JPH11337373A - 回転センサ及びその異常診断方法及びそれを用いた電動機の制御システム - Google Patents
回転センサ及びその異常診断方法及びそれを用いた電動機の制御システムInfo
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- JPH11337373A JPH11337373A JP10143345A JP14334598A JPH11337373A JP H11337373 A JPH11337373 A JP H11337373A JP 10143345 A JP10143345 A JP 10143345A JP 14334598 A JP14334598 A JP 14334598A JP H11337373 A JPH11337373 A JP H11337373A
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レゾルバを回転センサとする電動機制御シス
テムにおいて、ハイブリッド車に用いるのに適した、小
型、軽量化された回転センサとその異常診断方法及びそ
の診断装置を提供する。 【解決手段】 電動機の回転角度や磁極位置等を検出す
るために、ステータに励磁巻線と検出巻線を有するVR
型レゾルバとレゾルバ/ディジタル変換するR/D変換
器を持つ回転センサにおいて、1つのステータに一組以
上の励磁巻線と検出巻線を設け、該検出巻線の検出信号
をレゾルバ/ディジタル変換するR/D変換器を2つ以
上設け、該R/D変換器の出力信号の合理性チェックか
ら回転センサの異常診断を行う。
テムにおいて、ハイブリッド車に用いるのに適した、小
型、軽量化された回転センサとその異常診断方法及びそ
の診断装置を提供する。 【解決手段】 電動機の回転角度や磁極位置等を検出す
るために、ステータに励磁巻線と検出巻線を有するVR
型レゾルバとレゾルバ/ディジタル変換するR/D変換
器を持つ回転センサにおいて、1つのステータに一組以
上の励磁巻線と検出巻線を設け、該検出巻線の検出信号
をレゾルバ/ディジタル変換するR/D変換器を2つ以
上設け、該R/D変換器の出力信号の合理性チェックか
ら回転センサの異常診断を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転センサ及びそ
の異常診断方法に係り、特に、ステータに励磁巻線と検
出巻線を有するVR型レゾルバを用いた回転センサ及び
それを用いた電動機の制御システムとその異常診断方
法、装置に関する。
の異常診断方法に係り、特に、ステータに励磁巻線と検
出巻線を有するVR型レゾルバを用いた回転センサ及び
それを用いた電動機の制御システムとその異常診断方
法、装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電動機制御において、電動機の回転角
度、同期電動機の場合には磁極位置を検出するために、
回転センサが不可欠である。
度、同期電動機の場合には磁極位置を検出するために、
回転センサが不可欠である。
【0003】回転センサには大きく分けて光学式とレゾ
ルバがある。レゾルバタイプの回転センサの一例とし
て、特開平9ー72758号公報にはレゾルバとR/D
変換器を含めた巻線の断線検出装置及び方法が記載され
ている。
ルバがある。レゾルバタイプの回転センサの一例とし
て、特開平9ー72758号公報にはレゾルバとR/D
変換器を含めた巻線の断線検出装置及び方法が記載され
ている。
【0004】図13に、レゾルバの構成例を示す。レゾ
ルバ8の本体は、電動機3のステータまたは車両に対し
て固定されたステータ16と電動機3のロータ軸に固定
されたロータ17とを備えており、ステータ16には、
励磁巻線152、検出巻線(Sin巻線154、Cos
巻線156)が設けられている。すなわち、1つのステ
ータに一組の励磁巻線と検出巻線が設けられている。図
13では、軸倍角Xが2あるいは4の場合を示す。
ルバ8の本体は、電動機3のステータまたは車両に対し
て固定されたステータ16と電動機3のロータ軸に固定
されたロータ17とを備えており、ステータ16には、
励磁巻線152、検出巻線(Sin巻線154、Cos
巻線156)が設けられている。すなわち、1つのステ
ータに一組の励磁巻線と検出巻線が設けられている。図
13では、軸倍角Xが2あるいは4の場合を示す。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電気自動車の駆動方式
として、エンジン等内燃機関と電動機を使用したハイブ
リッドシステムが注目されつつある。このハイブリッド
システムは車両の駆動源として、エンジンと電動機の2
種類の駆動源を搭載するため、装置全体が大型になる欠
点がある。そのため、ハイブリッド車に対しては、電動
機とエンジンの変速機構を一体構造にして回転センサを
小型、軽量化することが要求される。
として、エンジン等内燃機関と電動機を使用したハイブ
リッドシステムが注目されつつある。このハイブリッド
システムは車両の駆動源として、エンジンと電動機の2
種類の駆動源を搭載するため、装置全体が大型になる欠
点がある。そのため、ハイブリッド車に対しては、電動
機とエンジンの変速機構を一体構造にして回転センサを
小型、軽量化することが要求される。
【0006】この場合、電動機の回転角度を検出する回
転センサも変速機構と共にエンジンの近傍に設置される
が、オイルミストの発生する環境のため、回転センサと
しては望ましい環境ではない。従って、電気自動車の駆
動方式としてハイブリッドシステムを採用するものにお
いては、回転センサとして、光学式よりもレゾルバが適
している。
転センサも変速機構と共にエンジンの近傍に設置される
が、オイルミストの発生する環境のため、回転センサと
しては望ましい環境ではない。従って、電気自動車の駆
動方式としてハイブリッドシステムを採用するものにお
いては、回転センサとして、光学式よりもレゾルバが適
している。
【0007】1個の回転センサについての確実な異常診
断方法、すなわち上記公知例に記載された断線検知だけ
でなくセンサ全体の異常診断方法としては、2個以上の
回転センサを用いて、これらの2個以上の出力信号によ
る合理性チェックを行なうことが可能である。
断方法、すなわち上記公知例に記載された断線検知だけ
でなくセンサ全体の異常診断方法としては、2個以上の
回転センサを用いて、これらの2個以上の出力信号によ
る合理性チェックを行なうことが可能である。
【0008】しかし、ハイブリッド車においては、駆動
機構の小型化のためにエンジンや変速機能との一体化構
造が最も要求される。従って、ハイブリッド車では、2
つ以上のレゾルバを用いることは物理的に無理な場合が
ある。
機構の小型化のためにエンジンや変速機能との一体化構
造が最も要求される。従って、ハイブリッド車では、2
つ以上のレゾルバを用いることは物理的に無理な場合が
ある。
【0009】本発明は、ハイブリッド車等に用いるのに
適した、小型、軽量化された回転センサを提供すること
を目的とする。
適した、小型、軽量化された回転センサを提供すること
を目的とする。
【0010】本発明の他の目的は、レゾルバを回転セン
サとする電動機制御システムにおいて、ハイブリッド車
に用いるのに適した、小型、軽量化された回転センサの
異常診断方法及び診断装置を提供することを目的とす
る。
サとする電動機制御システムにおいて、ハイブリッド車
に用いるのに適した、小型、軽量化された回転センサの
異常診断方法及び診断装置を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、一対のロータとステータを有し前記ステータに励
磁巻線と検出巻線を有する回転センサ用VR型レゾルバ
において、前記レゾルバの1つのステータに2組以上の
励磁巻線と検出巻線を設けたレゾルバにある。
ろは、一対のロータとステータを有し前記ステータに励
磁巻線と検出巻線を有する回転センサ用VR型レゾルバ
において、前記レゾルバの1つのステータに2組以上の
励磁巻線と検出巻線を設けたレゾルバにある。
【0012】本発明の他の特徴は、一対のロータとステ
ータを有し前記ステータに励磁巻線と検出巻線を有する
VR型レゾルバと、レゾルバ/ディジタル変換するR/
D変換器とを持ち、電動機の回転角度や磁極位置等を検
出する回転センサにおいて、前記レゾルバの1つのステ
ータに2組以上の励磁巻線と検出巻線を設け、該各組の
検出巻線の検出信号を個別にレゾルバ/ディジタル変換
する複数のR/D変換器を設けた回転センサにある。
ータを有し前記ステータに励磁巻線と検出巻線を有する
VR型レゾルバと、レゾルバ/ディジタル変換するR/
D変換器とを持ち、電動機の回転角度や磁極位置等を検
出する回転センサにおいて、前記レゾルバの1つのステ
ータに2組以上の励磁巻線と検出巻線を設け、該各組の
検出巻線の検出信号を個別にレゾルバ/ディジタル変換
する複数のR/D変換器を設けた回転センサにある。
【0013】本発明の他の特徴は、一対のロータとステ
ータを有し前記ステータに励磁巻線と検出巻線を有する
VR型レゾルバと、レゾルバ/ディジタル変換するR/
D変換器とを持ち、電動機の回転角度や磁極位置等を検
出する回転センサを備えたものにおいて、前記レゾルバ
の1つのステータに2組以上の励磁巻線と検出巻線を設
け、該各組の検出巻線の検出信号を個別にレゾルバ/デ
ィジタル変換する複数のR/D変換器を設け、前記各R
/D変換器の出力信号の合理性チェックから前記回転セ
ンサの異常診断を行う回転センサの異常診断装置にあ
る。
ータを有し前記ステータに励磁巻線と検出巻線を有する
VR型レゾルバと、レゾルバ/ディジタル変換するR/
D変換器とを持ち、電動機の回転角度や磁極位置等を検
出する回転センサを備えたものにおいて、前記レゾルバ
の1つのステータに2組以上の励磁巻線と検出巻線を設
け、該各組の検出巻線の検出信号を個別にレゾルバ/デ
ィジタル変換する複数のR/D変換器を設け、前記各R
/D変換器の出力信号の合理性チェックから前記回転セ
ンサの異常診断を行う回転センサの異常診断装置にあ
る。
【0014】本発明の他の特徴は、回転センサを用いた
電動機、前記電動機を駆動する電力変換器、電動機のd
軸電流指令とq軸電流指令を発生する電流指令発生手
段、dq軸電流指令と電動機電流から3相を2相に座標
変換する3/2相変換処理で得たdq軸電流を検出値を
もとにdq軸電圧指令値Vd*,Vq*、その2相信号
を3相信号に座標変換する2/3相変換処理を行って交
流電圧指令値Vu*、Vv*,Vw*さらに座標変換処
理で使用する位相演算処理や速度演算を行うdq軸電流
制御手段、前記交流電圧指令値から前記電力変換器のパ
ワー素子を駆動する信号を出力するPWM制御手段を備
えた制御システムにおいて、前記回転センサは、ステー
タに励磁巻線と検出巻線を有するVR型レゾルバと、レ
ゾルバ/ディジタル変換するR/D変換器とを持ち、電
動機の回転角度や磁極位置等を検出するものであり、前
記レゾルバの1つのステータに2組以上の励磁巻線と検
出巻線と、該各組の検出巻線の検出信号を個別にレゾル
バ/ディジタル変換する複数のR/D変換器とを有し、
該R/D変換器の出力信号の合理性チェックから前記回
転センサの異常診断を行う異常診断処理手段を備えた電
動機の制御システムにある。
電動機、前記電動機を駆動する電力変換器、電動機のd
軸電流指令とq軸電流指令を発生する電流指令発生手
段、dq軸電流指令と電動機電流から3相を2相に座標
変換する3/2相変換処理で得たdq軸電流を検出値を
もとにdq軸電圧指令値Vd*,Vq*、その2相信号
を3相信号に座標変換する2/3相変換処理を行って交
流電圧指令値Vu*、Vv*,Vw*さらに座標変換処
理で使用する位相演算処理や速度演算を行うdq軸電流
制御手段、前記交流電圧指令値から前記電力変換器のパ
ワー素子を駆動する信号を出力するPWM制御手段を備
えた制御システムにおいて、前記回転センサは、ステー
タに励磁巻線と検出巻線を有するVR型レゾルバと、レ
ゾルバ/ディジタル変換するR/D変換器とを持ち、電
動機の回転角度や磁極位置等を検出するものであり、前
記レゾルバの1つのステータに2組以上の励磁巻線と検
出巻線と、該各組の検出巻線の検出信号を個別にレゾル
バ/ディジタル変換する複数のR/D変換器とを有し、
該R/D変換器の出力信号の合理性チェックから前記回
転センサの異常診断を行う異常診断処理手段を備えた電
動機の制御システムにある。
【0015】本発明によれば、1個のレゾルバの1つの
ステータに2組以上の励磁巻線と検出巻線を設けたた
め、小型、軽量化された回転センサを提供することがで
きる。
ステータに2組以上の励磁巻線と検出巻線を設けたた
め、小型、軽量化された回転センサを提供することがで
きる。
【0016】また、上記回転センサに、検出信号をレゾ
ルバ/ディジタル変換するR/D変換器を2つ以上設
け、これらR/D変換器の出力信号の合理性チェックを
行なうことにより、回転センサの異常診断を行うため、
同軸上に併設した2つ以上の回転センサを用いて合理性
チェックを行なう必要が無く、ハイブリッド車に用いる
のに適した、小型、軽量化された回転センサの異常診断
装置及び方法を提供することができる。
ルバ/ディジタル変換するR/D変換器を2つ以上設
け、これらR/D変換器の出力信号の合理性チェックを
行なうことにより、回転センサの異常診断を行うため、
同軸上に併設した2つ以上の回転センサを用いて合理性
チェックを行なう必要が無く、ハイブリッド車に用いる
のに適した、小型、軽量化された回転センサの異常診断
装置及び方法を提供することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づき説明する。図1に、本発明を適用したハイブリッ
ド車の駆動システム1を示す。ハイブリッド車は駆動源
として、エンジン2と電動機3の2種類の駆動源が、同
じエンジンルーム内に搭載されている。電動機3の出力
軸は変速機構を介して車軸に連結されている。電動機3
は永久磁石型同期電動機の場合、電気車の制動時には回
生制動を行なう発電機としても機能するが、以下単に電
動機と呼ぶことにする。この電動機はバッテリー9を電
源とし、電力変換器として逆変換器すなわちインバータ
10を用いる。インバータ10は、6個のパワー素子
(IGBT)と各パワー素子に並列に接続されたダイオ
ードを用いて構成され、電動機3のU、V、W各相の巻
線に流れる電流を制御する3相ブリッヂ回路と、1個の
平滑コンデンサとを備えている。
基づき説明する。図1に、本発明を適用したハイブリッ
ド車の駆動システム1を示す。ハイブリッド車は駆動源
として、エンジン2と電動機3の2種類の駆動源が、同
じエンジンルーム内に搭載されている。電動機3の出力
軸は変速機構を介して車軸に連結されている。電動機3
は永久磁石型同期電動機の場合、電気車の制動時には回
生制動を行なう発電機としても機能するが、以下単に電
動機と呼ぶことにする。この電動機はバッテリー9を電
源とし、電力変換器として逆変換器すなわちインバータ
10を用いる。インバータ10は、6個のパワー素子
(IGBT)と各パワー素子に並列に接続されたダイオ
ードを用いて構成され、電動機3のU、V、W各相の巻
線に流れる電流を制御する3相ブリッヂ回路と、1個の
平滑コンデンサとを備えている。
【0018】電動機の回転角度(同期機の場合には磁極
位置)を検出する回転センサは、一対のロータとステー
タを有しステータに励磁巻線と検出巻線を有するVR型
レゾルバ8と、レゾルバ8の回転角信号をディジタル信
号に変換し絶対位相角(絶対電気角度)θ0を算出する
R/D変換器15A、Bを持つ。レゾルバ8は、エンジ
ンルーム内に搭載されている。本発明では、1個のレゾ
ルバ8の1つのステータに、2組以上の励磁巻線と検出
巻線を設け、さらに検出信号をレゾルバ/ディジタル変
換するR/D変換器を2個以上(15A、15B)設け
ている。
位置)を検出する回転センサは、一対のロータとステー
タを有しステータに励磁巻線と検出巻線を有するVR型
レゾルバ8と、レゾルバ8の回転角信号をディジタル信
号に変換し絶対位相角(絶対電気角度)θ0を算出する
R/D変換器15A、Bを持つ。レゾルバ8は、エンジ
ンルーム内に搭載されている。本発明では、1個のレゾ
ルバ8の1つのステータに、2組以上の励磁巻線と検出
巻線を設け、さらに検出信号をレゾルバ/ディジタル変
換するR/D変換器を2個以上(15A、15B)設け
ている。
【0019】電動機制御装置11は、アクセルペタル及
びブレーキペタルの操作量に応じたトルク指令τM*及
びR/D変換器の出力信号及び電流センサ12の出力に
基づいてdq軸電流指令値や交流電圧指令値を生成する
dq軸電流制御手段と、交流電圧指令値に基づいてイン
バータを制御するPWM信号を生成するPWM信号生成
手段を備えている。電動機制御装置11の異常診断処理
回路300では、R/D変換器15A、15Bの出力信
号の合理性チェックを行なうことにより、回転センサの
異常診断を行う。
びブレーキペタルの操作量に応じたトルク指令τM*及
びR/D変換器の出力信号及び電流センサ12の出力に
基づいてdq軸電流指令値や交流電圧指令値を生成する
dq軸電流制御手段と、交流電圧指令値に基づいてイン
バータを制御するPWM信号を生成するPWM信号生成
手段を備えている。電動機制御装置11の異常診断処理
回路300では、R/D変換器15A、15Bの出力信
号の合理性チェックを行なうことにより、回転センサの
異常診断を行う。
【0020】前に述べたように、回転センサの確実な異
常診断方法は2つ以上の回転センサを用いて、これらの
2つ以上の出力信号による合理性チェックにより可能で
ある。しかし、駆動機構の小型化のためにエンジン、電
動機、変速機能との一体化構造が最も要求されるハイブ
リッド車では、2つ以上のレゾルバを用いることは物理
的に無理な場合がある。本発明では、1つのレゾルバで
上記のような確実な異常診断を可能にするものである。
常診断方法は2つ以上の回転センサを用いて、これらの
2つ以上の出力信号による合理性チェックにより可能で
ある。しかし、駆動機構の小型化のためにエンジン、電
動機、変速機能との一体化構造が最も要求されるハイブ
リッド車では、2つ以上のレゾルバを用いることは物理
的に無理な場合がある。本発明では、1つのレゾルバで
上記のような確実な異常診断を可能にするものである。
【0021】図2に、本発明の一実施例になるレゾルバ
8の構成例を示す。レゾルバ8の本体は、電動機3のス
テータまたは車両に対して固定されたステータ16と電
動機3のロータ軸に固定されたロータ17とを備えてい
る。軸倍角Xは2である。ステータ16には、励磁巻線
152(152A,152B)、検出巻線(Sin巻線
154A,154B、Cos巻線156A,156B)
が設けられている。すなわち、1つのステータ16に2
組の励磁巻線と検出巻線が設けられている。なお、R,
Sは端子を示している。
8の構成例を示す。レゾルバ8の本体は、電動機3のス
テータまたは車両に対して固定されたステータ16と電
動機3のロータ軸に固定されたロータ17とを備えてい
る。軸倍角Xは2である。ステータ16には、励磁巻線
152(152A,152B)、検出巻線(Sin巻線
154A,154B、Cos巻線156A,156B)
が設けられている。すなわち、1つのステータ16に2
組の励磁巻線と検出巻線が設けられている。なお、R,
Sは端子を示している。
【0022】図3に、レゾルバ信号をディジタル信号に
変換するR/D変換器15のブロック図を示す。励磁巻
線152の端子R1−R2間には、励磁回路150から
Asinωtの励磁信号が供給される。Sin巻線15
4、Cos巻線156は、端子S2−S4間又はS1−
S3間に接続されており、それぞれのレソルバ信号をR
/D変換器15に供給する。
変換するR/D変換器15のブロック図を示す。励磁巻
線152の端子R1−R2間には、励磁回路150から
Asinωtの励磁信号が供給される。Sin巻線15
4、Cos巻線156は、端子S2−S4間又はS1−
S3間に接続されており、それぞれのレソルバ信号をR
/D変換器15に供給する。
【0023】R/D変換器15は、これらレソルバ信号
154,156に基づきレソルバ8の回転部分の位置、
すなわちロータの角度Xθ0を検出する。レソルバ信号
は、ロータの角度Xθ0に応じ励磁信号を振幅変調した
波形を有している。レゾルバ信号154、156は、励
磁信号がA・sinωtである場合、K・A・sinωt・
sinXθ0で表されるsin信号及びK・A・sin ωt
・cos Xθ0で表されるcos信号が得られるよう(K
は変圧比)、それそれ配置されている。
154,156に基づきレソルバ8の回転部分の位置、
すなわちロータの角度Xθ0を検出する。レソルバ信号
は、ロータの角度Xθ0に応じ励磁信号を振幅変調した
波形を有している。レゾルバ信号154、156は、励
磁信号がA・sinωtである場合、K・A・sinωt・
sinXθ0で表されるsin信号及びK・A・sin ωt
・cos Xθ0で表されるcos信号が得られるよう(K
は変圧比)、それそれ配置されている。
【0024】R/D変換器15の乗算器153では、K
・A・sinωt・sinXθ0で表される信号にcos
φが掛け算され、またK・A・sin ωt・cos Xθ0
で表される信号にsinφが掛け算され、両者の差信
号、K・A・sin ωt・sin( Xθ0−φ)を加算器
155で得る。このK・A・sin ωt・sin( Xθ0
−φ)を同期整流回路157に供給する。この信号は、
さらに、比例積分機能を持つ増幅器、電圧可変発振器
(VCD)158を経てφカウンタ159に入力され
る。これらは、フェーズロックループ制御系を構成し、
( Xθ0−φ)=0になるように制御される。従って、
φカウンタ159は、φ=θ0を出力する。
・A・sinωt・sinXθ0で表される信号にcos
φが掛け算され、またK・A・sin ωt・cos Xθ0
で表される信号にsinφが掛け算され、両者の差信
号、K・A・sin ωt・sin( Xθ0−φ)を加算器
155で得る。このK・A・sin ωt・sin( Xθ0
−φ)を同期整流回路157に供給する。この信号は、
さらに、比例積分機能を持つ増幅器、電圧可変発振器
(VCD)158を経てφカウンタ159に入力され
る。これらは、フェーズロックループ制御系を構成し、
( Xθ0−φ)=0になるように制御される。従って、
φカウンタ159は、φ=θ0を出力する。
【0025】図1の電動機の制御演算装置に、上記回転
センサ異常診断方法を適用した詳細な構成例を図4で説
明する。電動機制御装置11において、トルク分電流に
相当するq軸電流の指令値Iq* は、トルク指令値τM
* と回転数をもとにIqテーブル224で算出する。一
方、d軸電流の指令値Id*も、トルク指令値τM*と回
転数をもとに、Idテーブル226で算出する。このよ
うにして、電動機制御装置11におけるId、Iqテー
ブル224、226は、トルク指令値τM*と回転数を
もとに高効率制御に要求される電流指令値Iq* 、Id
* を算出する。
センサ異常診断方法を適用した詳細な構成例を図4で説
明する。電動機制御装置11において、トルク分電流に
相当するq軸電流の指令値Iq* は、トルク指令値τM
* と回転数をもとにIqテーブル224で算出する。一
方、d軸電流の指令値Id*も、トルク指令値τM*と回
転数をもとに、Idテーブル226で算出する。このよ
うにして、電動機制御装置11におけるId、Iqテー
ブル224、226は、トルク指令値τM*と回転数を
もとに高効率制御に要求される電流指令値Iq* 、Id
* を算出する。
【0026】一方、入力側がR/D変換器15に接続さ
れた位相演算手段201は、位相演算を行い絶対位相角
θ0から位相角θ1を出力する。この位相角θ1は、3
相/2相座標変換手段203、2/3相変換処理206
の座標変換処理で使用される。
れた位相演算手段201は、位相演算を行い絶対位相角
θ0から位相角θ1を出力する。この位相角θ1は、3
相/2相座標変換手段203、2/3相変換処理206
の座標変換処理で使用される。
【0027】3/2相座標変換手段203は、電流セン
サ12で検出した電動機電流の3相交流電流に対して3
/2相の座標変換処理を行いd、q軸電流Id、Iqを
算出する。これらのId、Iqと指令値Id*、Iq*
をもとに、IdIq電流制御手段204は、比例あるい
は比例積分電流制御処理を行い、電圧指令値Vd*、V
q*を算出する。
サ12で検出した電動機電流の3相交流電流に対して3
/2相の座標変換処理を行いd、q軸電流Id、Iqを
算出する。これらのId、Iqと指令値Id*、Iq*
をもとに、IdIq電流制御手段204は、比例あるい
は比例積分電流制御処理を行い、電圧指令値Vd*、V
q*を算出する。
【0028】さらに、2/3相変換手段206におい
て、2/3相の座標変換を行い3相交流電圧指令値VU
* 、VV* 、VW* を算出する。PWM制御手段210
はこの電圧指令値VU* 、VV* 、VW* から三角波信
号の搬送波信号との比較処理を行って、PWM信号を発
生し、インバータ10を駆動する。このようにして電動
機3にPWM制御された電圧を印加することにより、電
動機電流が電流指令値Iq* 、Id* に一致するように
制御する。
て、2/3相の座標変換を行い3相交流電圧指令値VU
* 、VV* 、VW* を算出する。PWM制御手段210
はこの電圧指令値VU* 、VV* 、VW* から三角波信
号の搬送波信号との比較処理を行って、PWM信号を発
生し、インバータ10を駆動する。このようにして電動
機3にPWM制御された電圧を印加することにより、電
動機電流が電流指令値Iq* 、Id* に一致するように
制御する。
【0029】先に述べたように、本発明では、1つのレ
ゾルバ8の1つのステータに2組以上の励磁巻線と検出
巻線を設け、さらに検出信号をレゾルバ/ディジタル変
換するR/D変換器15A、15Bを設け、異常診断処
理回路300でこれらR/D変換器15A、15Bの出
力信号の合理性チェックを行なう。回転センサの異常が
検知されたら、例えばPWM制御手段210に信号を送
り、インバータ10の駆動を停止するとともに、各制御
手段は制御停止処理を行なう。例えば、電流指令値Iq
* 、Id*=0、異常フラグ設定等を行なう。さらに、
指令表示部310に異常の表示をする。
ゾルバ8の1つのステータに2組以上の励磁巻線と検出
巻線を設け、さらに検出信号をレゾルバ/ディジタル変
換するR/D変換器15A、15Bを設け、異常診断処
理回路300でこれらR/D変換器15A、15Bの出
力信号の合理性チェックを行なう。回転センサの異常が
検知されたら、例えばPWM制御手段210に信号を送
り、インバータ10の駆動を停止するとともに、各制御
手段は制御停止処理を行なう。例えば、電流指令値Iq
* 、Id*=0、異常フラグ設定等を行なう。さらに、
指令表示部310に異常の表示をする。
【0030】次に、本発明の回転センサとその異常診断
方法の具体的な例について説明する。まず、図2及び図
5に示す例では、1つのレゾルバの1つのステータに2
組の励磁巻線と検出巻線の組を設ける。すなわち、1つ
のレゾルバ8のステータ17に、一組の励磁巻線と検出
巻線で構成される同一仕様の2組のステータ巻線A(1
52A,154A,156A)、ステータ巻線B(15
2B,154B,156B)を設け、それぞれのステー
タ巻線A,Bに各1つのR/D変換器15A、15Bを
接続する。そして、両R/D変換器の出力信号(検出信
号θ01、θ02の2つの検出信号)を用いた合理性チェッ
クを行い、回転センサの異常診断を行う。なお、図は軸
倍角X2の場合で、ロータは1つであり、機械角度θと
電気角度θ0の回転角度の関係式はθ=2θ0である。2
つの各ステータ巻線を角度分割で示したが、各ステータ
巻線が互いに巻き込んでもよい。
方法の具体的な例について説明する。まず、図2及び図
5に示す例では、1つのレゾルバの1つのステータに2
組の励磁巻線と検出巻線の組を設ける。すなわち、1つ
のレゾルバ8のステータ17に、一組の励磁巻線と検出
巻線で構成される同一仕様の2組のステータ巻線A(1
52A,154A,156A)、ステータ巻線B(15
2B,154B,156B)を設け、それぞれのステー
タ巻線A,Bに各1つのR/D変換器15A、15Bを
接続する。そして、両R/D変換器の出力信号(検出信
号θ01、θ02の2つの検出信号)を用いた合理性チェッ
クを行い、回転センサの異常診断を行う。なお、図は軸
倍角X2の場合で、ロータは1つであり、機械角度θと
電気角度θ0の回転角度の関係式はθ=2θ0である。2
つの各ステータ巻線を角度分割で示したが、各ステータ
巻線が互いに巻き込んでもよい。
【0031】図6、図7に示す例では、1つの電動機制
御に使用する高精度の一組の精励磁巻線及び検出巻線C
(152C,154C,156C)とR/D変換器15
Cに対し、1つの回転センサ異常診断用の一組の粗精度
の粗励磁巻線及び検出巻線D(152D,154D,1
56D)とR/D変換器15Dを設ける。すなわち、異
なる仕様の2つのステータ巻線精C、ステータ巻線粗D
と、同一仕様のR/D精15C、R/D粗15Dを用い
る。ステータ巻線精CとR/D精は高精度の検出精度を
持ち、電動機制御に使用する。一方、ステータ巻線粗D
とR/D粗は巻線数が少ないことから前者に比べて検出
精度が悪いことから、回転センサの異常診断用に用い
る。すなわち、検出信号θ0精、θ0粗の2つの検出信号
を用いた合理性チェックを行う。なお、図示したステー
タ巻線粗の設置角度α、βは特に規定しない。β角は9
0度が適当である。
御に使用する高精度の一組の精励磁巻線及び検出巻線C
(152C,154C,156C)とR/D変換器15
Cに対し、1つの回転センサ異常診断用の一組の粗精度
の粗励磁巻線及び検出巻線D(152D,154D,1
56D)とR/D変換器15Dを設ける。すなわち、異
なる仕様の2つのステータ巻線精C、ステータ巻線粗D
と、同一仕様のR/D精15C、R/D粗15Dを用い
る。ステータ巻線精CとR/D精は高精度の検出精度を
持ち、電動機制御に使用する。一方、ステータ巻線粗D
とR/D粗は巻線数が少ないことから前者に比べて検出
精度が悪いことから、回転センサの異常診断用に用い
る。すなわち、検出信号θ0精、θ0粗の2つの検出信号
を用いた合理性チェックを行う。なお、図示したステー
タ巻線粗の設置角度α、βは特に規定しない。β角は9
0度が適当である。
【0032】精励磁巻線及び検出巻線とR/D変換器が
異常と判断された場合は、警告信号を発して電動機制御
を続行し、以後、回転センサ診断が不可能なことから、
再始動するか否かは、異常診断処理手段300が判断す
る。
異常と判断された場合は、警告信号を発して電動機制御
を続行し、以後、回転センサ診断が不可能なことから、
再始動するか否かは、異常診断処理手段300が判断す
る。
【0033】図8,図9に示す例では、1つの電動機制
御に使用する一組の高精度の精励磁及び検出巻線C(1
52C,154C,156C)とR/D変換器15Cに
対し、2つの回転センサ異常診断用の一組の粗精度の粗
励磁及び検出巻線粗1(152E,154E,156
E)、粗2(152F,154F,156F)とR/D
変換器15E、15Fを設け、これらR/D変換器の出
力信号の合理性チェックから回転センサの異常診断を行
う。すなわち、2つのステータ巻線粗1,粗2と、1つ
のステータ巻線精Cの3つのステータ巻線を設けた場合
である。この例は、図6の例のα≒0度、β=90度の
場合に相当する。これにより、検出信号θ0精、θ0粗
1、θ0粗2の3つの検出信号を用いた合理性チェック
を行う。異常診断の結果、1つのステータ巻線粗1ある
いは粗2の異常でステータ巻線精が正常と診断された場
合は、引き続き電動機制御運転を行う。その後は図6の
場合と同様である。
御に使用する一組の高精度の精励磁及び検出巻線C(1
52C,154C,156C)とR/D変換器15Cに
対し、2つの回転センサ異常診断用の一組の粗精度の粗
励磁及び検出巻線粗1(152E,154E,156
E)、粗2(152F,154F,156F)とR/D
変換器15E、15Fを設け、これらR/D変換器の出
力信号の合理性チェックから回転センサの異常診断を行
う。すなわち、2つのステータ巻線粗1,粗2と、1つ
のステータ巻線精Cの3つのステータ巻線を設けた場合
である。この例は、図6の例のα≒0度、β=90度の
場合に相当する。これにより、検出信号θ0精、θ0粗
1、θ0粗2の3つの検出信号を用いた合理性チェック
を行う。異常診断の結果、1つのステータ巻線粗1ある
いは粗2の異常でステータ巻線精が正常と診断された場
合は、引き続き電動機制御運転を行う。その後は図6の
場合と同様である。
【0034】図10は、本発明の回転センサにおける、
機械角度θに対する電気角度θ0(高精度回転角度θ0精
と粗精度回転角度θ0粗)の検出精度の関係を示す図で
ある。粗巻線のステータ巻線164〜166は、精巻線
161〜163より巻線数が少ないことから、出力電圧
が小さくなり精度が悪い。
機械角度θに対する電気角度θ0(高精度回転角度θ0精
と粗精度回転角度θ0粗)の検出精度の関係を示す図で
ある。粗巻線のステータ巻線164〜166は、精巻線
161〜163より巻線数が少ないことから、出力電圧
が小さくなり精度が悪い。
【0035】図11は、異常診断処理回路300におけ
る、回転センサ異常診断方法(合理性チェック)の説明
図であり、検出信号θ0精、θ0粗1、θ0粗2の3つの
検出信号をそれぞれ、回転角度比較器320、330に
入力し、電気角度θ0の偏差eにより正常(1)、異常
(0)の信号を出力する。診断回路340では、回転角
度比較器の出力(1)、(0)に基づき図12に示すよ
うなマップを用いて合理性チェックを行い、モード1
(正常)、モード2、3(異常ではあるが制御続行)ま
たは、4(制御停止)のいずれかの診断を行なう。そし
て、それぞれの診断結果に基づく各モードに対応した信
号を出力する。制御演算手段11では、異常診断処理回
路300の診断結果に基づき制御継続、制御停止等の処
理を行なう。
る、回転センサ異常診断方法(合理性チェック)の説明
図であり、検出信号θ0精、θ0粗1、θ0粗2の3つの
検出信号をそれぞれ、回転角度比較器320、330に
入力し、電気角度θ0の偏差eにより正常(1)、異常
(0)の信号を出力する。診断回路340では、回転角
度比較器の出力(1)、(0)に基づき図12に示すよ
うなマップを用いて合理性チェックを行い、モード1
(正常)、モード2、3(異常ではあるが制御続行)ま
たは、4(制御停止)のいずれかの診断を行なう。そし
て、それぞれの診断結果に基づく各モードに対応した信
号を出力する。制御演算手段11では、異常診断処理回
路300の診断結果に基づき制御継続、制御停止等の処
理を行なう。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、ハイブリッド車等に用
いるのに適した、小型、軽量化された回転センサを提供
することができる。
いるのに適した、小型、軽量化された回転センサを提供
することができる。
【0037】また、回転センサの異常診断が確実にでき
るとともに、レゾルバを回転センサとする電動機の駆動
システムの小型化が可能である。
るとともに、レゾルバを回転センサとする電動機の駆動
システムの小型化が可能である。
【図1】本発明のレゾルバを回転センサとする電動機の
制御演算装置とハイブリッド車の駆動システム構成図。
制御演算装置とハイブリッド車の駆動システム構成図。
【図2】本発明の一実施例になるレゾルバの構成図。
【図3】レゾルバとR/D変換器の構成とその説明図。
【図4】図1の電動機の制御演算装置の詳細な構成図。
【図5】本発明の1つの回転センサ異常診断装置の構成
図。
図。
【図6】本発明の他の実施例になる回転センサ異常診断
装置の構成図。
装置の構成図。
【図7】本発明の他の実施例になるレゾルバの構成図。
【図8】本発明の他の実施例になる回転センサ異常診断
装置の構成図。
装置の構成図。
【図9】本発明の他の実施例になるレゾルバの構成図。
【図10】高精度回転角度θ0精と粗精度回転角度θ0粗
の検出精度の説明図。
の検出精度の説明図。
【図11】回転センサ異常診断方法(合理性チェック)
の説明図。
の説明図。
【図12】診断信号出力マップの例を示す図。
【図13】従来のレゾルバの構成図。
1…電気車1、2…エンジン2、3…同期電動機、8…
レゾルバ、10…インバータ10、11…電動機制御装
置、15…R/D変換器
レゾルバ、10…インバータ10、11…電動機制御装
置、15…R/D変換器
Claims (11)
- 【請求項1】一対のロータとステータを有し前記ステー
タに励磁巻線と検出巻線を有する回転センサ用VR型レ
ゾルバにおいて、前記レゾルバの1つのステータに2組
以上の励磁巻線と検出巻線を設けたことを特徴とするレ
ゾルバ。 - 【請求項2】請求項1において、前記レゾルバの1つの
ステータに1組の高精度の精励磁巻線及び検出巻線と、
2組以上の粗精度の粗励磁巻線及び検出巻線を設けたこ
とを特徴とするレゾルバ。 - 【請求項3】一対のロータとステータを有し前記ステー
タに励磁巻線と検出巻線を有するVR型レゾルバと、レ
ゾルバ/ディジタル変換するR/D変換器とを持ち、電
動機の回転角度や磁極位置等を検出する回転センサにお
いて、前記レゾルバの1つのステータに2組以上の励磁
巻線と検出巻線を設け、該各組の検出巻線の検出信号を
個別にレゾルバ/ディジタル変換する複数のR/D変換
器を設けたことを特徴とする回転センサ。 - 【請求項4】請求項3において、前記レゾルバの1つの
ステータに2組の励磁巻線と検出巻線と、該励磁巻線と
検出巻線の各組にそれぞれ接続された2個のR/D変換
器とを設けたことを特徴とする回転センサ。 - 【請求項5】請求項3において、前記レゾルバの1つの
ステータに1つの電動機制御に使用する1組の高精度の
精励磁巻線及び検出巻線と1つのR/D変換器を設け、
さらに、2組以上の回転センサ異常診断用の粗精度の粗
励磁巻線及び検出巻線と1つ以上のR/D変換器を設け
たことを特徴とする回転センサ。 - 【請求項6】一対のロータとステータを有し前記ステー
タに励磁巻線と検出巻線を有するVR型レゾルバと、レ
ゾルバ/ディジタル変換するR/D変換器とを持ち、電
動機の回転角度や磁極位置等を検出する回転センサを備
えたものにおいて、前記レゾルバの1つのステータに2
組以上の励磁巻線と検出巻線を設け、該各組の検出巻線
の検出信号を個別にレゾルバ/ディジタル変換する複数
のR/D変換器を設け、前記各R/D変換器の出力信号
の合理性チェックから前記回転センサの異常診断を行う
ことを特徴とする回転センサの異常診断装置。 - 【請求項7】請求項6において、前記レゾルバの1つの
ステータに2組の励磁巻線と検出巻線と、該励磁巻線と
検出巻線の各組にそれぞれ接続された2個のR/D変換
器とを設け、前記両R/D変換器の出力信号の合理性チ
ェックから前記回転センサの異常診断を行うことを特徴
とする回転センサの異常診断装置。 - 【請求項8】請求項6において、前記レゾルバの1つの
ステータに1つの電動機制御に使用する一組の高精度の
精励磁巻線及び検出巻線と1つのR/D変換器を設け、
さらに、回転センサ異常診断用の2組以上の粗精度の粗
励磁巻線及び検出巻線と1つ以上のR/D変換器を設
け、前記各R/D変換器の出力信号の合理性チェックか
ら前記回転センサの異常診断を行うことを特徴とする回
転センサの異常診断装置。 - 【請求項9】回転センサを用いた電動機、前記電動機を
駆動する電力変換器、電動機のd軸電流指令とq軸電流
指令を発生する電流指令発生手段、dq軸電流指令と電
動機電流から3相を2相に座標変換する3/2相変換処
理で得たdq軸電流を検出値をもとにdq軸電圧指令値
Vd*,Vq*、その2相信号を3相信号に座標変換す
る2/3相変換処理を行って交流電圧指令値Vu*、V
v*,Vw*さらに座標変換処理で使用する位相演算処
理や速度演算を行うdq軸電流制御手段、前記交流電圧
指令値から前記電力変換器のパワー素子を駆動する信号
を出力するPWM制御手段を備えた制御システムにおい
て、前記回転センサは、ステータに励磁巻線と検出巻線
を有するVR型レゾルバと、レゾルバ/ディジタル変換
するR/D変換器とを持ち、電動機の回転角度や磁極位
置等を検出するものであり、前記レゾルバの1つのステ
ータに2組以上の励磁巻線と検出巻線と、該各組の検出
巻線の検出信号を個別にレゾルバ/ディジタル変換する
複数のR/D変換器とを有し、該R/D変換器の出力信
号の合理性チェックから前記回転センサの異常診断を行
う異常診断処理手段を備えたことを特徴とする電動機の
制御システム。 - 【請求項10】一対のロータとステータを有し前記ステ
ータに励磁巻線と検出巻線を有するVR型レゾルバと、
レゾルバ/ディジタル変換するR/D変換器とを持ち、
電動機の回転角度や磁極位置等を検出する回転センサの
異常診断方法において、前記レゾルバの1つのステータ
に2組以上の励磁巻線と検出巻線を設け、該各組の検出
巻線の検出信号を個別にレゾルバ/ディジタル変換する
複数のR/D変換器を設け、前記各R/D変換器の出力
信号の合理性チェックから前記回転センサの異常診断を
行うことを特徴とする回転センサの異常診断方法。 - 【請求項11】請求項10において、前記精励磁巻線及
び検出巻線とR/D変換器が正常と判断された場合は、
警告信号を発して電動機の運転を続行することを特徴と
する回転センサの異常診断方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10143345A JPH11337373A (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 回転センサ及びその異常診断方法及びそれを用いた電動機の制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10143345A JPH11337373A (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 回転センサ及びその異常診断方法及びそれを用いた電動機の制御システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11337373A true JPH11337373A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15336638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10143345A Pending JPH11337373A (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 回転センサ及びその異常診断方法及びそれを用いた電動機の制御システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11337373A (ja) |
Cited By (14)
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-
1998
- 1998-05-25 JP JP10143345A patent/JPH11337373A/ja active Pending
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