JP7632119B2 - Monitoring and control device and monitoring and control method - Google Patents
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Description
本発明は、回転状態の検出異常の有無を診断する監視制御装置及び監視制御方法に関するものである。 The present invention relates to a monitoring control device and a monitoring control method that diagnoses the presence or absence of detection abnormalities in the rotation state.
従来より、複数の回転角センサ素子と複数のＡＤ変換器を備える回転角検出装置において、ＡＤ変換器の故障時に、基準タイミングにおける回転角を算出する装置が知られている（特許文献１）。この回転角検出装置において、複数のＡＤ変換器は、複数の回転角センサ素子から、検出対象の回転角に応じてアナログ出力したｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号を取得し、デジタル値であるｃｏｓ値及びｓｉｎ値に一定の変換周期で逐次的に変換する。このとき、複数のＡＤ変換器間で、ＡＤ変換タイミングが同期している。回転角検出装置に含まれる角度算出処理部は、ＡＤ変換器の故障時に代替可能な複数通りの角度を算出する。 Conventionally, a rotation angle detection device equipped with multiple rotation angle sensor elements and multiple AD converters is known that calculates the rotation angle at a reference timing when the AD converter fails (Patent Document 1). In this rotation angle detection device, the multiple AD converters acquire cosine and sine signals output as analog from the multiple rotation angle sensor elements according to the rotation angle of the detection target, and sequentially convert them into digital cosine and sine values at a constant conversion period. At this time, the AD conversion timing is synchronized between the multiple AD converters. An angle calculation processing unit included in the rotation angle detection device calculates multiple angles that can be substituted when the AD converter fails.
しかしながら、上記回転角検出装置は、回転角センサ素子から出力されるアナログ信号へのノイズを考慮していないため、アナログ信号にノイズが重畳した場合、誤動作するという問題がある。 However, the rotation angle detection device does not take into account noise in the analog signal output from the rotation angle sensor element, and therefore has the problem of malfunction when noise is superimposed on the analog signal.
本発明が解決しようとする課題は、アナログ信号にノイズが重畳しても、回転状態の検出異常の診断できる監視制御装置及び監視制御方法を提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a monitoring and control device and a monitoring and control method that can diagnose abnormalities in the detection of the rotation state even when noise is superimposed on the analog signal.
本発明は、回転センサにより、回転体の回転状態を検出し、検出された回転状態に応じたアナログ信号を出力し、変換部により、アナログ信号に基づき回転体の絶対角を算出し、第１制御装置により、第１タイミングで絶対角に基づく第１診断信号を生成し、第２制御装置により、アナログ信号に基づき、第１タイミングと異なる第２タイミングで第２診断信号を生成し、第２診断信号に対してノイズ除去処理を実行し、第１診断信号に対してノイズ除去処理に対応した位相調整処理を実行し、位相調整された第１診断信号とノイズ除去された第２診断信号を比較して回転状態の検出異常の有無を診断することにより、上記課題を解決する。 The present invention solves the above problems by detecting the rotation state of a rotating body using a rotation sensor, outputting an analog signal corresponding to the detected rotation state, calculating the absolute angle of the rotating body based on the analog signal using a conversion unit, generating a first diagnostic signal based on the absolute angle at a first timing using a first control device, generating a second diagnostic signal based on the analog signal at a second timing different from the first timing using a second control device, performing a noise removal process on the second diagnostic signal, performing a phase adjustment process on the first diagnostic signal corresponding to the noise removal process, and comparing the phase-adjusted first diagnostic signal with the noise-removed second diagnostic signal to diagnose the presence or absence of a detection abnormality in the rotation state.
本発明によれば、アナログ信号にノイズが重畳しても、回転状態の検出異常の診断できる。 According to the present invention, even if noise is superimposed on the analog signal, it is possible to diagnose abnormalities in the detection of the rotation state.
以下、本発明の実施形態に係る監視制御装置及び監視制御方法を図面に基づいて説明する。本実施形態では、監視制御装置を車両の駆動システムに搭載された例を挙げて説明する。なお、監視制御装置は、車両の駆動システムに限らず、少なくともモータ等の回転体を含む装置を駆動させるシステムに搭載可能である。 The following describes a monitoring control device and a monitoring control method according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which a monitoring control device is mounted on a vehicle drive system is described. Note that the monitoring control device is not limited to a vehicle drive system, and can be mounted on a system that drives at least a device that includes a rotating body such as a motor.
《第１実施形態》
図１は、本発明の第１実施形態に係る監視制御装置１を示すブロック図である。図１に示す監視制御装置１は、車両の駆動システムに搭載されている。車両の駆動システムは、バッテリの電力によりモータを駆動させるシステムである。駆動システムを搭載する車両は、ハイブリッド車両、プラグイン車両、電気自動車等、モータを備えた車両である。モータは、インバータ（ＩＮＶ）から供給される三相交流電流により駆動する。インバータの回路構成としては、例えば、スイッチング素子が上アーム及び下アームとして直列に接続された直列回路を、三相分並列に接続した構成が挙げられる。インバータは、スイッチング素子がオン、オフすることで、バッテリの直流電力を交流電力に変換し、変換された交流電力をモータに出力する。モータは発電機として機能してもよく、回生時にモータで発電された電力は、インバータを介してバッテリに供給される。
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing a
監視制御装置１は、レゾルバ２と、ＲＤ変換器３と、第１制御装置１０と、第２制御装置２０を備えている。監視制御装置１は、モータに含まれるロータ（回転体）の状態を検出し、検出値に応じてインバータを介してモータを制御するための制御用の系統（以下、主系統と称する）と、制御用系統とは別に監視用の系統（以下、監視用系統と称する）を有している。主系統は、レゾルバ２からＲＤ変換器３及び第１制御装置１０を介してインバータに繋がっており、レゾルバ２から出力されるアナログ信号、ＲＤ変換器３によりアナログ信号から変換された角度信号（エンコーダ信号）、及びモータ制御信号を通す信号ラインで構成されている。監視用系統は、レゾルバ２の出力信号を主系統とは別系統で取得し、主系統における検出異常が生じているか否かを判定するために設けられている。
The monitoring and
レゾルバ２は、モータに含まれるロータに機械的に接続されている。レゾルバ２は、ロータの回転角度を検出し、検出された検出値をアナログ値で出力する回転センサである。またレゾルバ２は、ＲＤ変換器３及び第２制御装置２０と接続されている。レゾルバ２は、ＲＤ変換器３から入力される励磁信号を搬送波として用いて、ロータの回転角度を正弦波及び余弦波で変調された２相の交流電圧（アナログ信号）で出力する。
The
ＲＤ変換器３は、レゾルバ２から出力されるアナログ信号をサンプリングして、サンプリングされた電圧値をＡＤ変換（アナログデジタル変換）してデジタル信号を生成する。デジタル信号は、アナログ信号に含まれる正弦波及び余弦波をそれぞれサンプリングすることで得られる２相（ＡＢ相）のエンコーダ信号である。ＡＢ相のデジタル信号は、ロータの相対角の情報を含んでいる。また、ＲＤ変換器３は、レゾルバ２の検出値に基づき、ロータの絶対角を算出する。絶対角は、基準位置からのロータ絶対位置を、角度で表した値である。相対角は、ロータが動く前と動いた後で、どのくらい動いたかを示しており、ロータの回転変位量に相当する。絶対角はコードで表され、相対角はＡＢ信号の出力波形で示される。すなわち、ＲＤ変換器３は、レゾルバ２からのアナログ信号に基づき、ロータの絶対角及び相対角を算出し、絶対角を含む角度信号と相対角を含む角度信号を出力する。ＲＤ変換器３は、絶対角を含む角度信号を第１制御装置１０に出力し、相対角を含む角度信号を第１制御装置１０及び第２制御装置２０に出力する。
The RD converter 3 samples the analog signal output from the
第１制御装置１０は、ＲＤ変換器３から絶対角及び相対角を取得し、取得した絶対角及び相対角に応じてモータ制御用の制御指令値を算出し、制御指令値を含むモータ制御信号を、インバータ（ＩＮＶ）に出力する。第１制御装置１０は、ＣＰＵ及びＲＡＭ又はＲＯＭ等のメモリを有しており、メモリに保存されたプログラムをＣＰＵで実行することで、各種制御機能を実行する。第１制御装置１０は、機能ブロックとして、制御部１１と信号遮断部１２を有している。制御部１１は、ＲＤ変換器３から角度信号を取得する機能、モータを制御する機能、及び、診断用の信号を生成する機能などを含んでいる。制御部１１は、ＲＤ変換器３から絶対角と相対角を同時に取得している。そして、制御部１１は、取得した絶対角及び／又は相対角から、現在のモータの角速度を演算する。また制御部１１は、外部から入力される要求トルク、及び、演算された角速度等に基づき、ＰＩ制御により制御指令値を算出し、モータ制御信号をインバータに出力する。また、制御部１１は、取得した絶対角に基づく第１絶対角を算出し、第１絶対角に基づき第１診断信号を生成し、第２制御装置２０に出力する。第１診断信号は、モータ制御に使用した絶対角の情報を含んでいる。すなわち、制御部１１は、モータ制御に使用したロータの回転角度の情報を、診断用として第２制御装置２０に出力する。また、制御部１１は、取得した相対角に基づく第１相対角を算出し、第１相対角に基づく信号を生成し、第２制御装置２０に出力する。以下、本実施形態では、制御部１１で算出される絶対角又は制御部１１から出力される絶対角を第１絶対角と称し、制御部１１で算出される相対角又は制御部１１から出力される相対角を第１相対角と称す。なお、制御部１１は、ＲＤ変換器３から入力される、絶対角をそのまま第１絶対角とし、第１絶対角を含む角度信号を、そのまま第１診断信号として第２制御装置２０に出力してもよい。また、制御部１１は、ＲＤ変換器３から入力される、相対角をそのまま第１相対角とし、第１相対角を含む角度信号を、そのまま第２制御装置２０に出力してもよい。
The
信号遮断部１２は、後述する診断部２４から送信される遮断信号に応じて、第１制御装置１０からインバータに出力されるモータ制御信号を遮断する。遮断信号は、ロータの回転状態の検出異常が有ると診断された場合に、診断部２４から出力される。信号遮断部１２は、診断部２４から遮断信号を受信した場合には、制御部１１で生成されたモータ制御信号を遮断する。また、モータ制御信号を遮断した時には、信号遮断部１２は、ロータの回転状態の検出に異常があるとして、モータ制御を停止するなどのフェールセーフ制御や外部への警告等を行ってもよい。信号遮断部１２は、診断部２４から遮断信号を受信していない場合には、制御部１１で生成されたモータ制御信号を遮断することなく、インバータに出力する。
The
第２制御装置２０は、レゾルバ２からアナログ信号を取得し、アナログ信号に基づいて第２診断信号を生成する。第２診断信号は、第１制御装置１０により生成される第１診断信号とは異なる診断用の信号である。本実施形態では、第２制御装置２０は、アナログ信号に基づいて第２絶対角を算出し、第２絶対角に基づき第２診断信号を生成する。第２制御装置２０は、生成した第２診断信号に対してノイズ除去処理を実行し、また第１制御装置１０から出力される第１診断信号に対してノイズ除去処理に対応した位相変調処理を実行する。そして、第２制御装置２０は、位相変調された第１診断信号とノイズ除去された第２診断信号を比較してロータの回転状態の検出異常の有無を診断する。第２制御装置２０は、ＣＰＵ及びＲＡＭ又はＲＯＭ等のメモリを有しており、メモリに保存されたプログラムをＣＰＵで実行することで、各種制御機能を実行する。第２制御装置２０は、第１制御装置１０に含まれるＣＰＵとは別のＣＰＵを有している。第２制御装置２０は、機能ブロックとして、第２絶対角算出部２１、第１絶対角推定部２２、ノイズ除去処理部２３及び診断部２４を有している。
The
第２絶対角算出部２１は、レゾルバ２から出力されたアナログ信号から回転角度を表す正弦関数（ｓｉｎθ）と余弦関数（ｃｏｓθ）を特定し、アークタンジェント（ａｒｃｔａｎ［ｓｉｎθ／ｃｏｓθ］）をとることで、ロータの絶対角を算出する。第２絶対角算出部２１における絶対角の算出タイミングは、第１制御装置１０の制御部１１における第１絶対角の算出タイミングとは異なるタイミングである。つまり、第２絶対角算出部２１の算出タイミングと、第１制御装置１０の制御部１１の算出タイミングは同期していない。以下、本実施形態では、第２絶対角算出部２１で算出される絶対角を、第２絶対角と称する。また、第２絶対角の算出タイミングと同じタイミングで算出される、ロータの相対角を第２相対角と称する。そして、第１絶対角と第２絶対角は同じタイミングで（同時刻で）算出されないため、第１絶対角と第２絶対角の間には、時間差が生じることになる。また、第２絶対角算出部２１は、第２絶対角に基づく第２診断信号を生成し、第１絶対角推定部２２に出力する。第２診断信号は、第２絶対角の情報を含んでおり、言い換えると、モータ制御に使用した第１絶対角と異なるタイミングで算出された回転角度の情報を含んでいる。
The second absolute
第１絶対角推定部２２は、ＲＤ変換器３で算出された相対角を取得し、第１制御装置１０の制御部１１から第１相対角を取得する。また第１絶対角推定部２２は、下記式（１）を用いて、第２絶対角、第１相対角、及びＲＤ変換器３から取得した相対角に基づき、第１絶対角の推定値を推定する。
第１絶対角推定部２２は、第２絶対角算出部２１で生成された第２診断信号に対して、第１絶対角の推定値の情報を含めて、第２診断信号としてノイズ除去処理部２３に出力する。第１絶対角の推定値は、第２絶対角に基づき算出された値であることから、第１絶対角推定部２２からノイズ除去処理部２３に出力される第２診断信号は、第２絶対角に基づいた信号となる。また第２絶対角は、レゾルバ２から出力されるアナログ信号に基づき算出された値であることから、第１絶対角推定部２２からノイズ除去処理部２３に出力される第２診断信号は、アナログ信号に基づいた信号となる。
The first absolute
ノイズ除去処理部２３は、第１絶対角推定部２２から出力され、第１絶対角の推定値を含む第２診断信号に対して、ノイズ除去処理を実行し、第１制御装置１０から出力され、第１絶対角を含む第１診断信号に対して、第２診断信号へのノイズ除去処理に対応した位相調整処理を実行する。ノイズ除去処理部２３は、ノイズ除去処理及び位相調整処理を行う前に、第２診断信号に含まれる第１絶対角の推定値及び第１診断信号に含まれる第１絶対角それぞれの角度信号について、離散的な変化を含む信号から連続的に変化する信号への換算処理を実行する。ノイズ除去処理部２３は、第１絶対角の推定値から、当該推定値の正弦波成分（ｓｉｎ成分）及び余弦波成分（ｃｏｓ成分）を算出し、また第１絶対角から、第１絶対角の正弦波成分及び余弦波成分を算出する。
The noise
ノイズ除去処理部２３は、第１絶対角の推定値の正弦波成分及び余弦波成分のそれぞれに対して、ノイズ除去処理を実行する。ノイズ除去処理としては、例えば、加重平均処理等が挙げられる。ノイズ除去処理部２３は、ノイズ除去された正弦波成分及び余弦波成分から、ノイズ除去された第１絶対角の推定値を算出し、ノイズ除去された第１絶対角の推定値を含めて、ノイズ除去された第２診断信号として、診断部２４に出力する。
The noise
またノイズ除去処理部２３は、第１絶対角の正弦波成分及び余弦波成分のそれぞれに対して、ノイズ除去処理に対応した位相調整処理を実行する。位相調整処理は、ノイズ除去処理と同等の位相特性を有する処理である。ノイズ除去処理部２３は、位相調整された正弦波成分及び余弦波成分から、位相調整された第１絶対角を算出し、位相調整された第１絶対角を含めて、位相調整された第１診断信号として、診断部２４に出力する。第１絶対角の推定値の正弦波成分及び余弦波成分は、ノイズ除去処理によって、ノイズ除去処理前に比べて、位相がずれる。第１絶対角の推定値の正弦波成分及び余弦波成分に生じた位相のずれを、第１絶対角の正弦波成分及び余弦波成分のそれぞれに反映させることで、後段の診断部２４において、位相ずれによる誤検知を抑制することができる。
The noise
診断部２４は、ノイズ除去処理部２３により位相調整された第１診断信号と、ノイズ除去処理部２３によりノイズ除去された第２診断信号を比較して、ロータの回転状態の検出異常の有無を診断する。具体的には、診断部２４は、第１診断信号から位相調整された第１絶対角を特定し、第２診断信号からノイズ除去された第１絶対角の推定値を特定し、位相調整された第１絶対角とノイズ除去された第１絶対角の推定値との差分を算出する。診断部２４には、検出異常を判定するための判定閾値が予め設定されている。判定閾値は、例えば検出誤差よりも大きい値に設定されている。そして、位相調整された第１絶対角とノイズ除去された第１絶対角の推定値との差分が判定閾値未満である場合には、診断部２４は、ＲＤ変換器３で算出された絶対角は正しい値であると判定し、検出異常無しと診断する。一方、位相調整された第１絶対角とノイズ除去された第１絶対角の推定値との差分が判定閾値以上である場合には、診断部２４は、検出異常有りと判定する。例えば、ＲＤ変換器３のＡＤ変換で異常が生じた場合、主系統の信号ライン、又は、監視用系統の信号ラインで異常が生じた場合には、第１絶対角及び／又は第２絶対角の値が異常値になる。本実施形態では、主系統の信号ラインを用いて、第１制御装置１０から第１絶対角を取得し、監視用系統の信号ラインを用いて、第２絶対角を算出する。そして、検出異常が生じている場合には、時間差のある第１絶対角と第２絶対角との間で、大きな角度差が生じる。本実施形態では、この角度差の大きさに基づき、検出異常を診断している。
The
診断部２４は、ロータの回転状態の検出異常の有りと判定した場合には、遮断信号を信号遮断部１２に出力する。診断部２４は、ロータの回転状態の検出異常の無しと判定した場合には、遮断信号を信号遮断部１２に出力しない。
If the
上記のように、本実施形態では、レゾルバ２により、ロータの回転状態を検出して、検出された回転状態に応じたアナログ信号を出力し、ＲＤ変換器３により、アナログ信号に基づきロータの絶対角を算出して、算出した絶対角の情報を含む信号を出力し、第１制御装置１０により、ＲＤ変換器３から取得した絶対角に基づく第１診断信号を第１タイミングで生成して、第１診断信号を第２制御装置２０に出力する。そして、第２制御装置２０により、アナログ信号に基づき第１タイミングと異なる第２タイミングで第２診断信号を生成し、第２診断信号に対してノイズ除去処理を実行し、第１診断信号に対してノイズ除去処理に対応した位相調整処理を実行し、位相調整された第１診断信号とノイズ除去された第２診断信号を比較して、ロータの検出異常の有無を診断する。これにより、本実施形態に係る監視制御装置１又は監視制御方法は、アナログ信号の変換タイミングの同期を必要とせずに、回転状態の検出異常を診断できる。また本実施形態では、ＲＤ変換器３のＡＤ変換で異常が生じた場合、主系統の信号ライン、又は、監視用系統の信号ラインで異常が生じた場合に、異常を検知できる。さらに、本実施形態に係る監視制御装置１又は監視制御方法は、アナログ信号に基づく第２診断信号に対してノイズ除去処理を実行しているため、レゾルバ２から出力されるアナログ信号にノイズが重畳しても、回転状態の検出異常を診断できる。
As described above, in this embodiment, the
ところで、本実施形態とは異なる、ロータの検出異常を診断する装置として、以下のような装置が考えられる。例えば、レゾルバに対して、複数のＡＤ変換器を接続し、複数のＡＤ変換器間で、ＡＤ変換のタイミングの同期をとり、複数のＡＤ変換器から出力されるデジタル信号を比較することで、ロータの検出異常を診断する。このような装置では、複数のＡＤ変換器間で同期させる必要があり、また同期させるために、演算精度の高いＡＤ変換器が必要になるという問題がある。さらに、同期をとるＡＤ変換器が３つ以上になった場合には、それぞれの同期が取りにくいという問題もある。 However, the following device is conceivable as a device for diagnosing rotor detection abnormalities that is different from the present embodiment. For example, multiple AD converters are connected to a resolver, and the timing of AD conversion is synchronized between the multiple AD converters, and the digital signals output from the multiple AD converters are compared to diagnose rotor detection abnormalities. In such a device, there is a problem that multiple AD converters need to be synchronized, and in order to achieve synchronization, AD converters with high calculation accuracy are required. Furthermore, when there are three or more AD converters to be synchronized, there is also the problem that it is difficult to synchronize them with each other.
一方、本実施形態では、絶対角を算出する際に、アナログ信号の変換タイミングの同期を必要としないため、上記のような問題を解決できる。 On the other hand, in this embodiment, since there is no need to synchronize the conversion timing of the analog signal when calculating the absolute angle, the above problem can be solved.
また本実施形態では、第１制御装置１０により、第１タイミングでロータの第１絶対角を算出し、第１絶対角の情報を含む第１診断信号を生成し、第２制御装置２０により、レゾルバ２からのアナログ信号に基づき、第２タイミングでロータの第２絶対角を算出し、第２絶対角に基づき第２診断信号を生成する。これにより、アナログ信号の変換タイミングの同期を必要とせずに、回転状態の検出異常を診断できる。またレゾルバ２からのアナログ信号にノイズが重畳しても、回転状態の検出異常を診断できる。
In this embodiment, the
また本実施形態では、ＲＤ変換器３により、レゾルバ２からのアナログ信号に基づき、所定のタイミングで絶対角と相対角をそれぞれ算出し、算出した信号を出力する。第１制御装置１０と第２制御装置２０は非同期で動作しており、制御部１１がＲＤ変換器３から相対角を取得するタイミングと、第１絶対角推定部２２がＲＤ変換器３から相対角を取得するタイミングが異なる。制御部１１と第１絶対角推定部２２の相対角の取得タイミングが異なることにより、アナログ信号の変換タイミングの同期を必要とせずに、回転状態の検出異常を診断できる。またレゾルバ２からのアナログ信号にノイズが重畳しても、回転状態の検出異常を診断できる。
In addition, in this embodiment, the
また本実施形態では、第２制御装置２０により、第１絶対角の推定値から、第１絶対角の推定値の正弦波成分及び余弦波成分を算出し、第１絶対角から、第１絶対角の正弦波成分及び余弦波成分を算出する。そして、第２制御装置２０により、推定値の正弦波成分及び余弦波成分に対してノイズ除去処理を実行することで、ノイズ除去された推定値を算出し、第１絶対角の正弦波成分及び余弦波成分に対して位相調整処理を実行することで、位相調整された第１絶対角を算出する。
In this embodiment, the
本実施形態のように、監視制御装置１は、モータを駆動するインバータに対してモータ制御信号を出力するため、インバータの近傍に設けられる。このため、監視制御装置１は、スイッチング素子のスイッチング（オン及びオフ動作）によるノイズの影響を受けやすい環境下で動作しなければならず、レゾルバ２から出力されるアナログ信号にノイズが重畳される可能性は非常に高い。本実施形態とは異なる、ロータの検出異常を診断する装置として、以下のような装置が考えられる。例えば、レゾルバ２からの出力されるアナログ信号からロータの角度を直接算出し、算出したロータの角度を用いてロータの検出異常を診断する。このような装置では、アナログ信号にノイズが重畳すると、アナログ信号から算出されたロータの角度にもノイズが重畳する。このため、ノイズが重畳したロータの角度を用いてロータの検出異常を診断すると、誤検知するという問題がある。また上記装置において誤検知を抑制するために、例えば、算出したロータの角度に対してフィルタ処理を実行することも考えられる。この場合、図２の「比較例における回転角」で示されるような特性が得られる。図２は、ロータの回転角について真値と演算値との時間差関係を説明するための説明図である。図２において、縦軸はロータの回転角を示し、横軸は時間（単位［ｓ］）を示す。ノイズ除去のために、算出されたロータの角度にフィルタ処理を実行すると、図２に示すように、ロータの角度が不連続に変化する場面において、フィルタ処理されたロータの角度は、真値に対する時間差が大きくなる特性があり、ロータの検出異常の診断が遅れるという問題がある。
As in this embodiment, the monitoring and
一方、本実施形態では、第１絶対角の推定値という離散的な変化を含む信号を正弦波成分及び余弦波成分という連続的に変化する信号に換算し、推定値の正弦波成分及び余弦波成分に対してノイズ除去処理を実行する。また本実施形態では、第１絶対角という離散的な変化を含む信号を正弦波成分及び余弦波成分という連続的に変化する信号に換算し、第１絶対角の正弦波成分及び余弦波成分に対して位相調整処理を実行する。そして、ノイズ除去された正弦波成分及び余弦波成分から、ノイズ除去された第１絶対角の推定値を算出し、また位相調整処理された正弦波成分及び余弦波成分から、位相調整された第１絶対角を算出する。これにより、アナログ信号に重畳したノイズを除去する効果を得るとともに、さらに、図２の「処理済み第１絶対角」及び「処理済み第１絶対角推定値」で示されるような特性が得られる。すなわち、ロータの角度が不連続に変化する場面において、診断部２４に入力される各信号は、比較例における回転角に比べて、真値に対する時間差を低減させることができる。その結果、算出されたロータの角度をフィルタ処理する比較例に係る装置とは異なり、ロータの検出異常の診断が遅れるのを抑制することができる。
On the other hand, in this embodiment, a signal including discrete changes, called the estimate of the first absolute angle, is converted into continuously changing signals, called sine wave components and cosine wave components, and a noise removal process is performed on the sine wave components and cosine wave components of the estimate. In this embodiment, a signal including discrete changes, called the first absolute angle, is converted into continuously changing signals, called sine wave components and cosine wave components, and a phase adjustment process is performed on the sine wave components and cosine wave components of the first absolute angle. Then, a noise-removed estimate of the first absolute angle is calculated from the noise-removed sine wave components and cosine wave components, and a phase-adjusted first absolute angle is calculated from the phase-adjusted sine wave components and cosine wave components. This provides the effect of removing noise superimposed on the analog signal, and further provides characteristics such as those shown by the "processed first absolute angle" and "processed first absolute angle estimate" in FIG. 2. That is, in a situation where the rotor angle changes discontinuously, each signal input to the
なお本実施形態において、監視用系統を１つに限らず、複数設けてもよい。監視用系統を複数設ける場合には、第２制御装置２０と同じ制御装置を、監視用系統に対応させて複数設けた上で、レゾルバ２のアナログ信号の信号線を分岐させて、レゾルバ２のアナログ信号を各制御装置に出力するように、監視用系統を形成する。そして、信号遮断部１２は、複数の第２制御装置２０に含まれる各診断部２４のうち、いずれか１つの診断部２４から遮断信号を受信した場合には、モータ制御信号を遮断する。これにより、監視用系統が複数であっても、同期が不要であるため、ソフト処理負荷を低減し、かつ精度よく検出異常を診断できる。またレゾルバ２からのアナログ信号にノイズが重畳しても、回転状態の検出異常を診断できる。
In this embodiment, the number of monitoring systems is not limited to one, and multiple monitoring systems may be provided. When multiple monitoring systems are provided, multiple control devices identical to the
《第２実施形態》
図３は、本発明の第２実施形態に係る監視制御装置１を示すブロック図である。本実施形態では、第１実施形態に対して、第１制御装置１０の制御の一部、第２制御装置２０の制御の一部が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、以下の説明において、第１実施形態と同じ構成及び制御処理については説明を省略するが、省略した説明には、第１実施形態の記載が適宜、援用される。本実施形態では、上記構成の違いにより、診断部２４が診断する対象パラメータは、第１実施形態から、位相調整されたロータの回転数とノイズ除去されたロータの回転数の推定値に変更される。
Second Embodiment
3 is a block diagram showing a
第１制御装置１０に含まれる制御部１１は、ＲＤ変換器３から取得した絶対角に基づきロータの回転数を算出する。制御部１１は、ＲＤ変換器３から絶対角を所定周期で取得し、絶対角の今回値と前回値の差分を算出し、算出された絶対角の差分からロータの回転数を算出する。また、制御部１１は、算出した回転数の情報を含む第１診断信号を生成し、第２制御装置２０のノイズ除去処理部２３に出力する。以下、本実施形態では、制御部１１により算出される回転数を第１回転数と称す。なお、第１回転数は、ＲＤ変換器３から取得した絶対角に基づき算出された値であることから、第１診断信号はＲＤ変換器３から取得した絶対角に基づいた信号となる。
The
第２制御装置２０は、第２絶対角算出部２１、第１絶対角推定部２２、ノイズ除去処理部２３、診断部２４、及び回転数算出部２５を有している。第２絶対角算出部２１及び第１絶対角推定部２２は、第１実施形態における第２絶対角算出部２１及び第１絶対角推定部２２と同様である。
The
ノイズ除去処理部２３は、第１絶対角推定部２２から出力され、第１絶対角の推定値を含む第２診断信号に対して、第１実施形態と同様に、ノイズ除去処理を実行する。ノイズ除去処理部２３は、ノイズ除去された第１絶対角の推定値を含めて、ノイズ除去された第２診断信号として、回転数算出部２５に出力する。なお、本実施形態におけるノイズ除去処理は、第１実施形態でのノイズ処理と同じ処理であってもよいし、異なる処理であってもよい。
The noise
またノイズ除去処理部２３は、第１制御装置１０から出力され、第１回転数を含む第１診断信号に対して、位相調整処理を実行する。ノイズ除去処理部２３は、第１実施形態と異なり、第１回転数に対して位相調整処理を実行する。ノイズ除去処理部２３は、位相調整された第１回転数を含めて、位相調整された第１診断信号として、診断部２４に出力する。なお、本実施形態における位相調整処理は、第１実施形態での位相調整処理と同じ処理であってもよいし、異なる処理であってもよい。
The noise
回転数算出部２５は、ノイズ除去処理部２３から出力され、ノイズ除去された第１絶対角の推定値に基づき、ノイズ除去された第１回転数の推定値を算出する。回転数算出部２５は、ノイズ除去処理部２３により所定周期でノイズ除去された第１絶対角の推定値を取得し、ノイズ除去された推定値について今回値と前回値の差分を算出し、算出された推定値の差分から、ノイズ除去された第１回転数の推定値を算出する。なお、第１絶対角推定部２２による第１絶対角の推定値の今回値の算出タイミングは、第２絶対角算出部２１による第２絶対角の今回値の算出タイミングと同タイミングであるが、第１制御装置１０がＲＤ変換器３から絶対角の今回値を取得するタイミングとは異なっている。なお、第１絶対角推定部２２による第１絶対角の推定値の前回値の算出タイミングは、第２絶対角算出部２１による第２絶対角の前回値の算出タイミングと同タイミングであるが、第１制御装置１０がＲＤ変換器３から絶対角の前回値を取得するタイミングとは異なっている。
The rotation
回転数算出部２５は、ノイズ除去された第１回転数の推定値の情報を含む第２診断信号を生成し、第２診断信号を診断部２４に出力する。なお、第１回転数の推定値は、第２絶対角に基づき算出された値であることから、第２診断信号は第２絶対角に基づいた信号となる。また第２絶対角は、レゾルバ２からのアナログ信号に基づき算出された値であることから、第２診断信号はアナログ信号に基づいた信号となる。
The rotation
診断部２４は、ノイズ除去処理部２３から出力される位相調整された第１診断信号と、回転数算出部２５から出力されるノイズ除去された第２診断信号を比較して、ロータの回転状態の検出異常の有無を診断する。具体的には、診断部２４は、第１診断信号から位相調整された第１回転数を特定し、第２診断信号からノイズ除去された第１回転数の推定値を特定し、位相調整された第１回転数とノイズ除去された推定値の差分を算出する。診断部２４には、検出異常を判定するための判定閾値が予め設定されている。判定閾値は、例えば検出誤差よりも大きい値に設定されている。判定閾値は、第１実施形態と異なり回転数で示される。そして、位相調整された第１回転数とノイズ除去された第１回転数の推定値との差分が判定閾値未満である場合には、診断部２４は、ＲＤ変換器３で算出された絶対角は正しい値であると判定し、検出異常無しと診断する。一方、位相調整された第１回転数とノイズ除去された第１回転数の推定値との差分が判定閾値以上である場合には、診断部２４は、検出異常有りと判定する。本実施形態では、主系統の信号ラインを用いて、第１制御装置１０から第１回転数を取得し、監視用系統の信号ラインを用いて、第１回転数の推定値を推定する。そして、検出異常が生じている場合には、時間差のある第１回転数と第１回転数の推定値との間で、大きな回転数差が生じる。本実施形態では、回転数差の大きさに基づき、検出異常を診断している。
The
診断部２４は、ロータの回転状態の検出異常の有りと判定した場合には、遮断信号を信号遮断部１２に出力する。診断部２４は、ロータの回転状態の検出異常の無しと判定した場合には、遮断信号を信号遮断部１２に出力しない。
If the
また診断部２４は、ロータの回転数の変動量を算出し、ロータの回転数の変動量に応じて、回転状態の検出異常を診断するか又は中止するかを判定してもよい。例えば、診断部２４は、ＲＤ変換器３から取得した相対角と、制御部１１から取得した第１相対角との差分を算出し、算出された差分からロータの回転数の変動量を算出する。診断部２４には、ロータの回転数の変動を判定するための変動判定閾値が予め設定されている。診断部２４は、算出された回転数の変動量と変動判定閾値とを比較し、算出された回転数の変動量が変動判定閾値以上である場合には、回転数の変動があると判定する。そして、回転数の変動があると判定された場合には、診断部２４は、位相調整された第１回転数とノイズ除去された第１回転数の推定値との差分に基づいた、回転状態の検出異常の診断を中止する。例えば、外部からのトルク要求等によりロータの回転数が変動している場合には、位相調整された第１回転数とノイズ除去された第１回転数の推定値との差分が、回転数の変動によるものか、検出異常によるものか区別ができない。そのため、回転数の変動が大きい場合には、回転状態の検出異常の診断を中止する。一方、算出された回転数の変動量が変動判定閾値未満である場合には、診断部２４は、回転数の変動がない、あるいは、回転数の変動が小さいと判定し、回転状態の検出異常の診断を継続する。
The
上記のように、本実施形態では、第１制御装置１０により、第１絶対角に基づきロータの第１回転数を算出し、第１回転数の情報を含む第１診断信号を生成し、第２制御装置２０により、第２絶対角に基づきロータの第１回転数の推定値を推定し、第１回転数の推定値の情報を含む第２診断信号を生成し、位相調整された第１回転数とノイズ除去された第１回転数の推定値とを比較して、回転状態の検出異常の有無を診断する。これにより、アナログ信号の変換タイミングの同期を必要とせずに、回転状態の検出異常を診断できる。また本実施形態では、ＲＤ変換器３のＡＤ変換で異常が生じた場合、主系統の信号ライン、又は、監視用系統の信号ラインで異常が生じた場合に、異常を検知できる。さらに、本実施形態では、アナログ信号に基づく第２診断信号に対してノイズ除去処理を実行しているため、レゾルバ２から出力されるアナログ信号にノイズが重畳しても、回転状態の検出異常を診断できる。
As described above, in this embodiment, the
また本実施形態では、ＲＤ変換器３により、アナログ信号に基づきロータの相対角を算出し、相対角を含む信号を出力し、第２制御装置２０により、相対角に基づきロータの回転数の変動量を算出し、変動量が所定閾値（変動判定閾値）以上である場合には、回転状態の検出異常の有無の診断を中止する。これにより、回転数変動時に、誤検知を防止できる。
In this embodiment, the
なお、本実施形態では、監視用系統を１つに限らず、複数設けてもよい。監視用系統を複数設ける場合には、第２制御装置２０と同じ制御装置を、監視用系統に対応させて設けた上で、レゾルバ２のアナログ信号の信号線を分岐させて、レゾルバ２のアナログ信号を各制御装置に出力するように、監視用系統を形成する。そして、信号遮断部１２は、複数の第２制御装置に含まれる各診断部２４のうち、いずれか１つの診断部２４から遮断信号を受信した場合には、モータ制御信号を遮断する。これにより、監視用系統が複数であっても、同期が不要であるため、ソフト処理負荷を低減し、かつ精度よく検出異常を診断できる。またレゾルバ２からのアナログ信号にノイズが重畳しても、回転状態の検出異常を診断できる。
In this embodiment, the number of monitoring systems is not limited to one, and multiple monitoring systems may be provided. When multiple monitoring systems are provided, a control device the same as the
《第３実施形態》
図４は、本発明の第３実施形態に係る監視制御装置１を示すブロック図である。本実施形態では、第１実施形態に対して、第２制御装置２０の制御の一部が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであり、以下の説明において、第１実施形態と同じ構成及び制御処理については説明を省略するが、省略した説明には、第１実施形態の記載が適宜、援用される。本実施形態では、上記構成の違いにより、診断部２４が診断する対象パラメータは、第１実施形態から、位相調整された第２絶対角の推定値とノイズ除去された第２絶対角に変更される。
Third Embodiment
4 is a block diagram showing a
第２制御装置２０は、レゾルバ２からアナログ信号を取得し、アナログ信号そのものを第２診断信号とする。第２診断信号は、第１制御装置１０により生成される第１診断信号とは異なる診断用の信号である。本実施形態では、第２制御装置２０は、アナログ信号そのものである第２診断信号に対してノイズ除去処理を実行し、また第１制御装置１０から出力される第１診断信号に対してノイズ除去処理に対応した位相調整処理を実行する。そして、第２制御装置２０は、位相調整された第１診断信号とノイズ除去された第２診断信号を比較してロータの回転状態の検出異常の有無を診断する。本実施形態では、第２制御装置２０は、機能ブロックとして、第２絶対角推定部２６、ノイズ除去処理部２３、及び診断部２４を有している。
The
第２絶対角推定部２６は、ＲＤ変換器３から、相対角を取得する。本実施形態では、第２制御装置２０は、第１実施形態における第２絶対角算出部２１を有していない。このため、第２絶対角推定部２６がＲＤ変換器３から相対角を取得するタイミングは、後述するノイズ除去処理部２３がレゾルバ２から出力されるアナログ信号を取得するタイミングに同期している。第２絶対角推定部２６は、第１制御装置１０の制御部１１から、第１絶対角を含む第１診断信号と第１相対角を取得する。また第２絶対角推定部２６は、下記式（２）を用いて、第１絶対角、第１相対角、及びＲＤ変換器３から取得した相対角に基づき、第２絶対角の推定値を推定する。
第２絶対角推定部２６は、第１制御装置１０で生成された第１診断信号に対して、第２絶対角の推定値の情報を含めて、第１診断信号としてノイズ除去処理部２３に出力する。第２絶対角の推定値は、第１診断信号に基づき算出された値であることから、第２絶対角推定部２６からノイズ除去処理部２３に出力される第１診断信号は、第１絶対角に基づいた信号となる。
The second absolute
ノイズ除去処理部２３は、レゾルバ２からアナログ信号を取得し、アナログ信号そのものである第２診断信号に対して、ノイズ除去処理を実行する。本実施形態の第２診断信号は、アナログ信号そのものであるため、アナログ信号に基づいた信号となる。またノイズ除去処理部２３は、第２絶対角推定部２６から出力され、第２絶対角の推定値を含む第１診断信号に対して、第２診断信号へのノイズ除去処理に対応した位相調整処理を実行する。ノイズ除去処理部２３は、位相調整処理を行う前に、第１診断信号に含まれる第２絶対角の推定値の角度信号について、不連続な変化を含む信号から連続的に変化する信号への換算処理を実行する。ノイズ除去処理部２３は、アナログ信号から回転角度を表す正弦関数（正弦波成分）と余弦関数（余弦波成分）を特定する。
The noise
ノイズ除去処理部２３は、アナログ信号の正弦波成分及び余弦波成分のそれぞれに対して、ノイズ除去処理を実行する。ノイズ除去処理は、第１実施形態において第１絶対角の推定値の正弦波成分及び余弦波成分に対して行われたノイズ除去処理と同じ処理であってもよいし、異なる処理であってもよい。ノイズ除去処理部２３は、ノイズ除去された正弦波成分及び余弦波成分からアークタンジェントをとることで、ノイズ除去された第２絶対角を算出する。ノイズ除去処理部２３による第２絶対角の算出タイミングは、第１制御装置１０による第１絶対角の算出タイミングとは異なるタイミングである。ノイズ除去処理部２３は、ノイズ除去された第２絶対角の情報を含めて、ノイズ除去された第２診断信号として、診断部２４に出力する。
The noise
またノイズ除去処理部２３は、第２絶対角の推定値の正弦波成分及び余弦波成分のそれぞれに対して、ノイズ除去処理に対応した位相調整処理を実行する。位相調整処理は、ノイズ除去処理と同等の位相特性を有する処理である。位相調整処理は、第１実施形態において第１絶対角の正弦波成分及び余弦波成分に対して行われた位相調整処理と同じ処理であってもよいし、異なる処理であってもよい。ノイズ除去処理部２３は、位相調整された正弦波成分及び余弦波成分から、位相調整された第２絶対角の推定値を算出し、位相調整された第２絶対角の推定値を含めて、位相調整された第１診断信号として、診断部２４に出力する。
The noise
診断部２４は、ノイズ除去処理部２３により位相調整された第１診断信号と、ノイズ除去処理部２３によりノイズ除去された第２診断信号を比較して、ロータの回転状態の検出異常の有無を診断する。具体的には、診断部２４は、第１診断信号から位相調整された第２絶対角の推定値を特定し、第２診断信号からノイズ除去された第２絶対角を特定し、位相調整された第２絶対角の推定値とノイズ除去された第２絶対角との差分を算出する。診断部２４には、検出異常を判定するための判定閾値が予め設定されている。判定閾値は、例えば検出誤差よりも大きい値に設定されている。判定閾値は、第１実施形態における診断部２４の判定閾値と同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。そして、位相調整された第２絶対角の推定値とノイズ除去された第２絶対角との差分が判定閾値未満である場合には、診断部２４は、ＲＤ変換器３で算出された絶対角は正しい値であると判定し、検出異常無しと診断する。一方、位相調整された第２絶対角の推定値とノイズ除去された第２絶対角との差分が判定閾値以上である場合には、診断部２４は、検出異常有りと判定する。本実施形態では、主系統の信号ラインを用いて、第１制御装置１０からの第１絶対角を取得し、監視用系統の信号ラインを用いて、アナログ信号（第２絶対角相当の信号）を取得する。そして、検出異常が生じている場合には、時間差のある第１絶対角と第２絶対角との間で、大きな角度差が生じる。本実施形態では、この角度差の大きさに基づき、検出異常を診断している。
The
診断部２４は、ロータの回転状態の検出異常の有りと判定した場合には、遮断信号を信号遮断部１２に出力する。診断部２４は、ロータの回転状態の検出異常の無しと判定した場合には、遮断信号を信号遮断部１２に出力しない。
If the
上記のように、本実施形態では、第２制御装置２０により、レゾルバ２から出力されるアナログ信号に対してノイズ除去処理を実行することで、ノイズ除去された第２診断信号を生成する。これにより、第１実施形態における、第２絶対角算出部２１による第２絶対角の算出、第１絶対角推定部２２による第１絶対角の推定、及びノイズ除去処理部２３による第１絶対角の推定値の正弦波成分及び余弦波成分の算出を経ることなく、ノイズ除去された第２診断信号を得ることができるため、第１実施形態と同様の効果を得つつ、さらに、演算負荷の低減という効果を得ることができる。
As described above, in this embodiment, the
《第４実施形態》
本実施形態では、第１実施形態～第３実施形態に対して、第２制御装置２０の制御の一部が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態～第３実施形態のうちいずれかと同じであり、以下の説明において、第１実施形態～第３実施形態と同じ構成及び制御処理については説明を省略するが、省略した説明には、第１実施形態～第３実施形態の記載が適宜、援用される。本実施形態では、上記構成の違いにより、ノイズ除去処理部２３によるノイズ除去処理及び位相調整処理の周波数特性は、第１実施形態～第３実施形態におけるノイズ除去処理及び位相調整処理の周波数特性と異なる。
Fourth Embodiment
In this embodiment, a part of the control of the
ノイズ除去処理部２３は、インバータを制御する第１制御装置１０から、ロータの回転数の情報、及びスイッチング素子の制御信号を生成するための搬送波の周波数（キャリア周波数）の情報を取得する。インバータのスイッチング素子は、例えば、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって制御される。ＰＷＭ制御に用いられる搬送波としては、例えば、三角波が挙げられる。ノイズ除去処理部２３は、ロータの回転数及びキャリア周波数のうち少なくともいずれか一つに基づき、第２診断信号に対するノイズ除去処理及び第１診断信号に対する位相調整処理の周波数特性を変更する。例えば、ノイズ除去処理部２３は、ロータの回転数が高いほど、フィルタする信号の周波数帯域が高くなるように、ノイズ除去処理の周波数特性を変更する。また例えば、ノイズ除去処理部２３は、キャリア周波数が高いほど、フィルタする信号の周波数帯域が高くなるように、ノイズ除去処理の周波数特性を変更する。また例えば、ノイズ除去処理部２３は、ロータの回転数が高い領域でキャリア周波数が低い場合、ロータの回転数に合わせて、フィルタする信号の周波数帯域が高くなるように、ノイズ除去処理の周波数特性を変更する。なお、位相調整処理とノイズ除去処理とを対応させるために、ノイズ除去処理部２３は、ノイズ除去処理の周波数特性の変更に合わせて、位相調整処理の周波数特性を変更する。
The noise
上記のように、本実施形態では、第２制御装置２０により、ロータの回転数、及びスイッチング素子の制御信号を生成するための搬送波の周波数のうち少なくともいずれか一つに基づき、ノイズ除去処理及び位相調整処理の周波数特性を変更する。これにより、ロータの回転数又はインバータの動作状態に応じたノイズ除去処理を実現することができる。インバータにおけるスイッチング素子のスイッチング周波数は、モータやインバータを構成する部品の温度に応じて制御されることが一般的である。そのため、特定のスイッチング周波数に基づいてノイズ除去処理の周波数特性を設定した場合、例えば、高温になったモータの温度を下げるために、スイッチング周波数を下げる処理が行われると、ノイズ除去処理の周波数特性が低下したスイッチング周波数に合わず、十分にノイズを除去できないという問題がある。また、ロータの回転数が高くなるに応じて、レゾルバ２から出力されるアナログ信号の周波数は高くなる。ノイズ除去処理として加重平均処理等を行う場合、アナログ信号の周波数と加重平均回数が対応せず、加重平均処理においてエイリアシングを起こし、レゾルバ２から出力されるアナログ信号の本来の挙動を検知できない可能性がある。モータを駆動源とする電気自動車では、上記問題が特に顕著になるが、本実施形態のノイズ除去処理部２３では、キャリア周波数がキャリア周波数閾値よりも高く、すなわち、スイッチング周波数がスイッチング周波数閾値よりも高い場合、ノイズを除去する帯域を高周波帯域に変更することができる。またノイズ除去処理部２３は、キャリア周波数がキャリア周波数閾値よりも低く、すなわち、スイッチング周波数がスイッチング周波数閾値よりも低い場合、ノイズを除去する帯域を低周波帯域に変更することができる。またノイズ除去処理部２３は、ロータの回転数が回転数閾値よりも高い領域では、加重平均回数を減少させることができ（ノイズ除去特性としては、フィルタ周波数を高周波帯域に設定）、ロータの回転数が回転数閾値よりも低い領域では、加重平均回数を増加させることができる（ノイズ除去特性としては、フィルタ周波数を低周波帯域に設定）。すなわち、ノイズ除去処理として加重平均処理等を行う場合、加重平均処理においてエイリアシングが起こる可能性を抑制し、レゾルバ２から出力されるアナログ信号の本来の挙動を検定することができる。つまり、本実施形態のノイズ除去処理部２３を含む監視制御装置１によって、レゾルバ２から出力されるアナログ信号の本来の挙動を検知しつつ、モータの動作状態に応じたノイズ除去処理を実行することができる。
As described above, in this embodiment, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are described to facilitate understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiments is intended to include all design modifications and equivalents that fall within the technical scope of the present invention.
１…監視制御装置
２…レゾルバ
３…ＲＤ変換器
１０…第１制御装置
１１…制御部
１２…信号遮断部
２０…第２制御装置
２１…第２絶対角算出部
２２…第１絶対角推定部
２３…ノイズ除去処理部
２４…診断部
２５…回転数算出部
２６…第２絶対角推定部
Claims (9)
前記アナログ信号に基づき前記回転体の絶対角を算出し、前記絶対角の情報を含む信号を出力する変換器と、
第１タイミングで前記絶対角に基づく第１診断信号を生成し、前記第１診断信号を出力する第１制御装置と、
前記アナログ信号に基づき、前記第１タイミングと異なる第２タイミングで第２診断信号を生成する第２制御装置とを備え、
前記第２制御装置は、
前記第２診断信号に対してノイズ除去処理を実行し、
前記第１診断信号に対して前記ノイズ除去処理に対応した位相調整処理を実行し、
位相調整された前記第１診断信号とノイズ除去された前記第２診断信号を比較して、前記回転状態の検出異常の有無を診断する監視制御装置。 a rotation sensor that detects a rotation state of a rotating body and outputs an analog signal corresponding to the detected rotation state;
a converter that calculates an absolute angle of the rotating body based on the analog signal and outputs a signal including information of the absolute angle;
a first control device that generates a first diagnostic signal based on the absolute angle at a first timing and outputs the first diagnostic signal;
a second control device that generates a second diagnostic signal at a second timing different from the first timing based on the analog signal;
The second control device is
performing a noise removal process on the second diagnostic signal;
performing a phase adjustment process corresponding to the noise removal process on the first diagnostic signal;
A monitoring and control device that compares the phase-adjusted first diagnostic signal with the noise-removed second diagnostic signal to diagnose whether or not there is an abnormality in the detection of the rotation state.
前記第１制御装置は、前記第１タイミングで前記回転体の第１絶対角を算出し、前記第１絶対角を含む前記第１診断信号を生成し、
前記第２制御装置は、
前記アナログ信号に基づき、前記第２タイミングで前記回転体の第２絶対角を算出し、
前記第２絶対角に基づき、前記第２診断信号を生成する監視制御装置。 2. The monitoring and control device according to claim 1,
the first control device calculates a first absolute angle of the rotating body at the first timing and generates the first diagnostic signal including the first absolute angle;
The second control device is
calculating a second absolute angle of the rotating body at the second timing based on the analog signal;
A monitor and control device that generates the second diagnostic signal based on the second absolute angle.
前記変換器は、前記アナログ信号に基づき、所定のタイミングで絶対角と相対角をそれぞれ算出し、算出した前記絶対角及び前記相対角を含む信号を出力し、
前記第１制御装置１０が前記変換器から前記相対角を取得するタイミングと、前記第２制御装置が前記変換器から前記相対角を取得するタイミングは異なる監視制御装置。 3. The monitoring and control device according to claim 2,
The converter calculates an absolute angle and a relative angle at a predetermined timing based on the analog signal, and outputs a signal including the calculated absolute angle and the calculated relative angle;
A monitoring control device in which the first control device 10 acquires the relative angle from the converter at a timing different from the timing at which the second control device acquires the relative angle from the converter.
前記第２制御装置は、
前記第１絶対角の推定値から、前記第１絶対角の推定値の正弦波成分及び余弦波成分を算出し、
前記第１絶対角から、前記第１絶対角の正弦波成分及び余弦波成分を算出し、
前記第１絶対角の推定値の前記正弦波成分及び前記余弦波成分に対して前記ノイズ除去処理を実行することで、ノイズ除去された前記第１絶対角の推定値を算出し、
前記第１絶対角の前記正弦波成分及び前記余弦波成分に対して前記位相調整処理を実行することで、位相調整された前記第１絶対角を算出する監視制御装置。 4. The monitoring and control device according to claim 3,
The second control device is
calculating a sine wave component and a cosine wave component of the estimate of the first absolute angle from the estimate of the first absolute angle;
Calculating a sine wave component and a cosine wave component of the first absolute angle from the first absolute angle;
performing the noise removal process on the sine wave component and the cosine wave component of the estimate value of the first absolute angle to calculate a noise-removed estimate value of the first absolute angle;
The monitoring and control device calculates a phase-adjusted first absolute angle by performing the phase adjustment process on the sine wave component and the cosine wave component of the first absolute angle.
前記第１制御装置は、前記第１絶対角に基づき前記回転体の第１回転数を算出し、前記第１回転数の情報を含む前記第１診断信号を生成し、
前記第２制御装置は、
前記第２絶対角に基づき前記回転体の第１回転数の推定値を推定し、前記第１回転数の推定値の情報を含む前記第２診断信号を生成し、
位相調整された前記第１回転数と、ノイズ除去された前記第１回転数の推定値とを比較することで、前記回転状態の検出異常の有無を診断する監視制御装置。 3. The monitoring and control device according to claim 2,
the first control device calculates a first rotation speed of the rotating body based on the first absolute angle, and generates the first diagnostic signal including information of the first rotation speed;
The second control device is
Estimating an estimated value of a first rotation speed of the rotating body based on the second absolute angle, and generating the second diagnostic signal including information of the estimated value of the first rotation speed;
A monitoring and control device that diagnoses whether or not there is an abnormality in the detection of the rotation state by comparing the phase-adjusted first rotation speed with an estimated value of the first rotation speed from which noise has been removed.
前記変換器は、前記アナログ信号に基づき、前記回転体の相対角を算出し、前記相対角の情報を含む信号を出力し、
前記第２制御装置は、
前記相対角に基づき、前記回転体の回転数の変動量を算出し、
前記変動量が所定閾値以上である場合には、前記回転状態の検出異常の有無の診断を中止する監視制御装置。 6. The monitoring and control device according to claim 5,
The converter calculates a relative angle of the rotating body based on the analog signal, and outputs a signal including information of the relative angle.
The second control device is
calculating a fluctuation amount of the rotation speed of the rotating body based on the relative angle;
If the amount of variation is equal to or greater than a predetermined threshold, the monitoring and control device stops diagnosing whether or not there is an abnormality in the detection of the rotation state.
前記第２制御装置は、前記アナログ信号に対して前記ノイズ除去処理を実行することで、ノイズ除去された前記第２診断信号を生成する監視制御装置。 2. The monitoring and control device according to claim 1,
The second control device is a monitoring control device that performs the noise removal process on the analog signal to generate the second diagnostic signal from which noise has been removed.
前記回転体は、スイッチング素子を含むインバータによって駆動され、
前記第２制御装置は、前記回転体の回転数、及び前記スイッチング素子の制御信号を生成するための搬送波の周波数のうち少なくともいずれか一つに基づき、前記ノイズ除去処理及び前記位相調整処理の周波数特性を変更する監視制御装置。 In the monitoring and control device according to any one of claims 1 to 7,
the rotating body is driven by an inverter including a switching element,
The second control device is a monitoring control device that changes the frequency characteristics of the noise removal process and the phase adjustment process based on at least one of the rotation speed of the rotating body and the frequency of a carrier wave for generating a control signal for the switching element.
回転センサにより、前記回転体の回転状態を検出して、検出された前記回転状態に応じたアナログ信号を出力し、
変換器により、前記アナログ信号に基づき前記回転体の絶対角を算出して、前記絶対角を含む信号を出力し、
前記回転体を制御する第１制御装置により、第１タイミングで前記絶対角に基づく第１診断信号を生成して、前記第１診断信号を出力し、
第２制御装置により、
前記アナログ信号に基づき、前記第１タイミングと異なる第２タイミングで第２診断信号を生成し
前記第２診断信号に対してノイズ除去処理を実行し、
前記第１診断信号に対して前記ノイズ除去処理に対応した位相調整処理を実行し、
位相調整された前記第１診断信号とノイズ除去された前記第２診断信号とを比較して、前記回転状態の検出異常の有無を診断する監視制御方法。 A monitoring and control method for diagnosing the presence or absence of a detection abnormality in the rotation state of a rotating body, comprising:
a rotation sensor detects a rotation state of the rotating body and outputs an analog signal corresponding to the detected rotation state;
A converter calculates an absolute angle of the rotating body based on the analog signal and outputs a signal including the absolute angle;
a first control device that controls the rotating body generates a first diagnostic signal based on the absolute angle at a first timing and outputs the first diagnostic signal;
The second control device
generating a second diagnostic signal at a second timing different from the first timing based on the analog signal; and performing noise removal processing on the second diagnostic signal;
performing a phase adjustment process corresponding to the noise removal process on the first diagnostic signal;
The monitoring and control method includes comparing the phase-adjusted first diagnostic signal with the noise-removed second diagnostic signal to diagnose whether or not there is an abnormality in the detection of the rotation state.
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