CN115280104A - 推断装置、推断方法以及程序 - Google Patents

推断装置、推断方法以及程序 Download PDF

Info

Publication number
CN115280104A
CN115280104A CN202180020714.7A CN202180020714A CN115280104A CN 115280104 A CN115280104 A CN 115280104A CN 202180020714 A CN202180020714 A CN 202180020714A CN 115280104 A CN115280104 A CN 115280104A
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection signal
magnet
magnetic
sensor
magnetic flux
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180020714.7A
Other languages
English (en)
Inventor
川上弘幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Corp filed Critical Nidec Corp
Publication of CN115280104A publication Critical patent/CN115280104A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/24471—Error correction
    • G01D5/24476—Signal processing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

对检测旋转体的位置的装置的状态进行推断的推断装置具有：位置传感器，其根据能够与所述旋转体联动地旋转的磁铁的磁通，输出作为表示所述磁铁的位置的检测结果的信号的检测信号；提取部，其按照每个位置从检测信号中提取检测信号的特征量；以及推断部，其导出表示每个位置的检测信号的特征量与每个位置的基准值的比较结果的评价值，根据评价值来推断对位置进行检测的灵敏度的变化的程度。

Description

推断装置、推断方法以及程序
技术领域
本发明涉及推断装置、推断方法以及程序。
背景技术
存在使用在马达中标准搭载的通用的磁传感器来推断该马达的转子的位置的技术(参照专利文献1)。由于这样的磁传感器廉价且小型，因此能够使使用了该磁传感器的推断装置和搭载了该推断装置的马达自身廉价且小型。另外，无需使用光学式编码器、磁式编码器等高价且尺寸较大的专用的位置传感器，就能够推断转子的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/104378号
专利文献2：日本特开2007-206018号公报
专利文献3：国际公开第2008/062778号
专利文献4：日本特开2011-185747号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，上述技术是推断旋转体(马达的转子等)的位置的技术，不包含推断位置检测的灵敏度的变化的程度的功能。如果能够推断传感器和旋转体的状态和灵敏度的程度，则能够预见的是，维护成本的降低和停止时间的缩短。因此，要求在无需为了推断该变化的程度而具有追加的专用的传感器的情况下推断位置检测的灵敏度的变化的程度。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供无需为了推断位置检测的灵敏度的变化的程度而具有追加的专用的传感器，就能够推断位置检测的灵敏度的变化的程度的状态推断装置、推断方法以及程序。
用于解决课题的手段
本发明的一个方式为推断装置，其对检测旋转体的位置的装置的状态进行推断，其中，该推断装置具有：位置传感器，其根据能够与所述旋转体联动地旋转的磁铁的磁通，输出作为表示所述磁铁的位置的检测结果的信号的检测信号；提取部，其按照每个所述位置从所述检测信号中提取所述检测信号的特征量；以及推断部，其导出表示每个所述位置的所述检测信号的特征量与每个所述位置的基准值的比较结果的评价值，根据所述评价值来推断检测所述位置的灵敏度的变化的程度。
发明效果
根据本发明，本发明的目的在于提供无需为了推断位置检测的灵敏度的变化的程度而具有追加的专用的传感器，就能够推断位置检测的灵敏度的变化的程度的推断装置、推断方法以及程序。
附图说明
图1是示出第一实施方式中的传感器单元的结构例的图。
图2是示出第一实施方式中的极对编号、区段以及分区的对应关系的例子的图。
图3是示出第一实施方式中的位置传感器的结构例的图。
图4是示出第一实施方式中的检测信号的采样点的例子的图。
图5是示出第一实施方式中的、在电角度的1个周期中所有相的检测信号的特征量发生了变化的情况下的例子的图。
图6是示出第一实施方式中的、在机械角的1个周期中特定的相的检测信号的特征量发生了变化的情况下的例子的图。
图7是示出第一实施方式中的、在机械角的1个周期中所有相的检测信号的特征量发生了变化的情况下的例子的图。
图8是示出第一实施方式中的传感器单元的动作例的流程图。
图9是示出第一实施方式的变形例中的检测信号的例子的图。
图10是示出第二实施方式中的位置传感器的结构例的图。
图11是示出第三实施方式中的传感器单元的结构例的图。
图12是示出第三实施方式中的位置传感器的结构例的图。
图13是示出第四实施方式中的传感器单元的结构例的图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
(第一实施方式)
图1是示出第一实施方式中的传感器单元1a的结构例的图。传感器单元1a具有磁铁2和推断装置3a。磁铁2是检测转子等旋转的物体的位置的位置传感器用的磁铁。以下，作为一例，磁铁2的极对的数量为4。推断装置3a具有位置传感器装置30和判定装置31。位置传感器装置30具有M(M为3以上的整数)个磁传感器300以及提取部301。在第一实施方式中，作为一例，“M”为3。位置传感器装置30具有M个磁传感器300作为位置传感器302。判定装置31具有控制部310、存储部311、推断部312以及输出部313。传感器单元1a具有磁铁2和位置传感器装置30作为检测旋转体的位置的装置。
图2是示出极对编号、区段以及分区的对应关系的例子的图。极对编号对应有区段编号组。区段编号的个数与包含从M个磁传感器300输出的检测信号的大小关系和中间信号的正负(过零)在内的12种逻辑的数量相等。
在图2中，极对编号“0”对应有“0”至“11”的区段编号。区段编号是表示磁铁2的机械角的绝对值的固有编号。例如，极对编号“0”的区段编号“0”至“11”对应有分区编号“0”至“11”。例如，极对编号“1”的区段编号“0”至“11”对应有分区编号“12”至“23”。表示图2所示的对应关系的数据表例如预先存储在存储部311中。
图3是示出第一实施方式中的位置传感器302的结构例的图。图3的上段表示位置传感器302的上表面。图3的下段表示位置传感器302的侧面。M个磁传感器300设置在位置被固定的基板100上。
转子201是旋转的物体。该旋转的物体例如是旋转机构，并不限定于马达。转子201具有主轴200。在主轴200上连接有磁铁2。通过转子201旋转，主轴200旋转。磁铁2能够与转子201和主轴200联动地旋转。
接着，对传感器单元1a的详细情况进行说明。各磁传感器300将作为表示磁铁2的位置的检测结果(极对的磁通成分)的信号的检测信号输出给提取部301。以下，作为一例，磁传感器300-1将表示磁铁2的位置的U相的检测信号输出给提取部301。磁传感器300-2将表示磁铁2的位置的V相的检测信号输出给提取部301。磁传感器300-3将表示磁铁2的位置的W相的检测信号输出给提取部301。
提取部301降低各检测信号中的同相噪声。提取部301按照磁铁2的每个位置从各检测信号中提取检测信号的特征量。提取部301将每个位置的检测信号的特征量(排列数据)输出给推断部312和控制部310。
图4是示出第一实施方式中的检测信号的采样点的例子的图。横轴表示转子角(磁铁2的位置)。纵轴表示检测信号的数字值。“HU”表示U相的检测信号。“HV”表示V相的检测信号。“HW”表示W相的检测信号。在图4中，作为表示从检测信号中提取的n个(n为1以上的整数)特征量的采样点的一例，示出了采样点401～采样点424。
采样点401、采样点405、采样点409、采样点415、采样点419以及采样点423分别是检测信号的波形的交点。
采样点402、采样点404、采样点406、采样点408、采样点410以及采样点412分别是表示检测信号的数字值为0的情况(过零)下的其他各检测信号的特征量的点。例如，采样点402表示检测信号“HW”的数字值为0的情况下的检测信号“HU”的数字值。采样点414、采样点416、采样点418、采样点420、采样点422以及采样点424分别是表示检测信号的数字值为0的情况(过零)下的其他各检测信号的特征量的点。
采样点403、采样点407以及采样点411分别是检测信号的数字值的极大值。采样点413、采样点417以及采样点421分别是检测信号的数字值的极小值。
返回到图1，继续说明传感器单元1a的结构例。控制部310控制存储部311的动作。例如，控制部310按照每个采样点将检测信号的特征量记录在存储部311中。
存储部311按照每个采样点存储检测信号的特征量(数字值)作为每个位置的检测信号的特征量。由于采样点不多，因此存储部311的存储容量可以较小。存储部311预先存储每个位置的基准值。基准值例如是在过去的时刻测定出的检测信号的特征量。过去的时刻例如是指安装磁铁2和位置传感器装置30的时刻或出厂时。基准值也可以定期地被更新。
按照每个位置(采样点)向推断部312输入检测信号的特征量。推断部312导出表示每个位置的检测信号的特征量与每个位置的基准值的比较结果的评价值。评价值例如如式(1)那样使用均方误差来表示。
【数学式1】
Figure BDA0003842527810000051
这里，“ri”表示基准值(基准特征量)。“di”表示检测信号的特征量(测定值)。“n”表示预先确定的评价单位所包含的样本的数量。评价单位例如是机械角的1个周期或者电角度的1个周期。如果以检测信号“Hu”、检测信号“Hv”以及检测信号“Hw”的各单位(相单位)进行评价，则通过针对各个相的极大值以及极小值以相单位对基准值和当前值进行比较，能够根据相单位的评价值来检测相单位下的变化。
推断部312根据评价值来推断对位置进行检测的灵敏度的变化的程度。例如，推断部312将预先确定的阈值与评价值进行比较。在评价值为阈值以上的情况下，推断部312也可以判定为对位置进行检测的灵敏度发生了变化。
图5是示出第一实施方式中的、在电角度的1个周期中所有相的检测信号的特征量发生了变化的情况下的例子的图。横轴表示电角度(磁铁2的位置)的4个周期。电角度的4个周期相当于磁铁2的机械角的1个周期。纵轴表示检测信号的数字值。
在磁通仅在磁铁2的1个极对中变化的情况下，在与该极对对应的电角度的1个周期中所有相的检测信号(HU、HV、HW)的特征量发生变化。因此，在评价值表示在机械角的1个周期中的电角度的1个周期中检测信号的特征量相对于每个位置的基准值发生了变化的情况下，推断部312判定为与该电角度的1个周期对应的磁铁的极对的磁通发生了变化。例如，在式(1)那样的评价值为阈值以上的情况下，推断部312也可以判定为与电角度的1个周期对应的极对的磁通发生了变化。在图5中，推断部312判定为与电角度“2π”至“4π”对应的极对的磁通发生了变化。
图6是示出第一实施方式中的、在机械角的1个周期中特定的相的检测信号的特征量发生了变化的情况下的例子的图。横轴表示电角度(磁铁2的位置)的4个周期。纵轴表示检测信号的数字值。
在图6中，在机械角的1个周期中，作为一例，检测信号“HU”的磁传感器300的检测信号的特征量相对于每个位置的基准值发生变化。作为该主要原因，存在输出检测信号“HU”的磁传感器300与磁铁2之间的距离发生了变化的可能性和输出检测信号“HU”的磁传感器300的灵敏度发生了变化的可能性。
因此，在评价值表示在机械角的1个周期中磁传感器300的检测信号“HU”的特征量相对于每个位置的基准值发生了变化的情况下，推断部312判定为输出检测信号“HU”的磁传感器300与磁铁2之间的距离发生了变化。推断部312也可以判定为输出检测信号“HU”的磁传感器300的灵敏度发生了变化。
图7是示出第一实施方式中的、在机械角的1个周期中所有相的检测信号的特征量发生了变化的情况下的例子的图。横轴表示电角度(磁铁2的位置)的4个周期。纵轴表示检测信号的数字值。
在图7中，在机械角的1个周期中，所有的磁传感器300的检测信号的特征量相对于每个位置的基准值发生变化。作为该主要原因，存在磁铁2的所有的极对的磁通发生变化的可能性和所有的磁传感器300与磁铁2相距规定的距离以上的可能性。规定的距离例如是磁铁2与磁传感器300之间的设计上的距离。
因此，在评价值表示在机械角的1个周期中所有的磁传感器300的检测信号“HU”、“HV”、“HW”的特征量相对于每个位置的基准值发生了变化的情况下，推断部312判定为磁铁2的所有的极对的磁通发生了变化。推断部312也可以判定为磁铁2与所有的磁传感器300之间的距离发生了变化。推断部312也可以判定为所有的磁传感器的灵敏度发生了变化。
输出部313将对位置进行检测的灵敏度的变化的程度输出给外部装置(未图示)。输出部313也可以将对位置进行检测的灵敏度的变化的程度与阈值的比较结果输出给规定的外部装置。例如，输出部313也可以在变化的程度为阈值以上的情况下，关于对位置进行检测的灵敏度的变化，向外部装置(未图示)输出警告消息。
接着，对传感器单元1a的动作例进行说明。图8是示出第一实施方式中的传感器单元1a的动作例的流程图。各磁传感器300将磁铁2的每个位置的检测信号输出给提取部301(步骤S101)。提取部301按照磁铁2的每个位置从检测信号中提取检测信号的特征量(步骤S102)。
推断部312导出评价值。评价值表示磁铁2的每个位置的检测信号的特征量与磁铁2的每个位置的基准值的比较结果(步骤S103)。推断部312根据评价值来推断检测磁铁2的位置的灵敏度的变化的程度(步骤S104)。输出部313将对位置进行检测的灵敏度的变化的程度输出给规定的外部装置(未图示)(步骤S105)。
如上所述，推断装置3a是推断作为检测转子201(旋转体)的位置的装置的位置传感器装置30的状态的装置。推断装置3a也可以推断磁铁2的状态(例如，磁通的劣化)。位置传感器302根据能够与转子201(旋转体)联动地旋转的磁铁2的磁通，将作为表示磁铁2的位置的检测结果的信号的检测信号输出给提取部301。提取部301按照磁铁2的每个位置从检测信号中提取检测信号的特征量。推断部312导出表示磁铁2的每个位置的检测信号的特征量与磁铁2的每个位置的基准值的比较结果的评价值。推断部312根据评价值来推断检测磁铁2的位置的灵敏度(例如灵敏度)的变化(例如劣化)的程度。
这样，推断部312导出表示磁铁2的每个位置的检测信号的特征量与磁铁2的每个位置的基准值的比较结果的评价值。由此，无需为了推断位置检测的灵敏度的变化的程度而具有追加的专用的传感器，就能够推断位置检测的灵敏度的变化的程度。这里，如图4所示，能够以极对为单位检测磁传感器300的灵敏度的变化的程度。另外，如图5所示，能够以磁传感器为单位(以位置传感器为单位)检测磁传感器300的灵敏度的变化的程度。
＜变形例＞
图9是示出第一实施方式的变形例中的检测信号的例子的图。提取部301也可以将校正了同相噪声的各检测信号的数字值如以下那样作为检测信号的特征量而直接利用。
存储部311存储U相的检测信号U[i]、V相的检测信号W[i]以及W相的检测信号W[i]那样的各检测信号的排列数据。这里，“i”表示样本编号(1～s)。“s”表示机械角的1个周期中的样本的数量。另外，由于采样点较多，因此也可以增加存储部311的存储容量。
(第二实施方式)
在第二实施方式中，在马达的壳体上设置有位置传感器302这一点与第一实施方式不同。在第二实施方式中，主要说明与第一实施方式的不同点。
图10是示出第二实施方式中的位置传感器302的结构例的图。图10的上段表示位置传感器302的上表面。图10的下段表示位置传感器302的侧面。M个磁传感器300设置在位置被固定的基板100上。在第二实施方式中，作为一例，“M”为3。
定子202是具有U相线圈、V相线圈以及W相线圈的电磁铁。通过与指令值对应的电流在各相线圈中流动，定子202产生磁通。转子203是磁铁。定子202和转子203构成马达。转子203具有主轴200。在主轴200上连接有磁铁2。通过转子203旋转，主轴200旋转。磁铁2能够与转子203和主轴200联动地旋转。在图10中，主轴200以穿过基板100的方式配置。即，位置传感器302不与主轴200接触，而固定于固定有定子202的壳体400。
另外，与主轴200连接的磁铁2也可以设置在壳体400外。在与主轴200连接的磁铁2设置在壳体400外的情况下，在磁铁2与壳体400之间设置有位置传感器302。另外，M个磁传感器300在位置传感器302的基板100中设置于靠近磁铁2的一侧的面。
如上所述，位置传感器302不与主轴200接触，而固定于固定有定子202的壳体400。位置传感器302将作为表示磁铁2的位置的检测结果的信号的检测信号输出给提取部301。这样，推断部312导出表示磁铁2的每个位置的检测信号的特征量与磁铁2的每个位置的基准值的比较结果的评价值。由此，无需为了推断位置检测的灵敏度的变化的程度而在马达设置追加的专用的传感器，就能够推断位置检测的灵敏度的变化的程度。
(第三实施方式)
在第三实施方式中，马达的转子(磁铁)被用作位置传感器用的磁铁这一点与第一实施方式和第二实施方式不同。在第三实施方式中，主要说明与第一实施方式和第二实施方式的不同点。
图11是示出第三实施方式中的传感器单元1b的结构例的图。传感器单元1b具有推断装置3b和控制装置4。推断装置3b具有位置传感器装置30和判定装置31。位置传感器装置30具有M个磁传感器300和提取部301。位置传感器装置30具有M个磁传感器300作为位置传感器302。在第三实施方式中，作为一例，“M”为6。判定装置31具有控制部310、存储部311、推断部312以及输出部313。
图12是示出第三实施方式中的位置传感器302的结构例的图。图12的上段表示位置传感器302的上表面。图12的下段表示位置传感器302的侧面。
定子202是具有U相线圈、V相线圈以及W相线圈的电磁铁。通过与指令值对应的电流在各相线圈中流动，定子202产生磁通。转子203是磁铁。定子202和转子203构成马达。转子203具有主轴200。通过转子203(磁铁)旋转，主轴200旋转。在图12中，主轴200以穿过基板100的方式配置。即，位置传感器302不与主轴200接触，而固定于固定有定子202的壳体400。转子203用作代替磁铁2的检测转子203的位置的位置传感器用的磁铁。控制装置4根据转速和扭矩值等指令值以及从位置传感器装置30得到的转子203(磁铁)的位置信息(角度信息)，决定应施加于定子202(电磁铁)的电流值。控制装置4根据所决定的电流值使电流在定子202(电磁铁)中流动，由此产生磁场，控制转子203的驱动。
M个磁传感器300设置在位置被固定的基板100上。在第三实施方式中，作为一例，“M”为6。磁传感器300-1至磁传感器300-3(多个第一磁传感器)设置在构成转子203的磁铁的附近。磁传感器300-4至磁传感器300-6(多个第二磁传感器)比磁传感器300-1至磁传感器300-3与主轴200之间的距离更远离主轴200，设置在定子202的附近。在图12中，磁传感器300-4、磁传感器300-1以及主轴200在直线上排列。磁传感器300-5、磁传感器300-2以及主轴200在直线上排列。磁传感器300-6、磁传感器300-3以及主轴200在直线上排列。
磁传感器300-1至磁传感器300-3检测来自转子203(磁铁)和定子202(电磁铁)双方的磁通，并将检测信号输出给提取部301。从磁传感器300-1至磁传感器300-3中的任意磁传感器输出的检测信号如式(2)那样表示。
磁传感器300-4至磁传感器300-6也检测来自转子203(磁铁)和定子202(电磁铁)双方的磁通，并将检测信号输出给提取部301。从磁传感器300-4至磁传感器300-6中的任意磁传感器输出的磁通成分的检测结果如式(3)那样表示。
【数学式2】
Figure BDA0003842527810000091
【数学式3】
Figure BDA0003842527810000092
这里，“VHA”表示从磁传感器300-1至磁传感器300-3中的任意磁传感器输出的检测信号(磁通成分量)。“VHB”表示从磁传感器300-4至磁传感器300-6中的任意磁传感器输出的检测结果(磁通成分的检测结果)。
Figure BDA0003842527810000093
表示定子202的磁通成分(漏磁通成分)。
Figure BDA0003842527810000094
表示转子203的磁通成分。“θ”表示转子203的电角度。“I”表示在定子202的线圈中流动的电流的值。
系数“x”、“y”、“j”、“k”是取决于马达的构造和磁传感器的配置的系数，例如根据实验或模拟的结果来确定。“x”是转子203的磁通的项中的系数，例如是与磁传感器300-1至磁传感器300-3与转子203之间的各距离对应的系数。“y”是定子202的磁通的项中的系数，例如是与磁传感器300-4至磁传感器300-6与转子203之间的各距离对应的系数。
“j”是定子202的磁通的项中的系数，例如是与磁传感器300-1至磁传感器300-3与定子202之间的各距离对应的系数。“k”是定子202的磁通的项中的系数，例如是与磁传感器300-4至磁传感器300-6与定子202之间的各距离对应的系数。
因此，提取部301使用定子202的磁通成分的检测结果，从由磁传感器300-1至磁传感器300-6输出的各检测信号中提取表示仅定子202的磁通成分的检测结果的信号。仅定子202的磁通成分的检测结果(校正值)如式(4)的右边那样表示。例如，提取部301根据从磁传感器300-1输出的检测信号“VHA”和从磁传感器300-4输出的检测信号(磁通成分量)“VHB”，如式(4)的右边那样导出仅定子202的磁通成分的检测结果。
【数学式4】
Figure BDA0003842527810000101
提取部301从控制装置4获取在定子202中流动的电流量的指令值。提取部301根据在定子202中流动的电流量的指令值，导出仅定子202的磁通成分的推断值。推断部312能够通过将仅定子202的磁通成分的推断值与仅定子202的磁通成分的检测结果进行比较来推断定子202的状态。定子202的磁通成分在组装时或出厂时被测定，并被预先存储在存储部311中。推断部312也可以通过将预先存储在存储部311中的定子202的磁通成分与检测出的磁通成分进行比较来推断定子202的状态。
如上所述，推断装置3b是推断作为检测转子203(旋转体)的位置的装置的位置传感器装置30的状态和定子202的状态的装置。推断装置3b也可以推断转子203的状态(例如，磁通的劣化)。推断部312根据基于在定子202中流动的电流的定子202的磁通成分的推断值与仅定子202的磁通成分的检测结果之差，推断定子202的变化的程度。由此，无需为了推断位置检测的灵敏度的变化的程度而具有追加的专用的传感器，就能够提高推断位置检测的灵敏度的变化的程度的灵敏度。
(第四实施方式)
在第四实施方式中，传感器单元具有多个位置传感器装置和单体的判定装置这一点(判定装置为中心判定型这一点)与第一实施方式至第三实施方式不同。在第四实施方式中，主要说明与第一实施方式至第三实施方式的不同点。
图13是示出第四实施方式中的传感器单元1c的结构例的图。传感器单元1c具有P(P为2以上的整数)个磁铁2和推断装置3c。推断装置3c具有P个位置传感器装置30以及判定装置31。位置传感器装置30具有M个磁传感器300以及提取部301。位置传感器装置30具有M个磁传感器300作为位置传感器302。判定装置31具有控制部310、存储部311、推断部312以及输出部313。
位置传感器302-p(p是从2到P的整数中的任意整数)将作为表示磁铁2-p的位置的检测结果(极对的磁通成分)的信号的检测信号输出给提取部301。提取部301降低各检测信号中的同相噪声。提取部301按照磁铁2的每个位置从各检测信号中提取检测信号的特征量。提取部301将每个位置的检测信号的特征量(排列数据)输出给推断部312和控制部310。
如上所述，推断装置3c是推断作为检测转子201或转子203(旋转体)的位置的装置的位置传感器装置30的状态的装置。推断装置3c也可以推断磁铁2的状态。磁铁2的个数为多个。位置传感器装置30按照每个磁铁2而具有位置传感器302。由此，无需为了推断位置检测的灵敏度的变化的程度而具有追加的专用的传感器，就能够针对多个磁铁2推断位置检测的灵敏度的变化的程度。
另外，能够推断定子202的变化(磁通的变化)。能够推断定子202与磁传感器300之间的距离的变化。能够推断定子202的状态。定子202的状态例如是指槽的绕组的电阻的变化、有无断线、由温度上升引起的电流量的变化或者磁通成分量的变化等。另外，在上述的第二实施方式中，也可以是追加的磁传感器300设置在基板100上。只要能够通过追加的磁传感器300充分大地检测定子202的漏磁通，就能够推断定子202的状态。
也可以将用于实现本发明中的推断装置的功能的程序记录在未图示的计算机可读取的记录介质中，通过使计算机***读入并执行记录在该记录介质(非暂时性的记录介质)中的程序来进行各处理的过程。另外，这里所说的“计算机***”包括OS、周边设备等硬件。另外，“计算机***”也包括具有主页提供环境(或者显示环境)的WWW***。另外，“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置于计算机***的硬盘等存储装置。并且，“计算机可读取的记录介质”也包括如作为经由互联网等网络或电话线路等通信线路发送程序的情况下的服务器或客户端的计算机***内部的易失性存储器(RAM)那样将程序保持一定时间的介质。
另外，上述程序也可以从将该程序保存在存储装置等中的计算机***经由传送介质、或者通过传送介质中的传送波向其他计算机***传送。这里，传送程序的“传送介质”是指像互联网等网络(通信网)或电话线路等通信线路(通信线)那样具有传送信息的功能的介质。另外，上述程序也可以用于实现上述的功能的一部分。并且，也可以是能够通过与已经记录在计算机***中的程序的组合来实现上述的功能的所谓的差分文件(差分程序)。
标号说明
1a、1b、1c：传感器单元；2：磁铁；3a、3b、3c：推断装置；4：控制装置；30：位置传感器装置；31：判定装置；100：基板；200：主轴；201：转子；202：定子；203：转子；300：磁传感器；301：提取部；302：位置传感器；310：控制部；311：存储部；312：推断部；313：输出部；400：壳体；401～424：采样点。

Claims (8)

1.一种推断装置，其对检测旋转体的位置的装置的状态进行推断，其中，
该推断装置具有：
位置传感器，其根据能够与所述旋转体联动地旋转的磁铁的磁通，输出作为表示所述磁铁的位置的检测结果的信号的检测信号；
提取部，其按照每个所述位置从所述检测信号中提取所述检测信号的特征量；以及
推断部，其导出表示每个所述位置的所述检测信号的特征量与每个所述位置的基准值的比较结果的评价值，根据所述评价值来推断检测所述位置的灵敏度的变化的程度。
2.根据权利要求1所述的推断装置，其中，
在所述评价值表示在表示所述位置的机械角的1个周期中的电角度的1个周期中所述检测信号的特征量相对于每个所述位置的基准值发生了变化的情况下，所述推断部判定为与所述电角度的1个周期对应的所述磁铁的极对的磁通发生了变化。
3.根据权利要求1所述的推断装置，其中，
沿着所述旋转体的旋转轴的旋转方向等间隔地配置有多个磁传感器，
在所述评价值表示在表示所述位置的机械角的1个周期中任意的所述磁传感器的所述检测信号的特征量相对于每个所述位置的基准值发生了变化的情况下，所述推断部判定为所述磁铁与所述磁传感器之间的距离发生了变化或者所述磁传感器的灵敏度发生了变化。
4.根据权利要求1所述的推断装置，其中，
所述位置传感器按照每个所述检测信号而具有检测所述磁铁的磁通的磁传感器，
在所述评价值表示在表示所述位置的机械角的1个周期中所有的所述磁传感器的所述检测信号的特征量相对于每个所述位置的基准值发生了变化的情况下，所述推断部判定为所述磁铁的所有的极对的磁通发生了变化、所述磁铁与所有的所述磁传感器之间的距离发生了变化或者所有的所述磁传感器的灵敏度发生了变化。
5.根据权利要求1所述的推断装置，其中，
所述位置传感器分别具有设置在构成马达的转子的所述磁铁的附近的多个第一磁传感器和设置在所述马达的定子的附近的多个第二磁传感器，
所述提取部根据从所述第一磁传感器输入的所述检测信号和从所述第二磁传感器输入的磁通成分的检测结果，导出所述定子的磁通成分的检测结果，
所述推断部根据基于在所述定子中流动的电流的所述定子的磁通成分的推断值与所述定子的磁通成分的检测结果之差，来推断所述定子的变化的程度。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的推断装置，其中，
所述磁铁的个数为多个，
所述位置传感器设置于每个所述磁铁。
7.一种推断方法，该推断方法由推断装置执行，该推断装置对检测旋转体的位置的装置的状态进行推断，其中，
该推断方法包含如下步骤：
输出步骤，根据能够与所述旋转体联动地旋转的磁铁的磁通，输出作为表示所述磁铁的位置的检测结果的信号的检测信号；
提取步骤，按照每个所述位置从所述检测信号中提取所述检测信号的特征量；以及
推断步骤，导出表示每个所述位置的所述检测信号的特征量与每个所述位置的基准值的比较结果的评价值，根据所述评价值来推断检测所述位置的灵敏度的变化的程度。
8.一种程序，其中，
该程序用于使计算机作为权利要求1至6中的任意一项所述的推断装置而发挥功能。
CN202180020714.7A 2020-03-18 2021-03-09 推断装置、推断方法以及程序 Pending CN115280104A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-047778 2020-03-18
JP2020047778 2020-03-18
PCT/JP2021/009384 WO2021187254A1 (ja) 2020-03-18 2021-03-09 推定装置、推定方法及びプログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115280104A true CN115280104A (zh) 2022-11-01

Family

ID=77771317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180020714.7A Pending CN115280104A (zh) 2020-03-18 2021-03-09 推断装置、推断方法以及程序

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12040734B2 (zh)
EP (1) EP4123265A4 (zh)
JP (1) JPWO2021187254A1 (zh)
CN (1) CN115280104A (zh)
WO (1) WO2021187254A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021187254A1 (ja) * 2020-03-18 2021-09-23 日本電産株式会社 推定装置、推定方法及びプログラム

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4676348B2 (ja) 2006-02-06 2011-04-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転角検出装置とその異常検出装置及び電動パワーステアリング装置
JP4656024B2 (ja) * 2006-08-22 2011-03-23 株式会社デンソー 回転角検出装置のための異常検出装置
US8115479B2 (en) 2006-11-21 2012-02-14 Hitachi Metals, Ltd. Rotation-angle-detecting apparatus, rotating machine, and rotation-angle-detecting method
JP4577396B2 (ja) * 2008-04-03 2010-11-10 株式会社デンソー 回転検出装置
JP2011185747A (ja) 2010-03-09 2011-09-22 Alps Electric Co Ltd 異常検知装置
DE112012006213T8 (de) * 2012-04-12 2015-01-15 Hitachi, Ltd. Ansteuervorrichtung für einen Dreiphasensynchronmotor
JP2017181026A (ja) 2014-08-20 2017-10-05 旭化成エレクトロニクス株式会社 故障診断装置、回転角センサ、故障診断方法、およびプログラム
US10976182B2 (en) 2014-12-22 2021-04-13 Nidec Corporation Position estimation method and position control device
KR101852754B1 (ko) * 2016-10-27 2018-04-27 엘에스산전 주식회사 영구자석 동기전동기의 센서리스 제어 시스템
JP2018141754A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 株式会社リコー 位置検出装置、調整方法、およびプログラム
WO2021187254A1 (ja) * 2020-03-18 2021-09-23 日本電産株式会社 推定装置、推定方法及びプログラム
DE112021002455T5 (de) * 2020-07-08 2023-02-16 Hitachi Astemo, Ltd. Motorsteuervorrichtung und motorsteuerverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
EP4123265A4 (en) 2024-04-10
US20230141056A1 (en) 2023-05-11
WO2021187254A1 (ja) 2021-09-23
EP4123265A1 (en) 2023-01-25
US12040734B2 (en) 2024-07-16
JPWO2021187254A1 (zh) 2021-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101664567B1 (ko) 레졸버의 위치 정보 오차를 보상하기 위한 장치 및 방법
US8058894B2 (en) Method for detecting a fault condition
US9583991B2 (en) Systems, devices, and/or methods for managing magnetic bearings
CN106470002B (zh) 电动机控制方法及***
JP2012503965A (ja) 同期電動機の静止状態におけるロータ回転角度検出方法
CN109217758B (zh) 旋变零点在线辨识方法、电机控制器及存储介质
CN101667799A (zh) 永磁型无轴承永磁同步电机无径向位移传感器控制方法
CN115280104A (zh) 推断装置、推断方法以及程序
KR102462592B1 (ko) 레졸버 위치오차 보상장치 및 방법
CN107947649B (zh) 电机转子位置修正方法、装置及设备、存储介质
CN111999555B (zh) 伺服***谐振频率检测方法、装置、电子设备及存储介质
JP2018113846A (ja) デジタルホール効果センサを使用してマルチモードモータ速度を算出するための方法および装置
JP7331861B2 (ja) 位置推定装置及び位置推定方法
CN107544022B (zh) 一种电机状态的检测方法及装置
US20240186867A1 (en) Method of Determining Runout
US20230396201A1 (en) Arrangement and method for determining the operational performance of a rotating electric machine
JP2014230485A (ja) 状態観測器を使用して同期電動装置の中の回転子の位置および速度を求める方法
JP6844617B2 (ja) モータモジュール、モータステップ動作制御システム、およびモータ制御装置
US6803760B2 (en) Apparatus and method for determining an angular position of a rotating component
CN114070146A (zh) 一种故障检测方法、装置、设备及存储介质
Cipin et al. Measurement and evaluation of DC motor starting torque
JP6843161B2 (ja) 自動車両用の交流機械の回転子の位置および速度を推定する方法およびそれに対応するシステム
CN113131818B (zh) 一种霍尔传感器安装误差辨识方法、装置及电机控制***
CN108226563A (zh) 一种电机测速方法和装置
EP3876417A1 (en) Location estimation device and location estimation method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination