JP4804916B2

JP4804916B2 - 昇圧装置

Info

Publication number: JP4804916B2
Application number: JP2005378019A
Authority: JP
Inventors: 晃治笹嶋; 博貴片山; 正興関根; 博明合澤; 眞山本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Origin Electric Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Origin Electric Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: JP2007181338A

Description

この発明は、昇圧装置に関する。

従来、例えば電気負荷であるモータに対し、モータの駆動状態では電源電圧を昇圧して得た出力電圧をモータに印加し、モータの回生状態ではモータから出力される回生電流を回収する双方向の昇圧回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この昇圧回路は、一端が電源に接続されて電源電圧が印加されるコイルと、このコイルの他端を接地または開放する第１のＦＥＴと、コイルの他端に接続される第２のＦＥＴと、この第２のＦＥＴの出力側に接続される平滑コンデンサとを備えて構成されている。
特開２００３−２４４９４３号公報

ところで、上記従来技術に係る昇圧回路においては、例えば昇圧回路の出力電圧に対する目標値である目標出力電圧と実際の出力電圧との差分や、例えば各ＦＥＴのドレイン電圧等と、所定の各判定閾値とを比較することによって、各ＦＥＴのオープン故障やショート故障等の異常を検知する方法が知られている。
しかしながら、このような昇圧回路においては、各ＦＥＴのオン／オフ状態に加えて、昇圧回路の動作状態（例えば、回生動作等）が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを、直接的かつ迅速に検知すると共に、昇圧回路を構成する各構成要素の状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを適切に検知することが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、昇圧装置の動作状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを、直接的かつ迅速に検知すると共に、昇圧装置を構成する各構成要素の状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを適切に検知することが可能な昇圧装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の昇圧装置は、一端が電源（例えば、実施の形態でのバッテリ１１）に接続されて電源電圧が印加されるコイル（例えば、実施の形態でのコイル１２）と、該コイルの他端を接地または開放する第１のスイッチング素子（例えば、実施の形態での第１トランジスタ１３）と、前記コイルの他端に接続される第２のスイッチング素子（例えば、実施の形態での第２トランジスタ１４ａ）と、該第２のスイッチング素子の出力側（例えば、実施の形態での出力端子Ｖｏｕｔ側）に接続される平滑コンデンサ（例えば、実施の形態での平滑コンデンサ１５）とを備える昇圧装置であって、前記昇圧装置が通常の動作状態であり、前記コイルから出力される電流（例えば、実施の形態での電流ＩＣ）の平均値が所定値以下である場合に前記コイルに流れる電流の検出結果に基づき、回生動作は正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断する診断手段（例えば、実施の形態での状態診断部２０）を備え、前記診断手段は、前記コイルに流れる電流が０をまたぐ場合に、回生動作は正常であると診断することを特徴としている。

上記の昇圧装置によれば、昇圧装置の出力電圧が印加される電気負荷の負荷状態がゼロを含む相対的に低い状態である場合には、各スイッチング素子のオン／オフ状態に応じてコイルに流れる電流は符号が正／負に変化する三角波となることから、例えば電流値が最小値となるボトムタイミングにおいて、電流の符号が負であれば、昇圧装置の回生動作は正常であると判断することができる。これにより、昇圧装置の動作状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを、直接的かつ迅速に検知することができる。しかも、昇圧装置の正常または異常を診断する際には、昇圧装置の状態を特別な状態に設定する必要無しに、通常の動作状態における所定のタイミング、つまり電気負荷の負荷状態が相対的に低く、かつ、コイルに流れる電流がボトムタイミングとなるタイミングで診断処理を実行することができる。

また、請求項２に記載の本発明の昇圧装置は、一端が電源（例えば、実施の形態でのバッテリ１１）に接続されて電源電圧が印加されるコイル（例えば、実施の形態でのコイル１２）と、該コイルの他端を接地または開放する第１のスイッチング素子（例えば、実施の形態での第１トランジスタ１３）と、前記コイルの他端に接続される第２のスイッチング素子（例えば、実施の形態での第２トランジスタ１４ａ）と、該第２のスイッチング素子の出力側に接続される平滑コンデンサ（例えば、実施の形態での平滑コンデンサ１５）とを備える昇圧装置であって、前記昇圧装置が初期作動時に、前記第２のスイッチング素子のコイル側の電圧よりも前記第２のスイッチング素子の出力側（例えば、実施の形態での出力端子Ｖｏｕｔ側）の電圧が高くなるように設定し、前記コイルに流れる電流が回生電流である場合に、回生動作は正常であると診断する診断手段（例えば、実施の形態での状態診断部２０）を備えることを特徴としている。

上記の昇圧装置によれば、第２のスイッチング素子のコイル側の電圧よりも第２のスイッチング素子の出力側の電圧が高くなるように設定して、昇圧装置の出力側から入力側へと向かいコイルに回生電流が流れる状態とすることにより、昇圧装置の動作状態、特に、回生動作が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを、直接的かつ迅速に検知することができる。

また、請求項３に記載の本発明の昇圧装置は、一端が電源（例えば、実施の形態でのバッテリ１１）に接続されて電源電圧が印加されるコイル（例えば、実施の形態でのコイル１２）と、該コイルの他端を接地または開放する第１のスイッチング素子（例えば、実施の形態での第１トランジスタ１３）と、前記コイルの他端に接続される第２のスイッチング素子（例えば、実施の形態での第２トランジスタ１４ａ）と、該第２のスイッチング素子の出力側に接続される平滑コンデンサ（例えば、実施の形態での平滑コンデンサ１５）とを備える昇圧装置であって、前記昇圧装置が通常の動作状態であり、前記コイルに流れる電流のピーク値（例えば、実施の形態でのピーク電流値ＩＰ）とボトム値（例えば、実施の形態でのボトム電流値ＩＢ）の時間変化率（例えば、実施の形態での変化量（ＩＰ−ＩＢ）／Ｔ）が前記スイッチング素子のオン／オフ状態の切り替えタイミングに応じた所定範囲内である場合に、前記コイルは正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断するコイル診断手段（例えば、実施の形態での状態診断部２０）を備えることを特徴としている。

上記の昇圧装置によれば、各スイッチング素子のオン／オフ状態に応じてコイルに流れる電流は最大値（ピーク値）と最小値（ボトム値）との間で変化する三角波となることから、例えばコイルに流れる電流のピーク値とボトム値の時間間隔または時間変化率が、各スイッチング素子のオン／オフ状態の切換タイミングに応じた時間特性を有する場合には、コイルは正常であると判断することができる。これにより、昇圧装置の動作状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かに加えて、昇圧装置を構成する構成要素であるコイルの状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを適切に検知することができる。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明の昇圧装置によれば、昇圧装置の状態を特別な状態に設定する必要無しに、通常の動作状態での所定のタイミングで、昇圧装置の動作状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを、直接的かつ迅速に検知することができる。
また、請求項２に記載の本発明の昇圧装置によれば、昇圧装置の動作状態、特に、回生動作が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを、直接的かつ迅速に検知することができる。
また、請求項３に記載の本発明の昇圧装置によれば、昇圧装置の動作状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かに加えて、昇圧装置を構成する構成要素であるコイルの状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを適切に検知することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る昇圧装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による昇圧装置１０は、例えば車両の運転者の手動操舵力を補助するパワーステアリング用のアシストトルクをモータＭから出力させる電動パワーステアリング装置に具備され、この電動パワーステアリング装置１は、例えば図１に示すように、モータＭと、モータ駆動部２とを備えて構成され、モータ駆動部２は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるＨブリッジ等のブリッジ回路を具備し、昇圧装置１０から供給される直流電力に基づき、パルス幅変調（ＰＷＭ）により各スイッチング素子をオン／オフ駆動させ、モータＭの各相への通電を順次転流させる。

この実施の形態に係る昇圧装置１０は、一端が電源であるバッテリ１１に接続されて電源電圧が印加されるコイル１２と、このコイル１２の他端を接地または開放する第１のスイッチング素子であって、例えばｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）等の第１トランジスタ１３と、コイル１２の他端に接続される第２のスイッチング素子であって、例えばｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ等の第２トランジスタ１４ａおよびダイオード１４ｂと、第２トランジスタ１４ａの出力側に接続される平滑コンデンサ１５と、コイル１２に流れる電流ＩＣを検出するコイル電流センサ１６と、第１トランジスタ１３のドレイン側の電圧ＶＡを検出する第１電圧センサ１７と、第２トランジスタ１４ａのドレイン側の電圧ＶＢを検出する第２電圧センサ１８と、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態を制御する各駆動信号Ｓ１，Ｓ２を供給する駆動制御部１９と、状態診断部２０とを備えて構成されている。

コイル１２の一端は、入力端子Ｖｉｎであるバッテリ１１の正極側端子に接続され、コイル１２の他端は、第１トランジスタ１３のドレインおよび第２トランジスタ１４ａのソースに接続されている。そして、第１トランジスタ１３のソースは、接地されたバッテリ１１の負極側端子に接続されている。
また、第２トランジスタ１４ａのドレインは、出力端子Ｖｏｕｔに接続されると共に、平滑コンデンサ１５を介して接地されている。
そして、各トランジスタ１３，１４ａのゲートには、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態を制御するパルスからなる各駆動信号Ｓ１，Ｓ２が駆動制御部１９から入力されている。

この昇圧装置１０において、駆動制御部１９から入力される駆動信号Ｓ１によって第１トランジスタ１３がオン状態に設定されると共に、駆動制御部１９から入力される駆動信号Ｓ２によって第２トランジスタ１４ａがオフ状態に設定され、順次、バッテリ１１の正極側端子、コイル１２、第１トランジスタ１３、バッテリ１１の負極側端子へと電流が流れ、コイル１２が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。

そして、駆動制御部１９から入力される駆動信号Ｓ１によって第１トランジスタ１３がオフ状態に設定されると共に、駆動制御部１９から入力される駆動信号Ｓ２によって第２トランジスタ１４ａがオン状態に設定されると、コイル１２に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてコイル１２の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生し、コイル１２に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧が電源電圧（つまり、バッテリ電圧）に重畳されて、バッテリ１１からの入力電圧値よりも高い電圧がコイル１２から出力され、第２トランジスタ１４ａを介して出力端子Ｖｏｕｔへ電流が出力される。

なお、駆動制御部１９から入力される駆動信号Ｓ２によって第２トランジスタ１４ａがオン状態に設定される直前では、ダイオード１４ｂを介して出力端子Ｖｏｕｔへ電流が出力されるようになっている。
また、昇圧装置１０の昇圧動作時においては、例えば、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフのデューティー比（つまりオン／オフ状態の比率）に応じて、昇圧装置１０の出力電圧が適宜の値となるように制御されている。
一方、昇圧装置１０の回生動作時においては、例えば、第１トランジスタ１３のオフ状態の設定が維持されると共に、第２トランジスタ１４ａのオン状態の設定が維持されるように制御される。

また、各トランジスタ１３，１４ａは、同時にオン状態となることが禁止され、第１トランジスタ１３のオン状態の時間は、第２トランジスタのオフ状態の時間よりも短くなるように設定され、各トランジスタ１３，１４ａが同時にオフ状態となる適宜のデッドタイムが設けられている。このため、各トランジスタ１３，１４ａの各動作の過渡状態においても、各トランジスタ１３，１４ａのオン状態が重複することがなく、出力側の相対的な高電圧に応じて電流が逆流してしまうことは防止されている。

平滑コンデンサ１５は、コイル１２から印加される電圧によって蓄電を行うと共に、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態の切換によって発生する電圧変動を平滑化する。
駆動制御部１９は、例えば外部の制御装置や、後述する状態診断部２０等から入力される制御指令に応じて各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態を指示するパルスを出力する。

状態診断部２０は、後述するように、例えば昇圧装置１０の起動時あるいは昇圧装置１０の作動状態での所定のタイミング等において、コイル１２から出力される電流の平均値が所定値以下である場合、つまり電気負荷であるモータＭの負荷が相対的に小さい場合には、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態に応じてコイル１２に流れる電流が最小値となるボトムタイミングにおいて、コイル１２に流れる回生電流の検出結果に基づき、回生動作は正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断する。

また、状態診断部２０は、後述するように、例えば昇圧装置１０の起動時において、駆動制御部１９による各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態の切換による昇圧動作によって強制的に第２トランジスタ１４ａのコイル１２側の電圧（つまり第１電圧センサ１７の検出結果）よりも第２トランジスタ１４ａの出力端子Ｖｏｕｔ側の電圧（出力電圧、つまり第２電圧センサ１８の検出結果）が高くなるように、かつ、第２トランジスタ１４ａの出力端子Ｖｏｕｔ側の電圧が、昇圧装置１０の回生動作の実行が開始される際の所定の出力電圧である初期出力電圧と同等の値となるように設定し、この状態でコイル１２に流れる回生電流の検出結果に基づき、回生動作は正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断する。
なお、状態診断部２０は、出力電圧が初期出力電圧以上となった場合に、駆動制御部１９から出力される駆動信号Ｓ１によって第１トランジスタ１３のオフ状態の設定を維持すると共に、駆動制御部１９から出力される駆動信号Ｓ２によって第２トランジスタ１４ａのオン状態の設定を維持し、昇圧装置１０の回生動作の実行を開始するようになっている。

また、状態診断部２０は、後述するように、例えば昇圧装置１０の起動時あるいは昇圧装置１０の作動状態での所定のタイミングにおいて、コイル１２に流れる電流のピーク値とボトム値の時間間隔または時間変化率に基づき、コイル１２は正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断する。

本実施の形態による昇圧装置１０は上記構成を備えており、次に、この昇圧装置１０の動作について説明する。
以下に、例えば昇圧装置１０の起動時あるいは昇圧装置１０の作動状態での所定のタイミング等において、昇圧装置１０の回生動作は正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断する処理について説明する。
先ず、例えば図２に示すステップＳ０１においては、例えば外部の制御装置や状態診断部２０等から入力される制御指令に応じて各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態を指示するパルスを出力する。

次に、ステップＳ０２においては、電気負荷であるモータＭの負荷が相対的に小さい低負荷状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０３に進む。
そして、ステップＳ０３においては、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態に応じてコイル１２を流れる電流の電流値が最小値となるボトムタイミング（例えば、図３に示す時刻ｔｂ、つまり第１トランジスタ１３がオンとなるタイミング）であるか否かを判定する。
ステップＳ０３の判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０３の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ０３の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進む。

そして、ステップＳ０４においては、コイル電流センサ１６から出力される検出信号をボトム電流値ＩＢとして取得する。
そして、ステップＳ０５においては、ボトム電流値ＩＢがゼロ未満、つまり符号が負であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１０に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまりコイル１２に回生電流が流れていることが検出された場合には、ステップＳ０６に進む。

そして、ステップＳ０６においては、正常カウンタ値Ｎｎに１を加算して得た値を、新たに正常カウンタ値Ｎｎとして設定する。
そして、ステップＳ０７においては、正常カウンタ値Ｎｎが所定の判定閾値Ｎｎｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０２に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進む。

そして、ステップＳ０８においては、回生動作が正常であると判定する。
そして、ステップＳ０９においては、診断処理を終了し、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ１０においては、異常カウンタ値Ｎａに１を加算して得た値を、新たに異常カウンタ値Ｎａとして設定する。
そして、ステップＳ１１においては、異常カウンタ値Ｎａが所定の判定閾値Ｎａｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０２に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１２に進む。
そして、ステップＳ１２においては、回生動作が異常であると判定し、上述したステップＳ０９に進む。

以下に、例えば昇圧装置１０の起動時等において、昇圧装置１０の回生動作は正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断する処理について説明する。
先ず、例えば図４に示すステップＳ２０においては、初期出力電圧の設定（昇圧）を行う。例えば、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態の切換による昇圧動作によって、強制的に、第２トランジスタ１４ａのコイル１２側の電圧よりも第２トランジスタ１４ａの出力端子Ｖｏｕｔ側の電圧が高くなるように、かつ、第２トランジスタ１４ａの出力端子Ｖｏｕｔ側の電圧（出力電圧）が、昇圧装置１０の回生動作の実行が開始される際の所定の出力電圧である初期出力電圧と同等の値となるように設定する。
次に、ステップＳ２１において、昇圧装置１０の回生動作の実行を開始する。

次に、ステップＳ２２においては、出力電圧は、例えば初期出力電圧よりも大きい所定電圧以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２３に進み、このステップＳ２３においては、出力電圧が過剰に増大したと判断し、回生動作が異常であると判定する。
そして、ステップＳ２４においては、診断処理を終了し、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ２５においては、コイル電流センサ１６から出力される検出信号に基づき、コイル１２に回生電流が流れていることが検出されたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２６に進み、このステップＳ２６においては、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態の切換による昇圧動作によって、強制的に出力電圧を、例えば所定電圧だけ増大させ、上述したステップＳ２２に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２７に進む。

そして、ステップＳ２７においては、正常カウンタ値Ｎｎに１を加算して得た値を、新たに正常カウンタ値Ｎｎとして設定する。
そして、ステップＳ２８においては、正常カウンタ値Ｎｎが所定の判定閾値Ｎｎｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ２５に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２９に進む。

そして、ステップＳ２９においては、回生動作が正常であると判定し、上述したステップＳ２４に進む。

以下に、例えば昇圧装置１０の起動時あるいは昇圧装置１０の作動状態での所定のタイミング等において、昇圧装置１０の構成要素であるコイル１２は正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断する処理について説明する。
先ず、例えば図５に示すステップＳ３１においては、例えば外部の制御装置や状態診断部２０等から入力される制御指令に応じて各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態を指示するパルスを出力する。

次に、ステップＳ３２においては、コイル電流センサ１６から出力される検出信号に基づき、コイル１２に流れる電流が所定の閾電流以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ３８に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３３に進む。
そして、ステップＳ３３においては、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態を切り換える昇圧動作の実行を停止する。
そして、ステップＳ３４においては、電流過大カウンタ値Ｎｉに１を加算して得た値を、新たに電流過大カウンタ値Ｎｉとして設定する。

そして、ステップＳ３５においては、電流過大カウンタ値Ｎｉが所定の判定閾値Ｎｉｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ３１に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３６に進む。
そして、ステップＳ３６においては、コイル１２が異常であると判定する。
そして、ステップＳ３７においては、診断処理を終了し、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ３８においては、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態に応じてコイル１２を流れる電流の電流値が最大値となるピークタイミング（例えば、図３に示す時刻ｔｐ、つまり第１トランジスタ１３がオフとなるタイミング）であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ３２に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３９に進む。
そして、ステップＳ３９においては、コイル電流センサ１６から出力される検出信号をピーク電流値ＩＰとして取得する。

また、ステップＳ４０においては、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態に応じてコイル１２を流れる電流の電流値が最小値となるボトムタイミング（例えば、図３に示す時刻ｔｂ、つまり第１トランジスタ１３がオンとなるタイミング）であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ４０の処理を繰り返し実行する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４１に進む。
そして、ステップＳ４１においては、コイル電流センサ１６から出力される検出信号をボトム電流値ＩＢとして取得する。

そして、ステップＳ４２においては、ピークタイミングとボトムタイミングとの間の時間間隔Ｔを取得する。
そして、ステップＳ４３においては、例えばボトム電流値ＩＢからピーク電流値ＩＰへの時間変化量（ＩＰ−ＩＢ）／Ｔが所定値Ｋ１よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ４４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ４５に進む。
そして、ステップＳ４４においては、例えばボトム電流値ＩＢからピーク電流値ＩＰへの時間変化量（ＩＰ−ＩＢ）／Ｔが所定値Ｋ２よりも小さいか否かを判定する。
ステップＳ４４の判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ４７に進む。
一方、ステップＳ４４の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４５に進む。
なお、各所定値Ｋ１，Ｋ２は、例えばバッテリ１１からの入力電圧値、各トランジスタ１３，１４ａのオン時間、コイル１２のインダクタンス値に応じた値である。

そして、ステップＳ４５においては、異常カウンタ値Ｎａに１を加算して得た値を、新たに異常カウンタ値Ｎａとして設定する。
そして、ステップＳ４６においては、異常カウンタ値Ｎａが所定の判定閾値Ｎａｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３６に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ４３に戻る。

また、ステップＳ４７においては、正常カウンタ値Ｎｎに１を加算して得た値を、新たに正常カウンタ値Ｎｎとして設定する。
そして、ステップＳ４８においては、正常カウンタ値Ｎｎが所定の判定閾値Ｎｎｔｈよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ４３に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４９に進む。
そして、ステップＳ４９においては、コイル１２が正常であると判定し、上述したステップＳ３７に進む。

上述したように、本実施の形態による昇圧装置１０によれば、昇圧装置１０の出力電圧が印加される電気負荷の負荷状態がゼロを含む相対的に低い低負荷状態である場合には、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態に応じてコイル１２に流れる電流は符号が正／負に変化する三角波となることから、例えば電流値が最小値となるボトムタイミングにおいて、コイル１２を流れる電流の符号が負であれば、昇圧装置１０の回生動作は正常であると判断することができる。
これにより、昇圧装置１０の動作状態、特に回生動作が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを、直接的かつ迅速に検知することができる。
しかも、昇圧装置１０の正常または異常を診断する際には、昇圧装置１０の状態を特別な状態に設定する必要無しに、通常の動作状態における所定のタイミング、つまり電気負荷の負荷状態が相対的に低く、かつ、コイル１２に流れる電流が最低値となるボトムタイミングで診断処理を容易に実行することができる。

また、例えば昇圧装置１０の起動時等において、強制的に、第２トランジスタ１４ａのコイル１２側の電圧よりも第２トランジスタ１４ａの出力端子Ｖｏｕｔ側の電圧が高くなるように設定して、診断処理を実行する場合には、回生動作が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを、容易に精度良く検出することができる。
また、コイル１２が正常であれば、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態に応じてコイル１２に流れる電流はピーク電流値ＩＰとボトム電流値ＩＢとの間で三角波状に変化することから、この変化の時間特性が、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態の切換タイミングに応じた時間特性を有するか否かを判定することにより、昇圧装置１０を構成する構成要素であるコイル１２の状態が正常であるか否か、或いは異常であるか否かを適切かつ容易に検知することができる。

なお、上述した実施の形態において、強制的に第２トランジスタ１４ａのコイル１２側の電圧よりも第２トランジスタ１４ａの出力端子Ｖｏｕｔ側の電圧が高くなるように設定する際には、例えば昇圧装置１０の昇圧動作によって第２トランジスタ１４ａの出力端子Ｖｏｕｔ側の電圧を増大させてもよい。

なお、上述した実施の形態においては、例えばステップＳ４３およびステップＳ４４に示すように、ボトム電流値ＩＢからピーク電流値ＩＰへの時間変化量（ＩＰ−ＩＢ）／Ｔが所定値Ｋ１よりも大きいか否か、あるいは所定値Ｋ２よりも小さいか否かを判定するとしたが、これに限定されず、例えば、単にピークタイミングとボトムタイミングとの間の時間間隔Ｔが、各トランジスタ１３，１４ａのオン／オフ状態の切換タイミングに応じた所定時間よりも大きいか否かを判定してもよい。

本発明の実施の形態に係る昇圧装置の構成図である。図１に示す昇圧装置の動作を示すフローチャートである。各スイッチング素子のオン／オフ状態に応じてコイルに流れる電流の一例を示すグラフ図である。図１に示す昇圧装置の動作を示すフローチャートを示す図である。図１に示す昇圧装置の動作を示すフローチャートを示す図である。

符号の説明

１０昇圧装置
１２コイル
１３第１トランジスタ（第１のスイッチング素子）
１４ａ第２トランジスタ（第２のスイッチング素子）
１５平滑コンデンサ
２０状態診断部（診断手段、コイル診断手段）

Claims

一端が電源に接続されて電源電圧が印加されるコイルと、
該コイルの他端を接地または開放する第１のスイッチング素子と、
前記コイルの他端に接続される第２のスイッチング素子と、
該第２のスイッチング素子の出力側に接続される平滑コンデンサとを備える昇圧装置であって、
前記昇圧装置が通常の動作状態であり、前記コイルから出力される電流の平均値が所定値以下である場合に前記コイルに流れる電流の検出結果に基づき、回生動作は正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断する診断手段を備え、
前記診断手段は、前記コイルに流れる電流が０をまたぐ場合に、回生動作は正常であると診断することを特徴とする昇圧装置。
一端が電源に接続されて電源電圧が印加されるコイルと、
該コイルの他端を接地または開放する第１のスイッチング素子と、
前記コイルの他端に接続される第２のスイッチング素子と、
該第２のスイッチング素子の出力側に接続される平滑コンデンサとを備える昇圧装置であって、
前記昇圧装置が初期作動時に、前記第２のスイッチング素子のコイル側の電圧よりも前記第２のスイッチング素子の出力側の電圧が高くなるように設定し、前記コイルに流れる電流が回生電流である場合に、回生動作は正常であると診断する診断手段を備えることを特徴とする昇圧装置。
一端が電源に接続されて電源電圧が印加されるコイルと、
該コイルの他端を接地または開放する第１のスイッチング素子と、
前記コイルの他端に接続される第２のスイッチング素子と、
該第２のスイッチング素子の出力側に接続される平滑コンデンサとを備える昇圧装置であって、
前記昇圧装置が通常の動作状態であり、前記コイルに流れる電流のピーク値とボトム値の時間変化率が前記スイッチング素子のオン／オフ状態の切り替えタイミングに応じた所定範囲内である場合に、前記コイルは正常であるか否か、或いは異常であるか否かを診断するコイル診断手段を備えることを特徴とする昇圧装置。