JP2008005681A - Power supply device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply device capable of preventing mistaken detection of a control signal affected by the switching noise of a switching element as disconnection, when detecting disconnection of the signal controlling the power supply voltage of the switching element driving a load. <P>SOLUTION: The power supply device which supplies drive power to a motor 5 by the switching of the switching elements SW1 to 6 includes a boosting converter 2 generating the power supply voltage of the switching elements SW1 to 6 by boosting the power supply voltage from the voltage of an on board battery 1, a motor control ECU 6 outputting a boosting control signal (pulse wave) which indicate a target value of the power supply voltage generated by the boosting converter 2, and a monitor circuit 8 detecting the disconnection of the signal line 12 the boosting control signal passing through, wherein the threshold voltage of a comparator 8a for a monitor circuit 8 to detect the disconnection of the signal line 12 varies depending on the target value. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチング素子のスイッチングによって負荷に駆動電力を供給する電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply apparatus that supplies driving power to a load by switching of a switching element.

従来から、エンコーダ等によりモータの回転角を検出する回転角検出手段を有し、回転角検出手段の出力値の異常を検出する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置は、異常な状態が所定時間以上継続した場合には、ノイズ等の一時的な要因による一過性の異常ではなく、断線や短絡等による持続的な異常であると判断するものである。
特開２００２−１０６７４号公報 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a control device that includes a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of a motor using an encoder or the like and detects an abnormality in an output value of the rotation angle detection unit (see, for example, Patent Document 1). This control device determines that if an abnormal state continues for a predetermined time or more, it is not a temporary abnormality due to a temporary factor such as noise but a continuous abnormality due to a disconnection or a short circuit. is there.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-10474

ところで、上述の従来技術のように、信頼性向上等の理由により重要な信号については断線検知処理などの異常検知処理を実施する場合が多い。例えば、モータの駆動制御を行うインバータシステムなど、スイッチング素子のスイッチングによって負荷の駆動を制御するシステムでは、スイッチング素子の電源電圧を制御する制御信号は負荷の動作に影響を与える重要な信号であるため、その制御信号について断線検知処理が行われることがある。このような場合、断線検知処理の対象となる重要信号にスイッチング素子のスイッチングノイズが重畳することによって断線検知処理が誤って断線と検知しない有効な対策案が必要である。   By the way, as in the above-described prior art, an abnormality detection process such as a disconnection detection process is often performed on an important signal for reasons such as improving reliability. For example, in a system that controls driving of a load by switching of a switching element, such as an inverter system that controls driving of a motor, a control signal that controls the power supply voltage of the switching element is an important signal that affects the operation of the load. The disconnection detection process may be performed for the control signal. In such a case, there is a need for an effective countermeasure that prevents the disconnection detection process from erroneously detecting a disconnection by superimposing switching noise of the switching element on the important signal that is the target of the disconnection detection process.

この点、上述の従来技術は、異常な状態が所定時間継続するか否かによってノイズによる異常なのか断線による異常なのかを判断しているものの、「断線異常」と検出されるまでに所定時間待たなければならないため、また、その所定時間におけるノイズの誤検知を防止することに関しては開示／示唆されていないため、必ずしも有効な対策案とならない場合がある。   In this regard, although the above-described conventional technology determines whether the abnormality is abnormal due to noise or disconnection depending on whether or not the abnormal state continues for a predetermined time, a predetermined time is required until it is detected as “disconnection abnormality”. Since there is a need to wait, and there is no disclosure / suggestion regarding preventing false detection of noise at the predetermined time, it may not always be an effective countermeasure plan.

そこで、本発明は、負荷を駆動するスイッチング素子の電源電圧を制御する信号について断線検出する場合に、スイッチング素子のスイッチングノイズによって断線と誤検出することを防止することができる、電源装置の提供を目的とする。   Therefore, the present invention provides a power supply device that can prevent erroneous detection of disconnection due to switching noise of a switching element when detecting disconnection of a signal that controls the power supply voltage of the switching element that drives a load. Objective.

上記目的を達成するため、本発明の電源装置は、
スイッチング素子のスイッチングによって負荷に駆動電力を供給する電源装置であって、
前記スイッチング素子の電源電圧を生成する電圧生成手段と、
前記電圧生成手段が生成する電源電圧の目標値を指示するパルス信号を出力する制御手段と、
前記パルス信号が通る信号線の電圧と前記信号線の断線を検出するための閾値電圧とを比較し、前記信号線の電圧が所定時間内に前記閾値電圧を横切らない場合に、前記信号線の断線と検出する断線検出手段とを備え、
前記閾値電圧が前記目標値に応じて可変することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the power supply device of the present invention provides:
A power supply device that supplies driving power to a load by switching of a switching element,
Voltage generating means for generating a power supply voltage of the switching element;
Control means for outputting a pulse signal indicating a target value of the power supply voltage generated by the voltage generating means;
The voltage of the signal line through which the pulse signal passes is compared with the threshold voltage for detecting the disconnection of the signal line, and when the voltage of the signal line does not cross the threshold voltage within a predetermined time, A disconnection detecting means for detecting disconnection and
The threshold voltage is variable according to the target value.

また、上記目的を達成するため、前記閾値電圧は、前記目標値が低い場合には高い場合に比して低い電圧値に設定されると好ましい。   In order to achieve the above object, the threshold voltage is preferably set to a lower voltage value when the target value is low than when it is high.

ここで、前記スイッチング素子がモータを駆動するインバータを構成する素子である場合、スイッチング素子によるモータの駆動に伴うスイッチングノイズを誤検出することを防止することができる。   Here, when the switching element is an element constituting an inverter that drives a motor, it is possible to prevent erroneous detection of switching noise associated with driving of the motor by the switching element.

また、スイッチング素子に供給する電源電圧を可変させるので、前記電圧生成手段として、昇圧コンバータが好適である。昇圧コンバータは、前記電源電圧より低い電圧を昇圧することによって当該電源電圧を生成することができる。   Further, since the power supply voltage supplied to the switching element is varied, a boost converter is suitable as the voltage generating means. The boost converter can generate the power supply voltage by boosting a voltage lower than the power supply voltage.

また、前記パルス信号として、パルス幅変調信号（ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号）が好適である。前記目標値を指示するため、ＰＷＭ信号のデューティー（Ｄｕｔｙ）比に前記目標値を対応させることができるからである。また、前記目標値と一定電圧を対応させ、一定電圧の信号を前記指示信号として出力する場合に比較して、スイッチングノイズを誤検知しにくくなる。   The pulse signal is preferably a pulse width modulation signal (PWM (Pulse Width Modulation) signal). This is because the target value can be made to correspond to the duty ratio of the PWM signal in order to indicate the target value. In addition, switching noise is less likely to be erroneously detected than when the target value is made to correspond to a constant voltage and a signal of a constant voltage is output as the instruction signal.

また、前記信号線は、前記電圧生成手段と前記制御手段とを接続する車両内配線としてもよい。本発明の電源装置が車両に搭載される場合には、搭載環境などの制約が多く、スイッチングノイズの影響を避けられない場所に前記信号線を配線せざるを得ないことが多いので、スイッチングノイズの重畳によって車両内配線が断線と誤検出することをより効果的に防止することができる。   The signal line may be an in-vehicle wiring that connects the voltage generating unit and the control unit. When the power supply device of the present invention is mounted on a vehicle, there are many restrictions on the mounting environment and the signal line is often laid out in a place where the influence of switching noise cannot be avoided. It is possible to more effectively prevent the in-vehicle wiring from being erroneously detected as a disconnection due to the superimposition of.

本発明によれば、負荷を駆動するスイッチング素子の電源電圧を制御する信号について断線検出する場合に、スイッチング素子のスイッチングノイズによって断線と誤検出することを防止することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when detecting disconnection about the signal which controls the power supply voltage of the switching element which drives load, it can prevent detecting erroneously with disconnection by the switching noise of a switching element.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の電源装置の一実施形態を示したシステム構成図である。本システムは、直流電源の車載バッテリ１、車載バッテリ１の出力電圧を昇圧する昇圧コンバータ２、昇圧コンバータ２による昇圧後の出力電圧（以下、「昇圧電圧」という）を安定させる平滑コンデンサ３と、昇圧コンバータ２による昇圧電圧を三相交流に変換してブラシレスＤＣモータなどのモータ５を駆動するモータ駆動回路４と、昇圧コンバータ２とモータ駆動回路４のそれぞれに対し所定の制御信号を送出するモータ制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６とを有している。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a power supply device of the present invention. The system includes an in-vehicle battery 1 of a DC power source, a boost converter 2 that boosts an output voltage of the in-vehicle battery 1, a smoothing capacitor 3 that stabilizes an output voltage after boosting by the boost converter 2 (hereinafter referred to as “boost voltage”), A motor drive circuit 4 that drives a motor 5 such as a brushless DC motor by converting a boosted voltage from the boost converter 2 into a three-phase alternating current, and a motor that sends a predetermined control signal to each of the boost converter 2 and the motor drive circuit 4 A control ECU (Electronic Control Unit) 6 is included.

昇圧コンバータ２は、トランスやスイッチングレギュレータ等の昇圧コンバータ２内部にある電圧変換制御回路部２ａによって、車載バッテリ１側の電圧を昇圧変換してモータ駆動回路４側に昇圧電圧を出力する。昇圧電圧は、モータ制御ＥＣＵ６や昇圧コンバータ２内部にある電圧変換制御回路部２ａなどによって監視され、所定の値となるように制御される。この昇圧電圧が、モータ駆動回路４内のスイッチング素子ＳＷ１〜６の電源電圧（ドレイン−ソース間電圧もしくはコレクタ−エミッタ間の電圧）に相当する。昇圧コンバータ２（その内部の電圧変換制御回路２ａ）は、モータ制御ＥＣＵ６が信号線１２を介してＰＷＭ信号として出力する昇圧制御信号の値（そのＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比）に比例して昇圧電圧を可変させる機能を有する。昇圧コンバータ２は、例えば、Ｄｕｔｙ比（ＰＷＭ信号のパルス波の一周期に対するＨｉレベル時間の割合）が高くなるほど昇圧電圧の値を高くする。   The step-up converter 2 performs step-up conversion of the voltage on the vehicle battery 1 side and outputs the step-up voltage to the motor drive circuit 4 side by a voltage conversion control circuit unit 2a inside the step-up converter 2 such as a transformer or a switching regulator. The boost voltage is monitored by the motor control ECU 6 or the voltage conversion control circuit unit 2a in the boost converter 2, and is controlled to have a predetermined value. This boosted voltage corresponds to the power supply voltage (drain-source voltage or collector-emitter voltage) of the switching elements SW1 to SW6 in the motor drive circuit 4. The boost converter 2 (the internal voltage conversion control circuit 2a) generates a boost voltage in proportion to the value of the boost control signal (the duty ratio of the PWM signal) output as a PWM signal by the motor control ECU 6 via the signal line 12. It has a variable function. For example, the boost converter 2 increases the value of the boost voltage as the duty ratio (the ratio of the Hi level time to one cycle of the pulse wave of the PWM signal) increases.

モータ駆動回路４は、ＩＧＢＴ，ＭＯＳＦＥＴ，バイポーラトランジスタ等の半導体から構成されるスイッチング素子ＳＷ１〜６を有する駆動素子部４ａと、駆動素子部４ａの各スイッチング素子をドライブする制御回路部４ｂを備える。モータ駆動回路４は、モータ制御ＥＣＵ６が出力する三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動信号（ＰＷＭ信号）に従い各スイッチング素子のオン／オフを制御することによって、昇圧コンバータ２による昇圧後の直流電力を交流電力に変換してモータ５を駆動する。すなわち、モータ５の三相巻線に駆動素子部４ａによって三相交流電流を流すと回転磁界が発生することを利用して、モータ５の回転が制御される。   The motor drive circuit 4 includes a drive element unit 4a having switching elements SW1 to SW6 made of semiconductors such as IGBTs, MOSFETs, and bipolar transistors, and a control circuit unit 4b that drives each switching element of the drive element unit 4a. The motor drive circuit 4 controls the on / off of each switching element in accordance with the three-phase (U, V, W) drive signal (PWM signal) output from the motor control ECU 6, thereby increasing the direct current after boosting by the boost converter 2. Electric power is converted into alternating current power, and the motor 5 is driven. That is, the rotation of the motor 5 is controlled by utilizing the fact that a rotating magnetic field is generated when a three-phase alternating current is passed through the three-phase winding of the motor 5 by the drive element unit 4a.

モータ制御ＥＣＵ６は、昇圧コンバータ２の昇圧後の出力電圧を制御するための昇圧制御信号を出力する駆動回路７と、昇圧制御信号が通るワイヤハーネス等の信号線１２の断線を検知するモニタ回路８と、モータ駆動回路４に送出する三相の駆動信号を出力する三相駆動回路９と、中央演算処理装置などを有するマイコン１０を備える。   The motor control ECU 6 outputs a boost control signal for controlling the boosted output voltage of the boost converter 2 and a monitor circuit 8 for detecting disconnection of the signal line 12 such as a wire harness through which the boost control signal passes. And a microcomputer 10 having a three-phase drive circuit 9 for outputting a three-phase drive signal to be sent to the motor drive circuit 4 and a central processing unit.

モータ制御ＥＣＵ６のマイコン１０は、モータ５の三相の状態を取得し、モータ駆動回路４の駆動素子部４ａの６つのスイッチング素子ＳＷ１〜６の通電パターンを決める。マイコン１０は、三相駆動回路９を介して、その通電パターンに従って定められた三相の駆動信号をモータ駆動回路４の制御回路部４ｂに出力する。その結果、制御回路部４ｂは三相の駆動信号に従って６つのスイッチング素子ＳＷ１〜６を駆動し、モータ５を回転させる。   The microcomputer 10 of the motor control ECU 6 acquires the three-phase state of the motor 5 and determines energization patterns of the six switching elements SW1 to SW6 of the drive element unit 4a of the motor drive circuit 4. The microcomputer 10 outputs a three-phase drive signal determined according to the energization pattern to the control circuit unit 4 b of the motor drive circuit 4 via the three-phase drive circuit 9. As a result, the control circuit unit 4b drives the six switching elements SW1 to SW6 according to the three-phase drive signal, and rotates the motor 5.

また、モータ制御ＥＣＵ６のマイコン１０は、モータ５が所望の回転状態となるように、昇圧コンバータ２の昇圧電圧（すなわち、スイッチング素子ＳＷ１〜６の電源電圧）の目標値を決定し、当該目標値を昇圧制御信号として駆動回路７を経由して昇圧コンバータ２に出力する。マイコン１０は、昇圧制御信号をＰＷＭ信号で出力するため、昇圧電圧の目標値をＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比に変換して駆動回路７に出力する。マイコン１０は、一定周期のＰＷＭ信号のＤｕｔｙ比と昇圧コンバータ２が出力する昇圧電圧を一対一に対応しているため、昇圧コンバータ２に出力させたい昇圧電圧の目標値に対応するＤｕｔｙ比の信号を駆動回路７に出力する。   Further, the microcomputer 10 of the motor control ECU 6 determines a target value of the boost voltage of the boost converter 2 (that is, the power supply voltage of the switching elements SW1 to SW6) so that the motor 5 is in a desired rotation state, and the target value To the boost converter 2 via the drive circuit 7 as a boost control signal. In order to output the boost control signal as a PWM signal, the microcomputer 10 converts the target value of the boost voltage into a duty ratio of the PWM signal and outputs it to the drive circuit 7. Since the microcomputer 10 has a one-to-one correspondence between the duty ratio of the PWM signal having a constant period and the boost voltage output from the boost converter 2, the duty ratio signal corresponding to the target value of the boost voltage to be output to the boost converter 2. Is output to the drive circuit 7.

駆動回路７は、トランジスタ７ａと抵抗７ｂを有している。抵抗７ｂはトランジスタ７ａのコレクタ−エミッタ間に接続されている。トランジスタ７ａのエミッタは、モータ制御ＥＣＵ１０の内部電源１３（例えば、＋１２Ｖ）に接続され、トランジスタ７ａのコレクタは信号線１２に接続される。トランジスタ７ａのオン／オフ駆動は、マイコン１０が出力したＰＷＭの信号がトランジスタ７ａのベースに入力されることによって行われる。すなわち、駆動回路７からＰＷＭ信号の昇圧制御信号が信号線１２に出力される。トランジスタ７ａがオンした場合には信号線１２の電圧は内部電源１３の電圧値になり、トランジスタ７ａがオフした場合には信号線１２の電圧は抵抗７ｂの抵抗値と昇圧コンバータ２内の抵抗２ｂの抵抗値との比に基づく内部電源１３の分圧値になる。   The drive circuit 7 includes a transistor 7a and a resistor 7b. The resistor 7b is connected between the collector and emitter of the transistor 7a. The emitter of the transistor 7 a is connected to the internal power supply 13 (for example, +12 V) of the motor control ECU 10, and the collector of the transistor 7 a is connected to the signal line 12. The transistor 7a is turned on / off by inputting a PWM signal output from the microcomputer 10 to the base of the transistor 7a. That is, the boost control signal of the PWM signal is output from the drive circuit 7 to the signal line 12. When the transistor 7a is turned on, the voltage of the signal line 12 becomes the voltage value of the internal power supply 13, and when the transistor 7a is turned off, the voltage of the signal line 12 becomes the resistance value of the resistor 7b and the resistance 2b in the boost converter 2. It becomes the partial pressure value of the internal power supply 13 based on the ratio with the resistance value.

モニタ回路８は、昇圧制御信号が通る信号線１２の電位をコンパレータ８ａによって監視することにより、昇圧コンバータ２とモータ制御ＥＣＵ６を結ぶ信号線１２の断線やハーフショートを検出したり、モータ制御ＥＣＵ６と昇圧コンバータ２間の信号線１２を接続するコネクタの接触抵抗増加等の接触不良や半嵌合などの異常を検出したりする。モニタ回路８によって断線等の異常が検出された場合には、その異常に対する所定の処置がマイコン１０などによって実施される。   The monitor circuit 8 monitors the potential of the signal line 12 through which the boost control signal passes, by the comparator 8a, thereby detecting disconnection or half short of the signal line 12 connecting the boost converter 2 and the motor control ECU 6, or the motor control ECU 6 For example, a contact failure such as an increase in contact resistance of a connector connecting the signal line 12 between the boost converters 2 or an abnormality such as a half-fitting is detected. When an abnormality such as disconnection is detected by the monitor circuit 8, a predetermined measure for the abnormality is performed by the microcomputer 10 or the like.

図２は、信号線１２上の昇圧制御信号とコンパレータ８ａの閾値との関係を示した図である。ＰＷＭで出力される昇圧制御信号のＨｉレベルの電圧値Ｖ１は、モータ制御ＥＣＵ６の駆動回路７のトランジスタ７ａがオンしたときの電圧値（すなわち、内部電源１３の電圧値）に相当し、Ｌｏレベルの電圧値Ｖ２は、トランジスタ７ａがオフしたときの電圧値（すなわち、内部電源１３の抵抗７ｂと抵抗２ｂによる分圧値）に相当する。また、コンパレータ８ａは、昇圧制御信号が通る信号線１２の電位を比較するための閾値を有している。   FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the boost control signal on the signal line 12 and the threshold value of the comparator 8a. The voltage value V1 at the Hi level of the step-up control signal output by PWM corresponds to the voltage value when the transistor 7a of the drive circuit 7 of the motor control ECU 6 is turned on (that is, the voltage value of the internal power supply 13), and is at the Lo level. Is equivalent to a voltage value when the transistor 7a is turned off (that is, a voltage divided value by the resistors 7b and 2b of the internal power supply 13). The comparator 8a has a threshold value for comparing the potential of the signal line 12 through which the boost control signal passes.

モニタ回路８は、昇圧制御信号がパルス波であるため、コンパレータ８ａの閾値を信号線１２の電位が所定の検出期間内にクロスするか（横切るか）否かによって、信号線１２の異常（コネクタの接触不良等も含む）の検出を行う。モニタ回路８は、信号線１２の電位が所定時間内に所定回数コンパレータ８ａの閾値をクロスすることを検出した場合には信号線１２は正常であると判定し、信号線１２の電圧が所定時間内に所定回数以下しかクロスしない場合には、信号線１２は異常であると判定する。特に、信号線１２が断線した場合、トランジスタ７ａをオン／オフしてもモニタ回路８で検出される信号線１２の電位はＶ１（図２）に固定されるので、モニタ回路８は信号線１２の断線を検出することができる。また、信号線１２を接続するコネクタの接触不良や信号線１２のハーフショート（ある抵抗分をもって短絡すること）などの異常が生じた場合、モニタ回路８で検出される信号線１２を通る昇圧制御信号のＬｏレベル電圧（図２）は上昇する。したがって、その上昇によってコンパレータ８ａの閾値をクロスしなくなった場合には、モニタ回路８は信号線１２の断線（接触不良）を検出することができる。   Since the boost control signal is a pulse wave, the monitor circuit 8 determines whether the signal line 12 is abnormal (connector) depending on whether the potential of the signal line 12 crosses (crosses) the threshold of the comparator 8a within a predetermined detection period. (Including poor contact). When the monitor circuit 8 detects that the potential of the signal line 12 crosses the threshold value of the comparator 8a a predetermined number of times within a predetermined time, the monitor circuit 8 determines that the signal line 12 is normal, and the voltage of the signal line 12 remains at the predetermined time. If the signal line crosses less than the predetermined number, the signal line 12 is determined to be abnormal. In particular, when the signal line 12 is disconnected, the potential of the signal line 12 detected by the monitor circuit 8 is fixed to V1 (FIG. 2) even if the transistor 7a is turned on / off. Can be detected. Further, when an abnormality such as a contact failure of the connector connecting the signal line 12 or a half short of the signal line 12 (short-circuiting by a certain resistance) occurs, the boost control through the signal line 12 detected by the monitor circuit 8 The Lo level voltage of the signal (FIG. 2) increases. Therefore, when the threshold value of the comparator 8a does not cross due to the increase, the monitor circuit 8 can detect the disconnection (contact failure) of the signal line 12.

ところで、昇圧制御信号が通る信号線１２には、本実施例のようなインバータシステムの特性上、駆動素子部４ａのスイッチング素子ＳＷ＊のスイッチングノイズが重畳しやすいため、モニタ回路８のコンパレータ８ａの閾値は、その影響を受けないように設定する必要がある。特に、昇圧コンバータ２とモータ駆動回路４がひとつのケースに内蔵される場合など信号線１２と駆動素子部４ａが隣接している場合には、そのスイッチングノイズが重畳しやすい。   Incidentally, the switching noise of the switching element SW * of the drive element unit 4a is likely to be superimposed on the signal line 12 through which the boost control signal passes due to the characteristics of the inverter system as in the present embodiment. The threshold needs to be set so as not to be affected by the threshold. In particular, when the signal line 12 and the drive element unit 4a are adjacent to each other, such as when the boost converter 2 and the motor drive circuit 4 are built in one case, the switching noise is likely to be superimposed.

しかしながら、信号線１２を接続するコネクタの接触不良や信号線１２のハーフショートなどの異常が生じた場合にはモニタ回路８に入力される電位は上昇するため、その異常の検出感度を高くするにはコンパレータ８ａの閾値は低いことが望ましいが、コンパレータ８ａの閾値を低くしすぎると、逆に、上述のスイッチングノイズを誤検出するおそれがある。したがって、要求される検出感度を満たす電圧範囲内、かつ、そのスイッチングノイズの誤検出が発生しない電圧範囲内にコンパレータ８ａの閾値を設定する必要がる。つまり、検出感度を向上させるとスイッチングノイズを誤検出しやすくなるため、コンパレータ８ａの閾値の設定は難しいものとなる。そこで、図１に示される本発明に係る電源装置の実施形態は、このようなコンパレータ８ａの閾値の設定の難しさを軽減するために、コンパレータ８ａの閾値を昇圧制御信号のＤｕｔｙ比（昇圧電圧の目標値）に応じて可変させる。   However, when an abnormality such as a contact failure of the connector connecting the signal line 12 or a half short of the signal line 12 occurs, the potential input to the monitor circuit 8 rises, so that the detection sensitivity of the abnormality is increased. However, if the threshold value of the comparator 8a is too low, the switching noise may be erroneously detected. Therefore, it is necessary to set the threshold value of the comparator 8a within a voltage range that satisfies the required detection sensitivity and within a voltage range in which erroneous detection of the switching noise does not occur. That is, if the detection sensitivity is improved, it becomes easy to erroneously detect switching noise, so that it is difficult to set the threshold value of the comparator 8a. Therefore, in the embodiment of the power supply device according to the present invention shown in FIG. 1, in order to reduce the difficulty of setting the threshold value of the comparator 8a, the threshold value of the comparator 8a is set to the duty ratio (boosted voltage). Variable) according to the target value).

モニタ回路８は、昇圧制御信号のＤｕｔｙ比に従って、コンパレータ８ａの閾値を可変する。つまり、図２に示されるように、昇圧制御信号のＤｕｔｙ比が高くなるほどスイッチングノイズの重畳量は大きくなる関係があるため、昇圧制御信号のＤｕｔｙ比が低い（昇圧電圧の目標値が低い）場合にはコンパレータ８ａの閾値は低く設定され（閾値Ｂ）、昇圧制御信号のＤｕｔｙ比が高い（昇圧電圧の目標値が高い）場合にはコンパレータ８ａの閾値は高く設定される（閾値Ａ）。閾値Ａ，Ｂは、Ｄｕｔｙ比の取り得る範囲に従って設定すればよい。例えば、閾値Ａは、Ｄｕｔｙ比が一番高い場合に生じるスイッチングノイズのピーク電圧より大きい値に設定すればよく、また、閾値Ｂは、Ｄｕｔｙ比が一番低い場合に生じるスイッチングノイズのピーク電圧より大きい値に設定すればよい。   The monitor circuit 8 varies the threshold value of the comparator 8a according to the duty ratio of the boost control signal. That is, as shown in FIG. 2, when the duty ratio of the boost control signal is higher, the amount of superposition of the switching noise is larger. Therefore, when the duty ratio of the boost control signal is lower (the target value of the boost voltage is lower). The threshold value of the comparator 8a is set low (threshold value B), and when the duty ratio of the boost control signal is high (the target value of the boost voltage is high), the threshold value of the comparator 8a is set high (threshold value A). The thresholds A and B may be set according to a range that the duty ratio can take. For example, the threshold A may be set to a value larger than the peak voltage of switching noise that occurs when the duty ratio is the highest, and the threshold B is higher than the peak voltage of switching noise that occurs when the duty ratio is the lowest. A large value may be set.

図３は、本実施形態の電源装置におけるコンパレータ８ａの閾値を可変させるフローである。モニタ回路８は、マイコン１０が出力した信号のＤｕｔｙ比が所定値（例えば、５０％）以下か否かによってコンパレータ８ａの閾値電圧を変更する（ステップ１０）。モニタ回路８は、Ｄｕｔｙ比が所定値以下でない場合には閾値電圧を閾値Ａに設定し（ステップ１２）、所定値以下の場合には閾値電圧を閾値Ｂに設定する（ステップ１４）。   FIG. 3 is a flow for varying the threshold value of the comparator 8a in the power supply device of this embodiment. The monitor circuit 8 changes the threshold voltage of the comparator 8a depending on whether the duty ratio of the signal output from the microcomputer 10 is a predetermined value (for example, 50%) or less (step 10). The monitor circuit 8 sets the threshold voltage to the threshold A when the duty ratio is not less than the predetermined value (step 12), and sets the threshold voltage to the threshold B when the duty ratio is less than the predetermined value (step 14).

したがって、本実施形態の電源装置によれば、昇圧電圧が高くなるほどコンパレータ８ａの電圧閾値を大きくするので、昇圧電圧が高くなることによりスイッチングノイズが大きくなっても、スイッチングノイズの検知によって断線と誤検出されることを防ぐことができる。逆に、昇圧電圧が低くなるほどコンパレータ８ａの閾値電圧を小さくするので、スイッチングノイズの小さい昇圧電圧の場合には、断線や接触不良の検出感度を維持または向上させることができる。   Therefore, according to the power supply device of the present embodiment, the voltage threshold value of the comparator 8a is increased as the boosted voltage is increased. Therefore, even if the switching noise increases due to the increased boosted voltage, the disconnection is erroneously detected by detecting the switching noise. It can be prevented from being detected. On the contrary, the threshold voltage of the comparator 8a is decreased as the boosted voltage is lowered. Therefore, in the case of the boosted voltage with small switching noise, the detection sensitivity of disconnection or contact failure can be maintained or improved.

また、スイッチングノイズの影響を抑えるために、信号線１２や駆動素子部４ａへのシールド処理等のノイズ対策を施している場合、本実施形態の電源装置によれば、そのようなノイズ対策の削減や廃止をすることも可能となる。   In addition, in order to suppress the influence of switching noise, when noise countermeasures such as a shield process for the signal line 12 and the drive element unit 4a are taken, the power supply device of this embodiment reduces such noise countermeasures. It can also be abolished.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

例えば、信号線１２の電位をコンパレータ８ａによって監視しているが、Ａ／Ｄコンバータによって監視してもよい。マイコン１０は、自身が出力するＰＷＭの信号に従ってＡ／Ｄコンバータの出力値の読み取りタイミングを設定すればよい。   For example, the potential of the signal line 12 is monitored by the comparator 8a, but may be monitored by an A / D converter. The microcomputer 10 may set the timing for reading the output value of the A / D converter in accordance with the PWM signal output by itself.

また、上述の実施例ではコンパレータ８ａの閾値を閾値ＡとＢの２段階に切り替えていたが、閾値を２段より大きい多段に切り替えるようにしてもよい。また、段階的に切り替えるのではなく、コンパレータ８ａの閾値を昇圧制御信号のＤｕｔｙ比の値に比例させてもよい。   In the above-described embodiment, the threshold value of the comparator 8a is switched to two levels of threshold values A and B. However, the threshold value may be switched to multiple levels larger than two levels. Instead of switching in stages, the threshold value of the comparator 8a may be proportional to the value of the duty ratio of the boost control signal.

また、上述の実施形態は三相ブリッジ回路を用いたモータ５の駆動システムであるが、スイッチング素子の電源電圧を制御するとともにスイッチング素子のスイッチングによって負荷の駆動を制御するシステムに本発明を適用しても同様の効果がある。例えば、電圧を降圧させる降圧型のスイッチング回路や電圧を昇圧させる昇圧型のスイッチング回路が挙げられる。   The above embodiment is a drive system for the motor 5 using a three-phase bridge circuit. However, the present invention is applied to a system for controlling the power supply voltage of the switching element and controlling the driving of the load by switching the switching element. But there are similar effects. For example, a step-down switching circuit that steps down the voltage or a step-up switching circuit that steps up the voltage can be used.

また、信号線１２は、ワイヤハーネスに限らず、電子回路の基板上の信号パターンでもよい。   Further, the signal line 12 is not limited to a wire harness but may be a signal pattern on a substrate of an electronic circuit.

また、信号線１２を通る昇圧制御信号はＰＷＭ信号ではなく、所定の通信プロトコルに従って時分割多重で送信されるパルス波でもよい。このパルス波は、予め所定の構成を有するデータフレームにより構成されている。このデータフレームは、例えば、フレームの始まりを示すスタートオブフレーム（ＳＯＦ）と、送信データ（データフレーム）の種類すなわち他の送信データと区別するための識別情報であるフレームＩＤ（データ送信の優先順位をも示す）を格納するＩＤフィールドと、データ長などを格納するコントロールフィールドと、送信データ自体の内容（例えば、昇圧電圧の目標値等）を格納するデータフィールドと、伝送エラーをチェックするためのＣＲＣフィールドと、正常に受信が完了したことを確認するためのＡＣＫフィールドと、データの終わりを示すエンドオブフレーム（ＥＯＦ）と、から構成されている。この場合、昇圧コンバータ２の電圧変換制御回路部２ａは、データフィールド内の昇圧電圧の目標値に従って昇圧電圧を調整すればよい。   Further, the boost control signal passing through the signal line 12 may not be a PWM signal but a pulse wave transmitted by time division multiplexing according to a predetermined communication protocol. This pulse wave is composed of a data frame having a predetermined configuration in advance. This data frame includes, for example, a start of frame (SOF) indicating the start of the frame and a frame ID (data transmission priority) that is identification information for distinguishing from the type of transmission data (data frame), that is, other transmission data. An ID field for storing the data length, a control field for storing the data length, a data field for storing the contents of the transmission data itself (for example, a target value of the boosted voltage, etc.), and a transmission error check It consists of a CRC field, an ACK field for confirming that reception has been completed normally, and an end-of-frame (EOF) indicating the end of data. In this case, the voltage conversion control circuit unit 2a of the boost converter 2 may adjust the boost voltage according to the target value of the boost voltage in the data field.

本発明の電源装置の一実施形態を示したシステム構成図である。1 is a system configuration diagram showing an embodiment of a power supply device of the present invention. 信号線１２上の昇圧制御信号とコンパレータ８ａの閾値との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the pressure | voltage rise control signal on the signal line 12, and the threshold value of the comparator 8a. 本実施形態の電源装置におけるコンパレータ８ａの閾値を可変させるフローである。It is a flow which varies the threshold value of the comparator 8a in the power supply device of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 車載バッテリ
２ 昇圧コンバータ
４ モータ駆動回路
５ モータ
６ モータ制御ＥＣＵ
７ 駆動回路
８ モニタ回路
１２ 信号線
ＳＷ１〜６ スイッチング素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle-mounted battery 2 Boost converter 4 Motor drive circuit 5 Motor 6 Motor control ECU
7 Drive circuit 8 Monitor circuit 12 Signal line SW1-6 Switching element

Claims (6)

スイッチング素子のスイッチングによって負荷に駆動電力を供給する電源装置であって、
前記スイッチング素子の電源電圧を生成する電圧生成手段と、
前記電圧生成手段が生成する電源電圧の目標値を指示するパルス信号を出力する制御手段と、
前記パルス信号が通る信号線の電圧と前記信号線の断線を検出するための閾値電圧とを比較し、前記信号線の電圧が所定時間内に前記閾値電圧を横切らない場合に、前記信号線の断線と検出する断線検出手段とを備え、
前記閾値電圧が前記目標値に応じて可変することを特徴とする、電源装置。 A power supply device that supplies driving power to a load by switching of a switching element,
Voltage generating means for generating a power supply voltage of the switching element;
Control means for outputting a pulse signal indicating a target value of the power supply voltage generated by the voltage generating means;
The voltage of the signal line through which the pulse signal passes is compared with the threshold voltage for detecting the disconnection of the signal line, and when the voltage of the signal line does not cross the threshold voltage within a predetermined time, A disconnection detecting means for detecting disconnection and
The power supply apparatus, wherein the threshold voltage varies according to the target value. 前記閾値電圧は、前記目標値が低い場合には高い場合に比して低い電圧値に設定される、請求項１記載の電源装置。   The power supply apparatus according to claim 1, wherein the threshold voltage is set to a lower voltage value when the target value is low than when the target value is high. 前記スイッチング素子は、モータを駆動するインバータを構成する素子である、請求項１または２に記載の電源装置。   The power supply device according to claim 1, wherein the switching element is an element constituting an inverter that drives a motor. 前記電圧生成手段は、前記電源電圧より低い電圧を昇圧することによって当該電源電圧を生成する昇圧コンバータである、請求項１から３のいずれかに記載の電源装置。   4. The power supply device according to claim 1, wherein the voltage generation unit is a boost converter that generates a power supply voltage by boosting a voltage lower than the power supply voltage. 5. 前記パルス信号は、パルス幅変調信号である、請求項１から４のいずれかに記載の電源装置。   The power supply device according to claim 1, wherein the pulse signal is a pulse width modulation signal. 前記信号線は、前記電圧生成手段と前記制御手段とを接続する車両内配線である、請求項１から５のいずれかに記載の電源装置。   The power supply device according to claim 1, wherein the signal line is an in-vehicle wiring that connects the voltage generation unit and the control unit.
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