JP5494969B2 - Abnormality diagnosis device for rotation angle detection system - Google Patents
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Description
本発明は、モータの回転角(回転位置)を検出するレゾルバの出力信号に基づいて断線の有無を判定する回転角検出システムの異常診断装置に関する発明である。 The present invention relates to an abnormality diagnosis device for a rotation angle detection system that determines the presence or absence of disconnection based on an output signal of a resolver that detects a rotation angle (rotation position) of a motor.
一般に、1入力2出力タイプ(一相励磁二相出力タイプ)のレゾルバを用いた回転角検出システムは、励磁回路から出力した励磁信号(正弦波電圧信号)をレゾルバに入力して、この励磁信号をロータの回転位置θに応じてsinθで変調したSIN信号とcosθで変調したCOS信号をレゾルバから出力し、これらの2つの出力信号(SIN信号とCOS信号)をR/Dコンバータ(レゾルバデジタルコンバータ)に入力して回転位置θ(回転角)を検出するようにしている。 Generally, a rotation angle detection system using a 1-input 2-output type (single-phase excitation 2-phase output type) resolver inputs an excitation signal (sinusoidal voltage signal) output from an excitation circuit to the resolver, and this excitation signal. The SIN signal modulated by sin θ and the COS signal modulated by cos θ according to the rotational position θ of the rotor are output from the resolver, and these two output signals (SIN signal and COS signal) are R / D converter (resolver digital converter) ) To detect the rotational position θ (rotation angle).
このようなレゾルバを用いた回転角検出システムの異常診断技術としては、例えば、特許文献1(特許第3071232号公報)に記載されているように、レゾルバの2つの出力信号(SIN信号とCOS信号)の信号線に断線検出用の微弱な直流電圧を重畳させ、信号線の断線が発生した場合に直流電圧が検出されなくなることを利用して断線を検出するようにしたものがある。 As an abnormality diagnosis technique for a rotation angle detection system using such a resolver, for example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 3071232), two output signals (SIN signal and COS signal) of the resolver are used. 1), a weak DC voltage for detecting disconnection is superimposed on the signal line, and the disconnection is detected by utilizing the fact that no DC voltage is detected when the signal line is disconnected.
しかし、上記特許文献1の異常診断技術では、信号線に断線検出用の直流電圧を重畳させるための回路を新たに設ける必要があるため、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができないとい欠点がある。
However, in the abnormality diagnosis technique disclosed in
また、本出願人は、レゾルバを用いた回転角検出システムにおいて、レゾルバの2つの出力信号(SIN信号とCOS信号)の2乗和を診断指標とし、その診断指標を所定の異常判定閾値と比較して断線(例えばレゾルバの入力信号線や出力信号線の断線)の有無を判定する異常診断技術を研究しているが、その研究過程で次のような新たな課題が判明した。 In addition, in the rotation angle detection system using a resolver, the present applicant uses a sum of squares of two resolver output signals (SIN signal and COS signal) as a diagnostic index, and compares the diagnostic index with a predetermined abnormality determination threshold value. Then, we are studying abnormality diagnosis technology for determining the presence or absence of disconnection (for example, disconnection of resolver input signal line or output signal line), but the following new problems were found in the research process.
図8に示すように、回路誤差(抵抗やコンデンサのばらつき、サンプリングタイミングのずれ等)が全く無い理想的なシステムであれば、正常時の診断指標(レゾルバの2つの出力信号の2乗和)が一定値になるはずであるが、実際のシステムでは、回路誤差が存在するため、回路誤差の影響を受けて正常時でも診断指標がロータ回転位置に応じて変動(振動)する。このように回路誤差の影響で正常時の診断指標が変動することを考慮に入れて異常判定閾値を設定すれば、正常であるにも拘らず異常有り(断線有り)と誤判定することを回避できる。しかし、異常時(断線時)の診断指標もロータ回転位置に応じて大きく変動(振動)するため、異常判定閾値に対して異常時の診断指標が正常時の診断指標と同じ側になるロータ回転位置の領域が存在し、この領域は、異常(断線)を検出できない「異常検出不可領域」となる。 As shown in FIG. 8, if it is an ideal system having no circuit error (resistance or capacitor variation, sampling timing deviation, etc.), the normal diagnostic index (the sum of squares of the two output signals of the resolver) However, in an actual system, since a circuit error exists, the diagnosis index fluctuates (vibrates) depending on the rotor rotational position even under normal conditions due to the influence of the circuit error. In this way, if the abnormality determination threshold is set taking into consideration that the normal diagnostic index fluctuates due to the influence of the circuit error, it is possible to avoid erroneously determining that there is an abnormality (disconnected) even though it is normal. it can. However, because the diagnostic index at the time of abnormality (disconnection) also fluctuates (vibrates) greatly depending on the rotor rotation position, the rotor rotation at which the diagnostic index at the time of abnormality is on the same side as the diagnostic index at normal time with respect to the abnormality determination threshold There is a position area, and this area is an “abnormality detection impossible area” in which an abnormality (disconnection) cannot be detected.
このため、断線を早期に検出するために、モータ制御システムの起動直後のモータの回転停止中に、断線の有無を判定する異常診断を実行するようにすると、レゾルバのロータ回転停止位置が異常検出不可領域の場合には、もし断線が発生していても、その断線を検出することができないという問題がある。 For this reason, in order to detect disconnection at an early stage, if the abnormality diagnosis for determining the presence or absence of disconnection is executed while the rotation of the motor immediately after the motor control system is started, the rotor rotation stop position of the resolver is detected as abnormal. In the case of the impossible area, there is a problem that even if a disconnection occurs, the disconnection cannot be detected.
そこで、本発明が解決しようとする課題は、低コスト化の要求を満たしながら、断線が発生した場合に、その断線を早期に検出することができる回転角検出システムの異常診断装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an abnormality diagnosis device for a rotation angle detection system that can detect the disconnection at an early stage when the disconnection occurs while satisfying the demand for cost reduction. It is in.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、車両の動力源となるモータが自由回転可能な状態(例えば、モータが動力伝達系から切り離されて、モータが回転しても動力伝達系に影響を及ぼさない状態)が存在する車両に適用され、モータの回転角を検出するレゾルバの出力信号に基づいて断線の有無を判定する異常診断を行う異常診断手段を備えた回転角検出システムの異常診断装置において、異常診断手段は、モータ制御システムの起動直後に、モータが自由回転可能な状態でレゾルバの出力信号を用いない他制制御によりモータを回転させて異常診断を実行する構成としたものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
この構成では、モータ制御システムの起動直後に、他制制御によりモータを回転させて、レゾルバの出力信号に基づいて断線の有無を判定する異常診断を実行することで、モータの回転前のレゾルバのロータ回転停止位置が異常検出不可領域の場合でも、もし断線が発生していれば、モータの回転に伴ってレゾルバのロータ回転位置が異常検出可能な領域(異常検出不可領域以外の領域)に入ったときに、その断線を検出することができる。これにより、断線が発生した場合に、その断線をモータ制御システムの起動直後の早期に検出することができる。しかも、従来技術のように信号線に断線検出用の直流電圧を重畳させるための回路を新たに設けるといった必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。 In this configuration, immediately after the start of the motor control system, the motor is rotated by other control and an abnormality diagnosis is performed to determine the presence or absence of disconnection based on the output signal of the resolver. Even if the rotor rotation stop position is in an area where abnormality cannot be detected, if a disconnection occurs, it will enter the area where the resolver's rotor rotation position can be detected abnormally (area other than the area where abnormality cannot be detected) as the motor rotates. The disconnection can be detected. Thereby, when a disconnection occurs, the disconnection can be detected immediately after the start of the motor control system. In addition, it is not necessary to newly provide a circuit for superimposing a DC voltage for detecting disconnection on a signal line as in the prior art, and it is possible to satisfy the demand for cost reduction, which is an important technical problem in recent years. .
この場合、請求項2のように、他制制御によりモータを回転させる際に、レゾルバのロータを180度以上回転させるようにモータを制御するようにしても良い。或は、請求項3のように、他制制御によりモータを回転させる際に、所定回転速度になるまで回転させるようにモータを制御するようにしても良い。このようにすれば、モータの回転に伴ってレゾルバのロータ回転位置が確実に異常検出可能な領域に入るようにできる。
In this case, as in
以下、本発明を実施するための形態をハイブリッド車に適用して具体化した幾つかの実施例を説明する。 Hereinafter, several embodiments in which the mode for carrying out the invention is applied to a hybrid vehicle will be described.
本発明の実施例1を図1乃至図7に基づいて説明する。
まず、図1に基づいてハイブリッド車の駆動システムの概略構成を説明する。
車両の動力源として、内燃機関であるエンジン11と交流モータ12とが搭載されている。エンジン11の出力軸(クランク軸)の動力が交流モータ12を介して変速機13に伝達され、この変速機13の出力軸の動力がデファレンシャルギヤ機構14や車軸15等を介して車輪16に伝達される。変速機13は、例えば、トルクコンバータと変速機構により構成され、複数の変速段の中から変速段を段階的に切り換える有段変速機であっても良いし、無段階に変速するCVT(無段変速機)であっても良い。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of a hybrid vehicle drive system will be described with reference to FIG.
An
また、エンジン11の動力を車輪16に伝達する動力伝達経路のうちの、エンジン11と交流モータ12との間には、動力伝達を断続するための第1のクラッチ17が設けられ、交流モータ12と変速機13との間には、動力伝達を断続するための第2のクラッチ18が設けられている。これらの第1及び第2のクラッチ17,18は、油圧駆動式の油圧クラッチであっても良いし、電磁駆動式の電磁クラッチであっても良い。第1及び第2のクラッチ17,18を両方とも解放状態(動力伝達しない状態)することで、交流モータ12が自由回転可能な状態(交流モータ12が動力伝達系から切り離されて、交流モータ12が回転しても動力伝達系に影響を及ぼさない状態)にすることができる。
A
また、交流モータ12を駆動するインバータ19がバッテリ20に接続され、交流モータ12がインバータ19を介してバッテリ20と電力を授受するようになっている。モータ制御用の電子制御回路(以下「MG−ECU」と表記する)21は、車両の運転状態等に応じてインバータ19を制御して交流モータ12の運転を制御する。
An
次に、図2に基づいて回転角検出システムの概略構成を説明する。
車両の動力源として用いられる交流モータ12(図1参照)には、該交流モータ12の回転角(回転位置)を検出するためのレゾルバ22が搭載されている。このレゾルバ22は、1入力2出力タイプ(一相励磁二相出力タイプ)のものが用いられ、MG−ECU21に接続されている。MG−ECU21は、励磁回路23から出力した励磁信号(正弦波電圧信号)をレゾルバ22に入力し、レゾルバ22は、励磁信号をロータの回転位置θに応じてsinθで変調したSIN信号とcosθで変調したCOS信号を出力する。MG−ECU21は、レゾルバ22の2つの出力信号(SIN信号とCOS信号)を、それぞれ差動増幅回路24,25で増幅してR/Dコンバータ26(レゾルバデジタルコンバータ)に入力し、このR/Dコンバータ26で、レゾルバ22の2つの出力信号(増幅後のSIN信号とCOS信号)を回転位置θ(デジタル信号)に変換してマイコン27(マイクロコンピュータ)に入力することで、ロータの回転位置θ(回転角)を検出する。
Next, a schematic configuration of the rotation angle detection system will be described based on FIG.
A
また、MG−ECU21は、回転角検出システムの異常診断を行うために、レゾルバ22の2つの出力信号(増幅後のSIN信号とCOS信号)を、それぞれA/D変換部28を介してマイコン27に入力すると共に、レゾルバ22の入力信号である励磁信号(REF信号)を、A/D変換部28を介してマイコン27に入力する。尚、励磁信号(REF信号)をマイコン27に入力しない構成としても良い。
Further, the MG-ECU 21 uses the
図3に示すように、正常時には、MG−ECU21のマイコン27に入力される励磁信号(REF信号)とSIN信号とCOS信号は、それぞれ基準電圧(例えば2.5V)を中心にして振動する。
As shown in FIG. 3, during normal operation, the excitation signal (REF signal), the SIN signal, and the COS signal input to the
一方、異常時(励磁信号線L1とSIN信号線L2とCOS信号線L3のいずれかに断線が発生した場合)には、MG−ECU21のマイコン27に入力されるSIN信号とCOS信号は、次のような挙動を示す。
On the other hand, when an abnormality occurs (when a break occurs in any of the excitation signal line L1, the SIN signal line L2, and the COS signal line L3), the SIN signal and the COS signal input to the
(1) 励磁信号線L1が断線した場合には、マイコン27に入力されるSIN信号とCOS信号が両方とも一定値(例えば2.5V)となる。
(2) SIN信号線L2とCOS信号線L3が両方とも断線した場合には、マイコン27に入力されるSIN信号とCOS信号が両方とも一定値(例えば2.5V)となる。
(3) SIN信号線L2のみが断線した場合には、マイコン27に入力されるSIN信号のみが一定値(例えば2.5V)となる。
(4) COS信号線L3のみが断線した場合には、マイコン27に入力されるCOS信号のみが一定値(例えば2.5V)となる。
(1) When the excitation signal line L1 is disconnected, both the SIN signal and the COS signal input to the
(2) When both the SIN signal line L2 and the COS signal line L3 are disconnected, both the SIN signal and the COS signal input to the
(3) When only the SIN signal line L2 is disconnected, only the SIN signal input to the
(4) When only the COS signal line L3 is disconnected, only the COS signal input to the
このような特性に着目して、本実施例1では、図4に示すように、マイコン27に入力されるSIN信号と基準電圧(例えば2.5V)との差をSIN信号側の診断指標(=SIN信号−基準電圧)とすると共に、マイコン27に入力されるCOS信号と基準電圧(例えば2.5V)との差をCOS信号側の診断指標(=COS信号−基準電圧)とし、これらのSIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標に基づいて断線の有無を判定する異常診断を次のようにして行う。
Focusing on such characteristics, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, the difference between the SIN signal input to the
(A) SIN信号側の診断指標の絶対値(=|SIN信号−基準電圧|)が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さく、且つ、COS信号側の診断指標の絶対値(=|COS信号−基準電圧|)が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さい場合には、SIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標が両方とも0付近であるため、SIN信号とCOS信号が両方とも一定値であると判断して、異常有り(励磁信号線L1の断線有り、又は、SIN信号線L2とCOS信号線L3の両方の断線有り)と判定する。 (A) The absolute value of the diagnostic index on the SIN signal side (= | SIN signal−reference voltage |) is smaller than the first threshold (for example, 0.2 V), and the absolute value of the diagnostic index on the COS signal side (= When | COS signal−reference voltage |) is smaller than the first threshold value (for example, 0.2 V), since the diagnostic index on the SIN signal side and the diagnostic index on the COS signal side are both near 0, the SIN signal And COS signals are both determined to be constant values, and it is determined that there is an abnormality (the excitation signal line L1 is disconnected, or both the SIN signal line L2 and the COS signal line L3 are disconnected).
(B) SIN信号側の診断指標の絶対値(=|SIN信号−基準電圧|)が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さく、且つ、COS信号側の診断指標の絶対値(=|COS信号−基準電圧|)が第2の閾値(例えば1.4V)よりも小さい場合には、SIN信号側の診断指標のみが0付近であるため、SIN信号のみが一定値であると判断して、異常有り(SIN信号線L2の断線有り)と判定する。 (B) The absolute value of the diagnostic indicator on the SIN signal side (= | SIN signal−reference voltage |) is smaller than the first threshold (for example, 0.2 V), and the absolute value of the diagnostic indicator on the COS signal side (= When | COS signal−reference voltage |) is smaller than the second threshold value (for example, 1.4 V), only the diagnostic index on the SIN signal side is near 0, so that only the SIN signal is determined to be a constant value. Then, it is determined that there is an abnormality (the SIN signal line L2 is disconnected).
この場合、図4(a)に示すように、COS信号側の診断指標の絶対値が第2の閾値(例えば1.4V)以上となるロータ回転停止位置の領域A1では、正常時でもSIN信号側の診断指標の絶対値が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さくなる可能性があるため、この領域はSIN信号側の異常検出不可領域A1として除外している。 In this case, as shown in FIG. 4A, in the rotor rotation stop position region A1 where the absolute value of the diagnostic index on the COS signal side is equal to or greater than a second threshold value (eg, 1.4 V), the SIN signal is normal. Since the absolute value of the diagnostic index on the side may be smaller than the first threshold (for example, 0.2 V), this region is excluded as an abnormality detection unusable region A1 on the SIN signal side.
(C) COS信号側の診断指標の絶対値(=|COS信号−基準電圧|)が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さく、且つ、SIN信号側の診断指標の絶対値(=|SIN信号−基準電圧|)が第2の閾値(例えば1.4V)よりも小さい場合には、COS信号側の診断指標のみが0付近であるため、COS信号のみが一定値であると判断して、異常有り(COS信号線L3の断線有り)と判定する。 (C) The absolute value of the diagnostic index on the COS signal side (= | COS signal−reference voltage |) is smaller than the first threshold (for example, 0.2 V), and the absolute value of the diagnostic index on the SIN signal side (= When | SIN signal−reference voltage |) is smaller than the second threshold value (for example, 1.4 V), only the diagnostic index on the COS signal side is close to 0, so that only the COS signal is determined to be a constant value. Then, it is determined that there is an abnormality (the COS signal line L3 is disconnected).
この場合、図4(b)に示すように、SIN信号側の診断指標の絶対値が第2の閾値(例えば1.4V)以上となるロータ回転停止位置の領域A2では、正常時でもCOS信号側の診断指標の絶対値が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さくなる可能性があるため、この領域はCOS信号側の異常検出不可領域A2として除外している。 In this case, as shown in FIG. 4B, in the region A2 of the rotor rotation stop position where the absolute value of the diagnostic indicator on the SIN signal side is equal to or greater than a second threshold (for example, 1.4 V), the COS signal is normal even. Since the absolute value of the diagnostic index on the side may be smaller than the first threshold (for example, 0.2 V), this region is excluded as an abnormal detection unusable region A2 on the COS signal side.
ところで、断線を早期に検出するために、モータ制御システムの起動直後(例えばイグニッションスイッチのオン直後)の交流モータ12の回転停止中に、上述した異常診断(SIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標に基づいて断線の有無を判定する異常診断)を実行するようにすると、レゾルバ22のロータ回転停止位置が異常検出不可領域の場合には、もし断線が発生していても、その断線を検出できない可能性がある。例えば、レゾルバ22のロータ回転停止位置がSIN信号側の異常検出不可領域A1の場合には、SIN信号線L2の断線を検出できない。また、レゾルバ22のロータ回転停止位置がCOS信号側の異常検出不可領域A2の場合には、COS信号線L3の断線を検出できない。
By the way, in order to detect the disconnection at an early stage, the abnormality diagnosis (diagnosis index on the SIN signal side and the COS signal side) described above is performed while the rotation of the
この対策として、本実施例1では、モータ制御システムの起動直後(例えばイグニッションスイッチのオン直後)に、交流モータ12が自由回転可能な状態でレゾルバ22の出力信号を用いない他制制御により交流モータ12を所定角度(例えば180度)以上回転させて、SIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標に基づいて断線の有無を判定する異常診断を実行する。これにより、交流モータ12の回転前のレゾルバ22のロータ回転停止位置がSIN信号側の異常検出不可領域A1の場合でも、もしSIN信号線L2の断線が発生していれば、交流モータ12の回転に伴ってレゾルバ22のロータ回転位置がSIN信号側の異常検出可能な領域(異常検出不可領域A1以外の領域)に入ったときに、そのSIN信号線L2の断線を検出することができる。また、交流モータ12の回転前のレゾルバ22のロータ回転停止位置がCOS信号側の異常検出不可領域A2の場合でも、もしCOS信号線L3の断線が発生していれば、交流モータ12の回転に伴ってレゾルバ22のロータ回転位置がCOS信号側の異常検出可能な領域(異常検出不可領域A2以外の領域)に入ったときに、そのCOS信号線L3の断線を検出することができる。
As a countermeasure, in the first embodiment, immediately after the motor control system is started (for example, immediately after the ignition switch is turned on), the AC motor is controlled by other control without using the output signal of the
以上説明した本実施例1の異常診断は、MG−ECU21によって図5乃至図7の各ルーチンに従って実行される。以下、これらの各ルーチンの処理内容を説明する。
The abnormality diagnosis according to the first embodiment described above is executed by the MG-
[モータ制御ルーチン]
図5に示すモータ制御ルーチンは、MG−ECU21の電源オン後(イグニッションスイッチのオン後)に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、インバータ19の起動直後(インバータ19の起動後の最初の本ルーチンの起動時)であるか否かを判定し、インバータ19の起動直後であると判定されれば、ステップ102に進み、初期設定(例えば初期値の設定等)を行う。
[Motor control routine]
The motor control routine shown in FIG. 5 is repeatedly executed at a predetermined cycle after the MG-
この後、ステップ103に進み、後述する図6の第1の異常診断ルーチンを実行することで、モータ制御システムの起動直後に、交流モータ12が自由回転可能な状態で他制制御により交流モータ12を回転させて、その回転中にSIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標に基づいて断線の有無を判定する異常診断を実行する。この後、ステップ104に進み、車両の運転状態等に応じてインバータ19を制御して交流モータ12の運転を制御する通常制御を実行する。
Thereafter, the process proceeds to step 103, and a first abnormality diagnosis routine of FIG. 6 to be described later is executed, so that immediately after the motor control system is started, the
[第1の異常診断ルーチン]
図6に示す第1の異常診断ルーチンは、前記図5のモータ制御ルーチンのステップ103で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ201で、レゾルバ22のロータが所定角度以上回転したか否かを判定する。ここで、所定角度は、180度以上の角度(例えば、180度、270度、360度等)に設定されている。
[First abnormality diagnosis routine]
The first abnormality diagnosis routine shown in FIG. 6 is a subroutine executed in
このステップ201で、まだレゾルバ22のロータが所定角度以上回転していないと判定された場合には、ステップ202に進み、交流モータ12が自由回転可能な状態でレゾルバ22の出力信号を用いない他制制御により交流モータ12を回転させる。この際、レゾルバ22のロータを所定角度以上回転させるように交流モータ12を制御する(例えば、レゾルバ22のロータが所定角度又はそれよりも少し大きい角度だけ回転した位置で停止するように交流モータ12の電流を制御する)。
If it is determined in this
このように、レゾルバ22のロータを所定角度(例えば180度)以上回転させるように交流モータ12を制御することで、レゾルバ22のロータ回転位置が確実にSIN信号側の異常検出可能な領域(異常検出不可領域A1以外の領域)とCOS信号側の異常検出可能な領域(異常検出不可領域A2以外の領域)に入るようにできる。
In this way, by controlling the
この後、ステップ203に進み、マイコン27に入力されるSIN信号と基準電圧(例えば2.5V)との差をSIN信号側の診断指標(=SIN信号−基準電圧)として算出すると共に、マイコン27に入力されるCOS信号と基準電圧(例えば2.5V)との差をCOS信号側の診断指標(=COS信号−基準電圧)として算出する。
Thereafter, the process proceeds to step 203, where the difference between the SIN signal input to the
この後、ステップ204に進み、後述する図7の断線判定ルーチンを実行することで、SIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標に基づいて断線の有無を判定する。この後、ステップ205に進み、断線判定処理(ステップ204)の判定結果に基づいて、異常(断線)が確定したか否かを判定する。
このステップ205で、異常(断線)が確定していないと判定された場合には、ステップ206に進み、異常フラグをオフに維持したまま、本ルーチンを終了する。
Thereafter, the process proceeds to step 204, and a disconnection determination routine of FIG. 7 described later is executed to determine the presence or absence of disconnection based on the diagnostic index on the SIN signal side and the diagnostic index on the COS signal side. Thereafter, the process proceeds to step 205, and it is determined whether or not an abnormality (disconnection) has been established based on the determination result of the disconnection determination process (step 204).
If it is determined in
一方、上記ステップ205で、異常(断線)が確定したと判定された場合には、ステップ207に進み、異常フラグをオンにセットし、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ(図示せず)を点灯又は点滅したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部(図示せず)に警告表示して、運転者に警告すると共に、その異常情報(異常コード等)をバックアップRAM(図示せず)等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶して、本ルーチンを終了する。
On the other hand, if it is determined in
[断線判定ルーチン]
図7に示す断線判定ルーチンは、前記図6の第1の異常診断ルーチンのステップ204で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ301で、SIN信号側の診断指標の絶対値(=|SIN信号−基準電圧|)が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さく、且つ、COS信号側の診断指標の絶対値(=|COS信号−基準電圧|)が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さいか否かを判定する。
[Disconnection judgment routine]
The disconnection determination routine shown in FIG. 7 is a subroutine executed in
このステップ301で「Yes」と判定された場合(つまりSIN信号側の診断指標の絶対値が第1の閾値よりも小さく、且つ、COS信号側の診断指標の絶対値が第1の閾値よりも小さいと判定された場合)には、SIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標が両方とも0付近であるため、SIN信号とCOS信号が両方とも一定値であると判断して、ステップ304に進み、異常有り(励磁信号線L1の断線有り、又は、SIN信号線L2とCOS信号線L3の両方の断線有り)と判定する。尚、上記ステップ301で「Yes」と判定された連続回数又は積算回数が所定値を越えたときに、異常有りと判定するようにしても良い。
If “Yes” is determined in step 301 (that is, the absolute value of the diagnostic index on the SIN signal side is smaller than the first threshold value, and the absolute value of the diagnostic index on the COS signal side is smaller than the first threshold value). If it is determined that the diagnostic index on the SIN signal side and the diagnostic index on the COS signal side are both near 0, it is determined that both the SIN signal and the COS signal are constant values. Proceeding to 304, it is determined that there is an abnormality (the excitation signal line L1 is disconnected, or both the SIN signal line L2 and the COS signal line L3 are disconnected). It should be noted that it may be determined that there is an abnormality when the number of consecutive times or the number of integration times determined as “Yes” in
一方、上記ステップ301で「No」と判定された場合には、ステップ302に進み、SIN信号側の診断指標の絶対値(=|SIN信号−基準電圧|)が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さく、且つ、COS信号側の診断指標の絶対値(=|COS信号−基準電圧|)が第2の閾値(例えば1.4V)よりも小さいか否かを判定する。
On the other hand, if “No” is determined in
このステップ302で「Yes」と判定された場合(つまりSIN信号側の診断指標の絶対値が第1の閾値よりも小さく、且つ、COS信号側の診断指標の絶対値が第2の閾値よりも小さいと判定された場合)には、SIN信号側の診断指標のみが0付近であるため、SIN信号のみが一定値であると判断して、ステップ305に進み、異常有り(SIN信号線L2の断線有り)と判定する。尚、上記ステップ302で「Yes」と判定された連続回数又は積算回数が所定値を越えたときに、異常有りと判定するようにしても良い。
When it is determined as “Yes” in step 302 (that is, the absolute value of the diagnostic index on the SIN signal side is smaller than the first threshold value, and the absolute value of the diagnostic index on the COS signal side is smaller than the second threshold value). If it is determined that it is small), since only the diagnostic index on the SIN signal side is near 0, it is determined that only the SIN signal is a constant value, and the process proceeds to Step 305, where there is an abnormality (in the SIN signal line L2). It is determined that there is a break. It should be noted that it may be determined that there is an abnormality when the number of consecutive times or the number of integrations determined as “Yes” in
一方、上記ステップ302で「No」と判定された場合には、ステップ303に進み、COS信号側の診断指標の絶対値(=|COS信号−基準電圧|)が第1の閾値(例えば0.2V)よりも小さく、且つ、SIN信号側の診断指標の絶対値(=|SIN信号−基準電圧|)が第2の閾値(例えば1.4V)よりも小さいか否かを判定する。
On the other hand, if “No” is determined in
このステップ303で「Yes」と判定された場合(つまりCOS信号側の診断指標の絶対値が第1の閾値よりも小さく、且つ、SIN信号側の診断指標の絶対値が第2の閾値よりも小さいと判定された場合)には、COS信号側の診断指標のみが0付近であるため、COS信号のみが一定値であると判断して、ステップ306に進み、異常有り(COS信号線L3の断線有り)と判定する。尚、上記ステップ303で「Yes」と判定された連続回数又は積算回数が所定値を越えたときに、異常有りと判定するようにしても良い。
また、上記ステップ301〜303で全て「No」と判定された場合には、ステップ307に進み、異常無し(断線無し)と判定する。
If “Yes” is determined in step 303 (that is, the absolute value of the diagnostic index on the COS signal side is smaller than the first threshold value, and the absolute value of the diagnostic index on the SIN signal side is smaller than the second threshold value). If it is determined that the COS signal is small, only the COS signal-side diagnostic index is near 0, so it is determined that only the COS signal is a constant value, and the process proceeds to step 306, where there is an abnormality (the COS signal line L3). It is determined that there is a break. It should be noted that it may be determined that there is an abnormality when the number of consecutive times or the number of integrations determined as “Yes” in
If all the determinations in
以上説明した本実施例1では、モータ制御システムの起動直後に、他制制御により交流モータ12を回転させて、SIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標に基づいて断線の有無を判定する異常診断を実行するようにしたので、交流モータ12の回転前のレゾルバ22のロータ回転停止位置が異常検出不可領域の場合でも、もし断線が発生していれば、交流モータ12の回転に伴ってレゾルバ22のロータ回転位置が異常検出可能な領域に入ったときに、その断線を検出することができる。これにより、断線が発生した場合に、その断線をモータ制御システムの起動直後の早期に検出することができる。しかも、従来技術のように信号線に断線検出用の直流電圧を重畳させるための回路を新たに設けるといった必要がなく、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
In the first embodiment described above, immediately after the start of the motor control system, the
尚、上記実施例1では、他制制御により交流モータ12を回転させる際に、レゾルバ22のロータを所定角度(例えば180度)以上回転させるように交流モータ12を制御するようにしたが、これに限定されず、例えば、他制制御により交流モータ12を回転させる際に、所定回転速度(例えば数十rpm)になるまで回転させるように交流モータ12を制御するようにしても良い。このようにしても、交流モータ12の回転に伴ってレゾルバ22のロータ回転位置が確実に異常検出可能な領域に入るようにできる。
In the first embodiment, when the
また、SIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標に基づいて断線の有無を判定する方法は、上記実施例1で説明した方法に限定されず、適宜変更しても良い。 The method for determining the presence or absence of disconnection based on the diagnostic indicator on the SIN signal side and the diagnostic indicator on the COS signal side is not limited to the method described in the first embodiment, and may be changed as appropriate.
次に、図8乃至図11を用いて本発明に関連する参考例としての実施例2を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。 Next, a second embodiment as a reference example related to the present invention will be described with reference to FIGS. However, description of substantially the same parts as those in the first embodiment will be omitted or simplified, and different parts from the first embodiment will be mainly described.
本実施例2では、レゾルバ22の2つの出力信号(マイコン27に入力されるSIN信号とCOS信号)の2乗和を診断指標とし、その診断指標を所定の異常判定閾値と比較して断線の有無を判定する異常診断を実行する。 In the second embodiment, the sum of squares of two output signals of the resolver 22 (SIN signal and COS signal input to the microcomputer 27) is used as a diagnostic index, and the diagnostic index is compared with a predetermined abnormality determination threshold value. Execute an abnormality diagnosis to determine the presence or absence.
図8に示すように、回路誤差(抵抗やコンデンサのばらつき、サンプリングタイミングのずれ等)が全く無い理想的なシステムであれば、正常時の診断指標(レゾルバ22の2つの出力信号の2乗和)が一定値になるはずであるが、実際のシステムでは、回路誤差が存在するため、回路誤差の影響を受けて正常時でも診断指標がロータ回転位置に応じて変動(振動)する。このように回路誤差の影響で正常時の診断指標が変動することを考慮に入れて異常判定閾値を設定すれば、正常であるにも拘らず異常有り(断線有り)と誤判定することを回避できる。しかし、異常時(断線時)の診断指標もロータ回転位置に応じて大きく変動(振動)するため、異常判定閾値に対して異常時の診断指標が正常時の診断指標と同じ側になるロータ回転位置の領域が存在し、この領域は、異常(断線)を検出できない「異常検出不可領域」となる。 As shown in FIG. 8, in an ideal system having no circuit error (resistance or capacitor variation, sampling timing deviation, etc.), the normal diagnostic index (the square sum of the two output signals of the resolver 22) ) Should be a constant value, but in an actual system, since a circuit error exists, the diagnosis index fluctuates (vibrates) depending on the rotor rotational position even under normal conditions due to the influence of the circuit error. In this way, if the abnormality determination threshold is set taking into consideration that the normal diagnostic index fluctuates due to the influence of the circuit error, it is possible to avoid erroneously determining that there is an abnormality (disconnected) even though it is normal. it can. However, because the diagnostic index at the time of abnormality (disconnection) also fluctuates (vibrates) greatly depending on the rotor rotation position, the rotor rotation at which the diagnostic index at the time of abnormality is on the same side as the diagnostic index at normal time with respect to the abnormality determination threshold There is a position area, and this area is an “abnormality detection impossible area” in which an abnormality (disconnection) cannot be detected.
このため、断線を早期に検出するために、モータ制御システムの起動直後(例えばイグニッションスイッチのオン直後)の交流モータ12の回転停止中に、上述した異常診断(レゾルバ22の2つの出力信号の2乗和を異常判定閾値と比較して断線の有無を判定する異常診断)を実行するようにすると、レゾルバ22のロータ回転停止位置が異常検出不可領域の場合には、もし断線が発生していても、その断線を検出することができない。
For this reason, in order to detect the disconnection early, the abnormality diagnosis described above (2 of the two output signals of the resolver 22) is performed while the rotation of the
この対策として、本実施例2では、交流モータ12の回転を停止させる際に、交流モータ12が自由回転可能な状態でレゾルバ22のロータが異常診断に適した回転位置(異常検出可能な領域)で停止するように交流モータ12の回転停止位置を制御することで、レゾルバ22のロータ回転停止位置を異常検出可能な領域(異常検出不可領域以外の領域)に制御する。これにより、交流モータ12の回転停止後にモータ制御システムが停止されたときに、レゾルバ22のロータ回転停止位置を異常検出可能な領域にしておくことができる。そして、次のモータ制御システムの起動直後の交流モータ12の回転停止中に異常診断を実行することで、レゾルバ22のロータ回転停止位置を異常検出可能な領域にした状態で異常診断を実行することができ、もし断線が発生していれば、その断線を検出することができる。
As a countermeasure against this, in the second embodiment, when the rotation of the
以上説明した本実施例2の異常診断は、MG−ECU21によって図9乃至図11の各ルーチンに従って実行される。以下、これらの各ルーチンの処理内容を説明する。
The abnormality diagnosis according to the second embodiment described above is executed by the MG-
[モータ停止制御ルーチン]
図9に示すモータ停止制御ルーチンは、MG−ECU21の電源オン中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ401で、モータ停止指令が発生したか否かを判定し、モータ停止指令が発生したと判定された時点で、ステップ402に進み、モータ回転速度指令値(例えば0rpm)又はモータトルク指令値(例えば0Nm)に基づいてインバータ19を制御して交流モータ12の回転を停止する通常停止制御を実行する。
[Motor stop control routine]
Motor stop control routine shown in FIG. 9, Ru is repeatedly executed at a predetermined cycle during the power-on MG-
この後、ステップ403に進み、モータ回転速度(交流モータ12の回転速度)が所定値(例えば10rpm)よりも低下したか否かを判定し、モータ回転速度が所定値以上であると判定されれば、上記ステップ402に戻り、通常停止制御を継続する。 Thereafter, the process proceeds to step 403, where it is determined whether or not the motor rotational speed (the rotational speed of the AC motor 12) has decreased below a predetermined value (for example, 10 rpm), and it is determined that the motor rotational speed is equal to or higher than the predetermined value. If so, the process returns to step 402 and the normal stop control is continued.
その後、上記ステップ403で、モータ回転速度が所定値よりも低下したと判定された時点で、ステップ404に進み、交流モータ12が自由回転可能な状態でレゾルバ22のロータが異常診断に適した回転位置(異常検出可能な領域)で停止するように交流モータ12の回転停止位置を制御する停止位置制御を実行する。この場合、例えば、レゾルバ22のロータが異常検出可能な領域内の回転位置まで回転して停止するように交流モータ12の電流を制御する。
Thereafter, when it is determined in
[モータ制御ルーチン]
図10に示すモータ制御ルーチンは、MG−ECU21の電源オン後(イグニッションスイッチのオン後)に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ501で、インバータ19の起動直後(インバータ19の起動後の最初の本ルーチンの起動時)であるか否かを判定し、インバータ19の起動直後であると判定されれば、ステップ502に進み、初期設定(例えば初期値の設定等)を行う。
[Motor control routine]
The motor control routine shown in FIG. 10 is repeatedly executed at a predetermined cycle after the MG-
この後、ステップ503に進み、後述する図11の第2の異常診断ルーチンを実行することで、モータ制御システムの起動直後の交流モータ12の回転停止中に、レゾルバ22の2つの出力信号(マイコン27に入力されるSIN信号とCOS信号)の2乗和を診断指標として算出し、その診断指標を所定の異常判定閾値と比較して断線の有無を判定する異常診断を実行する。この後、ステップ504に進み、車両の運転状態等に応じてインバータ19を制御して交流モータ12の運転を制御する通常制御を実行する。
Thereafter, the process proceeds to step 503, and a second abnormality diagnosis routine shown in FIG. 11 to be described later is executed, so that the two output signals (microcomputers) of the
[第2の異常診断ルーチン]
図11に示す第2の異常診断ルーチンは、前記図10のモータ制御ルーチンのステップ503で実行されるサブルーチンである。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ601で、交流モータ12の回転停止中であるか否かを判定し、交流モータ12の回転停止中であると判定されれば、ステップ602に進み、レゾルバ22の2つの出力信号(マイコン27に入力されるSIN信号とCOS信号)の2乗和を診断指標として算出する。
[Second abnormality diagnosis routine]
Second abnormality diagnosis routine shown in FIG. 11, Ru subroutine der executed in
この後、ステップ603に進み、診断指標が所定の異常判定閾値よりも小さいか否かを判定する。ここで、異常判定閾値は、回路誤差の影響で正常時の診断指標が変動することを考慮に入れて設定されている。 Thereafter, the process proceeds to step 603, where it is determined whether the diagnostic index is smaller than a predetermined abnormality determination threshold value. Here, the abnormality determination threshold is set taking into consideration that the diagnostic index during normal operation varies due to the influence of a circuit error.
このステップ603で、診断指標が異常判定閾値以上であると判定された場合には、ステップ604に進み、異常無し(断線無し)と判定して、異常フラグをオフに維持したまま、本ルーチンを終了する。
If it is determined in
これに対して、上記ステップ603で、診断指標が異常判定閾値よりも小さいと判定された場合には、ステップ605に進み、異常有り(励磁信号線L1とSIN信号線L2とCOS信号線L3のいずれかに断線有り)と判定して、異常フラグをオンにセットし、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ(図示せず)を点灯又は点滅したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部(図示せず)に警告表示して、運転者に警告すると共に、その異常情報(異常コード等)をバックアップRAM(図示せず)等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶して、本ルーチンを終了する。尚、上記ステップ603で「Yes」と判定された連続回数又は積算回数が所定値を越えたときに、異常有りと判定するようにしても良い。
On the other hand, if it is determined in
以上説明した本実施例2では、交流モータ12の回転を停止させる際に、レゾルバ22のロータが異常診断に適した回転位置(異常検出可能な領域)で停止するように交流モータ12の回転停止位置を制御するようにしたので、レゾルバ22のロータ回転停止位置を異常検出可能な領域(異常検出不可領域以外の領域)に制御することができる。これにより、交流モータ12の回転停止後にモータ制御システムが停止されたときに、レゾルバ22のロータ回転停止位置を異常検出可能な領域にしておくことができる。そして、次のモータ制御システムの起動直後の交流モータ12の回転停止中に、レゾルバ22の2つの出力信号の2乗和を診断指標として断線の有無を判定する異常診断を実行するようにしたので、レゾルバ22のロータ回転停止位置を異常検出可能な領域にした状態で異常診断を実行することができ、もし断線が発生していれば、その断線を検出することができる。このようにしても、断線が発生した場合に、その断線をモータ制御システムの起動直後の早期に検出することができると共に、近年の重要な技術的課題である低コスト化の要求を満たすことができる。
In the second embodiment described above, when the rotation of the
尚、レゾルバ22の2つの出力信号の2乗和を診断指標として断線の有無を判定する方法は、上記実施例2で説明した方法に限定されず、適宜変更しても良い。
また、モータ制御システムの起動直後に、他制制御により交流モータ12を回転させて、レゾルバ22の2つの出力信号の2乗和を診断指標として断線の有無を判定する異常診断を実行するようにしても良い。
Note that the method of determining the presence or absence of disconnection using the square sum of the two output signals of the
Further, immediately after the start of the motor control system, the
また、上記実施例1では、SIN信号側の診断指標とCOS信号側の診断指標に基づいて断線の有無を判定する異常診断を実行するシステムに本発明を適用し、上記実施例2では、レゾルバ22の2つの出力信号の2乗和を診断指標として断線の有無を判定する異常診断を実行するシステムに本発明を適用するようにしたが、これに限定されず、本発明は、レゾルバの出力信号に基づいて断線の有無を判定する異常診断を実行する種々のシステムに広く適用して実施できる。 In the first embodiment, the present invention is applied to a system that executes an abnormality diagnosis for determining the presence or absence of disconnection based on the diagnostic index on the SIN signal side and the diagnostic index on the COS signal side. In the second embodiment, the resolver Although the present invention is applied to a system that executes an abnormality diagnosis for determining the presence or absence of disconnection using the sum of squares of two output signals of 22 as a diagnostic index, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. The present invention can be widely applied to various systems that execute abnormality diagnosis that determines the presence or absence of disconnection based on a signal.
また、上記各実施例1,2では、エンジンとモータの両方を動力源とするハイブリッド車に搭載されるモータの回転角検出システムに本発明を適用したが、これに限定されず、モータのみを動力源とする電気自動車に搭載されるモータの回転角検出システムに本発明を適用しても良い。 In the first and second embodiments, the present invention is applied to the rotation angle detection system for a motor mounted on a hybrid vehicle using both the engine and the motor as power sources. However, the present invention is not limited to this, and only the motor is used. You may apply this invention to the rotation angle detection system of the motor mounted in the electric vehicle used as a motive power source.
11…エンジン(内燃機関)、12…交流モータ、13…変速機、17,18…クラッチ、19…インバータ、20…バッテリ、21…MG−ECU(異常診断手段)、22…レゾルバ、23…励磁回路、24,25…差動増幅回路、26…R/Dコンバータ、27…マイコン
11 ... engine (internal combustion engine), 12 ... AC motor, 13 ... transmission, 17: clutch, 19 ... inverter, 20 ... battery, 21 ... MG-ECU (abnormality diagnosis hand stage), 22 ... resolver, 23 ... Excitation circuit, 24, 25 ... differential amplification circuit, 26 ... R / D converter, 27 ... microcomputer
Claims (3)
前記異常診断手段は、モータ制御システムの起動直後に、前記モータが自由回転可能な状態で前記レゾルバの出力信号を用いない他制制御により前記モータを回転させて前記異常診断を実行することを特徴とする回転角検出システムの異常診断装置。 An abnormality diagnosing unit that is applied to a vehicle in which a motor serving as a power source of the vehicle exists in a state in which the motor can freely rotate, and performs an abnormality diagnosis for determining the presence or absence of disconnection based on an output signal of a resolver that detects a rotation angle of the motor. In the abnormality diagnosis device of the rotation angle detection system provided,
The abnormality diagnosis means executes the abnormality diagnosis by rotating the motor by other control without using the output signal of the resolver in a state where the motor can freely rotate immediately after starting the motor control system. An abnormality diagnosis device for a rotation angle detection system.
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