JP5459250B2 - 回転角度算出装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明にかかる回転角度算出装置を車載主機の回転角度算出装置に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
=sinω・sin(θ―φ)
この誤差相関量εがゼロである場合、モータジェネレータ10の回転角度θと算出される回転角度φとが一致する。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第4の実施形態>
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第5の実施形態>
以下、第5の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第6の実施形態>
以下、第6の実施形態について、先の第5の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第7の実施形態>
以下、第7の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第8の実施形態>
以下、第8の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第9の実施形態>
以下、第9の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第10の実施形態>
以下、第10の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
比例ゲインKpや積分ゲインKi等を可変とするものに限らない。たとえば、所定領域「θ0−Δ≦φ≦θ0+Δ」において、回転角度φに「π/4」を加算して且つ、比例要素および積分要素の出力同士の和としての角度相関量の目標値を「1/√2」としてもよい。これは、正弦関数の変化速度が「0°」におけるものよりも「π/4」におけるものの方が小さいことに鑑みたものである。
回転角度φを進角側の値に変更するものに限らず、遅角側の値に変更するものであってもよい。この場合であっても、フィードバック制御による回転角度φのハンチングを基準角度θ0を通過した後に生じるようにすることができるなら、上記第5の実施形態と同様の効果を得ることができる。
基準角度θ0近傍以外における回転角度の変化方向に基づき進角側および遅角側を特定するものに限らない。たとえば、全回転角度における平均速度の符号に基づき進角側および遅角側を特定するものであってもよい。
所定領域「θ0−Δ≦φ≦θ0+Δ」以外においても加算部50の出力をローパスフィルタ処理することとし、所定領域となる場合に、そのカットオフ周波数を低下させるものであってもよい。
上記第10の実施形態に例示したものに限らない。たとえば、基準角度θ0が特定された後、算出される回転角度φが所定の回転角度だけ変化するまで回転角度φが基準角度θ0となるタイミングの再度の特定を禁止してもよい。
角度相関量として誤差相関量(目標値をゼロとするもの)を算出するものに限らないことについては、「ゲイン低減手段について」の欄や、「角度算出手段について」の欄に記載したとおりである。
回転体(回転軸10a)の一回転に一度であるものに限らない。たとえば、検出用コイルの電圧の変動周期が回転体の回転周期の整数分の1となるものにおいて、変動周期の一周期毎に1度ずつ基準角度を設けてもよい。この場合、特定手段が各基準角度を出力する場合には、これに基づき回転角度の補正処理等を行なうことができる。特に、回転機の電気角周期と変動周期とが同一の場合には、基準角度間隔から電気角速度を算出することも容易となる。なお、上記変動周期の一周期内に基準角度を複数設けてもよい。
Z信号を出力するものに限らないことについては、「基準角度について」の欄に記載したとおりである。
角度相関量と目標値との差の比例要素および積分要素の出力同士の和として回転角度θを算出するものに限らない。たとえば比例要素、積分要素および微分要素の和として回転角度θを算出するものであってもよい。
レゾルバとしては、回転子と一体的に回転する励磁用コイルに生じる磁束が固定子に設けられた検出用コイルを鎖交する際の検出用コイルの電圧を回転角度と相関を有する物理量として出力するものに限らない。たとえば、回転子および固定子のいずれか一方に励磁用コイルおよび検出用コイルの双方を設けて且つ、いずれか他方を磁性体とし、回転子の回転に伴って励磁用コイルおよび検出用コイル間の相互インダクタンスが変動するように設定したものであってもよい。
回転角度検出手段に限らない。たとえば直流交流変換回路の出力電圧のd軸成分に電気角周波数よりも高周波の電圧信号を重畳するシステムにおいて、高周波の電圧信号の重畳に伴って回転機を実際に伝播する高周波電流信号を検出する手段であってもよい。この場合、高周波電流信号のd軸方向からのずれが誤差相当となるため、たとえば高周波の電圧信号と高周波電流信号との外積値を角度相関量(誤差相関量)として、これをゼロにフィードバック制御すべく推定対象としての回転角度θを操作することで、回転角度θを推定することができる。そしてこの場合であっても、基準角度となるタイミングを特定してこれを用いる場合には、回避手段を備えることが有効である。
Claims (15)
- 回転体の状態を検出する検出手段の出力信号に基づき前記回転体の回転角度を算出し、該回転角度を、前記回転体の回転角度が基準角度となるタイミングを特定する特定手段に利用させる回転角度算出装置において、
前記検出手段の出力信号に基づき、前記回転体の回転角度と相関を有する角度相関量を算出する角度相関量算出手段と、
前記角度相関量を目標値にフィードバック制御するための操作量に基づき前記回転角度を算出して前記特定手段に出力する角度算出手段と、
前記フィードバック制御に起因して前記算出される回転角度のハンチング現象が生じることで、前記特定手段によって特定されるタイミングの間隔が前記回転体の回転に伴った実際のタイミングの間隔よりも短くなることを回避する回避手段と、
を備えることを特徴とする回転角度算出装置。 - 前記検出手段は、前記回転体の回転角度を検出する回転角度検出手段であることを特徴とする請求項1記載の回転角度算出装置。
- 前記回避手段は、前記算出される回転角度が前記フィードバック制御によって前記基準角度の進角側および遅角側間を振動することを抑制する抑制手段を備えることを特徴とする請求項1または2記載の回転角度算出装置。
- 前記抑制手段は、前記基準角度を包含する所定領域において、前記フィードバック制御のゲインを小さくするゲイン低減手段を備えることを特徴とする請求項3記載の回転角度算出装置。
- 前記ゲイン低減手段は、前記所定領域における前記回転体の回転角度に応じて前記ゲインを可変設定することを特徴とする請求項4記載の回転角度算出装置。
- 前記抑制手段は、前記基準角度よりも遅角側の所定領域において、前記フィードバック制御のための操作量としての回転角度を強制的に変更する変更手段を備えることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の回転角度算出装置。
- 前記変更手段は、前記回転体の回転角度に応じて前記強制的な変更量を可変設定することを特徴とする請求項6記載の回転角度算出装置。
- 前記抑制手段は、前記基準角度および該基準角度から規定量だけ進角した角度までの領域を含む所定領域において前記算出される回転角度が遅角側に変化することを禁止する禁止手段を備えることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の回転角度算出装置。
- 前記禁止手段は、前記進角側を、前記基準角度に達する前の回転角度の変化に基づき特定することを特徴とする請求項8記載の回転角度算出装置。
- 前記抑制手段は、前記基準角度を含む所定領域において、前記算出される回転角度の変化速度を制限する変化速度制限手段を備えることを特徴とする請求項3〜9のいずれか1項に記載の回転角度算出装置。
- 前記変化速度制限手段は、前記角度算出手段の出力する回転角度をガード処理するものであることを特徴とする請求項10記載の回転角度算出装置。
- 前記変化速度制限手段は、前記所定領域において、前記角度算出手段が出力する直前の回転角度をローパスフィルタ処理することを特徴とする請求項10記載の回転角度算出装置。
- 前記抑制手段は、前記検出手段以外から得られる前記回転体の回転角度情報、前記角度算出手段によって算出される回転角度、および前記基準角度からの経過時間のいずれかに基づき、前記所定領域を把握することを特徴とする請求項4〜12のいずれか1項に記載の回転角度算出装置。
- 前記回避手段は、前記回転体の回転に伴った実際の間隔よりも短い間隔で前記角度算出手段が基準角度を算出する場合に、該算出の結果を前記特定手段にとって無効とする無効化手段を備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の回転角度算出装置。
- 前記無効化手段は、前記特定手段によって前記基準角度となるタイミングが特定されてから所定期間にわたって前記基準角度となるタイミングの再度の特定を禁止することを特徴とする請求項14記載の回転角度算出装置。
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