JP6807020B2 - 車載用の降圧型dcdcコンバータ - Google Patents
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Description
第1導電路に電気的に接続されたスイッチング素子からなる第1素子と、前記第1導電路と前記第1導電路の電位よりも低い所定の基準電位に保たれる基準導電路との間に電気的に接続されたスイッチング素子又はダイオードからなる第2素子と、前記第1素子及び前記第2素子と第2導電路との間に電気的に接続されたインダクタとを備え、前記第1素子のオン動作とオフ動作との切り替えによって前記第1導電路に印加された電圧を降圧して前記第2導電路に出力する降圧動作を行う電圧変換部と、
前記第2素子と前記基準導電路との間の所定位置の電位を基準とし、前記第1導電路及び前記第2導電路のうち、少なくとも前記第2導電路の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第1素子に制御信号を与えるとともに前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記第2導電路の出力電圧を前記基準導電路の電圧よりも大きい所定の目標電圧に近づけるように前記電圧変換部に降圧動作を行わせる制御を行い、前記電圧変換部に降圧動作を行わせる制御中の所定の停止時期に前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させ且つ一時的な停止後に前記電圧変換部の降圧動作を再開させる制御を行う制御部と、
前記制御部が前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止しているときの前記電圧検出部による検出結果に基づいて、前記電圧変換部と前記基準導電路との間の接続状態が異常であるか否かを判定する判定部と、
を有する。
第1導電路に電気的に接続されたスイッチング素子からなる第1素子と、前記第1導電路と前記第1導電路の電位よりも低い所定の基準電位に保たれる基準導電路との間に電気的に接続されたスイッチング素子又はダイオードからなる第2素子と、前記第1素子及び前記第2素子と第2導電路との間に電気的に接続されたインダクタとを備え、前記第1素子のオン動作とオフ動作との切り替えによって前記第1導電路に印加された電圧を降圧して前記第2導電路に出力する降圧動作を行う電圧変換部と、
前記第2素子と前記基準導電路との間の所定位置の電位を基準とし、前記第1導電路及び前記第2導電路のうち、少なくとも前記第2導電路の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第1素子に制御信号を与えるとともに前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記第2導電路の出力電圧を前記基準導電路の電圧よりも大きい所定の目標電圧に近づけるように前記電圧変換部に降圧動作を行わせる制御を行い、前記電圧変換部に降圧動作を行わせる制御中において出力電流が所定の電流閾値以下となった場合又は複数回の所定停止時期に前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させ且つ一時的な停止後に前記電圧変換部の降圧動作を再開させる制御を行う制御部と、
を有する。
第1の発明において、判定部は、電圧検出部によって検出される第1導電路及び第2導電路の少なくともいずれかの電圧値が、制御部が電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させる前と、電圧変換部の降圧動作の一時的な停止中とで所定の変化を示す場合に、電圧変換部と基準導電路との間の接続状態が異常であると判定するように機能してもよい。
以下、本発明を具体化した実施例1について説明する。
図1で示す車載用の電源システム100は、車載用の電源部として構成される第1電源部91及び第2電源部92と、車載用の降圧型DCDCコンバータ1(以下、DCDCコンバータ1ともいう)とを備え、車両に搭載された負荷94に電力を供給し得るシステムとして構成されている。負荷94は、車載用電気部品であり、その種類や数は限定されない。
DCDCコンバータ1の制御部30は、所定の開始条件の成立に応じて電圧変換部10を駆動し、電圧変換動作を行わせる。具体的には、イグニッションスイッチがオン状態である場合に外部装置から制御部30に対してイグニッションオン信号が与えられるようになっており、イグニッションスイッチがオフ状態である場合に外部装置から制御部30に対してイグニッションオフ信号が与えられるようになっている。制御部30は、例えばイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わったことを開始条件として電圧変換部10に制御信号を与え、電圧変換部10に電圧変換動作を行わせる。具体的には、電圧検出部40によって監視される第2導電路22の電圧に基づき、第2導電路22の電圧を所望の目標電圧(基準導電路83の電圧よりも大きい所定電圧値であり、例えば第2電源部92の満充電時の出力電圧よりも少し大きい値)とするように、フィードバック演算を繰り返してPWM信号のデューティを調整しつつ電圧変換部10に降圧動作を行わせる。
上述したDCDCコンバータ1では、電圧検出回路41,42及び制御回路32が電圧検出部として機能し、これらのうち、電圧検出回路42及び制御回路32は、第2素子12と基準導電路83との間の所定位置の電位を基準として第2導電路22の電圧を検出する。このため、第2素子12と基準導電路83とが正常な接続状態であれば、電圧検出部は、基準導電路83の電位に基づいて第2導電路22の電圧を検出することになり、第2素子12と基準導電路83とが電気的に接続されていない異常な接続状態であれば、電圧検出部は、基準導電路83の電位から外れた電位を基準として第2導電路22の電圧を検出することになる。この場合、第2素子12と基準導電路83との間が正常に接続された正常状態であれば、電圧検出部が第2導電路22の電圧を正常に検出するため、電圧検出部の検出結果に基づいて第2導電路22の電圧を目標電圧に制御することが可能となる。しかし、第2素子12と基準導電路83との間が正常に接続されていない異常状態となってしまうと、電圧検出部が基準とする所定位置が基準導電路83の電位に応じた基準電位に固定されずに浮いた状態となる。この場合、電圧検出部の検出値が実際の第2導電路22の電圧とは異なる値を示すことになるため、このような検出結果に基づいて降圧動作を制御しても、第2導電路22の電圧を目標電圧に制御することができなくなる。この場合、異常が生じた時点では、電圧検出部の基準が変化したこと、即ち、第2素子12と基準導電路83との間が電気的に接続されていない異常な接続状態となったことを認識できないという問題がある。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。また、上述した実施例や後述する実施例は矛盾しない範囲で組み合わせることが可能である。
10…電圧変換部
11…第1素子
12…第2素子
14…インダクタ
21…第1導電路
22…第2導電路
30…制御部
32…制御回路(判定部)
40…電圧検出部
44…電流検出部
53…グラウンド端子
83…基準導電路
Claims (8)
- 第1導電路に電気的に接続されたスイッチング素子からなる第1素子と、前記第1導電路と前記第1導電路の電位よりも低い所定の基準電位に保たれる基準導電路との間に電気的に接続されたスイッチング素子又はダイオードからなる第2素子と、前記第1素子及び前記第2素子と第2導電路との間に電気的に接続されたインダクタとを備え、前記第1素子のオン動作とオフ動作との切り替えによって前記第1導電路に印加された電圧を降圧して前記第2導電路に出力する降圧動作を行う電圧変換部と、
前記第2素子と前記基準導電路との間の所定位置の電位を基準とし、前記第1導電路及び前記第2導電路のうち、少なくとも前記第2導電路の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第1素子に制御信号を与えるとともに前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記第2導電路の出力電圧を前記基準導電路の電圧よりも大きい所定の目標電圧に近づけるように前記電圧変換部に降圧動作を行わせる制御を行い、前記電圧変換部に降圧動作を行わせる制御中の所定の停止時期に前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させ且つ一時的な停止後に前記電圧変換部の降圧動作を再開させる制御を行う制御部と、
前記制御部が前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止しているときの前記電圧検出部による検出結果に基づいて、前記電圧変換部と前記基準導電路との間の接続状態が異常であるか否かを判定する判定部と、
を有する車載用の降圧型DCDCコンバータ。 - 前記判定部は、前記電圧検出部によって検出される前記第1導電路及び前記第2導電路の少なくともいずれかの電圧値が、前記制御部が前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させる前と、前記電圧変換部の降圧動作の一時的な停止中とで所定の変化を示す場合に、前記電圧変換部と前記基準導電路との間の接続状態が異常であると判定する請求項1に記載の車載用の降圧型DCDCコンバータ。
- 前記第2導電路を流れる電流の値を検出する電流検出部を有し、
前記制御部は、前記電圧変換部に降圧動作を行わせている場合において前記電流検出部で検出される電流値が所定の電流閾値以下になった時期を前記所定の停止時期として前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させ且つ一時的な停止後に前記電圧変換部の降圧動作を再開させる制御を行う請求項1又は請求項2に記載の車載用の降圧型DCDCコンバータ。 - 前記制御部は、前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させ且つ一時的な停止後に前記電圧変換部の降圧動作を再開させる制御を複数回繰り返し行う請求項1又は請求項2に記載の車載用の降圧型DCDCコンバータ。
- 前記制御部は、前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させ且つ一時的な停止後に前記電圧変換部の降圧動作を再開させる制御を一定周期で定期的に行う請求項4に記載の車載用の降圧型DCDCコンバータ。
- 第1導電路に電気的に接続されたスイッチング素子からなる第1素子と、前記第1導電路と前記第1導電路の電位よりも低い所定の基準電位に保たれる基準導電路との間に電気的に接続されたスイッチング素子又はダイオードからなる第2素子と、前記第1素子及び前記第2素子と第2導電路との間に電気的に接続されたインダクタとを備え、前記第1素子のオン動作とオフ動作との切り替えによって前記第1導電路に印加された電圧を降圧して前記第2導電路に出力する降圧動作を行う電圧変換部と、
前記第2素子と前記基準導電路との間の所定位置の電位を基準とし、前記第1導電路及び前記第2導電路のうち、少なくとも前記第2導電路の電圧を検出する電圧検出部と、
前記第1素子に制御信号を与えるとともに前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記第2導電路の出力電圧を前記基準導電路の電圧よりも大きい所定の目標電圧に近づけるように前記電圧変換部に降圧動作を行わせる制御を行い、前記電圧変換部に降圧動作を行わせる制御中において出力電流が所定の電流閾値以下となった場合又は複数回の所定停止時期に前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させ且つ一時的な停止後に前記電圧変換部の降圧動作を再開させる制御を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記電圧変換部の降圧動作を一時的に停止させ且つ一時的な停止後に前記電圧変換部の降圧動作を再開させる制御を一定周期で定期的に複数回繰り返し行う車載用の降圧型DCDCコンバータ。 - 前記第2素子と前記基準導電路との間で流れる電流の経路として構成されるとともに車両内のグラウンド部として構成される前記基準導電路に取り付けられるグラウンド端子を有する請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の車載用の降圧型DCDCコンバータ。
- 1つの前記グラウンド端子のみが前記基準導電路に連結されている請求項7に記載の車載用の降圧型DCDCコンバータ。
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