JP2000186608A - ハイブリッド車両のモータ制御装置 - Google Patents
ハイブリッド車両のモータ制御装置Info
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータのロータ回転角度をエンジンのクラン
ク軸の回転角度センサを用いて検出する。 【解決手段】 エンジン１０のクランク軸とモータ１６
のロータとが同一軸上に連結されている。クランク軸に
設けたレゾルバ２２によりクランク軸の絶対回転角度を
検出する。ロータが回転したときにモータ１６に発生す
る電流と予め角度設定されたステータ位置からロータ回
転角度を求める。このロータ回転角度とクランク軸の絶
対回転角度の初期位相変位を学習する。学習した初期位
相変位とレゾルバ２２の出力信号に基づいてモータ１６
のロータ回転角度を求め、モータ１６の制御を行う。
ク軸の回転角度センサを用いて検出する。 【解決手段】 エンジン１０のクランク軸とモータ１６
のロータとが同一軸上に連結されている。クランク軸に
設けたレゾルバ２２によりクランク軸の絶対回転角度を
検出する。ロータが回転したときにモータ１６に発生す
る電流と予め角度設定されたステータ位置からロータ回
転角度を求める。このロータ回転角度とクランク軸の絶
対回転角度の初期位相変位を学習する。学習した初期位
相変位とレゾルバ２２の出力信号に基づいてモータ１６
のロータ回転角度を求め、モータ１６の制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
のモータ制御装置であって、特にクランク軸の回転角度
センサを利用してモータ出力制御を行うモータ制御装置
に関する。
のモータ制御装置であって、特にクランク軸の回転角度
センサを利用してモータ出力制御を行うモータ制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンを駆動させるための石油
燃料の節約と、エンジン回転による騒音の低減、さらに
石油燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減を目的と
して、エンジン以外の異なる動力源として、モータを搭
載したハイブリッド車両が提案されている。
燃料の節約と、エンジン回転による騒音の低減、さらに
石油燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減を目的と
して、エンジン以外の異なる動力源として、モータを搭
載したハイブリッド車両が提案されている。
【０００３】このハイブリッド車両に用いられるモータ
は、ステータ（固定子）と、ステータの内周側に回転自
在に配設されたロータ（回転子）とにより構成されてお
り、ステータに対してロータの位置に同期した交流電流
を流すことによりモータトルクを得ている。そのため、
ステータに対するロータの絶対位置すなわち絶対回転角
度を正確に検出する必要がある。
は、ステータ（固定子）と、ステータの内周側に回転自
在に配設されたロータ（回転子）とにより構成されてお
り、ステータに対してロータの位置に同期した交流電流
を流すことによりモータトルクを得ている。そのため、
ステータに対するロータの絶対位置すなわち絶対回転角
度を正確に検出する必要がある。
【０００４】このロータのステータに対する絶対回転角
度を検出する絶対回転角度センサとして例えば、レゾル
バが使用されている。このレゾルバは、レゾルバステー
タと、レゾルバステータ内で回転するレゾルバロータ及
び回転トランスにより構成されている。レゾルバロータ
はモータの出力軸と機械的に連結され、回転トランスを
介して上記モータの出力軸の角度信号を電気的に取出
す。
度を検出する絶対回転角度センサとして例えば、レゾル
バが使用されている。このレゾルバは、レゾルバステー
タと、レゾルバステータ内で回転するレゾルバロータ及
び回転トランスにより構成されている。レゾルバロータ
はモータの出力軸と機械的に連結され、回転トランスを
介して上記モータの出力軸の角度信号を電気的に取出
す。
【０００５】一方、４サイクルエンジンは、吸気、圧
縮、燃焼膨張、排気の工程が間欠的に繰り返される。各
気筒ごとに正確に点火時期、燃料噴射時期を正確に制御
するためにクランク軸センサとカム角度センサを組み合
わせて、相対的にクランク軸の回転角度を求めている。
例えば、クランク角度センサは、例えばクランク軸に固
定された歯車状の回転体と、この回転体の外周面に配置
されたコイルと磁石からなる電磁ピックとで構成され、
歯車の一個所に欠歯を設け、回転体の回転に伴いコイル
に生じる鎖交磁束の変化に基づく電圧パルス信号を検出
して欠歯部分を特定し、ここからの相対角度としてクラ
ンク軸の回転角度を求める。また、４サイクルエンジン
では、クランク軸２回転で１つの燃焼工程が終了するた
め、クランク軸の回転角度だけでは、各気筒の工程を判
断することができないのでカム角度センサが設けられて
いる。カム角度センサは、吸排気バルブを駆動するカム
の軸の回転を検出するセンサであり、カム軸は、クラン
ク軸の１／２の速度で回転しており、この回転角度を利
用して、クランク軸の２回転にわたる角度を判別する。
縮、燃焼膨張、排気の工程が間欠的に繰り返される。各
気筒ごとに正確に点火時期、燃料噴射時期を正確に制御
するためにクランク軸センサとカム角度センサを組み合
わせて、相対的にクランク軸の回転角度を求めている。
例えば、クランク角度センサは、例えばクランク軸に固
定された歯車状の回転体と、この回転体の外周面に配置
されたコイルと磁石からなる電磁ピックとで構成され、
歯車の一個所に欠歯を設け、回転体の回転に伴いコイル
に生じる鎖交磁束の変化に基づく電圧パルス信号を検出
して欠歯部分を特定し、ここからの相対角度としてクラ
ンク軸の回転角度を求める。また、４サイクルエンジン
では、クランク軸２回転で１つの燃焼工程が終了するた
め、クランク軸の回転角度だけでは、各気筒の工程を判
断することができないのでカム角度センサが設けられて
いる。カム角度センサは、吸排気バルブを駆動するカム
の軸の回転を検出するセンサであり、カム軸は、クラン
ク軸の１／２の速度で回転しており、この回転角度を利
用して、クランク軸の２回転にわたる角度を判別する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ハイブリッド
車両は、低回転で高トルクが必要な発進時はモータによ
り走行し、高回転、低トルクの高速運転時は、エンジン
にて走行するという特徴を有し、エンジンは断続的に利
用されるため、エンジン始動が要求された時に、すぐに
エンジン出力が得られる必要がある。そのためには、上
死点にある気筒を早期に検出して点火、燃料の噴射を行
う必要があり、クランク軸の回転角度が絶対値で要求さ
れる。
車両は、低回転で高トルクが必要な発進時はモータによ
り走行し、高回転、低トルクの高速運転時は、エンジン
にて走行するという特徴を有し、エンジンは断続的に利
用されるため、エンジン始動が要求された時に、すぐに
エンジン出力が得られる必要がある。そのためには、上
死点にある気筒を早期に検出して点火、燃料の噴射を行
う必要があり、クランク軸の回転角度が絶対値で要求さ
れる。
【０００７】また、特にクランク軸とロータ軸とが同一
軸上に連結された構造を有するハイブリッド装置におい
ては、製造コストの低下、装置の小型化を図る観点から
クランク軸とロータのそれぞれに回転角度センサを設け
るのではなく、一つの回転角度センサを共用して、エン
ジンの気筒の点火制御、モータのトルク制御ができるこ
とが望まれる。
軸上に連結された構造を有するハイブリッド装置におい
ては、製造コストの低下、装置の小型化を図る観点から
クランク軸とロータのそれぞれに回転角度センサを設け
るのではなく、一つの回転角度センサを共用して、エン
ジンの気筒の点火制御、モータのトルク制御ができるこ
とが望まれる。
【０００８】一方、ハイブリッド装置のエンジン部分と
モータ部分とは別個に製造された後に最終的に組み立て
るため、クランク軸の回転角度とモータのロータ回転角
度とに関連性はなく、一つの回転角度センサを共用する
ためには、クランク軸とロータの連結の際に角度調整が
必要となる。
モータ部分とは別個に製造された後に最終的に組み立て
るため、クランク軸の回転角度とモータのロータ回転角
度とに関連性はなく、一つの回転角度センサを共用する
ためには、クランク軸とロータの連結の際に角度調整が
必要となる。
【０００９】そこで、本発明は、ハイブリッド装置の初
期運転時にクランク軸とモータロータの絶対回転角度の
初期位相変位を検出することにより、一つの回転角度セ
ンサにてエンジンの気筒の点火制御、モータのトルク制
御ができる制御装置を提供することを目的とする。
期運転時にクランク軸とモータロータの絶対回転角度の
初期位相変位を検出することにより、一つの回転角度セ
ンサにてエンジンの気筒の点火制御、モータのトルク制
御ができる制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、エンジンのクランク軸とモータのロ
ータとが同一軸上に連結されたハイブリッド車両のモー
タ制御装置であって、クランク軸の絶対回転角度を検出
するクランク軸角度センサと、前記クランク軸の絶対回
転角度に対するモータのロータ回転角度の初期位相変位
を検出する検出手段と、モータのロータ回転角度に基づ
きモータを制御する制御手段と、を有し、前記クランク
軸角度センサの値及び初期位相変位からモータのロータ
回転角度を求めることを特徴とする。
に、第１の発明は、エンジンのクランク軸とモータのロ
ータとが同一軸上に連結されたハイブリッド車両のモー
タ制御装置であって、クランク軸の絶対回転角度を検出
するクランク軸角度センサと、前記クランク軸の絶対回
転角度に対するモータのロータ回転角度の初期位相変位
を検出する検出手段と、モータのロータ回転角度に基づ
きモータを制御する制御手段と、を有し、前記クランク
軸角度センサの値及び初期位相変位からモータのロータ
回転角度を求めることを特徴とする。
【００１１】また、第２の発明は、第１の発明のハイブ
リッド車両のモータ制御装置であって、初期位相変位の
検出手段は、エンジン駆動によりロータを回転させたと
きにモータのステータに発生する電流を検知する手段
と、予め角度調整されたモータのステータ位置及び前記
電流からロータ回転角度を求め、クランク軸の絶対回転
角度との位相変位を求める演算手段とを含むことを特徴
とする。
リッド車両のモータ制御装置であって、初期位相変位の
検出手段は、エンジン駆動によりロータを回転させたと
きにモータのステータに発生する電流を検知する手段
と、予め角度調整されたモータのステータ位置及び前記
電流からロータ回転角度を求め、クランク軸の絶対回転
角度との位相変位を求める演算手段とを含むことを特徴
とする。
【００１２】また、第３の発明は第１又は第２の発明の
ハイブリッド車両のモータ制御装置であって、クランク
軸角度センサの値及び初期位相変位から求めたモータの
ロータ回転角度に基づくモータ制御により発生したモー
タトルクを測定する測定手段と、前記測定したモータト
ルクと、ロータ回転角度に基づくモータ制御により得ら
れる設計上のモータトルクとを比較して初期位相変位の
正否を判別する判別手段とを有することを特徴とする。
ハイブリッド車両のモータ制御装置であって、クランク
軸角度センサの値及び初期位相変位から求めたモータの
ロータ回転角度に基づくモータ制御により発生したモー
タトルクを測定する測定手段と、前記測定したモータト
ルクと、ロータ回転角度に基づくモータ制御により得ら
れる設計上のモータトルクとを比較して初期位相変位の
正否を判別する判別手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。
実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１４】図１には、本実施形態の概略構成が示され
ている。また、図２は、主要部分の内部構造を示す概略
図であり、出力軸から先は省略されている。エンジン１
０は、４サイクルエンジンであり、クランク軸１２と、
吸排気バルブを駆動するカム軸（図示せず）を有してい
る。クランク軸１２はモータ１６のロータ１４と同一軸
上に結合されている。ロータ１４は、トルクコンバータ
１８を介して、自動変速機２０に結合されている。クラ
ンク軸の回転センサであるレゾルバ２２がクランク軸１
２上に設けられている。
ている。また、図２は、主要部分の内部構造を示す概略
図であり、出力軸から先は省略されている。エンジン１
０は、４サイクルエンジンであり、クランク軸１２と、
吸排気バルブを駆動するカム軸（図示せず）を有してい
る。クランク軸１２はモータ１６のロータ１４と同一軸
上に結合されている。ロータ１４は、トルクコンバータ
１８を介して、自動変速機２０に結合されている。クラ
ンク軸の回転センサであるレゾルバ２２がクランク軸１
２上に設けられている。
【００１５】エンジン１０は、エンジンの運転状態を示
す各種検出値、例えば冷却水温、吸気管内圧力、エンジ
ン油温などと、運転者の操作（主にアクセルペダルの操
作）に基づき制御される。具体的には、各種センサの出
力を基に、ＥＣＵ（電子制御ユニット）２４が燃料の噴
射量、噴射時期、点火時期などを制御し、運転者などの
要求に沿った制御が行われる。吸気、圧縮、爆発膨張、
排気の各工程が、間欠的に行われる４サイクルエンジン
においては、これらの工程に同期させ、所定量の燃料を
供給（噴射し）、点火を行う必要がある。多気筒型エン
ジンの場合、各気筒の工程を把握し、気筒ごとに上死点
において噴射制御、点火制御を行う必要がある。各気筒
の工程を判定するために、クランク軸の回転角度及びカ
ム軸の回転角度を利用するレゾルバ２２およびカム角度
エンコーダ２６が設けられている。
す各種検出値、例えば冷却水温、吸気管内圧力、エンジ
ン油温などと、運転者の操作（主にアクセルペダルの操
作）に基づき制御される。具体的には、各種センサの出
力を基に、ＥＣＵ（電子制御ユニット）２４が燃料の噴
射量、噴射時期、点火時期などを制御し、運転者などの
要求に沿った制御が行われる。吸気、圧縮、爆発膨張、
排気の各工程が、間欠的に行われる４サイクルエンジン
においては、これらの工程に同期させ、所定量の燃料を
供給（噴射し）、点火を行う必要がある。多気筒型エン
ジンの場合、各気筒の工程を把握し、気筒ごとに上死点
において噴射制御、点火制御を行う必要がある。各気筒
の工程を判定するために、クランク軸の回転角度及びカ
ム軸の回転角度を利用するレゾルバ２２およびカム角度
エンコーダ２６が設けられている。
【００１６】レゾルバ２２は、従来モータの回転角度セ
ンサとして用いられているレゾルバと同じであり、精度
良くクランク軸の絶対回転角度を検出できる。レゾルバ
２２はレゾルバステータと、クランク軸に固定された偏
心したレゾルバロータと、レゾルバステータとレゾルバ
ロータの間隔を検出する、ステータに固定された回転ト
ランスとを有する。レゾルバステータには３つの回転ト
ランスが９０°ずつずれて配置されている。レゾルバロ
ータが偏心しているために、レゾルバロータが回転する
とレゾルバステータとレゾルバロータの間隔が周期的に
変化し、１つの回転トランスに交流電流を流すことによ
り、レゾルバロータ位置に応じた出力が残りの回転トラ
ンスに発生し、この出力変化に基づきクランク軸の回転
角度を算出することができる。本実施の形態におけるレ
ゾルバ２２は、図３に示すようにクランク軸の回転角度
の０°から３６０°まで、線形に単調増加する信号であ
り、クランク軸１回転を周期としている。
ンサとして用いられているレゾルバと同じであり、精度
良くクランク軸の絶対回転角度を検出できる。レゾルバ
２２はレゾルバステータと、クランク軸に固定された偏
心したレゾルバロータと、レゾルバステータとレゾルバ
ロータの間隔を検出する、ステータに固定された回転ト
ランスとを有する。レゾルバステータには３つの回転ト
ランスが９０°ずつずれて配置されている。レゾルバロ
ータが偏心しているために、レゾルバロータが回転する
とレゾルバステータとレゾルバロータの間隔が周期的に
変化し、１つの回転トランスに交流電流を流すことによ
り、レゾルバロータ位置に応じた出力が残りの回転トラ
ンスに発生し、この出力変化に基づきクランク軸の回転
角度を算出することができる。本実施の形態におけるレ
ゾルバ２２は、図３に示すようにクランク軸の回転角度
の０°から３６０°まで、線形に単調増加する信号であ
り、クランク軸１回転を周期としている。
【００１７】４サイクルエンジンでは、クランク軸が２
回転することで吸気、圧縮、爆発膨張、排気の各工程が
終了する。よって、クランク軸の回転角度だけでは、各
気筒の工程を判断することができない。クランク軸の２
回転、すなわち０〜３６０°と３６０〜７２０°を区別
するために、吸排気バルブを駆動するカムの軸の回転を
検出するのが前記カム角度エンコーダ２６である。カム
軸は、クランク軸の１／２の速度で回転しており、これ
の回転角度を利用すれば、クランク軸の２回転にわたる
角度を判別できる。
回転することで吸気、圧縮、爆発膨張、排気の各工程が
終了する。よって、クランク軸の回転角度だけでは、各
気筒の工程を判断することができない。クランク軸の２
回転、すなわち０〜３６０°と３６０〜７２０°を区別
するために、吸排気バルブを駆動するカムの軸の回転を
検出するのが前記カム角度エンコーダ２６である。カム
軸は、クランク軸の１／２の速度で回転しており、これ
の回転角度を利用すれば、クランク軸の２回転にわたる
角度を判別できる。
【００１８】カム角度エンコーダ２６は、クランク軸の
回転角度０〜３６０°と３６０〜７２０°の対応する角
度で、異なる値の信号を出力する。最も簡単な信号は、
０〜３６０°でハイ、３６０〜７２０°でローの信号で
ある。より現実的には、クランク軸の回転角度７２０°
内で、奇数周期となる方形波とすることができる。図３
には、このようなカム角度エンコーダ２６の信号の一例
が示されている。この信号はクランク軸の回転角度７２
０°で、２３周期の方形波であり、図示するようにクラ
ンク軸の回転角度の１周期目と２周期目では、位相が反
転している。このカム角度信号（Ｇ信号）と、レゾルバ
２２の出力を組み合わせれば、クランク軸の２回転にわ
たる回転角度が検出できる。すなわち、レゾルバ２２の
出力に基づき検出された角度がαであった場合、これが
αであるのか、α＋３６０°であるのか、判別できない
が、カム角度エンコーダ２６の出力がハイかローかによ
り、どちらであるのかが判別できる。レゾルバ出力とカ
ム角度信号から求められたクランク角度より、上死点に
ある気筒が判別できる。例えば図３では、第６気筒が上
死点にくる角度を０°と設定しており、１２０°、２４
０°、３６０°、４８０°、６００°、７２０°でそれ
ぞれ第２、第４、第１、第５、第３気筒が上死点にな
る。尚、レゾルバ２２は、クランク軸の所定位置からの
相対回転角度でなく絶対回転角度を検出できるため、エ
ンジン停止状態から早期に上死点にある気筒を判別する
ことができ、エンジン始動までの時間を短縮することが
できる。
回転角度０〜３６０°と３６０〜７２０°の対応する角
度で、異なる値の信号を出力する。最も簡単な信号は、
０〜３６０°でハイ、３６０〜７２０°でローの信号で
ある。より現実的には、クランク軸の回転角度７２０°
内で、奇数周期となる方形波とすることができる。図３
には、このようなカム角度エンコーダ２６の信号の一例
が示されている。この信号はクランク軸の回転角度７２
０°で、２３周期の方形波であり、図示するようにクラ
ンク軸の回転角度の１周期目と２周期目では、位相が反
転している。このカム角度信号（Ｇ信号）と、レゾルバ
２２の出力を組み合わせれば、クランク軸の２回転にわ
たる回転角度が検出できる。すなわち、レゾルバ２２の
出力に基づき検出された角度がαであった場合、これが
αであるのか、α＋３６０°であるのか、判別できない
が、カム角度エンコーダ２６の出力がハイかローかによ
り、どちらであるのかが判別できる。レゾルバ出力とカ
ム角度信号から求められたクランク角度より、上死点に
ある気筒が判別できる。例えば図３では、第６気筒が上
死点にくる角度を０°と設定しており、１２０°、２４
０°、３６０°、４８０°、６００°、７２０°でそれ
ぞれ第２、第４、第１、第５、第３気筒が上死点にな
る。尚、レゾルバ２２は、クランク軸の所定位置からの
相対回転角度でなく絶対回転角度を検出できるため、エ
ンジン停止状態から早期に上死点にある気筒を判別する
ことができ、エンジン始動までの時間を短縮することが
できる。
【００１９】モータ１６は、１°単位で角度調整して設
置されたステータと、磁石を有するロータとからなる。
ジェネレータ機能を持つモータジェネレータであっても
よい。モータ１６には、バッテリ２８からの電力がイン
バータ３０を介して供給される。バッテリ２８からの直
流電力が、インバータ３０により三相交流電力に変換さ
れ、所定のステータに供給されることによってモータ１
６が駆動される。ＥＣＵ２４によってロータの回転角度
に基づきインバータを制御して、所定の三相交流電力の
位相を制御する。
置されたステータと、磁石を有するロータとからなる。
ジェネレータ機能を持つモータジェネレータであっても
よい。モータ１６には、バッテリ２８からの電力がイン
バータ３０を介して供給される。バッテリ２８からの直
流電力が、インバータ３０により三相交流電力に変換さ
れ、所定のステータに供給されることによってモータ１
６が駆動される。ＥＣＵ２４によってロータの回転角度
に基づきインバータを制御して、所定の三相交流電力の
位相を制御する。
【００２０】レゾルバ２２の出力に基づき算出されたク
ランク軸の回転角度は、本来エンジンの制御に用いられ
るものであり、モータ１６のロータ回転角度とは、関連
づけられていない。エンジン１０とモータ１６を組み付
ける際に、クランク軸とロータの角度位置を機械的に位
置合わせして結合させれば、レゾルバ２２の出力を直
接、クランク軸の回転角度とすることもできる。しか
し、この場合、エンジン１０とモータ１６の組付けの
際、クランク軸とロータ軸の角度位置を合わせる作業が
必要となる。また、修理などによりエンジン１０とモー
タ１６を分離した場合には再度、角度位置合わせの作業
が必要となり煩わしい。本実施形態においては、エンジ
ン１０とモータ１６を組み付けた後、レゾルバ２２の出
力から求めたクランク軸回転角度とロータ回転時にステ
ータに発生する回転電流から推定されるロータの磁石位
置すなわち、ロータ回転角度とを比較し、初期の位相変
位を求める。すなわち、レゾルバ２２の出力に基づき検
出されたクランク軸回転角度における推定したロータ回
転角度の角度差を求める。そして求めた初期位相変位は
記憶（学習）され、以後は、この初期位相変位とレゾル
バ出力に基づいてロータ回転角度を算出し、このロータ
回転角度を用いてモータトルク制御を行う。
ランク軸の回転角度は、本来エンジンの制御に用いられ
るものであり、モータ１６のロータ回転角度とは、関連
づけられていない。エンジン１０とモータ１６を組み付
ける際に、クランク軸とロータの角度位置を機械的に位
置合わせして結合させれば、レゾルバ２２の出力を直
接、クランク軸の回転角度とすることもできる。しか
し、この場合、エンジン１０とモータ１６の組付けの
際、クランク軸とロータ軸の角度位置を合わせる作業が
必要となる。また、修理などによりエンジン１０とモー
タ１６を分離した場合には再度、角度位置合わせの作業
が必要となり煩わしい。本実施形態においては、エンジ
ン１０とモータ１６を組み付けた後、レゾルバ２２の出
力から求めたクランク軸回転角度とロータ回転時にステ
ータに発生する回転電流から推定されるロータの磁石位
置すなわち、ロータ回転角度とを比較し、初期の位相変
位を求める。すなわち、レゾルバ２２の出力に基づき検
出されたクランク軸回転角度における推定したロータ回
転角度の角度差を求める。そして求めた初期位相変位は
記憶（学習）され、以後は、この初期位相変位とレゾル
バ出力に基づいてロータ回転角度を算出し、このロータ
回転角度を用いてモータトルク制御を行う。
【００２１】このように、クランク軸に設けられたレゾ
ルバを利用してモータのトルク制御が行われるため、モ
ータのロータ用のレゾルバが不要となり、モータ部分の
小型化、低コスト化を図ることが可能となる。また、エ
ンジン部分とモータ部分の連結の際の角度合わせ調整が
不要となり、製造工程を簡略化することができる。
ルバを利用してモータのトルク制御が行われるため、モ
ータのロータ用のレゾルバが不要となり、モータ部分の
小型化、低コスト化を図ることが可能となる。また、エ
ンジン部分とモータ部分の連結の際の角度合わせ調整が
不要となり、製造工程を簡略化することができる。
【００２２】図４、図５には、本実施形態における制御
処理のフローチャートが示されている。モータロータ角
度の学習は、シフトレバーがＰポジションでエンジン始
動時に行われる。運転者がシフトレバーをＰポジション
でイグニッションスイッチをＯＮにすると、イグニッシ
ョン信号が入力される（Ｓ１０）。続いてエンジンが始
動中であるかが判断される（Ｓ２０）。エンジンが始動
しているのであれば、モータのロータ角度を学習する条
件が成立しているか否かが判断される（Ｓ３０）。具体
的には、エンジン回転数が所定値以上であることより判
断される。エンジン始動時において、まだエンジン回転
数が十分に高くなっていないと、正確な回転角度を検出
できない可能性があるので、この場合を排除する。モー
タロータ角度学習条件が満たされている場合は、モータ
ロータ角度の学習が行われる（Ｓ４０）。
処理のフローチャートが示されている。モータロータ角
度の学習は、シフトレバーがＰポジションでエンジン始
動時に行われる。運転者がシフトレバーをＰポジション
でイグニッションスイッチをＯＮにすると、イグニッシ
ョン信号が入力される（Ｓ１０）。続いてエンジンが始
動中であるかが判断される（Ｓ２０）。エンジンが始動
しているのであれば、モータのロータ角度を学習する条
件が成立しているか否かが判断される（Ｓ３０）。具体
的には、エンジン回転数が所定値以上であることより判
断される。エンジン始動時において、まだエンジン回転
数が十分に高くなっていないと、正確な回転角度を検出
できない可能性があるので、この場合を排除する。モー
タロータ角度学習条件が満たされている場合は、モータ
ロータ角度の学習が行われる（Ｓ４０）。
【００２３】エンジン１０のクランク軸の絶対回転角度
は、図３に示すようにクランク軸に設けられたレゾルバ
の出力信号より検出される。クランク軸とロータが連結
されているため、ロータは、クランク軸と同期して回転
する。ロータが回転し、ステータを通過する時にそのス
テータに回転電流が出力される。この出力電流を検知す
ることにより、ロータ位置が求められる。すなわち、予
め角度調整して設けられたステータは各ステータの角度
がわかっており、回転電流が出力されたステータ位置に
ロータが位置することから、ロータの回転角度が求めら
れる。この求めたロータの回転角度とこのときのクラン
ク軸の絶対角度から初期の位相変位が求められる。
は、図３に示すようにクランク軸に設けられたレゾルバ
の出力信号より検出される。クランク軸とロータが連結
されているため、ロータは、クランク軸と同期して回転
する。ロータが回転し、ステータを通過する時にそのス
テータに回転電流が出力される。この出力電流を検知す
ることにより、ロータ位置が求められる。すなわち、予
め角度調整して設けられたステータは各ステータの角度
がわかっており、回転電流が出力されたステータ位置に
ロータが位置することから、ロータの回転角度が求めら
れる。この求めたロータの回転角度とこのときのクラン
ク軸の絶対角度から初期の位相変位が求められる。
【００２４】求められた位相変位は、ＥＣＵ２４に記憶
され、その後は、この位相変位とレゾルバ信号からロー
タの回転角度が求められ、ロータの回転角度に基づいて
モータが制御される。このモータロータ角度学習は、基
本的には、エンジン１０とモータを連結後一度だけ行え
ばよい。
され、その後は、この位相変位とレゾルバ信号からロー
タの回転角度が求められ、ロータの回転角度に基づいて
モータが制御される。このモータロータ角度学習は、基
本的には、エンジン１０とモータを連結後一度だけ行え
ばよい。
【００２５】続いて、通常のモータ制御における制御処
理について説明する。Ｓ４０の学習に続く動作で説明す
る。エンジン１０が暖機され、バッテリの充電状態が良
好であれば、エンジン１０は自動で停止する。発進時は
モータのみで駆動するためである。運転者が発進しよう
としてシフトレバーをＤポジションにいれると入力信号
処理がされ（Ｓ５０）、モータの駆動指令がなされてい
るかが判断される（Ｓ６０）。ハイブリッド車は、車両
が停止した状態から発進する場合でエンジン出力が必要
とされない場合は、運転者の意志によらずモータ駆動指
令が実行される。モータ駆動指令がなされていれば、レ
ゾルバ２２の出力と、位相変位に基づき、モータ回転角
度が算出される。そしてこのロータ回転角度に基づいて
インバータから三相交流電流がモータに供給され、モー
タ制御が行われる（Ｓ７０）。
理について説明する。Ｓ４０の学習に続く動作で説明す
る。エンジン１０が暖機され、バッテリの充電状態が良
好であれば、エンジン１０は自動で停止する。発進時は
モータのみで駆動するためである。運転者が発進しよう
としてシフトレバーをＤポジションにいれると入力信号
処理がされ（Ｓ５０）、モータの駆動指令がなされてい
るかが判断される（Ｓ６０）。ハイブリッド車は、車両
が停止した状態から発進する場合でエンジン出力が必要
とされない場合は、運転者の意志によらずモータ駆動指
令が実行される。モータ駆動指令がなされていれば、レ
ゾルバ２２の出力と、位相変位に基づき、モータ回転角
度が算出される。そしてこのロータ回転角度に基づいて
インバータから三相交流電流がモータに供給され、モー
タ制御が行われる（Ｓ７０）。
【００２６】モータ制御したときに発生するモータトル
クを検出することでステップ４０における学習が正しく
行われたかが判断される（Ｓ８０）。学習結果が正しく
ロータ回転角度がステータに対して適正位置で電力が供
給されていれば、設計値のモータトルクが得られるが、
学習結果が誤っており、ロータ回転角度がステータに対
して適正位置でない場合は、設計値よりも低いモータト
ルクが検出される。設計値よりも低いモータトルクが検
出された場合は、ステップ４０における学習が正しくな
かったとして、次回の制御周期においてもう一度学習を
実施するようにする（Ｓ１００）。また、正常なモータ
トルクが得られた場合は、次回からの学習は行わない
（Ｓ９０）。
クを検出することでステップ４０における学習が正しく
行われたかが判断される（Ｓ８０）。学習結果が正しく
ロータ回転角度がステータに対して適正位置で電力が供
給されていれば、設計値のモータトルクが得られるが、
学習結果が誤っており、ロータ回転角度がステータに対
して適正位置でない場合は、設計値よりも低いモータト
ルクが検出される。設計値よりも低いモータトルクが検
出された場合は、ステップ４０における学習が正しくな
かったとして、次回の制御周期においてもう一度学習を
実施するようにする（Ｓ１００）。また、正常なモータ
トルクが得られた場合は、次回からの学習は行わない
（Ｓ９０）。
【００２７】
【発明の効果】このように、本実施形態では、クランク
軸の絶対回転角度をレゾルバで検出し、この絶対回転角
度に対するロータ回転角度の初期位相変位を学習し、初
期位相変位とレゾルバ出力を用いてモータのトルク制御
が行われるようにしたので、ロータ側の角度センサを設
ける必要がなく、装置全体の小型化、低コスト化を図る
ことが可能となる。
軸の絶対回転角度をレゾルバで検出し、この絶対回転角
度に対するロータ回転角度の初期位相変位を学習し、初
期位相変位とレゾルバ出力を用いてモータのトルク制御
が行われるようにしたので、ロータ側の角度センサを設
ける必要がなく、装置全体の小型化、低コスト化を図る
ことが可能となる。
【図１】 本実施形態のモータ制御装置の概略構成図で
ある。
ある。
【図２】 本実施形態の主要部の内部構造を示した図で
ある。
ある。
【図３】 カム角度エンコーダの出力信号に基づくクラ
ンク軸の周期判定、およびレゾルバ出力に基づく回転角
度を示す信号に関する説明図である。
ンク軸の周期判定、およびレゾルバ出力に基づく回転角
度を示す信号に関する説明図である。
【図４】 本実施形態におけるロータ回転角度の学習手
順のフローチャートである。
順のフローチャートである。
【図５】 本実施形態における学習したロータ回転角度
に基づくモータ制御のフローチャートである。
に基づくモータ制御のフローチャートである。
１０ エンジン、１２ クランク軸、１４ ロータ、１
６ モータ、１８ トルクコンバータ、２０ 自動変速
機、２２ レゾルバ、２４ ＥＣＵ、２６ カム角度エ
ンコーダ、２８ バッテリ、３０ インバータ。
６ モータ、１８ トルクコンバータ、２０ 自動変速
機、２２ レゾルバ、２４ ＥＣＵ、２６ カム角度エ
ンコーダ、２８ バッテリ、３０ インバータ。
Claims (3)
- 【請求項１】 エンジンのクランク軸とモータのロータ
とが同一軸上に連結されたハイブリッド車両のモータ制
御装置であって、 クランク軸の絶対回転角度を検出するクランク軸角度セ
ンサと、 前記クランク軸の絶対回転角度に対するモータのロータ
回転角度の初期位相変位を検出する検出手段と、 モータのロータ回転角度に基づきモータを制御する制御
手段と、 を有し、 前記クランク軸センサの値及び初期位相変位からモータ
のロータ回転角度を求めることを特徴とするハイブリッ
ド車両のモータ制御装置。 - 【請求項２】 初期位相変位の検出手段は、エンジン駆
動によりロータを回転させたときにモータのステータに
発生する電流を検知する手段と、 予め角度調整されたモータのステータ位置及び前記電流
からロータ回転角度を求め、クランク軸の絶対回転角度
との位相変位を求める演算手段とを含むことを特徴とす
る請求項１記載のハイブリッド車両のモータ制御装置。 - 【請求項３】 クランク軸センサの値及び初期位相変位
から求めたモータのロータ回転角度に基づくモータ制御
により発生したモータトルクを測定する測定手段と、 前記測定したモータトルクと、ロータ回転角度に基づく
モータ制御により得られる設計上のモータトルクとを比
較して初期位相変位の正否を判別する判別手段とを有す
ることを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド
車両のモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36112098A JP3812193B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | ハイブリッド車両のモータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36112098A JP3812193B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | ハイブリッド車両のモータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000186608A true JP2000186608A (ja) | 2000-07-04 |
| JP3812193B2 JP3812193B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=18472290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36112098A Expired - Fee Related JP3812193B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | ハイブリッド車両のモータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3812193B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012125031A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Toshiba Mach Co Ltd | インバータ発電装置 |
| JP2012125030A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Toshiba Mach Co Ltd | インバータ発電装置 |
| KR20190044243A (ko) * | 2017-10-20 | 2019-04-30 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 제어 방법 |
-
1998
- 1998-12-18 JP JP36112098A patent/JP3812193B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012125031A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Toshiba Mach Co Ltd | インバータ発電装置 |
| JP2012125030A (ja) * | 2010-12-07 | 2012-06-28 | Toshiba Mach Co Ltd | インバータ発電装置 |
| US8916982B2 (en) | 2010-12-07 | 2014-12-23 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Inverter generator |
| KR20190044243A (ko) * | 2017-10-20 | 2019-04-30 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 제어 방법 |
| US10293812B2 (en) | 2017-10-20 | 2019-05-21 | Hyundai Motor Company | Method for controlling hybrid vehicle |
| KR102383246B1 (ko) | 2017-10-20 | 2022-04-05 | 현대자동차 주식회사 | 하이브리드 차량의 제어 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3812193B2 (ja) | 2006-08-23 |
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