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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungswandlungseinrichtung.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Patentdokument Nr. 1 offenbart eine Stromversorgungseinrichtung, die einen Gleichstromwandler mit einem Ausgangsinduktor und einen Stromversorgungssteuerabschnitt aufweist, der die Ausgangsspannung des Gleichstromwandlers rückkoppelt, das Tastverhältnis eines pulsweitenmodulierten Pulssignals vorgibt und die Ausgangsspannung basierend auf der Pulsweitenmodulation steuert. Der Stromversorgungssteuerabschnitt ist dazu eingerichtet, beim Ändern der Ausgangsspannung den dem Gleichstromwandler bereitgestellten Spannungssollwert allmählich um einen Wert zu ändern, der kleiner oder gleich der maximalen Sollwertänderung pro Ausgangsspannungsempfangszeitraum ist.
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VORBEKANNTE TECHNISCHE DOKUMENTE
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PATENTDOKUMENTE
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Patentdokument Nr. 1:
JP 2013-240176 A -
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABEN
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Die vorstehend beschriebene Stromversorgungseinrichtung führt eine Steuerung durch, um das Ausmaß, in dem die Spannung durch den Gleichstromwandler erhöht oder gesenkt wird, derart anzupassen, dass die Ausgangsspannung die vorgesehene Zielspannung erreicht. Als Verfahren zum Steuern des Ausmaßes, in dem die Spannung erhöht oder gesenkt wird, ist ein Verfahren bekannt, bei welchem das Ausmaß, in dem die Spannung erhöht oder gesenkt wird, durch Anpassen des Tastverhältnisses eines PWM-Signals gesteuert wird, das einem Schaltelement des Gleichstromwandlers bereitgestellt wird. Wenn die Ausgangsspannung kleiner als die Zielspannung ist, kann die Ausgangsspannung näher an die Zielspannung gebracht werden, indem zum Beispiel eine Anpassung zum Erhöhen des Tastverhältnisses des PWM-Signals derart vorgenommen wird, dass die Ausgangsspannung größer wird, oder wenn die Ausgangsspannung größer als die Zielspannung ist, indem eine Anpassung zum Verringern des Tastverhältnisses des PWM-Signals derart vorgenommen wird, dass die Ausgangsspannung kleiner wird.
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Wenn das Tastverhältnis des PWM-Signals jedoch zum Näherbringen der Ausgangsspannung an die Zielspannung, wie vorstehend beschrieben unter Überwachung der Ausgangsspannung, rückkopplungsgesteuert ist, entsteht das Problem, dass die Rückkopplungssteuerung nicht angemessen durchgeführt wird, wenn der Erfassungswert der Ausgangsspannung aus irgendeinem Grund auf eine Anomalie hindeutet. Wenn zum Beispiel eine Erfassungsanomalie auftritt, bei welcher der Erfassungswert der Ausgangsspannung beim Absenken der Spannung (Abwärtswandlung) von der Hochspannungsstromversorgungsseite zur Niederspannungsstromversorgungsseite 0 V anzeigt, verursacht das alleinige Durchführen der vorstehend beschriebenen Rückkopplungssteuerung, dass die Verarbeitung zum Erhöhen des Tastverhältnisses des PWM-Signals kontinuierlich durchgeführt wird und dass das Tastverhältnis - Totzeit ausgenommen - schließlich 1 (d. h. 100 %) erreicht. Das heißt, es wird eine Spannung auf einem ähnlichen Niveau wie die Eingangsspannung ausgegeben und es entsteht das Problem, dass eine übermäßig hohe Spannung auf der Niederspannungsstromversorgungsseite ausgegeben wird. Dieses Problem tritt nicht nur bei der Abwärtswandlung auf, sondern auch bei der Aufwärtswandlung.
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Die vorliegende Erfindung entstand angesichts der vorstehend beschriebenen Umstände und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannungswandlungseinrichtung bereitzustellen, die eine Anomalie erkennen kann, bei welcher das einem Spannungswandlungsabschnitt bereitgestellte Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
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Eine Spannungswandlungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Spannungswandlungsabschnitt, der eine Eingangsspannung durch Ein-/Ausschaltvorgänge eines Schaltelements erhöht oder senkt und dann die Spannung ausgibt;
einen Ausgangsspannungserfassungsabschnitt, der einen Wert erfasst, der eine Ausgangsspannung des Spannungswandlungsabschnitts angibt;
einen Vorgabeabschnitt, der basierend auf einem vorgegebenen Zielspannungswert und einem von dem Ausgangsspannungserfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert ein Tastverhältnis eines dem Spannungswandlungsabschnitt bereitgestellten PWM-Signals vorgibt, um den Ausgangsspannungswert des Spannungswandlungsabschnitts näher an den Zielspannungswert zu bringen;
einen Ansteuerabschnitt, der das PWM-Signal an den Spannungswandlungsabschnitt ausgibt, das das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis aufweist; und
einen Anomalieerkennungsabschnitt, der eine Anomalie erkennt, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert, wenn sich der Spannungswandlungsabschnitt in einem vorbestimmten stabilisierten Zustand befindet.
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EFFEKT DER ERFINDUNG
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Die Spannungswandlungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Anomalieerkennungsabschnitt auf, der eine Anomalie erkennt, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert. Mit dieser Ausgestaltung kann eine Anomalie erkannt werden, bei welcher das durch Rückkopplungssteuerung vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert.
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Es ist insbesondere möglich, eine Anomalie zu erkennen, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert, obwohl sich der Spannungswandlungsabschnitt in einem stabilisierten Zustand befindet. Somit können fehlerhafte Anomalieerkennungen unterdrückt werden, und es können sehr genaue Anomalieerkennungen durchgeführt werden. Wenn zum Beispiel als Ergebnis der Durchführung einer Steuerung, bei welcher es zu einem übermäßigen Erhöhen oder Verringern der Spannung aufgrund fehlender Überwachung des Ausgangsspannungserfassungsabschnitts kommt, eine Anomalie vorliegt, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert, obwohl sich der Spannungswandlungsabschnitt in einem stabilisierten Zustand (in welchem das Tastverhältnis gegen den Normalbereich konvergieren sollte) befindet, dann kann die Anomalie von dem Anomalieerkennungsabschnitt erkannt werden.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Schaltdiagramm, das eine Spannungswandlungseinrichtung aus Beispiel 1 schematisch zeigt.
- 2 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Anomaliebestimmungsverarbeitung bei einer von der Spannungswandlungseinrichtung aus Beispiel 1 ausgeführten Abwärtswandlung darstellt.
- 3 ist ein Flussdiagramm, das einen Ablauf einer Anomaliebestimmungsverarbeitung bei einer von der Spannungswandlungseinrichtung aus Beispiel 1 ausgeführten Aufwärtswandlung darstellt.
- 4(A) ist ein Schaubild, das PWM-Signale bei einer Abwärtswandlung darstellt, und 4(B) ist ein Schaubild, das PWM-Signale bei einer Aufwärtswandlung zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Nachstehend werden wünschenswerte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgelistet.
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Die vorliegende Erfindung kann einen Eingangsspannungserfassungsabschnitt aufweisen, welcher einen Wert erfasst, der eine Eingangsspannung des Spannungswandlungsabschnitts angibt. Der Anomalieerkennungsabschnitt kann dazu eingerichtet sein, basierend auf dem Zielspannungswert und einem von dem Eingangsspannungserfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert die Anomalie zu erkennen, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen den vorbestimmten Normalbereich konvergiert.
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Mit dieser Ausgestaltung kann die Anomalie, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen den vorbestimmten Normalbereich konvergiert, basierend auf dem Zielspannungswert und dem von dem Eingangsspannungserfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert erkannt werden. Das heißt, es kann bestimmt werden, ob eine Anomalie, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen den Normalbereich konvergiert, vorliegt oder nicht, ohne auf das Ergebnis einer Überwachung der Ausgangsspannung angewiesen zu sein.
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Der Anomalieerkennungsabschnitt kann dazu eingerichtet sein, basierend auf dem von dem Eingangsspannungserfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert und als Voraussetzung für den vorbestimmten stabilisierten Zustand zu bestimmen, ob sich die in den Spannungswandlungsabschnitt eingegebene Eingangsspannung in einem vorbestimmten stabilisierten Eingangsspannungszustand befindet oder nicht, und die Anomalie zu erkennen, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen den vorbestimmten Normalbereich konvergiert, wenn bestimmt wird, dass sich die Eingangsspannung in dem vorbestimmten stabilisierten Eingangsspannungszustand befindet.
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Mit dieser Ausgestaltung kann eine Anomalie erkannt werden, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen den Normalbereich konvergiert, obwohl die Eingangsspannung stabilisiert ist.
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Der Anomalieerkennungsabschnitt kann dazu eingerichtet sein, basierend auf dem von dem Ausgangsspannungserfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert und als Voraussetzung für den vorbestimmten stabilisierten Zustand zu bestimmen, ob sich eine von dem Spannungswandlungsabschnitt ausgegebene Ausgangsspannung in einem vorbestimmten stabilisierten Ausgangsspannungszustand befindet oder nicht, und die Anomalie zu erkennen, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen den vorbestimmten Normalbereich konvergiert, wenn bestimmt wird, dass sich die Ausgangsspannung in dem vorbestimmten stabilisierten Ausgangsspannungszustand befindet.
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Mit dieser Ausgestaltung kann eine Anomalie erkannt werden, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen den Normalbereich konvergiert, obwohl die Ausgangsspannung stabilisiert ist.
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Die vorliegende Erfindung kann einen Ausgangsstromerfassungsabschnitt aufweisen, welcher einen Wert erfasst, der einen Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts angibt. Der Vorgabeabschnitt kann dazu eingerichtet sein, eine Zunahme des Tastverhältnisses des dem Spannungswandlungsabschnitt bereitgestellten PWM-Signals zu beschränken, wenn der Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts einen im Voraus vorgegebenen Maximalstromwert erreicht. Der Anomalieerkennungsabschnitt kann dazu eingerichtet sein, basierend auf dem von dem Ausgangsstromerfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert zu bestimmen, ob der Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts den Maximalstromwert erreicht hat oder nicht, und die Anomalie zu erkennen, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen den vorbestimmten Normalbereich konvergiert, wenn bestimmt wird, dass der Ausgangsstrom den Maximalstromwert nicht erreicht hat.
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Durch Beschränken der Zunahme des Tastverhältnisses des dem Spannungswandlungsabschnitt bereitgestellten PWM-Signals, wenn der Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts einen im Voraus vorgegebenen Maximalstromwert erreicht, kann verhindert werden, dass der Ausgangsstrom den Maximalstromwert übersteigt. Wenn der Ausgangsstrom jedoch wie vorstehend beschrieben den Maximalstromwert erreicht, kann aufgrund der Beschränkung des Tastverhältnisses zum Verhindern der Zunahme des elektrischen Stroms eine Anomalie auftreten, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert. Bei einer Ausgestaltung, bei welcher eine Anomalie, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert, erkannt wird, bevor der Ausgangsstrom den Maximalstromwert erreicht, kann verhindert werden, dass jedes Mal, wenn der Ausgangsstrom den Maximalstromwert erreicht, fälschlicherweise eine Anomalie erkannt wird, und Anomalien, die erkannt werden müssen, können genauer erkannt werden.
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Beispiel 1
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Nachfolgend wird Beispiel 1 beschrieben, bei welchem die vorliegende Erfindung umgesetzt ist.
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Eine in 1 gezeigte Spannungswandlungseinrichtung 1 ist zum Beispiel als fahrzeuggebundener Aufwärts-/Abwärts-Gleichstromwandler gestaltet, der dazu eingerichtet ist, die entweder an einem ersten Leitungspfad 91 oder an einem zweiten Leitungspfad 92 anliegende Gleichspannung zu erhöhen oder zu senken und die Spannung am anderen Leitungspfad auszugeben.
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Die Spannungswandlungseinrichtung 1 weist den ersten Leitungspfad 91 und den zweiten Leitungspfad 92 auf, die als Stromleitung dienen. Der erste Leitungspfad 91 ist eine Leitung, die mit einem hochpotenzialseitigen Anschluss eines Hochspannungsstromversorgungsabschnitts 101 verbunden ist, der ein erster Stromversorgungsabschnitt ist, und ist dazu eingerichtet, eine von dem Hochspannungsstromversorgungsabschnitt 101 angelegte vorbestimmte Gleichspannung zu empfangen. Der zweite Leitungspfad 92 ist eine Leitung, die mit einem hochpotenzialseitigen Anschluss eines Niederspannungsstromversorgungsabschnitts 102 verbunden ist, der ein zweiter Stromversorgungsabschnitt ist, und ist dazu eingerichtet, eine von dem Niederspannungsstromversorgungsabschnitt 102 angelegte vorbestimmte Gleichspannung zu empfangen.
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Der Hochspannungsstromversorgungsabschnitt 101 und der Niederspannungsstromversorgungsabschnitt 102 sind unter Verwendung bekannter Stromspeichermittel gestaltet, zum Beispiel Bleiakkumulatoren, Lithiumionenbatterien, elektrischer Doppelschichtkondensatoren, Lithiumionenkondensatoren oder anderer Stromspeicherabschnitte. Die Ausgangsspannungen des Hochspannungsstromversorgungsabschnitts 101 und des Niederspannungsstromversorgungsabschnitts 102 sind nicht speziell auf konkrete Werte beschränkt, solange die Ausgangsspannung des Hochspannungsstromversorgungsabschnitts 101 größer ist als die Ausgangsspannung des Niederspannungsstromversorgungsabschnitts 102. Die niederpotenzialseitigen Anschlüsse des Hochspannungsstromversorgungsabschnitts 101 und des Niederspannungsstromversorgungsabschnitts 102 werden auf einer Massespannung (0 V) gehalten.
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Eine fahrzeuggebundene Last 111 ist mit dem ersten Leitungspfad 91 verbunden, der mit dem Hochspannungsstromversorgungsabschnitt 101 verbunden ist, und die fahrzeuggebundene Last 111 ist dazu eingerichtet, einen Versorgungsstrom von dem Hochspannungsstromversorgungsabschnitt 101 zu empfangen. Eine fahrzeuggebundene Last 112 ist mit dem zweiten Leitungspfad 92 verbunden, der mit dem Niederspannungsstromversorgungsabschnitt 102 verbunden ist, und die fahrzeuggebundene Last 112 ist dazu eingerichtet, einen Versorgungsstrom von dem Niederspannungsstromversorgungsabschnitt 102 zu empfangen. Die fahrzeuggebundenen Lasten 111 und 112 sind bekannte fahrzeuggebundene elektrische Komponenten und die Art von elektrischer Komponente ist nicht speziell eingeschränkt.
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Ein Spannungswandlungsabschnitt 6 weist eine Funktion zum Erhöhen oder Senken der Eingangsspannung durch Ein-/Ausschaltvorgänge von Schaltelementen T1, T2, T3 und T4 und anschließenden Ausgeben der Spannung auf. Der Spannungswandlungsabschnitt 6 ist zwischen dem ersten Leitungspfad 91 und dem zweiten Leitungspfad 92 bereitgestellt und weist eine Abwärtswandelfunktion zum Senken der am ersten Leitungspfad 91 anliegenden Spannung und anschließenden Ausgeben der Spannung an den zweiten Leitungspfad 92 und eine Aufwärtswandelfunktion zum Erhöhen der am zweiten Leitungspfad 92 anliegenden Spannung und anschließenden Ausgeben der Spannung an den ersten Leitungspfad 91 auf.
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Der Spannungswandlungsabschnitt 6 weist die Schaltelemente T1, T2, T3 und T4, die in einer H-Brückenstruktur angeordnet sind, und eine Spule 8 auf und dient als sogenannter bidirektionaler Gleichstromwandler. Die Schaltelemente T1, T2 T3 und T4 sind alle durch MOSFETs gebildet. Ein Kondensator 81 ist am ersten Leitungspfad 91 bereitgestellt und ein Kondensator 82 ist am zweiten Leitungspfad 92 bereitgestellt.
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In dem Spannungswandlungsabschnitt 6 ist der Drain des Schaltelements T1 mit dem ersten Leitungspfad 91 verbunden und die Source des Schaltelements T1 ist mit dem Drain des Schaltelements T2 und einem Ende der Spule 8 verbunden. Der Drain des Schaltelements T3 ist mit dem zweiten Leitungspfad 92 verbunden und die Source des Schaltelements T3 ist mit dem Drain des Schaltelements T4 und dem anderen Ende der Spule 8 verbunden. Die Source-Anschlüsse der Schaltelemente T2 und T4 sind mit Masse verbunden. Die Gate-Anschlüsse der Schaltelemente T1, T2, T3 und T4 empfangen jeweils Signale von einem Ansteuerabschnitt 4, der später beschrieben wird.
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Die Stromerfassungsschaltungen (Stromwächter) 12 und 22 sind beide als bekannte Stromerfassungsschaltungen gestaltet. Die Stromerfassungsschaltung 12 ist eine Stromerfassungsschaltung, die einen über den ersten Leitungspfad 91 fließenden elektrischen Strom erfasst, und sie weist zum Beispiel einen im ersten Leitungspfad 91 bereitgestellten Shunt-Widerstand und einen Differenzverstärker auf, der die an den Anschlüssen des Shunt-Widerstands anliegende Spannung verstärkt und ausgibt. Die Stromerfassungsschaltung 22 ist eine Stromerfassungsschaltung, die einen über den zweiten Leitungspfad 92 fließenden elektrischen Strom erfasst, und sie weist zum Beispiel einen im zweiten Leitungspfad 92 bereitgestellten Shunt-Widerstand und einen Differenzverstärker auf, der die an den Anschlüssen des Shunt-Widerstands anliegende Spannung verstärkt und ausgibt. Ein Steuerabschnitt 2 erhält einen Stromwert des über den ersten Leitungspfad 91 fließenden elektrischen Stroms basierend auf einem von der Stromerfassungsschaltung 12 eingegebenen Wert (dem Erfassungswert der Stromerfassungsschaltung 12) und erhält außerdem einen Stromwert des über den zweiten Leitungspfad 92 fließenden elektrischen Stroms basierend auf einem von der Stromerfassungsschaltung 22 eingegebenen Wert (dem Erfassungswert der Stromerfassungsschaltung 22).
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Die Spannungserfassungsschaltungen (Spannungswächter) 14 und 24 sind beide als bekannte Spannungserfassungsschaltungen gestaltet. Die Spannungserfassungsschaltung 14 gibt einen Wert, der die Spannung des ersten Leitungspfads 91 angibt (zum Beispiel den Spannungswert des ersten Leitungspfads 91 oder einen Wert, der durch Teilen des Spannungswerts des ersten Leitungspfads 91 mittels einer Spannungsteilerschaltung erhalten wird, oder dergleichen), als Erfassungswert in den Steuerabschnitt 2 ein. Die Spannungserfassungsschaltung 24 gibt einen Wert, der die Spannung des zweiten Leitungspfads 92 angibt (zum Beispiel den Spannungswert des zweiten Leitungspfads 92 oder einen Wert, der durch Teilen des Spannungswerts des zweiten Leitungspfads 92 mittels einer Spannungsteilerschaltung erhalten wird, oder dergleichen), als Erfassungswert in den Steuerabschnitt 2 ein. Der Steuerabschnitt 2 erhält den Spannungswert des ersten Leitungspfads 91 basierend auf dem von der Spannungserfassungsschaltung 14 eingegebenen Wert (dem Erfassungswert der Spannungserfassungsschaltung 14) und erhält außerdem den Spannungswert des zweiten Leitungspfads 92 basierend auf dem von der Spannungserfassungsschaltung 24 eingegebenen Wert (dem Erfassungswert der Spannungserfassungsschaltung 14).
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Der Steuerabschnitt 2 ist zum Beispiel als Mikrocomputer gestaltet. Der Steuerabschnitt 2 führt eine Rückkopplungsteuerung unter Verwendung eines bekannten Verfahrens basierend auf dem von der Stromerfassungsschaltung 12 oder 22 eingegebenen Stromwert, dem von der Spannungserfassungsschaltung 14 oder 24 eingegebenen Spannungswert und einem von einer Steuereinheit 120 vorgegebenen Zielspannungswert durch und gibt das Tastverhältnis für ein dem Spannungswandlungsabschnitt 6 bereitgestelltes PWM-Signal vor. Dann gibt der Steuerabschnitt 2 das PWM-Signal mit dem vorgegebenen Tastverhältnis an den Ansteuerabschnitt 4 aus.
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Die als ECU eingerichtete Steuereinheit 120 ist außerhalb der Spannungswandlungseinrichtung 1 bereitgestellt. Die Steuereinheit 120 kann mit der Spannungswandlungseinrichtung 1 zum Beispiel mittels CAN-Kommunikation kommunizieren und weist eine Funktion zum Übertragen des Zielspannungswerts an die Spannungswandlungseinrichtung 1 auf. Der Steuerabschnitt 2 führt die vorstehend erwähnte Rückkopplungssteuerung unter Verwendung des von der Steuereinheit 120 eingegebenen Zielspannungswerts durch.
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Der Ansteuerabschnitt 4 ist eine Schaltung, die ein Steuersignal zum Ein- und Ausschalten der Schaltelemente T1, T2, T3 und T4 ausgibt. Der Ansteuerabschnitt 4 weist eine Funktion zum Ausgeben des PWM-Signals mit dem Tastverhältnis, das von dem Steuerabschnitt 2 vorgegeben ist, der einem Vorgabeabschnitt entspricht, an den Spannungswandlungsabschnitt 6 auf.
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In einem Abwärtswandelmodus werden, wie in 4(A) gezeigt ist, PWM-Signale mit Totzeit jeweils an das Gate der Schaltelemente T1 und T2 komplementär ausgegeben. Während des Ausgebens eines Ein-Signals an das Schaltelement T1 wird ein Aus-Signal an das Schaltelement T2 ausgegeben, und während des Ausgebens eines Aus-Signals an das Schaltelement T1 wird ein Ein-Signal an das Schaltelement T2 ausgegeben. Wenn abwechselnd zwischen einem ersten Zustand, bei welchem das Schaltelement T1 ein ist und das Schaltelement T2 aus ist, und einem zweiten Zustand, bei welchem das Schaltelement T1 aus ist und das Schaltelement T2 ein ist, umgeschaltet wird, wird die am ersten Leitungspfad 91 anliegende Gleichspannung gesenkt und an den zweiten Leitungspfad 92 ausgegeben. Die Ausgangsspannung des zweiten Leitungspfads 92 wird durch das Tastverhältnis D des PWM-Signals bestimmt, das dem Gate des Schaltelements T1 bereitgestellt wird. Wie in 4(A) gezeigt ist, wird das Tastverhältnis D durch D = Tb/Ta dargestellt, wobei Ta für die Periodendauer des dem Schaltelement T1 bereitgestellten PWM-Signals steht und Tb für die Ein-Zeitdauer des dem Schaltelement T1 bereitgestellten PWM-Signals steht. In dem Abwärtswandelmodus wird ein Ein-Signal kontinuierlich in das Gate des Schaltelements T3 eingegeben und das Schaltelement T3 bleibt ein. Außerdem wird ein Aus-Signal kontinuierlich in das Gate des Schaltelements T4 eingegeben und das Schaltelement T4 bleibt aus.
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Wie vorstehend beschrieben ist, führt der als Vorgabeabschnitt dienende Steuerabschnitt 2 im Abwärtswandelmodus eine Rückkopplungssteuerung gemäß einem bekannten Verfahren durch und gibt das Tastverhältnis des dem Spannungswandlungsabschnitt 6 bereitgestellten PWM-Signals basierend auf dem im Voraus vorgegebenen Zielspannungswert und dem von der Spannungserfassungsschaltung 24 (Ausgangsspannungserfassungsabschnitt) erhaltenen Erfassungswert vor, um den Ausgangsspannungswert des Spannungswandlungsabschnitts 6 näher an den Zielspannungswert zu bringen. Während der Spannungswandlungsabschnitt 6 im Abwärtswandelmodus betrieben wird, führt der Steuerabschnitt 2 kontinuierlich eine derartige Rückkopplungssteuerung durch. Wenn der Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts 6 jedoch einen im Voraus vorgegebenen Maximalstromwert (oberen Grenzwert) erreicht, beschränkt der Steuerabschnitt 2 die Zunahme des Tastverhältnisses des dem Spannungswandlungsabschnitt 6 bereitgestellten PWM-Signals. Das heißt, wenn der Ausgangsstromwert des Spannungswandlungsabschnitts 6 den Maximalstromwert erreicht, führt der Steuerabschnitt 2, selbst wenn der Ausgangsspannungswert kleiner als der Zielspannungswert ist, eine Steuerung zum Aufrechterhalten des Tastverhältnisses durch, statt eine Steuerung zum Erhöhen des Tastverhältnisses (bzw. anders ausgedrückt eine Steuerung zum Erhöhen der Ausgangsspannung) durchzuführen.
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In dem Abwärtswandelmodus dient der erste Leitungspfad 91 als eingangsseitiger Leitungspfad und der zweite Leitungspfad 92 als ausgangsseitiger Leitungspfad. In diesem Fall dient die Spannungserfassungsschaltung 14 als Eingangsspannungserfassungsabschnitt und gibt einen Wert (Erfassungswert), der die Eingangsspannung des Spannungswandlungsabschnitts 6 angibt, in den Steuerabschnitt 2 ein. Außerdem dient die Spannungserfassungsschaltung 24 als Ausgangsspannungserfassungsabschnitt und gibt einen Wert (Erfassungswert), der die Ausgangsspannung des Spannungswandlungsabschnitts 6 angibt, in den Steuerabschnitt 2 ein. Die Stromerfassungsschaltung 22 dient als Ausgangsstromerfassungsabschnitt und gibt einen Wert (Erfassungswert), der den Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts 6 angibt, in den Steuerabschnitt 2 ein.
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In einem Aufwärtswandelmodus werden, wie in 4(B) gezeigt ist, PWM-Signale mit Totzeit jeweils an das Gate der Schaltelemente T1 und T2 komplementär ausgegeben. Während des Ausgebens eines Aus-Signals an das Schaltelement T1 wird ein Ein-Signal an das Schaltelement T2 ausgegeben, und während des Ausgebens eines Ein-Signals an das Schaltelement T1 wird ein Aus-Signal an das Schaltelement T2 ausgegeben. Wenn abwechselnd zwischen einem ersten Zustand, bei welchem das Schaltelement T1 aus ist und das Schaltelement T2 ein ist, und einem zweiten Zustand, bei welchem das Schaltelement T1 ein ist und das Schaltelement T2 aus ist, umgeschaltet wird, wird die am zweiten Leitungspfad 92 anliegende Gleichspannung erhöht und an den ersten Leitungspfad 91 ausgegeben. Die Ausgangsspannung des ersten Leitungspfads 91 wird durch das Tastverhältnis D des PWM-Signals bestimmt, das dem Schaltelement T2 bereitgestellt wird. Wie in 4(B) gezeigt ist, wird das Tastverhältnis D durch D = Tc/Ta dargestellt, wobei Ta für die Periodendauer des dem Schaltelement T2 bereitgestellten PWM-Signals steht und Tc für die Ein-Zeitdauer des dem Schaltelement T2 bereitgestellten PWM-Signals steht. In dem Aufwärtswandelmodus wird ein Ein-Signal kontinuierlich in das Gate des Schaltelements T3 eingegeben und das Schaltelement T3 bleibt ein. Außerdem wird ein Aus-Signal kontinuierlich in das Gate des Schaltelements T4 eingegeben und das Schaltelement T4 bleibt aus.
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Wie vorstehend beschrieben ist, führt der als Vorgabeabschnitt dienende Steuerabschnitt 2 auch im Aufwärtswandelmodus eine Rückkopplungssteuerung gemäß einem bekannten Verfahren durch und gibt das Tastverhältnis des dem Spannungswandlungsabschnitt 6 bereitgestellten PWM-Signals basierend auf dem im Voraus vorgegebenen Zielspannungswert und dem von der Spannungserfassungsschaltung 14 (Ausgangsspannungserfassungsabschnitt) erhaltenen Erfassungswert vor, um den Ausgangsspannungswert des Spannungswandlungsabschnitts 6 näher an den Zielspannungswert zu bringen. Während der Spannungswandlungsabschnitt 6 im Aufwärtswandelmodus betrieben wird, führt der Steuerabschnitt 2 kontinuierlich eine derartige Rückkopplungssteuerung durch. Wenn der Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts 6 jedoch einen im Voraus vorgegebenen Maximalstromwert (oberen Grenzwert) erreicht, beschränkt der Steuerabschnitt 2 die Zunahme des Tastverhältnisses des dem Spannungswandlungsabschnitt 6 bereitgestellten PWM-Signals. Das heißt, wenn der Ausgangsstromwert des Spannungswandlungsabschnitts 6 den Maximalstromwert erreicht, führt der Steuerabschnitt 2, selbst wenn der Ausgangsspannungswert kleiner als der Zielspannungswert ist, eine Steuerung zum Aufrechterhalten des Tastverhältnisses durch, statt eine Steuerung zum Erhöhen des Tastverhältnisses (bzw. anders ausgedrückt eine Steuerung zum Erhöhen der Ausgangsspannung) durchzuführen.
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Im Aufwärtswandelmodus dient der zweite Leitungspfad 92 als eingangsseitiger Leitungspfad und der erste Leitungspfad 91 als ausgangsseitiger Leitungspfad. In diesem Fall dient die Spannungserfassungsschaltung 24 als Eingangsspannungserfassungsabschnitt und gibt einen Wert (Erfassungswert), der die Eingangsspannung des Spannungswandlungsabschnitts 6 angibt, in den Steuerabschnitt 2 ein. Außerdem dient die Spannungserfassungsschaltung 14 als Ausgangsspannungserfassungsabschnitt und gibt einen Wert (Erfassungswert), der die Ausgangsspannung des Spannungswandlungsabschnitts 6 angibt, in den Steuerabschnitt 2 ein. Die Stromerfassungsschaltung 12 dient als Ausgangsstromerfassungsabschnitt und gibt einen Wert (Erfassungswert), der den Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts 6 angibt, in den Steuerabschnitt 2 ein.
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Als Nächstes werden Anomaliebestimmungsverarbeitungen beschrieben, die während des Betriebs der Spannungswandlungseinrichtung 1 ausgeführt werden.
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Zuerst wird eine im Abwärtswandelmodus ausgeführte Anomaliebestimmungsverarbeitung beschrieben. Die in 2 gezeigte Anomaliebestimmungsverarbeitung ist eine Verarbeitung, die von dem Steuerabschnitt 2 periodisch in kurzen Zeitabständen durchgeführt wird, wenn der Spannungswandlungsabschnitt 6 im Abwärtswandelmodus ist. Zu Beginn der in 2 gezeigten Anomaliebestimmungsverarbeitung bestimmt der Steuerabschnitt 2 basierend auf dem von der Stromerfassungsschaltung 22 eingegebenen Erfassungswert, ob der Ausgangsstromwert des Spannungswandlungsabschnitts 6 (der Stromwert des über den zweiten Leitungspfad 92 fließenden elektrischen Stroms) einen vorbestimmten Maximalstromwert erreicht hat oder nicht (S1). Wenn der Ausgangsstromwert den Maximalstromwert erreicht hat, lautet die Bestimmung in Schritt S1 JA und die in 2 gezeigte Anomaliebestimmungsverarbeitung endet.
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Wenn in Schritt S1 bestimmt wurde, dass der Ausgangsstromwert den Maximalstromwert nicht erreicht hat (NEIN in S1), bestimmt der Steuerabschnitt 2 in Schritt S2, ob seit Eintreten eines stabilisierten externen Zustands eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist oder nicht. Hier entspricht der Ausdruck „Eintreten eines stabilisierten externen Zustands“ einem Beispiel für einen „vorbestimmten stabilisierten Zustand“ und er bezieht sich auf einen Zustand, bei welchem zum Beispiel die Eingangsspannung auf einem konstanten Niveau gehalten wird und die Ausgangsspannung auf einem konstanten Niveau gehalten wird. Wenn zum Beispiel zum Zeitpunkt der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S2 ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Eingangsspannungswerts innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (einer vorbestimmten Spannungsdifferenz) liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat und ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Ausgangsspannungswerts innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (einer vorbestimmten Spannungsdifferenz) hegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat, lautet das Ergebnis der Bestimmung durch den Steuerabschnitt 2 in Schritt S2 JA. Andernfalls lautet das Ergebnis der Bestimmung durch den Steuerabschnitt 2 in Schritt S2 NEIN. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S2 NEIN lautet, endet die in 2 gezeigte Anomaliebestimmungsverarbeitung.
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Wenn bei der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S2 bestimmt wurde, dass eine vorbestimmte Zeit seit Eintreten des stabilisierten externen Zustands verstrichen ist (wenn bestimmt wurde, dass ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Eingangsspannungswerts innerhalb einer vorbestimmten Spannungsdifferenz liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat und ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Ausgangsspannungswerts innerhalb einer vorbestimmten Spannungsdifferenz liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat), bestimmt der Steuerabschnitt 2 in Schritt S3, ob das Tastverhältnis D gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert oder nicht. Konkret bestimmt der Steuerabschnitt 2 basierend auf dem Eingangsspannungswert V1, der aus dem Erfassungswert der Spannungserfassungsschaltung 14 erhalten wird, und dem Zielspannungswert Vt, der gemäß einer Anweisung von der Steuereinheit 120 vorgegeben ist, ob das bei der Verarbeitung in Schritt S3 vorliegende Tastverhältnis D gegen einen in der Nähe von Vt/V1 liegenden Wert konvergiert oder nicht. Wenn der Unterschied zwischen dem Tastverhältnis D und Vt/V1 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, lautet das Ergebnis der Bestimmung durch den Steuerabschnitt 2 in Schritt S3 JA und die in 2 gezeigte Anomaliebestimmungsverarbeitung endet.
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Wenn in Schritt S3 bestimmt wurde, dass der Unterschied zwischen dem Tastverhältnis D und Vt/V1 größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert ist (NEIN in S3), bestimmt der Steuerabschnitt 2 in Schritt S4, dass eine Ausgangsanomalie vorliegt. Wenn in Schritt S4 bestimmt wurde, dass eine Ausgangsanomalie vorliegt, beendet der Steuerabschnitt 2 zum Beispiel das Ausgeben des PWM-Signals an den Spannungswandlungsabschnitt 6 und stellt den Betrieb des Spannungswandlungsabschnitts 6 ein. Dann überträgt der Steuerabschnitt 2 Informationen, die angeben, dass in dem Spannungswandlungsabschnitt 6 eine Anomalie vorliegt, an eine externe ECU.
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Als Nächstes wird eine im Aufwärtswandelmodus ausgeführte Anomaliebestimmungsverarbeitung beschrieben. Die in 3 gezeigte Anomaliebestimmungsverarbeitung ist eine Verarbeitung, die von dem Steuerabschnitt 2 periodisch in kurzen Zeitabständen durchgeführt wird, wenn der Spannungswandlungsabschnitt 6 im Aufwärtswandelmodus ist. Zu Beginn der in 3 gezeigten Anomaliebestimmungsverarbeitung bestimmt der Steuerabschnitt 2 basierend auf dem von der Stromerfassungsschaltung 22 eingegebenen Erfassungswert, ob der Ausgangsstromwert des Spannungswandlungsabschnitts 6 (der Stromwert des über den ersten Leitungspfad 91 fließenden elektrischen Stroms) einen vorbestimmten Maximalstromwert erreicht hat oder nicht (S21). Wenn bestimmt wird, dass der Ausgangsstromwert den Maximalstromwert erreicht hat, lautet die Bestimmung in Schritt S21 JA und die in 3 gezeigte Anomaliebestimmungsverarbeitung endet.
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Wenn in Schritt S21 bestimmt wurde, dass der Ausgangsstromwert den Maximalstromwert nicht erreicht hat (NEIN in S21), bestimmt der Steuerabschnitt 2 in Schritt S22, ob seit Eintreten eines stabilisierten externen Zustands eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist oder nicht. Hier bezieht sich der Ausdruck „Eintreten eines stabilisierten externen Zustands“ - wie vorstehend beschrieben wurde - auf einen Zustand, bei welchem zum Beispiel die Eingangsspannung auf einem konstanten Niveau gehalten wird und die Ausgangsspannung auf einem konstanten Niveau gehalten wird. Wenn zum Beispiel zum Zeitpunkt der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S22 ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Eingangsspannungswerts innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (einer vorbestimmten Spannungsdifferenz) liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat und ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Ausgangsspannungswerts innerhalb eines vorbestimmten Bereichs (einer vorbestimmten Spannungsdifferenz) liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat, lautet das Ergebnis der Bestimmung durch den Steuerabschnitt 2 in Schritt S22 JA. Andernfalls lautet das Ergebnis der Bestimmung durch den Steuerabschnitt 2 in Schritt S22 NEIN. Wenn das Ergebnis der Bestimmung in Schritt S22 NEIN lautet, endet die in 3 gezeigte Anomaliebestimmungsverarbeitung.
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Wenn bei der Bestimmungsverarbeitung in Schritt S22 bestimmt wurde, dass eine vorbestimmte Zeit seit Eintreten des stabilisierten externen Zustands verstrichen ist (wenn bestimmt wurde, dass ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Eingangsspannungswerts innerhalb einer vorbestimmten Spannungsdifferenz liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat und ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Ausgangsspannungswerts innerhalb einer vorbestimmten Spannungsdifferenz liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat), bestimmt der Steuerabschnitt 2 in Schritt S23, ob das Tastverhältnis D innerhalb eines vorbestimmten Normalbereichs liegt oder nicht. Konkret bestimmt der Steuerabschnitt 2 basierend auf dem Eingangsspannungswert V2, der aus dem Erfassungswert der Spannungserfassungsschaltung 24 erhalten wird, und dem Zielspannungswert Vt, der gemäß einer Anweisung von der Steuereinheit 120 vorgegeben ist, ob D/(1-D) zum Zeitpunkt der Verarbeitung in Schritt S3 gegen einen in der Nähe von Vt/V2 liegenden Wert konvergiert oder nicht. Das heißt, es wird bestimmt, ob das zum Zeitpunkt der Verarbeitung in Schritt S3 vorgegebene Tastverhältnis D gegen einen in der Nähe von Vt/(V2+Vt) liegenden Wert konvergiert oder nicht. Wenn der Unterschied zwischen D/(1-D) und Vt/V2 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, lautet das Ergebnis der Bestimmung durch den Steuerabschnitt 2 in Schritt S23 JA und die in 3 gezeigte Anomaliebestimmungsverarbeitung endet.
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Wenn in Schritt S23 bestimmt wurde, dass der Unterschied zwischen D/(1-D) und Vt/V2 größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert ist (NEIN in S23), bestimmt der Steuerabschnitt 2 in Schritt S24, dass eine Ausgangsanomalie vorliegt. Wenn in Schritt S24 bestimmt wurde, dass eine Ausgangsanomalie vorliegt, beendet der Steuerabschnitt 2 zum Beispiel das Ausgeben des PWM-Signals an den Spannungswandlungsabschnitt 6 und stellt den Betrieb des Spannungswandlungsabschnitts 6 ein. Dann überträgt der Steuerabschnitt 2 Informationen, die angeben, dass in dem Spannungswandlungsabschnitt 6 eine Anomalie vorliegt, zu einer externen ECU.
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Bei dieser Ausgestaltung entspricht der Steuerabschnitt 2, der die in 2 und 3 gezeigten Verarbeitungen durchführt, einem Beispiel für den Anomalieerkennungsabschnitt und er dient einem Erkennen einer Anomalie, bei welcher das vom Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis, wenn sich der Spannungswandlungsabschnitt 6 in einem vorbestimmten stabilisierten Zustand befindet (konkret: wenn die Bestimmung in Schritt S2 bzw. S22 JA lautet), nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert. Konkret erkennt der Steuerabschnitt 2 im Fall des in 2 gezeigten Abwärtswandelmodus basierend auf dem Zielspannungswert Vt und dem von der Spannungserfassungsschaltung 14 (Eingangsspannungserfassungsabschnitt) erhaltenen Erfassungswert eine Anomalie, bei welcher das durch Rückkopplungssteuerung vorgegebene Tastverhältnis D nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich (einen Bereich, in welchem der Unterschied zu Vt/V1 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist) konvergiert. Außerdem erkennt der Steuerabschnitt 2 im Fall des in 3 gezeigten Aufwärtswandelmodus basierend auf dem Zielspannungswert Vt und dem von der Spannungserfassungsschaltung 24 (Eingangsspannungserfassungsabschnitt) erhaltenen Erfassungswert eine Anomalie, bei welcher das durch Rückkopplungssteuerung vorgegebene Tastverhältnis D nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich (einen Bereich, in welchem der Unterschied zu Vt/(V2+Vt) kleiner als ein vorbestimmter Wert ist) konvergiert.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, weist die Spannungswandlungseinrichtung 1 einen Anomalieerkennungsabschnitt auf, der eine Anomalie erkennt, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis, wenn sich der Spannungswandlungsabschnitt 6 in einem vorbestimmten stabilisierten Zustand befindet, nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, eine Anomalie zu erkennen, bei welcher das durch Rückkopplungssteuerung vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert, obwohl sich der Spannungswandlungsabschnitt 6 in einem stabilisierten Zustand befindet.
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Wenn zum Beispiel eine Anomalie, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert, obwohl sich der Spannungswandlungsabschnitt in einem stabilisierten Zustand (in welchem das Tastverhältnis gegen den Normalbereich konvergieren sollte) befindet, als Ergebnis der Durchführung einer Steuerung zum übermäßigen Erhöhen oder Verringern der Spannung aufgrund fehlender Überwachung des Ausgangsspannungserfassungsabschnitts vorliegt, dann kann die Anomalie von dem Anomalieerkennungsabschnitt erkannt werden.
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Die Spannungswandlungseinrichtung 1 weist einen Eingangsspannungserfassungsabschnitt auf, welcher einen Wert erfasst, der die Eingangsspannung des Spannungswandlungsabschnitts 6 angibt. Der Anomalieerkennungsabschnitt erkennt basierend auf dem Zielspannungswert und dem von dem Eingangsspannungserfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert eine Anomalie, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen den vorbestimmten Normalbereich konvergiert. Im Fall des Abwärtswandelmodus erkennt der Anomalieerkennungsabschnitt zum Beispiel eine Anomalie, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert, basierend auf dem Zielspannungswert und dem von der Spannungserfassungsschaltung 14 erhaltenen Erfassungswert. Im Fall des Aufwärtswandelmodus erkennt der Anomalieerkennungsabschnitt eine Anomalie, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert, basierend auf dem Zielspannungswert und dem von der Spannungserfassungsschaltung 24 erhaltenen Erfassungswert. Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, eine Anomalie, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert, basierend auf dem Zielspannungswert und dem von dem Eingangsspannungserfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert zu erkennen. Das heißt, es kann bestimmt werden, ob eine Anomalie, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert, vorliegt oder nicht, ohne auf das Ergebnis einer Überwachung der Ausgangsspannung angewiesen zu sein.
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Der Steuerabschnitt 2, der dem Anomalieerkennungsabschnitt entspricht, bestimmt basierend auf dem von dem Eingangsspannungserfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert und als Voraussetzung für den „vorbestimmten stabilisierten Zustand“, ob sich die in den Spannungswandlungsabschnitt eingegebene Eingangsspannung in einem vorbestimmten stabilisierten Eingangsspannungszustand befindet oder nicht. In dem in 2 gezeigten Abwärtswandelmodus bestimmt der Steuerabschnitt 2 zum Beispiel basierend auf dem von der Spannungserfassungsschaltung 14 (Eingangsspannungserfassungsabschnitt) erhaltenen Erfassungswert, ob sich die in den Spannungswandlungsabschnitt 6 eingegebene Eingangsspannung in einem vorbestimmten stabilisierten Eingangsspannungszustand befindet oder nicht (konkret: ob ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Eingangsspannungswerts V1 innerhalb einer vorbestimmten Spannungsdifferenz liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat oder nicht). In dem in 3 gezeigten Aufwärtswandelmodus bestimmt der Steuerabschnitt 2 basierend auf dem von der Spannungserfassungsschaltung 24 (Eingangsspannungserfassungsabschnitt) erhaltenen Erfassungswert, ob sich die in den Spannungswandlungsabschnitt 6 eingegebene Eingangsspannung in einem vorbestimmten stabilisierten Eingangsspannungszustand befindet oder nicht (konkret: ob ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Eingangsspannungswerts V2 innerhalb einer vorbestimmten Spannungsdifferenz liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat oder nicht). In beiden Modi erkennt der Steuerabschnitt 2 eine Anomalie, bei welcher das Tastverhältnis D bei stabiler Eingangsspannung nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert. Mit dieser Ausgestaltung kann eine Anomalie, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert, erkannt werden, obwohl die Eingangsspannung stabilisiert ist.
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Der Steuerabschnitt 2, der einem Anomalieerkennungsabschnitt entspricht, bestimmt basierend auf dem von dem Ausgangsspannungserfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert und als Voraussetzung für den „vorbestimmten stabilisierten Zustand“, ob sich die von dem Spannungswandlungsabschnitt ausgegebene Ausgangsspannung in einem vorbestimmten stabilisierten Ausgangsspannungszustand befindet oder nicht. In dem in 2 gezeigten Abwärtswandelmodus bestimmt der Steuerabschnitt 2 basierend auf dem von der Spannungserfassungsschaltung 24 (Ausgangsspannungserfassungsabschnitt) erhaltenen Erfassungswert, ob sich die von dem Spannungswandlungsabschnitt 6 ausgegebene Ausgangsspannung in einem vorbestimmten stabilisierten Ausgangsspannungszustand befindet (konkret: ob ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Ausgangsspannungswerts V2 innerhalb einer vorbestimmten Spannungsdifferenz liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat oder nicht). In dem in 3 gezeigten Aufwärtswandelmodus bestimmt der Steuerabschnitt 2 basierend auf dem von der Spannungserfassungsschaltung 14 (Ausgangsspannungserfassungsabschnitt) erhaltenen Erfassungswert, ob sich die von dem Spannungswandlungsabschnitt 6 ausgegebene Ausgangsspannung in einem vorbestimmten stabilisierten Ausgangsspannungszustand befindet oder nicht (konkret: ob ein Zustand, bei welchem die Schwankungen des Ausgangsspannungswerts V1 innerhalb einer vorbestimmten Spannungsdifferenz liegen, eine vorbestimmte Zeit lang vorgelegen hat oder nicht). In beiden Modi erkennt der Steuerabschnitt 2 eine Anomalie, bei welcher das Tastverhältnis D bei stabiler Ausgangsspannung nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert. Mit dieser Ausgestaltung kann eine Anomalie, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert, erkannt werden, obwohl die Ausgangsspannung stabilisiert ist.
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Bei der Spannungswandlungseinrichtung 1 ist der Steuerabschnitt 2, der dem Vorgabeabschnitt entspricht, dazu eingerichtet, die Zunahme des Tastverhältnisses des dem Spannungswandlungsabschnitt 6 bereitgestellten PWM-Signals zu beschränken, wenn der Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts 6 einen im Voraus vorgegebenen Maximalstromwert erreicht hat. Wie in dem in 2 gezeigten Schritt S1 und dem in 3 gezeigten Schritt S21 bestimmt dann der Steuerabschnitt 2, der dem Anomalieerkennungsabschnitt entspricht, basierend auf dem von dem Ausgangsstromerfassungsabschnitt erhaltenen Erfassungswert, ob der Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts 6 den Maximalstromwert erreicht hat oder nicht. Der Steuerabschnitt 2 ist dazu eingerichtet, eine Anomalie zu erkennen, bei welcher das durch Rückkopplungssteuerung vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert, wenn der Ausgangsstrom den Maximalstromwert nicht erreicht hat.
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Durch Beschränken der Zunahme des Tastverhältnisses des dem Spannungswandlungsabschnitt 6 bereitgestellten PWM-Signals, wenn der Ausgangsstrom des Spannungswandlungsabschnitts 6 einen im Voraus vorgegebenen Maximalstromwert erreicht, kann verhindert werden, dass der Ausgangsstrom den Maximalstromwert übersteigt. Wenn der Ausgangsstrom jedoch wie vorstehend beschrieben den Maximalstromwert erreicht, kann aufgrund der Beschränkung des Tastverhältnisses zum Verhindern der Zunahme des elektrischen Stroms eine Anomalie auftreten, bei welcher das Tastverhältnis nicht gegen einen Normalbereich konvergiert. Bei einer Ausgestaltung, bei welcher eine Anomalie, bei welcher das von dem Vorgabeabschnitt vorgegebene Tastverhältnis nicht gegen einen vorbestimmten Normalbereich konvergiert, erkannt wird, bevor der Ausgangsstrom den Maximalstromwert erreicht, kann dementsprechend verhindert werden, dass jedes Mal, wenn der Ausgangsstrom den Maximalstromwert erreicht, fälschlicherweise eine Anomalie erkannt wird, und Anomalien, die erkannt werden müssen, können genauer erkannt werden.
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Weitere Ausführungsformen
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das in der vorstehenden Beschreibung anhand der Zeichnungen erläuterte Beispiel beschränkt. Es fallen zum Beispiel auch die folgenden Beispiele in den technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
- (1) In obigem Beispiel ist die als Aufwärts/Abwärts-Gleichstromwandler gestaltete Spannungswandlungseinrichtung als Beispiel gezeigt, die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf einen Aufwärts-Gleichstromwandler oder einen Abwärts-Gleichstromwandler angewendet werden. Alternativ kann die vorliegende Erfindung auch auf einen unidirektionalen Gleichstromwandler angewendet werden, der eine auf einer Seite eingegebene Spannung wandelt und die Spannung auf der anderen Seite ausgibt, oder sie kann auf einen bidirektionalen Gleichstromwandler angewendet werden.
- (2) In obigem Beispiel ist ein einphasiger Gleichstromwandler als Beispiel gezeigt, die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf einen mehrphasigen Gleichstromwandler angewendet werden.
- (3) In obigem Beispiel ist eine Ausgestaltung als Beispiel gezeigt, bei welcher sowohl der stabilisierte Eingangsspannungszustand als auch der stabilisierte Ausgangsspannungszustand überprüft wird und eine Anomalie, bei welcher das Tastverhältnis nicht konvergiert, erkannt wird, wenn sowohl die Eingangsspannung als auch die Ausgangsspannung stabilisiert sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt. Zum Beispiel kann in dem in 2 gezeigten Schritt S2 oder dem in 3 gezeigten Schritt S22 auch nur entweder der zuvor erwähnte vorbestimmte stabilisierte Eingangsspannungszustand oder der zuvor erwähnte vorbestimmte stabilisierte Ausgangsspannungszustand überprüft werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spannungswandlungseinrichtung
- 2
- Steuerabschnitt (Vorgabeabschnitt und Anomalieerkennungsabschnitt)
- 4
- Ansteuerabschnitt
- 6
- Spannungswandlungsabschnitt
- 12, 22
- Stromerfassungsschaltung (Ausgangsstromerfassungsabschnitt)
- 14, 24
- Spannungserfassungsschaltung (Eingangsspannungserfassungsabschnitt oder Ausgangsspannungserfassungsabschnitt)
- T1, T2, T3, T4
- Schaltelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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