(57)【要約】【課題】モーターの入出力パワー関係の測定値を用いてレゾルバの位置を捜す車両モーター位置センサーのオフセット補正方法を提供する。【解決手段】車両モーター位置センサーのオフセット補正方法は、モーターに−ｄ軸への電流を印加する印加段階、モーターのｑ軸の電圧（Ｖｑ）、ｄ軸の電圧（Ｖｄ）、ｑ軸の電流（Ｉｑ）、ｄ軸の電流（Ｉｄ）を測定してモーターの入力パワーを計算する演算段階、及び入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整する調整段階、を含み、演算段階は、Ｐｉｎ＝１．５×（Ｖｄ×Ｉｄ＋Ｖｑ×Ｉｑ）の数式によってモーターの入力パワー（Ｐｉｎ）を計算することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターに−ｄ軸への電流を印加する印加段階（Ｓ２００）、
前記モーターのｑ軸の電圧（Ｖｑ）、ｄ軸の電圧（Ｖｄ）、ｑ軸の電流（Ｉｑ）、ｄ軸の電流（Ｉｄ）を測定して前記モーターの入力パワーを計算する演算段階（Ｓ３００）、及び
前記入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整する調整段階（Ｓ４００）、を含むことを特徴とする車両モーター位置センサーのオフセット補正方法。
【請求項２】
前記演算段階（Ｓ３００）は、Ｐｉｎ＝１．５×（Ｖｄ×Ｉｄ＋Ｖｑ×Ｉｑ）の数式によって前記モーターの入力パワー（Ｐｉｎ）を計算することを特徴とする請求項１に記載の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法。
【請求項３】
前記調整段階（Ｓ４００）は、前記モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に一定範囲だけ調整した後、前記印加段階（Ｓ２００）と前記演算段階（Ｓ３００）を再び実行し、このような過程を繰り返した後、前記入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属する場合、調整を終了することを特徴とする請求項１に記載の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法。
【請求項４】
前記調整段階（Ｓ４００）は、前記入力パワーが前もって決められた一定範囲より小さい場合、前記モーター位置センサーのオフセットを負の値に調整し、前記入力パワーが前もって決められた一定範囲より大きい場合、前記モーター位置センサーのオフセットを正の値に調整することを特徴とする請求項１に記載の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法。
【請求項５】
前記モーターの回転数を一定に維持する準備段階（Ｓ１００）、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法。
【請求項６】
前記準備段階（Ｓ１００）は、ハイブリッド車両エンジンの回転数制御によって前記モーターの回転数を一定に維持することを特徴とする請求項５に記載の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法。
【請求項７】
モーターに極座標系における１８０度の電流指令を印加する印加段階（Ｓ２００）、
前記モーターのｑ軸の電圧（Ｖｑ）、ｄ軸の電圧（Ｖｄ）、ｑ軸の電流（Ｉｑ）、ｄ軸の電流（Ｉｄ）を測定して前記モーターの入力パワーを計算する演算段階（Ｓ３００）、及び
前記入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整する調整段階（Ｓ４００）、を含むことを特徴とする車両モーター位置センサーのオフセット補正方法。
【請求項８】
モーターの回転数を一定に維持した状態でトルクが出力されないように前記モーターに電流を印加した後、ｑ軸の電圧（Ｖｑ）、ｄ軸の電圧（Ｖｄ）、ｑ軸の電流（Ｉｑ）、ｄ軸の電流（Ｉｄ）を測定して前記モーターの入力パワーを計算し、前記入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整することを特徴とする車両モーター位置センサーのオフセット補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両モーター位置センサーのオフセット補正方法に係り、より詳しくは、車両モーター位置センサーのオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）を幾何学的方式ではなく、代数学的方式で補正する車両モーター位置センサーのオフセット補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に優しい車両の要請に応えて車両の駆動系は電子的なモーターに取り替えられる実情がある。このような環境に優しい車両には、ハイブリッド車両、電気自動車、燃料電池車両などがあり、これらはいずれもモーターを駆動源として使用する。
このようなモーターにはモーター軸の位置センサーが用いられる。これを一般的にレゾルバ（ＲＥＳＯＬＶＥＲ）と呼ぶ。このようなレゾルバは、レゾルバの入力として、一定の大きさ、一定の周波数の電圧を印加し、回転子の位置によって変圧比が変化する変圧器として看なすことができ、二つの出力としては、それぞれ、回転子の位置に対するサイン関数及びコサイン関数で振幅変調された信号が出力される。レゾルバデジタルコンバータ（ＲＤＣ）は、この出力を入力としてレゾルバ回転子の位置を計算する。これがモーター回転子の位置とレゾルバ回転子の位置の間のオフセットを補正しなければならない理由である（特許文献１，２参照）。
【０００３】
一般に、モーターダイナモにおいてはトルクセンサーがあるため、モーターに−ｄ軸の電流を印加して、トルクが発生しない位置を捜してレゾルバオフセットを正確に設定することが可能である。しかし、生産後に整備所等でモーターを入れ替えなければならない場合、整備所にはダイナモ設備が備えられていないため、トルクセンサーなしに角度をソフトウェア的に補正する技術が必要である。
ハイブリッド車両の場合は、エンジンとモーターが直結されているので、エンジンで一定の回転数に制御することができる。この際、モーターは０電流制御を行えば逆起電力に相当する電圧が発生するが、オフセット補正が正確であるならｑ軸電圧のみが発生することになる。よって、補正が正確でなければ、ｄ軸電圧も一緒に発生するためｄ軸電圧の大きさを用いてオフセットを補正することができる。
【０００４】
図１に、一般的なハイブリッド車両の駆動系を示した。また、図２に従来の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法を説明するための電圧関係座標系を示した。
図１が従来のオフセット補正方式が適用されるハイブリッド車両の駆動系である。従来の補正方法が正確に適用されるためには、ｄ軸とｑ軸が直角に維持される必要があるが、実際には製作時のエラーなどによって、図２のとおり観測系の座標はｄ軸とｑ軸が直角を維持することができないため、この方法は有効ではなくなる。
従来は、このような場合のオフセットを補正するために、次のような方法が用いられてきた。図１及び図２に基づいて従来のオフセット補正方法を説明する。
（１）モーター位置センサーオフセット自動補正機能への進入
（２）エンジンクラッチ制御（ＨＣＵ：ハイブリッド制御ユニット）
（３）一定のエンジン速度制御（ＨＣＵ：ハイブリッド制御ユニット）
（４）モーター（０、０）電流制御及びセンサーオフセット自動補正機能の実行（ＭＣＵ：モーター制御ユニット）
【０００５】
すなわち、モーターの電流をトルクが発生しないように−ｄ軸にだけ印加し、印加によりトルクが発生する場合には、幾何学的に歪みΔθを計算して反映することにより、レゾルバのオフセットを補正するものであった。具体的な数式は次のとおりである。
【数１】
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【０００６】
しかし、このような方式は、上述したとおり製作上の誤差によって、潜在的に最初から観測系の座標がｄ軸とｑ軸の直角を維持できないため、歪みΔθを計算してそれを反映するものであったが、常に誤差を伴うものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２００５８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２４４０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、モーターの入出力パワー関係の測定値を用いてレゾルバの位置を捜す車両モーター位置センサーのオフセット補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法は、モーターに−ｄ軸への電流を印加する印加段階、モーターのｑ軸の電圧（Ｖｑ）、ｄ軸の電圧（Ｖｄ）、ｑ軸の電流（Ｉｑ）、ｄ軸の電流（Ｉｄ）を測定してモーターの入力パワーを計算する演算段階、及び入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整する調整段階、を含むことを特徴とする。
【００１０】
演算段階は、Ｐｉｎ＝１．５×（Ｖｄ×Ｉｄ＋Ｖｑ×Ｉｑ）の数式によってモーターの入力パワー（Ｐｉｎ）を計算することができる。
調整段階は、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に一定範囲だけ調整した後、印加段階と演算段階を再び実行し、このような過程を繰り返した後、入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属する場合、調整を終了することができる。
【００１１】
調整段階は、入力パワーが前もって決められた一定範囲より小さい場合、モーター位置センサーのオフセットを負の値に調整し、入力パワーが前もって決められた一定範囲より大きい場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値に調整することができる。
モーターの回転数を一定に維持する準備段階、をさらに含むことができる。
準備段階は、ハイブリッド車両エンジンの回転数制御によってモーターの回転数を一定に維持することができる。
【００１２】
本発明による他の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法は、モーターに極座標系における１８０度の電流指令を印加する印加段階、モーターのｑ軸の電圧（Ｖｑ）、ｄ軸の電圧（Ｖｄ）、ｑ軸の電流（Ｉｑ）、ｄ軸の電流（Ｉｄ）を測定してモーターの入力パワーを計算する演算段階、及び入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整する調整段階、を含むことを特徴とする。
さらに、本発明によるまた他の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法は、モーターの回転数を一定に維持した状態でトルクが出力されないようにモーターに電流を印加した後、ｑ軸の電圧（Ｖｑ）、ｄ軸の電圧（Ｖｄ）、ｑ軸の電流（Ｉｑ）、ｄ軸の電流（Ｉｄ）を測定してモーターの入力パワーを計算し、入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記の構造を有する車両モーター位置センサーのオフセット補正方法によれば、ｄ軸とｑ軸が正確に直角をなしていなくてもモーターの出力性能を確保することができる。
従来の逆起電力の位置を捜す方式は幾何学的関係式で捜す方法であり、本発明の方式はパワーの大きさを用いて代数学的関係式で捜す方法であるため、幾何学的歪みが大きくても代数学的方式で正確に位置を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的なハイブリッド車両の駆動系を示す図である。
【図２】従来の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法を説明するための電圧関係座標系を示す図である。
【図３】本発明の実施例による車両モーター位置センサーのオフセット補正方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を基にして本発明の好適な実施例による車両モーター位置センサーのオフセット補正方法について説明する。
本発明の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法は、モーターに−ｄ軸への電流を印加する印加段階（Ｓ２００）、モーターのｑ軸の電圧（Ｖｑ）、ｄ軸の電圧（Ｖｄ）、ｑ軸の電流（Ｉｑ）、ｄ軸の電流（Ｉｄ）を測定してモーターの入力パワーを計算する演算段階（Ｓ３００）、及び入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整する調整段階（Ｓ４００）、を含む。
そして、モーターの回転数を一定に維持する準備段階（Ｓ１００）、をさらに含むことができる。この場合、準備段階（Ｓ１００）は、ハイブリッド車両エンジンの回転数制御によってモーターの回転数を一定に維持することが可能である。
もちろん、本発明はハイブリッド自動車に限定されるものではないため、モーターの回転速度を一定に維持することは、モーターに直結されたエンジンだけではなく、コッターダイナモなどの別途の器具を用いる方法やモーター制御部を用いる方法でも可能である。
【００１６】
一旦、モーターの回転速度を一定に維持させた後には、モーターに−ｄ軸への電流を印加する印加段階（Ｓ２００）を実行する。
ここで、印加段階では、実際にモーターにトルクが作用しないように電流を印加することが必要である。モーターに−ｄ軸への電流を印加するかあるいはモーターに極座標系における１８０度の電流指令を印加する。図２を基に印加段階（Ｓ２００）について説明する。
モーターに−ｄ軸への電流を印加する場合、元来の正確な座標系と観測系が一致するなら、ｑ軸では電圧が観測されないことが正常である。しかし、図２に示したとおり二つの座標系にずれが存在する場合にはｑ軸への電圧が検出される。
【００１７】
従来は、このような違いを幾何学的に計算していたが、座標が直角でない場合、三角関数の計算過程で常にエラーを内在していた。このため、この幾何学的方式は確度が低いものであった。
本発明は、この誤差を入力パワーの分析によって得られた測定値を使用して代数学的方式で補正する方法であり、モーターのｑ軸の電圧（Ｖｑ）、ｄ軸の電圧（Ｖｄ）、ｑ軸の電流（Ｉｑ）、ｄ軸の電流（Ｉｄ）を測定してモーターの入力パワーを計算する演算段階（Ｓ３００）、及び入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整する調整段階（Ｓ４００）、を実行する。
【００１８】
モーターの制御部においては、モーターから出力されるｄ軸とｑ軸のそれぞれの電圧（Ｖ）と電流（Ｉ）を測定する。そして、測定されたＶｑ、Ｖｄ、Ｉｑ、Ｉｄを用いてモーターの入力パワーを計算する。本発明は、モーターの入出力パワー関係の測定値を用いてレゾルバの位置を計算する方法である。トルクが発生すると出力が発生し、これは、入力パワーが観察されるので（入力パワーは制御器が分かる量）、入力パワーの量を基準として−ｄ軸を捜して行く方式である。
ここで、演算段階（Ｓ３００）は、Ｐｉｎ＝１．５×（Ｖｄ×Ｉｄ＋Ｖｑ×Ｉｑ）の数式によってモーターの入力パワー（Ｐｉｎ）を計算する。
【００１９】
具体的に、調整段階（Ｓ４００）は、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に一定範囲だけ調整した後（Ｓ４１０、Ｓ４２０、Ｓ４３０、Ｓ４４０）、印加段階と演算段階を再び実行し（Ｓ２００、Ｓ３００）、このような過程を繰り返した後、入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属する場合、調整を終了するようにする。
このために、調整段階（Ｓ４００）は、入力パワーが前もって決められた一定範囲より小さい場合、モーター位置センサーのオフセットを負の値に調整し（Ｓ４３０）、入力パワーが前もって決められた一定範囲より大きい場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値に調整するようにする（Ｓ４４０）。図３の実施例においては、その調整の単位を０．１度にして、元々設定されたオフセットから０．１度ずつ補正し、さらに電流を印加して出力を測定した後、再び補正する方式でオフセットの誤差の程度をなくしていくものである。このような方式を用いた場合、従来の方式に比べ、オフセットの誤差が著しく減少し、それによりモーターの出力低下が補償されることを確認した。
【００２０】
一方、本発明の他の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法は、前述したモーターに極座標系における１８０度の電流指令を印加する印加段階（Ｓ２００）、モーターのＶｑ、Ｖｄ、Ｉｑ、Ｉｄを測定してモーターの入力パワーを計算する演算段階（Ｓ３００）、及び入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整する調整段階（Ｓ４００）、を含む。
さらに、本発明のまた他の車両モーター位置センサーのオフセット補正方法は、モーターの回転数を一定に維持した状態でトルクが出力されないようにモーターに電流を印加した後、Ｖｑ、Ｖｄ、Ｉｑ、Ｉｄを測定してモーターの入力パワーを計算し、入力パワーが前もって決められた一定範囲内に属しない場合、モーター位置センサーのオフセットを正の値または負の値に調整する。
【００２１】
前述の構成を有する車両モーター位置センサーのオフセット補正方法によれば、ｄ軸とｑ軸が正確に直角をなしていない状態てもモーターの出力性能を確保することができる。
そして、従来の逆起電力の位置を用いる方法は幾何学的関係式で捜していたのに対し、本発明はパワーの大きさを用いた代数学的方式で捜す方法であるため、幾何学的に歪みがひどくても代数学的方式で正確に補正することが可能である。
【００２２】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明の範囲は特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって解釈されなければならない。また、この技術分野で通常の知識を有する者なら、本発明の技術的範囲内で多くの修正と変形ができることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、車両モーター位置センサーのオフセットを幾何学的方式ではなくて代数学的方式で補正する車両モーター位置センサーのオフセット補正方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００２４】
ＨＣＵ    ハイブリッド制御ユニット
Ｐｉｎ    モーターの入力パワー
Ｓ１００    準備段階
Ｓ２００    印加段階
Ｓ３００    演算段階
Ｓ４００    調整段階  
Ｖａ    ｄ軸の電圧（観測系）
Ｖｂ    ｑ軸の電圧（観測系）
Ｖｄ    ｄ軸の電圧
Ｖｑ    ｑ軸の電圧
Δθ    歪み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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