JP6766751B2 - モータ制御システム及びレゾルバ/デジタル変換器の異常検出方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された手法では、二重系としてレゾルバの異常を検出しているため、モータ制御システムの構成が複雑化・大型化する上、製造コストが上昇してしまう。ここで、特許文献1に開示された手法をR/D変換器の異常検出に適用した場合にも、同様の問題が生ずる。
モータと、
前記モータの回転角を検出するレゾルバと、
前記レゾルバから出力されたアナログ角度信号をデジタル角度信号に変換するレゾルバ/デジタル変換器と、
前記レゾルバ/デジタル変換器から出力された前記デジタル角度信号に基づいて、前記モータを制御すると共に、前記デジタル角度信号を所定の時間間隔で積算した積算値が、閾値範囲に含まれない場合に、前記レゾルバ/デジタル変換器の異常を検出するモータ制御部と、を備え、
前記モータ制御部は、
前記モータの回転速度が低下した場合に、前記時間間隔が長くなるように変更し、前記モータの回転速度が上昇した場合に、前記時間間隔が短くなるように変更するものである。
そのため、モータの回転速度が変化した場合にも、モータが1回転する間におけるデジタル角度信号θdの積算回数の変化を抑制し、精度良くR/D変換器RDCの異常を検出することができる。
以上の通り、本発明の一態様に係るモータ制御システムによって、複雑化・大型化に伴うコストの増加を抑制しつつ、モータの回転速度が変化した際にもリアルタイムで精度良くレゾルバ/デジタル変換器の異常を検出することができる。
このような構成により、さらに精度良くレゾルバ/デジタル変換器の異常を検出することができる。
このような構成により、実際のモータの回転速度とのずれを小さくすることができる。
レゾルバが検出したモータの回転角をレゾルバ/デジタル変換器によってデジタル角度信号に変換して、所定の時間間隔で積算し、
前記デジタル角度信号の積算値が、閾値範囲に含まれない場合に、前記レゾルバ/デジタル変換器の異常を検出する、レゾルバ/デジタル変換器の異常検出方法であって、
前記モータの回転速度が低下した場合に、前記時間間隔が長くなるように変更し、前記モータの回転速度が上昇した場合に、前記時間間隔が短くなるように変更するものである。
そのため、モータの回転速度が変化した場合にも、モータが1回転する間におけるデジタル角度信号θdの積算回数の変化を抑制し、精度良くR/D変換器RDCの異常を検出することができる。
以上の通り、本発明の一態様に係るレゾルバ/デジタル変換器の異常検出方法によって、複雑化・大型化に伴うコストの増加を抑制しつつ、モータの回転速度が変化した際にもリアルタイムで精度良くレゾルバ/デジタル変換器の異常を検出することができる。
<モータ制御システムの構成>
まず、図1を参照して、第1の実施形態に係るモータ制御システムについて説明する。図1は、第1の実施形態に係るモータ制御システムの構成を示すブロック図である。図1に示すように、第1の実施形態に係るモータ制御システムは、モータMT、レゾルバRES、レゾルバ/デジタル変換器(R/D変換器)RDC、モータ制御部MCU、モータ駆動回路MDを備えている。
また、R/D変換器RDCから出力されるデジタル角度信号θdを用いてモータMTの回転速度を得てもよい。但し、R/D変換器RDCに異常がある場合、モータMTの回転速度が不正確となり、R/D変換器RDCの異常検出の精度も低下する虞がある。そのため、駆動電流Idrを用いた方が、精度良くR/D変換器RDCの異常を検出することができる。
あるいは、モータMTの回転速度が低下するにつれて、サンプリング間隔Tを順次長くし、モータMTの回転速度が上昇するにつれて、サンプリング間隔Tを順次短くしてもよい。このような制御の方が、R/D変換器RDCの異常をさらに精度よく検出することができる。
モータ制御部MCUによるR/D変換器RDCの異常検出の詳細については後述する。
図2の上段に示すように、R/D変換器RDCの出力値であるデジタル角度信号θdは、−π[rad]からπ[rad]まで単調に増加し、π[rad]に到達すると、−π[rad]に切り換わる。グラフ中にドットで示されたデジタル角度信号θdのサンプリングは、モータMTが1回転する間に時間間隔Tで複数回行われる。図2の例では、モータMTの回転速度が一定であるため、図2の上段に示すように、デジタル角度信号θdの傾きが一定に維持されている。
なお、モータMTの回転角θ=0[rad]において、デジタル角度信号θd<0[rad]となるオフセット異常の場合、最終的に積算値θsが下限閾値−θtを下回る。その結果、R/D変換器RDCの異常を検出することができる。
本実施形態に係るモータ制御システムでは、上述の通り、モータMTの回転速度に応じて、デジタル角度信号θdを積算するためのサンプリング間隔Tを変更する。具体的には、モータMTの回転速度が低下した場合に、サンプリング間隔Tを長くし、モータMTの回転速度が上昇した場合に、サンプリング間隔Tを短くする。図4の例では、回転速度が低下した際に、サンプリング間隔TをT1からより長いT2に切り換えている。
以上の通り、本実施形態に係るモータ制御システムでは、複雑化・大型化に伴うコストの増加を抑制しつつ、モータMTの回転速度が変化した際にもリアルタイムで精度良くR/D変換器RDCの異常を検出することができる。
次に、図5を参照して、第1の実施形態に係るモータ制御システムを用いたR/D変換器の異常検出方法について説明する。図5は、第1の実施形態に係るR/D変換器の異常検出方法を示すフローチャートである。図5の説明に当たっては、図1に示したモータ制御システムのブロック図も参照する。
続けて、モータ制御部MCUは、積算値θsが閾値範囲(−θt〜θt)に含まれるか否か判定する(ステップST4)。
以上の通り、本実施形態に係るR/D変換器の異常検出方法では、複雑化・大型化に伴うコストの増加を抑制しつつ、モータMTの回転速度が変化した際にもリアルタイムで精度良くR/D変換器RDCの異常を検出することができる。
MD モータ駆動回路
MT モータ
RDC レゾルバ/デジタル変換器
RES レゾルバ
T サンプリング間隔
θ モータの回転角
θa アナログ角度信号(レゾルバ信号)
θd デジタル角度信号
θs 積算値
θt 閾値
Claims (4)
- モータと、
前記モータの回転角を検出するレゾルバと、
前記レゾルバから出力されたアナログ角度信号をデジタル角度信号に変換するレゾルバ/デジタル変換器と、
前記レゾルバ/デジタル変換器から出力された前記デジタル角度信号に基づいて、前記モータを制御すると共に、前記デジタル角度信号を所定の時間間隔で積算した積算値が、閾値範囲に含まれない場合に、前記レゾルバ/デジタル変換器の異常を検出するモータ制御部と、を備え、
前記モータ制御部は、
前記モータの回転速度が低下した場合に、前記時間間隔が長くなるように変更し、前記モータの回転速度が上昇した場合に、前記時間間隔が短くなるように変更する、
モータ制御システム。 - 前記モータの回転速度が低下するにつれて、前記時間間隔を順次長くし、前記モータの回転速度が上昇するにつれて、前記時間間隔を順次短くする、
請求項1に記載のモータ制御システム。 - 前記モータ制御部は、
前記モータの駆動電流に基づいて、前記モータの回転速度を求める、
請求項1又は2に記載のモータ制御システム。 - レゾルバが検出したモータの回転角をレゾルバ/デジタル変換器によってデジタル角度信号に変換して、所定の時間間隔で積算し、
前記デジタル角度信号の積算値が、閾値範囲に含まれない場合に、前記レゾルバ/デジタル変換器の異常を検出する、レゾルバ/デジタル変換器の異常検出方法であって、
前記モータの回転速度が低下した場合に、前記時間間隔が長くなるように変更し、前記モータの回転速度が上昇した場合に、前記時間間隔が短くなるように変更する、
レゾルバ/デジタル変換器の異常検出方法。
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