JP6451533B2 - Current sensor abnormality diagnosis device - Google Patents

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Description

本発明は、電流センサの異常を診断する電流センサ異常診断装置に関する。   The present invention relates to a current sensor abnormality diagnosis device that diagnoses abnormality of a current sensor.

従来、同一の電流経路に流れる電流を検出する複数の電流センサの出力を比較し、出力偏差に基づいて、電流センサの異常を診断する装置が知られている。例えば特許文献1に開示された構成では、ハイブリッド自動車のモータジェネレータ(交流モータ)を駆動制御するインバータ装置において、三相のうち二相の相電流を検出する電流センサが一相につき二つずつ設けられている。そして、二つの電流センサの出力偏差が所定の異常判定値を超えたとき、電流センサの異常と判定される。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an apparatus that compares outputs of a plurality of current sensors that detect currents flowing in the same current path and diagnoses an abnormality of the current sensor based on an output deviation. For example, in the configuration disclosed in Patent Document 1, in an inverter device that drives and controls a motor generator (AC motor) of a hybrid vehicle, two current sensors that detect a phase current of two phases out of three phases are provided for each phase. It has been. When the output deviation between the two current sensors exceeds a predetermined abnormality determination value, it is determined that the current sensor is abnormal.

特開2005−160136号公報JP 2005-160136 A

特許文献1の電流センサ異常検出ルーチンは、モータジェネレータの駆動中、常に実施される。ところで、一般に電流センサの出力特性、すなわち、真の電流値に対するセンサ出力のオフセット及びゲイン特性は、温度変化等の外乱による影響を受ける。以下、外乱の例を温度変化として述べる。
同一の電流経路に流れる電流を検出する二つの電流センサの出力は、個体毎の製品ばらつきに加え、環境温度が変化したときの各センサの温度特性のばらつきによって異なる。そのため、通電中の温度変化を考慮せずに異常判定値を設定すると、温度特性によって生じる出力偏差によって、電流センサが正常であるにもかかわらず異常であると誤判定される場合がある。しかし、誤判定を防ぐために異常判定値を過大に設定すると、実際の異常時における異常検出性能が低下するという問題がある。
The current sensor abnormality detection routine of Patent Document 1 is always executed while the motor generator is being driven. By the way, in general, the output characteristics of the current sensor, that is, the offset and gain characteristics of the sensor output with respect to the true current value are affected by disturbances such as temperature changes. Hereinafter, examples of disturbance will be described as temperature changes.
The outputs of the two current sensors that detect the current flowing in the same current path differ depending on the variation in the temperature characteristics of each sensor when the environmental temperature changes, in addition to the variation in the product for each individual. For this reason, if an abnormality determination value is set without taking into account temperature changes during energization, an output deviation caused by temperature characteristics may be erroneously determined to be abnormal although the current sensor is normal. However, if the abnormality determination value is set excessively in order to prevent erroneous determination, there is a problem that the abnormality detection performance at the time of actual abnormality deteriorates.

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、温度変化等の影響による誤判定を防止しつつ、異常検出性能を向上させる電流センサ異常診断装置を提供することにある。   The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a current sensor abnormality diagnosis device that improves abnormality detection performance while preventing erroneous determination due to the influence of a temperature change or the like. It is in.

本発明は、同一の電流経路に流れる電流を検出する複数の電流センサの出力を比較し、出力偏差に基づいて、複数の電流センサの異常を診断する電流センサ異常診断装置に係る発明である。この電流センサ異常診断装置は、学習指令部、電流補正部、異常判定部、及び診断実施許可部を備える。   The present invention relates to a current sensor abnormality diagnosis device that compares outputs of a plurality of current sensors that detect currents flowing in the same current path and diagnoses abnormality of the plurality of current sensors based on an output deviation. The current sensor abnormality diagnosis device includes a learning command unit, a current correction unit, an abnormality determination unit, and a diagnosis execution permission unit.

学習指令部は、学習基準時における複数の電流センサの出力偏差を0にするように複数の電流センサの出力をオフセット補正する「基準出力学習」の実施を指令する。
電流補正部は、基準出力学習以後、基準出力学習での補正に準じて複数の電流センサの出力をオフセット補正した補正出力を出力する。
異常判定部は、複数の電流センサの補正出力同士の偏差である補正出力偏差に基づき、複数の電流センサの異常診断を実施する。
診断実施許可部は、基準出力学習の完了時から所定時間が経過するまでの診断許可期間に、異常判定部による異常診断の実施を許可する。
The learning command unit instructs the execution of “reference output learning” for offset correction of the outputs of the plurality of current sensors so that the output deviations of the plurality of current sensors at the time of learning reference are zero.
After the reference output learning, the current correction unit outputs a correction output in which the outputs of the plurality of current sensors are offset-corrected according to the correction in the reference output learning.
The abnormality determination unit performs abnormality diagnosis of the plurality of current sensors based on a correction output deviation that is a deviation between the correction outputs of the plurality of current sensors.
The diagnosis execution permission unit permits the abnormality determination unit to perform abnormality diagnosis during a diagnosis permission period from when the reference output learning is completed until a predetermined time elapses.

本発明では、まず、学習指令部の指令により基準出力学習が実施され、学習基準時における複数の電流センサの出力偏差を0にするようにオフセット補正される。これにより、複数の電流センサのオフセット特性及びゲイン特性の公差のうち、オフセット公差を無くすことができる。なお、「出力偏差を0にする」の「0」は、厳密な0に限らず、装置の分解能等を考慮して実質的に0とみなされる範囲の値を意味する。   In the present invention, first, reference output learning is performed according to a command from the learning command unit, and offset correction is performed so that the output deviations of a plurality of current sensors at the time of learning reference are zero. Thereby, offset tolerance can be eliminated among tolerances of offset characteristics and gain characteristics of a plurality of current sensors. Note that “0” in “set the output deviation to 0” is not limited to strict 0, but means a value in a range substantially regarded as 0 in consideration of the resolution of the apparatus.

また、診断実施許可部は、基準出力学習後の補正出力偏差が比較的小さい範囲に収まっている診断許可期間にのみ異常診断の実施を許可するため、異常診断時における温度特性のゲイン特性公差を微小範囲に抑制することができる。
これにより、異常診断時における電流センサ出力特性の公差の要因を、製品ばらつきによるゲイン特性公差のみとすることができる。したがって、誤判定を防ぐための異常判定値を可及的に小さく設定することができる。よって、実際の電流センサの異常を早期に確実に検出することが可能となり、異常検出性能を向上させることができる。
In addition, the diagnosis execution permission unit permits the execution of the abnormality diagnosis only during the diagnosis permission period in which the corrected output deviation after the reference output learning is within a relatively small range. It can be suppressed to a minute range.
Thereby, the cause of the tolerance of the current sensor output characteristic at the time of abnormality diagnosis can be only the gain characteristic tolerance due to the product variation. Therefore, the abnormality determination value for preventing erroneous determination can be set as small as possible. Therefore, it is possible to reliably detect an abnormality of the actual current sensor at an early stage, and it is possible to improve the abnormality detection performance.

本発明の一実施形態による電流センサ異常診断装置が適用されるハイブリッド自動車のモータ駆動システムの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a motor drive system of a hybrid vehicle to which a current sensor abnormality diagnosis device according to an embodiment of the present invention is applied. (a)基準出力学習を実施しない構成、(b)基準出力学習を実施する構成での二つの電流センサの出力偏差の変化を説明する図。The figure explaining the change of the output deviation of two current sensors in the structure which does not implement (a) reference | standard output learning, and (b) reference | standard output learning. 本発明の一実施形態による電流センサ異常診断装置の制御ブロック図。The control block diagram of the current sensor abnormality diagnostic apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による電流センサ異常診断のタイムチャート。The time chart of the current sensor abnormality diagnosis by one Embodiment of this invention. 比較例の電流センサ異常診断のタイムチャート。The time chart of the current sensor abnormality diagnosis of a comparative example. 本発明の一実施形態による電流センサ異常診断のフローチャート。The flowchart of the current sensor abnormality diagnosis by one Embodiment of this invention. 基準出力学習を実施しない場合の電流センサ出力の公差を説明する図。The figure explaining the tolerance of the current sensor output when not performing reference output learning. 基準出力学習を実施し、且つ診断許可期間を設定した場合の電流センサ出力の公差を説明する図。The figure explaining the tolerance of the current sensor output at the time of performing reference output learning and setting a diagnosis permission period.

以下、本発明の電流センサ異常診断装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の電流センサ異常診断装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源であるモータジェネレータを駆動するシステムにおいて、インバータからモータジェネレータへの電流経路に流れる相電流を検出する電流センサの異常を検出する装置である。以下の明細書中、モータジェネレータを「交流モータ」、又は、単に「モータ」という。   Hereinafter, an embodiment of a current sensor abnormality diagnosis device of the present invention will be described with reference to the drawings. The current sensor abnormality diagnosis device of this embodiment detects an abnormality of a current sensor that detects a phase current flowing in a current path from an inverter to a motor generator in a system that drives a motor generator that is a power source of a hybrid vehicle or an electric vehicle. It is a device to do. In the following specification, the motor generator is referred to as “AC motor” or simply “motor”.

(一実施形態)
まず、モータ駆動システム全体の構成について、図1を参照して説明する。ハイブリッド自動車100に搭載されたモータ駆動システム90は、バッテリ20の直流電力をインバータ30で三相交流電力に変換して「負荷」としての交流モータ80(図中「MG」)に供給し、交流モータ80を駆動するシステムである。
バッテリ20は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の充放電可能な二次電池である。なお、電池に代えて、電気二重層キャパシタ等を直流電源として用いてもよい。
平滑コンデンサ25は、インバータ入力電圧を平滑化する。
(One embodiment)
First, the configuration of the entire motor drive system will be described with reference to FIG. The motor drive system 90 mounted on the hybrid vehicle 100 converts the DC power of the battery 20 into three-phase AC power by the inverter 30 and supplies it to an AC motor 80 (“MG” in the figure) as a “load”. This is a system for driving the motor 80.
The battery 20 is a chargeable / dischargeable secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. Instead of the battery, an electric double layer capacitor or the like may be used as a DC power source.
The smoothing capacitor 25 smoothes the inverter input voltage.

インバータ30は、上下アームの6つのスイッチング素子31〜36がブリッジ接続されている。詳しくは、スイッチング素子31、32、33は、それぞれU相、V相、W相の上アームのスイッチング素子であり、スイッチング素子34、35、36は、それぞれU相、V相、W相の下アームのスイッチング素子である。スイッチング素子31〜36は、例えばIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)で構成され、低電位側から高電位側へ向かう電流を許容する還流ダイオードが並列に接続されている。   In the inverter 30, six switching elements 31 to 36 of upper and lower arms are bridge-connected. Specifically, the switching elements 31, 32, and 33 are upper-arm switching elements of the U phase, the V phase, and the W phase, respectively, and the switching elements 34, 35, and 36 are below the U phase, the V phase, and the W phase, respectively. This is an arm switching element. The switching elements 31 to 36 are made of, for example, an IGBT (insulated gate bipolar transistor), and are connected in parallel with freewheeling diodes that allow a current from the low potential side to the high potential side.

インバータ30は、PWM制御等により、駆動回路40からの駆動信号UU、VU、WU、UL、VL、WLに従ってスイッチング素子31〜36がスイッチング動作することで直流電力を三相交流電力に変換する。
なお、他の実施形態のモータ駆動システムでは、バッテリ20の直流電圧を昇圧する昇圧コンバータを備え、昇圧後電圧がインバータ30に入力されてもよい。
The inverter 30 converts DC power into three-phase AC power by switching operations of the switching elements 31 to 36 according to drive signals UU, VU, WU, UL, VL, WL from the drive circuit 40 by PWM control or the like.
Note that the motor drive system according to another embodiment may include a boost converter that boosts the DC voltage of the battery 20, and the boosted voltage may be input to the inverter 30.

モータ80は、例えば永久磁石式同期型の三相交流電動機である。本実施形態では、モータ80は、エンジン91を備えたハイブリッド自動車100に搭載される。モータ80は、ハイブリッド自動車100の駆動輪95を駆動するトルクを発生する電動機としての機能、及び、エンジン91や駆動輪95から伝達されるトルクを発電によってエネルギー回収する発電機としての機能を兼ね備える「モータジェネレータ」として機能する。
モータ80は、例えば変速機等のギア93を介して車軸94に接続されている。モータ80が発生したトルクは、ギア93を介して車軸94を回転させることにより駆動輪95を駆動する。図1には、一つのモータ80を備えたシステム構成を例示しているが、本実施形態は、二つ以上のモータジェネレータを備えたシステムにも同様に適用可能である。
The motor 80 is, for example, a permanent magnet type synchronous three-phase AC motor. In the present embodiment, the motor 80 is mounted on the hybrid vehicle 100 including the engine 91. The motor 80 has a function as an electric motor that generates torque for driving the driving wheels 95 of the hybrid vehicle 100 and a function as a generator that recovers energy by generating electric power transmitted from the engine 91 and the driving wheels 95. It functions as a “motor generator”.
The motor 80 is connected to the axle 94 via a gear 93 such as a transmission. The torque generated by the motor 80 drives the driving wheel 95 by rotating the axle 94 via the gear 93. Although FIG. 1 illustrates a system configuration including one motor 80, the present embodiment can be similarly applied to a system including two or more motor generators.

モータ80のステータには、U相巻線81、V相巻線82、W相巻線83が巻回されている。三相のうち二相の巻線には、制御用電流センサが設けられる。図1の例では、V相巻線82及びW相巻線83に、それぞれ、相電流Iv、Iwを検出し、MG−ECU50のフィードバック(図中、「F/B」)制御部55に出力する制御用電流センサ71、73が設けられている。
回転角センサ85は、例えばレゾルバであり、ロータの電気角θを検出する。
A U-phase winding 81, a V-phase winding 82, and a W-phase winding 83 are wound around the stator of the motor 80. A control current sensor is provided in the two-phase winding of the three phases. In the example of FIG. 1, phase currents Iv and Iw are detected in the V-phase winding 82 and the W-phase winding 83, respectively, and output to the feedback (“F / B” in the figure) control unit 55 of the MG-ECU 50. Control current sensors 71 and 73 are provided.
The rotation angle sensor 85 is a resolver, for example, and detects the electrical angle θ of the rotor.

HV−ECU10は、アクセル信号、ブレーキ信号、シフト信号、車速信号等の信号や他のECUからの情報が入力され、取得した情報に基づいて車両の運転状態を総合的に判断し、車両の駆動を制御する。他のECUには、モータ80を制御するMG−ECU50の他、バッテリ20を制御するバッテリECUや、エンジン91を制御するエンジンECU等が含まれる。図1では、バッテリECU、エンジンECU等の図示を省略する。   The HV-ECU 10 receives signals such as an accelerator signal, a brake signal, a shift signal, and a vehicle speed signal and information from other ECUs, comprehensively determines the driving state of the vehicle based on the acquired information, and drives the vehicle. To control. Other ECUs include a battery ECU that controls the battery 20, an engine ECU that controls the engine 91, and the like, in addition to the MG-ECU 50 that controls the motor 80. In FIG. 1, illustration of a battery ECU, an engine ECU, and the like is omitted.

各ECUは、マイコン等により構成され、図示しないCPU、ROM、I/O、及び、これらの構成を接続するバスライン等を内部に備えている。各ECUは、予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。   Each ECU is configured by a microcomputer or the like, and includes a CPU, a ROM, an I / O (not shown), a bus line that connects these configurations, and the like. Each ECU executes control by software processing by executing a program stored in advance by the CPU or hardware processing by a dedicated electronic circuit.

本実施形態のMG−ECU50は、フィードバック制御部55及び電流センサ異常診断装置60を含む。
フィードバック制御部55は、HV−ECU10からのトルク指令trq*、制御用電流センサ71、73からの相電流Iv、Iw、回転角センサ85からの電気角θ等の情報が入力される。相電流について、フィードバック制御部55は、他の一相(この例ではU相)の電流をキルヒホッフの法則により算出し、例えばベクトル制御により、電気角θを用いて三相電流をdq軸電流に変換する。そして、dq軸電流を電流指令に対して電流フィードバックしたり、或いは、dq軸電流から算出した推定トルクをトルク指令に対してトルクフィードバックしたりする。
The MG-ECU 50 of the present embodiment includes a feedback control unit 55 and a current sensor abnormality diagnosis device 60.
Feedback control unit 55 receives information such as torque command trq * from HV-ECU 10, phase currents Iv and Iw from control current sensors 71 and 73, and electrical angle θ from rotation angle sensor 85. For the phase current, the feedback control unit 55 calculates the current of the other one phase (in this example, the U phase) according to Kirchhoff's law, and converts the three-phase current to the dq axis current using the electrical angle θ, for example, by vector control. Convert. The dq axis current is fed back to the current command, or the estimated torque calculated from the dq axis current is torque fed back to the torque command.

こうしてフィードバック制御部55は、モータ80に通電する電圧指令を演算し、駆動回路40に出力する。駆動回路40は、電圧指令に基づいて駆動信号UU、VU、WU、UL、VL、WLを生成し、インバータ30を駆動する。インバータ30から電力が供給されることにより、モータ80は、トルク指令trq*に応じたトルクを出力する。 Thus, the feedback control unit 55 calculates a voltage command for energizing the motor 80 and outputs it to the drive circuit 40. The drive circuit 40 generates drive signals UU, VU, WU, UL, VL, WL based on the voltage command, and drives the inverter 30. When electric power is supplied from the inverter 30, the motor 80 outputs a torque corresponding to the torque command trq * .

このように、MG−ECU50がモータ80の駆動を適切に制御するためには、相電流等の制御情報を正確に取得することが重要である。そこで、制御用電流センサ71、73が故障した場合、異常を早期に確実に検知する必要がある。
そこで、このモータ駆動システム90には、制御用電流センサ71、73の異常を監視する監視用電流センサ72、74がV相巻線82及びW相巻線83に設けられている。
Thus, in order for the MG-ECU 50 to appropriately control the driving of the motor 80, it is important to accurately acquire control information such as phase current. Therefore, when the control current sensors 71 and 73 fail, it is necessary to reliably detect the abnormality early.
Therefore, in this motor drive system 90, monitoring current sensors 72 and 74 for monitoring abnormality of the control current sensors 71 and 73 are provided in the V-phase winding 82 and the W-phase winding 83.

V相の制御用電流センサ71及び監視用電流センサ72は、同一の電流経路であるV相巻線82を流れるV相電流を検出して出力する。W相の制御用電流センサ73及び監視用電流センサ74は、同一の電流経路であるW相巻線83を流れるW相電流を検出して出力する。図1では、制御用電流センサ71、73のセンサ出力をIva、Iwaと記し、監視用電流センサ72、74のセンサ出力をIvb、Iwbと記す。   The V-phase control current sensor 71 and the monitoring current sensor 72 detect and output the V-phase current flowing through the V-phase winding 82 that is the same current path. The W-phase control current sensor 73 and the monitoring current sensor 74 detect and output the W-phase current flowing through the W-phase winding 83 which is the same current path. In FIG. 1, the sensor outputs of the control current sensors 71 and 73 are denoted as Iva and Iwa, and the sensor outputs of the monitoring current sensors 72 and 74 are denoted as Ivb and Iwb.

V相電流を検出する二つの電流センサ71、72、及び、W相電流を検出して出力する二つの電流センサ73、74は、特許請求の範囲に記載の「複数の電流センサ」に相当する。特許請求の範囲では、「複数の電流センサ」の参照符号として、対応する二つの電流センサ71、72を「71/72」、電流センサ73、74を「73/74」というように記載する。
ここで、「制御用」又は「監視用」の電流センサという用語は、あくまで一例の名称に過ぎない。実施例によっては、制御用と監視用の電流センサとが随時入れ替わってもよいし、全ての電流センサが制御用と監視用とを兼ねるようにしてもよい。
The two current sensors 71 and 72 for detecting the V-phase current and the two current sensors 73 and 74 for detecting and outputting the W-phase current correspond to “a plurality of current sensors” recited in the claims. . In the appended claims, the two corresponding current sensors 71 and 72 are described as “71/72” and the current sensors 73 and 74 are described as “73/74” as reference numerals of “a plurality of current sensors”.
Here, the term “control” or “monitoring” current sensor is merely an example name. Depending on the embodiment, the current sensor for control and the current sensor for monitoring may be switched at any time, or all the current sensors may be used for both control and monitoring.

電流センサ異常診断装置60は、V相、W相の各相について、制御用電流センサ71、73のセンサ出力Iva、Iwa、及び、監視用電流センサ72、74のセンサ出力Ivb、Iwbを取得して比較する。そして、それらの出力偏差に基づいて、電流センサ71〜74の異常を診断する。詳しくは、出力偏差が所定の偏差閾値を超えたとき異常であると仮判定し、出力偏差が所定の偏差閾値を超えた時間の累積値が規定時間に達したとき、いずれかの電流センサが異常であると判定する。
また、本実施形態では、電流センサ異常診断装置60は、モータ80の通電状態を判断するため、トルク指令trq*を取得する。
The current sensor abnormality diagnosis device 60 acquires the sensor outputs Iva and Iwa of the control current sensors 71 and 73 and the sensor outputs Ivb and Iwb of the monitoring current sensors 72 and 74 for each of the V phase and the W phase. Compare. And based on those output deviations, the abnormality of the current sensors 71-74 is diagnosed. Specifically, when the output deviation exceeds a predetermined deviation threshold, it is temporarily determined that the output deviation is abnormal, and when the accumulated value of the time when the output deviation exceeds the predetermined deviation threshold reaches a specified time, one of the current sensors is Judged to be abnormal.
In the present embodiment, the current sensor abnormality diagnosis device 60 acquires the torque command trq * in order to determine the energization state of the motor 80.

さらに電流センサ異常診断装置60は、電流センサ71〜74の温度として参照可能な参照温度Temp_cfを取得してもよい。例えば図1に示すように、電流センサ71〜74の付近に搭載された熱電対やサーミスタ等の専用の温度センサ77で検出した環境温度を参照温度Temp_cfとしてもよい。或いは、他のECU等が検出したシステム周辺の冷却媒体の温度やシステムの雰囲気温度を電流センサ71〜74の参照温度Temp_cfとして援用してもよい。
なお、本実施形態の電流センサ異常診断装置60は、参照温度Temp_cfを取得し
て電流センサ71〜74の温度変化の状況を把握するのみであり、診断用の情報としては用いない。
Furthermore, the current sensor abnormality diagnosis device 60 may acquire a reference temperature Temp_cf that can be referred to as the temperature of the current sensors 71 to 74. For example, as shown in FIG. 1, the ambient temperature detected by a dedicated temperature sensor 77 such as a thermocouple or thermistor mounted near the current sensors 71 to 74 may be used as the reference temperature Temp_cf. Alternatively, the temperature of the cooling medium around the system and the ambient temperature of the system detected by another ECU or the like may be used as the reference temperature Temp_cf of the current sensors 71 to 74.
The current sensor abnormality diagnosis device 60 of the present embodiment only acquires the reference temperature Temp_cf and grasps the temperature change state of the current sensors 71 to 74, and does not use it as information for diagnosis.

次に、同一電流経路に流れる電流を検出する二つの電流センサの出力偏差に基づいて、電流センサの異常を診断する装置の課題について、図2を参照して説明する。以下の説明では、制御用電流センサと監視用電流センサとを区別せず、また、V相電流及びW相電流に対して共通に、同一の電流経路に流れる電流を検出する二つの電流センサの出力を第1電流センサ出力Io1及び第2電流センサ出力Io2と表す。図2では、検出対象の電流が振幅Aの正弦波交流電流である例を想定し、第1電流センサ出力Io1を実線で示し、第2電流センサ出力Io2を破線で示す。   Next, the problem of the apparatus for diagnosing abnormality of the current sensor based on the output deviation of the two current sensors that detect the current flowing in the same current path will be described with reference to FIG. In the following description, the control current sensor and the monitoring current sensor are not distinguished from each other, and two current sensors that detect the current flowing in the same current path are commonly used for the V-phase current and the W-phase current. The outputs are represented as a first current sensor output Io1 and a second current sensor output Io2. In FIG. 2, assuming that the current to be detected is a sinusoidal alternating current having an amplitude A, the first current sensor output Io1 is indicated by a solid line, and the second current sensor output Io2 is indicated by a broken line.

まず、基準出力学習を実施しない構成での出力偏差の変化を図2(a)に示す。
図2(a)にて、初期t0には二つの電流センサ出力Io1、Io2は一致している。その後、通電中の時間経過に伴って環境温度が変化したとき、第1電流センサ出力Io1は温度変化の影響を受けやすく、第2電流センサの出力Io2は温度変化の影響を受けにくい、というように温度特性のばらつきがあると仮定する。
First, FIG. 2A shows a change in output deviation in a configuration in which the reference output learning is not performed.
In FIG. 2A, the two current sensor outputs Io1 and Io2 coincide with each other at the initial t0. Thereafter, when the environmental temperature changes with the passage of time during energization, the first current sensor output Io1 is easily affected by the temperature change, and the output Io2 of the second current sensor is not easily affected by the temperature change. It is assumed that there is a variation in temperature characteristics.

以下、温度変化の例として、温度が次第に上昇する場合について記載する。また、温度上昇に連れて、センサ出力はプラス側にシフトすると仮定する。温度が次第に下降する場合や、温度とセンサ信号出力との相関が逆である場合でも技術的思想は全く同様である。
さらに、説明を簡単にするため、第2電流センサの出力Io2は温度変化の影響を全く受けないものとする。したがって、図2(a)に示すように、初期t0以後、第2電流センサ出力Io2は変化しない。一方、第1電流センサ出力Io1は、初期t0以後、振幅の中心B1が次第にプラス側にシフトする。
Hereinafter, as an example of the temperature change, a case where the temperature gradually increases will be described. Further, it is assumed that the sensor output shifts to the plus side as the temperature rises. The technical idea is the same even when the temperature gradually decreases or when the correlation between the temperature and the sensor signal output is reversed.
Furthermore, in order to simplify the explanation, it is assumed that the output Io2 of the second current sensor is not affected by the temperature change at all. Therefore, as shown in FIG. 2A, the second current sensor output Io2 does not change after the initial t0. On the other hand, in the first current sensor output Io1, the amplitude center B1 gradually shifts to the plus side after the initial t0.

この場合、二つの電流センサがいずれも正常であっても、センサ出力のずれ、すなわち出力偏差ΔIoは、参照温度Temp_cfの上昇に連れて次第に増加する。そのため、通電中の温度変化を考慮せずに異常判定値を設定すると、温度特性によって生じる出力偏差ΔIoに基づき、いずれかの電流センサが異常であると誤判定される場合がある。
そこで、誤判定を防ぐため、温度特性によって生じ得る最大の出力偏差ΔIoを考慮して、異常判定値を大きく設定する必要がある。しかし、異常判定値を過大に設定すると、実際の電流センサの異常の検出が遅れたり、異常を検出し損なったりするおそれがある。つまり、異常検出性能が低下することとなる。
In this case, even if both of the two current sensors are normal, the sensor output deviation, that is, the output deviation ΔIo gradually increases as the reference temperature Temp_cf increases. Therefore, if an abnormality determination value is set without considering the temperature change during energization, it may be erroneously determined that one of the current sensors is abnormal based on the output deviation ΔIo caused by the temperature characteristics.
Therefore, in order to prevent erroneous determination, it is necessary to set a large abnormality determination value in consideration of the maximum output deviation ΔIo that may occur due to temperature characteristics. However, if the abnormality determination value is set excessively, the detection of the actual current sensor abnormality may be delayed or the abnormality may not be detected. That is, the abnormality detection performance is degraded.

これに対し、基準出力学習を実施する構成での出力偏差の変化を図2(b)に示す。
図2(b)では、図2(a)と同様に、初期t0からの時間経過に伴って第1電流センサ出力Io1の振幅中心B1がプラス側にシフトし、出力偏差ΔIoが次第に増加する。その後、時刻L0〜L2において、出力偏差ΔIoを0にするように第1電流センサ出力Io1をオフセット補正する「基準出力学習」が実施される。基準出力学習の詳しいプロセスについては、後述する。この基準出力学習が実施されることによって、初期t0から増加した出力偏差ΔIoが一旦0にリセットされた後、新たに補正出力偏差ΔIcが増加し始める。
On the other hand, the change of the output deviation in the configuration for performing the reference output learning is shown in FIG.
In FIG. 2B, as in FIG. 2A, the amplitude center B1 of the first current sensor output Io1 shifts to the plus side with the lapse of time from the initial t0, and the output deviation ΔIo gradually increases. Thereafter, at time L0 to L2, “reference output learning” is performed to offset-correct the first current sensor output Io1 so that the output deviation ΔIo becomes zero. The detailed process of reference output learning will be described later. By performing this reference output learning, after the output deviation ΔIo increased from the initial t0 is once reset to 0, the corrected output deviation ΔIc starts to newly increase.

本実施形態は、図2(b)において、「基準出力学習の実施直後には、補正出力偏差ΔIcが比較的小さい範囲に収まっている」点に着目する。そして、補正出力偏差ΔIcが比較的小さい範囲でのみ異常診断を実施することにより、温度特性によって生じる誤判定を防ぎつつ、異常判定値を可及的に小さく設定することができる点に着目する。
この着眼点に基づき、本実施形態の電流センサ異常診断装置60は、異常判定値を小さく設定するための構成を備えることを特徴とする。
In the present embodiment, attention is paid to the point that “the corrected output deviation ΔIc is within a relatively small range immediately after the execution of the reference output learning” in FIG. Then, attention is paid to the fact that the abnormality determination value can be set as small as possible while preventing the erroneous determination caused by the temperature characteristic by performing the abnormality diagnosis only in the range where the corrected output deviation ΔIc is relatively small.
Based on this viewpoint, the current sensor abnormality diagnosis device 60 of the present embodiment is characterized by having a configuration for setting the abnormality determination value small.

次に、電流センサ異常診断装置60の構成を図3に示す。電流センサ異常診断装置60は、学習指令部61、電流補正部62、診断実施許可部63及び異常判定部66を含む。
まず、図3を参照して、各部の概略機能を簡単に説明する。
学習指令部61は、外部から入力されるモータ通電開始等の信号をトリガとして、後述する「基準出力学習」の実施を指令する。
Next, the configuration of the current sensor abnormality diagnosis device 60 is shown in FIG. The current sensor abnormality diagnosis device 60 includes a learning command unit 61, a current correction unit 62, a diagnosis execution permission unit 63, and an abnormality determination unit 66.
First, with reference to FIG. 3, the general function of each part will be briefly described.
The learning command unit 61 instructs execution of “reference output learning” to be described later using a signal such as a motor energization start input from the outside as a trigger.

電流補正部62は、二つの電流センサの出力Io1、Io2が入力される。そして、学習指令部61からの学習指令に基づき、基準出力学習の「反映」段階で、センサ出力偏差ΔIoを0とするように、電流センサの出力Io1、Io2をオフセット補正する。
また、基準出力学習以後、引き続き、基準出力学習の補正に準じて、電流センサの出力Io1、Io2をオフセット補正した補正出力Ic1、Ic2を出力する。
The current correction unit 62 receives the outputs Io1 and Io2 of the two current sensors. Based on the learning command from the learning command unit 61, the current sensor outputs Io1 and Io2 are offset-corrected so that the sensor output deviation ΔIo is set to 0 at the “reflection” stage of the reference output learning.
Further, after the reference output learning, the corrected outputs Ic1 and Ic2 obtained by offset-correcting the outputs Io1 and Io2 of the current sensor are output in accordance with the correction of the reference output learning.

診断実施許可部63は、HV−ECU10からトルク指令trq*を取得する。また、学習指令部61から学習完了タイミングを取得し、それらの情報に基づいて、異常診断の実施を許可する診断許可期間Pdを設定する。そして、異常判定部66に診断許可信号を送信する。 Diagnosis execution permission unit 63 acquires torque command trq * from HV-ECU 10. Further, the learning completion timing is acquired from the learning command unit 61, and the diagnosis permission period Pd for permitting the abnormality diagnosis is set based on the information. Then, a diagnosis permission signal is transmitted to the abnormality determination unit 66.

異常判定部66は、電流補正部62から補正出力Ic1、Ic2を取得し、補正出力Ic1、Ic2同士の偏差である補正出力偏差ΔIcを算出する。そして、診断実施許可部63から診断許可信号を受信している期間に、補正出力偏差ΔIcに基づき、二つの電流センサのいずれかが異常であることを判定し、ダイアグ信号を出力する。   The abnormality determination unit 66 acquires the correction outputs Ic1 and Ic2 from the current correction unit 62, and calculates a correction output deviation ΔIc that is a deviation between the correction outputs Ic1 and Ic2. Then, during a period in which the diagnosis permission signal is received from the diagnosis execution permission unit 63, it is determined that one of the two current sensors is abnormal based on the corrected output deviation ΔIc, and a diagnosis signal is output.

本実施形態による電流センサ異常診断について、図4のタイムチャート、及び、図5の比較例のタイムチャートを参照しつつ説明する。
図4及び図5では、図2(b)と同様に、実際には正常である二つの電流センサ出力の出力偏差ΔIoが、参照温度Temp_cfの変化(上昇)に伴って次第に増加する様子を示している。詳しくは、第1電流センサの出力Io1は、温度上昇と共にプラス側にシフトし、第2電流センサの出力Io2は温度によって変化しないものとする。
The current sensor abnormality diagnosis according to the present embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. 4 and the time chart of the comparative example of FIG.
4 and 5, like FIG. 2B, the output deviation ΔIo between the two current sensor outputs that are actually normal gradually increases as the reference temperature Temp_cf changes (rises). ing. Specifically, the output Io1 of the first current sensor shifts to the plus side as the temperature rises, and the output Io2 of the second current sensor does not change with temperature.

電流センサ異常診断装置60の学習指令部61は、モータ80を駆動中、基準出力学習の実施を指令する。ここで、「モータ駆動中」には、ハイブリッド自動車のレディオン時のようにモータ80の通電開始直後の状態を含む。例えば、モータ通電開始直後のイニシャルチェック(初期処理)の一環として基準出力学習を実施してもよい。或いは、シフトレンジをN(ニュートラル)レンジからD(ドライブ)レンジに変更した直後に基準出力学習を実施してもよい。
このような場合、図4及び図5における基準出力学習の直前の電流振幅は、0、又は0に近い波形であるのが正しい。ただし、図4及び図5では、基準出力学習直前の電流について、詳細を省略して簡易的に記す。
The learning command unit 61 of the current sensor abnormality diagnosis device 60 commands execution of reference output learning while the motor 80 is being driven. Here, “during motor driving” includes a state immediately after the start of energization of the motor 80, such as when the hybrid vehicle is ready. For example, the reference output learning may be performed as part of the initial check (initial process) immediately after the start of motor energization. Alternatively, the reference output learning may be performed immediately after the shift range is changed from the N (neutral) range to the D (drive) range.
In such a case, it is correct that the current amplitude immediately before the reference output learning in FIGS. 4 and 5 is a waveform of 0 or close to 0. However, in FIGS. 4 and 5, the current immediately before the reference output learning is simply described with the details omitted.

基準出力学習は、学習基準時L0から中間時L1までの「認識」段階と、中間時L1から完了時L2までの「反映」段階とを含む。認識段階では、学習基準時における二つの電流センサの出力偏差ΔIoが認識される。反映段階では、認識した出力偏差ΔIoを0にするように、電流補正部62が電流センサの出力をオフセット補正する。なお、「出力偏差ΔIoを0にする」の「0」は、厳密な0に限らず、装置の分解能等を考慮して実質的に0とみなされる範囲の値を意味する。   The reference output learning includes a “recognition” stage from the learning reference time L0 to the intermediate time L1, and a “reflection” stage from the intermediate time L1 to the completion time L2. In the recognition stage, the output deviation ΔIo of the two current sensors at the learning reference time is recognized. In the reflection stage, the current correction unit 62 offset corrects the output of the current sensor so that the recognized output deviation ΔIo is zero. Note that “0” in “set the output deviation ΔIo to 0” is not limited to strictly 0, but means a value in a range that is substantially regarded as 0 in consideration of the resolution of the apparatus.

図4、図5の例では、第1電流センサ出力Io1を第2電流センサ出力Io2に一致させるようにオフセット補正している。ただし他の実施例では、第1電流センサ出力Io1及び第2電流センサ出力Io2の両方を共通の基準値に一致させるようにオフセット補正してもよい。   In the examples of FIGS. 4 and 5, the offset correction is performed so that the first current sensor output Io1 matches the second current sensor output Io2. However, in another embodiment, offset correction may be performed so that both the first current sensor output Io1 and the second current sensor output Io2 coincide with a common reference value.

基準出力学習以後、電流補正部62は、基準出力学習での補正に準じて電流センサの出力をオフセット補正した補正出力Ic1、Ic2を出力する。図4、図5の例では、第2電流センサについては、補正前の出力Io2と同一の補正出力Ic2が出力される。他の実施例では、二つの電流センサについて、それぞれ、補正前の出力Io1、Io2をオフセットした補正出力Ic1、Ic2が出力されるようにしてもよい。
学習完了時L2において、補正出力Ic1、Ic2同士の偏差である補正出力偏差ΔIcは0である。その後、参照温度Temp_cfの変化(上昇)に伴い、補正出力偏差ΔIcは次第に増加する。
After the reference output learning, the current correction unit 62 outputs correction outputs Ic1 and Ic2 in which the output of the current sensor is offset-corrected according to the correction in the reference output learning. In the example of FIGS. 4 and 5, the second current sensor outputs a correction output Ic2 that is the same as the output Io2 before correction. In another embodiment, corrected outputs Ic1 and Ic2 obtained by offsetting the uncorrected outputs Io1 and Io2 may be output for the two current sensors, respectively.
At the time of learning completion L2, the correction output deviation ΔIc, which is the deviation between the correction outputs Ic1 and Ic2, is zero. Thereafter, the correction output deviation ΔIc gradually increases with a change (increase) in the reference temperature Temp_cf.

先に、図5を参照し、常時、異常診断を実施する比較例の動作を説明する。異常診断では、異常判定部は、補正出力偏差ΔIcが偏差閾値ΔIthを超えた時刻D1に異常であると仮判定し、偏差過大時間Texのカウントを開始する。そして、偏差過大時間Texが規定時間Tlimに達した時刻D2に、異常判定部66は、二つの電流センサのいずれかが異常であると確定し、電流センサが異常であることを示すダイアグ信号を出力する。   First, the operation of the comparative example in which abnormality diagnosis is always performed will be described with reference to FIG. In the abnormality diagnosis, the abnormality determination unit tentatively determines that there is an abnormality at time D1 when the corrected output deviation ΔIc exceeds the deviation threshold value ΔIth, and starts counting the deviation excessive time Tex. Then, at time D2 when the deviation excess time Tex reaches the specified time Tlim, the abnormality determination unit 66 determines that one of the two current sensors is abnormal, and displays a diagnostic signal indicating that the current sensor is abnormal. Output.

また、補正出力偏差ΔIcが偏差閾値ΔIthの上下を変動し、偏差過大時間Texが断続的に現れる場合には、偏差過大時間Texの累積値ΣTexが規定時間Tlimに達したとき、電流センサ異常のダイアグ信号が出力される。なお、瞬間的なノイズを排除する観点から、補正出力偏差ΔIcが所定時間以上連続して偏差閾値ΔIthを超えた時間のみをカウントするようにしてもよい。   Further, when the corrected output deviation ΔIc fluctuates above and below the deviation threshold value ΔIth and the deviation excessive time Tex appears intermittently, when the accumulated value ΣTex of the deviation excessive time Tex reaches the specified time Tlim, A diagnostic signal is output. From the viewpoint of eliminating instantaneous noise, only the time when the corrected output deviation ΔIc exceeds the deviation threshold value ΔIth continuously for a predetermined time or more may be counted.

このように、比較例では、二つの電流センサは、実際には正常であるにもかかわらず、温度特性の影響により異常であると誤判定される。そこで、誤判定を防止するために異常判定値である偏差閾値ΔIthを過大に設定すると、実際に電流センサが異常となったとき、検出が遅れたり、検出し損ねたりするおそれがある。すなわち、異常検出性能が低下することとなる。   As described above, in the comparative example, although the two current sensors are actually normal, they are erroneously determined to be abnormal due to the influence of the temperature characteristics. Therefore, if the deviation threshold value ΔIth, which is an abnormality determination value, is set excessively to prevent erroneous determination, detection may be delayed or missed when the current sensor actually becomes abnormal. That is, the abnormality detection performance is reduced.

続いて、図4を参照し、本実施形態による異常診断の動作を説明する。
本実施形態の診断実施許可部63は、基準出力学習の完了時L2から所定時間が経過するまでの診断許可期間Pdに、異常判定部66による異常診断の実施を許可する。診断許可期間Pdは、その期間に想定され得る最大の温度変化が電流センサの温度特性に影響を与えない程度となる時間に設定される。
Next, the operation of abnormality diagnosis according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The diagnosis execution permission unit 63 according to the present embodiment permits the abnormality determination unit 66 to perform abnormality diagnosis during the diagnosis permission period Pd until a predetermined time elapses after the completion of the reference output learning L2. The diagnosis permission period Pd is set to a time at which the maximum temperature change that can be assumed during the period does not affect the temperature characteristics of the current sensor.

ここで、図4の時間軸について注記すると、診断許可期間Pdの長さに対し正弦波電流の一周期の長さは、現実の長さに比べ数百〜数千倍以上に誇張して長く記載されている。つまり、現実には数〜数十msオーダーである正弦波電流の一周期の長さが、図示の都合上、例えば数〜数十sオーダーである診断許可期間Pdと同程度に記載されている。   Here, note about the time axis of FIG. 4. The length of one cycle of the sine wave current is exaggerated to be several hundred to several thousand times longer than the actual length with respect to the length of the diagnosis permission period Pd. Have been described. That is, in practice, the length of one cycle of the sine wave current that is on the order of several to several tens of ms is described to the same extent as the diagnosis permission period Pd that is on the order of several to several tens of seconds for convenience of illustration. .

異常判定部66は、診断実施許可部63から診断許可信号を受信している診断許可期間Pdにのみ、異常診断を実施する。そのため、仮に基準出力学習以後の温度上昇によって補正出力偏差ΔIcが増加しても、診断許可期間Pd内に偏差閾値ΔIthに到達する可能性はない。したがって、二つの電流センサが実際には正常であるにもかかわらず、異常であると誤判定されることが防止されるため、誤判定を防止するために偏差閾値ΔIthを過大に設定する必要がなくなる。よって、偏差閾値ΔIthを可及的に小さく設定することにより、異常検出性能を向上させることができる。   The abnormality determination unit 66 performs abnormality diagnosis only during the diagnosis permission period Pd in which the diagnosis permission signal is received from the diagnosis execution permission unit 63. Therefore, even if the corrected output deviation ΔIc increases due to the temperature rise after the reference output learning, there is no possibility of reaching the deviation threshold ΔIth within the diagnosis permission period Pd. Therefore, it is prevented that the two current sensors are actually normal but erroneously determined to be abnormal, and therefore it is necessary to set the deviation threshold ΔIth excessively in order to prevent erroneous determination. Disappear. Therefore, the abnormality detection performance can be improved by setting the deviation threshold ΔIth as small as possible.

次に図6のフローチャートを参照し、本実施形態による電流センサ異常診断処理について説明する。フローチャートの説明で、記号「S」はステップを意味する。
この説明では、同一の電流経路を流れる電流を検出する複数の電流センサを「V相の電流センサ71、72」として符号を記載する。
S1では、学習指令部61は、基準出力学習の実施を指令する。電流補正部62は、基準出力学習以後、基準出力学習での補正に準じて電流センサ71、72の出力をオフセット補正した補正出力Ic1、Ic2を出力する。
Next, the current sensor abnormality diagnosis process according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In the description of the flowchart, the symbol “S” means a step.
In this description, a plurality of current sensors that detect currents flowing through the same current path are described as “V-phase current sensors 71 and 72”.
In S1, the learning command unit 61 commands execution of reference output learning. After the reference output learning, the current correction unit 62 outputs correction outputs Ic1 and Ic2 obtained by offset correcting the outputs of the current sensors 71 and 72 in accordance with the correction in the reference output learning.

診断実施許可部63は、基準出力学習後、モータ80が駆動中か、また、トルク指令trq*が所定値以上であるか否か判断する(S2、S3)。モータ80が停止中には電流が0となり、異常診断不能となる。また、モータ80が駆動中であっても、トルク指令trq*が小さいほど、電流出力とノイズとのS/N比が小さく、ノイズの影響を受けやすくなる。そこで、モータ80が停止中(S2:NO)、又は、トルク指令trq*が所定値未満(S3:NO)の場合、S2の前に戻り、ステップを繰り返す。
ここで、トルク指令trq*は実トルクを反映するものであり、実トルクは、特許請求の範囲に記載の「負荷が生成する出力」に相当する。なお、モータ80にトルクセンサが設けられたシステムや、電流値等から推定トルクを演算するシステムでは、S3にて、トルク指令trq*に代え、検出トルクや推定トルクに基づいて判断してもよい。
After the reference output learning, the diagnosis execution permission unit 63 determines whether the motor 80 is being driven and whether the torque command trq * is equal to or greater than a predetermined value (S2, S3). While the motor 80 is stopped, the current becomes 0, and the abnormality diagnosis is impossible. Even when the motor 80 is being driven, the smaller the torque command trq * , the smaller the S / N ratio between the current output and the noise, and the more susceptible to noise. Therefore, when the motor 80 is stopped (S2: NO) or the torque command trq * is less than a predetermined value (S3: NO), the process returns to before S2 and the steps are repeated.
Here, the torque command trq * reflects the actual torque, and the actual torque corresponds to “output generated by the load” described in the claims. Note that in a system in which the motor 80 is provided with a torque sensor or a system that calculates estimated torque from a current value or the like, determination may be made based on detected torque or estimated torque instead of the torque command trq * in S3. .

また、診断実施許可部63は、基準出力学習の完了時L2から診断許可期間Pdのカウントを開始する。モータ80が駆動中(S2:YES)、且つ、トルク指令trq*が所定値以上(S3:YES)のとき、S4にて、診断実施許可部63は、現在、基準出力学習後所定時間以内であるか、すなわち診断許可期間Pd中であるか判断する。
現在、診断許可期間Pd中である場合(S4:YES)、異常判定部66は、電流センサ71、72の異常診断を実施する(S5)。現在、診断許可期間Pd中でない場合(S4:NO)、異常判定部66は、異常診断を実施しない(S6)。
The diagnosis execution permission unit 63 starts counting the diagnosis permission period Pd from the time L2 when the reference output learning is completed. When the motor 80 is being driven (S2: YES) and the torque command trq * is equal to or greater than a predetermined value (S3: YES), in S4, the diagnosis execution permission unit 63 is currently within a predetermined time after the reference output learning. It is determined whether it is present, that is, whether it is during the diagnosis permission period Pd.
If the diagnosis permission period Pd is currently in progress (S4: YES), the abnormality determination unit 66 performs abnormality diagnosis of the current sensors 71 and 72 (S5). If it is not currently in the diagnosis permission period Pd (S4: NO), the abnormality determination unit 66 does not perform abnormality diagnosis (S6).

異常診断では、異常判定部66は、二つの電流センサ71、72の補正出力偏差ΔIcと偏差閾値ΔIthとを比較し、補正出力偏差ΔIcが偏差閾値ΔIthを超えたとき(S7:YES)、異常であると仮判定し、補正出力偏差ΔIcが偏差閾値ΔIthを超えた時間を偏差過大時間Texとしてカウントする(S8)。
そして、偏差過大時間Texの累積値ΣTexが規定時間Tlimに達したとき、すなわち「ΣTex≧Tlim」となったとき(S9:YES)、異常判定部66は、二つの電流センサ71、72のいずれかが異常であると確定する(S10)。
In the abnormality diagnosis, the abnormality determination unit 66 compares the corrected output deviation ΔIc of the two current sensors 71 and 72 with the deviation threshold ΔIth, and when the corrected output deviation ΔIc exceeds the deviation threshold ΔIth (S7: YES) The time when the corrected output deviation ΔIc exceeds the deviation threshold value ΔIth is counted as the deviation excessive time Tex (S8).
When the accumulated value ΣTex of the deviation excessive time Tex reaches the specified time Tlim, that is, when “ΣTex ≧ Tlim” is satisfied (S9: YES), the abnormality determination unit 66 determines which of the two current sensors 71 and 72 Is determined to be abnormal (S10).

この場合、フェールセーフを優先する思想によれば、モータ80の駆動を全面的に中止(シャットダウン)してもよい。また、退避走行を優先する思想によれば、故障した電流センサを特定し、正常な電流センサによる検出値を用いてフィードバック制御を継続してもよい。或いは、V相について、二つの電流センサ71、72の検出値の平均値を用いる制御に切り替えてもよい。また、W相の電流センサ73、74が正常である場合、W相の電流検出値のみを用いる一相制御(特開2013−172591号公報等)に切り替えてもよい。   In this case, according to the idea of giving priority to fail safe, the driving of the motor 80 may be completely stopped (shut down). Further, according to the idea of prioritizing evacuation travel, a faulty current sensor may be identified and feedback control may be continued using a detection value from a normal current sensor. Or you may switch to the control which uses the average value of the detected value of the two current sensors 71 and 72 about V phase. In addition, when the W-phase current sensors 73 and 74 are normal, the control may be switched to one-phase control using only the W-phase current detection value (JP 2013-172591 A).

一方、診断許可期間Pd中に、補正出力偏差ΔIcが偏差閾値ΔIthを超えないとき(S7:NO)、又は、診断許可期間Pd中に、偏差過大時間の累積値ΣTexが規定時間Tlimに達しないとき(S9:NO)、異常判定部66は、二つの電流センサ71、72がいずれも正常であると判定する(S11)。そして、フィードバック制御部55において、制御用電流センサ71の検出値を用いたフィードバック制御が実施される。   On the other hand, when the corrected output deviation ΔIc does not exceed the deviation threshold ΔIth during the diagnosis permission period Pd (S7: NO) or during the diagnosis permission period Pd, the accumulated value ΣTex of the excessive deviation time does not reach the specified time Tlim. When (S9: NO), the abnormality determination unit 66 determines that both of the two current sensors 71 and 72 are normal (S11). In the feedback control unit 55, feedback control using the detection value of the control current sensor 71 is performed.

(効果)
(1)本実施形態の電流センサ異常診断装置60による第一の効果について、図7、図8を参照して説明する。
まず図7に、基準出力学習を実施しない場合の電流センサ出力の公差を示す。公差の要因は、主に製品ばらつきによるものと温度特性によるものとに分けられ、それぞれ、ゲイン特性公差及びオフセット公差が含まれる。製品ばらつきによるゲイン特性公差及びオフセット公差を「Gp、Bp」、温度特性のゲイン特性公差及びオフセット公差を「Gt、Bt」と表す。ここで、オフセット公差については、オフセットの頭文字「O」の誤読を避けるため、ベースシフトの意味で「B」を代用する。
(effect)
(1) The first effect of the current sensor abnormality diagnosis device 60 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
First, FIG. 7 shows the tolerance of the current sensor output when the reference output learning is not performed. Tolerance factors are mainly divided into those due to product variations and those due to temperature characteristics, and include gain characteristic tolerance and offset tolerance, respectively. The gain characteristic tolerance and offset tolerance due to product variation are represented as “Gp, Bp”, and the temperature characteristic gain characteristic tolerance and offset tolerance are represented as “Gt, Bt”. Here, regarding the offset tolerance, “B” is substituted for the meaning of base shift in order to avoid misreading the initial letter “O” of the offset.

図7(b)に示すように、ゲイン特性公差Gp、Gtは電流値に比例し、オフセット公差Bt、Bpは、電流値によらず一定である。これら4種類の公差の和が電流センサの全体の公差となる。したがって、正常な電流センサを異常と誤判定しないためには、異常判定値を最大電流値における公差の和よりも大きく設定する必要がある。   As shown in FIG. 7B, the gain characteristic tolerances Gp and Gt are proportional to the current value, and the offset tolerances Bt and Bp are constant regardless of the current value. The sum of these four types of tolerances is the overall tolerance of the current sensor. Therefore, in order not to erroneously determine that a normal current sensor is abnormal, it is necessary to set the abnormality determination value larger than the sum of tolerances in the maximum current value.

また、図7(a)に示すように、電流値に対する電流センサ出力特性について、公差を考慮した出力範囲は、理想特性に対しオフセット公差の和(Bp+Bt)、及び、ゲイン特性公差の和(Gp+Gt)を加減算した範囲となる。
仮に監視用電流センサ72、74の出力特性が理想特性に一致している場合、制御用電流センサ71、73と監視用電流センサ72、74との出力偏差ΔIoの範囲がこの公差範囲となる。
Further, as shown in FIG. 7A, for the current sensor output characteristics with respect to the current value, the output range in consideration of the tolerance is the sum of the offset tolerance (Bp + Bt) and the sum of the gain characteristics tolerance (Gp + Gt) with respect to the ideal characteristics. ) Is added and subtracted.
If the output characteristics of the monitoring current sensors 72 and 74 match the ideal characteristics, the range of the output deviation ΔIo between the control current sensors 71 and 73 and the monitoring current sensors 72 and 74 is the tolerance range.

次に、図8に、本実施形態により基準出力学習を実施し、且つ異常診断の診断許可期間Pdを設定した場合の電流センサ出力の公差を示す。ここでも、監視用電流センサ72、74の出力特性が理想特性に一致していると仮定し、制御用電流センサ71、73の公差範囲が出力偏差ΔIoの範囲に相当すると考える。
本実施形態では、基準出力学習を実施し、出力偏差ΔIoを0にするようにオフセット補正することで、オフセット公差Bt、Bpは0になる。また、異常判定部66は、基準出力学習後の補正出力偏差ΔIcが比較的小さい範囲に収まっている診断許可期間Pdにのみ異常診断の実施を許可するため、異常診断時における温度特性のゲイン特性公差Gtを微小範囲に抑制することができる。
Next, FIG. 8 shows the tolerance of the current sensor output when the reference output learning is performed according to this embodiment and the diagnosis permission period Pd for abnormality diagnosis is set. Again, assuming that the output characteristics of the monitoring current sensors 72 and 74 match the ideal characteristics, it is considered that the tolerance range of the control current sensors 71 and 73 corresponds to the range of the output deviation ΔIo.
In the present embodiment, the offset tolerances Bt and Bp become 0 by performing the reference output learning and performing the offset correction so that the output deviation ΔIo becomes 0. Further, since the abnormality determination unit 66 permits the abnormality diagnosis to be performed only during the diagnosis permission period Pd in which the corrected output deviation ΔIc after the reference output learning is within a relatively small range, the gain characteristic of the temperature characteristic at the time of abnormality diagnosis The tolerance Gt can be suppressed to a minute range.

その結果、図8(b)に示すように、ほぼ、製品ばらつきによるゲイン特性公差Gpのみが電流センサの公差として残る。したがって、図7に示す学習非実施の場合と比べ、誤判定を防ぐための異常判定値(偏差閾値ΔIth)を小さく設定することができる。
また、図8(a)に示すように、電流値に対する電流センサ出力特性について、公差を考慮した出力範囲は、理想特性に対し、製品ばらつきによるゲイン特性公差Gpのみを加減算した範囲となる。
As a result, as shown in FIG. 8B, only the gain characteristic tolerance Gp due to product variation remains as the tolerance of the current sensor. Therefore, the abnormality determination value (deviation threshold value ΔIth) for preventing erroneous determination can be set smaller than in the case of non-learning shown in FIG.
Further, as shown in FIG. 8A, with respect to the current sensor output characteristic with respect to the current value, the output range in consideration of the tolerance is a range obtained by adding / subtracting only the gain characteristic tolerance Gp due to product variation to the ideal characteristic.

以上のように、本実施形態の電流センサ異常診断装置60は、電流センサの異常診断においてオフセット公差、及び、温度特性によるゲイン特性公差を可及的に排除し、偏差閾値ΔIthを小さく設定することができる。よって、実際の電流センサの異常を早期に確実に検出することが可能となり、異常検出性能を向上させることができる。   As described above, the current sensor abnormality diagnosis device 60 of this embodiment eliminates offset tolerance and gain characteristic tolerance due to temperature characteristics as much as possible in current sensor abnormality diagnosis, and sets the deviation threshold ΔIth to be small. Can do. Therefore, it is possible to reliably detect an abnormality of the actual current sensor at an early stage, and it is possible to improve the abnormality detection performance.

加えて、本実施形態のその他の効果(2)〜(4)について説明する。
(2)本実施形態での異常診断の対象である制御用電流センサ71、73は、モータ駆動システム90において、フィードバック制御に用いられる電流を検出するものである。このような形態では、電流センサの検出値がシステムの制御性に直接的に影響するため、電流センサの信頼性に対する要求が高くなる。したがって、上記(1)の効果が有効に発揮される。
中でも、ハイブリッド自動車や電気自動車の動力源であるモータジェネレータを駆動するシステムでは、車両の運転状況によってモータ80の回転数及び要求トルクが大きく変化する中で良好なドライバビリティを実現するために、特に高精度の制御が要求される。よって、本実施形態を用いて電流センサ71〜74の異常を適確に検出することが特に有効である。
In addition, other effects (2) to (4) of the present embodiment will be described.
(2) The control current sensors 71 and 73 that are the targets of the abnormality diagnosis in the present embodiment detect currents used for feedback control in the motor drive system 90. In such a form, since the detection value of the current sensor directly affects the controllability of the system, the demand for the reliability of the current sensor increases. Therefore, the effect (1) is effectively exhibited.
In particular, in a system that drives a motor generator that is a power source of a hybrid vehicle or an electric vehicle, in order to achieve good drivability while the rotational speed and required torque of the motor 80 vary greatly depending on the driving state of the vehicle, High precision control is required. Therefore, it is particularly effective to accurately detect the abnormality of the current sensors 71 to 74 using this embodiment.

(3)異常診断は、トルク指令trq*が所定値以上であって最低限のS/N比を確保できる領域で実施されるため、異常診断を適正に実施することができる。
(4)診断許可期間Pdは、基準出力学習完了時L2から所定時間以内に設定される。時間を基準とするため、期間設定のロジックが単純となる。
(3) Since the abnormality diagnosis is performed in an area where the torque command trq * is equal to or greater than a predetermined value and a minimum S / N ratio can be secured, the abnormality diagnosis can be appropriately performed.
(4) The diagnosis permission period Pd is set within a predetermined time from the reference output learning completion time L2. Since time is used as a reference, the logic for setting the period becomes simple.

(その他の実施形態)
(ア)異常診断の対象となる複数の電流センサは、インバータから供給される交流電流を検出するものに限らず、直流電流を検出するものも含まれる。
また、インバータからの供給電流を電流センサが検出する形態において、インバータの負荷は、ハイブリッド自動車用のモータジェネレータその他の交流モータに限らない。
さらに、電流センサが検出する電流は、フィードバック制御に用いられなくてもよい。
(Other embodiments)
(A) The plurality of current sensors to be subjected to abnormality diagnosis are not limited to those that detect an alternating current supplied from an inverter, but also include those that detect a direct current.
Moreover, in the form in which the current sensor detects the supply current from the inverter, the load of the inverter is not limited to a motor generator for a hybrid vehicle or other AC motor.
Furthermore, the current detected by the current sensor may not be used for feedback control.

(イ)「同一の電流経路」における複数の電流センサの配置は、図1に示すように隣接していなくてもよい。電気回路において、理論的に同一の大きさの電流が同期して流れる部分については、たとえ距離が離れていても、また、トランスの一次側巻線及び二次側巻線のように物理的に分離していても、「同一の電流経路」と解釈するものとする。   (A) The arrangement of the plurality of current sensors in the “same current path” may not be adjacent as shown in FIG. In a part of an electric circuit where currents of the same magnitude are flowing synchronously, even if they are separated from each other, they are physically used like the primary and secondary windings of the transformer. Even if they are separated, they are interpreted as “the same current path”.

(ウ)本発明が適用されるシステムの性質に応じて、基準出力学習のタイミングや診断許可期間Pdの具体的な長さ等は、適宜設定してよい。
(エ)同一の電流経路に流れる電流を検出する複数の電流センサは、二つに限らず三つ以上でもよい。異常判定部により、三つ以上の電流センサのいずれかが異常であると判定された場合、多数決判定により異常な電流センサを特定し、正常な電流センサの検出値を用いてモータの駆動制御等を継続してもよい。
(C) Depending on the nature of the system to which the present invention is applied, the timing of reference output learning, the specific length of the diagnosis permission period Pd, and the like may be set as appropriate.
(D) The plurality of current sensors for detecting the current flowing in the same current path is not limited to two, but may be three or more. When the abnormality determination unit determines that any of the three or more current sensors is abnormal, the abnormal current sensor is identified by majority determination, and the motor drive control is performed using the detection value of the normal current sensor. May be continued.

(オ)基準出力学習以後、電流センサの出力特性に影響を及ぼす要因として、温度変化に限らず、気圧、湿度等の外乱も想定可能である。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(E) After the reference output learning, disturbances such as atmospheric pressure and humidity can be assumed as factors affecting the output characteristics of the current sensor, not limited to temperature changes.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

30・・・インバータ、
60・・・電流センサ異常診断装置、
61・・・学習指令部、
62・・・電流補正部、
63・・・診断実施許可部、
66・・・異常判定部、
71、73・・・(制御用)電流センサ、
72、74・・・(監視用)電流センサ、
80・・・モータ、交流モータ(負荷)。
30: Inverter,
60 ... Current sensor abnormality diagnosis device,
61... Learning instruction section,
62 ... current correction unit,
63 ... diagnosis execution permission part,
66 ... an abnormality determination unit,
71, 73 ... (for control) current sensor,
72, 74 ... (for monitoring) current sensor,
80: Motor, AC motor (load).

Claims (8)

同一の電流経路に流れる電流を検出する複数の電流センサ(71/72、73/74)の出力を比較し、出力偏差に基づいて、前記複数の電流センサの異常を診断する電流センサ異常診断装置であって、
学習基準時における前記複数の電流センサの出力偏差を0にするように前記複数の電流センサの出力をオフセット補正する基準出力学習の実施を指令する学習指令部(61)と、
前記基準出力学習以後、前記基準出力学習での補正に準じて前記複数の電流センサの出力をオフセット補正した補正出力を出力する電流補正部(62)と、
前記複数の電流センサの前記補正出力同士の偏差である補正出力偏差に基づき、前記複数の電流センサの異常診断を実施する異常判定部(66)と、
前記基準出力学習の完了時から所定時間が経過するまでの診断許可期間に、前記異常判定部による異常診断の実施を許可する診断実施許可部(63)と、
を備えることを特徴とする電流センサ異常診断装置。
A current sensor abnormality diagnosis device that compares outputs of a plurality of current sensors (71/72, 73/74) that detect currents flowing in the same current path and diagnoses abnormality of the plurality of current sensors based on an output deviation. Because
A learning command section (61) for instructing execution of reference output learning for offset correction of outputs of the plurality of current sensors so that output deviations of the plurality of current sensors at the time of learning reference are set to zero;
After the reference output learning, a current correction unit (62) that outputs a correction output obtained by offset-correcting the outputs of the plurality of current sensors according to the correction in the reference output learning;
An abnormality determination unit (66) that performs an abnormality diagnosis of the plurality of current sensors based on a correction output deviation that is a deviation between the correction outputs of the plurality of current sensors;
A diagnosis execution permission unit (63) that permits execution of an abnormality diagnosis by the abnormality determination unit in a diagnosis permission period from the completion of the reference output learning until a predetermined time elapses;
A current sensor abnormality diagnosis device comprising:
前記異常判定部は、前記補正出力偏差が偏差閾値を超えた時間である偏差過大時間の累積値が規定時間に達したとき、前記複数の電流センサのいずれかが異常であると確定することを特徴とする請求項1に記載の電流センサ異常診断装置。   The abnormality determination unit determines that any one of the plurality of current sensors is abnormal when the accumulated value of the excessive deviation time, which is a time when the corrected output deviation exceeds a deviation threshold, reaches a specified time. The current sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein: 前記複数の電流センサは、直流電力を多相交流電力に変換するインバータ(30)と負荷(80)との間の電流経路を流れる相電流を検出するものであることを特徴とする請求項1または2に記載の電流センサ異常診断装置。   The plurality of current sensors detect a phase current flowing in a current path between an inverter (30) for converting DC power into multiphase AC power and a load (80). Or the current sensor abnormality diagnosis device according to 2; 前記診断実施許可部は、前記負荷が生成する出力が所定値以上のとき、前記異常診断の実施を許可することを特徴とする請求項3に記載の電流センサ異常診断装置。   The current sensor abnormality diagnosis device according to claim 3, wherein the diagnosis execution permission unit permits the abnormality diagnosis to be performed when an output generated by the load is equal to or greater than a predetermined value. 前記インバータの負荷は、交流モータ(80)であることを特徴とする請求項3または4に記載の電流センサ異常診断装置。   The current sensor abnormality diagnosis device according to claim 3 or 4, wherein the load of the inverter is an AC motor (80). 前記交流モータは、ハイブリッド自動車又は電気自動車の動力源として用いられるものであることを特徴とする請求項5に記載の電流センサ異常診断装置。   The current sensor abnormality diagnosis apparatus according to claim 5, wherein the AC motor is used as a power source of a hybrid vehicle or an electric vehicle. 前記基準出力学習は、前記負荷への通電を開始したときの初期処理として実行されることを特徴とする請求項3〜6のいずれか一項に記載の電流センサ異常診断装置。   The current sensor abnormality diagnosis device according to claim 3, wherein the reference output learning is executed as an initial process when energization of the load is started. 前記複数の電流センサのうち少なくとも一つの電流センサは、フィードバック制御に用いられる電流を検出するものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の電流センサ異常診断装置。   8. The current sensor abnormality diagnosis device according to claim 1, wherein at least one of the plurality of current sensors detects a current used for feedback control. 9.
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