JP6834544B2 - Sensor abnormality diagnostic device - Google Patents
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Description
本発明は、センサの異常診断装置に関する。 The present invention relates to a sensor abnormality diagnostic device.
従来、特許文献1に見られるように、回転電機を流れる電流値を検出する2つの電流センサの異常診断装置が知られている。2つの電流センサのそれぞれは、回転電機の同一検出箇所における相電流値を検出する。異常診断装置は、2つの電流センサにより同一のタイミングで検出された相電流値を電流検出値として取得する。異常診断装置は、取得した2つの電流センサの電流検出値を座標軸とする座標系において取得した電流検出値により描かれる近似直線と、基準直線との比較に基づいて、2つの電流センサの異常の有無を診断する。異常診断装置は、相電流の電流振幅が所定以下である場合、異常診断精度の低下を抑制するために電流センサの異常診断を禁止する。
Conventionally, as seen in
電流センサの電流検出値にはノイズが混入し得る。ノイズが混入すると、電流センサに異常が生じていない場合であっても、取得した電流検出値により描かれる近似直線が基準となる直線から乖離し得る。ここで、上記同一検出箇所における相電流値が瞬間的に変動する場合、電流振幅が大きくなるため、異常診断装置により電流センサの異常診断が許可される。このように異常診断が許可される状況下において、電流検出値にノイズが混入していると、電流センサに異常が生じていないにもかかわらず、電流センサに異常が生じていると誤診断される懸念がある。 Noise may be mixed in the current detection value of the current sensor. When noise is mixed in, the approximate straight line drawn by the acquired current detection value may deviate from the reference straight line even when the current sensor is not abnormal. Here, when the phase current value at the same detection location fluctuates momentarily, the current amplitude becomes large, so that the abnormality diagnosis device allows the abnormality diagnosis of the current sensor. In such a situation where the abnormality diagnosis is permitted, if noise is mixed in the current detection value, it is erroneously diagnosed that the current sensor has an abnormality even though the current sensor has not occurred. There is a concern.
なお、回転電機の相電流値を検出する電流センサに限らず、所定の検出対象に流れる電流値を検出する電流センサを備えるシステムであれば、上述したように、センサに異常が生じていると誤診断される懸念がある。また、電流センサに限らず、所定の検出対象の状態量を検出するセンサを備えるシステムであっても、上述したように、センサに異常が生じていると誤診断される懸念がある。 As described above, if the system is equipped with a current sensor that detects the current value flowing through a predetermined detection target, not limited to the current sensor that detects the phase current value of the rotating electric machine, it is said that the sensor has an abnormality. There is a concern that it will be misdiagnosed. Further, not only the current sensor but also a system including a sensor that detects a predetermined state amount of a detection target may be erroneously diagnosed as having an abnormality in the sensor as described above.
本発明は、センサに異常が生じていないにもかかわらず、センサに異常が生じていると誤診断される事態の発生を抑制できるセンサの異常診断装置を提供することを主たる目的とする。 An object of the present invention is to provide a sensor abnormality diagnosis device capable of suppressing the occurrence of a situation in which an abnormality is erroneously diagnosed as having an abnormality in the sensor even though the abnormality has not occurred in the sensor.
本発明は、所定の検出対象の状態量を検出するセンサである対象センサを備えるシステムに適用され、前記対象センサの検出値をセンサ検出値として取得する第1取得部と、前記対象センサとは別のセンサであってかつ前記対象センサの検出対象と同じ検出対象の状態量を検出する別センサの検出値、又は前記別センサの検出値の相関値を判定値として取得する第2取得部と、前記センサ検出値及び前記判定値のそれぞれを座標軸とする座標系において、前記センサ検出値及び前記判定値の複数組により描かれる判定線と、基準線との比較に基づいて、前記対象センサの異常を診断する診断部と、前記診断部で用いられる前記センサ検出値及び前記判定値のうち少なくとも一方のばらつきの大きさを示す値であるばらつき指標値を算出する指標値算出部と、前記ばらつき指標値が閾値以下の場合に、前記診断部による前記対象センサの診断を禁止する禁止部と、を備える。 The present invention is applied to a system including a target sensor, which is a sensor that detects a state quantity of a predetermined detection target, and the first acquisition unit that acquires the detection value of the target sensor as a sensor detection value, and the target sensor With the second acquisition unit that acquires the detection value of another sensor that is another sensor and detects the state amount of the same detection target as the detection target of the target sensor, or the correlation value of the detection value of the other sensor as a determination value. In a coordinate system having each of the sensor detection value and the judgment value as a coordinate axis, the target sensor is based on a comparison between a judgment line drawn by a plurality of sets of the sensor detection value and the judgment value and a reference line. A diagnosis unit for diagnosing an abnormality, an index value calculation unit for calculating a variation index value which is a value indicating the magnitude of variation of at least one of the sensor detection value and the determination value used in the diagnosis unit, and the variation. A prohibition unit for prohibiting the diagnosis of the target sensor by the diagnosis unit when the index value is equal to or less than the threshold value is provided.
本発明では、対象センサとは別のセンサであってかつ対象センサの検出対象と同じ検出対象の状態量を検出する別センサの検出値、又は別センサの検出値の相関値が判定値として定義されている。本発明の診断部は、第1取得部により取得されたセンサ検出値及び第2取得部により取得された判定値のそれぞれを座標軸とする座標系において、センサ検出値及び判定値の複数組により描かれる判定線と、基準線との比較に基づいて、対象センサの異常を診断する。 In the present invention, the detection value of another sensor that detects the state quantity of the detection target that is different from the target sensor and is the same as the detection target of the target sensor, or the correlation value of the detection value of the other sensor is defined as the determination value. Has been done. The diagnostic unit of the present invention is drawn by a plurality of sets of sensor detection values and judgment values in a coordinate system having each of the sensor detection value acquired by the first acquisition unit and the judgment value acquired by the second acquisition unit as coordinate axes. Based on the comparison between the judgment line and the reference line, the abnormality of the target sensor is diagnosed.
ここで、判定線の算出に用いられる複数のセンサ検出値のばらつきが、センサ検出値に含まれるノイズのばらつきと同等又はそのばらつきよりも小さい場合、センサ検出値に含まれるノイズが判定線を基準線から大きく乖離させることとなる。また、判定線の算出に用いられる複数の判定値のばらつきが、判定値に含まれるノイズのばらつきと同等又はそのばらつきよりも小さい場合、判定値に含まれるノイズが判定線を基準線から大きく乖離させることとなる。その結果、対象センサに異常が生じていないにもかかわらず、異常が生じていると誤診断され得る。これに対し、判定線の算出に用いられる複数のセンサ検出値のばらつきが、センサ検出値に含まれるノイズのばらつきよりも大きい場合、センサ検出値に含まれるノイズが判定線を基準線から乖離させようとする度合いが小さい。また、判定線の算出に用いられる複数の判定値のばらつきが、判定値に含まれるノイズのばらつきよりも大きい場合、判定値に含まれるノイズが判定線を基準線から乖離させようとする度合いが小さい。 Here, when the variation of the plurality of sensor detection values used for calculating the determination line is equal to or smaller than the variation of the noise included in the sensor detection value, the noise included in the sensor detection value is based on the determination line. It will deviate greatly from the line. Further, when the variation of a plurality of determination values used for calculating the determination line is equal to or smaller than the variation of the noise included in the determination value, the noise included in the determination value greatly deviates from the reference line. Will be made to. As a result, even though the target sensor is not abnormal, it can be erroneously diagnosed that the abnormality has occurred. On the other hand, when the variation of the plurality of sensor detection values used for calculating the judgment line is larger than the variation of the noise included in the sensor detection value, the noise included in the sensor detection value deviates the judgment line from the reference line. The degree of attempt is small. Further, when the variation of a plurality of determination values used for calculating the determination line is larger than the variation of the noise included in the determination value, the degree to which the noise included in the determination value tends to deviate the determination line from the reference line is high. small.
この点に鑑み、本発明の指標値算出部は、診断部で用いられるセンサ検出値及び判定値のうち少なくとも一方のばらつきの大きさを示す値であるばらつき指標値を算出する。そして、禁止部は、算出されたばらつき指標値が閾値以下の場合に、誤診断のおそれが大きいとして、診断部による対象センサの診断を禁止する。これにより、対象センサに異常が生じていないにもかかわらず、対象センサに異常が生じていると誤診断される事態の発生を抑制することができる。 In view of this point, the index value calculation unit of the present invention calculates a variation index value which is a value indicating the magnitude of variation of at least one of the sensor detection value and the determination value used in the diagnosis unit. Then, the prohibition unit prohibits the diagnosis of the target sensor by the diagnosis unit because there is a high risk of erroneous diagnosis when the calculated variation index value is equal to or less than the threshold value. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the target sensor is erroneously diagnosed as having an abnormality even though the target sensor has no abnormality.
(第1実施形態)
以下、本発明に係る異常診断装置を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、異常診断装置は、車載主機としての回転電機を備える電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載される。
(First Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment embodying the abnormality diagnostic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the abnormality diagnosis device is mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle provided with a rotating electric machine as an in-vehicle main engine.
図1に示すように、車載制御システムは、直流電源としてのバッテリ10、昇圧コンバータ20、インバータ30、モータジェネレータ40及び制御装置50を備えている。バッテリ10は、充電可能な蓄電装置である。本実施形態において、モータジェネレータ40は、車載主機であり、そのロータが図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。モータジェネレータ40としては、例えばロータに永久磁石を備える同期機を用いることができる。なお、バッテリ10及び昇圧コンバータ20は、電源システムを構成している。
As shown in FIG. 1, the vehicle-mounted control system includes a
昇圧コンバータ20は、リアクトル21、平滑コンデンサ22、上アーム変圧スイッチScp及び下アーム変圧スイッチScnを備えている。昇圧コンバータ20は、バッテリ10の出力電圧を所定の電圧を上限として昇圧する機能を有している。本実施形態において、各変圧スイッチScp,Scnは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、具体的にはIGBTである。なお、各変圧スイッチScp,Scnには、フリーホイールダイオードDcp,Dcnが逆並列に接続されている。
The
上アーム変圧スイッチScpの高電位側端子であるコレクタには、正極母線Lpが接続されている。上アーム変圧スイッチScpの低電位側端子であるエミッタには、下アーム変圧スイッチScnのコレクタが接続されている。下アーム変圧スイッチScnのエミッタには、負極母線Lnが接続されている。各母線Lp,Lnは、例えばバスバーにて構成されている。 A positive electrode bus Lp is connected to a collector which is a terminal on the high potential side of the upper arm transformer switch SCP. The collector of the lower arm transformer switch Scn is connected to the emitter which is the low potential side terminal of the upper arm transformer switch SCP. A negative electrode bus Ln is connected to the emitter of the lower arm transformer switch Scn. Each bus Lp, Ln is composed of, for example, a bus bar.
上アーム変圧スイッチScp及び下アーム変圧スイッチScnの直列接続体には、平滑コンデンサ22が並列接続されている。上アーム変圧スイッチScpと下アーム変圧スイッチScnとの接続点には、リアクトル21の第1端が接続されている。リアクトル21の第2端には、バッテリ10の正極端子が接続されている。バッテリ10の負極端子には、下アーム変圧スイッチScnのエミッタが接続されている。
A smoothing
正極母線Lp及び負極母線Lnには、インバータ30の入力側が接続されている。インバータ30は、上アームスイッチSup,Svp,Swpと下アームスイッチSun,Svn,Swnとの直列接続体を3相分備えている。本実施形態において、各スイッチSup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、より具体的にはIGBTである。各スイッチSup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnには、各フリーホイールダイオードDup,Dun,Dvp,Dvn,Dwp,Dwnが逆並列に接続されている。
The input side of the
各上アームスイッチSup,Svp,Swpの高電位側端子であるコレクタには、正極母線Lpが接続されている。各下アームスイッチSun,Svn,Swnの低電位側端子であるエミッタには、負極母線Lnが接続されている。 A positive electrode bus Lp is connected to a collector which is a terminal on the high potential side of each of the upper arm switches Sup, Svp, and Swp. A negative electrode bus Ln is connected to an emitter which is a low potential side terminal of each of the lower arm switches Sun, Svn, and Swn.
U相上,下アームスイッチSup,Sunの接続点には、モータジェネレータ40のU相巻線40Uの第1端が接続されている。V相上,下アームスイッチSvp,Svnの接続点には、モータジェネレータ40のV相巻線40Vの第1端が接続されている。W相上,下アームスイッチSwp,Swnの接続点には、モータジェネレータ40のW相巻線40Wの第1端が接続されている。各相巻線40U,40V,40Wの第2端は、中性点にて接続されている。U,V,W相巻線40U,40V,40Wは、電気角で互いに120°ずれている。
The first end of the U-phase winding 40U of the
制御システムは、電気負荷41を備えている。電気負荷41の正極端子は、バッテリ10の正極端子とリアクトル21の第2端とを接続する電気経路に接続されている。電気負荷41の負極端子は、バッテリ10の負極端子と下アーム変圧スイッチScnのエミッタとを接続する電気経路に接続されている。すなわち、電気負荷41は、バッテリ10に並列接続されている。なお電気負荷41には、例えば、DCDCコンバータ及び電動コンプレッサのうち少なくとも一方が含まれる。DCDCコンバータは、バッテリ10の出力電圧を降圧し、降圧した電圧をバッテリ10よりも出力電圧が低い別のバッテリに供給する。電動コンプレッサは、車載空調装置を構成する冷凍サイクルの冷媒を循環させる。
The control system includes an
制御システムは、第1リアクトル電流センサ60a、第2リアクトル電流センサ60b、入力電圧センサ61、出力電圧センサ62、相電流センサ63、回転位置センサ64及びバッテリ電流センサ65を備えている。第1リアクトル電流センサ60aは、リアクトル21に流れる電流値を第1リアクトル電流検出値ILr1として検出する。第2リアクトル電流センサ60bは、リアクトル21に流れる電流値を第2リアクトル電流検出値ILr2として検出する。入力電圧センサ61は、バッテリ10の出力電圧を入力電圧検出値Vinとして検出する。出力電圧センサ62は、平滑コンデンサ22の端子間電圧を母線電圧検出値Vsysとして検出する。相電流センサ63は、U,V,W相のうち少なくとも2相分の相電流を検出する。回転位置センサ64は、例えばレゾルバであり、モータジェネレータ40のロータの回転位置を検出する。バッテリ電流センサ65は、バッテリ10に流れる電流値をバッテリ電流検出値IBとして検出する。
The control system includes a first
なお本実施形態において、第1リアクトル電流センサ60aが「対象センサ」に相当し、第2リアクトル電流センサ60bが「別センサ」に相当する。第1リアクトル電流センサ60aは、リアクトル21の状態量として、リアクトル21に流れる電流値を検出する。第2リアクトル電流センサ60bは、第1リアクトル電流センサ60aの検出対象と同じ検出対象であるリアクトル21の電流値を検出する。
In the present embodiment, the first
各センサの検出値は、制御装置50に入力される。制御装置50は、マイコンを主体として構成され、モータジェネレータ40の制御量をその指令値に制御すべく、昇圧コンバータ20及びインバータ30を操作する。本実施形態において、制御量はトルクであり、指令値は指令トルクTcmdである。
The detected value of each sensor is input to the
制御装置50は、出力電圧センサ62により検出された母線電圧検出値Vsysを目標電圧値Vtgtにフィードバック制御すべく、昇圧コンバータ20を構成する各変圧スイッチScp,Scnをオンオフ操作する。本実施形態において、上アーム変圧スイッチScpと下アーム変圧スイッチScnとは、デッドタイムを挟みつつ交互にオン操作される。
The
制御装置50は、インバータ30の各スイッチSup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnをオンオフ操作する。上アームスイッチSup、Svp,Swpと、対応する下アームスイッチSun,Svn,Swnとは、デッドタイムを挟みつつ交互にオン操作される。
The
続いて図2を用いて、制御装置50の行う処理のうち昇圧コンバータ20に関する処理について説明する。なお本実施形態では、リアクトル21の両端のうち、バッテリ10の正極端子側から各変圧スイッチScp,Scnの接続点側へと向かう方向に流れる電流値が正と定義されている。
Subsequently, with reference to FIG. 2, a process related to the
電圧偏差算出部51は、目標電圧値Vtgtから母線電圧検出値Vsysを減算した値として、電圧偏差ΔVを算出する。
The voltage
電圧FB制御部52は、電圧偏差ΔVに基づいて、母線電圧検出値Vsysを目標電圧値Vtgtにフィードバック制御するための操作量として、リアクトル21に流れる電流値の目標値である目標電流値ILtgtを算出する。本実施形態において、電圧FB制御部52で用いられるフィードバック制御は、比例積分制御である。
The voltage
電流偏差算出部53は、第1リアクトル電流検出値ILr1又は第2リアクトル電流検出値ILr2のいずれかである偏差算出用電流値を目標電流値ILtgtから減算した値として、電流偏差ΔIを算出する。
The current
電流FB制御部54は、電流偏差ΔIに基づいて、偏差算出用電流値を目標電流値ILtgtにフィードバック制御するための操作量として、時比率Dutyを算出する。本実施形態において、電流FB制御部54で用いられるフィードバック制御は、比例積分制御である。時比率Dutyは、図3に示すように、下アーム変圧スイッチScnの1スイッチング周期Tswに対するオン操作時間Tonの比率である。時比率Dutyは、「Vsys/Vin」として表される昇圧比でもある。なお図3では、デッドタイムを0としている。
The current
制御装置50は、算出した時比率Dutyに基づいて、上アーム変圧スイッチScp及び下アーム変圧スイッチScnを交互にオン操作する。具体的には例えば、制御装置50は、時比率Duty及びキャリア信号の大小比較に基づくPWM処理により、上,下アーム変圧スイッチScp,Scnの操作信号を生成し、生成した操作信号に基づいて上アーム変圧スイッチScp及び下アーム変圧スイッチScnを交互にオン操作する。
The
続いて図4を用いて、第1リアクトル電流センサ60aの異常診断処理について説明する。この処理は、制御装置50により、例えば所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Subsequently, the abnormality diagnosis process of the first
この一連の処理では、まずステップS10において、過去のN個分の第2リアクトル電流検出値ILr2を、図5に示す第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]として取得する。なお図5では、現在の制御周期がnとされている。ちなみに本実施形態において、ステップS10の処理が、判定値としての第2リアクトル電流検出値ILr2を取得する「第2取得部」に相当する。 In this series of processes, first, in step S10, the past N second reactor current detection values ILr2 are acquired as the second sampling data groups Y [n−N + 1] to Y [n] shown in FIG. In FIG. 5, the current control cycle is n. Incidentally, in the present embodiment, the process of step S10 corresponds to the "second acquisition unit" that acquires the second reactor current detection value ILr2 as the determination value.
続くステップS11では、第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]及び下式(eq1)に基づいて、N個分の第2リアクトル電流検出値ILr2の標準偏差である第2標準偏差σyを算出する。下式(eq1)において、Yaveは、第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]の平均値を示す。第2標準偏差σyは、第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]の平均値Yaveからのばらつきの大きさを示す指標値である。 In the following step S11, the second standard, which is the standard deviation of the second reactor current detection values ILr2 for N pieces, is based on the second sampling data groups Y [n−N + 1] to Y [n] and the following equation (eq1). Calculate the deviation σy. In the following equation (eq1), Yave indicates the average value of the second sampling data group Y [n−N + 1] to Y [n]. The second standard deviation σy is an index value indicating the magnitude of variation from the average value Yave of the second sampling data group Y [n−N + 1] to Y [n].
なお、第1サンプリングデータ群の各サンプリングデータX[n−a]のサンプリングタイミングと、対応する第2サンプリングデータ群の各サンプリングデータY[n−a]のサンプリングタイミングとは同期していることが望ましい。 It should be noted that the sampling timing of each sampling data X [na] of the first sampling data group and the sampling timing of each sampling data Y [na] of the corresponding second sampling data group must be synchronized. desirable.
続くステップS13では、第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]及び下式(eq2)に基づいて、N個分の第1リアクトル電流検出値ILr1の標準偏差である第1標準偏差σxを算出する。下式(eq2)において、Xaveは、第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]の平均値を示す。第1標準偏差σxは、第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]の平均値Xaveからのばらつきの大きさを示す指標値である。 In the following step S13, the first standard is the standard deviation of the first reactor current detection values ILr1 for N pieces based on the first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n] and the following equation (eq2). Calculate the deviation σx. In the following equation (eq2), Xave represents the average value of the first sampling data group X [n−N + 1] to X [n]. The first standard deviation σx is an index value indicating the magnitude of variation from the average value Xave of the first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n].
続くステップS14では、第1標準偏差σxが第1閾値Ithxよりも大きいとの第1条件と、第2標準偏差σyが第2閾値Ithyよりも大きいとの第2条件との論理和(OR)が真であるか否かを判定する。この処理は、第1リアクトル電流センサ60aの異常診断を禁止するか否かを判定するための処理である。なお、第1閾値Ithxは、第2閾値Ithyと同じ値に設定されていてもよいし、第2閾値Ithyとは異なる値に設定されていてもよい。
In the following step S14, the logical sum (OR) of the first condition that the first standard deviation σx is larger than the first threshold value Isx and the second condition that the second standard deviation σy is larger than the second threshold value Isy. Determines if is true. This process is a process for determining whether or not to prohibit the abnormality diagnosis of the first
ステップS14において肯定判定した場合には、ステップS15に進み、異常診断を許可し、異常診断処理を行う。本実施形態では、上記特許文献1に記載の異常診断方法を用いる。以下、この異常診断方法について説明する。
If an affirmative determination is made in step S14, the process proceeds to step S15, the abnormality diagnosis is permitted, and the abnormality diagnosis process is performed. In this embodiment, the abnormality diagnosis method described in
ステップS15では、第1リアクトル電流検出値ILr1及び第2リアクトル電流検出値ILr2のそれぞれを座標軸とする2次元座標系(図7参照)において、N組の第1サンプリングデータX[n−a]及び第2サンプリングデータY[n−a]により描かれる単回帰直線である判定直線Ljdgの傾き値SLを算出する。ここで、傾き値SLは、第1サンプリングデータX[n−a]を説明変数Aとしてかつ第2サンプリングデータY[n−a]を目的変数Bとする単回帰直線「B=k×A+const」の係数kとして算出されればよい。なお、単回帰直線は、例えば周知の最小2乗法により算出されればよい。 In step S15, in a two-dimensional coordinate system (see FIG. 7) having the first reactor current detection value ILr1 and the second reactor current detection value ILr2 as coordinate axes, N sets of first sampling data X [n-a] and The slope value SL of the determination straight line Ljdg, which is a simple regression line drawn by the second sampling data Y [na], is calculated. Here, the slope value SL is a simple regression line “B = k × A + cost” in which the first sampling data X [na] is the explanatory variable A and the second sampling data Y [na] is the objective variable B. It may be calculated as the coefficient k of. The simple regression line may be calculated by, for example, the well-known least squares method.
ステップS15では、算出した傾き値SLと、図7に示す基準直線Lthαの傾き値とを比較することにより、第1リアクトル電流センサ60aに異常が生じているか否かを診断する。本実施形態では、診断対象となる第1リアクトル電流センサ60aの検出対象と、第2リアクトル電流センサ60bの検出対象とが同じである。このため、基準直線Lthαの傾き値は1となる。また本実施形態において、基準直線Lthαは、その切片が0のものを想定しているため座標系の原点0を通る。ステップS15では、具体的には、「1−ΔS≦SL≦1+ΔS(ΔS>0)」が成立しているか否かを判定する。「1−ΔS≦SL≦1+ΔS」が成立していると判定した場合、第1リアクトル電流センサ60aが正常であると診断する。一方、「1−ΔS≦SL≦1+ΔS」が成立していないと判定した場合、第1リアクトル電流センサ60aに異常が生じていると診断する。
In step S15, it is diagnosed whether or not an abnormality has occurred in the first
ステップS14において2つの条件がいずれも成立しないと判定した場合には、ステップS16に進み、第1リアクトル電流センサ60aの異常診断を禁止する。以下、異常診断を禁止する理由について説明する。
If it is determined in step S14 that neither of the two conditions is satisfied, the process proceeds to step S16, and the abnormality diagnosis of the first
図8(b),(d)に、第1,第2リアクトル電流センサ60a,60bが正常な場合において、第1リアクトル電流検出値ILr1及び第2リアクトル電流検出値ILr2にノイズが混入しないときと混入するときとのそれぞれで算出される判定直線Ljdgを示す。
8 (b) and 8 (d) show that when the first and second
図8(a)は、第1リアクトル電流検出値ILr1及び第2リアクトル電流検出値ILr2にノイズが混入しない場合において、各電流検出値ILr1,ILr2にピーク値がIpeakである瞬間的な変動が生じる場合を示す。図8(a)に示すようにノイズが混入しない場合において各電流検出値ILr1,ILr2に瞬時的な変動が生じるとき、所定期間Tjdgにおける第1リアクトル電流検出値ILr1及び第2リアクトル電流検出値ILr2の組から算出される判定直線Ljdgは図8(b)に示すものとなる。 In FIG. 8A, when noise is not mixed in the first reactor current detection value ILr1 and the second reactor current detection value ILr2, the current detection values ILr1 and ILr2 undergo a momentary fluctuation in which the peak value is Ipeak. Show the case. As shown in FIG. 8A, when the current detection values ILr1 and ILr2 fluctuate instantaneously when noise is not mixed, the first reactor current detection value ILr1 and the second reactor current detection value ILr2 in the predetermined period Tjdg The determination straight line Ljdg calculated from the set of is as shown in FIG. 8 (b).
これに対し、図8(c)は、第1リアクトル電流検出値ILr1及び第2リアクトル電流検出値ILr2にノイズが混入する場合において、各電流検出値ILr1,ILr2にピーク値がIpeakである瞬間的な変動が生じる場合を示す。図8(c)に示すようにノイズが混入する場合、所定期間Tjdgにおける第1リアクトル電流検出値ILr1及び第2リアクトル電流検出値ILr2の組から算出される判定直線Ljdgは、図8(d)に示すように、基準直線Lthαから大きく乖離したものとなる。このため、ノイズが混入する場合、第1リアクトル電流センサ60aが正常であるにもかかわらず、異常が生じていると誤診断される懸念がある。
On the other hand, FIG. 8C shows a momentary peak value of Ipeak in each of the current detection values ILr1 and ILr2 when noise is mixed in the first reactor current detection value ILr1 and the second reactor current detection value ILr2. The case where various fluctuations occur is shown. When noise is mixed as shown in FIG. 8 (c), the determination straight line Ljdg calculated from the set of the first reactor current detection value ILr1 and the second reactor current detection value ILr2 in the predetermined period Tjdg is shown in FIG. As shown in, the deviation from the reference straight line Lthα is large. Therefore, when noise is mixed in, there is a concern that an abnormality may be erroneously diagnosed even though the first
ここで、図9に示すように、判定直線Ljdgの算出に用いられる各電流検出値ILr1,ILr2の標準偏差が、各電流検出値ILr1,ILr2に含まれるノイズの標準偏差と同等又はその標準偏差よりも小さい場合、判定直線Ljdgはノイズの影響を受けて基準直線Lthαから大きく乖離する。 Here, as shown in FIG. 9, the standard deviation of each current detection value ILr1 and ILr2 used for calculating the determination straight line Ljdg is equal to or the standard deviation of the noise included in each current detection value ILr1 and ILr2. If it is smaller than, the determination straight line Ljdg is affected by noise and greatly deviates from the reference straight line Lthα.
これに対し、図10に示すように、判定直線Ljdgの算出に用いられる各電流検出値ILr1,ILr2の標準偏差が、各電流検出値ILr1,ILr2に含まれるノイズの標準偏差が、各電流検出値ILr1,ILr2に混入するノイズの標準偏差よりも十分大きい場合、ノイズが判定直線Ljdgに及ぼす影響は小さい。このため、判定直線Ljdgは基準直線Lthαと略一致する。 On the other hand, as shown in FIG. 10, the standard deviation of each current detection value ILr1 and ILr2 used for calculating the determination straight line Ljdg is the standard deviation of the noise included in each current detection value ILr1 and ILr2, and each current is detected. When the value is sufficiently larger than the standard deviation of the noise mixed in the values ILr1 and ILr2, the influence of the noise on the determination straight line Ljdg is small. Therefore, the determination straight line Ljdg substantially coincides with the reference straight line Lthα.
この点に着目し、図4のステップS14の処理が設けられている。第1標準偏差σxが第1閾値Ithxよりも大きいとの第1条件、及び第2標準偏差σyが第2閾値Ithyよりも大きいとの第2条件のいずれかが成立する状況は、図10に示した状況となる蓋然性が高い。このため本実施形態では、ステップS14において肯定判定された場合に異常診断が許可され、ステップS14において否定判定された場合に異常診断が禁止される。 Focusing on this point, the process of step S14 of FIG. 4 is provided. FIG. 10 shows a situation in which either the first condition that the first standard deviation σx is larger than the first threshold value Isx and the second condition that the second standard deviation σy is larger than the second threshold value Isy are satisfied. It is highly probable that the situation shown will occur. Therefore, in the present embodiment, the abnormality diagnosis is permitted when a positive judgment is made in step S14, and the abnormality diagnosis is prohibited when a negative judgment is made in step S14.
ちなみに本実施形態において、第1条件及び第2条件のいずれが成立することにより異常診断が許可される構成は、第1リアクトル電流センサ60a及び第2リアクトル電流センサ60bのどちらに異常が生じた場合であっても、異常診断を許可できるようにするためのものである。
By the way, in the present embodiment, the configuration in which the abnormality diagnosis is permitted by satisfying either the first condition or the second condition is the case where an abnormality occurs in either the first
第1閾値Ithxは、第1リアクトル電流検出値ILr1に混入するノイズの標準偏差に基づいて設定される。第1閾値Ithxは、第1リアクトル電流検出値ILr1に混入するノイズの標準偏差よりも大きい値に設定されればよい。具体的には例えば、第1閾値Ithxは、第1リアクトル電流検出値ILr1に混入するノイズの標準偏差の2倍の値、又は第1リアクトル電流検出値ILr1に混入するノイズの標準偏差の2倍よりも大きい値に設定されればよい。なお、第1閾値Ithxの設定に用いられるノイズの標準偏差は、例えば、制御装置の設計時に予め計測しておいたノイズの標準偏差であってもよいし、オンラインで都度取得される第1リアクトル電流検出値ILr1に基づいて算出されたノイズの標準偏差であってもよい。 The first threshold Isthx is set based on the standard deviation of the noise mixed in the first reactor current detection value ILr1. The first threshold value Isx may be set to a value larger than the standard deviation of the noise mixed in the first reactor current detection value ILr1. Specifically, for example, the first threshold value Isx is twice the standard deviation of the noise mixed in the first reactor current detection value ILr1, or twice the standard deviation of the noise mixed in the first reactor current detection value ILr1. It may be set to a value larger than. The noise standard deviation used to set the first threshold Isx may be, for example, the noise standard deviation measured in advance when designing the control device, or the first reactor acquired online each time. It may be the standard deviation of noise calculated based on the current detection value ILr1.
第2閾値Ithyは、第2リアクトル電流検出値ILr2に混入するノイズの標準偏差に基づいて設定される。第2閾値Ithyは、第2リアクトル電流検出値ILr2に混入するノイズの標準偏差よりも大きい値に設定されればよい。具体的には例えば、第2閾値Ithyは、第2リアクトル電流検出値ILr2に混入するノイズの標準偏差の2倍の値、又は第2リアクトル電流検出値ILr2に混入するノイズの標準偏差の2倍よりも大きい値に設定されればよい。なお、第2閾値Ithyの設定に用いられるノイズの標準偏差は、例えば、制御装置の設計時に予め計測しておいたノイズの標準偏差であってもよいし、オンラインで都度取得される第2リアクトル電流検出値ILr2に基づいて算出されたノイズの標準偏差であってもよい。 The second threshold value Ity is set based on the standard deviation of the noise mixed in the second reactor current detection value ILr2. The second threshold value It may be set to a value larger than the standard deviation of the noise mixed in the second reactor current detection value ILr2. Specifically, for example, the second threshold value Ithy is twice the standard deviation of the noise mixed in the second reactor current detection value ILr2, or twice the standard deviation of the noise mixed in the second reactor current detection value ILr2. It may be set to a value larger than. The noise standard deviation used to set the second threshold Isy may be, for example, the noise standard deviation measured in advance when designing the control device, or the second reactor acquired online each time. It may be the standard deviation of noise calculated based on the current detection value ILr2.
以上説明したように、本実施形態では、図4のステップS14において否定判定された場合に第1リアクトル電流センサ60aの異常診断が禁止される。これにより、第1リアクトル電流センサ60aに異常が生じていないにもかかわらず、異常が生じていると誤診断される事態の発生を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, when a negative determination is made in step S14 of FIG. 4, the abnormality diagnosis of the first
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図11に示すように、リアクトル21に流れる電流値を検出する対象センサとして、制御システムは、1つのリアクトル電流センサ66を備えている。なお図11において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the control system includes one
リアクトル電流センサ66は、リアクトル21に流れる電流値をリアクトル電流検出値ILrとして検出する。リアクトル電流センサ66の検出値は、制御装置50に入力される。
The
続いて図12を用いて、本実施形態に係るリアクトル電流センサ66の異常診断処理について説明する。本実施形態において、制御装置50は、リアクトル電流検出値ILrと、リアクトル21に流れる電流値の推定値であるリアクトル電流推定値ILestとに基づく異常診断処理を行う。図12に示す処理は、制御装置50により、例えば所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
Subsequently, the abnormality diagnosis process of the
この一連の処理では、まずステップS20において、過去のN個分のリアクトル電流推定値ILestを算出し、算出したリアクトル電流推定値ILestを図13に示す第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]として取得する。ちなみに本実施形態において、ステップS20の処理が、判定値としてのリアクトル電流推定値ILestを取得する「第2取得部」に相当する。 In this series of processing, first, in step S20, the estimated reactor current values Irest for N past N pieces are calculated, and the calculated reactor current estimated values IREST are shown in FIG. 13 in the second sampling data group Y [n−N + 1] to Obtained as Y [n]. Incidentally, in the present embodiment, the process of step S20 corresponds to the "second acquisition unit" for acquiring the reactor current estimated value Irest as the determination value.
本実施形態では、モータジェネレータ40の電力の推定値であるモータ電力推定値Pmot、入力電圧検出値Vin及び下式(eq3)に基づいて、リアクトル電流推定値ILestを算出する。
In the present embodiment, the reactor current estimated value Irest is calculated based on the motor power estimated value Pmot, the input voltage detection value Vin, which is the estimated value of the power of the
続くステップS22では、過去のN個分のリアクトル電流検出値ILrを、図14に示す第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]として取得する。ちなみに本実施形態において、ステップS22の処理が、センサ検出値としてのリアクトル電流検出値ILrを取得する「第1取得部」に相当する。 In the following step S22, the past N reactor current detection values ILr are acquired as the first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n] shown in FIG. Incidentally, in the present embodiment, the process of step S22 corresponds to the "first acquisition unit" for acquiring the reactor current detection value ILr as the sensor detection value.
続くステップS23では、第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]及び上式(eq2)に基づいて、N個分のリアクトル電流検出値ILrの標準偏差である第1標準偏差σxを算出する。 In the following step S23, the first standard deviation σx, which is the standard deviation of N reactor current detection values ILr, is based on the first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n] and the above equation (eq2). Is calculated.
続くステップS24では、第1標準偏差σxが第1閾値Ithxよりも大きいとの第1条件と、第2標準偏差σyが第2閾値Ithyよりも大きいとの第2条件との論理和が真であるか否かを判定する。この処理は、リアクトル電流センサ66の異常診断を禁止するか否かを判定するための処理である。
In the following step S24, the logical sum of the first condition that the first standard deviation σx is larger than the first threshold value Isx and the second condition that the second standard deviation σy is larger than the second threshold value Isy is true. Determine if it exists. This process is a process for determining whether or not to prohibit the abnormality diagnosis of the
ちなみに本実施形態において、第1条件及び第2条件のいずれが成立することにより異常診断が許可される構成は、制御装置50を構成するマイコン等の故障等により、リアクトル電流推定値ILestの算出処理を適正に実行できなくなった場合であっても、異常診断を許可できるようにするためのものである。マイコン等の故障等により、例えば、リアクトル21に実際に流れる電流値が変化する場合であっても、リアクトル電流推定値ILestが変化しない固着異常が発生し得る。
By the way, in the present embodiment, the configuration in which the abnormality diagnosis is permitted when either the first condition or the second condition is satisfied is the calculation process of the reactor current estimated value ILEST due to the failure of the microcomputer or the like constituting the
なお、第1閾値Ithxは、リアクトル電流検出値ILrに混入するノイズの標準偏差に基づいて設定される。第1閾値Ithxは、リアクトル電流検出値ILrに混入するノイズの標準偏差よりも大きい値に設定されればよい。なお、第1閾値Ithxの設定に用いられるノイズの標準偏差は、例えば、制御装置の設計時に予め計測しておいたノイズの標準偏差であってもよいし、オンラインで都度取得されるリアクトル電流検出値ILrに基づいて算出されたノイズの標準偏差であってもよい。 The first threshold value Isx is set based on the standard deviation of noise mixed in the reactor current detection value ILr. The first threshold value Isx may be set to a value larger than the standard deviation of the noise mixed in the reactor current detection value ILr. The noise standard deviation used to set the first threshold Isx may be, for example, the noise standard deviation measured in advance when designing the control device, or the reactor current detection acquired each time online. It may be the standard deviation of noise calculated based on the value ILr.
第2閾値Ithyは、リアクトル電流推定値ILestに混入するノイズの標準偏差に基づいて設定される。第2閾値Ithyは、リアクトル電流推定値ILestに混入するノイズの標準偏差よりも大きい値に設定されればよい。なお、第2閾値Ithyの設定に用いられるノイズの標準偏差は、例えば、制御装置の設計時に予め計測しておいたノイズの標準偏差であってもよいし、オンラインで都度取得されてかつリアクトル電流推定値ILestの算出用の各センサの検出値に基づいて算出されたノイズの標準偏差であってもよい。 The second threshold Ithy is set based on the standard deviation of the noise mixed in the reactor current estimated value IREST. The second threshold value It may be set to a value larger than the standard deviation of the noise mixed in the reactor current estimated value IREST. The noise standard deviation used to set the second threshold Isy may be, for example, the noise standard deviation measured in advance at the time of designing the control device, or is acquired online each time and the reactor current. It may be the standard deviation of noise calculated based on the detection value of each sensor for calculating the estimated value ILest.
ステップS24において肯定判定した場合には、ステップS25に進み、異常診断を許可し、異常診断処理を行う。本実施形態においても、先の図4のステップS14で説明した異常診断方法を用いる。 If an affirmative determination is made in step S24, the process proceeds to step S25, the abnormality diagnosis is permitted, and the abnormality diagnosis process is performed. Also in this embodiment, the abnormality diagnosis method described in step S14 of FIG. 4 above is used.
詳しくは、ステップS25では、リアクトル電流検出値ILr及びリアクトル電流推定値ILestのそれぞれを座標軸とする2次元座標系(図15参照)において、N組の第1サンプリングデータX[n−a]及び第2サンプリングデータY[n−a]により描かれる単回帰直線である判定直線Ljdgの傾き値SLを算出する。そして、算出した傾き値SLと、図15に示す基準直線Lthαの傾き値とを比較することにより、リアクトル電流センサ66に異常が生じているか否かを診断する。本実施形態において、リアクトル電流推定値ILestは、診断対象となるリアクトル電流センサ66の検出対象に流れる電流推定値である。このため、基準直線Lthαの傾き値は1となる。ステップS25において「1−ΔS≦SL≦1+ΔS」が成立していると判定した場合、リアクトル電流センサ66が正常であると診断する。一方、「1−ΔS≦SL≦1+ΔS」が成立していないと判定した場合、リアクトル電流センサ66に異常が生じていると診断する。
Specifically, in step S25, in a two-dimensional coordinate system (see FIG. 15) having each of the reactor current detection value ILr and the reactor current estimation value ILest as coordinate axes, N sets of first sampling data X [na] and the first sampling data X [na]. 2 The slope value SL of the determination straight line Ljdg, which is a simple regression straight line drawn by the sampling data Y [na], is calculated. Then, by comparing the calculated inclination value SL with the inclination value of the reference straight line Lthα shown in FIG. 15, it is diagnosed whether or not an abnormality has occurred in the
ステップS24において2つの条件がいずれも成立しないと判定した場合には、ステップS26に進み、リアクトル電流センサ66の異常診断を禁止する。
If it is determined in step S24 that neither of the two conditions is satisfied, the process proceeds to step S26, and the abnormality diagnosis of the
以上説明した本実施形態では、リアクトル電流推定値ILestを用いて異常診断を行った。このため、リアクトル21に流れる電流値を検出する電流センサの数を減らして制御システムのコストを削減しつつ、リアクトル電流センサ66の異常診断を行うことができる。
In the present embodiment described above, the abnormality diagnosis is performed using the reactor current estimated value Irest. Therefore, it is possible to perform abnormality diagnosis of the
(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、上記第2実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、リアクトル電流センサ66の異常診断に、リアクトル電流推定値ILestに代えて、バッテリ電流検出値IBが用いられる。この場合、バッテリ電流センサ65が「相関センサ」に相当し、バッテリ電流検出値IBが「判定値」に相当する。
(Third Embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the second embodiment. In the present embodiment, the battery current detection value IB is used instead of the reactor current estimated value IREST for the abnormality diagnosis of the
詳しくは、先の図12のステップS20において、過去のN個分のバッテリ電流検出値IBを第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]として取得する。その後、ステップS25では、リアクトル電流検出値ILr及びバッテリ電流検出値IBのそれぞれを座標軸とする2次元座標系において、N組の第1サンプリングデータX[n−a]及び第2サンプリングデータY[n−a]により描かれる単回帰直線である判定直線Ljdgの傾き値SLを算出する。 Specifically, in step S20 of FIG. 12, the past N battery current detection values IB are acquired as the second sampling data group Y [n−N + 1] to Y [n]. After that, in step S25, in a two-dimensional coordinate system having each of the reactor current detection value ILr and the battery current detection value IB as the coordinate axes, N sets of the first sampling data X [na] and the second sampling data Y [n]. -A] calculates the slope value SL of the determination straight line Ljdg, which is a simple regression line drawn by.
なお本実施形態において、制御装置50は、バッテリ電流センサ65が正常であることを前提として異常診断処理を行うことが望ましい。また、電気負荷41に流れる電流値が負荷電流値ICとして定義される場合、制御装置50は、電気負荷41が動作して負荷電流値ICが0よりも大きい場合、負荷電流値ICの変動量が所定変動量以下であることを条件として、過去のN個分のバッテリ電流検出値IBを第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]として取得することが望ましい。
In the present embodiment, it is desirable that the
以上説明した本実施形態によれば、上記第2実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
(第4実施形態)
以下、第4実施形態について、上記第2実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、異常診断対象が、リアクトル電流センサ66ではなく、相電流センサとされている。図16には、相電流センサのうち、U相電流を検出する第1相電流センサ67a及び第2相電流センサ67bを例示した。本実施形態において、第1相電流センサ67aが「対象センサ」に相当し、第2相電流センサ67bが「別センサ」に相当する。なお図16において、先の図11に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(Fourth Embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the second embodiment. In the present embodiment, the abnormality diagnosis target is not the
本実施形態において、制御装置50は、上記第1実施形態で説明した異常診断方法と同様の方法で第1相電流センサ67aの異常診断処理を行う。この処理では、過去のN個分の第1相電流センサ67aの検出値が第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]として取得され、過去のN個分の第2相電流センサ67bの検出値が第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]として取得されればよい。
In the present embodiment, the
以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
(第5実施形態)
以下、第5実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図17に示すように、昇圧コンバータ20の構成を変更する。なお図17において、先の図1に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(Fifth Embodiment)
Hereinafter, the fifth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 17, the configuration of the
昇圧コンバータ20は、第1リアクトル21a、第2リアクトル21b、平滑コンデンサ22、第1上アーム変圧スイッチScap、第1下アーム変圧スイッチScan、第2上アーム変圧スイッチScbp及び第2下アーム変圧スイッチScbnを備えている。
本実施形態において、各変圧スイッチScap,Scan,Scbp,ScbnはIGBTである。なお、各変圧スイッチScap,Scan,Scbp,Scbnには、フリーホイールダイオードDcap,Dcan,Dcbp,Dcbnが逆並列に接続されている。
The
In the present embodiment, each transformer switch Scap, Scan, Scbp, Scbn is an IGBT. Freewheel diodes Dcap, Dcan, Dcbp, and Dcbn are connected in antiparallel to each of the transformer switches Scap, Scan, Scbp, and Scbn.
第1,第2上アーム変圧スイッチScap,Scbnのコレクタには、正極母線Lpが接続されている。第1上アーム変圧スイッチScapのエミッタには、第1下アーム変圧スイッチScanのコレクタが接続され、第2上アーム変圧スイッチScbpのエミッタには、第2下アーム変圧スイッチScbnのコレクタが接続されている。第1,第2下アーム変圧スイッチScan,Scbnのエミッタには、負極母線Lnが接続されている。 A positive electrode bus Lp is connected to the collectors of the first and second upper arm transformer switches Scap and Scbn. The collector of the first lower arm transformer switch Scan is connected to the emitter of the first upper arm transformer switch Scap, and the collector of the second lower arm transformer switch Scbn is connected to the emitter of the second upper arm transformer switch Scbp. There is. The negative electrode bus Ln is connected to the emitters of the first and second lower arm transformer switches Scan and Scbn.
第1上アーム変圧スイッチScapと第1下アーム変圧スイッチScanとの接続点には、第1リアクトル21aの第1端が接続され、第2上アーム変圧スイッチScbpと第2下アーム変圧スイッチScbnとの接続点には、第2リアクトル21bの第1端が接続されている。第1リアクトル21a及び第2リアクトル21bの第2端には、バッテリ10の正極端子が接続されている。バッテリ10の負極端子には、第1,第2下アーム変圧スイッチScan,Scbnのエミッタが接続されている。
The first end of the
制御システムは、第1リアクトル電流センサ68a及び第2リアクトル電流センサ68bを備えている。各リアクトル電流センサ68a,68bは、第1リアクトル21aの第2端及び第2リアクトル21bの第2端の接続点と、バッテリ10の正極端子とを接続する電気経路に流れる電流値を検出する。このため、各リアクトル電流センサ68a,68bは、第1リアクトル21a及び第2リアクトル21bそれぞれに流れる電流値の合計値をリアクトル電流検出値ILrとして検出する。各リアクトル電流センサ68a,68bの検出値は、制御装置50に入力される。
The control system includes a first reactor current sensor 68a and a second
本実施形態において、制御装置50は、上記第1実施形態で説明した異常診断方法と同様の方法で第1リアクトル電流センサ68aの異常診断処理を行う。過去のN個分の第1リアクトル電流センサ68aの検出値が第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]として取得され、過去のN個分の第2リアクトル電流センサ68bの検出値が第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]として取得されればよい。ちなみに本実施形態において、第1リアクトル電流センサ68aが「対象センサ」に相当し、第2リアクトル電流センサ68bが「別センサ」に相当する。
In the present embodiment, the
以上説明した本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
ちなみに本実施形態において、制御システムが第2リアクトル電流センサ68bを備えていない場合もあり得る。この場合、制御装置50は、上記第2実施形態と同様の異常診断処理により第1リアクトル電流センサ68aの異常の有無を診断すればよい。
Incidentally, in the present embodiment, the control system may not include the second
(第6実施形態)
以下、第6実施形態について、上記第5実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図18に示すように、電流センサによる検出箇所を変更する。なお図18において、先の図17に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(Sixth Embodiment)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the fifth embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 18, the detection location by the current sensor is changed. Note that, in FIG. 18, the same components as those shown in FIG. 17 above are designated by the same reference numerals for convenience.
制御システムは、第1リアクトル電流センサ69a及び第2リアクトル電流センサ69bを備えている。第1リアクトル電流センサ69aは、第1リアクトル21aに流れる電流値を第1リアクトル電流検出値ILr1として検出する。第2リアクトル電流センサ69bは、第2リアクトル21bに流れる電流値を第2リアクトル電流検出値ILr2として検出する。第1リアクトル電流センサ69a及び第2リアクトル電流センサ69bの検出値は、制御装置50に入力される。
The control system includes a first reactor current sensor 69a and a second
なお本実施形態において、先の図2の電流偏差算出部53は、第1リアクトル電流検出値ILr1及び第2リアクトル電流検出値ILr2の加算値を目標電流値ILtgtから減算した値として、電流偏差ΔIを算出する。
In the present embodiment, the current
本実施形態では、昇圧コンバータ20の動作時において、第1リアクトル21aに流れる電流値と第2リアクトル21bに流れる電流値とが等しいとする。より詳しくは、第1リアクトル21aに流れる電流値の直流成分と、第2リアクトル21bに流れる電流値の直流成分とが等しいとする。
In the present embodiment, it is assumed that the current value flowing through the
本実施形態において、制御装置50は、上記第2実施形態で説明した異常診断方法と同様の方法で、第1リアクトル電流センサ69a及び第2リアクトル電流センサ69bのそれぞれの異常診断処理を行うことができる。
In the present embodiment, the
詳しくは、制御装置50は、第1リアクトル電流センサ69aの異常診断を行う場合、過去のN個分の第1リアクトル電流検出値ILr1を、「センサ検出値」に相当する第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]として取得する。また制御装置50は、過去のN個分の第2リアクトル電流推定値ILest2を算出し、算出したN個分の第2リアクトル電流推定値ILest2を、「判定値」に相当する第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]として取得する。ここで、第2リアクトル電流推定値ILest2は、第2リアクトル21bに流れる電流値の推定値であり、例えば、下式(eq5)又は下式(eq6)に基づいて算出されればよい。第2リアクトル電流推定値ILest2は、第1リアクトル電流検出値ILr1と相関を有する状態量の推定値である。
Specifically, when the
以上説明した本実施形態によれば、上記第2実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the present embodiment described above, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
なお本実施形態において、制御システムは、第1リアクトル21aに流れる電流値を検出する電流センサを複数(例えば2つ)備え、第2リアクトル21bに流れる電流値を検出する電流センサを複数(例えば2つ)備えていてもよい。この場合、制御装置50は、上記第1実施形態の異常診断方法と同様の異常診断方法を用いて各リアクトル21a,21bに対応する電流センサの異常診断を行うことができる。
In the present embodiment, the control system includes a plurality of current sensors (for example, two) for detecting the current value flowing in the
また本実施形態では、上,下アーム変圧スイッチが2組備えられる昇圧コンバータを例にして説明したが、上,下アーム変圧スイッチが3組以上備えられる昇圧コンバータであってもよい。この場合、上,下アーム変圧スイッチの組のそれぞれに対応してリアクトルが個別に設けられ、また、各リアクトルに対応して電流センサが個別に設けられる。 Further, in the present embodiment, the boost converter provided with two sets of upper and lower arm transformer switches has been described as an example, but the boost converter may be provided with three or more sets of upper and lower arm transformer switches. In this case, a reactor is individually provided corresponding to each of the upper and lower arm transformer switch sets, and a current sensor is individually provided corresponding to each reactor.
(第7実施形態)
以下、第7実施形態について、上記第4実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図19に示すように、制御システムは、第1バッテリ10a及び第2バッテリ10bを備えている。なお図19において、先の図16に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(7th Embodiment)
Hereinafter, the seventh embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the fourth embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 19, the control system includes a first battery 10a and a second battery 10b. Note that, in FIG. 19, the same components as those shown in FIG. 16 above are designated by the same reference numerals for convenience.
図19に示すように、第1バッテリ10a及び第2バッテリ10bそれぞれの正極端子には、リアクトル21の第2端が接続されている。第1バッテリ10a及び第2バッテリ10bそれぞれの負極端子には、下アーム変圧スイッチScnのエミッタが接続されている。
As shown in FIG. 19, the second end of the
制御システムは、第1バッテリ電流センサ70a及び第2バッテリ電流センサ70bを備えている。第1バッテリ電流センサ70aは、第1バッテリ10aに流れる電流値を第1バッテリ電流検出値IB1として検出し、第2バッテリ電流センサ70bは、第2バッテリ10bに流れる電流値を第2バッテリ電流検出値IB2として検出する。各センサ70a,70bの検出値は、制御装置50に入力される。
The control system includes a first battery current sensor 70a and a second
本実施形態において、制御装置50は、上記第2実施形態で説明した異常診断方法と同様の方法で、リアクトル電流センサ66の異常診断処理を行うことができる。この場合、リアクトル電流推定値ILestは、例えば、上式(eq3)又は下式(eq7)に基づいて算出されればよい。
In the present embodiment, the
(第8実施形態)
以下、第8実施形態について、上記第6,第7実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、制御システムは、第1リアクトル21aに対応して個別に設けられた第1バッテリ10aと、第2リアクトル21bに対応して個別に設けられた第2バッテリ10bとを備えている。なお図20において、先の図18,図19に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(8th Embodiment)
Hereinafter, the eighth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the sixth and seventh embodiments. In the present embodiment, the control system includes a first battery 10a individually provided corresponding to the
図20に示すように、第1バッテリ10aの正極端子には、第1リアクトル21aの第2端が接続され、第2バッテリ10bの正極端子には、第2リアクトル21bの第2端が接続されている。第1バッテリ10a及び第2バッテリ10bそれぞれの負極端子には、第1,第2下アーム変圧スイッチScan,Scbnのエミッタが接続されている。
As shown in FIG. 20, the second end of the
本実施形態において、制御装置50は、例えば上記第2,第3実施形態で説明した異常診断方法を用いて、第1リアクトル電流センサ69a及び第2リアクトル電流センサ69bそれぞれの異常診断を行うことができる。
In the present embodiment, the
なお本実施形態において、第1バッテリ10a及び第2バッテリ10bのうち一方がコンデンサであってもよい。 In this embodiment, one of the first battery 10a and the second battery 10b may be a capacitor.
(第9実施形態)
以下、第9実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、制御装置50は、サンプリングデータの一部を排除して異常診断処理を行う。
(9th Embodiment)
Hereinafter, the ninth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the first embodiment. In the present embodiment, the
図21に、本実施形態に係る第1リアクトル電流センサ60aの異常診断処理の手順を示す。この処理は、制御装置50により、例えば所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお図21において、先の図4に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。
FIG. 21 shows a procedure for abnormality diagnosis processing of the first
この一連の処理では、ステップS10,S12の処理の完了後、ステップS30において排除処理を行う。以下、この処理について説明する。 In this series of processes, after the processes of steps S10 and S12 are completed, the exclusion process is performed in step S30. This process will be described below.
第1リアクトル電流検出値ILr1及び第2リアクトル電流検出値ILr2のそれぞれを座標軸とする座標系において、第1サンプリングデータX[n−a]及び第2サンプリングデータY[n−a]の組により定まる点が判定点として定義されている。また、この座標系において判定点と基準直線Lthαとの距離が所定距離Disよりも大きい第1サンプリングデータX[n−a]及び第2サンプリングデータY[n−a]の組が排除対象として定義されている。 It is determined by the set of the first sampling data X [na] and the second sampling data Y [na] in the coordinate system having each of the first reactor current detection value ILr1 and the second reactor current detection value ILr2 as the coordinate axes. A point is defined as a judgment point. Further, in this coordinate system, a set of the first sampling data X [na] and the second sampling data Y [na] in which the distance between the determination point and the reference straight line Lthα is larger than the predetermined distance Dis is defined as the exclusion target. Has been done.
ステップS30では、ステップS10,S12で取得された第1サンプリングデータX[n−a]及び第2サンプリングデータY[n−a]の複数組の中から、上記排除対象を排除する。 In step S30, the exclusion target is excluded from the plurality of sets of the first sampling data X [na] and the second sampling data Y [na] acquired in steps S10 and S12.
続くステップS31では、ステップS10で取得した第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]のうち、ステップS30の処理で排除された第2サンプリングデータ以外のデータに基づいて、第2標準偏差σyを算出する。 In the following step S31, the second sampling data group Y [n−N + 1] to Y [n] acquired in step S10 is based on data other than the second sampling data excluded in the process of step S30. Calculate the standard deviation σy.
続くステップS32では、ステップS12で取得した第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]のうち、ステップS30の処理で排除された第1サンプリングデータ以外のデータに基づいて、第1標準偏差σxを算出する。その後、続くステップS14では、ステップS31,S32で算出した第1,第2標準偏差σx,σyを用いる。 In the following step S32, among the first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n] acquired in step S12, the first is based on the data other than the first sampling data excluded in the process of step S30. Calculate the standard deviation σx. After that, in the following step S14, the first and second standard deviations σx and σy calculated in steps S31 and S32 are used.
なお、ステップS15では、ステップS10で取得した第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]のうち、ステップS30の処理で排除された第2サンプリングデータ以外のデータと、ステップS12で取得した第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]のうち、ステップS30の処理で排除された第1サンプリングデータ以外のデータとに基づいて、判定直線Ljdgの傾き値SLを算出する。 In step S15, among the second sampling data groups Y [n−N + 1] to Y [n] acquired in step S10, data other than the second sampling data excluded in the process of step S30 and in step S12. The slope value SL of the determination straight line Ljdg is calculated based on the acquired first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n] other than the first sampling data excluded in the process of step S30. To do.
以上説明した本実施形態によれば、ステップS10で取得した第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]と、ステップS12で取得した第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]との中から、値が上位側となる所定割合のデータと、値が下位側となる所定割合のデータとが排除される。これにより、大きなノイズが混入したサンプリングデータが標準偏差の算出に用いられるのを抑制できる。これにより、異常診断を禁止するか否かの判定精度を高めることができる。 According to the present embodiment described above, the second sampling data groups Y [n−N + 1] to Y [n] acquired in step S10 and the first sampling data groups X [n−N + 1] to acquired in step S12. From X [n], the data of a predetermined ratio whose value is on the upper side and the data of a predetermined ratio whose value is on the lower side are excluded. As a result, it is possible to prevent the sampling data mixed with large noise from being used for calculating the standard deviation. As a result, it is possible to improve the accuracy of determining whether or not the abnormality diagnosis is prohibited.
(第10実施形態)
以下、第10実施形態について、上記第9実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、先の図21のステップS30の処理方法が変更されている。詳しくは、ステップS30では、ステップS12で取得した第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]のうち、上位側及び下位側の所定割合(例えば10%)の第1サンプリングデータを、ステップS12で取得した第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]から排除する第1排除処理を行う。具体的には例えば、ステップS12で取得した第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]のうち、最大値側から所定割合及び最小値側から所定割合の第1サンプリングデータを、ステップS12で取得した第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]から排除する。また、ステップS30では、ステップS10で取得した第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]のうち、上位側及び下位側の上記所定割合の第2サンプリングデータを、ステップS10で取得した第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]から排除する第2排除処理を行う。具体的には例えば、ステップS10で取得した第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]のうち、最大値側から所定割合及び最小値側から所定割合の第2サンプリングデータを、ステップS10で取得した第2サンプリングデータY[n−N+1]〜Y[n]から排除する。これにより、第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]の中から、排除された第1サンプリングデータと組になる第2サンプリングデータが排除される。
(10th Embodiment)
Hereinafter, the tenth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the ninth embodiment. In this embodiment, the processing method of step S30 in FIG. 21 above is changed. Specifically, in step S30, among the first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n] acquired in step S12, the first sampling data of a predetermined ratio (for example, 10%) of the upper side and the lower side is used. , The first exclusion process of excluding from the first sampling data group X [n−N + 1] to X [n] acquired in step S12 is performed. Specifically, for example, among the first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n] acquired in step S12, the first sampling data having a predetermined ratio from the maximum value side and a predetermined ratio from the minimum value side can be obtained. It is excluded from the first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n] acquired in step S12. Further, in step S30, among the second sampling data groups Y [n−N + 1] to Y [n] acquired in step S10, the second sampling data of the above-mentioned predetermined proportions on the upper side and the lower side are acquired in step S10. The second exclusion process of excluding from the second sampling data group Y [n−N + 1] to Y [n] is performed. Specifically, for example, among the second sampling data groups Y [n−N + 1] to Y [n] acquired in step S10, the second sampling data having a predetermined ratio from the maximum value side and a predetermined ratio from the minimum value side can be obtained. It is excluded from the second sampling data Y [n−N + 1] to Y [n] acquired in step S10. As a result, the second sampling data paired with the excluded first sampling data is excluded from the second sampling data groups Y [n−N + 1] to Y [n].
続くステップS31では、ステップS10で取得した第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]のうち、ステップS30の処理で排除された第2サンプリングデータ以外のデータに基づいて、第2標準偏差σyを算出する。続くステップS32では、ステップS12で取得した第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]のうち、ステップS30の処理で排除された第1サンプリングデータ以外のデータに基づいて、第1標準偏差σxを算出する。その後、続くステップS14では、ステップS31,S32で算出した第1,第2標準偏差σx,σyを用いる。 In the following step S31, the second sampling data group Y [n−N + 1] to Y [n] acquired in step S10 is based on data other than the second sampling data excluded in the process of step S30. Calculate the standard deviation σy. In the following step S32, among the first sampling data groups X [n−N + 1] to X [n] acquired in step S12, the first is based on the data other than the first sampling data excluded in the process of step S30. Calculate the standard deviation σx. After that, in the following step S14, the first and second standard deviations σx and σy calculated in steps S31 and S32 are used.
以上説明した本実施形態によれば、取得されたサンプリングデータ群の中から、上位側及び下位側の所定割合のデータを排除するといった簡易な処理により、大きなノイズが混入したサンプリングデータが標準偏差の算出に用いられるのを抑制できる。これにより、異常診断に伴う制御装置50の処理負荷の増大を抑制できる。
According to the present embodiment described above, the sampling data in which a large amount of noise is mixed is the standard deviation by a simple process such as removing a predetermined ratio of data on the upper side and the lower side from the acquired sampling data group. It can be suppressed from being used in the calculation. As a result, it is possible to suppress an increase in the processing load of the
ちなみに、第1排除処理は、上位側及び下位側のうちいずれか一方側の所定割合の第1サンプリングデータを、ステップS12で取得した第1サンプリングデータ群X[n−N+1]〜X[n]から排除する処理であってもよい。また、第2排除処理は、上位側及び下位側のうちいずれか一方側の所定割合の第2サンプリングデータを、ステップS10で取得した第2サンプリングデータ群Y[n−N+1]〜Y[n]から排除する処理であってもよい。また、上位側の所定割合と下位側の所定割合とは、異なる割合に設定されていてもよい。 By the way, in the first exclusion process, the first sampling data group X [n−N + 1] to X [n] of the first sampling data group X [n−N + 1] to X [n] acquired in step S12 from the first sampling data of a predetermined ratio of either the upper side or the lower side. It may be a process of excluding from. Further, in the second exclusion process, the second sampling data group Y [n−N + 1] to Y [n] obtained in step S10 for a predetermined ratio of the second sampling data on either the upper side or the lower side. It may be a process of excluding from. Further, the predetermined ratio on the upper side and the predetermined ratio on the lower side may be set to different ratios.
(第11実施形態)
以下、第11実施形態について、上記第2実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、第2標準偏差σyの算出精度及びリアクトル電流センサ66の異常診断精度を高めるために、リアクトル21に流れる電流値の推定方法を変更する。制御装置50は、平滑コンデンサ22の蓄積電荷量の変化を考慮してリアクトル電流推定値ILestを算出する。以下、電流推定方法について説明する。
(11th Embodiment)
Hereinafter, the eleventh embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the second embodiment. In the present embodiment, in order to improve the calculation accuracy of the second standard deviation σy and the abnormality diagnosis accuracy of the
平滑コンデンサ22の蓄積電荷量の変化に応じて、リアクトル21に流れる電流値が増減する。平滑コンデンサ22の蓄積電荷量は、例えば、モータジェネレータ40の消費電力が一時的に増大することにより変動する。このため、リアクトル21に流れる電流の推定精度を高めるためには、平滑コンデンサ22の蓄積電荷量の変化を考慮することが必要となる。ここで、平滑コンデンサ22の蓄積電荷量の変化を考慮したリアクトル電流推定値ILestは、下式(eq8)で表される。
The value of the current flowing through the
上式(eq8)を変形すると、下式(eq9)が導かれる。 By modifying the above equation (eq8), the following equation (eq9) is derived.
モータ電流推定部80は、昇圧コンバータ20からインバータ30に供給される電流推定値であるモータ電流推定値Imestを算出する。本実施形態において、昇圧コンバータ20は、下式(eq11)のように、指令トルクTcmd、母線電圧検出値Vsys及びモータジェネレータ40の回転速度Nrに基づいてモータ電流推定値Imestを算出する。
The motor
誤差算出部82は、母線電圧検出値Vsysから母線電圧推定値Vcalを減算した値として、電圧推定誤差Verrを算出する。
The
補償器83は、電圧推定誤差Verrを0にフィードバック制御するための操作量として、リアクトル電流推定値ILestを算出する。本実施形態において、補償器83で用いられるフィードバック制御は、下式(eq13)に示すように比例積分制御である。下式(eq13)は補償器83の伝達関数Coである。下式(eq13)において、Kpaは比例ゲインを示し、Kiaは積分ゲインを示し、sはラプラス演算子を示す。
The
以上説明した電流推定処理によれば、「Vcal<Vsys」となる場合、リアクトル電流推定値ILestがリアクトル21に実際に流れる電流値よりも小さいとして、リアクトル電流推定値ILestが増加させられる。一方、「Vcal>Vsys」となる場合、リアクトル電流推定値ILestがリアクトル21に実際に流れる電流値よりも大きいとして、リアクトル電流推定値ILestが減少させられる。これにより、リアクトル電流推定値ILestはその真値に収束する。リアクトル電流推定値ILestがその真値に収束した場合、「Vcal=Vsys」となる。
According to the current estimation process described above, when “Vcal <Vsys”, the reactor current estimated value Irest is increased assuming that the reactor current estimated value IREST is smaller than the current value actually flowing through the
モータ電流推定部80の処理、モデル推定部81の処理、誤差算出部82の処理及び補償器83の処理が1制御周期において順次実行される。これにより、制御周期毎にリアクトル電流推定値ILestが逐次算出される。算出されたリアクトル電流推定値ILestは、先の図12に示した処理で用いられる。
The processing of the motor
ちなみに、図22に示した電流推定手法が上記第6実施形態で用いられてもよい。この場合、制御装置50は、図22に示した処理で推定したリアクトル電流推定値ILestの1/2の値を、第1リアクトル電流推定値ILest1及び第2リアクトル電流推定値ILest2のそれぞれとすればよい。
Incidentally, the current estimation method shown in FIG. 22 may be used in the sixth embodiment. In this case, if the
(第12実施形態)
以下、第12実施形態について、上記第11実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、図23に示すモータ電流推定部84は、インバータ30及びモータジェネレータ40それぞれにおける損失を加味してモータ電流推定値Imestを算出する。なお図23において、先の図22に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(12th Embodiment)
Hereinafter, the twelfth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the eleventh embodiment. In the present embodiment, the motor
モータ電流推定部84は、下式(eq14)のように、モータジェネレータ40の電力の推定値であるモータ電力推定値Pmot、母線電圧検出値Vsys及びインバータ30及びモータジェネレータ40それぞれにおける電力損失Plossに基づいて、モータ電流推定値Imestを算出する。ここで、電力損失Plossには、モータジェネレータ40における抵抗損失及び鉄損と、インバータ30における導通損失及びスイッチング損失が含まれる。
As shown in the following equation (eq14), the motor
(第13実施形態)
以下、第13実施形態について、上記第11実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図24に示すように、リアクトル21に流れる電流の推定に、リアクトル電流センサ66により検出されたリアクトル電流検出値ILrを用いる。なお図24において、先の図22に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
(13th Embodiment)
Hereinafter, the thirteenth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the eleventh embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 24, the reactor current detection value ILr detected by the
補償器85は、電圧推定誤差Verrを0にフィードバック制御するための操作量として、リアクトル電流検出値ILrを補正するための電流補正値Icorを算出する。本実施形態において、補償器85で用いられるフィードバック制御は、下式(eq15)に示すように比例積分制御である。下式(eq15)は補償器85の伝達関数Coである。下式(eq15)において、Kpbは比例ゲインを示し、Kibは積分ゲインを示す。
The
モータ電流推定部80の処理、モデル推定部81の処理、誤差算出部82の処理及び補償器85の処理及び補正部86の処理が1制御周期において順次実行される。これにより、制御周期毎にリアクトル電流推定値ILestが逐次算出される。
The processing of the motor
以上説明した電流推定処理によれば、リアクトル電流センサ66に異常が生じていない場合、リアクトル電流検出値ILrが変動したとしても、その変動に対するリアクトル電流推定値ILestの追従性を高めることができる。これは、リアクトル電流センサ66に異常が生じていない場合、リアクトル電流検出値ILrとリアクトル電流推定値ILestとが略一致するため、モデル推定部81及び補償器85等における遅れの影響を受けないためである。
According to the current estimation process described above, when the
(第14実施形態)
以下、第14実施形態について、上記第11実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、モデル推定部81で用いられる時比率DutyをデッドタイムDTに基づいて補正する。
(14th Embodiment)
Hereinafter, the 14th embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the 11th embodiment. In the present embodiment, the time ratio duty used in the
実際の時比率は、リアクトル21に流れる電流値の極性により、デッドタイム分変化する。このため、制御装置50は、先の図2に示す処理により算出した時比率DutyをデッドタイムDTに基づいて補正する。
The actual time ratio changes by the dead time depending on the polarity of the current value flowing through the
図25に、デッドタイムに基づく時比率補正処理の手順を示す。この処理は、制御装置50により例えば所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
FIG. 25 shows the procedure of the time ratio correction process based on the dead time. This process is repeatedly executed by the
ステップS40では、リアクトル電流検出値ILrが0以上であるか否かを判定する。この処理は、リアクトル21に流れる電流値の極性を判定するための処理である。本実施形態では、上述したように、リアクトル21の両端のうち、バッテリ10の正極端子側から各変圧スイッチScp,Scnの接続点側へと向かう方向に流れる電流値が正と定義されている。
In step S40, it is determined whether or not the reactor current detection value ILr is 0 or more. This process is a process for determining the polarity of the current value flowing through the
ステップS40において肯定判定した場合には、ステップS41に進み、下式(eq16)で表されるデットタイム補正値dmodを時比率Dutyに加算した値として、実効時比率Dtyfを算出する。下式(eq16)において、Tcは、各変圧スイッチScp,Scnの操作信号を生成する際に用いられるキャリア信号の周期を示す。 If an affirmative judgment is made in step S40, the process proceeds to step S41, and the effective time ratio Dtyf is calculated by adding the dead time correction value dmod represented by the following equation (eq16) to the time ratio Duty. In the following equation (eq16), Tc indicates the period of the carrier signal used when generating the operation signal of each transformer switch Scp, Scn.
ステップS41,S42で算出された実効時比率Dtyfが、モデル推定部81において用いられる。これにより、リアクトル21に流れる電流値の推定精度をより高めることができる。
The effective time ratio Dtyf calculated in steps S41 and S42 is used in the
(第15実施形態)
以下、第15実施形態について、上記第11実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、リアクトル電流推定値ILestの算出方法を変更する。詳しくは、制御装置50は、上式(eq8)に基づく下式(eq17)に、モータ電力推定値Pmot、入力電圧検出値Vin、母線電圧検出値Vsys、及び母線電圧検出値の時間微分値「dVsys/dt」を入力することにより、リアクトル電流推定値ILestを算出する。
(15th Embodiment)
Hereinafter, the fifteenth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on the differences from the eleventh embodiment. In the present embodiment, the calculation method of the reactor current estimated value ILEST is changed. Specifically, the
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
In addition, each of the above-described embodiments may be modified as follows.
・上記第12実施形態において、上式(eq14)の右辺第2項を削除し、電力損失Plossが無視されたモータ電流推定値Imestが算出されてもよい。 In the twelfth embodiment, the second term on the right side of the above equation (eq14) may be deleted to calculate the motor current estimated value Imest in which the power loss loss is ignored.
・上記第11実施形態において、モータ電流推定値Imestが、下式(eq18)に表されるように、インバータ30からモータジェネレータ40に印加するdq座標系の電圧指令ベクトルVdqと、モータジェネレータ40に流すdq座標系の電流指令ベクトルIdqとの内積に基づいて算出されてもよい。この場合、例えば、モータジェネレータ40のトルク推定処理が実装されていない制御装置であっても、モータ電流推定値Imestを算出できる。
In the eleventh embodiment, the motor current estimated value Imest is applied to the voltage command vector Vdq of the dq coordinate system applied from the
・図4のステップS14の処理及び図12のステップS24の処理を、第1標準偏差σxが第1閾値Ithxよりも大きいとの第1条件、及び第2標準偏差σyが第2閾値Ithyよりも大きいとの第2条件の論理積(AND)が真であるか否かを判定する処理にしてもよい。 In the process of step S14 of FIG. 4 and the process of step S24 of FIG. 12, the first condition that the first standard deviation σx is larger than the first threshold value Isx, and the second standard deviation σy is larger than the second threshold value Isy. It may be a process of determining whether or not the logical product (AND) of the second condition of being large is true.
・図4のステップS14及び図12のステップS24において、上記第1条件又は上記第2条件のいずれかを無くしてもよい。 In step S14 of FIG. 4 and step S24 of FIG. 12, either the first condition or the second condition may be eliminated.
・基準線としては、基準直線Lthαに限らず、第1サンプリングデータX[n−a]に対して第2サンプリングデータY[n−a]が一義的に定まる基準曲線であってもよい。この場合、例えば上記第1実施形態において、制御装置50は、第1サンプリングデータ群及び第2サンプリングデータ群に基づいて算出された判定曲線と基準曲線とを比較することにより、第1リアクトル電流センサ60aの異常診断を行ってもよい。例えば、制御装置50は、判定曲線と基準曲線とで挟まれた領域の面積が所定面積よりも大きいと判定した場合、判定曲線と基準曲線との乖離が大きいとして第1リアクトル電流センサ60aに異常が生じていると診断してもよい。
The reference line is not limited to the reference straight line Lthα, and may be a reference curve in which the second sampling data Y [na] is uniquely determined with respect to the first sampling data X [na]. In this case, for example, in the first embodiment, the
・ばらつき指標値としては、標準偏差に限らず、分散であってもよい。この場合、平方根の演算を排除でき、制御装置50の演算負荷を低減できる。
-The variation index value is not limited to the standard deviation, but may be a variance. In this case, the calculation of the square root can be eliminated, and the calculation load of the
また、ばらつき指標値として、例えば下式(eq20)に示すタイル指数Tが用いられてもよい。なお下式(eq20)には、第1サンプリングデータについてのタイル指数を示す。 Further, as the variation index value, for example, the tile index T shown in the following equation (eq20) may be used. The following equation (eq20) shows the tile index for the first sampling data.
・バッテリから昇圧コンバータを介して電力が供給される負荷装置としては、インバータ及びモータジェネレータに限らない。 -The load device in which electric power is supplied from the battery via the boost converter is not limited to the inverter and the motor generator.
・昇圧コンバータの入力側に接続される電源としては、バッテリに限らず、例えばコンデンサ等、他の蓄電装置であってもよい。 -The power source connected to the input side of the boost converter is not limited to the battery, but may be another power storage device such as a capacitor.
・異常診断装置が適用されるシステムとしては、回転電機の制御システムに限らない。また、異常診断装置が適用されるシステムとしては、車両に搭載されるものに限らない。 -The system to which the abnormality diagnosis device is applied is not limited to the control system of the rotary electric machine. Further, the system to which the abnormality diagnosis device is applied is not limited to the system mounted on the vehicle.
20…昇圧コンバータ、21…リアクトル、50…制御装置、60a,60b…第1,第2リアクトル電流センサ。 20 ... Boost converter, 21 ... Reactor, 50 ... Control device, 60a, 60b ... First and second reactor current sensors.
Claims (14)
前記対象センサの検出値をセンサ検出値(ILr1;ILr)として取得する第1取得部(S12;S22)と、
前記対象センサとは別のセンサであってかつ前記対象センサの検出対象と同じ検出対象の状態量を検出する別センサ(60b等)の検出値(ILr2等)、又は前記別センサの検出値の相関値(ILest等)を判定値として取得する第2取得部(S10;S20)と、
前記センサ検出値及び前記判定値のそれぞれを座標軸とする座標系において、前記センサ検出値及び前記判定値の複数組により描かれる判定線(Ljdg)と、基準線(Lthα)との比較に基づいて、前記対象センサの異常を診断する診断部(S15;S25)と、
ばらつきの大きさを示す値をばらつき指標値とする場合、前記診断部で用いられる前記センサ検出値及び前記判定値のうち少なくとも一方の前記ばらつき指標値(σx,σy)を算出する指標値算出部(S11,S13;S21,S23;S31,S32)と、
前記指標値算出部により算出された前記ばらつき指標値が、前記センサ検出値及び前記判定値のうち前記指標値算出部による前記ばらつき指標値の算出対象となる値に混入するノイズの前記ばらつき指標値に基づいて設定された閾値(Ithx,Ithy)以下の場合に、前記診断部による前記対象センサの診断を禁止する禁止部(S14,S16;S24,S26)と、を備えるセンサの異常診断装置。 It is applied to a system provided with a target sensor (60a; 66, etc.) which is a sensor for detecting the state quantity of a predetermined detection target (21; 21a, 21b).
The first acquisition unit (S12; S22) that acquires the detection value of the target sensor as the sensor detection value (ILr1; ILr), and
The detection value (ILr2, etc.) of another sensor (60b, etc.) that is different from the target sensor and detects the state quantity of the same detection target as the detection target of the target sensor, or the detection value of the other sensor. The second acquisition unit (S10; S20) that acquires the correlation value (Irest, etc.) as the determination value, and
In a coordinate system having each of the sensor detection value and the judgment value as a coordinate axis, based on a comparison between a judgment line (Ljdg) drawn by a plurality of sets of the sensor detection value and the judgment value and a reference line (Lthα). , The diagnostic unit (S15; S25) for diagnosing the abnormality of the target sensor, and
If the value indicating the magnitude of the variation and the variation index value, at least one of said distribution index value of the sensor detection value and the determination value used in the diagnostic unit (sigma] x, .sigma.y) index value calculating section for calculating a (S11, S13; S21, S23; S31, S32) and
The variation index value of noise that the variation index value calculated by the index value calculation unit is mixed with the value of the sensor detection value and the determination value to be calculated by the index value calculation unit. A sensor abnormality diagnosis device including a prohibition unit (S14, S16; S24, S26) that prohibits the diagnosis unit from diagnosing the target sensor when the threshold value (Itsx, Ithy) or less is set based on the above.
前記第2取得部は、前記相関センサの検出値を前記判定値として取得する請求項1に記載のセンサの異常診断装置。 The system includes a correlation sensor (65, etc.) that is a sensor different from the target sensor and that detects a state quantity that has a correlation with the state quantity of the detection target.
The sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein the second acquisition unit acquires the detection value of the correlation sensor as the determination value.
前記昇圧コンバータは、前記電源に接続可能なリアクトル(21)と、前記昇圧コンバータの出力側に接続された平滑コンデンサ(22)と、を備え、
前記対象センサ(60a)は、前記リアクトルに流れる電流値を検出する電流センサであり、
前記システムは、前記平滑コンデンサの電圧値を検出する電圧センサ(62)を備え、
前記第2取得部は、前記電圧センサにより検出された電圧値である電圧検出値(Vsys)に基づいて、前記リアクトルに流れる電流値であって、前記平滑コンデンサの蓄積電荷量の変化に依存する電流値を前記相関値として推定する請求項4に記載のセンサの異常診断装置。 The system includes a boost converter (20) that boosts and outputs a voltage input from a power supply (10).
The boost converter includes a reactor (21) that can be connected to the power supply and a smoothing capacitor (22) that is connected to the output side of the boost converter.
The target sensor (60a) is a current sensor that detects a current value flowing through the reactor.
The system includes a voltage sensor (62) that detects the voltage value of the smoothing capacitor.
The second acquisition unit is a current value flowing through the reactor based on a voltage detection value (Vsys) which is a voltage value detected by the voltage sensor, and depends on a change in the accumulated charge amount of the smoothing capacitor. The sensor abnormality diagnostic device according to claim 4, wherein the current value is estimated as the correlation value.
前記コンバータモデルに基づいて、前記出力電圧値の推定値である電圧推定値を算出し、算出した前記電圧推定値を前記電圧検出値にフィードバック制御するための操作量として、前記対象センサにより検出された電流値である電流検出値を補正する補正値(Icor)を算出する補正値算出部(85)と、
前記補正値算出部により算出された前記補正値に基づいて前記電流検出値を補正することにより、前記相関値を推定する補正部(86)と、を含む請求項7に記載のセンサの異常診断装置。 The second acquisition unit
A voltage estimated value, which is an estimated value of the output voltage value, is calculated based on the converter model, and the calculated voltage estimated value is detected by the target sensor as an operation amount for feedback control to the voltage detected value. The correction value calculation unit (85) that calculates the correction value (Icor) that corrects the current detection value, which is the current value,
The abnormality diagnosis of the sensor according to claim 7, which includes a correction unit (86) that estimates the correlation value by correcting the current detection value based on the correction value calculated by the correction value calculation unit. apparatus.
前記第2取得部は、複数の前記判定値を取得し、
前記座標系において、前記センサ検出値及び前記判定値の組により定まる点が判定点として定義されており、
前記座標系において前記判定点と前記基準線との距離が所定距離よりも大きい前記センサ検出値及び前記判定値の組が排除対象として定義されており、
前記第1取得部及び前記第2取得部により取得された前記センサ検出値及び前記判定値の複数組の中から前記排除対象を排除する排除部(S30)を備え、
前記指標値算出部(S31,S32)は、前記センサ検出値及び前記判定値の複数組の中から前記排除対象が排除された前記センサ検出値及び前記判定値の組に基づいて、前記ばらつき指標値を算出する請求項1〜10のいずれか1項に記載のセンサの異常診断装置。 The first acquisition unit acquires a plurality of the sensor detection values, and obtains the plurality of sensor detection values.
The second acquisition unit acquires a plurality of the determination values and obtains the plurality of determination values.
In the coordinate system, a point determined by the set of the sensor detection value and the determination value is defined as a determination point.
In the coordinate system, a set of the sensor detection value and the judgment value in which the distance between the judgment point and the reference line is larger than a predetermined distance is defined as an exclusion target.
An exclusion unit (S30) for excluding the exclusion target from a plurality of sets of the sensor detection value and the determination value acquired by the first acquisition unit and the second acquisition unit is provided.
The index value calculation unit (S31, S32) is based on the set of the sensor detection value and the determination value from which the exclusion target is excluded from the plurality of sets of the sensor detection value and the determination value, and the variation index. The sensor abnormality diagnostic device according to any one of claims 1 to 10, wherein the value is calculated.
前記第2取得部は、複数の前記判定値を取得し、
前記第1取得部により取得された複数の前記センサ検出値のうち、上位側及び下位側の少なくとも一方側のセンサ検出値を、前記第1取得部により取得された複数の前記センサ検出値の中から排除し、前記第2取得部により取得された複数の前記判定値のうち、上位側及び下位側の少なくとも一方側の判定値を、前記第2取得部により取得された複数の前記判定値の中から排除する排除部を備え、
前記指標値算出部は、前記センサ検出値及び前記判定値の複数組のうち、前記排除部により排除された前記センサ検出値及び前記判定値の組以外の組に基づいて、前記ばらつき指標値を算出する請求項1〜10のいずれか1項に記載のセンサの異常診断装置。 The first acquisition unit acquires a plurality of the sensor detection values, and obtains the plurality of sensor detection values.
The second acquisition unit acquires a plurality of the determination values and obtains the plurality of determination values.
Among the plurality of sensor detection values acquired by the first acquisition unit, the sensor detection value on at least one of the upper side and the lower side is set among the plurality of sensor detection values acquired by the first acquisition unit. Of the plurality of determination values acquired by the second acquisition unit, at least one of the upper side and the lower side of the determination values is the determination value of the plurality of determination values acquired by the second acquisition unit. Equipped with an exclusion unit that eliminates from the inside
The index value calculation unit calculates the variation index value based on a set other than the set of the sensor detection value and the determination value excluded by the exclusion unit among the plurality of sets of the sensor detection value and the determination value. The sensor abnormality diagnostic device according to any one of claims 1 to 10 for calculation.
前記センサ検出値の前記ばらつき指標値に対応する前記閾値であって、前記センサ検出値に混入するノイズの前記ばらつき指標値に基づいて設定された値が第1閾値(Ithx)として定義され、前記判定値の前記ばらつき指標値に対応する前記閾値であって、前記判定値に混入するノイズの前記ばらつき指標値に基づいて設定された値が第2閾値(Ithy)として定義されており、
前記禁止部は、前記センサ検出値の前記ばらつき指標値が前記第1閾値以下であって、かつ、前記判定値の前記ばらつき指標値が前記第2閾値以下である場合に、前記診断部による前記対象センサの診断を禁止する請求項1〜12のいずれか1項に記載のセンサの異常診断装置。 The index value calculation unit calculates the distribution index value before Symbol sensor detection value (sigma] x), the distribution index value of the judgment values and (.sigma.y),
Wherein a said threshold value corresponding to the distribution index value of the sensor detection value, a value which the set based on the distribution index value of the noise mixed in the sensor detection value is defined as a first threshold value (Ithx), wherein The threshold value corresponding to the variation index value of the determination value, which is set based on the variation index value of the noise mixed in the determination value, is defined as the second threshold value (Ithy).
The prohibition unit is described by the diagnostic unit when the variation index value of the sensor detection value is equal to or less than the first threshold value and the variation index value of the determination value is equal to or less than the second threshold value. The sensor abnormality diagnosis device according to any one of claims 1 to 12, which prohibits diagnosis of the target sensor.
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