JP2011036041A - 車両の走行用モータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】RD変換部からの、誤差を含むA,B,Z各相信号に対し、排他的論理和演算部41が、A,B各相信号の排他的論理和である実パルスPrを出力する。推定角度パルス信号生成部43は、Z相信号のパルス発生毎に、直前のZ相信号パルスの発生周期とRD変換部の分解能に基づき、以後の回転で分解角回転するのに要する時間を推定し、その推定時間をパルス幅とする推定パルスPpを出力する。推定パルスカウンタ44はその推定パルスPpをカウントして推定カウント値Kpを出力する。補正量計算部45は、実パルスPrの出力タイミング毎に、補正カウンタ46からの補正カウント値Kcが推定カウント値Kpに一致するように補正カウント値Kcをカウントアップ(更新)させる。
【選択図】図3
Description
特許文献3に記載の回転位置検出方法では、モータを定速回転させ、その定速回転している状態において、レゾルバが1回転するために要する時間を計測し、その計測した時間から割り出された複数(レゾルバの分解能に応じた数)の角度データを角度データ基準θnとして算出する。そして、実際にレゾルバから出力される回転検出信号に基づく回転角度データφnと上記角度データ基準θnとを比較し、その誤差を、回転角度データφnに対応した補正値としてφnごとにメモリへ保存しておく。このメモリへの保存は予め行っておく。そして、実際にモータを回転制御する際は、実際に回転角度データφnが入力される毎に、そのφnに対応して保存されている補正値を用いてそのφnを補正し、補正後の値として角度データ基準θnを得る。
一定角度回転時間推定手段は、第1及び第2の回転情報が示すモータの回転角度である実検出角度が所定の推定用角度幅だけ変化するタイミング毎に、実検出角度が現在の値よりも基準角度だけ前の値になったときから現在の値になるまでの経過時間を計測し、その計測した経過時間に基づいて、以後の回転において一定角度回転するのに要する時間(推定時間)を推定する。
次に、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の車両の走行用モータ制御装置において、補正回転情報更新手段は、補正回転角度が上記一定角度を最小単位としてその整数(但し負の整数を除く)倍の値となるように補正回転情報の更新を行うよう構成されている。そして、この補正回転情報更新手段は、推補差分算出手段による推補差分の算出結果が0ではない場合、その該算出結果に基づき、補正回転角度が推定回転角度よりも上記一定角度だけ小さいならば、現在出力している補正回転情報を、現在の補正回転角度より上記一定角度だけ増加した回転角度を示す情報に更新し、補正回転角度が推定回転角度よりも小さく且つその差が上記一定角度よりも大きいならば、現在出力している補正回転情報を、現在の補正回転角度より上記一定角度の2倍だけ増加した回転角度を示す情報に更新する。
以下に、本発明が適用された実施形態の、車両の走行用モータ制御装置について説明する。尚、本実施形態の走行用モータ制御装置は、車両としての電気自動車に搭載されて、その電気自動車の動力源となる走行用モータを制御するものである。
図1に示すように、本実施形態の電気自動車には、公知の交流同期モータからなる走行用モータ(以下単に、モータともいう)1と、直流電源であるバッテリ3と、バッテリ3の直流出力電圧を三相交流に変換し、該変換したU相、V相及びW相の三相交流電流によってモータ1を駆動する公知のインバータ5と、インバータ5を介してモータ1を制御する走行用モータ制御装置(以下、ECUという)7と、が搭載されている。そして、モータ1の出力軸1aは、ディファレンシャルギヤ9を介して左右の駆動輪11に連結されている。
ECU7は、レゾルバ13に励磁信号f(t)を供給すると共に、レゾルバ13から出出力される回転検出信号Sa,Sbを入力して、その回転検出信号Sa,Sbから、モータ1の回転角度を示すデジタルデータ(以下、角度データという)φを出力する回転角検出部35と、周知のCPU、ROM、RAM、及びI/O回路等からなるマイコン37と、パルス幅変調回路(PWM回路)39とを備えている。尚、回転角検出部35から出力される角度データφは、レゾルバ13の回転角度を表すデータであり、モータ1の回転角度を直接的に表しているものではない。しかし、本実施形態ではレゾルバ13の軸倍角が1であるため、回転角検出部35から出力される角度データφは、結果的にはモータ1の回転角度を直接表すものとなっている。
実パルスカウンタ42は、排他的論理和演算部41にて生成された実パルスPrが入力され、この実パルスPrをカウントする。より詳しくは、実パルスPrの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出して、各エッジの検出タイミングにてカウント値をカウントアップしていく。そして、そのカウント値を実カウント値Krとして出力する。
そこで、本実施形態では、基本的にはシフト演算を行いつつも、そのシフト演算における右シフトによって無視された12bit分を考慮することにより、精度の高い推定パルスPpを生成するようにしている。その具体的な生成方法について、図6を用いて説明する。
上述の通り、本来の正しい除算結果は6ではなく、6.896973・・・であるため、可能であるならば、基本パルスの6.896973・・・個分の時間を推定パルス幅ΔTとすべきである。しかし、基本パルスが6.896973・・・個出力される毎に推定パルスPpを出力する、などということは物理的に不可能である。
図3に戻り、推定パルスカウンタ44は、推定角度パルス信号生成部43にて生成された推定パルスPpが入力され、この推定パルスPpをカウントする。より詳しくは、推定パルスPpの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出して、各エッジの検出タイミングにてカウント値をカウントアップしていく。そして、そのカウント値を推定カウント値Kpとして出力する。
まず、S190の通常補正動作について、図8を用いて説明する。通常補正動作に移行すると、まずS310にて、推定カウント値Kpから補正カウント値Kcを減算して、その減算結果を推補偏差DIF2として得る。そして、続くS320にて、推補偏差DIF2が0であるか否か、即ち補正カウント値Kcが推定カウント値Kpに一致しているか否かを判断する。
つまり、推補偏差DIF2が0でないということは、現在出力されている補正カウント値Kcが現在の推定カウント値Kpよりも遅れているということであるため、その遅れ分に応じて(即ち推補偏差DIF2が1であるか2以上であるかに応じて)、その遅れを取り戻して補正カウント値Kcを推定カウント値Kpに一致させるようにするのである。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
そして、算出した推定周期Tpを分解能Rで除算することで、推定パルス幅を算出する。これにより、その算出した推定パルス幅を有する推定パルスPpbの生成を開始し、時刻t0n+1から次の区切り角θx(45度)に到達する時刻t1n+1までは、その推定パルスPpbを生成・出力する。
そして、その算出した推定周期Tpを分解能Rで除算して推定パルス幅を算出する。これにより、その算出した推定パルス幅を有する推定パルスPpcの生成を開始し、時刻t1n+1から次の区切り角θx(90度)に到達する時刻t2n+1までは、その推定パルスPpcを生成・出力する。
Claims (13)
- 走行用の動力源になるモータと、
前記モータが一定角度回転する毎にそのことを示す第1の回転情報を出力すると共に、前記一定角度より大きい360度/n(nは1以上の整数)を基準角度として前記モータが前記基準角度回転する毎にそのことを示す第2の回転情報を出力する回転検出手段と、
を備えた車両に用いられ、
前記回転検出手段から出力される前記第1及び第2の回転情報を用いて前記モータへの通電を制御する車両の走行用モータ制御装置であって、
前記第1の回転情報を補正してその補正結果を補正回転情報として出力する補正手段を備え、該補正手段から出力される前記補正回転情報に基づいて前記モータへの通電を制御するよう構成されており、
前記補正手段は、
前記第1及び第2の回転情報が示す前記モータの回転角度である実検出角度が所定の推定用角度幅だけ変化するタイミング毎に、該実検出角度が現在の値よりも前記基準角度だけ前の値になったときから現在の値になるまでの経過時間を計測し、該計測した経過時間に基づいて、以後の回転において前記一定角度回転するのに要する時間を推定する一定角度回転時間推定手段と、
前記第2の回転情報の出力タイミングを角度推定開始タイミングとして、該角度推定開始タイミングから前記一定角度回転時間推定手段により推定されている時間である推定時間が経過する毎に、該推定時間経過中に前記モータが前記一定角度回転したものと推定して該角度推定開始タイミングを基準とした前記モータの回転角度を推定し、該推定結果を推定回転情報として生成する推定回転情報生成手段と、
前記第1の回転情報の出力タイミング毎に、該出力タイミングにおいて前記推定回転情報生成手段により生成されている前記推定回転情報が示す回転角度である推定回転角度と当該補正手段が現在出力している前記補正回転情報が示す回転角度である補正回転角度とを比較して、該補正回転角度が該推定回転角度に一致するように前記補正回転情報を更新して出力すると共に、前記第2の回転情報の出力タイミング毎に、前記補正回転情報が示す前記補正回転角度が前記推定回転情報が示す前記推定回転角度、及び前記実検出角度と同じ値になるように該補正回転情報を初期化する補正回転情報更新手段と、
を備えたことを特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項1に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記補正回転情報更新手段は、
前記推定回転角度と前記補正回転角度との差である推補差分を算出する推補差分算出手段、
を備え、前記推補差分算出手段による前記推補差分の算出結果に基づき、該推補差分が0ならば、現在出力している前記補正回転情報をそのまま保持し、該推補差分が0ではないならば、現在出力している前記補正回転情報を、現在の前記補正回転角度から前記推補差分に応じた増加量だけ増加した回転角度を示す情報に更新すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項2に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記補正回転情報更新手段は、
前記補正回転角度が前記一定角度を最小単位としてその整数(但し負の整数を除く)倍の値となるように前記補正回転情報の更新を行うよう構成されていると共に、前記推補差分算出手段による前記推補差分の算出結果が0ではない場合、該算出結果に基づき、前記補正回転角度が前記推定回転角度よりも前記一定角度だけ小さいならば、現在出力している前記補正回転情報を、現在の前記補正回転角度より前記一定角度だけ増加した回転角度を示す情報に更新し、前記補正回転角度が前記推定回転角度よりも小さく且つその差が前記一定角度よりも大きいならば、現在出力している前記補正回転情報を、現在の前記補正回転角度より前記一定角度の2倍だけ増加した回転角度を示す情報に更新すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記第1及び第2の回転情報に基づいて、前記角度推定開始タイミングを基準とした前記実検出角度を示す実回転情報を生成する実回転情報生成手段を備え、
前記補正回転情報更新手段は、
前記第1の回転情報の出力タイミングのうち予め決められた複数のタイミングである判断用タイミング毎に、該判断用タイミングにおける前記実検出角度と前記推定回転角度との差である実推差分を算出する実推差分算出手段と、
前記実推差分算出手段により算出された前記実推差分が予め規定されている第1判定用角度を超えているか否かを判断する第1実推差分判断手段と、
前記第1実推差分判断手段により前記実推差分が前記第1判定用角度を超えていると判断された場合に、前記実検出角度と前記補正回転角度との差である実補差分を算出する第1実補差分算出手段と、
を備え、前記第1実推差分判断手段により前記実推差分が前記第1判定用角度を超えていると判断された場合は、前記第1実補差分算出手段により算出される実補差分が予め規定されている第1規定角度より小さくなるように前記補正回転情報を更新すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項4に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記補正回転情報更新手段は、
前記第1実推差分判断手段により前記実推差分が前記第1判定用角度を超えていると判断された場合に、前記第1実補差分算出手段により算出される実補差分に基づき、前記実検出角度が前記補正回転角度よりも大きく且つその差が前記第1規定角度以上である規定加速状態であるか否かを判断する加速状態判断手段、
を備え、前記加速状態判断手段により前記規定加速状態であると判断された場合は、現在出力している前記補正回転情報を、現在の前記補正回転角度より前記第1規定角度だけ増加した回転角度を示す情報に更新すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項5に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記補正回転情報更新手段は、
前記第1実推差分判断手段により前記実推差分が前記第1判定用角度を超えていると判断された場合に、前記第1実補差分算出手段により算出される実補差分に基づき、前記実検出角度が前記補正回転角度よりも小さく且つその差が前記第1規定角度以上である規定減速状態であるか否かを判断する減速状態判断手段、
を備え、前記減速状態判断手段により前記規定減速状態であると判断された場合は、以後少なくとも、前記判断用タイミング毎に前記規定減速状態であるとの判断が継続する間は、前記実検出角度が前記一定角度を第1規定倍数乗じた角度だけ増加する間に前記補正回転角度が前記一定角度だけ増加するような変化率にて、該補正回転角度が増加するように、前記補正回転情報を更新すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項4〜請求項6の何れか1項に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記補正回転情報更新手段は、
前記実推差分算出手段により算出された前記実推差分が、予め規定されている、前記第1判定用角度よりも大きい第2判定用角度を超えているか否かを判断する第2実推差分判断手段、
を備え、前記第2実推差分判断手段により前記実推差分が前記第2判定用角度を超えていると判断された場合は、以後、次に前記第2の回転情報が出力されるまでの間は、前記第1の回転情報の出力タイミング毎に前記実回転情報をそのまま前記補正回転情報として出力すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項7に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記補正回転情報更新手段は、
前記実推差分算出手段による算出結果に基づき、前記実検出角度が前記推定回転角度よりも大きいか否かを判断する実推比較判断手段と、
前記第2実推差分判断手段により前記実推差分が前記第2判定用角度を超えていると判断された場合であって、且つ、前記実推比較判断手段により前記実検出角度が前記推定回転角度以下と判断された場合に、前記実検出角度が現在出力している前記補正回転角度に到達するまで待機する待機手段と、
を備え、前記待機手段による待機により前記実検出角度が前記補正回転角度に到達した後は、次に前記第2の回転情報が出力されるまでの間は、前記第1の回転情報の出力タイミング毎に前記実回転情報をそのまま前記補正回転情報として出力すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記第1及び第2の回転情報に基づいて、前記角度推定開始タイミングを基準とした前記実検出角度を示す実回転情報を生成する実回転情報生成手段を備え、
前記補正回転情報更新手段は、
前記実検出角度が、予め規定した、前記基準角度よりも小さい境界角度を超えたか否かを判断する境界角度判断手段と、
前記境界角度判断手段により前記実検出角度が前記境界角度を超えたと判断されたときに、前記実検出角度と前記補正回転角度との差である実補差分を算出する第2実補差分算出手段と、
を備え、前記第2実補差分算出手段により算出された実補差分が0ならば、以後、次に前記第2の回転情報が出力されるまでの間は、前記第1の回転情報の出力タイミング毎に前記実回転情報をそのまま前記補正回転情報として出力すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項9に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記補正回転情報更新手段は、
前記第2実補差分算出手段により算出された実補差分が0ではなかった場合に、該実補差分に基づき、前記実検出角度が前記補正回転角度よりも大きいか否かを判断し、大きいと判断した場合は、現在出力している前記補正回転情報を、現在の前記補正回転角度より予め規定した第2規定角度だけ増加した回転角度を示す情報に更新すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項9又は請求項10に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記補正回転情報更新手段は、
前記第2実補差分算出手段により算出された実補差分が0ではなかった場合に、該実補差分に基づき、前記実検出角度が前記補正回転角度よりも小さいか否かを判断し、小さいと判断した場合は、以後少なくとも、前記第1の回転情報の出力タイミング毎に前記実検出角度が前記補正回転角度よりも小さいとの判断が継続する間は、前記実検出角度が前記一定角度を第2規定倍数乗じた角度だけ増加する間に前記補正回転角度が前記一定角度だけ増加するような変化率にて、該補正回転角度が増加するように、前記補正回転情報を生成すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項1〜請求項11の何れか1項に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記一定角度回転時間推定手段は、
前記基準角度を前記推定用角度幅で除算した値を区切り数として、前記実検出角度が前記推定用角度幅だけ変化するタイミング毎に、今回の該タイミングにおける前記経過時間である今回経過時間から前回の該タイミングにおける前記経過時間である前回経過時間を減算し、該減算結果に前記区切り数を乗じた値を前記今回経過時間に加算することにより、推定経過時間を算出して、該算出した推定経過時間に基づいて前記推定時間を推定すること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。 - 請求項1〜請求項12の何れか1項に記載の車両の走行用モータ制御装置において、
前記推定用角度幅は、前記基準角度をm(mは2以上の整数)で除算した値であること、
を特徴とする車両の走行用モータ制御装置。
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