WO2018097014A1 - Fault detection device for rotation sensor - Google Patents
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Definitions
- the rotating electrical machine is connected to the power storage device via a bridge rectifier circuit including a switching element and a diode connected in antiparallel to the switching element, and the control unit When the operation command is not input to the control unit, all the switching elements are turned off.
- the rotating electrical machine 17 includes a first capacitor 15, a battery 22, and a second capacitor via a bridge circuit configured by the switches Sp and Sn and diodes Dp and Dn connected in antiparallel to the switches Sp and Sn. 23 (power storage device). For this reason, in the state where each switch Sp is turned on, the phase voltage detected by the voltage sensor 42 is affected by the voltage output from the power storage device. For this reason, the second rotation speed calculated based on the phase voltage detected by the voltage sensor 42 and the excitation current detected by the current sensor 43 does not become an accurate rotation speed. As a result, the rotating electrical machine ECU 14 that detects abnormality of the rotation sensor based on the first rotation speed and the second rotation speed cannot accurately detect the abnormality of the rotation sensor. Therefore, in the abnormality detection of FIG. 2, the rotating electrical machine ECU 14 detects the abnormality of the rotational position sensor 44 when all the switches Sp and Sn are turned off.
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Abstract
A fault detection device for a rotation sensor, said fault detection device being equipped with: a rotary electric machine (17) that is driven by rotational force input from the outside, thereby generating AC power, and that carries out power running by means of power that is input from the outside; a rotation sensor (44) that detects rotation information, which is the rotational position and/or the rotational speed of the rotary electric machine; and a voltage sensor (42) that detects AC voltage output by the rotary electric machine. This fault detection device for a rotation sensor is equipped with: a control unit (14) that, on the basis of an operation command that is input from the outside, controls the AC power generation and power running states of the rotary electric machine; and a fault detection unit (14) that, when an operation command has not been input to the control unit from the outside, detects a fault in the rotation sensor on the basis of the rotation information detected by the rotation sensor and the AC voltage detected by the voltage sensor 42.
Description
本出願は、2016年11月25日に出願された日本出願番号2016-229224号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
This application is based on Japanese Patent Application No. 2016-229224 filed on November 25, 2016, the contents of which are incorporated herein by reference.
本開示は、回転電機の回転を検出する回転センサの異常を検出する異常検出装置に関する。
The present disclosure relates to an abnormality detection device that detects an abnormality of a rotation sensor that detects rotation of a rotating electrical machine.
従来、この種の異常検出装置において、ダイオードが並列接続された複数のスイッチング素子により構成されるブリッジ回路を有する電力変換器を備え、ダイオードを介して電流を流すダイオード整流時に回転角センサ(回転センサ)の異常を判定するものがある(特許文献1参照)。特許文献1に記載のものでは、回転電機による低出力発電時にダイオード整流を行い、この低出力発電時に回転角センサの異常の有無を判定している。
Conventionally, this type of abnormality detection apparatus includes a power converter having a bridge circuit composed of a plurality of switching elements in which diodes are connected in parallel, and a rotation angle sensor (rotation sensor) during diode rectification in which current flows through the diodes. ) Is determined (see Patent Document 1). In the device described in Patent Document 1, diode rectification is performed at the time of low output power generation by a rotating electrical machine, and it is determined whether there is an abnormality in the rotation angle sensor at the time of this low output power generation.
ところで、特許文献1に記載のものは、回転電機による低出力発電時にダイオード整流を行って回転角センサの異常を判定するため、回転角センサの異常判定を行う機会が限られている。特に、車載回転電機において回生発電により大出力発電を行う場合は、車両の燃費改善のためにそれ以外の発電を抑制するため、こうした傾向が顕著となる。
By the way, since the thing of patent document 1 performs diode rectification at the time of the low output electric power generation by a rotary electric machine, and determines abnormality of a rotation angle sensor, the opportunity to perform abnormality determination of a rotation angle sensor is limited. In particular, when large output power generation is performed by regenerative power generation in an on-vehicle rotating electrical machine, such a tendency is remarkable because other power generation is suppressed for improving the fuel efficiency of the vehicle.
本開示は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、回転センサの異常を検出する機会を増やすことのできる回転センサの異常検出装置を提供することにある。
The present disclosure has been made to solve these problems, and a main purpose thereof is to provide an abnormality detection device for a rotation sensor that can increase the chance of detecting an abnormality of the rotation sensor.
上記課題を解決するための第1の手段は、回転センサの異常検出装置であって、
外部から入力される回転力により駆動されて交流発電を行い、外部から入力される電力により力行を行う回転電機と、
前記回転電機の回転位置及び回転速度の少なくとも一方である回転情報を検出する回転センサと、
前記回転電機により出力される交流電圧を検出する電圧センサと、
外部から入力される動作指令に基づいて、前記回転電機による前記交流発電及び前記力行の状態を制御する制御部と、
外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記回転センサにより検出された前記回転情報及び前記電圧センサにより検出された前記交流電圧に基づいて、前記回転センサの異常を検出する異常検出部と、
を備える。 A first means for solving the above problem is a rotation sensor abnormality detection device,
A rotating electrical machine that is driven by a rotational force input from the outside to perform AC power generation, and that is powered by the power input from the outside;
A rotation sensor that detects rotation information that is at least one of a rotation position and a rotation speed of the rotating electrical machine;
A voltage sensor for detecting an AC voltage output by the rotating electrical machine;
Based on an operation command input from the outside, a control unit that controls the state of the AC power generation and the power running by the rotating electrical machine,
Abnormality of the rotation sensor is detected based on the rotation information detected by the rotation sensor and the AC voltage detected by the voltage sensor when the operation command is not input from the outside to the control unit. An anomaly detector;
Is provided.
外部から入力される回転力により駆動されて交流発電を行い、外部から入力される電力により力行を行う回転電機と、
前記回転電機の回転位置及び回転速度の少なくとも一方である回転情報を検出する回転センサと、
前記回転電機により出力される交流電圧を検出する電圧センサと、
外部から入力される動作指令に基づいて、前記回転電機による前記交流発電及び前記力行の状態を制御する制御部と、
外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記回転センサにより検出された前記回転情報及び前記電圧センサにより検出された前記交流電圧に基づいて、前記回転センサの異常を検出する異常検出部と、
を備える。 A first means for solving the above problem is a rotation sensor abnormality detection device,
A rotating electrical machine that is driven by a rotational force input from the outside to perform AC power generation, and that is powered by the power input from the outside;
A rotation sensor that detects rotation information that is at least one of a rotation position and a rotation speed of the rotating electrical machine;
A voltage sensor for detecting an AC voltage output by the rotating electrical machine;
Based on an operation command input from the outside, a control unit that controls the state of the AC power generation and the power running by the rotating electrical machine,
Abnormality of the rotation sensor is detected based on the rotation information detected by the rotation sensor and the AC voltage detected by the voltage sensor when the operation command is not input from the outside to the control unit. An anomaly detector;
Is provided.
上記構成によれば、回転電機は、外部から入力される回転力によりが駆動されて交流発電を行い、外部から入力される電力により力行を行う。このとき、回転センサにより、回転電機の回転位置及び回転速度の少なくとも一方である回転情報が検出される。また、電圧センサによって、回転電機により出力される交流電圧が検出される。そして、制御部により、外部から入力される動作指令に基づいて、回転電機による交流発電及び力行の状態が制御される。
According to the above configuration, the rotating electrical machine is driven by the rotational force input from the outside to perform AC power generation, and performs the power running by the power input from the outside. At this time, rotation information that is at least one of the rotation position and the rotation speed of the rotating electrical machine is detected by the rotation sensor. In addition, an AC voltage output from the rotating electrical machine is detected by the voltage sensor. And the state of AC power generation and power running by the rotating electrical machine is controlled by the control unit based on an operation command input from the outside.
ここで、外部から制御部へ動作指令が入力されていない状態であっても、回転電機により交流電圧が出力される場合がある。その場合、異常検出部は、回転センサにより検出された回転情報及び電圧センサにより検出された交流電圧に基づいて、回転センサの異常を検出することができる。例えば、回転センサにより検出された回転情報に基づいて算出した回転電機の回転速度と、電圧センサにより検出された交流電圧に基づいて算出した回転電機の回転速度とを比較することで、回転角センサの異常を検出することができる。したがって、回転センサの異常検出装置は、回転センサの異常を検出する機会を増やすことができる。
Here, even when an operation command is not input from the outside to the control unit, an AC voltage may be output by the rotating electrical machine. In that case, the abnormality detection unit can detect the abnormality of the rotation sensor based on the rotation information detected by the rotation sensor and the AC voltage detected by the voltage sensor. For example, by comparing the rotation speed of the rotating electric machine calculated based on the rotation information detected by the rotation sensor with the rotation speed of the rotating electric machine calculated based on the AC voltage detected by the voltage sensor, the rotation angle sensor Abnormalities can be detected. Therefore, the abnormality detection device for the rotation sensor can increase the chances of detecting the abnormality of the rotation sensor.
第2の手段では、前記回転電機は、電機子巻線と、前記回転力により回転させられる界磁巻線とを備える界磁式回転電機であり、前記異常検出部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記界磁巻線に励磁電流を流した状態とし、前記回転センサの異常を検出する。
In the second means, the rotating electrical machine is a field-type rotating electrical machine including an armature winding and a field winding rotated by the rotational force, and the abnormality detection unit is externally connected to the control unit. When the operation command is not input, an excitation current is passed through the field winding, and an abnormality of the rotation sensor is detected.
上記構成によれば、外部から入力される回転力により界磁巻線が回転させられ、発電された交流電圧が電機子巻線から出力される。このため、電圧センサにより検出された交流電圧に基づいて、界磁式回転電機の回転速度を算出することができる。一方、外部から制御部へ動作指令が入力されていない場合は、界磁式回転電機により交流発電が行われない。このため、電圧センサにより検出された交流電圧に基づいて、界磁式回転電機の回転速度を算出することができないおそれがある。
According to the above configuration, the field winding is rotated by the rotational force input from the outside, and the generated AC voltage is output from the armature winding. For this reason, the rotational speed of the field-type rotating electrical machine can be calculated based on the AC voltage detected by the voltage sensor. On the other hand, when no operation command is input from the outside to the control unit, AC power generation is not performed by the field-type rotating electrical machine. For this reason, there exists a possibility that the rotational speed of a field type rotary electric machine cannot be calculated based on the alternating voltage detected by the voltage sensor.
この点、異常検出部は、外部から制御部へ動作指令が入力されていない場合に、界磁巻線に励磁電流を流した状態とする。このため、界磁式回転電機により交流発電が行われる状態となり、異常検出部は、回転センサにより検出された回転情報及び電圧センサにより検出された交流電圧に基づいて、回転センサの異常を検出することができる。その結果、外部から制御部へ動作指令が入力されていない場合であっても、回転センサの異常を検出することができる。
In this regard, the abnormality detection unit is in a state in which an excitation current is passed through the field winding when no operation command is input from the outside to the control unit. For this reason, AC power generation is performed by the field-type rotating electrical machine, and the abnormality detection unit detects abnormality of the rotation sensor based on the rotation information detected by the rotation sensor and the AC voltage detected by the voltage sensor. be able to. As a result, even if no operation command is input from the outside to the control unit, an abnormality of the rotation sensor can be detected.
第3の手段では、前記回転電機は、スイッチング素子と前記スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードとにより構成されたブリッジ整流回路を介して蓄電装置に接続されており、前記制御部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記スイッチング素子を全てオフにする。
In the third means, the rotating electrical machine is connected to the power storage device via a bridge rectifier circuit including a switching element and a diode connected in antiparallel to the switching element, and the control unit When the operation command is not input to the control unit, all the switching elements are turned off.
上記構成によれば、回転電機は、スイッチング素子とスイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードとにより構成されたブリッジ整流回路を介して蓄電装置に接続されている。このため、スイッチング素子がオンにされている状態では、電圧センサにより検出される交流電圧は蓄電装置から出力される電圧の影響を受ける。このため、異常検出部は、回転センサの異常を正確に検出することができないおそれがある。
According to the above configuration, the rotating electrical machine is connected to the power storage device via the bridge rectifier circuit including the switching element and the diode connected in antiparallel to the switching element. For this reason, in a state where the switching element is turned on, the AC voltage detected by the voltage sensor is affected by the voltage output from the power storage device. For this reason, the abnormality detection unit may not be able to accurately detect the abnormality of the rotation sensor.
この点、制御部は、外部から制御部へ動作指令が入力されていない場合に、スイッチング素子を全てオフにする。このため、蓄電装置から回転電機に流れる電流がスイッチング素子及びダイオードにより遮断され、電圧センサにより検出される交流電圧が蓄電装置から出力される電圧の影響を受けることを抑制することができる。したがって、電流センサにより検出された励磁電流及び電圧センサにより検出された交流電圧に基づいて回転電機の回転速度を正確に算出することができ、ひいては異常検出部が回転センサの異常を正確に検出することができる。
∙ In this respect, the control unit turns off all the switching elements when no operation command is input from the outside to the control unit. For this reason, the current flowing from the power storage device to the rotating electrical machine is interrupted by the switching element and the diode, and the AC voltage detected by the voltage sensor can be suppressed from being affected by the voltage output from the power storage device. Therefore, it is possible to accurately calculate the rotation speed of the rotating electrical machine based on the excitation current detected by the current sensor and the AC voltage detected by the voltage sensor, and the abnormality detection unit accurately detects the abnormality of the rotation sensor. be able to.
第4の手段では、前記異常検出部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記回転電機から電流が出力されない大きさの励磁電流を前記界磁巻線に流した状態とし、前記回転センサの異常を検出する。
According to a fourth means, the abnormality detection unit flows an excitation current of a magnitude that does not output a current from the rotating electrical machine to the field winding when the operation command is not input from the outside to the control unit. An abnormality of the rotation sensor is detected.
上記構成によれば、異常検出部は、回転センサの異常を検出する際に、回転電機から電流が出力されない大きさの励磁電流を界磁巻線に流した状態とする。このため、外部から制御部へ動作指令が入力されていない場合に、回転電機から電流が出力されることを避けることができる。したがって、外部から制御部へ動作指令が入力されていない場合に、いつでも回転センサの異常を検出することができ、回転センサの異常を検出する機会をさらに増やすことができる。
According to the above configuration, when detecting an abnormality of the rotation sensor, the abnormality detection unit sets a state in which an excitation current having a magnitude at which no current is output from the rotating electrical machine flows through the field winding. For this reason, when no operation command is input from the outside to the control unit, it is possible to avoid output of current from the rotating electrical machine. Therefore, when no operation command is input from the outside to the control unit, the abnormality of the rotation sensor can be detected at any time, and the opportunities for detecting the abnormality of the rotation sensor can be further increased.
第5の手段では、前記異常検出部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記回転電機により前記蓄電装置の電圧よりも低い電圧が発電される大きさの励磁電流を前記界磁巻線に流した状態とし、前記回転センサの異常を検出する。
In the fifth means, the abnormality detection unit is excited so that a voltage lower than the voltage of the power storage device is generated by the rotating electrical machine when the operation command is not input from the outside to the control unit. Current is passed through the field winding to detect an abnormality of the rotation sensor.
回転電機が、スイッチング素子とスイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードとにより構成されたブリッジ整流回路を介して蓄電装置に接続されている場合、回転電機により発電される電圧が蓄電装置の電圧よりも低ければ、回転電機から電流が出力されない。この点、上記構成によれば、異常検出部は、回転電機により蓄電装置の電圧よりも低い電圧が発電される大きさの励磁電流を界磁巻線に流した状態とする。このため、第4の手段と同様に、回転センサの異常を検出する機会をさらに増やすことができる。
When the rotating electrical machine is connected to the power storage device via a bridge rectifier circuit configured by a switching element and a diode connected in reverse parallel to the switching element, the voltage generated by the rotating electrical machine is greater than the voltage of the power storage device. Is too low, no current is output from the rotating electrical machine. In this regard, according to the above-described configuration, the abnormality detection unit sets a state in which an excitation current having a magnitude that generates a voltage lower than the voltage of the power storage device by the rotating electrical machine flows in the field winding. For this reason, the opportunity to detect abnormality of the rotation sensor can be further increased as in the fourth means.
回転電機から電流が出力されない状態で回転センサの異常を検出する場合、回転電機により発電される電圧が低くなり、回転センサの異常を検出する精度が低下するおそれがある。
When detecting an abnormality of the rotation sensor in a state where no current is output from the rotating electric machine, the voltage generated by the rotating electric machine is lowered, and the accuracy of detecting the abnormality of the rotation sensor may be reduced.
この点、第6の手段では、前記異常検出部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されておらず、且つ前記回転電機による発電を許可できる場合に、前記回転電機により前記蓄電装置の電圧よりも高い電圧が発電される大きさの励磁電流を前記界磁巻線に流した状態とし、前記回転センサの異常を検出するといった構成を採用している。このため、回転電機による発電を許可できる場合には、回転電機により蓄電装置の電圧よりも高い電圧が発電されるようにして、回転センサの異常を検出する精度を向上させることができる。
In this regard, in the sixth means, when the operation command is not input from the outside to the control unit and the power generation by the rotating electrical machine can be permitted, the abnormality detecting unit can perform the power storage device by the rotating electrical machine. A configuration is adopted in which an excitation current having a magnitude that generates a voltage higher than the above voltage is applied to the field winding to detect abnormality of the rotation sensor. For this reason, when the power generation by the rotating electrical machine can be permitted, a voltage higher than the voltage of the power storage device is generated by the rotating electrical machine, and the accuracy of detecting the abnormality of the rotation sensor can be improved.
具体的には、第7の手段のように、前記異常検出部は、前記回転電機による発電を許可できることを、前記蓄電装置の状態及び前記スイッチング素子の状態に基づいて判定するといった構成を採用することができる。また、第8の手段のように、前記異常検出部は、前記回転電機による発電を許可できることを、外部から入力される許可信号に基づいて判定するといった構成を採用することができる。
Specifically, as in the seventh means, the abnormality detection unit adopts a configuration in which it is determined based on the state of the power storage device and the state of the switching element that power generation by the rotating electrical machine can be permitted. be able to. Further, as in the eighth means, the abnormality detection unit can adopt a configuration in which it is determined based on a permission signal input from the outside that power generation by the rotating electrical machine can be permitted.
第9の手段では、前記回転センサにより検出された前記回転情報に基づいて、前記回転電機の第1回転速度を算出する第1算出部と、前記電圧センサにより検出された前記交流電圧に基づいて、前記回転電機の第2回転速度を算出する第2算出部と、を備え、前記異常検出部は、前記第1算出部により算出された前記第1回転速度及び前記第2算出部により算出された前記第2回転速度に基づいて、前記回転センサの異常を検出する。
In a ninth means, based on the rotation information detected by the rotation sensor, a first calculation unit for calculating a first rotation speed of the rotating electrical machine, and on the basis of the AC voltage detected by the voltage sensor. A second calculation unit that calculates a second rotation speed of the rotating electrical machine, and the abnormality detection unit is calculated by the first rotation speed calculated by the first calculation unit and the second calculation unit. An abnormality of the rotation sensor is detected based on the second rotation speed.
上記構成によれば、第1算出部によって、回転センサにより検出された回転情報に基づいて、回転電機の第1回転速度が算出される。また、第2算出部によって、電圧センサにより検出された交流電圧に基づいて、回転電機の第2回転速度が算出される。
According to the above configuration, the first calculation unit calculates the first rotation speed of the rotating electrical machine based on the rotation information detected by the rotation sensor. Further, the second calculation unit calculates the second rotation speed of the rotating electrical machine based on the AC voltage detected by the voltage sensor.
ここで、回転センサにより検出された回転情報が正常であれば、算出された第1回転速度と第2回転速度とは近似した値になる。一方、回転センサにより検出された回転情報が異常であれば、算出された第1回転速度と第2回転速度との偏差が所定値よりも大きくなる。このため、算出された第1回転速度及び第2回転速度に基づいて、回転センサの異常を検出することができる。
Here, if the rotation information detected by the rotation sensor is normal, the calculated first rotation speed and second rotation speed are approximate values. On the other hand, if the rotation information detected by the rotation sensor is abnormal, the deviation between the calculated first rotation speed and the second rotation speed becomes larger than a predetermined value. For this reason, the abnormality of the rotation sensor can be detected based on the calculated first rotation speed and second rotation speed.
具体的には、第10の手段のように、前記第2算出部は、前記電圧センサにより検出された前記交流電圧が閾値よりも高くなる時期同士の間隔に基づいて前記第2回転速度を算出するといった構成を採用することができる。なお、電圧センサにより検出された交流電圧のゼロクロス点から次のゼロクロス点までの時間に基づいて、回転電機の第2回転速度を算出することもできる。
Specifically, like the tenth means, the second calculation unit calculates the second rotation speed based on an interval between times when the AC voltage detected by the voltage sensor is higher than a threshold value. It is possible to adopt a configuration such as. The second rotation speed of the rotating electrical machine can also be calculated based on the time from the zero cross point of the AC voltage detected by the voltage sensor to the next zero cross point.
第11の手段では、前記界磁巻線に流れる励磁電流を検出する電流センサを備え、前記第2算出部は、前記電圧センサにより検出された前記交流電圧及び前記電流センサにより検出された前記励磁電流に基づいて、前記第2回転速度を算出する。
The eleventh means includes a current sensor that detects an excitation current flowing through the field winding, and the second calculation unit includes the AC voltage detected by the voltage sensor and the excitation detected by the current sensor. The second rotation speed is calculated based on the current.
上記構成によれば、界磁式の回転電機による発電では、界磁巻線に生じる磁界が強いほど、界磁巻線の回転速度が速いほど、誘起電圧が高くなる。すなわち、界磁巻線に生じる磁界と、界磁巻線の回転速度と、三相回転電機の誘起電圧とは相関を有しており、周知の物理関係式が成立する。このため、第2算出部は、電流センサにより検出された励磁電流及び電圧センサにより検出された交流電圧に基づいて、第2回転速度を算出することができる。
According to the above configuration, in the power generation by the field type rotating electrical machine, the induced voltage becomes higher as the magnetic field generated in the field winding is stronger and the rotation speed of the field winding is faster. That is, the magnetic field generated in the field winding, the rotation speed of the field winding, and the induced voltage of the three-phase rotating electrical machine have a correlation, and a well-known physical relational expression is established. Therefore, the second calculation unit can calculate the second rotation speed based on the excitation current detected by the current sensor and the AC voltage detected by the voltage sensor.
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、車載回転電機システムの構成を示す回路図であり、
図2は、回転位置センサの異常検出の手順を示すフローチャートであり、
図3は、異常検出前提条件の成立判定の手順を示すフローチャートである。
The above and other objects, features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings. The drawing
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an in-vehicle rotating electrical machine system, FIG. 2 is a flowchart showing a procedure for detecting an abnormality of the rotational position sensor. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for determining whether the abnormality detection precondition is satisfied.
以下、車両に搭載された回転電機システムとして具現化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。この車両では、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止させ、所定の自動再始動条件が成立した場合にエンジンを自動再始動させる。
Hereinafter, an embodiment embodied as a rotating electrical machine system mounted on a vehicle will be described with reference to the drawings. In this vehicle, the engine is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and the engine is automatically restarted when a predetermined automatic restart condition is satisfied.
図1に示すように、車載回転電機システム100は、回転電機ユニット10、エンジンECU(Electronic Control Unit)20、バッテリ22(蓄電装置に相当)、第2コンデンサ23(蓄電装置に相当)、電気負荷24等を備えている。回転電機ユニット10は、回転電機17、インバータ13、回転電機ECU14等を備えている。回転電機ユニット10は、モータ機能付き発電機であり、機電一体型のISG(Integrated Starter Generator)として構成されている。回転電機17(界磁式回転電機に相当)は、3相電機子巻線としてのX,Y,Z相巻線11X,11Y,11Z、界磁巻線12を備えている。バッテリ22は、例えば12Vの電圧を出力するPbバッテリである。なお、バッテリ22として、Pbバッテリと異なる種類のバッテリで12Vを出力するバッテリや、12V以外の電圧を出力するバッテリ等を採用することもできる。
As shown in FIG. 1, an in-vehicle rotating electrical machine system 100 includes a rotating electrical machine unit 10, an engine ECU (Electronic Control Unit) 20, a battery 22 (corresponding to a power storage device), a second capacitor 23 (corresponding to a power storage device), an electric load. 24 etc. The rotating electrical machine unit 10 includes a rotating electrical machine 17, an inverter 13, a rotating electrical machine ECU 14, and the like. The rotating electrical machine unit 10 is a generator with a motor function, and is configured as an electromechanically integrated ISG (Integrated Starter Generator). The rotating electrical machine 17 (corresponding to a field rotating electrical machine) includes X, Y, Z phase windings 11X, 11Y, 11Z as a three-phase armature winding, and a field winding 12. The battery 22 is a Pb battery that outputs a voltage of 12 V, for example. In addition, as the battery 22, a battery that outputs 12V using a different type of battery from the Pb battery, a battery that outputs a voltage other than 12V, and the like can be used.
X,Y、Z相巻線11X,11Y,11Zは、図示しない固定子鉄心に巻回されて固定子を構成している。本実施形態において、X,Y,Z相巻線11X,11Y,11Zのそれぞれの第1端同士は、中性点にて接続されている。すなわち、回転電機ユニット10は、Y結線されたものである。
The X, Y, and Z phase windings 11X, 11Y, and 11Z are wound around a stator core (not shown) to form a stator. In the present embodiment, the first ends of the X, Y, and Z phase windings 11X, 11Y, and 11Z are connected at a neutral point. That is, the rotating electrical machine unit 10 is Y-connected.
界磁巻線12は、固定子鉄心の内周側に対向配置された図示しない界磁極に巻回されて回転子を構成している。界磁巻線12に励磁電流を流すことにより、界磁極が磁化される。界磁極が磁化されたときに発生する回転磁界によって各相巻線11X,11Y,11Zから交流電圧が出力される。本実施形態において、回転子は、車載エンジンのクランク軸(外部に相当)から入力される回転力により回転させられる(すなわち駆動される)。エンジンは、例えばガソリンを燃料とするエンジンであり、燃料の燃焼により駆動力を発生する。なお、エンジンは、ガソリンエンジンに限らず、軽油を燃料として用いるディーゼルエンジンや、その他の燃料を用いるエンジンであってもよい。
The field winding 12 is wound around a field pole (not shown) disposed opposite to the inner peripheral side of the stator core to constitute a rotor. By passing an exciting current through the field winding 12, the field pole is magnetized. An AC voltage is output from each phase winding 11X, 11Y, 11Z by a rotating magnetic field generated when the field pole is magnetized. In the present embodiment, the rotor is rotated (that is, driven) by a rotational force input from a crankshaft (corresponding to the outside) of the in-vehicle engine. The engine is, for example, an engine that uses gasoline as fuel, and generates driving force by combustion of the fuel. The engine is not limited to a gasoline engine, and may be a diesel engine using light oil as a fuel or an engine using other fuel.
インバータ13は、各相巻線11X,11Y,11Zから出力された交流電圧を直流電圧に変換する。また、インバータ13は、バッテリ22から供給される直流電圧を交流電圧に変換して各相巻線11X,11Y,11Zへ出力する。インバータ13(ブリッジ整流回路に相当)は、電機子巻線の相数と同数の上下アームを有するブリッジ回路である。詳しくは、インバータ13は、X相モジュール13X、Y相モジュール13Y、及びZ相モジュール13Zを備え、3相全波整流回路を構成している。また、インバータ13は、回転電機17に供給される電力を調節することで回転電機17を駆動する駆動回路を構成している。
The inverter 13 converts the AC voltage output from each phase winding 11X, 11Y, 11Z into a DC voltage. The inverter 13 converts the DC voltage supplied from the battery 22 into an AC voltage and outputs the AC voltage to the phase windings 11X, 11Y, and 11Z. The inverter 13 (corresponding to a bridge rectifier circuit) is a bridge circuit having upper and lower arms of the same number as the number of phases of the armature winding. Specifically, the inverter 13 includes an X-phase module 13X, a Y-phase module 13Y, and a Z-phase module 13Z, and constitutes a three-phase full-wave rectifier circuit. Further, the inverter 13 constitutes a drive circuit that drives the rotating electrical machine 17 by adjusting the electric power supplied to the rotating electrical machine 17.
X,Y,Z相モジュール13X,13Y,13Zのそれぞれは、上アームスイッチSp、及び下アームスイッチSnを備えている。本実施形態では、各スイッチSp,Snとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的には、NチャネルMOSFETを用いている。上アームスイッチSpには、上アームダイオードDpが逆並列に接続され、下アームスイッチSnには、下アームダイオードDnが逆並列に接続されている。本実施形態では、各ダイオードDp,Dnとして、各スイッチSp,Snのボディダイオード(寄生ダイオード)を用いている。なお、各ダイオードDp,Dnとしては、ボディダイオードに限らず、例えば各スイッチSp,Snとは別部品のダイオードであってもよい。
Each of the X, Y, and Z phase modules 13X, 13Y, and 13Z includes an upper arm switch Sp and a lower arm switch Sn. In the present embodiment, voltage controlled semiconductor switching elements are used as the switches Sp and Sn, and specifically, N-channel MOSFETs are used. An upper arm diode Dp is connected in antiparallel to the upper arm switch Sp, and a lower arm diode Dn is connected in antiparallel to the lower arm switch Sn. In the present embodiment, body diodes (parasitic diodes) of the switches Sp and Sn are used as the diodes Dp and Dn. The diodes Dp and Dn are not limited to body diodes, and may be diodes that are separate parts from the switches Sp and Sn, for example.
X相モジュール13XのX端子PXには、X相巻線11Xの第2端が接続されている。X端子PXには、上アームスイッチSpの低電位側端子(ソース)と下アームスイッチSnの高電位側端子(ドレイン)とが接続されている。上アームスイッチSpのドレインには、回転電機ユニット10のB端子(出力端子に相当)が接続され、下アームスイッチSnのソースには、回転電機ユニット10のE端子を介して接地部位(グランドGND)としてのエンジンのボディが接続されている。B端子は、上記バッテリ22の正極に接続される端子であり、着脱自在のコネクタ状に形成されている。
The second end of the X-phase winding 11X is connected to the X terminal PX of the X-phase module 13X. The X terminal PX is connected to the low potential side terminal (source) of the upper arm switch Sp and the high potential side terminal (drain) of the lower arm switch Sn. A B terminal (corresponding to an output terminal) of the rotating electrical machine unit 10 is connected to the drain of the upper arm switch Sp, and a grounding part (ground GND) is connected to the source of the lower arm switch Sn via the E terminal of the rotating electrical machine unit 10. ) As the engine body is connected. The B terminal is a terminal connected to the positive electrode of the battery 22 and is formed in a detachable connector shape.
Y相モジュール13YのY端子PYには、Y相巻線11Yの第2端が接続されている。Y端子PYには、上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの接続点が接続されている。上アームスイッチSpのドレインには、B端子が接続され、下アームスイッチSnのソースには、E端子を介してグランドGNDとしてのエンジンのボディが接続されている。
The second end of the Y-phase winding 11Y is connected to the Y terminal PY of the Y-phase module 13Y. A connection point between the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn is connected to the Y terminal PY. The B terminal is connected to the drain of the upper arm switch Sp, and the body of the engine as the ground GND is connected to the source of the lower arm switch Sn via the E terminal.
Z相モジュール13ZのZ端子PZには、Z相巻線11Zの第2端が接続されている。Z端子PZには、上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの接続点が接続されている。上アームスイッチSpのドレインには、B端子が接続され、下アームスイッチSnのソースには、E端子を介してグランドGNDとしてのエンジンのボディが接続されている。
The second end of the Z-phase winding 11Z is connected to the Z terminal PZ of the Z-phase module 13Z. A connection point between the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn is connected to the Z terminal PZ. The B terminal is connected to the drain of the upper arm switch Sp, and the body of the engine as the ground GND is connected to the source of the lower arm switch Sn via the E terminal.
各相モジュール13X,13Y,13Zのそれぞれを構成する各スイッチSp,Snの直列接続体には、第1コンデンサ15(蓄電装置に相当)と、ツェナーダイオード16とが並列接続されている。インバータ13の高圧側接続点P1と低圧側接続点P2との間の電圧を検出する電圧センサ41が設けられている。GND電圧に対するY相巻線11Yの相電圧(交流電圧に相当)を検出する電圧センサ42が設けられている。なお、電圧センサ42は、GND電圧に対するY相巻線11Yの相電圧に限らず、GND電圧に対するX相巻線11Xの相電圧、又はGND電圧に対するZ相巻線11Zの相電圧を検出してもよい。界磁巻線12に流れる励磁電流を検出する電流センサ43が設けられている。界磁巻線12(すなわち回転子)の回転位置(回転情報に相当)を検出する回転位置センサ44(回転センサに相当)が設けられている。
A first capacitor 15 (corresponding to a power storage device) and a Zener diode 16 are connected in parallel to a series connection body of the switches Sp and Sn constituting the phase modules 13X, 13Y, and 13Z. A voltage sensor 41 for detecting a voltage between the high voltage side connection point P1 and the low voltage side connection point P2 of the inverter 13 is provided. A voltage sensor 42 for detecting a phase voltage (corresponding to an AC voltage) of the Y-phase winding 11Y with respect to the GND voltage is provided. The voltage sensor 42 detects not only the phase voltage of the Y-phase winding 11Y with respect to the GND voltage but also the phase voltage of the X-phase winding 11X with respect to the GND voltage or the phase voltage of the Z-phase winding 11Z with respect to the GND voltage. Also good. A current sensor 43 that detects an exciting current flowing in the field winding 12 is provided. A rotation position sensor 44 (corresponding to a rotation sensor) for detecting the rotation position (corresponding to rotation information) of the field winding 12 (that is, the rotor) is provided.
回転電機ECU14は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンとして構成されている。上記各センサの検出値は、回転電機ECU14へ入力される。回転電機ECU14は、その内部の図示しないICレギュレータにより、界磁巻線12に流す励磁電流を調整する。これにより、回転電機ユニット10の発電電圧(B端子の電圧)を制御する。また、回転電機ECU14は、車両の走行開始後にインバータ13を制御して回転電機17を駆動(力行)させて、エンジンの駆動力をアシストする。なお、回転電機17は、エンジンの始動時にクランク軸に回転を付与可能であり、スタータとしての機能も有している。回転電機ECU14は、通信端子であるL端子及び通信線を介して、回転電機ユニット10外部の制御装置であるエンジンECU20と接続されている。
The rotating electrical machine ECU 14 is configured as a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. Detection values of the sensors are input to the rotating electrical machine ECU 14. The rotating electrical machine ECU 14 adjusts the excitation current flowing through the field winding 12 by an IC regulator (not shown) inside. Thereby, the power generation voltage (voltage of the B terminal) of the rotating electrical machine unit 10 is controlled. In addition, the rotating electrical machine ECU 14 assists the driving force of the engine by controlling the inverter 13 to drive (powering) the rotating electrical machine 17 after the vehicle starts to travel. The rotating electrical machine 17 can impart rotation to the crankshaft when the engine is started, and also has a function as a starter. The rotating electrical machine ECU 14 is connected to an engine ECU 20 that is a control device outside the rotating electrical machine unit 10 via an L terminal that is a communication terminal and a communication line.
エンジンECU20は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等を含むマイコンとして構成されており、エンジンの運転状態を制御する。回転電機ECU14は、エンジンECU20との間で双方向通信(例えば、LINプロトコルを用いたシリアル通信)を行い、エンジンECU20と情報のやりとりをする。
The engine ECU 20 is configured as a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like, and controls the operating state of the engine. The rotating electrical machine ECU 14 performs bidirectional communication (for example, serial communication using the LIN protocol) with the engine ECU 20 and exchanges information with the engine ECU 20.
本実施形態において、回転電機ECU14(制御部に相当)は、エンジンECU20から送信されたシリアル通信信号(動作指令に相当)に基づいて目標発電電圧を把握し、発電電圧(B端子の電圧)がこの目標発電電圧になるように界磁巻線12に印加するPWM電圧を制御する。これにより、励磁電流を調整し、回転電機ユニット10の発電状態を制御する。詳しくは、回転電機ECU14は、回転電機ユニット10により所定電力よりも低い電力で発電を行わせる場合に、各スイッチSp,Snを全てオフにした状態でインバータ13によりダイオード整流を行わせる。一方、回転電機ECU14は、回転電機ユニット10により上記所定電力よりも高い電力で発電を行わせる場合に、回転電機17の各相による誘起電圧に同期して、各スイッチSp,Snをオンに制御にする。また、回転電機ECU14は、上記シリアル通信信号に基づいて目標トルク(駆動力の指令値に相当)を把握し、回転電機17が発生するトルクがこの目標トルクになるように、界磁巻線12に印加するPWM電圧及びインバータ13から各相巻線11X,11Y,11Zへ供給される交流電圧を制御する。なお、回転電機17、回転位置センサ44、電圧センサ42、及び回転電機ECU14により、回転位置センサ44の異常検出装置が構成されている。
In the present embodiment, the rotating electrical machine ECU 14 (corresponding to the control unit) grasps the target generated voltage based on the serial communication signal (corresponding to the operation command) transmitted from the engine ECU 20, and the generated voltage (voltage of the B terminal) is determined. The PWM voltage applied to the field winding 12 is controlled so as to be the target generated voltage. Thereby, the exciting current is adjusted, and the power generation state of the rotating electrical machine unit 10 is controlled. Specifically, the rotating electrical machine ECU 14 causes the inverter 13 to perform diode rectification in a state where all of the switches Sp and Sn are turned off when the rotating electrical machine unit 10 generates power with power lower than predetermined power. On the other hand, the rotating electrical machine ECU 14 controls the switches Sp and Sn to be turned on in synchronization with the induced voltage of each phase of the rotating electrical machine 17 when the rotating electrical machine unit 10 generates power with a power higher than the predetermined power. To. The rotating electrical machine ECU 14 grasps the target torque (corresponding to the command value of the driving force) based on the serial communication signal, and the field winding 12 so that the torque generated by the rotating electrical machine 17 becomes this target torque. And the AC voltage supplied from the inverter 13 to the phase windings 11X, 11Y, and 11Z. The rotating electrical machine 17, the rotational position sensor 44, the voltage sensor 42, and the rotating electrical machine ECU 14 constitute an abnormality detection device for the rotational position sensor 44.
B端子には、リレー21を介して、エンジンECU20とバッテリ22の正極端子とが接続されている。バッテリ22の負極端子には、グランドGNDとしてのエンジンのボディが接続されている。B端子には、第2コンデンサ23と、電気負荷24とが接続されている。電気負荷24は、例えば車両の電子制御ブレーキシステムや電動パワーステアリング等の電気負荷を含んでいる。電気負荷24は、エアコンディショナーや、車載オーディオ、ヘッドランプ等を含んでいてもよい。なお、リレー21は、イグニッションスイッチのオンによってオン状態とされる。
The engine ECU 20 and the positive terminal of the battery 22 are connected to the B terminal via the relay 21. The engine body as the ground GND is connected to the negative terminal of the battery 22. A second capacitor 23 and an electrical load 24 are connected to the B terminal. The electric load 24 includes an electric load such as an electronically controlled brake system of a vehicle or an electric power steering. The electrical load 24 may include an air conditioner, in-vehicle audio, a headlamp, and the like. The relay 21 is turned on by turning on the ignition switch.
次に、図2のフローチャートを参照して、回転位置センサ44の異常検出の手順を説明する。この一連の処理は、回転電機ECU14により所定の周期で繰り返し実行される。
Next, the procedure for detecting an abnormality of the rotational position sensor 44 will be described with reference to the flowchart of FIG. This series of processing is repeatedly executed by the rotating electrical machine ECU 14 at a predetermined cycle.
まず、回転位置センサ44の異常検出を行う前提条件が成立しているか否か判定する(S9)。この前提条件の成立判定については後述する。この判定において、回転位置センサ44の異常検出を行う前提条件が成立していないと判定した場合(S9:NO)、この一連の処理を一旦終了する(END)。
First, it is determined whether or not a precondition for detecting an abnormality of the rotational position sensor 44 is satisfied (S9). The determination of establishment of this precondition will be described later. In this determination, when it is determined that the precondition for detecting the abnormality of the rotational position sensor 44 is not satisfied (S9: NO), this series of processes is temporarily ended (END).
一方、S9の判定において、回転位置センサ44の異常検出を行う前提条件が成立していると判定した場合(S9:YES)、回転電機17を動作させる動作指令が、エンジンECU20から回転電機ECU14へ入力されているか否か判定する(S10)。この動作指令は、回転電機17により発電を行わせる発電指令と、回転電機17により力行を行わせる力行指令とを含む。ここで、バッテリの充電量が所定量よりも多い場合(例えば略100%である場合)、発電指令は入力されない。また、回転電機17による駆動力のアシストを行わない場合、力行指令は入力されない。そして、回転電機17を動作させる動作指令が入力されていない場合は、全てのスイッチSp,Snがオフにされる。上記判定において、回転電機17を動作させる動作指令が入力されていると判定した場合(S10:YES)、この一連の処理を一旦終了する(END)。
On the other hand, when it is determined in S9 that the precondition for detecting abnormality of the rotational position sensor 44 is satisfied (S9: YES), an operation command for operating the rotating electrical machine 17 is sent from the engine ECU 20 to the rotating electrical machine ECU14. It is determined whether or not an input has been made (S10). This operation command includes a power generation command for causing the rotating electrical machine 17 to generate power and a power running command for causing the rotating electrical machine 17 to perform power running. Here, when the amount of charge of the battery is greater than a predetermined amount (for example, approximately 100%), no power generation command is input. Further, when assisting the driving force by the rotating electrical machine 17 is not performed, the powering command is not input. And when the operation command which operates the rotary electric machine 17 is not input, all the switches Sp and Sn are turned off. If it is determined in the above determination that an operation command for operating the rotating electrical machine 17 has been input (S10: YES), this series of processes is temporarily terminated (END).
一方、S11の判定において、回転電機17を動作させる動作指令が入力されていないと判定した場合(S10:NO)、界磁巻線12に所定の励磁電流を流す(S11)。所定の励磁電流は、回転電機17から電流が出力されない大きさの励磁電流に設定されている。例えば、回転電機17により第1コンデンサ15の電圧(すなわち電圧センサ41により検出される電圧)よりも低い電圧が発電される大きさの励磁電流に設定されている。
On the other hand, if it is determined in S11 that an operation command for operating the rotating electrical machine 17 has not been input (S10: NO), a predetermined excitation current is passed through the field winding 12 (S11). The predetermined excitation current is set to an excitation current having a magnitude such that no current is output from the rotating electrical machine 17. For example, the exciting current is set to a magnitude that generates a voltage lower than the voltage of the first capacitor 15 (that is, the voltage detected by the voltage sensor 41) by the rotating electrical machine 17.
続いて、回転位置センサ44により、界磁巻線12(すなわち回転子)の回転位置を検出させる(S12)。そして、回転位置センサ44により検出された回転位置に基づいて、回転電機17の第1回転速度を算出する(S13)。具体的には、複数の時点で検出された回転位置の差を、複数の時点の時間間隔で割ることで、第1回転速度を算出する。
Subsequently, the rotational position of the field winding 12 (ie, the rotor) is detected by the rotational position sensor 44 (S12). Then, based on the rotational position detected by the rotational position sensor 44, the first rotational speed of the rotating electrical machine 17 is calculated (S13). Specifically, the first rotation speed is calculated by dividing the difference between the rotational positions detected at a plurality of time points by the time intervals at the plurality of time points.
続いて、電圧センサ42により回転電機17の相電圧を検出させ(S14)、電流センサ43により界磁巻線12に流れる励磁電流を検出させる(S15)。そして、電圧センサ42により検出された相電圧、及び電流センサ43により検出された励磁電流に基づいて、回転電機17の第2回転速度を算出する(S16)。具体的には、界磁式の回転電機17による発電では、界磁巻線12に生じる磁界が強いほど、界磁巻線12の回転速度が速いほど、誘起電圧が高くなる。すなわち、励磁電流により界磁巻線12に生じる磁界の強さと、界磁巻線12の回転速度と、回転電機17の発電による誘起電圧とは相関を有しており、周知の物理関係式が成立する。したがって、電圧センサ42により検出された相電圧(誘起電圧、交流電圧に相当)、及び電流センサ43により検出された励磁電流に基づいて、回転電機17の第2回転速度を算出する。
Subsequently, the phase voltage of the rotating electrical machine 17 is detected by the voltage sensor 42 (S14), and the excitation current flowing through the field winding 12 is detected by the current sensor 43 (S15). Then, based on the phase voltage detected by the voltage sensor 42 and the exciting current detected by the current sensor 43, the second rotational speed of the rotating electrical machine 17 is calculated (S16). Specifically, in the power generation by the field-type rotating electrical machine 17, the induced voltage becomes higher as the magnetic field generated in the field winding 12 is stronger and the rotation speed of the field winding 12 is faster. That is, the strength of the magnetic field generated in the field winding 12 by the excitation current, the rotational speed of the field winding 12 and the induced voltage due to the power generation of the rotating electrical machine 17 have a correlation, and a well-known physical relational expression is To establish. Therefore, the second rotation speed of the rotating electrical machine 17 is calculated based on the phase voltage (corresponding to the induced voltage and AC voltage) detected by the voltage sensor 42 and the exciting current detected by the current sensor 43.
続いて、第1回転速度と第2回転速度との偏差が所定値よりも大きいか否か判定する(S17)。回転位置センサ44により検出された回転位置が正常であれば、算出された第1回転速度と第2回転速度とは近似した値になる。そこで、上記所定値は、第1回転速度と第2回転速度との偏差が大きく、回転位置センサ44に異常があると判定することのできる値に設定されている。
Subsequently, it is determined whether or not the deviation between the first rotation speed and the second rotation speed is greater than a predetermined value (S17). If the rotational position detected by the rotational position sensor 44 is normal, the calculated first rotational speed and second rotational speed are approximate values. Therefore, the predetermined value is set to a value at which the deviation between the first rotation speed and the second rotation speed is large and it can be determined that the rotation position sensor 44 is abnormal.
S17の判定において、第1回転速度と第2回転速度との偏差が所定値よりも大きいと判定した場合(S17:YES)、回転位置センサ44に異常があると判定する(S18)。一方、S17の判定において、第1回転速度と第2回転速度との偏差が所定値よりも大きくないと判定した場合(S17:NO)、回転位置センサ44は正常であると判定する(S19)。その後、この一連の処理を一旦終了する(END)。
If it is determined in S17 that the deviation between the first rotation speed and the second rotation speed is greater than a predetermined value (S17: YES), it is determined that the rotation position sensor 44 is abnormal (S18). On the other hand, if it is determined in S17 that the deviation between the first rotation speed and the second rotation speed is not greater than the predetermined value (S17: NO), it is determined that the rotational position sensor 44 is normal (S19). . Thereafter, this series of processing is temporarily terminated (END).
なお、S13の処理が第1算出部としての処理に相当し、S16の処理が第2算出部としての処理に相当し、S10,S11,及びS17~S19の処理が異常検出部としての処理に相当する。
The process of S13 corresponds to the process as the first calculation unit, the process of S16 corresponds to the process as the second calculation unit, and the processes of S10, S11, and S17 to S19 are the process as the abnormality detection unit. Equivalent to.
ここで、回転電機ECU14は、エンジンECU20から入力される発電指令に基づいて、回転電機17の界磁巻線12に流す励磁電流を制御する。そして、エンジンのクランク軸から入力される回転力により界磁巻線12が回転させられ、発電された交流電圧が電機子巻線から出力される。このため、回転電機ECU14は、電圧センサ42により検出された交流電圧に基づいて、回転電機17の第2回転速度を算出することができる。一方、エンジンECU20から回転電機ECU14へ動作指令が入力されていない場合は、界磁巻線12に励磁電流が流されない。このため、回転電機17により交流発電が行われず、回転電機ECU14は、電圧センサ42により検出された交流電圧に基づいて、回転電機17の第2回転速度を算出することができない。そこで、図2の異常検出では、回転位置センサ44の異常検出時に、回転電機ECU14は界磁巻線12に励磁電流を流している。なお、動作指令が入力されていない場合には、発電指令値が0である場合、及び力行指令値が0である場合が含まれる。
Here, the rotating electrical machine ECU 14 controls the excitation current that flows in the field winding 12 of the rotating electrical machine 17 based on the power generation command input from the engine ECU 20. The field winding 12 is rotated by the rotational force input from the crankshaft of the engine, and the generated AC voltage is output from the armature winding. For this reason, the rotating electrical machine ECU 14 can calculate the second rotational speed of the rotating electrical machine 17 based on the AC voltage detected by the voltage sensor 42. On the other hand, when no operation command is input from the engine ECU 20 to the rotating electrical machine ECU 14, no exciting current is passed through the field winding 12. For this reason, AC electric power generation is not performed by the rotary electric machine 17, and the rotary electric machine ECU 14 cannot calculate the second rotation speed of the rotary electric machine 17 based on the AC voltage detected by the voltage sensor 42. Therefore, in the abnormality detection of FIG. 2, the rotating electrical machine ECU 14 supplies an excitation current to the field winding 12 when the abnormality of the rotational position sensor 44 is detected. The case where the operation command is not input includes the case where the power generation command value is 0 and the case where the power running command value is 0.
また、回転電機17は、各スイッチSp,Snと各スイッチSp,Snに逆並列に接続されたダイオードDp,Dnとにより構成されたブリッジ回路を介して第1コンデンサ15,バッテリ22,第2コンデンサ23(蓄電装置)に接続されている。このため、各スイッチSpがオンにされている状態では、電圧センサ42により検出される相電圧は蓄電装置から出力される電圧の影響を受ける。このため、電圧センサ42により検出された相電圧及び電流センサ43により検出された励磁電流に基づき算出される第2回転速度が、正確な回転速度とならない。ひいては、第1回転速度及び第2回転速度に基づいて回転センサの異常を検出する回転電機ECU14が、回転センサの異常を正確に検出することができない。そこで、図2の異常検出では、回転電機ECU14は、各スイッチSp,Snが全てオフにされている場合に、回転位置センサ44の異常を検出している。
The rotating electrical machine 17 includes a first capacitor 15, a battery 22, and a second capacitor via a bridge circuit configured by the switches Sp and Sn and diodes Dp and Dn connected in antiparallel to the switches Sp and Sn. 23 (power storage device). For this reason, in the state where each switch Sp is turned on, the phase voltage detected by the voltage sensor 42 is affected by the voltage output from the power storage device. For this reason, the second rotation speed calculated based on the phase voltage detected by the voltage sensor 42 and the excitation current detected by the current sensor 43 does not become an accurate rotation speed. As a result, the rotating electrical machine ECU 14 that detects abnormality of the rotation sensor based on the first rotation speed and the second rotation speed cannot accurately detect the abnormality of the rotation sensor. Therefore, in the abnormality detection of FIG. 2, the rotating electrical machine ECU 14 detects the abnormality of the rotational position sensor 44 when all the switches Sp and Sn are turned off.
次に、図3を参照して、回転位置センサ44の異常検出を行う前提条件の成立判定について説明する。この一連の処理は、回転電機ECU14により所定の周期で繰り返し実行される。
Next, with reference to FIG. 3, a description will be given of the establishment of a precondition for detecting an abnormality of the rotational position sensor 44. This series of processing is repeatedly executed by the rotating electrical machine ECU 14 at a predetermined cycle.
まず、回転電機17の起動直後であるか否か判定する(S21)。この判定において、回転電機17の起動直後でないと判定した場合(S21:NO)、回転電機17の起動後における最初の発電指令であるか否か判定する(S22)。この判定において、回転電機17の起動後における最初の発電指令でないと判定した場合(S22:NO)、エンジンの自動停止直前であるか否か判定する(S23)。例えば、エンジンの自動停止条件が成立した場合に、エンジンの自動停止直前であると判定する。エンジンの自動停止直前でないと判定した場合(S23:NO)、前回に回転位置センサ44の異常検出処理を実行した時から所定時間が経過したか否か判定する(S24)。この所定時間は、車両の1トリップ中に、異常検出処理が複数回行われるように設定されている。この判定において、前回に回転位置センサ44の異常検出処理を実行した時から所定時間が経過していないと判定した場合(S24:NO)、回転位置センサ44の異常検出を行う前提条件が成立していないと判定する(S25)。そして、この一連の処理を一旦終了する(END)。
First, it is determined whether or not the rotating electrical machine 17 has just been started (S21). In this determination, when it is determined that the rotating electrical machine 17 is not immediately after starting (S21: NO), it is determined whether or not it is the first power generation command after starting the rotating electrical machine 17 (S22). In this determination, when it is determined that it is not the first power generation command after starting the rotating electrical machine 17 (S22: NO), it is determined whether it is immediately before the engine is automatically stopped (S23). For example, when the engine automatic stop condition is satisfied, it is determined that the engine is immediately before the automatic stop. If it is determined that it is not immediately before the engine is automatically stopped (S23: NO), it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the abnormality detection process for the rotational position sensor 44 was executed last time (S24). The predetermined time is set so that the abnormality detection process is performed a plurality of times during one trip of the vehicle. In this determination, if it is determined that the predetermined time has not elapsed since the last time the abnormality detection process of the rotational position sensor 44 was executed (S24: NO), the precondition for detecting the abnormality of the rotational position sensor 44 is satisfied. It is determined that it is not present (S25). Then, this series of processing is temporarily ended (END).
また、回転電機17の起動直後であると判定した場合(S21:YES)、回転電機17の起動後における最初の発電指令であると判定した場合(S22:YES)、エンジンの自動停止直前であると判定した場合(S23:YES)、及び前回に回転位置センサ44の異常検出処理を実行した時から所定時間が経過したと判定した場合(S24:YES)、回転電機17の回転子が回転しているか否か判定する(S26)。例えば、エンジンのクランク軸が回転している場合に、回転電機17の回転子が回転していると判定する。この判定において、回転電機17の回転子が回転していないと判定した場合(S26:NO)、S25の処理へ進む。一方、この判定において、回転電機17の回転子が回転していると判定した場合(S26:YES)、回転位置センサ44の異常検出を行う前提条件が成立していると判定する(S27)。そして、この一連の処理を一旦終了する(END)。
Moreover, when it determines with it being immediately after starting of the rotary electric machine 17 (S21: YES), when it determines with it being the first electric power generation command after starting of the rotary electric machine 17 (S22: YES), it is just before an automatic stop of an engine. (S23: YES), and when it is determined that a predetermined time has elapsed since the last time the abnormality detection process of the rotational position sensor 44 was executed (S24: YES), the rotor of the rotating electrical machine 17 rotates. It is determined whether or not (S26). For example, when the crankshaft of the engine is rotating, it is determined that the rotor of the rotating electrical machine 17 is rotating. In this determination, when it is determined that the rotor of the rotating electrical machine 17 is not rotating (S26: NO), the process proceeds to S25. On the other hand, in this determination, when it is determined that the rotor of the rotating electrical machine 17 is rotating (S26: YES), it is determined that a precondition for detecting abnormality of the rotational position sensor 44 is satisfied (S27). Then, this series of processing is temporarily ended (END).
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。
The embodiment described above has the following advantages.
・回転位置センサ44により検出された回転位置が正常であれば、算出された第1回転速度と第2回転速度とは近似した値になる。一方、回転位置センサ44により検出された回転位置が異常であれば、算出された第1回転速度と第2回転速度との偏差が所定値よりも大きくなる。このため、算出された第1回転速度及び第2回転速度に基づいて、回転位置センサ44の異常を検出することができる。したがって、回転位置センサ44以外の回転位置センサからの情報を必要とすることなく、回転位置センサ44の異常を検出することができる。
If the rotational position detected by the rotational position sensor 44 is normal, the calculated first rotational speed and second rotational speed are approximate values. On the other hand, if the rotational position detected by the rotational position sensor 44 is abnormal, the deviation between the calculated first rotational speed and second rotational speed is greater than a predetermined value. For this reason, the abnormality of the rotational position sensor 44 can be detected based on the calculated first rotational speed and second rotational speed. Therefore, the abnormality of the rotational position sensor 44 can be detected without requiring information from rotational position sensors other than the rotational position sensor 44.
・回転位置センサ44の異常検出時に、回転電機ECU14は、エンジンECU20から回転電機ECU14へ動作指令が入力されていない場合に、界磁巻線12に励磁電流を流した状態とする。このため、回転電機17により交流発電が行われる状態となり、電圧センサ42により検出された交流電圧に基づいて、回転電機17の第2回転速度を算出することができる。したがって、回転電機ECU14は、算出された第1回転速度及び算出された第2回転速度に基づいて、回転位置センサ44の異常を検出することができる。その結果、エンジンECU20から回転電機ECU14へ動作指令が入力されていない場合であっても、回転位置センサ44の異常を検出することができる。したがって、回転電機ECU14は、回転位置センサ44の異常を検出する機会を増やすことができる。
When the abnormality of the rotational position sensor 44 is detected, the rotating electrical machine ECU 14 sets an excitation current to flow in the field winding 12 when no operation command is input from the engine ECU 20 to the rotating electrical machine ECU 14. For this reason, AC power generation is performed by the rotating electrical machine 17, and the second rotational speed of the rotating electrical machine 17 can be calculated based on the AC voltage detected by the voltage sensor 42. Therefore, the rotating electrical machine ECU 14 can detect an abnormality in the rotational position sensor 44 based on the calculated first rotational speed and the calculated second rotational speed. As a result, even if no operation command is input from the engine ECU 20 to the rotating electrical machine ECU 14, an abnormality of the rotational position sensor 44 can be detected. Therefore, the rotating electrical machine ECU 14 can increase the chances of detecting an abnormality in the rotational position sensor 44.
・回転電機ECU14は、スイッチSp,Snが全てオフにされている場合に、回転位置センサ44の異常を検出する。このため、蓄電装置から回転電機17に流れる電流がスイッチSp及びダイオードDpにより遮断され、電圧センサ42により検出される相電圧が蓄電装置から出力される電圧の影響を受けることを抑制することができる。したがって、検出された励磁電流及び検出された相電圧に基づいて第2回転速度を正確に算出することができ、ひいては回転電機ECU14は回転位置センサ44の異常を正確に検出することができる。
The rotating electrical machine ECU 14 detects an abnormality of the rotational position sensor 44 when the switches Sp and Sn are all turned off. For this reason, the current flowing from the power storage device to the rotating electrical machine 17 is interrupted by the switch Sp and the diode Dp, and the phase voltage detected by the voltage sensor 42 can be suppressed from being affected by the voltage output from the power storage device. . Therefore, the second rotational speed can be accurately calculated based on the detected excitation current and the detected phase voltage, and thus the rotating electrical machine ECU 14 can accurately detect the abnormality of the rotational position sensor 44.
・バッテリ22の充電量が所定量よりも多い場合は、バッテリ22を充電するために回転電機17により発電を行う必要性が低い。また、回転電機17により発電が行われると、クランク軸に対する負荷が大きくなる。このため、バッテリ22の充電量が所定量よりも多い場合は、回転電機17の発電により生じる負荷を抑制するために、エンジンECU20から回転電機ECU14へ発電指令が入力されない状態となる。本実施形態によれば、そのような場合に、回転位置センサ44の異常を検出することができる。
When the charge amount of the battery 22 is larger than the predetermined amount, it is less necessary to generate power by the rotating electrical machine 17 to charge the battery 22. Further, when power is generated by the rotating electrical machine 17, the load on the crankshaft increases. For this reason, when the charge amount of the battery 22 is larger than the predetermined amount, a power generation command is not input from the engine ECU 20 to the rotary electric machine ECU 14 in order to suppress a load caused by the electric power generation of the rotary electric machine 17. According to the present embodiment, in such a case, an abnormality of the rotational position sensor 44 can be detected.
・回転電機ECU14は、回転位置センサ44の異常を検出する際に、回転電機17から電流が出力されない大きさの励磁電流を界磁巻線12に流した状態とする。具体的には、回転電機ECU14は、回転電機17により第1コンデンサ15(バッテリ22)の電圧よりも低い電圧が発電される大きさの励磁電流を界磁巻線12に流した状態とする。このため、エンジンECU20(外部)から回転電機ECU14へ動作指令が入力されていない場合に、回転電機17から電流が出力されることを避けることができる。したがって、外部から回転電機ECU14へ動作指令が入力されていない場合に、いつでも回転位置センサ44の異常を検出することができ、回転位置センサ44の異常を検出する機会をさらに増やすことができる。
When the rotating electrical machine ECU 14 detects an abnormality in the rotational position sensor 44, the rotating electrical machine ECU 14 is in a state in which an excitation current having a magnitude at which no current is output from the rotating electrical machine 17 flows through the field winding 12. Specifically, the rotating electrical machine ECU 14 is in a state where an excitation current having a magnitude that causes the rotating electrical machine 17 to generate a voltage lower than the voltage of the first capacitor 15 (battery 22) flows in the field winding 12. For this reason, when no operation command is input from the engine ECU 20 (external) to the rotating electrical machine ECU 14, it is possible to avoid the output of current from the rotating electrical machine 17. Therefore, when no operation command is input to the rotating electrical machine ECU 14 from the outside, the abnormality of the rotational position sensor 44 can be detected at any time, and the opportunities for detecting the abnormality of the rotational position sensor 44 can be further increased.
なお、上記実施形態を以下のように変更して実施することもできる。
It should be noted that the above embodiment can be modified as follows.
・回転電機ユニット10は、機電一体型のISGでなくてもよく、回転電機17とインバータ13とが分離していてもよい。
The rotating electrical machine unit 10 may not be an electromechanical integrated ISG, and the rotating electrical machine 17 and the inverter 13 may be separated.
・第1回転速度と第2回転速度との比が所定範囲外であると判定した場合に、回転位置センサ44に異常があると判定してもよい。こうした構成によっても、第1回転速度と第2回転速度との違いが大きいことを判定することができる。
When it is determined that the ratio between the first rotation speed and the second rotation speed is outside the predetermined range, it may be determined that the rotation position sensor 44 is abnormal. Even with such a configuration, it can be determined that the difference between the first rotation speed and the second rotation speed is large.
・回転電機17から電流が出力されない状態で回転位置センサ44の異常を検出する場合、回転電機17により発電される電圧が低くなり、回転位置センサ44の異常を検出する精度が低下するおそれがある。
When detecting an abnormality of the rotational position sensor 44 in a state where no current is output from the rotating electrical machine 17, the voltage generated by the rotating electrical machine 17 becomes low, and the accuracy of detecting the abnormality of the rotational position sensor 44 may be reduced. .
そこで、回転電機ECU14は、外部から回転電機ECU14へ動作指令が入力されておらず、且つ回転電機17による発電を許可できる場合に、回転電機17により第1コンデンサ15の電圧(すなわち電圧センサ41により検出される電圧)よりも高い電圧が発電される大きさの励磁電流を界磁巻線12に流した状態とし、回転位置センサ44の異常を検出することもできる。
Therefore, the rotary electric machine ECU 14 receives the voltage of the first capacitor 15 by the rotary electric machine 17 (that is, by the voltage sensor 41) when no operation command is input from the outside to the rotary electric machine ECU 14 and power generation by the rotary electric machine 17 can be permitted. It is also possible to detect an abnormality in the rotational position sensor 44 by causing an excitation current of a magnitude that generates a voltage higher than (the detected voltage) to flow in the field winding 12.
具体的には、回転電機ECU14は、回転電機17による発電を許可できることを、バッテリ22(蓄電装置に相当)の状態及びスイッチSp,Snの状態に基づいて判定することができる。例えば、バッテリ22の充電状態が満充電状態(所定量よりも多い状態)でなく、且つスイッチSp,Snが全てオフである場合に、回転電機17による発電を許可できると判定することができる。また、こうした判定を、エンジンECU20(外部に相当)が行い、回転電機ECU14は、回転電機17による発電を許可できることを、エンジンECU20から入力される許可信号に基づいて判定することもできる。
Specifically, the rotating electrical machine ECU 14 can determine that power generation by the rotating electrical machine 17 can be permitted based on the state of the battery 22 (corresponding to the power storage device) and the states of the switches Sp and Sn. For example, when the state of charge of the battery 22 is not a fully charged state (a state larger than a predetermined amount) and the switches Sp and Sn are all off, it can be determined that power generation by the rotating electrical machine 17 can be permitted. Further, such determination is performed by the engine ECU 20 (corresponding to the outside), and the rotating electrical machine ECU 14 can also determine based on the permission signal input from the engine ECU 20 that the power generation by the rotating electrical machine 17 can be permitted.
こうした構成によれば、回転電機17による発電を許可できる場合には、回転電機17により第1コンデンサ15(バッテリ22)の電圧よりも高い電圧が発電されるようにして、回転位置センサ44の異常を検出する精度を向上させることができる。
According to such a configuration, when the power generation by the rotating electrical machine 17 can be permitted, a voltage higher than the voltage of the first capacitor 15 (battery 22) is generated by the rotating electrical machine 17 and the abnormality of the rotational position sensor 44 is detected. The accuracy of detecting can be improved.
・回転電機17は、各スイッチSp,Snと各スイッチSp,Snに逆並列に接続されたダイオードDp,Dnとにより構成されたブリッジ回路を介して蓄電装置に接続されている。このため、各スイッチSp,Snが全てオフにされていても、界磁巻線12に励磁電流を流し、回転電機17が出力する交流電圧をダイオードDp,Dnにより整流して発電を行うことができる。そこで、回転電機ECU14(異常検出部に相当)は、各スイッチSp,Snが全てオフにされている場合として各スイッチSp,Snを全てオフにした状態で界磁巻線12に励磁電流を流す動作指令(ダイオード整流指令)がエンジンECU20から入力されている場合に、回転位置センサ44の異常を検出することもできる。こうした構成によれば、ダイオード整流による発電が行われている場合に、回転位置センサ44の異常を検出することができる。その場合、回転位置センサ44の異常を検出する機会を増やすために、インバータ13によるダイオード整流と同期整流とを切り替える所定電力を上昇させてもよい。
The rotating electrical machine 17 is connected to the power storage device via a bridge circuit composed of the switches Sp and Sn and the diodes Dp and Dn connected in antiparallel to the switches Sp and Sn. For this reason, even if all the switches Sp and Sn are all turned off, an exciting current is passed through the field winding 12 and the AC voltage output from the rotating electrical machine 17 is rectified by the diodes Dp and Dn to generate power. it can. Therefore, the rotating electrical machine ECU 14 (corresponding to the abnormality detection unit) causes the exciting current to flow through the field winding 12 in a state where all the switches Sp and Sn are turned off, when all the switches Sp and Sn are turned off. When an operation command (diode rectification command) is input from the engine ECU 20, an abnormality of the rotational position sensor 44 can also be detected. According to such a configuration, an abnormality of the rotational position sensor 44 can be detected when power generation is performed by diode rectification. In that case, in order to increase the chance of detecting the abnormality of the rotational position sensor 44, the predetermined power for switching between diode rectification and synchronous rectification by the inverter 13 may be increased.
・回転電機ECU14(第2算出部に相当)は、電圧センサ42により検出された交流電圧がゼロとなるゼロクロス点から次のゼロクロス点までの時間に基づいて、界磁巻線12(回転電機17の回転子)の第2回転速度を算出することもできる。また、回転電機ECU14は、電圧センサ42により検出された交流電圧が閾値よりも高くなる時期同士の間隔、あるいは検出された交流電圧が閾値よりも高くなる期間の長さ(ひいては検出された交流電圧の周期又は周波数)に基づいて第2回転速度を算出することもできる。この閾値としては、例えばGND電圧よりも高く、且つ第1コンデンサ15(バッテリ22)の電圧よりも低い電圧を設定することができる。また、電圧センサ42により検出された交流電圧が変動しているにもかかわらず、回転位置センサ44による検出値が変動してない場合に、回転位置センサ44が異常であると検出することもできる。
The rotating electrical machine ECU 14 (corresponding to the second calculating unit) is configured so that the field winding 12 (the rotating electrical machine 17 is based on the time from the zero cross point at which the AC voltage detected by the voltage sensor 42 becomes zero to the next zero cross point. It is also possible to calculate the second rotational speed of the rotor. Further, the rotating electrical machine ECU 14 determines the interval between periods when the AC voltage detected by the voltage sensor 42 is higher than the threshold, or the length of the period during which the detected AC voltage is higher than the threshold (and thus the detected AC voltage). The second rotation speed can also be calculated based on the period or the frequency. As this threshold value, for example, a voltage higher than the GND voltage and lower than the voltage of the first capacitor 15 (battery 22) can be set. In addition, even if the AC voltage detected by the voltage sensor 42 is fluctuating, the rotation position sensor 44 can be detected to be abnormal when the detection value by the rotation position sensor 44 has not fluctuated. .
・回転電機ユニット10が蓄電装置や他の電源に接続されていない場合は、各スイッチSp,Snが全てオフにされている場合に限らず、回転位置センサ44の異常を検出することができる。例えば、回転電機ECU14は、エンジンECU20から入力される動作指令に基づいて回転電機17により発電を行わせている場合に、回転位置センサ44の異常を検出することもできる。
When the rotating electrical machine unit 10 is not connected to the power storage device or other power source, the abnormality of the rotational position sensor 44 can be detected not only when all the switches Sp and Sn are turned off. For example, the rotating electrical machine ECU 14 can also detect an abnormality in the rotational position sensor 44 when the rotating electrical machine 17 is generating power based on an operation command input from the engine ECU 20.
・回転電機ユニット10が、回転位置センサ44に代えて、又は回転位置センサ44と共に、界磁巻線12(回転子)の回転速度を検出する回転速度センサを備えていてもよい。そして、回転電機ECU14は、回転位置センサ44により検出された回転位置、及び回転速度センサにより検出された回転速度の少なくとも一方(回転情報に相当)に基づいて、界磁巻線12の第1回転速度を算出してもよい。
The rotating electrical machine unit 10 may include a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the field winding 12 (rotor) instead of or together with the rotation position sensor 44. Then, the rotating electrical machine ECU 14 performs the first rotation of the field winding 12 based on at least one of the rotation position detected by the rotation position sensor 44 and the rotation speed detected by the rotation speed sensor (corresponding to rotation information). The speed may be calculated.
・回転電機17として、多相多重巻線を有する回転電機を採用することもできる。回転電機17として、界磁巻線12に代えて、回転子に磁石を備えるものを採用することもできる。その場合は、回転電機17の構成に応じて、インバータ13の制御を変更すればよい。なお、インバータ13の構成も、X,Y,Z相モジュール13X,13Y,13Z全体を一体のモジュールとして構成したり、X,Y,Z相モジュール13X,13Y,13Zのうち2つを一体のモジュールとして構成したりしてもよい。また、回転電機17として、車両を駆動することが可能な駆動力を発生するMG(Motor Generator)を採用することもできる。また、回転電機17がエンジン以外の外力(回転力)により駆動されて交流発電を行うものであってもよい。
-As the rotating electrical machine 17, a rotating electrical machine having a multi-phase multiple winding can be adopted. As the rotating electrical machine 17, instead of the field winding 12, a rotating machine having a magnet in the rotor can be adopted. In that case, the control of the inverter 13 may be changed according to the configuration of the rotating electrical machine 17. The configuration of the inverter 13 is also configured such that the entire X, Y, Z phase modules 13X, 13Y, 13Z are integrated modules, or two of the X, Y, Z phase modules 13X, 13Y, 13Z are integrated modules. Or may be configured as Further, as the rotating electrical machine 17, an MG (MotoreratorGenerator) that generates a driving force capable of driving the vehicle may be employed. Alternatively, the rotating electrical machine 17 may be driven by an external force (rotational force) other than the engine to generate AC power.
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Although the present disclosure has been described based on the embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and structures. The present disclosure includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more or less, are within the scope and spirit of the present disclosure.
Claims (11)
- 外部から入力される回転力により駆動されて交流発電を行い、外部から入力される電力により力行を行う回転電機(17)と、
前記回転電機の回転位置及び回転速度の少なくとも一方である回転情報を検出する回転センサ(44)と、
前記回転電機により出力される交流電圧を検出する電圧センサ(42)と、
外部から入力される動作指令に基づいて、前記回転電機による前記交流発電及び前記力行の状態を制御する制御部(14)と、
外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記回転センサにより検出された前記回転情報及び前記電圧センサにより検出された前記交流電圧に基づいて、前記回転センサの異常を検出する異常検出部(14)と、
を備える回転センサの異常検出装置。 A rotating electrical machine (17) that is driven by a rotational force input from the outside to perform AC power generation, and that is powered by the power input from the outside;
A rotation sensor (44) for detecting rotation information which is at least one of a rotation position and a rotation speed of the rotating electrical machine;
A voltage sensor (42) for detecting an AC voltage output by the rotating electrical machine;
A control unit (14) for controlling the state of the AC power generation and the power running by the rotating electrical machine based on an operation command input from the outside;
Abnormality of the rotation sensor is detected based on the rotation information detected by the rotation sensor and the AC voltage detected by the voltage sensor when the operation command is not input from the outside to the control unit. An anomaly detector (14);
An abnormality detection device for a rotation sensor comprising: - 前記回転電機は、電機子巻線(11X,11Y,11Z)と、前記回転力により回転させられる界磁巻線(12)とを備える界磁式回転電機であり、
前記異常検出部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記界磁巻線に励磁電流を流した状態とし、前記回転センサの異常を検出する請求項1に記載の回転センサの異常検出装置。 The rotating electrical machine is a field rotating electrical machine including an armature winding (11X, 11Y, 11Z) and a field winding (12) rotated by the rotational force,
The abnormality detection unit detects an abnormality of the rotation sensor by setting an excitation current to flow in the field winding when the operation command is not input from the outside to the control unit. Rotation sensor abnormality detection device. - 前記回転電機は、スイッチング素子(Sp,Sn)と前記スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオード(Dp,Dn)とにより構成されたブリッジ整流回路(13)を介して蓄電装置に接続されており、
前記制御部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記スイッチング素子を全てオフにする請求項2に記載の回転センサの異常検出装置。 The rotating electrical machine is connected to the power storage device via a bridge rectifier circuit (13) including switching elements (Sp, Sn) and diodes (Dp, Dn) connected in antiparallel to the switching elements. ,
The rotation sensor abnormality detection device according to claim 2, wherein the control unit turns off all the switching elements when the operation command is not input from the outside to the control unit. - 前記異常検出部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記回転電機から電流が出力されない大きさの励磁電流を前記界磁巻線に流した状態とし、前記回転センサの異常を検出する請求項3に記載の回転センサの異常検出装置。 The abnormality detection unit is configured to cause an excitation current of a magnitude that does not output current from the rotating electrical machine to flow in the field winding when the operation command is not input from the outside to the control unit, and the rotation The abnormality detection device for a rotation sensor according to claim 3, wherein abnormality of the sensor is detected.
- 前記異常検出部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されていない場合に、前記回転電機により前記蓄電装置の電圧よりも低い電圧が発電される大きさの励磁電流を前記界磁巻線に流した状態とし、前記回転センサの異常を検出する請求項3に記載の回転センサの異常検出装置。 The abnormality detection unit generates an excitation current having a magnitude such that a voltage lower than the voltage of the power storage device is generated by the rotating electrical machine when the operation command is not input from the outside to the control unit. The abnormality detection device for a rotation sensor according to claim 3, wherein an abnormality of the rotation sensor is detected in a state of flowing through a line.
- 前記異常検出部は、外部から前記制御部へ前記動作指令が入力されておらず、且つ前記回転電機による発電を許可できる場合に、前記回転電機により前記蓄電装置の電圧よりも高い電圧が発電される大きさの励磁電流を前記界磁巻線に流した状態とし、前記回転センサの異常を検出する請求項3に記載の回転センサの異常検出装置。 The abnormality detection unit generates a voltage higher than the voltage of the power storage device by the rotating electrical machine when the operation command is not input from the outside to the control unit and power generation by the rotating electrical machine can be permitted. The rotation sensor abnormality detection device according to claim 3, wherein an abnormality of the rotation sensor is detected in a state where an excitation current of a certain magnitude flows in the field winding.
- 前記異常検出部は、前記回転電機による発電を許可できることを、前記蓄電装置の状態及び前記スイッチング素子の状態に基づいて判定する請求項6に記載の回転センサの異常検出装置。 The abnormality detection device for a rotation sensor according to claim 6, wherein the abnormality detection unit determines that power generation by the rotating electrical machine can be permitted based on a state of the power storage device and a state of the switching element.
- 前記異常検出部は、前記回転電機による発電を許可できることを、外部から入力される許可信号に基づいて判定する請求項6に記載の回転センサの異常検出装置。 The abnormality detection device for a rotation sensor according to claim 6, wherein the abnormality detection unit determines that power generation by the rotating electrical machine can be permitted based on a permission signal input from the outside.
- 前記回転センサにより検出された前記回転情報に基づいて、前記回転電機の第1回転速度を算出する第1算出部(14)と、
前記電圧センサにより検出された前記交流電圧に基づいて、前記回転電機の第2回転速度を算出する第2算出部(14)と、
を備え、
前記異常検出部は、前記第1算出部により算出された前記第1回転速度及び前記第2算出部により算出された前記第2回転速度に基づいて、前記回転センサの異常を検出する請求項2~8のいずれか1項に記載の回転センサの異常検出装置。 A first calculator (14) that calculates a first rotation speed of the rotating electrical machine based on the rotation information detected by the rotation sensor;
A second calculator (14) for calculating a second rotational speed of the rotating electrical machine based on the AC voltage detected by the voltage sensor;
With
The abnormality detection unit detects an abnormality of the rotation sensor based on the first rotation speed calculated by the first calculation unit and the second rotation speed calculated by the second calculation unit. The abnormality detection device for a rotation sensor according to any one of 1 to 8. - 前記第2算出部は、前記電圧センサにより検出された前記交流電圧が閾値よりも高くなる時期同士の間隔に基づいて前記第2回転速度を算出する請求項9に記載の回転センサの異常検出装置。 The abnormality detection device for a rotation sensor according to claim 9, wherein the second calculation unit calculates the second rotation speed based on an interval between timings when the AC voltage detected by the voltage sensor becomes higher than a threshold value. .
- 前記界磁巻線に流れる励磁電流を検出する電流センサ(43)を備え、
前記第2算出部は、前記電圧センサにより検出された前記交流電圧及び前記電流センサにより検出された前記励磁電流に基づいて、前記第2回転速度を算出する請求項9に記載の回転センサの異常検出装置。 A current sensor (43) for detecting an exciting current flowing in the field winding;
The abnormality of the rotation sensor according to claim 9, wherein the second calculation unit calculates the second rotation speed based on the AC voltage detected by the voltage sensor and the excitation current detected by the current sensor. Detection device.
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