升压转换器装置的制造方法
【专利说明】升压转换器装置
[0001]相关申请的信息
[0002]本申请要求2014年5月9日提交的序列号为2014-97799的日本专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及能够对从电池输入的电压进行升压和输出的升压转换器装置。
【背景技术】
[0004]在相关领域中，例如，在JP 2006-311635 A中，描述了一种升压转换器控制装置。在该控制装置中，用于切换被包括在升压转换器中的开关元件的控制信号通过作为升压转换器的输出电压的升压电压的反馈控制、以及流过被包括在升压转换器中的电抗器的电抗器电流的反馈控制而生成。
【发明内容】
[0005]在JP 2006-311635 A中描述的升压转换器控制装置中，电抗器电流由电流传感器检测并且被输入到控制装置，并且在升压转换器的反馈控制中被使用。出于该原因，如果在电流传感器中出现异常，从而产生其中输出值仅在窄电流宽度中波动的状态(被固定为基本恒定值的状态)，则不能正确地对电抗器电流进行反馈控制，结果，对升压电压的反馈控制也受到影响，由此出现无法将升压电压收敛到升压电压指令值的情况。从这点来看，有必要适当地检测用于检测电抗器电流的电流传感器的异常。
[0006]本发明的目的是在通过使用电抗器电流的反馈控制来控制升压电压的升压转换器中，适当地检测用于检测电抗器电流的电流传感器的异常。
[0007]根据本发明的一方面，提供一种升压转换器装置，其包括:升压转换器，其包括电抗器和开关元件，并且能够对从电池输入的电压进行升压和输出；电流传感器，其检测流过所述电抗器的电抗器电流；以及控制单元，其通过使用所述电抗器电流的反馈控制来控制所述升压转换器，其中所述控制单元执行对在所述升压转换器的所述控制中使用的载波频率进行降低和对在所述升压转换器的所述控制中使用的占空指令值进行降低中的至少一项，当所述载波频率的降低或所述占空指令值的降低正被执行时，通过所述电流传感器检测电流纹波的振幅，并且在所述电流纹波的振幅小于所述电流传感器异常时的预定的电流波动范围的情况下，将所述电流传感器检测为处于异常。
[0008]在根据本发明的所述升压转换器装置中，所述载波频率的降低或所述占空指令值的降低可以仅在通过所述电流传感器检测所述电流纹波的振幅的期间被执行。
[0009]此外，在根据本发明的所述升压转换器装置中，可以仅在车速大于或等于预定值时，执行所述电流传感器的异常检测。
[0010]根据涉及本发明的升压转换器装置，通过执行对在升压转换器的控制中使用的载波频率进行降低和对在升压转换器的控制中使用的占空指令值进行降低中的至少一项，并且通过电流传感器检测电抗器电流的电流纹波的振幅，来进行异常检测。通过这样做，在检测到电流传感器的异常时，电抗器电流的纹波正常时的振幅与电抗器电流的纹波异常时的振幅之间的差变得显著，因此，可以适当地检测电流传感器的异常。
【附图说明】
[0011]将参考附图进一步描述本发明，其中，相同的参考标号表示在若干个附图中相同的部件，并且其中:
[0012]图1是示出包括根据本发明的实施例的升压转换器装置的电动机驱动装置的整体示意性配置的图；
[0013]图2是示出转换器的上臂开关元件处于导通状态时的电流流动的图；
[0014]图3是示出转换器的下臂开关元件处于导通状态时的电流流动的图；
[0015]图4是在升压转换器装置的控制单元中与转换器控制相关的部分的功能框图；
[0016]图5是通过粗实线示出在正常时通过电流传感器检测到的电抗器电流的波形，以及通过细实线示出在异常时通过电流传感器检测到的电抗器电流的波形的图；
[0017]图6是示出在控制单元中执行的用于检测电流传感器的异常的处理程序的流程图；
[0018]图7是示出在载波频率针对电流传感器异常检测而被降低的情况下的电抗器电流的波形的图；
[0019]图8是示出在占空指令值针对电流传感器异常检测而被降低的情况下的电抗器电流的波形的图；以及
[0020]图9是用于描述当转换器的输出电压处于最大升压状态时，针对电流传感器的异常检测临时增加电抗器电流纹波的处理的执行的图。
【具体实施方式】
[0021]下文中将参考附图详细地描述与本发明相关的实施例。在描述中，具体的形状、材料、数值、方向等是用于方便理解本发明的示例，并且可以根据用途、目的、规范等而被适当地更改。进一步地，在下文中，在包括多个实施例、修正例等的情况下，从开始假设以适当的组合使用上述项的特征部分。
[0022]图1是包括根据本发明的实施例的升压转换器装置10的电动机驱动装置100的电路图。如图1所示，电动机驱动装置100具有作为直流电源的电池B、转换器(升压转换器)20、逆变器30、正极线12a和12b、负极线14、电流传感器13和21、电压传感器16、18和22、滤波电容器Cl、平滑电容器C2和控制单元50。在这些部件当中，根据该实施例的升压转换器装置10被配置为包括转换器20、电流传感器21、以及控制单元50的一部分。
[0023]电动机驱动装置100被安装在诸如混合动力汽车或电动汽车之类的电动车辆(包括燃料电池汽车)中。然后，安装在车辆上的电动机M被机械地连接到驱动轮(未示出)并产生用于驱动车辆的转矩。或者，电动机M可被并入到混合动力汽车中作为被机械地连接到引擎(未示出)的电动机，从而作为通过使用引擎的动力产生电力的发电机执行操作，并且执行引擎的起动。
[0024]电池B是可再充电的蓄电装置，并且例如优选地使用诸如镍氢电池或锂离子电池之类的二次电池。然而，作为电池B的替代或补充，可以使用大容量电容器作为蓄电装置。
[0025]正极线12a被连接到电池B的正极端子，负极线14被连接到电池B的负极端子。然后，系统主继电器SMRl被设置在正极线12a中，系统主继电器SMR2被设置在负极线14中。继电器SMRl和SMR2中的每一者响应于来自控制单元50的信号而被进行导通/关断控制。
[0026]电压传感器16是检测电池B的端子之间的电压的传感器。电压传感器16所检测到的电池电压VB被输出到控制单元50。在下文中，电压传感器16被适当地称为VB传感器。
[0027]电流传感器13被设置在正极线12a中，该正极线被连接到电池B的正极端子。电流传感器13是检测出入电池B的电流的传感器。电流传感器13所检测到的电池电流IB被输出到控制单元50。在下文中，电流传感器13被适当地称为IB传感器。
[0028]转换器20包括电抗器L1、开关元件Ql和Q2、以及二极管Dl和D2。位于电抗器LI的一侧的一端被连接到正极线12a，该正极线被连接到电池B的正极端子，位于另一侧的一端被连接到开关元件Ql和开关元件Q2的连接点11。开关元件Ql和Q2被串联地连接在正极线12b与负极线14之间。然后，二极管Dl和D2分别被反并联地连接到开关元件Ql和Q2o
[0029]转换器20是电压转换器件，其可以基于来自控制单元50的信号，将正极线12b与负极线14之间的电压升高到高于或等于电池电压VB的电压。在转换器20的信号中，包括用于控制开关元件Ql的导通占空(ON-duty)的门信号SI和用于控制开关元件Q2的导通占空的门信号S2。在转换器20的升压操作时，门信号SI和S2彼此相关，以便开关元件Ql和Q2进入彼此相反的状态(也就是说，当开关元件Ql导通时，开关元件Q2关断，并且当开关元件Ql关断时，开关元件Q2导通)。
[0030]电流传感器21检测流过转换器20的电抗器LI的电抗器电流IL，并将该检测值输出到控制单元50。电流传感器21将从电池B流到电抗器LI的电流检测为正值，并且将从电抗器LI流到电池B的电流检测为负值。在下文中，电流传感器21被适当地称为IL传感器。
[0031]滤波电容器Cl被连接在正极线12a与负极线14之间。电压传感器18将滤波电容器Cl的两端之间的电压VL检测为转换器20的输入电压，并将该检测值输出到控制单元50。在下文中，电压传感器18被适当地称为VL传感器。
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