JP6642296B2 - Converter error determination method - Google Patents

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Description

本発明は、コンバータの異常判定方法に関する。   The present invention relates to a converter abnormality determination method.

近年、燃料電池及び二次電池を電源として使用する電力供給システムを搭載した燃料電池自動車が注目されている。当該電源からの電力は、走行用モータ及び補機(例えば、ラジエータファン、冷却水ポンプ、電灯など)を含む電気負荷に供給される。このような燃料電池自動車などの電動車両には、走行のための駆動力を生成し、かつ、回生による発電が可能な走行用モータが搭載されている。また、走行用モータの制御のためにインバータが搭載されている。   BACKGROUND ART In recent years, fuel cell vehicles equipped with a power supply system using a fuel cell and a secondary battery as a power source have attracted attention. Electric power from the power supply is supplied to an electric load including a traveling motor and auxiliary equipment (for example, a radiator fan, a cooling water pump, an electric light, and the like). Such an electric vehicle such as a fuel cell vehicle is equipped with a traveling motor capable of generating a driving force for traveling and generating electricity by regeneration. In addition, an inverter is mounted for controlling the traveling motor.

上記のインバータに対して安定的に電力を供給するために、燃料電池又は二次電池とインバータとの間に昇圧コンバータが設けられる。当該コンバータには、昇圧前電圧、昇圧後電圧、及びリアクトルの電流のそれぞれを検出するためのセンサが設けられており、当該センサによる検出結果に基づいてコンバータの動作が制御される。   In order to stably supply power to the inverter, a boost converter is provided between the fuel cell or the secondary battery and the inverter. The converter is provided with a sensor for detecting each of a pre-boost voltage, a post-boost voltage, and a reactor current, and the operation of the converter is controlled based on a detection result by the sensor.

特許文献1には、並列に接続され、それぞれリアクトルが設けられた複数の昇圧回路を備えるコンバータが開示されている。当該コンバータには、各リアクトルの電流、昇圧前電圧及び昇圧後電圧を計測するための複数のセンサが設けられている。   Patent Literature 1 discloses a converter including a plurality of booster circuits connected in parallel and each provided with a reactor. The converter is provided with a plurality of sensors for measuring the current of each reactor, the pre-boost voltage, and the post-boost voltage.

特開2015−019448号公報JP-A-2005-194448

コンバータはセンサの出力に基づいて動作が制御されるため、コンバータが安定的な出力を行うためには、複数のセンサのそれぞれが正常に動作しているか否かを特定する技術が必要とされている。   Since the operation of the converter is controlled based on the output of the sensor, in order for the converter to output a stable output, a technology is required that specifies whether each of the multiple sensors is operating normally. I have.

本発明は、上記に鑑みてなされたものである。本発明の課題は、コンバータに設けられたセンサの異常を検知するための技術を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above. An object of the present invention is to provide a technique for detecting an abnormality of a sensor provided in a converter.

本発明に係る異常判定方法は、第1のリアクトルを有する第1の変圧回路及び前記第1の変圧回路と並列に設けられ第2のリアクトルを有する第2の変圧回路を含む少なくとも2相の変圧回路と、前記第1のリアクトル及び前記第2のリアクトルのそれぞれに流れる電流を測定する電流センサとを備えたコンバータにおいて実施される異常判定方法であって、電圧を一定にするステップであって、前記第1の変圧回路による昇圧前電圧及び前記第2の変圧回路による昇圧前電圧を一定にする、又は前記第1の変圧回路による昇圧後電圧及び前記第2の変圧回路による昇圧後電圧を一定にするステップと、前記電流センサにより測定された電流の変化率と、前記リアクトルのインダクタンスとに基づいて、前記第1の変圧回路による昇圧前又は昇圧後の前記一定にされた電圧と、前記第2の変圧回路による昇圧前又は昇圧後の前記一定にされた電圧とを算出するステップと、前記算出された前記第1の変圧回路による昇圧前電圧が前記第2の変圧回路による昇圧前電圧と異なる場合、又は前記算出された前記第1の変圧回路による昇圧後電圧が前記第2の変圧回路による昇圧後電圧と異なる場合、前記電流センサを異常と判断するステップとを備える。   An abnormality determination method according to the present invention provides at least a two-phase transformer including a first transformer having a first reactor and a second transformer having a second reactor provided in parallel with the first transformer. An abnormality determination method performed in a converter including a circuit and a current sensor that measures a current flowing through each of the first reactor and the second reactor, wherein the voltage is fixed, The voltage before boosting by the first transformer circuit and the voltage before boosting by the second transformer circuit are fixed, or the voltage after boosting by the first transformer circuit and the voltage after boosting by the second transformer circuit are constant. And the rate of change of the current measured by the current sensor and the inductance of the reactor, before boosting by the first transformer circuit or Calculating the fixed voltage after the pressure and the fixed voltage before or after the voltage boosting by the second transformer circuit; and calculating the calculated voltage before the boosting by the first transformer circuit. When the voltage is different from the voltage before boosting by the second transformer, or when the calculated voltage after boosting by the first transformer is different from the voltage after boosting by the second transformer, the current sensor Judging as abnormal.

本発明によれば、昇圧コンバータの昇圧前の電圧(VL)又は昇圧後の電圧(VH)を一定にしている状態で、電流センサに異常がある場合、各々の昇圧回路について、電流センサから取得される電流値を用いて算出(推定)される昇圧前の電圧(VL)又は昇圧後の電圧(VH)は異なる値を示すため、電流センサの異常を判定することができる。   According to the present invention, when there is an abnormality in a current sensor in a state where the voltage (VL) before boosting or the voltage (VH) after boosting of the boost converter is constant, each boosting circuit is obtained from the current sensor. Since the voltage (VL) before boosting or the voltage (VH) after boosting calculated (estimated) using the obtained current value indicates a different value, abnormality of the current sensor can be determined.

一実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a power supply system according to an embodiment. 一実施形態に係る電力供給システムにおける制御を示すグラフである。4 is a graph showing control in the power supply system according to one embodiment. 他の実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the electric power supply system concerning other embodiments. 他の実施形態に係る電力供給システムにおける制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a flow of control processing in a power supply system concerning other embodiments.

実施形態1
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、発明の範囲をこれらに限定するものではない。
Embodiment 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to these.

[電力供給システムの構成]
図1を参照して、本実施形態における電力供給システムの概略構成の例を説明する。同図に示す電力供給システム1は、燃料電池自動車等の車両に搭載可能なシステムである。電力供給システム1は、主な構成として、昇圧コンバータ10、燃料電池21、負荷22、電圧センサ23、電圧センサ24、及び制御部25を備える。なお、図1は、電力供給システム1が備える主要な構成を示しているにすぎず、電力供給システム1は、車両に搭載される一般的な電力供給システムが備える他の構成を備えることができる。以下に同図に示す各構成について説明する。
[Configuration of power supply system]
An example of a schematic configuration of a power supply system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The power supply system 1 shown in FIG. 1 is a system that can be mounted on a vehicle such as a fuel cell vehicle. The power supply system 1 includes a boost converter 10, a fuel cell 21, a load 22, a voltage sensor 23, a voltage sensor 24, and a control unit 25 as main components. FIG. 1 shows only a main configuration included in the power supply system 1, and the power supply system 1 can include another configuration included in a general power supply system mounted on a vehicle. . Hereinafter, each configuration shown in the figure will be described.

燃料電池21は、複数のセル(アノード、カソード、及び電解質を備える単一の電池(発電体))を直列に積層してなる固体高分子電解質形のセルスタックを含んで構成される。燃料電池21による通常の発電時の運転において、アノードにおいて(1)式の酸化反応が生じ、カソードにおいて(2)式の還元反応が生じる。燃料電池21全体としては(3)式の起電反応が生じることにより、電力を発生する。
2→2H++2e- (1)
(1/2)O2+2H++2e-→H2O (2)
2+(1/2)O2→H2O (3)
The fuel cell 21 is configured to include a solid polymer electrolyte type cell stack in which a plurality of cells (a single cell (power generator) including an anode, a cathode, and an electrolyte) are stacked in series. In the operation during normal power generation by the fuel cell 21, the oxidation reaction of the formula (1) occurs at the anode, and the reduction reaction of the formula (2) occurs at the cathode. The fuel cell 21 as a whole generates electric power when the electromotive reaction of the formula (3) occurs.
H 2 → 2H + + 2e - (1)
(1/2) O 2 + 2H + + 2e → H 2 O (2)
H 2 + (1 /) O 2 → H 2 O (3)

負荷22は、インバータ、又は当該インバータを介して昇圧コンバータ10に接続される走行用モータなどの電気負荷である。負荷22は、昇圧コンバータ10から供給された電力を駆動電力として動作する。   The load 22 is an electric load such as an inverter or a traveling motor connected to the boost converter 10 via the inverter. The load 22 operates using the power supplied from the boost converter 10 as driving power.

電圧センサ23は、昇圧コンバータ10への入力電圧(すなわち、昇圧前電圧)を測定するセンサである。電圧センサ24は、昇圧コンバータ10からの出力電力(すなわち、昇圧後電圧)を測定するセンサである。   Voltage sensor 23 is a sensor that measures the input voltage to boost converter 10 (that is, the voltage before boosting). Voltage sensor 24 is a sensor that measures output power from boost converter 10 (that is, boosted voltage).

昇圧コンバータ10は、燃料電池21と負荷22との間に設けられたDC電圧の昇圧コンバータである。昇圧コンバータ10は、燃料電池21から供給された電力のDC電圧を昇圧して負荷22に出力する。   The boost converter 10 is a DC voltage boost converter provided between the fuel cell 21 and the load 22. The boost converter 10 boosts the DC voltage of the power supplied from the fuel cell 21 and outputs the boosted DC voltage to the load 22.

昇圧コンバータ10は、電流センサ11、リアクトル12、ダイオード13、スイッチング素子14及びコンデンサ15を備える。電流センサ11は、リアクトル12に流れる電流であるリアクトル電流を測定するセンサである。リアクトル12は、燃料電池21からの電源ラインPLに接続されており、燃料電池21からの電力に基づいてエネルギーを蓄積するように構成されたリアクトルである。ダイオード13は、リアクトル12の出力側と負荷22との間に設けられた整流素子である。スイッチング素子14は、リアクトル12の出力側と接地ラインNLとの間に接続されている。コンデンサ15は、ダイオード13の出力側と接地ラインNLとの間に接続され、ダイオード13からの直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を負荷22へ供給する。   The boost converter 10 includes a current sensor 11, a reactor 12, a diode 13, a switching element 14, and a capacitor 15. The current sensor 11 is a sensor that measures a reactor current that is a current flowing through the reactor 12. Reactor 12 is a reactor connected to power supply line PL from fuel cell 21 and configured to store energy based on electric power from fuel cell 21. The diode 13 is a rectifier provided between the output side of the reactor 12 and the load 22. Switching element 14 is connected between the output side of reactor 12 and ground line NL. The capacitor 15 is connected between the output side of the diode 13 and the ground line NL, smoothes the DC voltage from the diode 13, and supplies the smoothed DC voltage to the load 22.

制御部25は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を備えたコンピュータにより構成される。制御部25は、他の構成から入力した信号、及びRAMなどの記憶部に記憶されたプログラムになどに基づいて、電力供給システム1が備える各構成の処理及び動作を制御し、また、当該制御に必要な各種演算を実行する。   The control unit 25 is configured by a computer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The control unit 25 controls the processing and operation of each component included in the power supply system 1 based on a signal input from another component, a program stored in a storage unit such as a RAM, and the like. Performs various calculations required for

制御部25は、例えば、制御信号を出力することにより、予め設定されたデューティ比でスイッチング素子14のターンオン及びターンオフを制御する。スイッチング素子14がターンオンすると、燃料電池21からリアクトル12を介してスイッチング素子14に電流が流れ始め、リアクトル12に磁気エネルギーが蓄積される。スイッチング素子14がターンオフすると、ターンオンしていた期間にリアクトル12に蓄積された磁気エネルギーはダイオード13を介して負荷22に出力される。   The control unit 25 controls turn-on and turn-off of the switching element 14 at a preset duty ratio by, for example, outputting a control signal. When the switching element 14 is turned on, a current starts to flow from the fuel cell 21 to the switching element 14 via the reactor 12, and magnetic energy is accumulated in the reactor 12. When the switching element 14 is turned off, the magnetic energy stored in the reactor 12 during the turned-on time is output to the load 22 via the diode 13.

図2を参照して、スイッチング素子14のオン及びオフのタイミングを示すタイミングチャート、及びスイッチング素子14の状態に応じたリアクトル12に流れる電流の測定値の変化を示すグラフの例を説明する。   With reference to FIG. 2, an example of a timing chart showing ON and OFF timings of the switching element 14 and an example of a graph showing a change in a measured value of the current flowing through the reactor 12 according to the state of the switching element 14 will be described.

図2に示す例において、制御部25からターンオフの制御信号が出力されている(すなわち、スイッチング素子14の状態CSがOFFである)とき、リアクトル12に流れる電流LIは下がり続ける。また、制御部25からターンオンの制御信号が出力されている(すなわち、スイッチング素子14の状態CSがONである)間、リアクトル12に流れる電流LIは上がり続ける。同図において、時間T0のとき(スイッチング素子14の状態CSがOFFからONに切り替わったとき)、電流LIの値はI0である。その後、期間Ton経過後の時間T1において、スイッチング素子14の状態CSがONからOFFに切り替わり、この時の電流LIの値はI1である。その後、期間Toff経過後の時間T2において、スイッチング素子14の状態CSがOFFからONに切り替わり、この時の電流LIの値はI2である。 In the example shown in FIG. 2, when a control signal for turning off is output from control unit 25 (that is, state CS of switching element 14 is OFF), current LI flowing through reactor 12 continues to decrease. In addition, while the control unit 25 outputs the turn-on control signal (that is, the state CS of the switching element 14 is ON), the current LI flowing through the reactor 12 continues to increase. In the figure, at time T 0 (when the state CS of the switching element 14 switches from OFF to ON), the value of the current LI is I 0 . Thereafter, at time T 1 of the after period Ton, switches to the OFF state CS of the switching element 14 from ON, the value of the current LI at this time is I 1. Thereafter, at time T 2 of the post-period Toff has elapsed, switches to the ON state CS from OFF of the switching element 14, the value of the current LI at this time is I 2.

ここで、スイッチング素子14の状態がOFFであるときにリアクトル12に蓄積された磁気エネルギーによって生じる誘導電圧は、燃料電池21の出力電圧に重ね合わされる。そのため、ダイオード13の出力電圧は、燃料電池21の出力電圧よりも高くなる。すなわち、本実施形態において、リアクトル12、ダイオード13、及びスイッチング素子14を含む要素により、変圧回路を構成する。   Here, the induced voltage generated by the magnetic energy stored in the reactor 12 when the state of the switching element 14 is OFF is superimposed on the output voltage of the fuel cell 21. Therefore, the output voltage of the diode 13 becomes higher than the output voltage of the fuel cell 21. That is, in the present embodiment, a transformer circuit is configured by elements including the reactor 12, the diode 13, and the switching element 14.

図1の制御部25の説明に戻る。制御部25は、さらに、電流センサ11により測定された電流の変化率と、リアクトル12のインダクタンスとに基づいて、上述の変圧回路による昇圧前電圧又は昇圧後電圧の推定値を算出することができる。当該推定値の算出は、例えば次のように行うことができる。   Returning to the description of the control unit 25 in FIG. The control unit 25 can further calculate an estimated value of the voltage before boosting or the voltage after boosting by the above-described transformer circuit based on the rate of change of the current measured by the current sensor 11 and the inductance of the reactor 12. . The calculation of the estimated value can be performed, for example, as follows.

まず、図2に示す例において、変圧回路による昇圧前電圧をVLとし、リアクトル12のインダクタンスをLとすると、リアクトル電流の上昇傾きは、VL/Lである。また、電流センサ11による測定値により算出可能なリアクトル電流の上昇傾きは、(I1−I0)/Tonである。よって、次の式が成り立つ。
VL/L=(I1−I0)/Ton (1)
First, in the example shown in FIG. 2, when the voltage before boosting by the transformer circuit is VL and the inductance of reactor 12 is L, the rising gradient of the reactor current is VL / L. Further, the rising slope of the reactor current that can be calculated from the value measured by the current sensor 11 is (I 1 −I 0 ) / Ton. Therefore, the following equation holds.
VL / L = (I 1 −I 0 ) / Ton (1)

式(1)より、昇圧前電圧VLは次の式で表すことができる。
VL=L(I1−I0)/Ton (2)
From Expression (1), the pre-boost voltage VL can be expressed by the following expression.
VL = L (I 1 −I 0 ) / Ton (2)

すなわち、電流センサ11により測定可能な値であるI1、I0とTonから求められる電流の変化率と、リアクトル12のインダクタンスLとを用いて昇圧前電圧VLの推定値を算出することができる。 That is, an estimated value of the pre-boost voltage VL can be calculated using the current change rate obtained from I 1 , I 0 and Ton, which are values measurable by the current sensor 11, and the inductance L of the reactor 12. .

また、図2に示す例において、変圧回路による昇圧後電圧をVHとすると、リアクトル電流の下降傾きは、−(VH−VL)/Lである。また、電流センサ11による測定値により算出可能なリアクトル電流の下降傾きは、(I2−I1)/Toffである。よって、次の式が成り立つ。
−(VH−VL)/L=(I2−I1)/Toff (3)
In the example shown in FIG. 2, when the voltage after boosting by the transformer circuit is VH, the falling slope of the reactor current is-(VH-VL) / L. The falling slope of the reactor current that can be calculated from the value measured by the current sensor 11 is (I 2 −I 1 ) / Toff. Therefore, the following equation holds.
− (VH−VL) / L = (I 2 −I 1 ) / Toff (3)

式(1),(3)より、変圧回路による昇圧後電圧VHは次の2つの式で表すことができる。
VH=VL(1−(Ton/Toff)・(I2−I1)/(I1−I0)) (4)
VH=L((I1−I0)/Ton−(I2−I1)/Toff) (5)
From Expressions (1) and (3), the voltage VH after boosting by the transformer circuit can be expressed by the following two expressions.
VH = VL (1− (Ton / Toff) · (I 2 −I 1 ) / (I 1 −I 0 )) (4)
VH = L ((I 1 −I 0 ) / Ton− (I 2 −I 1 ) / Toff) (5)

すなわち、式(5)により、電流センサ11により測定可能な値であるI0,I1,I2とTon,Toffから求められる電流の変化率と、リアクトル12のインダクタンスLとを用いて昇圧後電圧VHの推定値を算出することができる。 That is, after boosting using the change rate of the current obtained from I 0 , I 1 , I 2 and Ton, Toff, which are values measurable by the current sensor 11, and the inductance L of the reactor 12 according to the equation (5). An estimated value of the voltage VH can be calculated.

また、式(1),(2),(3)より、インダクタンスL及び昇圧前電圧VLを次の式により表すことができる。
L=VL・Ton/(I1−I0) (6)
L=VH/((I1−I0)/Ton−(I2−I1)/Toff)) (7)
VL=(VH(I1−I0)/Ton)/((I1−I0)/Ton−(I2−I1)/Toff) (8)
From the equations (1), (2), and (3), the inductance L and the pre-boost voltage VL can be expressed by the following equations.
L = VL · Ton / (I 1 −I 0 ) (6)
L = VH / ((I 1 −I 0 ) / Ton− (I 2 −I 1 ) / Toff)) (7)
VL = (VH (I 1 −I 0 ) / Ton) / ((I 1 −I 0 ) / Ton− (I 2 −I 1 ) / Toff) (8)

すなわち、インダクタンスL、昇圧前電圧VL及び昇圧後電圧VHのうちいずれか1つの値が既知であれば、電流センサ11による測定値を用いて他の2つの値を算出することができる。   That is, if any one of the inductance L, the pre-boost voltage VL, and the post-boost voltage VH is known, the other two values can be calculated using the value measured by the current sensor 11.

実施形態2
本実施形態では、実施形態1で説明した式を用いてセンサの異常を検知する方法について説明する。
Embodiment 2
In the present embodiment, a method for detecting a sensor abnormality using the formula described in the first embodiment will be described.

[電力供給システムの構成]
図3を参照して、実施形態2における電力供給システムの概略構成の例を説明する。同図に示す電力供給システム3は、燃料電池自動車等の車両に搭載可能なシステムである。電力供給システム3は、主な構成として、昇圧コンバータ30、燃料電池21、負荷22、電圧センサ23、電圧センサ24、及び制御部31を備える。図3において、図1に示した電力供給システム1が有する構成と同様の構成については、同じ符号が付されている。ここでは、本実施形態について、実施形態1と異なる部分を中心に説明する。
[Configuration of power supply system]
An example of a schematic configuration of the power supply system according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The power supply system 3 shown in FIG. 1 is a system that can be mounted on a vehicle such as a fuel cell vehicle. The power supply system 3 includes a boost converter 30, a fuel cell 21, a load 22, a voltage sensor 23, a voltage sensor 24, and a control unit 31 as main components. 3, the same components as those of the power supply system 1 shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Here, the present embodiment will be described focusing on parts different from the first embodiment.

昇圧コンバータ30は、図1に示した昇圧コンバータ10が備える構成に加え、電流センサ16、リアクトル17、ダイオード18、及びスイッチング素子19を備える。電流センサ16は、リアクトル17に流れる電流であるリアクトル電流を測定するセンサである。リアクトル17は、燃料電池21からの電源ラインPLに、リアクトル12と並列に接続されており、燃料電池21からの電力に基づいてエネルギーを蓄積するように構成されたリアクトルである。ダイオード18は、リアクトル17の出力側と負荷22との間に、ダイオード13と並列に設けられた整流素子である。スイッチング素子19は、リアクトル17の出力側と接地ラインNLとの間に接続されている。   Boost converter 30 includes a current sensor 16, a reactor 17, a diode 18, and a switching element 19 in addition to the components included in boost converter 10 shown in FIG. 1. The current sensor 16 is a sensor that measures a reactor current that is a current flowing through the reactor 17. Reactor 17 is a reactor connected in parallel with reactor 12 to power supply line PL from fuel cell 21 and configured to store energy based on electric power from fuel cell 21. The diode 18 is a rectifying element provided between the output side of the reactor 17 and the load 22 in parallel with the diode 13. Switching element 19 is connected between the output side of reactor 17 and ground line NL.

ここで、昇圧コンバータ30において、リアクトル12(第1のリアクトル)、ダイオード13、及びスイッチング素子14を含む要素により、第1の変圧回路を構成する。また、リアクトル17(第2のリアクトル)、ダイオード18、及びスイッチング素子19を含む構成により、第2の変圧回路を構成する。また、図3に示すように、昇圧コンバータ30において、第1の変圧回路と第2の変圧回路は並列に設けられている。   Here, in boost converter 30, a first transformer circuit is configured by elements including reactor 12 (first reactor), diode 13, and switching element 14. Further, a configuration including the reactor 17 (second reactor), the diode 18 and the switching element 19 constitutes a second transformer circuit. Further, as shown in FIG. 3, in the boost converter 30, the first transformer circuit and the second transformer circuit are provided in parallel.

制御部31は、CPU、ROM、RAMを備えたコンピュータにより構成される。制御部31は、他の構成から入力した信号、及びRAMなどの記憶部に記憶されたプログラムになどに基づいて、電力供給システム3が備える各構成の処理及び動作を制御し、また、当該制御に必要な各種演算を実行する。制御部31は、実施形態1の制御部25と同様の制御を行うことに加え、電流センサ11,16の異常を検知するように制御する。   The control unit 31 is configured by a computer including a CPU, a ROM, and a RAM. The control unit 31 controls processing and operation of each component included in the power supply system 3 based on a signal input from another component, a program stored in a storage unit such as a RAM, and the like. Performs various calculations required for The control unit 31 performs the same control as the control unit 25 of the first embodiment, and also controls the current sensors 11 and 16 to detect an abnormality.

[制御部による制御フロー]
図4を参照して、制御部31により電流センサ11,16の異常を検知する制御処理のフローを説明する。この処理は、制御部31が第1の変圧回路による昇圧前電圧及び第2の変圧回路による昇圧前電圧を一定にしたとき、又は第1の変圧回路による昇圧後電圧及び第2の変圧回路による昇圧後電圧を一定にしたときに開始する。
[Control flow by control unit]
With reference to FIG. 4, a description will be given of a flow of a control process in which the control unit 31 detects an abnormality of the current sensors 11 and 16. This processing is performed when the control unit 31 makes the voltage before boosting by the first transformer circuit and the voltage before boosting by the second transformer circuit constant, or the voltage after boosting by the first transformer circuit and the voltage by the second transformer circuit. It starts when the voltage after boosting is made constant.

まず、ステップS11において、制御部31は、第1の変圧回路におけるリアクトル12のリアクトル電流の電流センサ11による測定値と、第2の変圧回路におけるリアクトル17のリアクトル電流の電流センサ16による測定値とを取得する。例えば、制御部31は、スイッチング素子14,19がOFFからONに切り替わるタイミング、その後ONからOFFに切り替わるタイミング、さらにその後OFFからONに切り替わるタイミングのそれぞれにおける電流センサ11,16による測定値と、当該タイミングの情報とを電流センサ11,16から取得する。また、制御部31は、昇圧前電圧VLが一定である時における上記のリアクトル電流の測定値を取得する。   First, in step S11, the control unit 31 compares the measured value of the reactor current of the reactor 12 in the first transformer circuit with the current sensor 11 and the measured value of the reactor current of the reactor 17 in the second transformer circuit with the current sensor 16. To get. For example, the control unit 31 determines the values measured by the current sensors 11 and 16 at the timing when the switching elements 14 and 19 switch from OFF to ON, the timing when the switching elements 14 and 19 subsequently switch from ON to OFF, and the timing thereafter when the switching elements 14 and 19 switch from OFF to ON. Timing information is obtained from the current sensors 11 and 16. Further, control unit 31 acquires the measured value of the reactor current when voltage VL before boosting is constant.

次いで、ステップS12において、制御部31は、ステップS11で取得されたリアクトル電流の測定値と、測定のタイミングの情報と、リアクトル12,17の既知のインダクタンスとに基づいて、上記の式(2)又は式(5)により、第1の変圧回路による昇圧前又は昇圧後の前述の一定にされた電圧と、第2の変圧回路による昇圧前又は昇圧後の前述の一定にされた電圧とを算出する。すなわち、制御部31は、電流センサ11,16により測定された電流の変化率と、リアクトル12,17のインダクタンスとに基づいて、第1及び第2の変圧回路による昇圧前電圧又は昇圧後電圧の推定値を算出することができる。   Next, in step S12, the control unit 31 determines the above equation (2) based on the measured value of the reactor current acquired in step S11, information on the measurement timing, and the known inductances of the reactors 12 and 17. Alternatively, the above-mentioned fixed voltage before or after boosting by the first transformer circuit and the above-mentioned constant voltage before or after boosting by the second transformer circuit are calculated by equation (5). I do. That is, the control unit 31 determines the voltage before or after the boosting by the first and second transformer circuits based on the rate of change of the current measured by the current sensors 11 and 16 and the inductance of the reactors 12 and 17. An estimate can be calculated.

次いで、ステップS13において、制御部31は、ステップS12における算出結果を互いに比較する。すなわち、ステップS12において昇圧前電圧を算出したときは、制御部31は、第1の変圧回路による昇圧前電圧と、第2の変圧回路による昇圧前電圧とを比較する。また、ステップS12において昇圧後電圧を算出したときは、制御部31は、第1の変圧回路による昇圧後電圧と、第2の変圧回路による昇圧後電圧とを比較する。   Next, in step S13, the control unit 31 compares the calculation results in step S12 with each other. That is, when the pre-boost voltage is calculated in step S12, the control unit 31 compares the pre-boost voltage by the first transformer circuit with the pre-boost voltage by the second transformer circuit. When the boosted voltage is calculated in step S12, the control unit 31 compares the boosted voltage by the first transformer circuit with the boosted voltage by the second transformer circuit.

次いで、ステップS14において、制御部31は、ステップS13における比較結果に基づいて、電流センサ11,16の異常の有無を判定する。すなわち、第1の変圧回路による昇圧前電圧と、第2の変圧回路による昇圧前電圧と(又は、第1の変圧回路による昇圧後電圧と、第2の変圧回路による昇圧後電圧と)が一致するとき(又は、差異が十分小さい値であることを判定可能なように設定された閾値未満であるとき)は、正常であると判定する。また、上記電圧が異なるとき(又は、上記閾値以上であるとき)は、電流センサ11及び電流センサ16の少なくとも一方に異常があると判定する(すなわち、異常を検出する)。   Next, in step S14, the control unit 31 determines whether or not the current sensors 11, 16 are abnormal based on the comparison result in step S13. That is, the voltage before boosting by the first transformer circuit, the voltage before boosting by the second transformer circuit (or the voltage after boosting by the first transformer circuit, and the voltage after boosting by the second transformer circuit) match. (Or when the difference is less than a threshold set so that it can be determined that the difference is a sufficiently small value), it is determined to be normal. When the voltage is different (or when the voltage is equal to or more than the threshold), it is determined that at least one of the current sensor 11 and the current sensor 16 has an abnormality (that is, the abnormality is detected).

以上のように本実施形態によれば、昇圧コンバータ30に設けられた電流センサ11,16の異常を検知することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect an abnormality of the current sensors 11 and 16 provided in the boost converter 30.

[変形例]
上記の実施形態2に対して、次のような変形例を適用することができる。すなわち、実施形態2において、昇圧コンバータ30は、変圧回路を2相有し、当該2相の変圧回路における電圧を比較することにより電流センサ11,16の異常の有無を判定する。この変形例として、3相の変圧回路を備えるように昇圧コンバータ30を構成し、どの電流センサに異常があるかを特定するようにすることができる。例えば、3相の変圧回路における2相の変圧回路のリアクトルの電流測定値が互いに一致し、他の1相の変圧回路におけるリアクトルの電流測定値のみ一致しない場合、制御部31は、測定値が一致しない電流センサに異常があると判定することができる。昇圧コンバータ30に4相以上の変圧回路を備えるように構成することによっても、同様の方法により異常のある電流センサを特定することができる。すなわち、例えば、4相の変圧回路における3相の変圧回路のリアクトルの電流測定値が互いに一致し、他の1相の変圧回路におけるリアクトルの電流測定値のみ一致しない場合、制御部31は、測定値が一致しない電流センサに異常があると判定することができる。
[Modification]
The following modifications can be applied to the second embodiment. That is, in the second embodiment, boost converter 30 has two phases of the voltage transformer circuit, and determines whether or not current sensors 11 and 16 are abnormal by comparing the voltages in the two-phase voltage transformer circuit. As a modified example, the boost converter 30 can be configured to include a three-phase transformer circuit, and can specify which current sensor has an abnormality. For example, when the measured current values of the reactors of the two-phase transformer circuit in the three-phase transformer circuit match each other and only the measured current values of the reactors in the other one-phase transformer circuit do not match, the control unit 31 determines that the measured value is It can be determined that there is an abnormality in the current sensors that do not match. By configuring boost converter 30 to include a four-phase or higher voltage transformation circuit, a current sensor having an abnormality can be specified by the same method. That is, for example, when the measured current values of the reactors of the three-phase transformer circuit in the four-phase transformer circuit match each other and only the measured current values of the reactors in the other one-phase transformer circuit do not match, the control unit 31 performs the measurement. It can be determined that there is an abnormality in the current sensors whose values do not match.

1,3 電力供給システム
10,30 昇圧コンバータ
11,16 電流センサ
12,17 リアクトル
13,18 ダイオード
14,19 スイッチング素子
15 コンデンサ
21 燃料電池
22 負荷
23 電圧センサ
24 電圧センサ
25,31 制御部
1,3 Power supply system 10,30 Boost converter 11,16 Current sensor 12,17 Reactor 13,18 Diode 14,19 Switching element 15 Capacitor 21 Fuel cell 22 Load 23 Voltage sensor 24 Voltage sensor 25,31 Control unit

Claims (1)

第1のリアクトルを有する第1の変圧回路及び前記第1の変圧回路と並列に設けられ第2のリアクトルを有する第2の変圧回路を含む少なくとも2相の変圧回路と、前記第1のリアクトル及び前記第2のリアクトルのそれぞれに流れる電流を測定する電流センサとを備えたコンバータにおいて実施される異常判定方法であって、
電圧を一定にするステップであって、前記第1の変圧回路による昇圧前電圧及び前記第2の変圧回路による昇圧前電圧を一定にする、又は前記第1の変圧回路による昇圧後電圧及び前記第2の変圧回路による昇圧後電圧を一定にするステップと、
前記電流センサにより測定された電流の変化率と、前記リアクトルのインダクタンスとに基づいて、前記第1の変圧回路による昇圧前又は昇圧後の前記一定にされた電圧と、前記第2の変圧回路による昇圧前又は昇圧後の前記一定にされた電圧とを算出するステップと、
前記算出された前記第1の変圧回路による昇圧前電圧が前記第2の変圧回路による昇圧前電圧と異なる場合、又は前記算出された前記第1の変圧回路による昇圧後電圧が前記第2の変圧回路による昇圧後電圧と異なる場合、前記電流センサを異常と判断するステップと
を備える異常判定方法。
At least a two-phase transformer circuit including a first transformer circuit having a first reactor and a second transformer circuit provided in parallel with the first transformer circuit and having a second reactor; An abnormality determination method implemented in a converter including a current sensor that measures a current flowing through each of the second reactors,
Making the voltage constant, the voltage before boosting by the first transformer circuit and the voltage before boosting by the second transformer circuit being constant, or the voltage after boosting by the first transformer circuit and the (2) keeping the voltage after boosting by the transformer circuit of (2) constant;
Based on the rate of change of the current measured by the current sensor and the inductance of the reactor, the constant voltage before or after boosting by the first transformer circuit, and the constant voltage by the second transformer circuit. Calculating the fixed voltage before or after boosting,
If the calculated pre-boost voltage by the first transformer circuit is different from the pre-boost voltage by the second transformer circuit, or if the calculated post-boost voltage by the first transformer circuit is the second transformer Judging that the current sensor is abnormal when the voltage is different from the voltage after boosting by the circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6522211B1 (en) * 2018-07-02 2019-05-29 三菱電機株式会社 Power converter
JP7352130B2 (en) * 2019-03-20 2023-09-28 株式会社デンソー polyphase converter

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JP2011109851A (en) * 2009-11-19 2011-06-02 Toyota Motor Corp Device for controlling power supply system, and vehicle mounting the same
JP5900732B2 (en) * 2011-11-11 2016-04-06 トヨタ自動車株式会社 Power supply system
JP5892367B2 (en) * 2011-12-13 2016-03-23 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system
KR101387717B1 (en) * 2012-02-06 2014-04-24 엘지전자 주식회사 Battery charger and electric vehicle having the same
JP6247034B2 (en) * 2013-07-09 2017-12-13 トヨタ自動車株式会社 CONVERTER DEVICE, FUEL CELL SYSTEM INCLUDING THE SAME, CONVERTER DEVICE CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE

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