JP2017229123A - Abnormality determination method for converter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an abnormal state of a sensor provided in a converter.SOLUTION: A converter comprises: a transformation circuit of at least two phases, which includes a first transformation circuit having a first reactor and a second transformation circuit provided in parallel with the first transformation circuit and having a second reactor; and an electric current sensor configured to measure an electric current flowing in each of the first reactor and the second reactor. In an abnormality determination method for the converter, a voltage made constant before or after boosting by the first transformation circuit and a voltage made constant before and after boosting by the second transformation circuit are calculated on the basis of a change in electric current measured by the electric current sensor and on the basis of inductance of the reactor. In a case where the calculated voltage before boosting by the first transformation circuit is different from the voltage before boosting by the second transformation circuit, or in a case where the calculated voltage after boosting by the first transformation circuit is different from the voltage after boosting by the second transformation circuit, it is determined that the electric current sensor is in an abnormal state.SELECTED DRAWING: Figure 4

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。   In recent years, fuel cell vehicles equipped with a power supply system that uses a fuel cell and a secondary battery as a power source have attracted attention. The electric power from the power source is supplied to an electric load including a traveling motor and auxiliary equipment (for example, a radiator fan, a cooling water pump, an electric lamp, etc.). Such an electric vehicle such as a fuel cell vehicle is equipped with a traveling motor that generates driving force for traveling and can generate power by regeneration. In addition, an inverter is mounted for controlling the driving 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 the pre-boosting voltage, the post-boosting voltage, and the reactor current, and the operation of the converter is controlled based on the detection result of 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 Document 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 voltage before boosting, and the voltage after boosting.

特開２０１５−０１９４４８号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-019448

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, a technique for identifying whether each of the plurality of sensors is operating normally is necessary for the converter to output stably. Yes.

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. The subject of this invention is providing the technique for detecting abnormality of the sensor provided in the 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 includes a first transformer circuit having a first reactor and at least two-phase transformers including 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 circuit and a current sensor that measures a current flowing through each of the first reactor and the second reactor, the step of making the voltage constant, The voltage before boosting by the first transformer circuit and the voltage before boosting by the second transformer circuit are made constant, or the voltage after boosting by the first transformer circuit and the voltage after boosting by the second transformer circuit are made constant. On the basis of the current change rate measured by the current sensor and the inductance of the reactor, or before boosting by the first transformer circuit or Calculating the constant voltage after pressure and the constant voltage before or after boosting by the second transformer circuit; and before the boosting by the calculated first transformer circuit When the voltage is different from the voltage before boosting by the second transformer circuit, or when the calculated boosted voltage by the first transformer circuit is different from the boosted voltage by the second transformer circuit, the current sensor is And a step of determining an abnormality.

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 the current sensor in a state where the voltage before boosting (VL) or the voltage after boosting (VH) of the boost converter is constant, each booster circuit is acquired from the current sensor. Since the pre-boosting voltage (VL) or post-boosting voltage (VH) calculated (estimated) using the measured current value shows a different value, the 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。It is a figure showing a schematic structure of an electric power supply system concerning one 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。It is a graph which shows the control in the electric power supply system which concerns on 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 which shows schematic structure of the electric power supply system which concerns on other embodiment. 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 flowchart which shows the flow of the control processing in the electric power supply system which concerns on other embodiment.

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]
With reference to FIG. 1, the example of schematic structure of the electric power supply system in this embodiment is demonstrated. The power supply system 1 shown in the figure 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 only shows the main configuration provided in the power supply system 1, and the power supply system 1 can have other configurations provided in a general power supply system mounted on a vehicle. . Each component shown in the figure will be described below.

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。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- （１）
（１／２）Ｏ2＋２Ｈ+＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ （２）
Ｈ2＋（１／２）Ｏ2→Ｈ2Ｏ （３） The fuel cell 21 includes a solid polymer electrolyte type cell stack formed by stacking a plurality of cells (a single battery (power generation body) including an anode, a cathode, and an electrolyte) in series. In the normal power generation operation 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 by the electromotive reaction of the formula (3).
H 2 → 2H + + 2e − (1)
(1/2) O 2 + 2H + + 2e − → H 2 O (2)
H 2 + (1/2) 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 electrical 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 drive 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。   The voltage sensor 23 is a sensor that measures an input voltage (that is, a voltage before boosting) to the boost converter 10. The voltage sensor 24 is a sensor that measures the output power from the boost converter 10 (that is, the 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。   Boost converter 10 is a DC voltage boost converter provided between fuel cell 21 and load 22. Boost converter 10 boosts the DC voltage of power supplied from fuel cell 21 and outputs the boosted voltage to 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。   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 that is connected to power supply line PL from fuel cell 21 and is configured to accumulate energy based on electric power from fuel cell 21. The diode 13 is a rectifying element 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. Capacitor 15 is connected between the output side of diode 13 and ground line NL, smoothes the DC voltage from diode 13, and supplies the smoothed DC voltage to 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 processing and operation of each component included in the power supply system 1 based on a signal input from another configuration, a program stored in a storage unit such as a RAM, and the like. Performs various operations necessary 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。   For example, the control unit 25 controls the turn-on and turn-off of the switching element 14 with a preset duty ratio by 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 turn-on period 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 the ON / OFF timing of the switching element 14 and 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 the control signal for turning off is output from the control unit 25 (that is, the state CS of the switching element 14 is OFF), the current LI flowing through the reactor 12 continues to decrease. In addition, while the turn-on control signal is output from the control unit 25 (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 is switched from OFF to ON), the value of the current LI is I 0 . Thereafter, at time T 1 after the passage of Ton, the state CS of the switching element 14 is switched from ON to OFF, and 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 accumulated 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 is higher than the output voltage of the fuel cell 21. That is, in this embodiment, a transformer circuit is comprised by the element containing the reactor 12, the diode 13, and the switching element 14. FIG.

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. Further, the control unit 25 can calculate an estimated value of the pre-boosting voltage or the post-boosting voltage 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 estimation value can be calculated as follows, for example.

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 the reactor 12 is L, the rising slope of the reactor current is VL / L. Further, the rising slope of the reactor current that can be calculated from the measured value 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 the expression (1), the pre-boosting 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, the estimated value of the pre-boosting 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 descending slope of the reactor current is − (VH−VL) / L. Further, the descending slope of the reactor current that can be calculated from the measured value 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 the expressions (1) and (3), the boosted voltage VH 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 by using the rate of change of 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） Further, from the equations (1), (2), and (3), the inductance L and the pre-boosting 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-boosting voltage VL, and the post-boosting voltage VH is known, the other two values can be calculated using the measured values 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]
With reference to FIG. 3, the example of schematic structure of the electric power supply system in Embodiment 2 is demonstrated. The power supply system 3 shown in the figure 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. In FIG. 3, the same reference numerals are given to the same configurations as those of the power supply system 1 illustrated in FIG. 1. Here, this embodiment will be described with a focus on differences 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 configuration 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 to power supply line PL from fuel cell 21 in parallel with reactor 12 and configured to accumulate energy based on the electric power from fuel cell 21. The diode 18 is a rectifying element provided in parallel with the diode 13 between the output side of the reactor 17 and the load 22. The switching element 19 is connected between the output side of the reactor 17 and the 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 step-up converter 30, a first transformer circuit is configured by elements including reactor 12 (first reactor), diode 13, and switching element 14. In addition, the second transformer circuit is configured by the configuration including the reactor 17 (second reactor), the diode 18, and the switching element 19. Also, 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 configuration, a program stored in a storage unit such as a RAM, and the like. Performs various operations necessary for In addition to performing the same control as the control unit 25 of the first embodiment, the control unit 31 performs control so as to detect an abnormality in the current sensors 11 and 16.

［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 flow of control processing in which the controller 31 detects an abnormality in the current sensors 11 and 16 will be described. This process is performed when the control unit 31 makes the pre-boosting voltage by the first transformer circuit and the pre-boosting voltage by the second transformer circuit constant, or by the post-boosted voltage by the first transformer circuit and the second transformer circuit. It starts when the voltage after boosting is kept 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 measures the measured value of the reactor current of the reactor 12 in the first transformer circuit by the current sensor 11 and the measured value of the reactor current of the reactor 17 in the second transformer circuit by the current sensor 16. To get. For example, the control unit 31 includes the measured values by the current sensors 11 and 16 at the timing at which the switching elements 14 and 19 are switched from OFF to ON, the timing at which the switching elements 14 and 19 are subsequently switched from ON to OFF, and the timing at which the switching elements 14 and 19 are subsequently switched from OFF to ON. Timing information is acquired from the current sensors 11 and 16. In addition, the control unit 31 acquires the measured value of the reactor current when the pre-boosting voltage VL 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 uses the above equation (2) based on the measured value of the reactor current acquired in step S11, information on the timing of the measurement, and the known inductances of the reactors 12 and 17. Alternatively, the above-mentioned constant 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 the expression (5). To do. That is, the control unit 31 determines the voltage before boosting or the voltage after 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 estimated value 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-boosting voltage is calculated in step S12, the control unit 31 compares the pre-boosting voltage by the first transformer circuit with the pre-boosting 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 the current sensors 11 and 16 are abnormal based on the comparison result in step S13. That is, the pre-boosting voltage by the first transformer circuit and the pre-boosting voltage by the second transformer circuit (or the boosted voltage by the first transformer circuit and the boosted voltage 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 sufficiently small), it is determined to be normal. Further, when the voltages are different (or more than the threshold value), it is determined that at least one of the current sensor 11 and the current sensor 16 has an abnormality (that is, an 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 in 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, the boost converter 30 has two phases of the transformer circuit, and determines whether the current sensors 11 and 16 are abnormal by comparing voltages in the two-phase transformer circuit. As a modification, the boost converter 30 can be configured to include a three-phase transformer circuit, and it can be specified which current sensor is abnormal. 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 the boost converter 30 to include a four-phase or more transformer circuit, an abnormal current sensor can be identified 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 measures It can be determined that there is an abnormality in the current sensor 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。 A first transformer circuit having a first reactor, and at least a two-phase transformer circuit including a second transformer circuit provided in parallel with the first transformer circuit and having a second reactor; the first reactor; An abnormality determination method implemented in a converter including a current sensor that measures a current flowing through each of the second reactors,
A step of making the voltage constant, wherein the pre-boosting voltage by the first transformer circuit and the pre-boosting voltage by the second transformer circuit are made constant, or the boosted voltage by the first transformer circuit and the first voltage The step of making the voltage after boosting by the transformer circuit of 2 constant,
Based on the rate of change of 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 by the second transformer circuit Calculating the constant voltage before or after boosting; and
When the calculated voltage before boosting by the first transformer circuit is different from the voltage before boosting by the second transformer circuit, or the calculated voltage after boosting by the first transformer circuit is the second voltage transformer An abnormality determination method comprising: determining that the current sensor is abnormal when it is different from a boosted voltage by a circuit.
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