less than the measurement interval S are added to the time t n + 1 when the measured value Vds n + 1 of the first drain voltage V ds is acquired. The measured value of the second drain voltage V ds may be acquired at the time specified.

上記の実施形態及びその変形例(以下、「実施形態等」という)の異常検出処理において、ドレイン電圧Vdsの変化率σ1,σ2を所定の閾値と比較していたが、2次コイル21bの短絡故障の故障レベルを判定するために、大きさの異なる複数の閾値を設けてもよい。例えば、大小2つの閾値を設けた場合には以下のように判定することができる。ドレイン電圧Vdsの変化率σ1,σ2が小さい方の閾値以下であるときには、2次コイル21bに短絡故障が発生していないと判断する。ドレイン電圧Vdsの変化率σ1,σ2が小さい方の閾値を超えているが大きい方の閾値以下であるときには、2次コイル21bに軽度の短絡故障が発生していると判断する。ドレイン電圧Vdsの変化率σ1,σ2が大きい方の閾値を超えているときには、2次コイル21bに重度の短絡故障が発生していると判断する。 In the abnormality detection process of the above embodiment and its modified example (hereinafter referred to as "the embodiment or the like"), the rate of change σ1 and σ2 of the drain voltage V ds was compared with a predetermined threshold value, but the secondary coil 21b A plurality of threshold values having different sizes may be provided in order to determine the failure level of the short circuit failure. For example, when two thresholds, large and small, are set, it can be determined as follows. When the rate of change σ1 and σ2 of the drain voltage V ds is equal to or less than the smaller threshold value, it is determined that a short-circuit failure has not occurred in the secondary coil 21b. When the rate of change σ1 and σ2 of the drain voltage V ds exceeds the smaller threshold value but is equal to or less than the larger threshold value, it is determined that a minor short-circuit failure has occurred in the secondary coil 21b. When the rate of change σ1 and σ2 of the drain voltage V ds exceeds the larger threshold value, it is determined that a severe short-circuit failure has occurred in the secondary coil 21b.

このように2次コイル21bの短絡故障の故障レベルを判定すれば、故障レベルに応じて異常時処理の内容を選択することができる。例えば、軽度の短絡故障である場合には、PWM信号のデューティ(オン時間の比率)を所定値以下に低下させて、減衰力可変ダンパ3の動作を継続させる。これに対し、重度の短絡故障である場合には、PWM信号の出力停止及び電源リレーの遮断の少なくとも一方を行って、二次故障の発生を抑制する。 If the failure level of the short-circuit failure of the secondary coil 21b is determined in this way, the content of the abnormality processing can be selected according to the failure level. For example, in the case of a minor short-circuit failure, the duty (ratio of on-time) of the PWM signal is reduced to a predetermined value or less, and the operation of the damping force variable damper 3 is continued. On the other hand, in the case of a severe short-circuit failure, at least one of the PWM signal output stop and the power relay cutoff is performed to suppress the occurrence of the secondary failure.

以上、本発明者にとってなされた発明を上記の実施形態等に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることはいうまでもない。また、上記の実施形態等において相互に独立して記載された技術的事項は、技術的に矛盾しない限り、適宜組み合せることも可能である。 Although the invention made for the present inventor has been specifically described above based on the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and various changes can be made without departing from the gist thereof. It goes without saying that it is possible. Further, the technical matters described independently of each other in the above-described embodiments and the like can be appropriately combined as long as there is no technical contradiction.

高電圧供給装置5では、制御回路10の行う通常処理において、PWM信号の周波数を電流不連続モードまたは電流連続モードのいずれに対応させてもよい。ここで、電流不連続モードは、スイッチング素子26のオフ駆動中に2次コイル21bの誘導電流が停止してからスイッチング素子26をターンオンするモードである。また、電流連続モードは、スイッチング素子26のオフ駆動中に2次コイル21bの誘導電流が停止する前にスイッチング素子26をターンオンするモードである。 In the high voltage supply device 5, in the normal processing performed by the control circuit 10, the frequency of the PWM signal may correspond to either the current discontinuous mode or the current continuous mode. Here, the current discontinuous mode is a mode in which the switching element 26 is turned on after the induced current of the secondary coil 21b is stopped while the switching element 26 is being driven off. Further, the current continuous mode is a mode in which the switching element 26 is turned on before the induced current of the secondary coil 21b is stopped during the off driving of the switching element 26.

高電圧供給装置5は、1つの減衰力可変ダンパ3が1つの昇圧回路20に対応して、4つの昇圧回路20を備えていたが、昇圧回路20の数は4つに限定されない。例えば、高電圧供給装置5は、前輪の2つの減衰力可変ダンパ3が1つの昇圧回路20に対応し、後輪の2つの減衰力可変ダンパ3が1つの昇圧回路20に対応して、2つの昇圧回路20を備えてもよい。あるいは、高電圧供給装置5は、全車輪の4つの減衰力可変ダンパ3が1つの昇圧回路20を対応して、1つの昇圧回路20を備えてもよい。 In the high voltage supply device 5, one damping force variable damper 3 corresponds to one booster circuit 20 and includes four booster circuits 20, but the number of booster circuits 20 is not limited to four. For example, in the high voltage supply device 5, two front wheel variable damping force dampers 3 correspond to one booster circuit 20, and two rear wheel variable damping force dampers 3 correspond to one booster circuit 20. One booster circuit 20 may be provided. Alternatively, the high voltage supply device 5 may include one booster circuit 20 in which four variable damping force dampers 3 on all wheels correspond to one booster circuit 20.

異常時処理は、通常処理と並行に行うものに限られず、通常処理と直列に行われてもよい。例えば、スイッチング素子26のターンオフを検出しなかったときに(ステップS1,S12)、あるいは、ドレイン電圧Vdsの変化率σ1,σ2が所定の閾値以下であったときに(ステップS3,S15)、通常処理を行ってもよい。 The abnormal processing is not limited to the one performed in parallel with the normal processing, and may be performed in series with the normal processing. For example, when the turn-off of the switching element 26 is not detected (steps S1 and S12), or when the rate of change σ1 and σ2 of the drain voltage V ds is equal to or less than a predetermined threshold value (steps S3 and S15). Normal processing may be performed.

電力変換装置は、上記のように車両用ダンパシステムにおける高電圧供給装置5として適用可能であるが、トランス21を用いたDC/DCコンバータとしての機能を利用するものであれば、その用途は問わない。したがって、電力変換装置は、交流電源を備えたシステムにおいて、交流電力をダイオードブリッジ等で直流電力に変換したうえで1次コイル21aに印可されるようにしてもよい。また、電力変換装置は、昇圧するものに限らず、降圧するものであってもよい。 The power conversion device can be applied as the high voltage supply device 5 in the vehicle damper system as described above, but its use is not limited as long as it utilizes the function as a DC / DC converter using the transformer 21. No. Therefore, the power conversion device may be applied to the primary coil 21a after converting the AC power into DC power by a diode bridge or the like in a system provided with an AC power supply. Further, the power conversion device is not limited to the one that boosts the voltage, but may be one that steps down the voltage.

5…高電圧供給装置、6…車載バッテリ、6b…負極線、10…制御回路、20…昇圧回路、21…トランス、21a…1次コイル21a、21b…2次コイル、26…スイッチング素子、Vds…ドレイン電圧、VBAT…電源電圧、Vdsn+1,Vdsn−1…1番目のドレイン電圧の計測値、Vdsn+2,Vdsn+1…2番目のドレイン電圧の計測値* 5 ... High voltage supply device, 6 ... In-vehicle battery, 6b ... Negative wire, 10 ... Control circuit, 20 ... Boost circuit, 21 ... Transformer, 21a ... Primary coil 21a, 21b ... Secondary coil, 26 ... Switching element, V ds ... drain voltage, V BAT ... power supply voltage, Vds n + 1 , Vds n-1 ... first drain voltage measurement value, Vds n + 2 , Vds n + 1 ... second drain voltage measurement value *

Claims (3)

1次コイル及び2次コイルを有し、前記1次コイルの通電によって生じた磁束が前記2次コイルと鎖交するように構成された誘導性負荷と、
前記1次コイルとグランドとの間に配置されたスイッチング素子と、
前記1次コイルと前記スイッチング素子との間を接続する接続線の電圧を計測する電圧計測手段と、
前記スイッチング素子をオンオフさせて前記1次コイルの通電を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記スイッチング素子のターンオフに伴う前記接続線の電圧の変化を求め、前記接続線の電圧の変化が所定の閾値より大きいときに、前記2次コイルが異常であると判定する、電力変換装置。
An inductive load having a primary coil and a secondary coil and configured such that the magnetic flux generated by energization of the primary coil interlinks with the secondary coil.
A switching element arranged between the primary coil and the ground,
A voltage measuring means for measuring the voltage of the connection line connecting the primary coil and the switching element, and
A control means for turning the switching element on and off to control energization of the primary coil, and
With
The control means obtains a change in the voltage of the connection line due to the turn-off of the switching element, and determines that the secondary coil is abnormal when the change in the voltage of the connection line is larger than a predetermined threshold value. Power converter.
前記接続線の電圧の変化は、前記ターンオフの前の前記接続線の電圧と前記ターンオフ以降の前記接続線の電圧とから算出される、請求項1に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, wherein the change in the voltage of the connection line is calculated from the voltage of the connection line before the turn-off and the voltage of the connection line after the turn-off. 前記接続線の電圧の変化は、前記ターンオフ以降の前記接続線の電圧から算出される、請求項1に記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, wherein the change in the voltage of the connection line is calculated from the voltage of the connection line after the turn-off.
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