JP2017219467A - 回転角度センサの診断装置及び診断方法 - Google Patents

回転角度センサの診断装置及び診断方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017219467A
JP2017219467A JP2016115331A JP2016115331A JP2017219467A JP 2017219467 A JP2017219467 A JP 2017219467A JP 2016115331 A JP2016115331 A JP 2016115331A JP 2016115331 A JP2016115331 A JP 2016115331A JP 2017219467 A JP2017219467 A JP 2017219467A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation angle
angle sensor
wave signal
failure
sine wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016115331A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6509781B2 (ja
Inventor
章 清村
Akira Kiyomura
章 清村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2016115331A priority Critical patent/JP6509781B2/ja
Priority to US15/758,896 priority patent/US10712173B2/en
Priority to EP17810431.1A priority patent/EP3470792B1/en
Priority to PCT/JP2017/021505 priority patent/WO2017213259A1/ja
Priority to CN201780003164.1A priority patent/CN108027250B/zh
Publication of JP2017219467A publication Critical patent/JP2017219467A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6509781B2 publication Critical patent/JP6509781B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/08—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for safeguarding the apparatus, e.g. against abnormal operation, against breakdown
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/042—Testing internal-combustion engines by monitoring a single specific parameter not covered by groups G01M15/06 - G01M15/12
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

【課題】回転角度センサの正常判定精度を向上させる。【解決手段】ＶＣＲ機構１９０には、内燃機関１００の圧縮比を変更する制御シャフト１９６の絶対角度（回転角度）を検出する絶対角度センサ２９０が取り付けられている。ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、絶対角度センサ２９０から出力される正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が正常範囲内にあるか否かに応じて、絶対角度センサ２９０に故障が発生しているか否かを判定する。また、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、絶対角度センサ２９０に故障が発生していると判定した場合、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が正常範囲内にあり、これらの信号の逆正接から求められる制御シャフト１９６の回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度であるとき、絶対角度センサ２９０の故障判定を解除する。【選択図】図１

Description

本発明は、回転角度センサの診断装置及び診断方法に関する。
回転角度センサにおいて、特開２０１２−１４５４８８号公報（特許文献１）に記載されるように、回転体の回転角度θに応じた正弦波信号（Ｓｉｎθ）及び余弦波信号（Ｃｏｓθ）の二乗和（Ｓｉｎ２θ＋Ｃｏｓ２θ）が正常範囲内にあるか否かによって、回転角度センサの故障を診断する技術が提案されている。
特開２０１２−１４５４８８号公報
このような故障診断技術において、回転角度センサが正常であるにもかかわらず、例えば、正弦波信号又は余弦波信号にノイズが重畳したとき、その二乗和が一時的に正常範囲を逸脱し、故障と診断されてしまうおそれがある。回転角度センサが故障と診断された場合、制御対象システムがフェイルセイフ運転へと移行するので、その診断は誤りであったことを早急に確定し、フェイルセイフ運転を解除することが望ましい。しかしながら、正弦波信号及び余弦波信号の発生回路などのばらつきを考慮して正常範囲が設定されているため、その二乗和と正常範囲との比較だけでは、回転角度センサが正常であると確定することは困難であった。
そこで、本発明は、回転角度センサの正常判定精度を向上させた、回転角度センサの診断装置及び診断方法を提供することを目的とする。
このため、本発明では、回転角度に応じて相関する２つの信号を出力する回転角度センサの診断装置は、前記２つの信号から求められる数値が所定範囲内にあるか否かに応じて、前記回転角度センサに故障が発生しているか否かを判定する。そして、回転角度センサの診断装置は、前記回転角度センサに故障が発生していると判定した場合、前記数値が前記所定範囲内にあり、かつ、前記２つの信号から求められる回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度であるとき、前記回転角度センサの故障判定を解除する。
本発明によれば、回転角度センサの正常判定精度を向上させることができる。
車両用内燃機関の一例を示すシステム図である。 ストッパ機構の一例を示す部分拡大図である。 レゾルバ出力の一例を示す説明図である。 正弦波信号が異常となった場合のレゾルバ出力及び二乗和の説明図である。 正弦波信号が異常となった場合の二乗和及び回転角度の説明図である。 余弦波信号が異常となった場合のレゾルバ出力及び二乗和の説明図である。 余弦波信号が異常となった場合の二乗和及び回転角度の説明図である。 正弦波信号が異常となった場合の回転角度の実測値の説明図である。 レゾルバが正常である場合に検出される回転角度の説明図である。 故障判定処理の一例を示すフローチャートである。 故障判定解除処理の一例を示すフローチャートである。
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、車両用内燃機関の一例を示す。
内燃機関１００は、シリンダブロック１１０と、シリンダブロック１１０のシリンダボア１１２に往復動可能に嵌挿されたピストン１２０と、吸気ポート１３０Ａ及び排気ポート１３０Ｂが形成されたシリンダヘッド１３０と、吸気ポート１３０Ａ及び排気ポート１３０Ｂの開口端を開閉する吸気バルブ１３２及び排気バルブ１３４と、を有している。
ピストン１２０は、クランクシャフト１４０に対して、ロアリンク１５０Ａ及びアッパリンク１５０Ｂを含むコンロッド（コネクティングロッド）１５０を介して連結されている。そして、ピストン１２０の冠面１２０Ａとシリンダヘッド１３０の下面との間に、燃焼室１６０が形成されている。燃焼室１６０を形成するシリンダヘッド１３０の略中央には、燃料と空気との混合気を着火する点火栓１７０が取り付けられている。
また、内燃機関１００は、吸気バルブ１３２の開期間のクランクシャフト１４０に対する位相を可変とする可変バルブタイミング（ＶＴＣ：Valve Timing Control）機構１８０と、燃焼室１６０の容積を変更することで、圧縮比を可変とする可変圧縮比（ＶＣＲ：Variable Compression Ratio）機構１９０と、を備えている。
ＶＴＣ機構１８０は、例えば、電動モータなどのアクチュエータによって、クランクシャフト１４０に対する吸気カムシャフト２００の位相を変更することで、吸気バルブ１３２の作動角を一定としたまま、吸気バルブ１３２の作動角の中心位相を進角又は遅角させる。なお、ＶＴＣ機構１８０は、吸気バルブ１３２の位相に限らず、吸気バルブ１３２及び排気バルブ１３４の少なくとも一方の位相を可変とすることもできる。
ＶＣＲ機構１９０は、例えば、特開２００２−２７６４４６号公報に開示されるような複リンク機構によって、燃焼室１６０の容積を変更させることで、内燃機関１００の圧縮比を可変とする。以下、ＶＣＲ機構１９０の一例について説明する。
クランクシャフト１４０は、複数のジャーナル部１４０Ａと複数のクランクピン部１４０Ｂとを有し、シリンダブロック１１０の主軸受（図示せず）に、ジャーナル部１４０Ａが回転自在に支持されている。クランクピン部１４０Ｂは、ジャーナル部１４０Ａから偏心しており、ここにロアリンク１５０Ａが回転自在に連結されている。アッパリンク１５０Ｂは、下端側が連結ピン１５２によりロアリンク１５０Ａの一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン１５４によりピストン１２０に回転可能に連結されている。コントロールリンク１９２は、上端側が連結ピン１９４によりロアリンク１５０Ａの他端に回動可能に連結され、下端側が制御シャフト１９６を介してシリンダブロック１１０の下部に回動可能に連結されている。詳しくは、制御シャフト１９６は、回転可能に機関本体（シリンダブロック１１０）に支持されていると共に、その回転中心から偏心している偏心カム部１９６Ａを有し、この偏心カム部１９６Ａにコントロールリンク１９２の下端側が回転可能に嵌合している。制御シャフト１９６は、電動モータを用いた圧縮比制御アクチュエータ１９８によって回動位置が制御される。
このような複リンク機構を用いたＶＣＲ機構１９０においては、制御シャフト１９６が圧縮比制御アクチュエータ１９８によって回動されると、偏心カム部１９６Ａの中心位置、つまり、機関本体（シリンダブロック１１０）に対する相対位置が変化する。これにより、コントロールリンク１９２の下端の搖動支持位置が変化すると、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン１２０の位置が高くなったり低くなったりして、燃焼室１６０の容積が増減し、内燃機関１００の圧縮比が変更される。このとき、圧縮比制御アクチュエータ１９８の作動を停止させると、ピストン１２０の往復動によって、制御シャフト１９６の偏心カム部１９６Ａに対してコントロールリンク１９２が回転し、圧縮比が低圧縮比側へと推移する。
ＶＣＲ機構１９０には、図２に示すように、通常の制御範囲を越えて制御シャフト１９６が回転したときに、その変位（回転）を規制するストッパ機構２１０が取り付けられている。ストッパ機構２１０は、制御シャフト１９６に要の部分が固定された略扇形状の第１の部材２１０Ａと、シリンダブロック１１０に固定された板形状の第２の部材２１０Ｂと、を有する。第１の部材２１０Ａは、制御シャフト１９６と一体となって回転する。第２の部材２１０Ｂは、通常の制御範囲である最高圧縮比（上限）又は最低圧縮比（下限）を越えて制御シャフト１９６が回転したときに、第１の部材２１０Ａの中心角を規定する２辺と当接し、構成部品の一例である制御シャフト１９６の変位を規制する。ここで、ストッパ機構２１０は、制御シャフト１９６が通常の制御範囲を越えたときに機能するため、通常制御においては第１の部材２１０Ａと第２の部材２１０Ｂとが当接することがなく、例えば、異音発生などを抑制することができる。なお、ストッパ機構２１０は、制御シャフト１９６の変位を規制するだけでなく、制御シャフト１９６の基準位置を学習するためにも使用される。
ストッパ機構２１０としては、制御シャフト１９６の回転に関して、最高圧縮比側及び最低圧縮比側の少なくとも一方の変位を規制できればよい。また、ストッパ機構２１０は、略扇形状の第１の部材２１０Ａ及び板形状の第２の部材２１０Ｂに限らず、他の形状をなす２つ以上の部材によって制御シャフト１９６の変位を規制できればよい。
ＶＴＣ機構１８０及びＶＣＲ機構１９０は、マイクロコンピュータなどのプロセッサを内蔵した、ＶＴＣコントローラ２２０及びＶＣＲコントローラ２３０によって夫々電子制御される。ＶＴＣコントローラ２２０及びＶＣＲコントローラ２３０は、例えば、車載ネットワークの一例であるＣＡＮ（Controller Area Network）２４０を介して、内燃機関１００を電子制御する、マイクロコンピュータなどのプロセッサを内蔵したエンジンコントローラ２５０に接続されている。従って、ＶＴＣコントローラ２２０、ＶＣＲコントローラ２３０及びエンジンコントローラ２５０の間では、ＣＡＮ２４０を介して任意のデータを送受信できる。なお、車載ネットワークとしては、ＣＡＮ２４０に限らず、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などの公知のネットワークを使用することができる。
エンジンコントローラ２５０には、内燃機関１００の運転状態の一例として、内燃機関１００の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ２６０、及び、内燃機関１００の負荷Ｑを検出する負荷センサ２７０の各出力信号が入力されている。ここで、内燃機関１００の負荷Ｑとしては、例えば、吸気負圧、吸気流量、過給圧力、アクセル開度、スロットル開度など、トルクと密接に関連する状態量を使用することができる。エンジンコントローラ２５０は、例えば、回転速度及び負荷に適合した目標値が設定されたマップを参照し、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑに応じた、ＶＴＣ機構１８０の目標角度及びＶＣＲ機構１９０の目標圧縮比を夫々求める。そして、エンジンコントローラ２５０は、ＣＡＮ２４０を介して、目標角度及び目標圧縮比をＶＴＣコントローラ２２０及びＶＣＲコントローラ２３０へと夫々送信する。なお、エンジンコントローラ２５０は、回転速度センサ２６０及び負荷センサ２７０の各出力信号に限らず、ＣＡＮ２４０を介して接続された他のコントローラ（図示せず）から内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑを読み込むこともできる。
目標角度を受信したＶＴＣコントローラ２２０は、図示しないセンサにより検出された実際の角度（実角度）が目標角度に収束するように、ＶＴＣ機構１８０のアクチュエータに出力する駆動電流をフィードバック制御する。また、目標圧縮比を受信したＶＣＲコントローラ２３０は、後述する圧縮比センサにより検出された実際の圧縮比（実圧縮比）が目標圧縮比に収束するように、ＶＣＲ機構１９０の圧縮比制御アクチュエータ１９８に出力する駆動電流をフィードバック制御する。このようにすることで、ＶＴＣ機構１８０及びＶＣＲ機構１９０は、内燃機関１００の運転状態に応じた目標値に制御される。
内燃機関１００の実圧縮比を検出する圧縮比センサは、圧縮比制御アクチュエータ１９８の出力軸の相対角度を検出する相対角度センサ２８０と、圧縮比制御アクチュエータ１９８の出力軸に対して減速機１９８Ａを介して連結された制御シャフト１９６の絶対角度を検出する絶対角度センサ２９０と、を含む。そして、ＶＣＲコントローラ２３０は、機関始動時の絶対角度センサ２９０の出力値を基点として、相対角度センサ２８０の出力値から制御シャフト１９６の回転角度、要するに、内燃機関１００の圧縮比を検出する。これは、相対角度センサ２８０は、分解能が高い反面、例えば、同一位相の０°と３６０°とを区別できず、また、絶対角度センサ２９０は、制御シャフト１９６の絶対角度を検出できる反面、分解能が低いためである。
相対角度センサ２８０及び絶対角度センサ２９０は、回転体の回転角度に応じて相関する２つの信号、具体的には、正弦波信号及び余弦波信号を出力するレゾルバなどからなる。レゾルバは、例えば、回転体と一体的に回転するロータと、１相の励磁コイル及び２相の出力コイルが巻かれたステータと、を有する。そして、ステータの励磁コイルに交流電圧を印加すると、各出力コイルには、図３に示すように、回転体の回転角度（電気角）に応じて変化する正弦波信号及び余弦波信号の２相電圧が発生する。
そして、ＶＣＲコントローラ２３０は、レゾルバから出力された正弦波信号及び余弦波信号の逆正接を演算することで、回転体の回転角度を求めることができる。また、ＶＣＲコントローラ２３０は、レゾルバから出力された正弦波信号及び余弦波信号の二乗和を求め、この二乗和が正常範囲内にあるか否かに応じて、レゾルバに故障が発生しているか否かを判定する。さらに、ＶＣＲコントローラ２３０は、レゾルバに故障が発生していると判定した場合、二乗和が正常範囲内にあり、かつ、回転体の回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度であるとき、レゾルバの故障判定を解除する。なお、ＶＣＲコントローラ２３０は、回転角度センサの診断装置、アクチュエータの制御装置としての機能を備えている。
レゾルバの正弦波信号及び余弦波信号の生成回路及び処理回路には、その回路に固有のばらつきがあるため、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和は、レゾルバが正常であっても、一意な値（Ｓｉｎ２θ＋Ｃｏｓ２θ＝１）になるとは限らない。このため、正常範囲を画定する上限閾値及び下限閾値は、生成回路及び処理回路のばらつきを考慮し、例えば、一意な値に対して所定値を加減算することで設定されている。
レゾルバの出力コイルに故障が発生し、図４に示すように、正弦波信号が常に０となると、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和は、余弦波信号の半分の周期で変化する余弦波形状を呈するようになる。この場合、正弦波信号が常に０となるため、正弦波信号及び余弦波信号の逆正接から求められる回転体の回転角度は、図５に示すように、常に０°又は１８０°となってしまう。従って、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が下限閾値以上である正常範囲であっても、回転体の回転角度が０°又は１８０°のままとなり、正常判定精度が良好ではないことが理解されよう。なお、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が上限閾値以下である正常範囲についても同様である（以下同様）。
一方、レゾルバの出力コイルに故障が発生し、図６に示すように、余弦波信号が常に０となると、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和は、正弦波信号の半分の周期で変化する正弦波形状を呈するようになる。この場合、余弦波信号が常に０となるため、正弦波信号及び余弦波信号の逆正接から求められる回転体の回転角度は、図７に示すように、常に９０°又は２７０°となってしまう。従って、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が下限閾値以上である正常範囲であっても、回転体の回転角度が９０°又は２７０°のままとなり、正常判定精度が良好ではないことが理解されよう。
レゾルバの正弦波信号が異常となった場合、正弦波信号及び余弦波信号の逆正接から求められる回転体の回転角度を０°〜９０°の範囲内で実測すると、図８に示すように、０°〜２８°の範囲に分布することが分かった。また、レゾルバの余弦波信号が異常となった場合、正弦波信号及び余弦波信号の逆正接から求められる回転体の回転角度は、同様にして、６２°〜９０°の範囲に分布することが分かった。従って、レゾルバのばらつきなどを考慮すると、レゾルバが正常である場合、図９に示すように、その正弦波信号及び余弦波信号の逆正接から求められる回転体の回転角度は、３０°〜６０°の範囲内にある可能性が高いことが把握できる。なお、回転体の回転角度が９０°〜３６０°の範囲内においても、レゾルバが正常である場合、回転体の回転角度が１２０°〜１５０°、２１０°〜２４０°又は３００°〜３３０°の範囲内にある可能性が高いことが同様に把握できる。
よって、レゾルバに故障が発生したと判定された場合、その正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が正常範囲内にあり、かつ、その正弦波信号及び余弦波信号の逆正接から求められる回転体の回転角度が３０°〜６０°、１２０°〜１５０°、２１０°〜２４０°又は３００°〜３３０°の範囲内にあるとき、例えば、ノイズ重畳などによって誤判定が行なわれたと判断することができる。なお、回転体の回転角度が−３０°（３３０°）〜３０°の範囲が、その回転角度が０°であると認識できない角度の一例として挙げられ、また、回転体の回転角度が６０°〜１２０°、１５０°〜２１０°及び２４０°〜３００°の範囲が、夫々、その回転角度が９０°、１８０°及び２７０°であると認識できない角度の一例として挙げられる。
図１０は、ＶＣＲコントローラ２３０が起動されたことを契機として、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが第１の所定時間ごとに繰り返し実行する、故障判定処理の一例を示す。なお、以下の説明においては、相対角度センサ２８０及び絶対角度センサ２９０を区別する必要がないため、これらをレゾルバと称することとする。また、故障判定処理は、レゾルバに故障が発生していると判定された場合、その実行が中止される。
ステップ１（図１０では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、レゾルバから正弦波信号及び余弦波信号を読み込む。
ステップ２では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和を算出する。
ステップ３では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が下限閾値以上かつ上限閾値以下、要するに、二乗和が正常範囲内にあるか否かを判定する。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、二乗和が下限閾値以上かつ上限閾値以下であると判定すれば処理をステップ４へと進める一方（Ｙｅｓ）、二乗和が下限閾値未満又は上限閾値より大きいと判定すれば処理をステップ５へと進める（Ｎｏ）。
ステップ４では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、レゾルバは正常である、要するに、レゾルバに故障が発生していないと判定する。
ステップ５では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、レゾルバに故障が発生していると判定する。
かかる故障判定処理によれば、レゾルバから出力される正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が正常範囲内にあるか否かに基づいて、レゾルバに故障が発生しているか否かが判定される。具体的には、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が正常範囲内にあれば、レゾルバが正常であると判定され、その二乗和が正常範囲を逸脱していれば、レゾルバが故障していると判定される。
ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、レゾルバが故障していると判定したとき、ＶＣＲ機構１９０の圧縮比制御アクチュエータ１９８に制御信号を出力し、内燃機関１００の圧縮比を最低圧縮比にするフェイルセイフ運転に移行してもよい。また、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、レゾルバが故障していると判定したとき、任意のタイミング（例えば、機関停止中など）で、レゾルバの正弦波信号及び余弦波信号の逆正接から求められる回転体の回転角度を、正常範囲内にシフトしてもよい。
図１１は、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、レゾルバが故障していると判定した後に第２の所定時間ごとに繰り返し実行する、故障判定解除処理の一例を示す。ここで、第２の所定時間は、第１の所定時間と同一であってもよく、また、第１の所定時間と異なっていてもよい。なお、故障判定解除処理は、レゾルバの故障判定が解除された場合、その実行が中止される。
ステップ１１では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、レゾルバから正弦波信号及び余弦波信号を読み込む。
ステップ１２では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和を算出する。
ステップ１３では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、正弦波信号及び余弦波信号の逆正接を演算することで、回転体の回転角度を求める。
ステップ１４では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が下限閾値以上かつ上限閾値以下であるか否かを判定する。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、二乗和が下限閾値以上かつ上限閾値以下であると判定すれば処理をステップ１５へと進める一方（Ｙｅｓ）、二乗和が下限閾値未満又は上限閾値より大きいと判定すれば処理をステップ１９へと進める（Ｎｏ）。
ステップ１５では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、回転体の回転角度が下限角度以上かつ上限角度以下、要するに、回転体の回転角度が３０°〜６０°、１２０°
〜１５０°、２１０°〜２４０°又は３００°〜３３０°の角度範囲内にあるか否かを判定する。そして、回転体の回転角度が下限角度以上かつ上限角度以下であると判定すれば処理をステップ１６へと進める一方（Ｙｅｓ）、回転体の回転角度が下限角度未満又は上限角度より大きいと判定すれば処理をステップ１９へと進める（Ｎｏ）。
ステップ１６では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、二乗和が正常範囲内にあり、かつ、回転角度が所定の角度範囲内にあると判定された回数を計数するカウンタをインクリメントする。なお、このカウンタは、レゾルバに故障が発生したと判定されたときに、０にリセットされる。
ステップ１７では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、カウンタが所定回数以上を示しているか否かを判定する。ここで、所定回数は、何らかの原因で、二乗和が正常範囲内にあり、かつ、回転角度が所定の角度範囲内にある条件がたまたま成立しても、これを排除するための閾値であって、例えば、２以上の定数とすることができる。この所定回数は、外部からの指示に応答して書き換え可能とすべく、例えば、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリに格納しておくことが望ましい。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、カウンタが所定回数以上を示していると判定すれば処理をステップ１８へと進める一方（Ｙｅｓ）、カウンタが所定回数未満を示していると判定すれば処理を終了させる（Ｎｏ）。
ステップ１８では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、レゾルバの故障判定を解除する。なお、レゾルバの故障判定が解除された場合には、故障判定処理が再実行される。
ステップ１９では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、カウンタを０にリセットする。
かかる故障判定解除処理によれば、レゾルバに故障が発生していると判定された後、正弦波信号及び余弦波信号の二乗和が正常範囲内にあることに加え、正弦波信号及び余弦波信号の逆正接から求められる回転体の回転角度が所定の角度範囲内にあると、レゾルバの故障判定が誤りであった可能性があると判断される。そして、上記条件が連続して所定回数成立すると、レゾルバの故障判定は誤りであったと確定し、その故障判定が解除される。このため、レゾルバの正常判定精度を向上させることができる。なお、カウンタを用いずに、上記条件が１回成立したときに、レゾルバの故障判定は誤りであったと確定してもよい。
また、レゾルバが正常であるにもかかわらず、例えば、正弦波信号又は余弦波信号にノイズが重畳して故障と判定されても、上記条件の成立によって故障判定が解除されるため、ＶＣＲ機構１９０などの制御対象システムのフェイルセイフ運転を抑制することができる。このため、制御対象システムの制御性が向上し、例えば、燃費向上、ドライバビリティなどを向上させることができる。
以上の実施形態においては、回転角度センサとして相対角度センサ２８０及び絶対角度センサ２９０の故障を診断する方法について説明したが、回転角度センサとしては、レゾルバなどを使用する他の回転角度センサであってもよい。また、回転角度センサの故障を診断する主体は、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサに限らず、故障診断用のプロセッサ、他のコントローラのプロセッサ、専用回路であってもよい。
ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
（１）回転角度に応じて相関する２つの信号を出力する回転角度センサの診断装置であって、前記２つの信号から求められる数値が所定範囲内にあるか否かに応じて、前記回転角度センサに故障が発生しているか否かを判定し、前記回転角度センサに故障が発生していると判定した場合、前記数値が前記所定範囲内にあり、かつ、前記２つの信号から求められる回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度であるとき、前記回転角度センサの故障判定を解除する。
（２）前記数値が前記所定範囲内にあり、かつ、前記２つの信号から求められる回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度である条件が連続して所定回数成立したとき、前記回転角度センサの故障判定を解除する。
（３）前記数値が前記所定範囲内にあるとき、前記回転角度センサが正常であると判定し、前記数値が前記所定範囲を逸脱しているとき、前記回転角度センサに故障が発生していると判定する。
（４）前記回転角度センサは、内燃機関の圧縮比を可変とする圧縮比可変機構の制御軸又はアクチュエータの回転角度を検出する。
（５）前記回転角度センサは、回転体と一体的に回転するロータと、１相の励磁コイル及び２相の出力コイルを備えたステータと、を有するレゾルバである。
（６）回転角度に応じて相関する２つの信号を出力する回転角度センサの診断装置が、前記２つの信号から求められる数値が所定範囲内にあるか否かに応じて、前記回転角度センサに故障が発生しているか否かを判定し、前記回転角度センサに故障が発生していると判定した場合、前記数値が前記所定範囲内にあり、かつ、前記２つの信号から求められる回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度であるとき、前記回転角度センサの故障判定を解除する。
（７）回転体の回転角度に応じて相関する２つの信号を出力する回転角度センサの出力値から求められる回転角度が目標角度に収束するように、前記回転体を回転するアクチュエータを制御するアクチュエータの制御装置であって、前記２つの信号から求められる数値が所定範囲内にあるか否かに応じて、前記回転角度センサに故障が発生しているか否かを判定し、前記回転角度センサに故障が発生していると判定した場合、前記数値が前記所定範囲内にあり、かつ、前記２つの信号から求められる回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度であるとき、前記回転角度センサの故障判定を解除する。
（８）前記回転角度センサに故障が発生していると判定したとき、前記アクチュエータをフェイルセイフ運転する。
（９）前記回転角度センサに故障が発生していると判定したとき、任意のタイミングで、前記回転角度センサの出力値から求められる回転角度を前記所定範囲内にシフトする。
（１０）前記２つの信号は、正弦波信号及び余弦波信号である。
（１１）前記数値は、前記正弦波信号及び前記余弦波信号の二乗和である。
２３０ ＶＣＲコントローラ
２８０ 相対角度センサ
２９０ 絶対角度センサ

Claims (5)

  1. 回転角度に応じて相関する２つの信号を出力する回転角度センサの診断装置であって、
    前記２つの信号から求められる数値が所定範囲内にあるか否かに応じて、前記回転角度センサに故障が発生しているか否かを判定し、
    前記回転角度センサに故障が発生していると判定した場合、前記数値が前記所定範囲内にあり、かつ、前記２つの信号から求められる回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度であるとき、前記回転角度センサの故障判定を解除する、
    ことを特徴とする回転角度センサの診断装置。
  2. 前記２つの信号は、正弦波信号及び余弦波信号である、
    ことを特徴とする請求項１に記載の回転角度センサの診断装置。
  3. 前記数値は、前記正弦波信号及び前記余弦波信号の二乗和である、
    ことを特徴とする請求項２に記載の回転角度センサの診断装置。
  4. 前記数値が前記所定範囲内にあり、かつ、前記２つの信号から求められる回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度である条件が連続して所定回数成立したとき、前記回転角度センサの故障判定を解除する、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の回転角度センサの診断装置。
  5. 回転角度に応じて相関する２つの信号を出力する回転角度センサの診断装置が、
    前記２つの信号から求められる数値が所定範囲内にあるか否かに応じて、前記回転角度センサに故障が発生しているか否かを判定し、
    前記回転角度センサに故障が発生していると判定した場合、前記数値が前記所定範囲内にあり、かつ、前記２つの信号から求められる回転角度が０°、９０°、１８０°又は２７０°であると認識できない角度であるとき、前記回転角度センサの故障判定を解除する、
    ことを特徴とする回転角度センサの診断方法。
JP2016115331A 2016-06-09 2016-06-09 回転角度センサの診断装置及び診断方法 Active JP6509781B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016115331A JP6509781B2 (ja) 2016-06-09 2016-06-09 回転角度センサの診断装置及び診断方法
US15/758,896 US10712173B2 (en) 2016-06-09 2017-06-09 Diagnostic apparatus and diagnostic method for rotational angle sensor, and control apparatus for actuator
EP17810431.1A EP3470792B1 (en) 2016-06-09 2017-06-09 Rotation angle sensor diagnostic device and diagnostic method, and actuator control device
PCT/JP2017/021505 WO2017213259A1 (ja) 2016-06-09 2017-06-09 回転角度センサの診断装置及び診断方法、並びに、アクチュエータの制御装置
CN201780003164.1A CN108027250B (zh) 2016-06-09 2017-06-09 旋转角度传感器的诊断装置及诊断方法、以及促动器的控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016115331A JP6509781B2 (ja) 2016-06-09 2016-06-09 回転角度センサの診断装置及び診断方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017219467A true JP2017219467A (ja) 2017-12-14
JP6509781B2 JP6509781B2 (ja) 2019-05-08

Family

ID=60577907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016115331A Active JP6509781B2 (ja) 2016-06-09 2016-06-09 回転角度センサの診断装置及び診断方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10712173B2 (ja)
EP (1) EP3470792B1 (ja)
JP (1) JP6509781B2 (ja)
CN (1) CN108027250B (ja)
WO (1) WO2017213259A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102621287B1 (ko) * 2018-11-28 2024-01-08 현대자동차주식회사 모터 제어 장치, 그를 가지는 차량 및 차량의 제어 방법
RU209891U1 (ru) * 2021-07-16 2022-03-23 Акционерное общество "Московский машиностроительный завод "АВАНГАРД" Контактный блок для диагностики датчика угла поворота

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015135283A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転角検出装置、パルス信号生成回路
JP2015141031A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 日産自動車株式会社 回転角検出装置及び回転角検出装置の異常を検出する方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60187811A (ja) * 1984-03-07 1985-09-25 Mitsubishi Electric Corp シンクロ・デイジタル変換装置
JPH06147922A (ja) * 1992-11-10 1994-05-27 Canon Inc 変位測定装置
JPH07229757A (ja) * 1994-02-18 1995-08-29 Canon Inc 信号処理装置、位置検出装置及び駆動装置
JPH109894A (ja) * 1996-06-21 1998-01-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータ制御装置のエンコーダ信号異常検出方法
JP4581273B2 (ja) 2001-03-19 2010-11-17 日産自動車株式会社 内燃機関の起動制御装置
JP5011808B2 (ja) * 2006-04-27 2012-08-29 株式会社ジェイテクト 回転位置測定器
GB2471458A (en) * 2009-06-29 2011-01-05 Qatar University An angle to PWM converter for a resolver, using a single high frequency reference sine wave
JP5181398B2 (ja) 2011-01-12 2013-04-10 Ｓｍｋ株式会社 取出し機能付きカードコネクタ
JP5189659B2 (ja) * 2011-01-13 2013-04-24 三菱電機株式会社 レゾルバの異常検出装置
CN104246442B (zh) * 2012-04-12 2017-04-26 三菱电机株式会社 旋转变压器装置、电动机控制装置及电动机控制方法
JP5979246B2 (ja) * 2012-12-11 2016-08-24 トヨタ自動車株式会社 車両の状態検出装置
DE102014204097A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Gm Global Technology Operations, Llc Verfahren, Systeme und Vorrichtungen zum Reduzieren von Lenkradvibration bei elektrischen Lenkhilfesystemen
US10132654B2 (en) * 2013-07-10 2018-11-20 Infineon Technologies Ag Error compensation in an angle sensor
JP6027516B2 (ja) * 2013-10-23 2016-11-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
EP3187819B1 (en) * 2014-08-25 2020-09-02 NSD Corporation Rotation-detecting apparatus
JP6357184B2 (ja) 2016-03-18 2018-07-11 株式会社ソフイア 遊技機
JP6563864B2 (ja) * 2016-06-16 2019-08-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転角度センサの診断装置及び診断方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015135283A (ja) * 2014-01-17 2015-07-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転角検出装置、パルス信号生成回路
JP2015141031A (ja) * 2014-01-27 2015-08-03 日産自動車株式会社 回転角検出装置及び回転角検出装置の異常を検出する方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3470792A4 (en) 2019-12-25
US10712173B2 (en) 2020-07-14
EP3470792B1 (en) 2020-05-27
WO2017213259A1 (ja) 2017-12-14
CN108027250B (zh) 2020-10-30
JP6509781B2 (ja) 2019-05-08
CN108027250A (zh) 2018-05-11
US20180231392A1 (en) 2018-08-16
EP3470792A1 (en) 2019-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6254068B2 (ja) 内燃機関の制御装置及びその制御方法
CA2992534C (en) Variable compression ratio internal combustion engine
JPH10169497A (ja) 内燃機関制御のための装置
JP6071370B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6220297B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6563864B2 (ja) 回転角度センサの診断装置及び診断方法
WO2017213259A1 (ja) 回転角度センサの診断装置及び診断方法、並びに、アクチュエータの制御装置
JP5152015B2 (ja) 可変圧縮比内燃機関の制御装置
US8126637B2 (en) Control system for internal combustion engine
JP2010043544A (ja) 可変圧縮比内燃機関
US20160363061A1 (en) Control Systems and Methods for Reducing Vibration in Internal Combustion Engines
WO2018135202A1 (ja) 内燃機関の制御装置及び制御方法
JP2008070232A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2018003699A (ja) 内燃機関の制御装置及びその制御方法
JP2022095314A (ja) モータ制御装置
JP7482060B2 (ja) 可変圧縮比機構の制御装置、内燃機関の制御装置、及び制御システム
JP2014118848A (ja) 内燃機関の制御装置
US11879399B2 (en) Method for detecting an inverted connection of the intake timing actuator and the exhaust timing actuator
WO2022219924A1 (ja) 可変圧縮比機構の制御装置及びその診断方法
JP2004324481A (ja) エンジンの燃焼状態判定装置及びエンジンの燃焼状態判定方法
JP2022091414A (ja) レゾルバ励磁装置
JP2023044099A (ja) 励磁信号生成装置
JP2017036737A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009167902A (ja) 内燃機関の動弁システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180307

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190403

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6509781

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250