JP2011099842A - ハイブリッド車両のレゾルバ短絡と断線感知用回路及びこれを利用したレゾルバ短絡と断線の感知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レゾルバのフォルト状態が断線または短絡であるかを正確に分析して把握できるようにしたハイブリッド車両のレゾルバ短絡と断線感知用回路及びこれを利用したレゾルバ短絡及び断線感知方法を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１４と連結されたＲＤＣ１２の入力側に連結されるレゾルバの各出力信号端との間に断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏを連結し、各出力信号端を介してＲＤＣ１２に出力される出力信号である差動信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）より前記断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏと電源側と出力信号端間に連結されたプルアップ抵抗Ｒｐ間の分圧による一定電圧をＣＰＵ１４で測定できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明はハイブリッド車両のレゾルバ短絡と断線感知用回路及びこれを利用したレゾルバ短絡と断線の感知方法に係り、更に詳しくは、ハイブリッド車両用駆動モータの速度と回転子の角度を検出するレゾルバの故障コードを正確に分析して把握できるようにしたハイブリッド車両のレゾルバ短絡と断線感知用回路及びこれを利用したレゾルバ短絡と断線の感知方法に関する。

エンジンとモータを利用したハイブリッド自動車は、初期出発時に駆動モータを使用して車両の出発を図り、車両が一定速度を持つとエンジンを始動してエンジンの出力とモータの出力を同時に利用することで、排気ガスの低減及び燃費の向上を図ることのできる未来型車両であり、モータ駆動のための高電圧バッテリーがインバーターを介して駆動モータと充放電が可能となるように連結されている。
特に、前記駆動モータの速度と回転子の角度を検出するためのレゾルバが採択されているが、このレゾルバのセンシング及び故障検出は、モータの制御において非常に重要な因子中の一つである。

図４に現在のレゾルバの故障発生判断方法を示す。レゾルバの入力信号（励磁信号、ＥＸＴ＋、ＥＸＴ−）または出力信号（速度センシングのための基本信号、Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）に異常が発生する場合、ＲＤＣ（Ｒｅｓｏｌｖｅｒ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を通してフォルト（ＦＡＵＬＴ）信号が発生する。次いで、レゾルバの速度センシングの異常時、ＣＰＵに伝達するデジタル信号であるフォルト信号がモータ制御装置などのＣＰＵに入力されることによって、レゾルバが故障状態であることを判断することができる。

しかし、前記ＲＤＣを通して発生するフォルト信号では、レゾルバ内の断線、短絡及びレゾルバ自体の異常などを正確に故障コード別に区分することができないため、使用者（整備者）はただレゾルバに異常があるということだけ知ることができる。
結局、前記レゾルバからのフォルト信号がＲＤＣを通してＣＰＵに入力されると、どのような原因で発生した故障コードであるのか全く知ることができないため、レゾルバの故障分析に相当な困難がある。
即ち、前記レゾルバのフォルトが発生する時、正確な原因を把握するためにハイブリッド車両用インバーターもしくは駆動モータ側に実測装備（例えば、オシロスコープ）を連結してレゾルバのフォルト発生原因を把握するため、その原因を把握する時間が非常に長いという問題点があった。

特開２００４−１４７４６３号には、モータの回転位置を検出する回転位置センサー、各モータの回転速度Ｎ１，Ｎ２を検出してＮ１，Ｎ２を比較し、所定値以上の差がある場合、少なくとも１つの回転位置センサーが故障であると検出する故障検出手段を含むモータ駆動装置が開示されている。特開平１１−３３７３７３号には、ＶＲ型レゾルバ、Ｒ／Ｄ変換器、回転センサーを具備し、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、各組の検出巻線の検出信号を個別に変換するＲ／Ｄ変換器を設けて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ーの異常を診断する方法が開示されているが、同様に、レゾルバのフォルト原因が断線であるか短絡であるかなど正確に区分して判定できないという短所がある。

特開２００４−１４７４６３号 特開平１１−３３７３７３号

本発明は前記のような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、ハイブリッド車両用駆動モータの速度と回転子の角度を検出するレゾルバのフォルトロジックに断線及び短絡感知用抵抗を追加して、レゾルバのフォルト状態が断線または短絡であるかを正確に分析して把握できるようにしたハイブリッド車両のレゾルバ短絡と断線感知用回路及びこれを利用したレゾルバ短絡及び断線感知方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、ＣＰＵと連結されたＲＤＣの入力側に連結されるレゾルバの各出力信号端との間に断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏを連結し、各出力信号端を介してＲＤＣに出力される出力信号である差動信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）より前記断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏと電源側と出力信号端間に連結されたプルアップ抵抗Ｒｐ間の分圧による一定電圧をＣＰＵで測定できるようにすることを特徴とする。

また、本発明は、レゾルバの各出力信号端との間に断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏを連結し、各出力信号端を介して出力される出力信号である差動信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）より前記断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏと電源側と連結されたプルアップ抵抗Ｒｐ間の分圧による一定電圧を測定して、レゾルバが断線または短絡状態であることを正確に判定できるようにすることを特徴とする。

前記レゾルバの出力信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）で発生した一定電圧を測定した結果、［Ｒｏ／（Ｒｏ＋Ｒｐ）×電源］に該当する値が一定時間維持されると、断線と判断することを特徴とする。

前記レゾルバの出力信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）で発生した一定電圧を測定した結果、０Ｖに該当する値が一定時間維持されると、短絡と判断することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両のレゾルバ短絡と断線感知用回路及びこれを利用したレゾルバ短絡と断線の感知方法によると、ハイブリッド車両用駆動モータの速度と回転子の角度を検出するレゾルバのフォルトロジックに断線及び短絡感知用抵抗を追加して、レゾルバのフォルト状態が断線または短絡であるかを正確に把握することができ、従って、使用者に故障診断の正確な内訳を転送することができるため、その開発段階でデバッギング用として有用に使用することができ、また、大量生産時にもＡ／Ｓが必要な場合、故障状況を正確に判断することができるため、迅速で正確な対応が可能であるという長所がある。

ハイブリッド車両のレゾルバ短絡及び断線の感知方法のための回路構成図である。 ハイブリッド車両のレゾルバ短絡及び断線の感知方法を説明する順序図である。 ハイブリッド車両のレゾルバの出力信号をもらうＲＤＣチップ構造を説明する概略図である。 モータの速度及び回転子の角度を検出するレゾルバの信号伝達構成を説明する概略図である。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明によるハイブリッド車両のレゾルバ短絡及び断線の感知方法のための回路構成図であり、図２は本発明によるハイブリッド車両のレゾルバ短絡及び断線の感知方法を説明する順序図である。
まずレゾルバの構成及び役割を簡略に説明する。
ハイブリッド車両（ＨＥＶ）または純粋の電気自動車（ＥＶ）に使用される同期電動機や誘導電動機のベクトル制御のためには、電動機のフラックス（Ｆｌｕｘ）位置に同期して座標計を設定しなければならず、このために電動機の回転子に対する絶対位置を読み取る必要があり、従って、回転子の絶対位置（回転角の角度）を検出するためにレゾルバを使用する。

このように、前記レゾルバを使用して回転子の各相を正確にセンシングして、そのセンシング値を整流する同期整流部と、同期整流された電圧を所望する発振周波数を出力するＶＣＯ（電圧制御発振器）などを含むＲＤＣ（図３参照）からＣＯＵに転送することで、ＨＥＶとＥＶに必要な正確なモータ速度制御とトルク制御を行うことができる。
このような役割をするレゾルバの出力信号である差動信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）は正常な状況で１０ｋＨｚ周波数を有し、１Ｖ〜４Ｖの間のＡＣ電圧値を示すが、この範囲を逸脱する場合、即ち、レゾルバの入力信号（励磁信号、ＥＸＴ＋、ＥＸＴ−）または出力信号（速度センシングのための基本信号、Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）に異常が発生する場合は、ＲＤＣを通してフォルト信号が発生し、ＣＰＵに伝達するデジタル信号である前記フォルト信号がＣＰＵに入力されることによって、ＣＰＵはレゾルバが故障状態であることを判断する。

本発明はレゾルバの故障が短絡であるか断線であるかを正確に判定できるようにすることで、開発段階及び大量生産段階において迅速で正確な対応ができるようにした点に主眼点がある。
このために、図１の回路図から分かるように、ＣＰＵ１４とその出力側が連結されているＲＤＣ１２の入力側にレゾルバ１０の各出力信号端１６が連結されているが、この各出力信号端１６の間に断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏを連結する。
符号Ｒｉｎ１、Ｒｉｎ２はゲイン調整用抵抗である。

従って、各出力信号端１６を介してＲＤＣ１２に出力される出力信号である差動信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）をＣＰＵでモニタリングすることで、前記断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏと電源側と出力信号端１６間に連結されたプルアップ抵抗Ｒｐ間の分圧による一定電圧をＣＰＵで測定することができる。
即ち、ＣＰＵ１４が各出力信号端１６を介して出力される出力信号である差動信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）より前記断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏと電源側と連結されたプルアップ抵抗Ｒｐ間の分圧による一定電圧を測定して、レゾルバ１０の断線または短絡状態を正確に判定する。

このようなレゾルバ１０の断線または短絡を判定する方法として、レゾルバの出力信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）で発生した一定電圧を測定した結果、［Ｒｏ／（Ｒｏ＋Ｒｐ）×電源］に該当する値が一定時間（１０ｍｓ以上）維持されると、断線と判断し、反対に、レゾルバの出力信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）で発生した一定電圧を測定した結果、０Ｖに該当する値が一定時間（１０ｍｓ以上）維持されると、短絡と判断する。

このように、本発明によると駆動モータの速度と回転子の角度を検出するレゾルバのフォルトロジックに断線及び短絡感知用抵抗を追加することで、レゾルバのフォルト状態が断線または短絡であるかを正確に把握することができ、結局、使用者に故障診断の正確な内訳を転送することができるため、その開発段階でデバッギング用として有用に使用することができ、また、大量生産時にもＡ／Ｓが必要な場合、レゾルバに対する故障状況を正確に判断することができるため、迅速で正確な対応が可能であるという利点がある。

１０ レゾルバ
１２ ＲＤＣ
１４ ＣＰＵ
１６ 出力信号端
Ｒｏ 断線及び短絡感知用抵抗
Ｒｐ プルアップ

Claims (4)

1. ＣＰＵと連結されたＲＤＣの入力側に連結されるレゾルバの各出力信号端との間に断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏを連結し、各出力信号端を介してＲＤＣに出力される出力信号である差動信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）より前記断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏと電源側と出力信号端間に連結されたプルアップ抵抗Ｒｐ間の分圧による一定電圧をＣＰＵで測定できるようにすることを特徴とするハイブリッド車両のレゾルバ短絡及び断線感知用回路。
2. レゾルバの各出力信号端との間に断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏを連結し、各出力信号端を介して出力される出力信号である差動信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）より前記断線及び短絡感知用抵抗Ｒｏと電源側と連結されたプルアップ抵抗Ｒｐ間の分圧による一定電圧を測定して、レゾルバが断線または短絡状態であることを正確に判定できるようにすることを特徴とするハイブリッド車両のレゾルバ短絡及び断線の感知方法。
3. 前記レゾルバの出力信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）で発生した一定電圧を測定した結果、［Ｒｏ／（Ｒｏ＋Ｒｐ）×電源］に該当する値が一定時間維持されると、断線と判断することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両のレゾルバ短絡及び断線の感知方法。
4. 前記レゾルバの出力信号（Ｓ１−Ｓ３、Ｓ２−Ｓ４）で発生した一定電圧を測定した結果、０Ｖに該当する値が一定時間維持されると、短絡と判断することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両のレゾルバ短絡及び断線の感知方法。

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