JP6834544B2 - センサの異常診断装置 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (14)
- 所定の検出対象(21;21a,21b)の状態量を検出するセンサである対象センサ(60a;66等)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(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。 - 前記第2取得部(S10)は、前記別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。
- 前記システムは、前記対象センサとは別のセンサであってかつ前記検出対象の状態量と相関を有する状態量を検出するセンサである相関センサ(65等)を備え、
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。 - 前記第2取得部(S20)は、前記対象センサの検出対象と同じ検出対象の状態量を前記相関値(ILest)として推定し、推定した前記相関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。
- 前記システムは、電源(10)から入力される電圧を昇圧して出力する昇圧コンバータ(20)を備え、
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。 - 前記第2取得部は、前記電圧検出値と、前記電圧検出値の微分値とに基づいて、前記相関値を推定する請求項5に記載のセンサの異常診断装置。
- 前記第2取得部は、前記リアクトルに流れる電流値(ILest)及び前記昇圧コンバータの出力電流値(Imest)を入力とし、前記昇圧コンバータの出力電圧値(Vcal)を出力とするモデルであって、前記出力電圧値が前記平滑コンデンサの蓄積電荷量の変化に依存するように構成されたコンバータモデルに基づいて、前記相関値を推定する請求項6に記載のセンサの異常診断装置。
- 前記第2取得部は、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相関値を推定する請求項7に記載のセンサの異常診断装置。
- 前記第2取得部は、
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。 - 前記第2取得部は、前記検出対象の状態量と相関を有する状態量を前記相関値(ILest1,ILest2)として推定し、推定した前記相関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。
- 前記第1取得部は、複数の前記センサ検出値を取得し、
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。 - 前記第1取得部は、複数の前記センサ検出値を取得し、
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。 - 前記指標値算出部は、前記センサ検出値の前記ばらつき指標値(σx)と、前記判定値の前記ばらつき指標値(σy)とを算出し、
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。 - 前記ばらつき指標値は、標準偏差又は分散である請求項1〜13のいずれか1項に記載のセンサの異常診断装置。
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