JP6338738B1 - 回転角センサ情報の異常診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気角速度の異常診断手段の構成ブロックを最小限とし、電気角速度の異常診断における処理負荷の増大を抑制することができる回転角センサ情報の異常診断装置を得ることを目的とする。【解決手段】回転角センサの出力情報に基づき、電気角速度およびこの電気角速度から導出された電気角を出力する第一の電気角検出手段と、前記回転角センサの出力情報に基づき、電気角を出力する第二の電気角検出手段と、前記第一の電気角検出手段の出力である電気角から電気角速度を演算する電気角速度演算手段と、前記第一、第二の電気角検出手段から出力された電気角を比較し、異常の有無を診断する電気角比較診断手段と、前記第一の電気角検出手段から出力された電気角速度と前記電気角速度演算手段の出力である電気角速度を比較し、異常の有無を診断する電気角速度比較診断手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
Description
この発明は、車両に搭載されるモータの制御に関するもので、特に、制御に用いられるインバータの回転角センサにおける出力情報の異常診断装置に関するものである。
従来、車載用モータの制御に用いられるインバータにおいては、モータの回転を制御するために、モータの回転を検出する回転角センサによる出力情報の異常を診断することが行われている。この種の異常診断装置としては、モータに連結された２つの電気角検出手段を設け、これらの電気角検出手段の電気角出力を比較することによって、出力情報の異常診断を行うように構成されている。（特許文献１参照）
上述の電気角の異常診断に加えて、所定時間での電気角変化量から演算して得られる電気角速度の出力情報を用いてモータの制御を行う場合、この電気角速度の出力情報の診断も必要となり、電気角速度の演算および異常診断のための手段を効率的に構成することが望まれる。
この発明は、上述のような課題に対応することを目的としたもので、電気角速度の異常診断手段の構成ブロックを最小限とし、電気角速度の異常診断における処理負荷の増大を抑制することを目的とする。
この発明は、上述のような課題に対応することを目的としたもので、電気角速度の異常診断手段の構成ブロックを最小限とし、電気角速度の異常診断における処理負荷の増大を抑制することを目的とする。
この発明の回転角センサ情報の異常診断装置は、モータ回転軸の回転位置を検出する回転角センサと、この回転角センサの出力情報に基づき、電気角速度およびこの電気角速度から導出された電気角を出力する第一の電気角検出手段と、前記回転角センサの出力情報に基づき、電気角を出力する第二の電気角検出手段と、前記第一の電気角検出手段の出力である電気角から電気角速度を演算する電気角速度演算手段と、前記第一、第二の電気角検出手段から出力された電気角を比較し、異常の有無を診断する電気角比較診断手段と、前記第一の電気角検出手段から出力された電気角速度と前記電気角速度演算手段の出力である電気角速度を比較し、異常の有無を診断する電気角速度比較診断手段とを備えたことを特徴とするものである。
この発明の回転角センサ情報の異常診断装置によれば、電気角速度の異常診断手段の構成ブロックを最小限とすることができ、電気角速度の異常診断における処理負荷の増大を抑制することが可能となる。
実施の形態１．
以下、この発明を実施の形態である図を参照して説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係る回転角センサ情報の異常診断装置を示すブロック図である。
図において、回転角センサ１は、図示しないモータの回転軸に連結された被検出素子に対向して配置され、モータ回転軸の回転位置を検出するもので、この出力情報は、制御用のインバータ２に供給される。
このインバータ２は、インターフェース回路３およびマイクロコンピュータ４により構成され、インターフェース回路３を介して供給された回転角センサ１の出力情報を演算し、異常の有無を判定する電気角診断部４０および電気角速度診断部５０を備えている。電気角診断部４０は、インターフェース回路３の出力信号に基づき、それぞれ第一、第二の電気角信号を出力する第一の電気角検出手段４１および第二の電気角検出手段４２と、第二の電気角検出手段４２の出力信号に基づき、回転角センサ１の異常を判定するセンサ情報診断手段４３と、第一の電気角検出手段４１および第二の電気角検出手段４２の出力信号（電気角）を比較して電気角情報の異常の有無を判定する電気角比較診断手段４４とを備えている。
以下、この発明を実施の形態である図を参照して説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係る回転角センサ情報の異常診断装置を示すブロック図である。
図において、回転角センサ１は、図示しないモータの回転軸に連結された被検出素子に対向して配置され、モータ回転軸の回転位置を検出するもので、この出力情報は、制御用のインバータ２に供給される。
このインバータ２は、インターフェース回路３およびマイクロコンピュータ４により構成され、インターフェース回路３を介して供給された回転角センサ１の出力情報を演算し、異常の有無を判定する電気角診断部４０および電気角速度診断部５０を備えている。電気角診断部４０は、インターフェース回路３の出力信号に基づき、それぞれ第一、第二の電気角信号を出力する第一の電気角検出手段４１および第二の電気角検出手段４２と、第二の電気角検出手段４２の出力信号に基づき、回転角センサ１の異常を判定するセンサ情報診断手段４３と、第一の電気角検出手段４１および第二の電気角検出手段４２の出力信号（電気角）を比較して電気角情報の異常の有無を判定する電気角比較診断手段４４とを備えている。
ここで、回転角センサ１としてレゾルバを使用し、この出力情報から電気角への変換を行う第一の電気角検出手段４１としてレゾルバ・デジタル・コンバータ（以下、ＲＤＣと称す）を、さらに、第二の電気角検出手段４２としてアナログ・デジタル・コンバータ（以下、ＡＤＣと称す）を使用している。
なお、第一の電気角検出手段４１および第二の電気角検出手段４２の両方にＲＤＣを使用すると、共通する異常モードを検出することができず、また、コストが増加してしまうため、主系の第一の電気角検出手段４１にＲＤＣを、診断用の第二の電気角検出手段４２にＡＤＣを採用している。また、ＡＤＣ４２は、センサ情報をデジタル値に変換する機能と、変換したデジタル値から電気角を算出する機能を有するものである。
なお、第一の電気角検出手段４１および第二の電気角検出手段４２の両方にＲＤＣを使用すると、共通する異常モードを検出することができず、また、コストが増加してしまうため、主系の第一の電気角検出手段４１にＲＤＣを、診断用の第二の電気角検出手段４２にＡＤＣを採用している。また、ＡＤＣ４２は、センサ情報をデジタル値に変換する機能と、変換したデジタル値から電気角を算出する機能を有するものである。
一方、電気角速度診断部５０は、ＲＤＣ４１の出力信号（電気角）に基づき、電気角速度を演算する電気角速度演算手段５１と、ＲＤＣ４１における電気角速度情報と電気角速度演算手段５１における電気角速度情報とを比較し、電気角速度演算手段５１から他の被制御装置に供給される電気角速度情報の異常の有無を診断する電気角速度比較診断手段５２とを備えている。
ここで、ＲＤＣ４１は、図２に示すように、電気角速度演算回路４１１と積分回路４１２とで構成されており、ＲＤＣ４１に入力された回転角センサ１の情報は、電気角速度演算回路４１１によって電気角速度に変換された後、積分回路４１２によって電気角に変換されるように構成されており、電気角速度演算回路４１１の出力信号（電気角速度）が電気角速度比較診断手段５２に供給されている。
ここで、ＲＤＣ４１は、図２に示すように、電気角速度演算回路４１１と積分回路４１２とで構成されており、ＲＤＣ４１に入力された回転角センサ１の情報は、電気角速度演算回路４１１によって電気角速度に変換された後、積分回路４１２によって電気角に変換されるように構成されており、電気角速度演算回路４１１の出力信号（電気角速度）が電気角速度比較診断手段５２に供給されている。
なお、電気角速度比較診断手段５２に供給される電気角速度信号は、ＲＤＣ４１からの電気角信号を電気角速度演算手段５１を介して変換したものを用い、ＡＤＣ４２の電気角信号を変換したものを用いないように構成されている。
また、センサ情報診断手段４３、電気角比較診断手段４４および電気角速度比較診断手段５２における異常は、診断対象の信号の値が自動車の運転者に危害を加える事象の原因となり得る場合と定義し、各診断手段４３、４４、５２は、診断対象に異常であると判定した場合、制御出力を発生し、運転者に危害を加える事象を回避するための制御動作を行うように構成されている。
また、センサ情報診断手段４３、電気角比較診断手段４４および電気角速度比較診断手段５２における異常は、診断対象の信号の値が自動車の運転者に危害を加える事象の原因となり得る場合と定義し、各診断手段４３、４４、５２は、診断対象に異常であると判定した場合、制御出力を発生し、運転者に危害を加える事象を回避するための制御動作を行うように構成されている。
次に、以上のような回転角センサ情報の異常診断装置の動作について説明する。
モータが回転すると、このモータの回転軸に連結された被検出素子に対向して配置された回転角センサ１から出力が発生し、この出力信号は、インターフェース回路３を介してＲＤＣ４１およびＡＤＣ４２に供給される。ＡＤＣ４２に供給された出力信号は、デジタル信号に変換され、次段のセンサ情報診断手段４３および電気角比較診断手段４４に供給される。
ここで、センサ情報診断手段４３は、入力された信号が許容値を越えている場合、回転角センサ１が異常であるとする診断結果を出力する。
モータが回転すると、このモータの回転軸に連結された被検出素子に対向して配置された回転角センサ１から出力が発生し、この出力信号は、インターフェース回路３を介してＲＤＣ４１およびＡＤＣ４２に供給される。ＡＤＣ４２に供給された出力信号は、デジタル信号に変換され、次段のセンサ情報診断手段４３および電気角比較診断手段４４に供給される。
ここで、センサ情報診断手段４３は、入力された信号が許容値を越えている場合、回転角センサ１が異常であるとする診断結果を出力する。
また、ＲＤＣ４１に供給された入力信号は、信号処理された後、電気角比較診断手段４４に供給され、この電気角比較診断手段４４においてＡＤＣ４２から供給された出力信号と比較される。電気角比較診断手段４４は、ＲＤＣ４１およびＡＤＣ４２からの信号を比較した結果、両者に許容値以上の差が生じた場合、電気角信号に異常があるとする診断結果を出力する。
次に、ＲＤＣ４１の出力信号である電気角信号は、電気角速度演算手段５１を介して電気角速度信号に変換され、電気角速度比較診断手段５２に入力される。また、ＲＤＣ４１内における電気角速度演算回路４１１の出力信号である電気角速度信号が電気角速度比較診断手段５２に入力され、電気角速度演算手段５１による電気角速度信号と比較される。
ここで、電気角速度演算手段５１の出力信号ωは、任意の時間ｔ１，ｔ２における電気角信号θ１，θ２に対して次の式１により演算され、積分回路４１２の出力θ、角速度演算用の時間ｔの異常により演算結果に差異が生じることになる。
ω＝（θ２―θ１）／（ｔ２−ｔ１） …式１
したがって、電気角速度比較診断手段５２に入力される電気角速度信号は、図３に示すように、電気角速度演算回路４１１の出力信号である電気角速度信号に対し、電気角速度演算手段５１による電気角速度信号に異常が生じると、電気角速度演算回路４１１による電気角速度信号（正常時）と差異が生じることになり、電気角速度比較診断手段５２は、電気角速度演算手段５１を介して入力された電気角速度信号と電気角速度演算回路４１１による電気角速度信号を比較した結果、両者に許容値以上の差が生じた場合、電気角速度信号に異常があるとする診断結果を出力する。
この診断結果によって、電気角速度演算手段５１による電気角速度信号を他の装置の制御信号として使用することの可否を判断することが可能になる。
ここで、電気角速度演算手段５１の出力信号ωは、任意の時間ｔ１，ｔ２における電気角信号θ１，θ２に対して次の式１により演算され、積分回路４１２の出力θ、角速度演算用の時間ｔの異常により演算結果に差異が生じることになる。
ω＝（θ２―θ１）／（ｔ２−ｔ１） …式１
したがって、電気角速度比較診断手段５２に入力される電気角速度信号は、図３に示すように、電気角速度演算回路４１１の出力信号である電気角速度信号に対し、電気角速度演算手段５１による電気角速度信号に異常が生じると、電気角速度演算回路４１１による電気角速度信号（正常時）と差異が生じることになり、電気角速度比較診断手段５２は、電気角速度演算手段５１を介して入力された電気角速度信号と電気角速度演算回路４１１による電気角速度信号を比較した結果、両者に許容値以上の差が生じた場合、電気角速度信号に異常があるとする診断結果を出力する。
この診断結果によって、電気角速度演算手段５１による電気角速度信号を他の装置の制御信号として使用することの可否を判断することが可能になる。
以上のように、この実施の形態１によれば、回転角センサ１の異常、電気角信号の異常、電気角速度信号の異常を診断することが可能となり、しかも、電気角速度の異常診断手段の構成ブロックを最小限とし、電気角速度の異常診断における処理負荷の増大を抑制することができる。
なお、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜、変形、省略することが可能である。
１：回転角センサ（レゾルバ）、 ２：インバータ、 ３：インターフェース回路、
４：マイクロコンピュータ、 ４０：電気角診断部、
４１：第一の電気角検出手段（ＲＤＣ）、 ４２：第二の電気角検出手段（ＡＤＣ）、
４３：センサ情報診断手段、 ４４：電気角比較診断手段、
５０：電気角速度診断部、 ５１：電気角速度演算手段、
５２：電気角速度比較診断手段、 ４１１：電気角速度演算回路、
４１２：積分回路
４：マイクロコンピュータ、 ４０：電気角診断部、
４１：第一の電気角検出手段（ＲＤＣ）、 ４２：第二の電気角検出手段（ＡＤＣ）、
４３：センサ情報診断手段、 ４４：電気角比較診断手段、
５０：電気角速度診断部、 ５１：電気角速度演算手段、
５２：電気角速度比較診断手段、 ４１１：電気角速度演算回路、
４１２：積分回路
Claims (4)
- モータ回転軸の回転位置を検出する回転角センサと、この回転角センサの出力情報に基づき、電気角速度およびこの電気角速度から導出された電気角を出力する第一の電気角検出手段と、前記回転角センサの出力情報に基づき、電気角を出力する第二の電気角検出手段と、前記第一の電気角検出手段の出力である電気角から電気角速度を演算する電気角速度演算手段と、前記第一、第二の電気角検出手段から出力された電気角を比較し、異常の有無を診断する電気角比較診断手段と、前記第一の電気角検出手段から出力された電気角速度と前記電気角速度演算手段の出力である電気角速度を比較し、異常の有無を診断する電気角速度比較診断手段とを備えたことを特徴とする回転角センサ情報の異常診断装置。
- 前記第一の電気角検出手段は、レゾルバ・デジタル・コンバータであることを特徴とする請求項１記載の回転角センサ情報の異常診断装置。
- 前記第二の電気角検出手段は、アナログ・デジタル・コンバータであることを特徴とする請求項１または２記載の回転角センサ情報の異常診断装置。
- 前記アナログ・デジタル・コンバータの出力が許容値を越えた場合、前記回転角センサが異常であるとする診断結果を出力するセンサ情報診断手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の回転角センサ情報の異常診断装置。
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| CN115667852A (zh) * | 2020-05-28 | 2023-01-31 | 日产自动车株式会社 | 监视控制装置及监视控制方法 |
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