JP6421715B2 - Slip judging device - Google Patents
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Description
本発明は、モータのシャフトがベルトに対して滑ったか否かを判定する滑り判定装置に関するものである。 The present invention relates to a slip determination device that determines whether a shaft of a motor has slipped with respect to a belt.
特許文献1に示されるように、ベルトを介してクランクシャフトに連結されたオルタネータのプーリが、ベルトに対して滑っているか否かを判定する制御装置が知られている。この制御装置は、オルタネータの出力電圧を指示する指示電圧値と、オルタネータが実際に出力した実電圧値と、を比較する。制御装置は、その両者の差が閾値以上の場合、オルタネータのプーリが、ベルトに対して滑っていると判定する。 As shown in Patent Document 1, there is known a control device that determines whether or not a pulley of an alternator connected to a crankshaft via a belt is sliding with respect to the belt. This control device compares an instruction voltage value indicating the output voltage of the alternator with an actual voltage value actually output by the alternator. When the difference between the two is equal to or greater than the threshold value, the controller determines that the alternator pulley is slipping with respect to the belt.
ところで、オルタネータはクランクシャフトが回転することで発電する。そのため特許文献1に記載の滑り判定は、クランクシャフトが自律的に回転し始めない限り、行うことができなかった。換言すれば、内燃機関が燃焼駆動しなければ、滑り判定を行うことができなかった。 By the way, the alternator generates electricity by rotating the crankshaft. Therefore, the slip determination described in Patent Document 1 cannot be performed unless the crankshaft starts to rotate autonomously. In other words, the slip determination cannot be performed unless the internal combustion engine is driven to burn.
そこで本発明は上記問題点に鑑み、内燃機関を燃焼駆動させなくとも滑り判定を行うことのできる滑り判定装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a slip determination device that can perform a slip determination without driving an internal combustion engine to burn.
上記した目的を達成するための開示された発明の1つは、ベルト(420)を介して内燃機関(400)と連動して回転するシャフト(201)、シャフトに設けられたロータ(202)、および、ロータの周囲に設けられたステータコイル(208)を備えたモータ(200)における、シャフトがベルトに対して滑ったか否かを判定する滑り判定装置であって、
シャフトの回転数を検出する回転センサ(40)と、
ステータコイルへの供給電流を検出する電流センサ(50)と、
回転センサによって検出された回転数と、電流センサによって検出された供給電流と、に基づいて、シャフトのベルトに対する滑りを判定する判定部(10)と、を有し、
判定部は、
内燃機関とモータの内、モータのみが自律回転している際における、供給電流に対する回転数の相関関係を記憶しており、
内燃機関とモータの内、モータのみが自律回転している際に、相関関係に示される供給電流に対して、回転センサによって検出される回転数が相関関係に示される回転数よりも高い場合、シャフトはベルトに対して連続的に滑っていると判定する。
One of the disclosed inventions for achieving the above object includes a shaft (201) that rotates in conjunction with an internal combustion engine (400) via a belt (420), a rotor (202) provided on the shaft, And a slip determination device for determining whether or not the shaft has slipped with respect to the belt in the motor (200) including a stator coil (208) provided around the rotor,
A rotation sensor (40) for detecting the number of rotations of the shaft;
A current sensor (50) for detecting a supply current to the stator coil;
A determination unit (10) for determining slippage of the shaft with respect to the belt based on the number of rotations detected by the rotation sensor and the supply current detected by the current sensor;
The judgment part
Of the internal combustion engine and the motor, when only the motor is rotating autonomously, the correlation of the rotational speed to the supply current is stored,
When only the motor of the internal combustion engine and the motor is autonomously rotating, the rotation speed detected by the rotation sensor is higher than the rotation speed indicated in the correlation with respect to the supply current indicated in the correlation. It is determined that the shaft is sliding continuously with respect to the belt.
モータ(200)のみが自律回転している場合、シャフト(201)の回転数はステータコイル(208)への供給電流によって定まる。シャフト(201)はベルト(420)を介して内燃機関(400)に連結されているので、供給電流に対する回転数は、ベルト(420)に連結された内燃機関(400)などの回転負荷に応じて決定される。これが上記の相関関係に相当する。 When only the motor (200) rotates autonomously, the rotation speed of the shaft (201) is determined by the current supplied to the stator coil (208). Since the shaft (201) is connected to the internal combustion engine (400) via the belt (420), the rotational speed relative to the supply current depends on the rotational load of the internal combustion engine (400) connected to the belt (420). Determined. This corresponds to the above correlation.
シャフト(201)がベルト(420)に対して連続的に滑っている場合、シャフト(201)は連続的に空転する。そのため相関関係に示される供給電流に対して、回転センサ(40)によって検出される回転数が相関関係に示される回転数よりも高くなる。以上により判定部(10)は、相関関係に示される供給電流に対して、検出される回転数が相関関係に示される回転数よりも高い場合、シャフト(201)はベルト(420)に対して連続的に滑っていると判定することができる。 When the shaft (201) slides continuously with respect to the belt (420), the shaft (201) continuously idles. Therefore, the rotation speed detected by the rotation sensor (40) is higher than the rotation speed indicated in the correlation with respect to the supply current indicated in the correlation. As described above, when the detected rotation speed is higher than the rotation speed indicated by the correlation with respect to the supply current indicated by the correlation, the determination unit (10) causes the shaft (201) to move relative to the belt (420). It can be determined that the vehicle is sliding continuously.
以上示したように、内燃機関(400)とモータ(200)の内、モータ(200)のみが自律回転している際に滑り判定を行うことができる。すなわち、内燃機関(400)を燃焼駆動させなくとも、滑り判定を行うことができる。これにより滑り判定において排気ガスの発生を抑えることができる。 As described above, the slip determination can be performed when only the motor (200) of the internal combustion engine (400) and the motor (200) is autonomously rotating. That is, the slip determination can be performed without driving the internal combustion engine (400). Thereby, generation | occurrence | production of exhaust gas can be suppressed in slip determination.
また、上記したように滑り判定を回転数と供給電流の2つに基づいて行う。そのためモータの出力電圧のみに基づいて滑り判定を行う構成と比べて、滑り判定精度の低下が抑制される。 In addition, as described above, the slip determination is performed based on two of the rotation speed and the supply current. Therefore, compared with the structure which performs a slip determination based only on the output voltage of a motor, the fall of a slip determination precision is suppressed.
なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけている。この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。 In addition, the code | symbol with the parenthesis is attached | subjected to the element as described in the claim as described in a claim, and each means for solving a subject. The reference numerals in parentheses are for simply indicating the correspondence with each component described in the embodiment, and do not necessarily indicate the element itself described in the embodiment. The description of the reference numerals with parentheses does not unnecessarily narrow the scope of the claims.
以下、本発明の滑り判定装置としての機能をモータ制御装置が兼ねる場合の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1〜図8に基づいて本実施形態に係るモータ制御装置を説明する。なお図1ではモータ制御装置の他にモータ、上位ECU、および、内燃機関を図示している。
Hereinafter, an embodiment in which a motor control device also functions as a slippage determination device of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A motor control device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In addition to the motor control device, FIG. 1 illustrates a motor, a host ECU, and an internal combustion engine.
モータ制御装置100は、上位ECU300からの要求指令に基づいてモータ200を制御するものである。上位ECU300が外部装置に相当する。
The
モータ200はベルト420を介して車両に搭載された内燃機関400のクランクシャフト410と連結されている。したがってモータ200とクランクシャフト410とは互いに連動して回転する。モータ200がモータ制御装置100によって回転すると、その回転がクランクシャフト410に伝わり、これによってクランクシャフト410が回転する。これとは逆に、クランクシャフト410が回転すると、その回転がモータ200に伝わり、これによってモータ200が回転する。モータ制御装置100によってモータ200が自律回転することで内燃機関400の始動、若しくは、車両走行のアシストが成される。またクランクシャフト410の回転に応じてモータ200が回転することで発電が成される。以下においては先ずモータ200を説明した後、モータ制御装置100を説明する。
The
図1に示すようにモータ200は、シャフト201、ロータ202、ステータ203、プーリ204、および、ケース205を有する。シャフト201は回転可能にケース205に設けられ、その先端がケース205から外部に露出されている。このシャフト201の先端にプーリ204が設けられ、プーリ204に上記のベルト420が連結されている。これによりクランクシャフト410の回転がベルト420を介してプーリ204に伝達される構成となっている。逆に言えば、シャフト201の回転がベルト420を介してクランクシャフト410に伝達される構成となっている。
As shown in FIG. 1, the
シャフト201の中央部はケース205内に収納されている。このシャフト201の中央部にロータ202が設けられている。そしてロータ202の周囲にステータ203が設けられている。
A central portion of the
ロータ202は、ロータコイル206と、ロータコイル206をシャフト201に固定する固定部207と、を有する。固定部207は円筒形状を成し、その中空に、固定部207の中心を貫くようにシャフト201が挿入固定されている。ロータコイル206は固定部207の内部に設けられ、シャフト201に設けられた配線(図示略)と電気的に接続されている。図示しないが、この配線はシャフト201のスリップリングと電気的に接続されている。スリップリングはシャフト201の軸周りに円環状に形成され、この円環状のスリップリングにブラシが接触されている。そしてこのブラシがモータ制御装置100と電気的に接続されている。モータ制御装置100からブラシ、スリップリング、および、配線を介してロータコイル206に電流供給されると、ロータコイル206から磁界が発生する。
The
ステータ203は、ステータコイル208と、3相のステータコイル208が設けられるステータコア209と、を有する。ステータコア209は円筒形状を成し、その中空に、ステータコア209の中心を貫くようにシャフト201とともにロータ202が設けられている。3相のステータコイル208としては、U相ステータコイル、V相ステータコイル、W相ステータコイルがある。
The
3相のステータコイル208はモータ制御装置100と電気的に接続されている。3相のステータコイル208には、モータ制御装置100から位相が電気角で120°ずれた三相交流が供給される。これによってステータコイル208からロータ202を回転させるための三相回転磁界が発生する。このステータコイル208から発生する磁界がロータコイル206と交差する。
The three-
ロータコイル206とステータコイル208それぞれを電流が流動すると、それによって両者から磁界が発生する。これによってロータコイル206に回転トルクが発生する。上記したようにモータ制御装置100からステータコイル208に三相交流が供給されると、回転トルクの発生方向が順次変化し、それによってシャフト201が回転し始める。シャフト201とともにプーリ204も回転し、その回転がベルト420を介してクランクシャフト410に伝達される。この結果クランクシャフト410も回転する。
When current flows through the
またこれとは逆に、内燃機関400が燃焼駆動してクランクシャフト410が自律回転すると、その回転がベルト420を介してプーリ204に伝達される。それによってプーリ204とともにシャフト201が回転し、ロータコイル206も回転する。するとロータコイル206の発する磁界がステータコイル208と交差し、それによってステータコイル208に誘起電圧が発生して電流が流れる。この電流が車両のバッテリに供給される。
Conversely, when the
次に、モータ制御装置100を説明する。図1および図2に示すようにモータ制御装置100は、制御部10、インバータ20、給電部30、回転センサ40、および、電流センサ50を有する。図2に示すように制御部10は、インバータ20、給電部30、回転センサ40、および、電流センサ50それぞれと電気的に接続されている。そして図1に示すように制御部10は、上位ECU300とバスなどを介して通信可能となっている。制御部10は上位ECU300から要求指令が入力されると、その要求指令とセンサ40,50の検出信号に基づいてインバータ20と給電部30を制御するための制御信号を生成する。そして制御部10はその制御信号をインバータ20と給電部30に出力する。制御部10はモータECUであり、その詳しい動作については後述する。
Next, the
図示しないが、インバータ20は、直流電源に対して直列接続されたスイッチ群を3つ有する。これら3つのスイッチ群は3相のステータコイル208それぞれと対応している。3つのスイッチ群それぞれは、上アーム側のスイッチ素子と、下アーム側のスイッチ素子と、を有する。本実施形態においてスイッチ素子はMOSFETである。したがってスイッチ素子は寄生ダイオードを有し、この寄生ダイオードはスイッチ素子に逆並列接続されている。
Although not shown, the
3つのスイッチ群それぞれの上アーム側と下アーム側のスイッチ素子の中点が、対応するステータコイル208と電気的に接続されている。これにより制御部10からの制御信号によって、上アーム側の3つのスイッチ素子の内の少なくとも1つと、下アーム側の3つのスイッチ素子の内の少なくとも1つが駆動状態になると、直流電源とステータコイル208とが電気的に接続される。この結果、ステータコイル208に電流が流れる。
The midpoints of the switch elements on the upper arm side and the lower arm side of each of the three switch groups are electrically connected to the corresponding stator coils 208. Accordingly, when at least one of the three switch elements on the upper arm side and at least one of the three switch elements on the lower arm side are driven by the control signal from the
給電部30は、図示しないが、電源とブラシとの間に設けられたスイッチ素子を有する。制御部10からの制御信号によってこのスイッチ素子が駆動状態になると、電源とブラシとが電気的に接続され、上記したスリップリングと配線を介してロータコイル206に電流が供給される。したがって給電部30のスイッチ素子が駆動状態になるとロータコイル206から磁界が発生するが、スイッチ素子が非駆動状態になるとロータコイル206から磁界が発生されなくなる。
Although not shown, the
図示しないが、回転センサ40は、一つの例として、永久磁石、磁電変換素子、および、カウンタを有する。永久磁石はシャフト201に設けられている。そして磁電変換素子は永久磁石と対向し、永久磁石から発生される磁界を電気信号に変換する。カウンタは磁電変換素子の出力信号に基づいてカウント数をインクリメントし、そのカウント数を含むカウント信号を制御部10に出力する。
Although not shown, the
回転センサ40は磁電変換素子を2つ有し、これらはシャフト201の軸周りに90°離れている。そのため2つの磁電変換素子42の一方から出力されるセンサ信号(A信号)と他方から出力されるセンサ信号(B信号)とは90°位相がずれている。
The
カウンタは、A信号とB信号とに基づいてカウント数をインクリメントする。これにより、例えば図5に示すように回転角が順次増大するにつれてカウント数も順次増大する。ただしシャフト201が一回転して、カウント数が上限値に達すると、カウンタ43はカウント数をクリアする。
The counter increments the count number based on the A signal and the B signal. As a result, for example, as shown in FIG. 5, the number of counts increases sequentially as the rotation angle increases sequentially. However, when the
電流センサ50は、ステータコイル208に流動する電流量を検出するものである。より具体的に言えば、電流センサ50は、スイッチ群とステータコイル208とを接続する接続配線に設けられたシャント抵抗である。制御部10は、このシャント抵抗の抵抗値を記憶しており、この抵抗値と、シャント抵抗の両端電圧とから、ステータコイル208に流動する電流量を検出する。なお、電流センサ50としては上記例に限定されず、例えば、電流の流動によって発生する磁界に基づいて、電流量を検出する構成を採用することもできる。
The
次に、制御部10によるインバータ20や給電部30の制御を説明する。車両を始動する際、上位ECU300は起動信号をモータ制御装置100に出力するとともに、車両に搭載されたスタータによって内燃機関400のクランクシャフト410を回転し、内燃機関400を燃焼駆動させる。
Next, control of the
内燃機関400の回転数(エンジン回転数)がゼロから十分に上昇すると、上位ECU300は制御部10に給電部30とインバータ20の制御を行なう指示信号を出力する。制御部10は給電部30のスイッチ素子を駆動状態にし、インバータ20のスイッチ群を制御し始める。制御部10は、回転センサ40の検出信号(カウント数)に基づいてインバータ20のスイッチ群の駆動状態を制御し、バッテリに電流供給する。こうすることでバッテリを充電する。若しくは、制御部10は、カウント数に基づいて、インバータ20のスイッチ群の駆動状態を制御し、ロータコイル206に回転トルクを発生する。こうすることで車両の走行をアシストする。
When the rotation speed (engine rotation speed) of
この後、エンジン回転数が一度ゼロになった後に再び内燃機関400を始動する場合、上位ECU300は内燃機関400のオイル温度などに基づいて、スタータで内燃機関400を再始動するのか、それともモータ200で内燃機関400を再始動するのかを決定する。
Thereafter, when the
モータ200によって内燃機関400を再始動する場合、制御部10は、車両の走行をアシストした時と同様にして、カウント数に基づいて、インバータ20のスイッチ群の駆動状態を制御し、ロータコイル206に回転トルクを発生する。こうすることで内燃機関400を再始動する。
When the
なお当然ではあるが、モータ200による内燃機関400の再始動時において、内燃機関400は燃焼駆動しておらず、モータ200のみが自律回転している。モータ200の回転によってクランクシャフト310がクランキングを始め、その回転数が所定回転数を超えると、内燃機関400で燃焼駆動が行われる。これにより内燃機関400も自律回転し始める。
Of course, when the
次に、図3〜図5に基づいて、シャフト201がベルト420に対して滑った時のステータコイル208への供給電流の時間変化と、シャフト201(ロータ202)の回転数および回転角の時間変化を説明する。また、制御部10による滑り判定も説明する。制御部10が判定部に相当する。
Next, based on FIGS. 3 to 5, the time change of the current supplied to the
なお、図3〜図5は、上記したように内燃機関400が燃焼駆動して自律回転していなく、モータ200のみが自律回転している時の供給電流、回転数、および、回転角それぞれの時間変化を示している。滑り判定も、このようにモータ200のみが自律回転している時だけ行われる。
3 to 5 show the supply current, rotation speed, and rotation angle when the
先ず、図3に基づいて、シャフト201がベルト420に対して連続的に滑っている場合を説明する。内燃機関400を再始動するべく、ステータコイル208への電流供給を徐々に増大した場合、それに応じてロータ202に発生する回転トルクも徐々に増大し、シャフト201の回転数も徐々に増大する。モータ200はベルト420を介してクランクシャフト310に連結されているので、供給電流量に対する回転数の増大量は、ベルト420に連結されたクランクシャフト310などの回転負荷に応じて決定される。
First, the case where the
制御部10はメモリ11を有し、このメモリ11には供給電流量と回転数の相関関係が記憶されている。この相関関係の確からしさを確保するため、相関関係を検出する際に幾度も供給電流を増大し、それに対する回転数の増大量を幾つも検出する。これにより複数の相関関係を算出する。メモリ11には、この複数の相関関係の平均値と、それからのブレ幅とが記憶されている。
The
制御部10は、メモリ11に記憶された相関関係の平均値とブレ幅とから、供給電流に対して回転数が最も増大する上限値を閾値として算出する。なお、この閾値そのものが予めメモリ11に記憶されていてもよい。
The
シャフト201がベルト420に対して連続的に滑っている場合、回転負荷が軽減されるので、図3の閾値で示される供給電流に対する回転数の増加量に対して、回転数が増大する。換言すれば、シャフト201がベルト420に対して連続的に滑っている場合、図3のグラフ図において、供給電流と回転数の関係が、閾値の下側(滑り領域)に位置することとなる。そのため制御部10は、センサ40,50によって検出された供給電流と回転数の関係が、閾値よりも下側に位置するか否かを判定することで、連続的な滑りが生じているか否かを判定する。
When the
なお制御部10は、上記の供給電流と回転数を複数サンプリングし、その平均値を算出する。制御部10はこの平均値と閾値とを比較する。サンプリング周期は例えば10msであり、そのサンプリング回数は例えば10回である。したがって制御部10は100ms毎に供給電流と回転数の平均値を算出する。この一例の場合、制御部10は、後述の連続的な滑り判定処理と瞬間的な滑り判定処理、および、警告処理を、100ms毎に周期的に行う。この100ms周期が所定周期に相当する。なおもちろんではあるが、この処理を行う周期をあくまで一例であり、これに限定されない。
Note that the
次に、図4および図5に基づいて、シャフト201がベルト420に対して瞬間的に滑った場合を説明する。図4および図5では、供給電流量を破線で示している。そして滑りが生じていない場合の回転数および回転角を実線で示し、滑りが生じている場合の回転数および回転角を一点鎖線で示している。
Next, a case where the
上記したように供給電流量に対する回転数の増大量は、クランクシャフト310などの回転負荷に応じて決定される。したがって図4に破線で示すように、供給電流量を増加率一定で時間変化させた場合、実線で示すように回転数も増加率一定で時間変化する。これは回転角についても同様で、図5に実線で示すように、回転角を表すカウント数も増加率一定で時間変化する。 As described above, the amount of increase in the rotational speed with respect to the supply current amount is determined according to the rotational load of the crankshaft 310 or the like. Therefore, as shown by a broken line in FIG. 4, when the amount of supplied current is changed with time at a constant increase rate, the rotational speed also changes with time at a constant increase rate as shown by a solid line. The same applies to the rotation angle. As indicated by the solid line in FIG. 5, the count number representing the rotation angle also changes with time at a constant increase rate.
しかしながらシャフト201がベルト420に対して瞬間的に滑った場合、回転抵抗が軽減されるので、図4に一点鎖線で示すように回転数の増加率は急激に増大して、また元の増加率に戻る。回転角に対しても同様で、図5に一点鎖線で示すように回転角の増加率は急激に増大して、また元の増加率に戻る。以上により、供給電流の変化量が一定の場合において、回転数若しくは回転角の変化量が急激に増大した後に元の変化量に戻った場合、瞬間的な滑りが生じたと判定することができる。
However, when the
制御部10は、電流センサ50によって検出される供給電流の変化量と、回転センサ40によって検出される回転数若しくは回転角の変化量とを絶えず監視する。そして制御部10は、供給電流の変化量が一定の場合において、回転数若しくは回転角の変化量が急激に増大した後に元の変化量に戻ったか否かを判定する。こうすることで制御部10は、瞬間的な滑りが生じたか否かを判定する。
The
なお、上記の急激な増大が起きたか否かの判定は、供給電流の変化量が一定の場合における回転数若しくは回転角の変化量が、α倍に変化したか否かを判定することで成すことができる。ここでαは1よりも大きい実数であり、設計者によって適宜定められる値である。 The determination as to whether or not the sudden increase has occurred is made by determining whether or not the amount of change in the rotation speed or rotation angle when the amount of change in the supply current is constant has changed α times. be able to. Here, α is a real number larger than 1, and is a value appropriately determined by the designer.
ところで、シャフト201がベルト420に対して滑る主要な原因の一つは、ベルト420の劣化である。ベルト420が劣化すると、伸びて撓みが生じ易くなったり、シャフト201との間で生じる摩擦力が低下したりする。このようにベルト420が劣化すると、モータ200によってクランクシャフト310をクランキングして内燃機関400を燃焼駆動するまでに、複数回、シャフト201がベルト420に対して滑り易くなる。
Incidentally, one of the main causes that the
そこで制御部10は、モータ200によって内燃機関400を再び燃焼駆動させるまでの間に、シャフト201がベルト420に対して滑った回数を計測する。制御部10は、メモリ11にベルト420の劣化を判定するための規定回数を記憶しており、滑りを検知した回数(検知回数)が規定回数を超えたか否かを判定する。制御部10は、検知回数が規定回数を超えた場合、ベルト420が劣化したと判定し、それを車両の搭乗者に通知する。またモータ200による内燃機関400の再始動を禁止する。この場合、上位ECU300は内燃機関400のオイル温度などに関わらずに、スタータによって内燃機関400を再始動させる。
Therefore, the
上記したように滑りの形態としては、連続的な滑りと瞬間的な滑りの2種類がある。そこで制御部10は、連続的な滑りに対応する第1検知回数と、瞬間的な滑りに対応する第2検知回数とをそれぞれカウントする。
As described above, there are two types of sliding, continuous sliding and instantaneous sliding. Therefore, the
制御部10は、第1検知回数と比較するための第1規定回数と、第2検知回数と比較するための第2規定回数と、をメモリ11に記憶している。ベルト420の劣化具合にもよるが、ベルト420の劣化が酷くなると、シャフト201はベルト420に対して瞬間的にではなく連続的に滑りやすくなる。したがって瞬間的な滑りが頻発したとしても、それと同じ数だけ連続的な滑りが生じた場合とでは、ベルト420の劣化の具合が異なることとなる。そこでメモリ11には、上記したように滑りの種類に対応する別種類の規定回数が記憶されている。ただし、上記した滑りの種類を何ら考慮せずに、規定回数を一律に定めてもよい。若しくは、連続的な滑りと瞬間的な滑りの総数を検知回数としてカウントし、それに対する規定回数を定めてもよい。
The
次に、図6〜図8に基づいて、制御部10による連続的な滑り判定処理、瞬間的な滑り判定処理、および、警告処理を説明する。これら3つの処理は、モータ200による内燃機関400の再始動時に行われる。なお、上記した第1検知回数と第2検知回数は上記の処理の始めにおいてゼロに設定され、後述の滑り抑制制御時間は上記の処理の始めにおいてゼロに設定されている。
Next, continuous slip determination processing, instantaneous slip determination processing, and warning processing by the
先ず、図6に基づいて連続的な滑り判定処理を説明する。ステップS10において制御部10は、センサ40,50によって検出された供給電流と回転数の関係が、閾値よりも低いか否かを判定する。換言すれば、制御部10は、図3のグラフに示す閾値に対して、供給電流と回転数の関係が下側に位置するか否かを判定する。制御部10は、供給電流と回転数の関係が閾値よりも上側であると判定すると、連続的な滑りが発生していないと判定し、ステップS20へと進む。これとは反対に、供給電流と回転数の関係が閾値よりも下側であると判定すると、制御部10は連続的な滑りが発生していると判定し、ステップS30へと進む。
First, the continuous slip determination process will be described with reference to FIG. In step S10, the
ステップS20へ進むと制御部10は、再始動が終了したか否かを判定する。再始動が終了した場合、制御部10は連続的な滑り判定を終了する。これとは異なり、再始動が終了していない場合、制御部10はステップS10へと戻る。このように制御部10は、再始動中において、連続的な滑りがあったか否かを絶えず監視する。
If it progresses to step S20, the
ステップS30へ進むと制御部10は、連続的な滑りが発生したと認識し、第1検知回数をインクリメントする。そして図8に示す警告処理へと移行する。
If it progresses to step S30, the
次に、図7に基づいて瞬間的な滑り判定処理を説明する。ステップS110において制御部10は、回転センサ40によって検出された回転角が、急激に増大したか否かを判定する。より具体的に言えば制御部10は、回転角の変化量が急激に増大した後に元の変化量に戻ったか否かを判定する。回転角が急激に増大していないと判定した場合、制御部10はステップS120へと進む。これとは反対に、回転角が急激に増大したと判定した場合、制御部10はステップS130へと進む。
Next, an instantaneous slip determination process will be described with reference to FIG. In step S110, the
ステップS120へ進むと制御部10は回転センサ40によって検出された回転数が、急激に増大したか否かを判定する。より具体的に言えば制御部10は、回転数の変化量が急激に増大した後に元の変化量に戻ったか否かを判定する。回転数が急激に増大していないと判定した場合、制御部10はステップS140へと進む。これとは反対に、回転角が急激に増大しないと判定した場合、制御部10はステップS130へと進む。
In step S120, the
ステップS140へ進むと制御部10は、再始動が終了したか否かを判定する。再始動が終了した場合、制御部10は瞬間的な滑り判定を終了する。これとは異なり、再始動が終了していない場合、制御部10はステップS110へと戻る。このように制御部10は、再始動中において、瞬間的な滑りがあったか否かを絶えず監視する。
If it progresses to step S140, the
上記のステップS110若しくはステップS120において回転角若しくは回転数が急激に増大したと判定してステップS130へ進むと制御部10は、電流センサ50によって検出された供給電流が、急激に変化したか否かを判定する。換言すれば制御部10は、供給電流の時間変化が一定であるか否かを判定する。制御部10は供給電流の時間変化があると判定するとステップS140へと進む。これとは反対に、供給電流の時間変化が一定であると判定すると、制御部10はステップS150へと進む。
When it is determined in step S110 or step S120 that the rotation angle or the number of rotations has suddenly increased and the process proceeds to step S130, the
ステップS150へ進むと制御部10は、瞬間的な滑りが発生したと認識し、上記の第2検知回数をインクリメントする。そして図8に示す警告処理へと移行する。
In step S150, the
なお、本実施形態では瞬間的な滑り判定処理において、回転角と回転数の両方の変化を判定しているが、いずれか一方のみの判定を行うだけでもよい。すなわち、図7に示すステップS110、S130のいずれか一方のみを行うだけでもよい。 In this embodiment, in the instantaneous slip determination process, changes in both the rotation angle and the rotation speed are determined. However, only one of the determinations may be performed. That is, only one of steps S110 and S130 shown in FIG. 7 may be performed.
最後に、図8に基づいて警告処理を説明する。ステップS210において制御部10は、瞬間的な滑りが発生したか否かを判定する。換言すれば、制御部10は、発生した滑りの種類が、瞬間的なのか、それとも連続的なのかを判定する。連続的な滑りが発生している場合、制御部10はステップS220へと進む。これとは反対に、瞬間的な滑りが発生している場合、制御部10はステップS230へと進む。なお、瞬間的な滑りと連続的な滑りの両方が生じている場合、制御部10は、ステップS220へと進む。
Finally, warning processing will be described based on FIG. In step S210, the
ステップS220へ進むと制御部10は、滑り抑制制御時間が、メモリ11に記憶された規定時間を超えたか否かを判定する。この滑り抑制制御は、連続的な滑りが発生している場合において、その滑りの発生を抑制するべく、供給電流を低める制御である。この場合、例えば図4に破線で示す供給電流量の時間変化量(傾き)が低くなる。制御部10はこの滑り抑制制御を継続して行っている時間を計測している。滑り抑制制御時間が規定時間を超えた場合、制御部10はステップS240へと進む。これとは反対に、滑り抑制制御時間が規定時間よりも低い場合、制御部10はステップS250へと進む。滑り抑制制御時間が計測時間に相当する。
In step S220, the
ステップS240へ進むと制御部10は、車両の搭乗者に滑りの発生とベルト420の劣化を通知するとともに、滑り抑制制御を終了する。また制御部10は、モータ200による再始動を禁止するとともに、それを搭乗者に通知する。さらに制御部10は、モータ200による再始動の禁止を上位ECU300に通知する。
In step S240, the
ステップS250へ進むと制御部10は、滑り抑制制御中か否かを判定する。滑り抑制制御中ではない場合、制御部10はステップS260へと進む。これとは異なり、滑り抑制制御中の場合、制御部10はステップS270へと進む。
In step S250, the
ステップS260へ進むと制御部10は、車両の搭乗者に滑りが発生していることを通知するとともに、滑り抑制制御を開始する。
When the process proceeds to step S260, the
ステップS270へ進むと制御部10は、第1検知回数が、第1規定回数を超えたか否かを判定する。第1検知回数が第1規定回数を越えていない場合、制御部10はステップS280へと進む。これとは反対に、第1検知回数が第1規定回数を超えた場合、制御部10はステップS290へと進む。
In step S270, the
ステップS280へ進むと制御部10は、車両の搭乗者に滑りが発生していることを通知するとともに、滑り抑制制御を継続する。
If it progresses to step S280, the
ステップS290へ進むと制御部10は、車両の搭乗者に滑りの発生とベルト420の劣化を通知するとともに、滑り抑制制御を行なっている場合、それを終了する。また制御部10は、モータ200による再始動を禁止するとともに、それを搭乗者に通知する。さらに制御部10は、モータ200による再始動の禁止を上位ECU300に通知する。
If it progresses to step S290, the
フローを遡り、ステップS210において瞬間的な滑りが発生していると判定してステップS230へ進むと制御部10は、第2検知回数が第2規定回数を超えたか否かを判定する。第2検知回数が第2規定回数を越えていない場合、制御部10はステップS300へと進む。これとは反対に、第2検知回数が第2規定回数を超えた場合、制御部10はステップS290へと進む。
Back in the flow, when it is determined in step S210 that an instantaneous slip has occurred and the process proceeds to step S230, the
ステップS300へ進むと制御部10は、車両の搭乗者に滑りが発生していることを通知する。
If it progresses to step S300, the
以上に示したように、連続的な滑りが発生した場合、制御部10は滑り抑制制御を行なう。その滑り抑制制御は連続的な滑りが検出される限りにおいて継続されるが、その時間が規定時間を超えた場合、モータ200による内燃機関400の再始動を禁止する。そして制御部10は、ステップS270にて連続的な滑りの発生回数を示す第1検知回数が第1規定回数を超えると、モータ200による内燃機関400の再始動を禁止する。また瞬間的な滑りが発生した場合、制御部10はステップS230にて瞬間的な滑りの発生回数を示す第2検知回数が第2規定回数を超えると、モータ200による内燃機関400の再始動を禁止する。
As described above, when continuous slip occurs, the
次に、本実施形態に係るモータ制御装置100の作用効果を説明する。上記したように制御部10は、モータ200のみが自律回転している際に、シャフト201のベルト420に対する滑り判定を行う。そのため、内燃機関400を燃焼駆動させなくとも、シャフト201のベルト420に対する滑り判定を行うことができる。
Next, functions and effects of the
また、モータ200だけではなく内燃機関400も自律回転している際に、シャフト201のベルト420に対する滑り判定を行う構成とは異なり、内燃機関400の回転状態に応じて、シャフト201の回転数や回転角が変動することが抑制される。そのため滑り判定精度の低下が抑制される。
Further, unlike the configuration in which not only the
さらに言えば、滑り判定を回転数(回転角)と供給電流の2つに基づいて行う。そのためモータ200の出力電圧のみに基づいて滑り判定を行う構成と比べて、滑り判定精度の低下が抑制される。
Furthermore, the slip determination is performed based on two of the rotation speed (rotation angle) and the supply current. Therefore, compared with the structure which performs a slip determination based only on the output voltage of the
制御部10は、シャフト201がベルト420に対して滑っていると判定すると、車両の搭乗者に、シャフト201がベルト420に対して滑っていることを通知する。これにより、ベルト420の不調が搭乗者に通知される。
When determining that the
制御部10は供給電流と回転数の相関関係を記憶しており、これに基づいてシャフト201がベルト420に対して連続的に滑っているか否かを判定する。また制御部10は、供給電流が一定の際に、回転数若しくは回転角が急激に増大した後に元の状態に戻ったか否かに応じて、シャフト201がベルト420に対して瞬間的に滑っているか否かを判定する。このように滑りの種類を判別することができる。
The
制御部10は、モータ200によって内燃機関400を再び燃焼駆動させるまでの間に、シャフト201がベルト420に対して連続的に滑った回数(第1検知回数)と、瞬間的に滑った回数(第2検知回数)と、をカウントする。制御部10は、第1検知回数と比較するための第1規定回数と、第2検知回数と比較するための第2規定回数と、をメモリ11に記憶している。そして制御部10は、第1検知回数が第1規定回数を超えた場合、ベルト420が劣化していると判定し、それを車両の搭乗者に通知する。これによれば搭乗者にベルト420の交換を促すことができる。
The
上記したように制御部10は、滑りの種類に応じた規定回数を記憶している。これによれば、滑りの種類を何ら考慮せずに、規定回数を一律に定めた構成と比べて、ベルト420の劣化判定精度を高めることができる。
As described above, the
制御部10は、シャフト201がベルト420に対して連続的に滑っていると判定すると、供給電流を低下した滑り抑制制御を行なう。これによれば連続的な滑りの発生を抑制することができる。
When the
制御部10は、滑り抑制制御時間が規定時間を超えた場合、ベルト420が劣化していると判定し、それを車両の搭乗者に通知する。これによっても搭乗者にベルト420の交換を促すことができる。
When the slip suppression control time exceeds the specified time, the
制御部10は、ベルト420が劣化していると判定すると、モータ200による内燃機関400の始動を禁止するとともに、それを搭乗者に通知する。これにより、モータ200による再始動ができなくなったことが搭乗者に通知される。
When determining that the
上位ECU300は、ベルト420が劣化した場合、スタータによって内燃機関400を再始動させる。これによれば、内燃機関400の再始動がベルト420とシャフト201との滑りによって滞ることが抑制される。
The
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
(その他の変形例)
本実施形態ではモータ制御装置が滑り判定装置としての機能を兼ねる例を示した。しかしながらモータ制御装置とは別に、独立した滑り判定装置がモータ制御装置と電気的に接続された構成を採用することもできる。この場合、2つの装置は、回転センサ40と電流センサ50とを共用する。滑り判定装置は、これら2つのセンサ40,50の検出信号、および、モータ200と内燃機関400の駆動状態とに基づいて、滑り判定を行う。
(Other variations)
In the present embodiment, an example in which the motor control device also functions as a slippage determination device has been shown. However, apart from the motor control device, a configuration in which an independent slip determination device is electrically connected to the motor control device may be employed. In this case, the two devices share the
本実施形態ではモータ200によって内燃機関400を再始動する際に、滑り判定を行う例を示した。しかしながら内燃機関400を再始動することを目的とせずに、単にモータ200のみを自律回転させて、供給電流と回転数や回転角をモニタリングすることで、滑り判定やベルト420の劣化判定を行ってもよい。これにより排気ガスを発生させずに滑り判定を行うことができる。
In the present embodiment, an example in which slip determination is performed when the
このような滑り判定やベルト420の劣化判定は、例えばシャフト201やクランクシャフト310それぞれにベルト420を設置して、テンショナーによってベルト420に張りを与えた際に、行ってもよい。そして制御部10による滑り判定やベルト420の劣化判定の実施は、上位ECU300からの指令によって行ってもよい。
Such slippage determination and
本実施形態では上位ECU300について具体的に言及しなかった。この上位ECU300は、例えばエンジンECUやハイブリッドECUである。
In the present embodiment, the
本実施形態ではロータ202がロータコイル206と固定部207を有する例を示した。しかしながら、ロータ202がロータコイル206の代わりに永久磁石を有する構成を採用することもできる。この場合、回転センサ40はロータ202の永久磁石210と対向する磁電変換素子を複数有する。そしてモータ制御装置100は給電部30を有さない。
In this embodiment, the
本実施形態ではインバータ20の有するスイッチ素子がMOSFETである例を示した。しかしながらこれとは異なり、スイッチ素子はIGBTでもよい。IGBTは寄生ダイオードを有さないので、この変形例の場合、IGBTに別途ダイオードが逆並列接続される。
In the present embodiment, an example in which the switch element of the
本実施形態では制御部10は、連続的な滑りと瞬間的な滑りの両方を検出する例を示した。しかしながら制御部10は瞬間的な滑りを検出しなくともよい。
In this embodiment, the
本実施形態では制御部10が連続的な滑りが生じていると判定した場合、滑り抑制制御を行なう例を示した。しかしながら滑り抑制制御を行なわなくともよい。
In the present embodiment, an example in which the slip suppression control is performed when the
10…制御部、40…回転センサ、50…電流センサ、100…モータ制御装置、200…モータ、201…シャフト、202…ロータ、208…ステータコイル、400…内燃機関、420…ベルト
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記シャフトの回転数を検出する回転センサ(40)と、
前記ステータコイルへの供給電流を検出する電流センサ(50)と、
前記回転センサによって検出された前記回転数と、前記電流センサによって検出された前記供給電流と、に基づいて、前記シャフトの前記ベルトに対する滑りを判定する判定部(10)と、を有し、
前記判定部は、
前記内燃機関と前記モータの内、前記モータのみが自律回転している際における、前記供給電流に対する前記回転数の相関関係を記憶しており、
前記内燃機関と前記モータの内、前記モータのみが自律回転している際に、前記相関関係に示される前記供給電流に対して、前記回転センサによって検出される前記回転数が前記相関関係に示される前記回転数よりも高い場合、前記シャフトは前記ベルトに対して連続的に滑っていると判定する滑り判定装置。 A shaft (201) that rotates in conjunction with an internal combustion engine (400) of a vehicle via a belt (420), a rotor (202) provided on the shaft, and a stator coil (208) provided around the rotor. A slip determination device for determining whether or not the shaft has slipped with respect to the belt.
A rotation sensor (40) for detecting the rotation speed of the shaft;
A current sensor (50) for detecting a supply current to the stator coil;
A determination unit (10) for determining slippage of the shaft with respect to the belt based on the number of rotations detected by the rotation sensor and the supply current detected by the current sensor;
The determination unit
Of the internal combustion engine and the motor, when only the motor is autonomously rotating, the correlation of the rotational speed with respect to the supply current is stored,
When only the motor of the internal combustion engine and the motor is rotating autonomously, the rotation speed detected by the rotation sensor is indicated in the correlation with respect to the supply current indicated in the correlation. A slip determination device that determines that the shaft is continuously slipping relative to the belt when the rotation speed is higher than the rotation speed.
前記判定部は、前記内燃機関と前記モータの内、前記モータのみが自律回転している際に、前記供給電流の時間変化が一定で、前記回転数および前記回転角の少なくとも一方の時間変化が一定の状態から増大した後に元の時間変化の一定な状態に戻った場合、前記シャフトは前記ベルトに対して瞬間的に滑ったと判定する請求項7に記載の滑り判定装置。 The rotation sensor detects not only the rotation speed of the shaft but also the rotation angle of the shaft,
The determination unit is configured such that when only the motor among the internal combustion engine and the motor is rotating autonomously, the time change of the supply current is constant, and the time change of at least one of the rotation speed and the rotation angle is changed. The slip determination device according to claim 7, wherein when the shaft returns from a constant state and then returns to a constant state with an original time change, it is determined that the shaft slips instantaneously with respect to the belt.
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