JP6375908B2 - Dc−dcコンバータの制御装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1実施形態について図面に基づいて説明する。図1に示す電力変換装置1は、DC−DCコンバータ10およびDC−DCコンバータ10を制御する制御装置100を備える。DC−DCコンバータ10は図示しない高圧バッテリから供給される入力電圧Vinを図示しない負荷に供給するためのVoutに変換する機能を担う。DC−DCコンバータ10は、スイッチング回路11、トランス12、整流部13、電流センサ14、および電圧センサ15を備える。
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態について図に基づいて説明する。なお、第1実施形態と重複する部分については説明を簡略化または省略する。
Iin=IHpeak×α+A
数1より次の数2が導かれる。
(Iin−A)/IHpeak = α
一方、コンパレータ103に比較値ズレ故障が生じている場合、図18に示すように、一次電流IHの値がIinに達する前のタイミングtcにコンパレータの出力Iconがオンとなるか、もしくは、図18には例示していないが、一次電流IHの値がIinを超えた後のタイミングでコンパレータ103の出力Iconがオンとなることもある。このとき、当然、一次電流IHの最大値IHpeakとIinとは一致しない。IinとIHpeakの差異をズレ量Ish(IinとIHpeakの差の絶対値)とすると、次の数3の関係が成り立つ。
(Iin−A)/IHpeak = α + (Ish×α/IHpeak)
ここで、数3の右辺の値がkである。したがって、数値αを基準として第3期間において実際に算出した数値kがどれだけ異なる値として算出されるかを診断することによって、コンパレータ103に比較値ズレ故障が生じているか否かを判定できる。
(他の実施形態)
以上、本発明は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。たとえば、以下のような形態が考えられる。
・上記第1実施形態においては、第1故障判定部64の故障診断方法として、コンパレータ103の出力がオンとなった時間Tonが、下限時間Tlowより短い、もしくは上限時間Tupより長い場合に、コンパレータ103に比較値ズレ故障が生じていると判定するものを示した。しかし、第1故障判定部64は、上限時間Tupが経過するまでにコンパレータ103の出力がオンとならない場合にコンパレータ103に比較値ズレ故障が生じていると判定してもよい。この場合は、上限時間Tupを経過した後にコンパレータ103の出力がオンとなり故障と判定する場合と比べて、早期に故障が発生していることを診断できる。
・上記第1実施形態に示す診断機会創出部116は、S35において診断実施タイマが満了したと判定された場合には、S36において、閾値指示部112に対して、出力電圧Voutが上限閾値Vupを超える値となるような故障診断用閾値Ithを設定するような指示信号を出力する。しかし、図20に示すように、S35とS36との間に、診断実施可能状態にあるか否かを判定するS38を追加してもよい。診断実施可能でない状態、たとえば入力電圧Vinや一次電流IHが所定値以下の状態である場合には、出力電圧Voutを強制的に上昇させようとしても、十分上昇しない可能性がある。そのため、S38において診断実施可能状態にないと判定された場合は診断機会創出部116の処理フローを終了し、再度S31から繰り返す。一方で、S38において診断実施可能状態にあると判定された場合は、S36に進む。
・上記第1実施形態においては、第1期間、第2期間、および第3期間のすべてにおいて故障診断を実施している。しかし、第1期間ないし第3期間の少なくとも一つにおいて故障診断が実施されればよい。
・上記第1実施形態においては、第1期間および第2期間のそれぞれにおいて、常時オン故障および常時オフ故障の双方を診断する場合を示したが、いずれか一方のみを診断してもよい。たとえば、所定時間t1+t2の間、故障診断用閾値IthとしてIupを閾値指示部112から閾値設定部108に対して継続して出力することや、所定時間t1+t2の間、Ilowを継続して出力することが考えられる。
・上記第2実施形態においては、αupおよびαlowの値をαに基づき設定しているが、予め理論判定値記憶部81にてαupおよびαlowの値を記憶しており、故障診断時に読み出してもよい。
Claims (5)
- スイッチング回路(11)とトランス(12)を有し、直流電圧を昇降圧して負荷に電力を供給するDC−DCコンバータ(10)の制御装置(100)であって、
前記トランスの一次側に流れる一次電流を検出する電流検出手段(14)と、
前記DC−DCコンバータの出力電圧を検出する電圧検出手段(15)と、
前記電圧検出手段によって検出された出力電圧と予め設定された基準電圧に基づいて、閾値を設定する閾値設定手段(108)と、
前記電流検出手段によって検出された一次電流と前記閾値に基づく比較を行い、比較結果を出力するコンパレータ(103)と、
前記コンパレータの出力に基づいて前記スイッチング回路を動作させるためのPWM信号を生成するPWM信号生成手段(104)と、
前記負荷への電力の供給状態に関する情報を取得するとともに、取得した情報と、前記出力電圧、および前記コンパレータの出力に基づいて、前記コンパレータの故障発生の有無を診断する故障診断手段(106)を備え、
前記故障診断手段は、
前記負荷に電力を供給していない第1期間に、前記コンパレータの出力が常時オンまたは常時オフとなるように前記閾値設定手段に対して故障診断用の閾値の設定を指示するとともに、前記コンパレータの出力が指示に対応しているか否かで故障発生の有無を診断する第1条件と、
前記負荷に電力を供給しており、かつ前記出力電圧が、前記PWM信号の生成停止を判断するために予め設定された所定の上限閾値を超えてから前記PWM信号の生成再開を判断するために予め設定された所定の下限閾値まで下降する間の第2期間に、前記コンパレータの出力が常時オンまたは常時オフとなるように前記閾値設定手段に対して故障診断用の閾値の設定を指示するとともに、前記コンパレータの出力が指示に対応しているか否かで故障発生の有無を診断する第2条件と、
前記負荷に電力を供給しており、かつ前記出力電圧が前記所定の下限閾値以下の電圧値から前記基準電圧となるように復帰制御されている第3期間に、前記閾値設定手段に対して、復帰制御するための閾値の設定を指示するとともに、設定した閾値と前記一次電流のピーク値とがずれているか否かで故障発生の有無を診断する第3条件とのうち、
少なくとも一つの条件に基づいて故障診断を実施することを特徴とするDC−DCコンバータの制御装置。 - 前記故障診断手段は、前記負荷に電力を供給している期間において所定時間、前記第2条件もしくは前記第3条件によって前記コンパレータの故障診断が実施されていないとき、
前記出力電圧が前記所定の上限閾値以上まで上昇するように前記閾値設定手段に対して故障診断機会を創出するための閾値の設定を指示することを特徴とする請求項1に記載のDC−DCコンバータの制御装置。 - 前記故障診断手段は、前記第3条件に基づく故障診断において、前記PWM信号の出力がオンになってから、前記一次電流が前記第3条件における前記閾値設定手段によって設定された閾値に達するまでの時間をオン時間、前記オン時間を基準にして前後に所定の時間幅をもった時間帯を許容時間帯としたときに、
前記許容時間帯外の時間において前記コンパレータの出力がオンとなった場合に故障が発生していると判定することを特徴とする請求項1又は2に記載のDC−DCコンバータの制御装置。 - 前記故障診断手段は、前記第3条件に基づく故障診断において、前記PWM信号の出力がオンになってから、前記一次電流が前記第3条件における前記閾値設定手段によって設定された閾値に達するまでの時間をオン時間、前記オン時間を基準にして前後に所定の時間幅をもった時間帯を許容時間帯としたときに、
前記許容時間帯の上限時間が経過するまでに前記コンパレータの出力がオンとなっていない場合に故障が発生していると判定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のDC−DCコンバータの制御装置。 - 前記故障診断手段は、前記第3条件に基づく故障診断において、発振を防止するために前記一次電流に加算されるスロープ補償量と前記電流検出手段のオフセット量の合計値をA、復帰制御するための前記一次電流の目標ピーク値をIin、前記一次電流の最大値をIHpeakとしたとき、
k=(Iin−A)/IHpeak
により得られる値kが、予め設定された所定の数値範囲内にない場合に、故障が発生していると判定することを特徴とする請求項1又は2に記載のDC−DCコンバータの制御装置。
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