(57)【要約】【課題】モータの主回転角度が正常であるか否かの診断をより適切に行なう。【解決手段】モータの回転角度を検出する回転角度検出装置は、変換部により、レゾルバからの信号をモータの主回転角度に変換すると共にレゾルバからの信号に対して所定の高周波成分を減衰させてモータの従回転角度に変換し、診断部により、主回転角度と従回転角度との差分が第１閾値以上で且つ主回転角度の単位時間当たりの変化量である時間変化量が第２閾値以上である判定条件が成立していないときには、主回転角度は正常であると判定し、判定条件が成立しているときには、主回転角度は異常であると判定する。【選択図】図３
2019054685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、
前記モータの回転角度を検出する回転角度検出装置と、
を備える駆動装置であって、
前記回転角度検出装置は、
前記モータの回転軸に取り付けられたレゾルバと、
前記レゾルバからの信号を前記モータの主回転角度に変換すると共に、前記レゾルバからの信号に対して所定の高周波成分を減衰させて前記モータの従回転角度に変換する変換部と、
前記主回転角度と前記従回転角度との差分が第１閾値以上で且つ前記主回転角度の単位時間当たりの変化量である時間変化量が第２閾値以上である判定条件が成立していないときには、前記主回転角度は正常であると判定し、前記判定条件が成立しているときには、前記主回転角度は異常であると判定する診断部と、
を備える駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の駆動装置であって、
前記診断部は、所定時間における、前記差分が前記第１閾値以上で且つ前記時間変化量が前記第２閾値以上の状態の割合が第３閾値以上のときに、前記判定条件が成立しているとして、前記主回転角度は異常であると判定する、
駆動装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の駆動装置であって、
前記変換部は、第１ゲインを用いて前記レゾルバからの信号を前記主回転角度に変換する第１レゾルバデジタル変換部と、前記第１ゲインよりも小さい第２ゲインを用いて前記レゾルバからの信号を前記従回転角度に変換する第２レゾルバデジタル変換部と、を有する、
駆動装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の駆動装置であって、
前記変換部は、所定ゲインを用いて前記レゾルバからの信号を前記主回転角度に変換する第１レゾルバデジタル変換部と、前記レゾルバからの信号に対して前記所定の高周波成分を減衰させるフィルタ処理を施してフィルタ後信号を生成するフィルタ部と、前記所定ゲインを用いて前記フィルタ後信号を前記従回転角度に変換する第２レゾルバデジタル変換部と、を有する、
駆動装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の駆動装置であって、
前記変換部は、所定ゲインを用いて前記レゾルバからの信号を前記主回転角度に変換するレゾルバデジタル変換部と、前記主回転角度に対して前記所定の高周波成分を減衰させるフィルタ処理を施して前記従回転角度を生成するフィルタ部と、を有する、
駆動装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載の駆動装置であって、
前記診断部により前記主回転角度が正常であると判定されたときには、前記主回転角度を用いて前記インバータを制御し、前記診断部により前記主回転角度が異常であると判定されたときには、前記従回転角度を用いて前記インバータを制御する制御部を更に備える、
駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置に関し、詳しくは、モータとインバータとレゾルバと回転角度検出装置とを備える駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の駆動装置としては、モータの回転軸に取り付けられたレゾルバからのアナログ出力信号を主系の回転角度信号に変換する主系のレゾルバデジタル変換部と、アナログ出力信号を従系の正弦信号および余弦信号に変換する従系のＡ／Ｄ変換部と、従系の正弦信号および余弦信号を従系の回転角度信号に変換する従系の回転角度変換部と、従系の回転角度信号に対して特定の周波数を除いてフィルタされた回転角度信号に変換する回転角度フィルタ部と、を有する回転角度検出装置を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この駆動装置では、主系の回転角度信号とフィルタされた回転角度信号とを比較して主系のレゾルバデジタル変換部の異常診断を行なう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２２４７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうした駆動装置では、モータを駆動するインバータの複数のスイッチング素子のスイッチングに起因するノイズがレゾルバからのアナログ出力信号に重畳するなどして、主系の回転角度信号（主回転角度）およびフィルタされた回転角度信号（従回転角度）の両者が共に乱れる場合がある。この場合、主系の回転角度信号とフィルタされた回転角度信号とを比較しても、主系の回転角度信号が正常であるか否かを適切に判定できない可能性がある。
【０００５】
本発明の駆動装置は、モータの主回転角度が正常であるか否かの診断をより適切に行なうことを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の駆動装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の駆動装置は、
モータと、
複数のスイッチング素子のスイッチングにより前記モータを駆動するインバータと、
前記モータの回転角度を検出する回転角度検出装置と、
を備える駆動装置であって、
前記回転角度検出装置は、
前記モータの回転軸に取り付けられたレゾルバと、
前記レゾルバからの信号を前記モータの主回転角度に変換すると共に、前記レゾルバからの信号に対して所定の高周波成分を減衰させて前記モータの従回転角度に変換する変換部と、
前記主回転角度と前記従回転角度との差分が第１閾値以上で且つ前記主回転角度の単位時間当たりの変化量である時間変化量が第２閾値以上である判定条件が成立していないときには、前記主回転角度は正常であると判定し、前記判定条件が成立しているときには、前記主回転角度は異常であると判定する診断部と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の駆動装置では、モータの回転角度を検出する回転角度検出装置は、変換部により、レゾルバからの信号をモータの主回転角度に変換すると共にレゾルバからの信号に対して所定の高周波成分を減衰させてモータの従回転角度に変換し、診断部により、主回転角度と従回転角度との差分が第１閾値以上で且つ主回転角度の単位時間当たりの変化量である時間変化量が第２閾値以上である判定条件が成立していないときには、主回転角度は正常であると判定し、判定条件が成立しているときには、主回転角度は異常であると判定する。これにより、モータの主回転角度と従回転角度との差分だけを用いて主回転角度が正常であるか否かを診断するものに比して、この診断をより適切に行なうことができる。ここで、モータの主回転角度が異常であるときとしては、少なくとも主回転角度に（主回転角度だけに又は主回転角度および従回転角度の両方に）インバータの複数のスイッチング素子のスイッチングに起因するノイズが重畳しているときや、レゾルバからの信号のモータの主回転角度への変換に際して異常が生じているときを挙げることができる。モータの主回転角度および従回転角度にノイズが重畳するときとしては、レゾルバからの信号にノイズが重畳することによって主回転角度および従回転角度にノイズが重畳するときを考えることができる。
【０００９】
こうした本発明の駆動装置において、前記診断部は、所定時間における、前記差分が前記第１閾値以上で且つ前記時間変化量が前記第２閾値以上の状態の割合が第３閾値以上のときに、前記判定条件が成立しているとして、前記主回転角度は異常であると判定するものとしてもよい。こうすれば、差分が第１閾値以上で且つ時間変化量が第２閾値以上の状態に１回なっただけでモータの主回転角度が異常であると判定するものに比して、モータの主回転角度が正常であるか否かの誤診断をより抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の駆動装置において、前記変換部は、第１ゲインを用いて前記レゾルバからの信号を前記主回転角度に変換する第１レゾルバデジタル変換部と、前記第１ゲインよりも小さい第２ゲインを用いて前記レゾルバからの信号を前記従回転角度に変換する第２レゾルバデジタル変換部と、を有するものとしてもよい。こうすれば、第２レゾルバデジタル変換部で用いる第２ゲインを第１レゾルバデジタル変換部で用いる第１ゲインよりも小さい値とすることにより、レゾルバからの信号に対して所定の高周波成分を減衰させてモータの従回転角度に変換することができる。
【００１１】
さらに、本発明の駆動装置において、前記変換部は、所定ゲインを用いて前記レゾルバからの信号を前記主回転角度に変換する第１レゾルバデジタル変換部と、前記レゾルバからの信号に対して前記所定の高周波成分を減衰させるフィルタ処理を施してフィルタ後信号を生成するフィルタ部と、前記所定ゲインを用いて前記フィルタ後信号を前記従回転角度に変換する第２レゾルバデジタル変換部と、を有するものとしてもよい。こうすれば、フィルタ部を設けることにより、レゾルバからの信号に対して所定の高周波成分を減衰させてモータの従回転角度に変換することができる。
【００１２】
加えて、本発明の駆動装置において、前記変換部は、所定ゲインを用いて前記レゾルバからの信号を前記主回転角度に変換するレゾルバデジタル変換部と、前記主回転角度に対して前記所定の高周波成分を減衰させるフィルタ処理を施して前記従回転角度を生成するフィルタ部と、を有するものとしてもよい。こうすれば、フィルタ部を設けることにより、レゾルバからの信号に対して所定の高周波成分を減衰させてモータの従回転角度に変換することができる。また、こうすれば、レゾルバデジタル変換部を１つ用いるだけでよいから、複数用いるものに比して、構成の簡素化やコストの削減を図ることができる。
【００１３】
本発明の駆動装置において、前記診断部により前記主回転角度が正常であると判定されたときには、前記主回転角度を用いて前記インバータを制御し、前記診断部により前記主回転角度が異常であると判定されたときには、前記従回転角度を用いて前記インバータを制御する制御部を更に備えるものとしてもよい。こうすれば、モータの主回転角度が異常であるときでも、モータの従回転角度を用いてインバータを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例としての駆動装置２１を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】駆動装置２１の一部の構成の概略を示す構成図である。
【図３】電子制御ユニット５０により実行される診断ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】モータ３２の回転変動がなく且つモータ３２の主回転角度θｍ１にだけノイズが重畳しているときの様子を示す説明図である。
【図５】モータ３２の回転変動があり且つモータ３２の主回転角度θｍ１および十回転角度θｍ２にノイズが重畳していないときの様子を示す説明図である。
【図６】変形例の駆動装置２１Ｂの一部の構成の概略を示す構成図である。
【図７】変形例の駆動装置２１Ｃの一部の構成の概略を示す構成図である。
【図８】比較例においてフィルタ後回転角度ｆθｍ２を生成する様子を示す説明図である。
【図９】変形例の駆動装置２１Ｃにおいてフィルタ後回転角度ｆθｍ２を生成する様子を示す説明図である。
【図１０】変形例の駆動装置２１Ｄの一部の構成の概略を示す構成図である。
【図１１】変形例の駆動装置２１Ｅの一部の構成の概略を示す構成図である。
【図１２】変形例の駆動装置２１Ｆの一部の構成の概略を示す構成図である。
【図１３】変形例の駆動装置２１Ｇの一部の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例としての駆動装置２１を搭載する電気自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、駆動装置２１の一部の構成の概略を示す構成図である。実施例の電気自動車２０は、図示するように、モータ３２と、インバータ３４と、蓄電装置としてのバッテリ３６と、電子制御ユニット５０と、を備える。
【００１７】
モータ３２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれると共に回転軸３２ｓに取り付けられた回転子（図示省略）と、三相コイルが巻回された固定子（図示省略）と、を備える。このモータ３２の回転軸３２ｓは、駆動輪２２ａ，２２ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２６に接続されている。モータ３２の回転軸３２ｓには、レゾルバ４０，４５が取り付けられている。レゾルバ４０，４５は、互いに同一に構成されており、図２に示すように、モータ３２の回転軸３２ｓと一体に回転する磁性体としてのロータ４１，４６と、図示しない発振回路から励磁信号として一定周波数の交流電流が印加される励磁コイルや電気的に９０度ずれて（位相差が９０度となるように）配置された２つの出力コイルが内蔵された磁性体としてのステータ４２，４７と、を備える。２つの出力コイルの出力信号は、楕円形状のロータ４１，４６の回転によって生じるロータ４１，４６とステータ４２，４７との間隙の変化に伴って発生する信号であり、ピーク値を補完したときにそれぞれ正弦波状，余弦波状となる信号である（以下、それぞれ「ＳＩＮ信号」，「ＣＯＳ信号」という）。なお、レゾルバ４０，４５に入力される励磁信号が「Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）」の場合、レゾルバ４０，４５からのＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号は、「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｓｉｎ（θｍ）」および「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｃｏｓ（θｍ）」となる。「Ａ」は励磁信号の振幅であり、「ω」は励磁信号の周波数であり、「ｔ」は時刻であり、「Ｋ」はレゾルバ４０，４５の変圧比であり、「θｍ」は、モータ３２の実回転角度である。
【００１８】
インバータ３４は、モータ３２の駆動に用いられ、電力ライン３８を介してバッテリ３６に接続されている。このインバータ３４は、６つのスイッチング素子としてのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６と、６つのトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のそれぞれに並列に接続された６つのダイオードＤ１１〜Ｄ１６と、を有する。トランジスタＴ１１〜Ｔ１６は、それぞれ、電力ライン３８の正極側ラインと負極側ラインとに対してソース側とシンク側になるように２個ずつペアで配置されている。また、トランジスタＴ１１〜Ｔ１６の対となるトランジスタ同士の接続点の各々には、モータ３２の三相コイル（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のコイル）の各々が接続されている。したがって、インバータ３４に電圧が作用しているときに、電子制御ユニット５０によって、対となるトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合が調節されることにより、三相コイルに回転磁界が形成され、モータ３２が回転駆動される。モータ３２とインバータ３４とを接続するＵ相，Ｖ相の電力ラインには、電流センサ３２ｕ，３２ｖが取り付けられている。
【００１９】
バッテリ３６は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン３８を介してインバータ３４に接続されている。電力ライン３８の正極側ラインと負極側ラインとには、コンデンサ３９が取り付けられている。
【００２０】
電子制御ユニット５０は、マイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）５２や、第１，第２レゾルバデジタル変換部（以下、「ＲＤ変換部」という）５３，５４などを備える。ＲＤ変換部５３，５４は、レゾルバ４０，４５からの出力信号（ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号）を入力して電気角としての主回転角度θｍ１および従回転角度θｍ２にそれぞれ変換してマイコン５２に出力する。
【００２１】
ＲＤ変換部５３は、第１，第２乗算器と、加算器と、補償器（増幅器）と、カウンタと、を備える。第１乗算器は、レゾルバ４０からのＳＩＮ信号としての「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｓｉｎ（θｍ）」に「ｃｏｓ（θｍ１）」を乗じて「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｓｉｎ（θｍ）・ｃｏｓ（θｍ１）」を得る。第２乗算器は、レゾルバ４０からのＣＯＳ信号としての「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｃｏｓ（θｍ）」に「ｓｉｎ（θｍ１）」を乗じて「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｃｏｓ（θｍ）・ｓｉｎ（θｍ１）」を得る。加算器では、「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｓｉｎ（θｍ）・ｃｏｓ（θｍ１）」と「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｃｏｓ（θｍ）・ｓｉｎ（θｍ１）」との差分として「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｓｉｎ（θｍ−θｍ１）」を得る。補償器は、加算器からの「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｓｉｎ（θｍ−θｍ１）」と伝達関数「Ｋｖ・（１＋１／（Ｔｉ・ｓ））」とを用いて「Ｋ・Ａ・ｓｉｎ（ω・ｔ）・ｓｉｎ（θｍ−θｍ１）」が値０となるように主回転角度θｍ１を求める。カウンタは、補償器からの主回転角度θｍ１をマイコン５２および第１，第２乗算器に出力する。「Ｋｖ」は比例ゲインであり、「Ｔｉ」は積分時定数であり、「ｓ」はラプラス演算子である。ＲＤ変換部５４は、比例ゲインＫｖの値が異なる点、レゾルバ４０からのＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号でなくレゾルバ４５からのＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号である点、主回転角度θｍ１でなく従回転角度θｍ２である点を除いて、ＲＤ変換部と同一に構成されている。
【００２２】
ＲＤ変換部５３の比例ゲインＫｖとしては、ある程度大きい値Ｋｖ１が用いられ、ＲＤ変換部５４の比例ゲインＫｖとしては、値Ｋｖ１よりも小さい値Ｋｖ２が用いられる。したがって、ＲＤ変換部５４は、レゾルバ４５からの信号に対して、ＲＤ変換部５３に比して所定の高周波数成分（所定周波数よりも大きい周波数成分）を減衰させて、モータ３２の従回転角度θｍ２を得ることになる。このようにして得られるモータ３２の従回転角度θｍ２は、モータ３２の主回転角度θｍ１に比してレゾルバ４０，４５からの出力信号に対する追従性が低くなる。なお、レゾルバ４０，４５からの信号の変化が速くなるときとしては、例えば、モータ３２の回転変動が大きいときや、レゾルバ４０，４５からの信号にインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングに起因するノイズが重畳したときを考えることができる。
【００２３】
マイコン５２は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートを有する。電子制御ユニット５０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット５０に入力される信号としては、例えば、ＲＤ変換部５３，５４からのモータ３２の主回転角度θｍ１および従回転角度θｍ２や、電流センサ３２ｕ，３２ｖからのモータ３２のＵ相，Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖを挙げることができる。また、イグニッションスイッチ６０からのイグニッション信号や、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰも挙げることができる。加えて、アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル６５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ６６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ６８からの車速Ｖも挙げることができる。電子制御ユニット５０からは、インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
【００２４】
こうして構成された実施例の電気自動車２０では、電子制御ユニット５０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定し、要求トルクＴｄ＊をモータ３２ののトルク指令Ｔｍ＊に設定し、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）により制御する。ここで、ＰＷＭ制御は、モータ３２の電圧指令と搬送波（三角波）電圧との比較によってトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のオン時間の割合を調節する制御である。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例の電気自動車２０の動作、特に、モータ３２の主回転角度θｍ１が正常であるか否かを診断する際の動作について説明する。図３は、電子制御ユニット５０により実行される診断ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、例えば、０．８ｍｓｅｃや１ｍｓｅｃ、１．２ｍｓｅｃなどの間隔で繰り返し実行される。
【００２６】
図３の診断ルーチンが実行されると、電子制御ユニット５０は、ＲＤ変換部５３，５４からのモータ３２の主回転角度θｍ１および従回転角度θｍ２を入力し（ステップＳ１００）、モータ３２の主回転角度θｍ１から従回転角度θｍ２を減じて、主回転角度θｍ１と従回転角度θｍ２との差分としての回転角度差分ｄθｍを計算すると共に（ステップＳ１１０）、モータ３２の今回の主回転角度θｍ１から前回の回転角度（前回θｍ１）を減じて、主回転角度θｍ１の単位時間（本ルーチンの実行間隔）当たりの変化量としての回転角度変化量Δθｍ１を計算する（ステップＳ１２０）。
【００２７】
続いて、モータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値を閾値ｄθｍｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１３０）、モータ３２の回転角度変化量Δθｍ１の絶対値を閾値Δθｍ１ｒｅｆと比較する（ステップＳ１４０）。ここで、閾値ｄθｍｒｅｆおよび閾値Δθｍ１ｒｅｆは、モータ３２の主回転角度θｍ１が正常であるか否かを診断するのに用いられる閾値である。閾値ｄθｍｒｅｆは、レゾルバ４０，４５の許容誤差（製造誤差や検出誤差など、例えば、数ｄｅｇなど）よりも大きく且つモータ３２の駆動制御に与え得る値として定められ、例えば、８ｄｅｇや１０ｄｅｇ、１２ｄｅｇなどを用いることができる。閾値Δθｍ１ｒｅｆは、通常では想定されないモータ３２の回転角度変化量Δθｍ１（本ルーチンの実行間隔当たりの回転角度変化量）として定められ、例えば、５０ｄｅｇや６０ｄｅｇ、７０ｄｅｇなどを用いることができる。
【００２８】
ステップＳ１３０でモータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値が閾値ｄθｍｒｅｆ未満のときや、ステップＳ１４０でモータ３２の回転角度変化量Δθｍ１の絶対値が閾値Δθｍ１ｒｅｆ未満のときには、回数カウンタＣｎを保持する（ステップＳ１５０）。一方、ステップＳ１３０，Ｓ１４０で、モータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値が閾値ｄθｍｒｅｆ以上で且つモータ３２の回転角度変化量Δθｍ１の絶対値が閾値Δθｍ１ｒｅｆ以上のときには、回数カウンタＣｎを値１だけカウントアップする（ステップＳ１６０）。回数カウンタＣｎには、イグニッションオンされたときに初期値としての値０が設定される。
【００２９】
続いて、時間カウンタＣｔを閾値Ｃｔｒｅｆと比較し（ステップＳ１７０）、時間カウンタＣｔが閾値Ｃｔｒｅｆ未満のときには、時間カウンタＣｔを値１だけカウントアップして（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。ここで、時間カウンタＣｔには、イグニッションオンされたときに初期値としての値０が設定される。閾値Ｃｔｒｅｆは、モータ３２の主回転角度θｍ１が正常であるか否かの診断を行なう時間間隔として定められ、例えば、４０ｍｓｅｃや５０ｍｓｅｃ、６０ｍｓｅｃなどに相当する値を用いることができる。
【００３０】
ステップＳ１８０で時間カウンタＣｔが閾値Ｃｔｒｅｆ以上のときには、回数カウンタＣｎを閾値Ｃｎｒｅｆと比較し（ステップＳ１９０）、回数カウンタＣｎが閾値Ｃｎｒｅｆ未満のときには、モータ３２の主回転角度θｍ１（ＲＤ変換部５３からの主回転角度θｍ１）が正常であると判定し（ステップＳ２００）、時間カウンタＣｔおよび回数カウンタＣｎを値０にリセットして（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｃｎｒｅｆは、上述の閾値Ｃｔｒｅｆの４０％や５０％、６０％などの値を用いることができる。
【００３１】
このようにして、モータ３２の主回転角度θｍ１が正常であると判定したときには、モータ３２の主回転角度θｍ１を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）によりスイッチング制御する。具体的には、モータ３２の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの総和が値０であるとしてモータ３２の主回転角度θｍ１を用いてＵ相，Ｖ相の相電流Ｉｕ，Ｉｖをｄ軸，ｑ軸の電流Ｉｄ，Ｉｑに座標変換（３相−２相変換）し、モータ３２のトルク指令Ｔｍ＊に基づいてｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定し、ｄ軸，ｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊および電流Ｉｄ，Ｉｑを用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を設定する。続いて、モータ３２の主回転角度θｍ１を用いてｄ軸，ｑ軸の電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に座標変換（２相−３相変換）し、各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と搬送波との比較によりトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を生成し、このトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のＰＷＭ信号を用いてトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングを行なう。
【００３２】
回数カウンタＣｎが閾値Ｃｎｒｅｆ以上のときには、モータ３２の主回転角度θｍ１が異常であると判定し（ステップＳ２１０）、時間カウンタＣｔおよび回数カウンタＣｎを値０にリセットして（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ここで、モータ３２の主回転角度θｍ１が異常であるときとしては、少なくともモータ３２の主回転角度θｍ１に（主回転角度θｍ１だけに又は主回転角度θｍ１および従回転角度θｍ２の両方に）インバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６のスイッチングに起因するノイズが重畳しているときや、ＲＤ変換部５３に異常が生じているときを挙げることができる。なお、実施例では、モータ３２の主回転角度θｍ１や従回転角度θｍ２にノイズが重畳するときとしては、レゾルバ４０，４５からの出力信号にノイズが重畳することによって主回転角度θｍ１や従回転角度θｍ２にノイズが重畳するときを考えるものとした。上述したように、モータ３２の従回転角度θｍ２は、モータ３２の主回転角度θｍ１に比してレゾルバ４０，４５からの出力信号に対する追従性が低いから、主回転角度θｍ１および従回転角度θｍ２の両方にノイズが重畳するときには、主回転角度θｍ１の変動が従回転角度θｍ２の変動に比して大きくなる。
【００３３】
このようにして、モータ３２の主回転角度θｍ１が異常であると判定したときには、モータ３２の主回転角度θｍ１に代えて従回転角度θｍ２を用いてインバータ３４のトランジスタＴ１１〜Ｔ１６をＰＷＭ制御によりスイッチング制御する。こうすれば、モータ３２の主回転角度θｍ１が異常であるときに、主回転角度θｍ１に比してモータ３２の回転変動に対する追従性が低いもののノイズの影響も低い従回転角度θｍ２を用いて、インバータ３４を制御することができる。
【００３４】
図４は、モータ３２の回転変動がなく且つモータ３２の主回転角度θｍ１にだけノイズが重畳しているときの様子を示す説明図であり、図５は、モータ３２の回転変動があり且つモータ３２の主回転角度θｍ１および従回転角度θｍ２にノイズが重畳していないときの様子を示す説明図である。
【００３５】
図４に示すように、モータ３２の主回転角度θｍ１にだけノイズが重畳しているときには、モータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値が閾値ｄθｍｒｅｆ以上で且つモータ３２の回転角度変化量Δθｍ１の絶対値が閾値Δθｍ１ｒｅｆ以上となる場合がある。モータ３２の主回転角度θｍ１および従回転角度θｍ２の両方にノイズが重畳するときについても、これと同様に考えることができる。したがって、モータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値が閾値ｄθｍｒｅｆ以上で且つモータ３２の回転角度変化量Δθｍ１の絶対値が閾値Δθｍ１ｒｅｆ以上の状態になった回数を回数カウンタＣｎとしてカウントし、所定時間（閾値Ｃｔｒｅｆに相当する時間）における回数カウンタＣｎを閾値Ｃｎｒｅｆと比較することにより、モータ３２の主回転角度θｍ１が正常であるか否かを診断することができる。
【００３６】
図５に示すように、モータ３２の回転変動があるときには、モータ３２の主回転角度θｍ１にノイズが重畳していなくても、モータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値が閾値ｄθｍｒｅｆ以上となる場合がある。このため、モータ３２の回転角度差分ｄθｍだけを用いてモータ３２の主回転角度θｍ１が正常であるか否かを診断すると、主回転角度θｍ１にノイズが重畳しておらずに主回転角度θｍ１が正常であるに拘わらずに、主回転角度θｍ１が異常であると誤判定する可能性がある。これに対して、実施例では、モータ３２の回転角度差分ｄθｍおよび回転角度変化量Δθｍ１を用いてモータ３２の主回転角度θｍ１が正常であるか否かを診断するから、この診断をより適切に行なうことができる。
【００３７】
以上説明した実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置２１では、モータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値が閾値ｄθｍｒｅｆ以上で且つモータ３２の回転角度変化量Δθｍ１の絶対値が閾値Δθｍ１ｒｅｆ以上の状態になった回数を回数カウンタＣｎとしてカウントし、所定時間（閾値Ｃｔｒｅｆに相当する時間）における回数カウンタＣｎが閾値Ｃｎｒｅｆ未満のときには、モータ３２の主回転角度θｍ１が正常であると判定し、回数カウンタＣｎが閾値Ｃｎｒｅｆ以上のときには、モータ３２の主回転角度θｍ１が異常であると判定する。これにより、モータ３２の回転角度差分ｄθｍだけを用いてモータ３２の主回転角度θｍ１が正常であるか否かを診断するものに比して、この診断をより適切に行なうことができる。また、モータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値が閾値ｄθｍｒｅｆ以上で且つモータ３２の回転角度変化量Δθｍ１の絶対値が閾値Δθｍ１ｒｅｆ以上の状態に１回なっただけで主回転角度θｍ１が異常であると判定するものに比して、主回転角度θｍ１が正常であるか否かの誤診断をより抑制することができる。
【００３８】
実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置２１では、モータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値が閾値ｄθｍｒｅｆ以上で且つモータ３２の回転角度変化量Δθｍ１の絶対値が閾値Δθｍ１ｒｅｆ以上である判定条件の成立回数を回数カウンタＣｎとしてカウントし、所定時間（閾値Ｃｔｒｅｆに相当する時間）における回数カウンタＣｎを閾値Ｃｎｒｅｆと比較することにより、モータ３２の主回転角度θｍ１が正常であるか否かを診断するものとした。しかし、モータ３２の回転角度差分ｄθｍの絶対値が閾値ｄθｍｒｅｆ以上で且つモータ３２の回転角度変化量Δθｍ１の絶対値が閾値Δθｍ１ｒｅｆ以上の状態になったときに、直ちにモータ３２の主回転角度θｍ１が異常であると診断するものとしてもよい。
【００３９】
実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置２１では、図２の駆動装置２１の一部の構成図に示したように、電子制御ユニット５０は、マイコン５２とＲＤ変換部５３，５４とを有するものとした。しかし、図６の駆動装置２１Ｂの一部の構成図に示すように、電子制御ユニット５０Ｂは、マイコン５２とＲＤ変換部５３，５４とに加えて、フィルタ部５６を更に有するものとしてもよい。また、図７の駆動装置２１Ｃの構成図に示すように、電子制御ユニット５０Ｃは、マイコン５２とＲＤ変換部５３，５４とに加えて、フィルタ部５７を更に有するものとしてもよい。
【００４０】
図６の駆動装置２１Ｂの電子制御ユニット５０Ｂでは、フィルタ部５６は、レゾルバ４５からの信号（ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号）に対して所定の高周波数成分（所定周波数よりも大きい周波数成分）を減衰させるローパスフィルタ処理を施してフィルタ後信号（ｆＳＩＮ信号、ｆＣＯＳ信号）を生成してＲＤ変換部５４に出力する。また、ＲＤ変換部５４は、フィルタ後信号（ｆＳＩＮ信号、ｆＣＯＳ信号）を従回転角度θｍ２に変換してマイコン５２に出力する。この電子制御ユニット５０Ｂでは、ＲＤ変換部５３，５４は、互いに同一のもの（比例ゲインＫｖが値Ｋｖ１で同一のもの）が用いられる。この電子制御ユニット５０Ｂの構成としても、モータ３２の従回転角度θｍ２は、モータ３２の主回転角度θｍ１に比してレゾルバ４０，４５からの出力信号に対する追従性が低くなる。
【００４１】
図７の駆動装置２１Ｃの電子制御ユニット５０Ｃでは、フィルタ部５７は、ＲＤ変換部５４からのモータ３２の従回転角度θｍ２（０ｄｅｇ〜３６０ｄｅｇの範囲内で周期的に変化する回転角度）を従回転角度θｍ２ｃｏ（連続して変化する回転角度）に変換し、この従回転角度θｍ２ｃｏに対してローパスフィルタ処理を施してフィルタ後回転角度ｆθｍ２ｃｏ（フィルタ後で且つ連続して変化する回転角度）を生成し、このフィルタ後回転角度ｆθｍ２ｃｏをフィルタ後回転角度ｆθｍ２（フィルタ後で且つ０ｄｅｇ〜３６０ｄｅｇの範囲内で周期的に変化する回転角度）に変換してマイコン５２に出力する。従回転角度θｍ２に対して直接にローパスフィルタ処理を施してフィルタ後回転角度ｆθｍ２を生成するのではなく、従回転角度θｍ２から従回転角度θｍ２ｃｏ、フィルタ後回転角度ｆθｍ２ｃｏを経由してフィルタ後回転角度ｆθｍ２を生成するのは以下の理由による。図８は、前者の場合（比較例）においてフィルタ後回転角度ｆθｍ２を生成する様子を示す説明図であり、図９は、後者の場合（この変形例）においてフィルタ後回転角度ｆθｍ２を生成する様子を示す説明図である。比較例では、図８に示すように、フィルタ後回転角度ｆθｍ２は、従回転角度θｍ２の３６０ｄｅｇから０ｄｅｇへの変化に対してなまされた値となってしまう。これに対して、この変形例では、図９に示すように、適切なフィルタ後回転角度ｆθｍ２を得ることができる。また、マイコン５２は、フィルタ後回転角度ｆθｍ２を用いて図３の診断ルーチンを実行する。この電子制御ユニット５０Ｃの構成としても、モータ３２のフィルタ後回転角度ｆθｍ２は、モータ３２の主回転角度θｍ１に比してレゾルバ４０，４５からの出力信号に対する追従性が低くなる。
【００４２】
実施例の電気自動車２０に搭載される駆動装置２１では、図２の駆動装置２１の一部の構成図に示したように、モータ３２の回転軸３２ｓに２つのレゾルバ４０，４５を取り付けるものとした。しかし、図１０〜図１３の駆動装置２１Ｄ〜２１Ｇの一部の構成図に示すように、モータ３２の回転軸３２ｓに１つのレゾルバ４０だけを取り付けるものとしてもよい。
【００４３】
図１０の駆動装置２１Ｄは、図２の駆動装置２１の２つのレゾルバ４０，４５を１つのレゾルバ４０に変更したものに相当する。図１０の駆動装置２１Ｄでは、電子制御ユニット５０のＲＤ変換部５３，５４は、レゾルバ４０からの信号をモータ３２の主回転角度θｍ１および従回転角度θｍ２にそれぞれ変換してマイコン５２に出力する。
【００４４】
図１１の駆動装置２１Ｅは、図６の駆動装置２１Ｂの２つのレゾルバ４０，４５を１つのレゾルバ４０に変更したものに相当する。図１１の駆動装置２１Ｅでは、電子制御ユニット５０ＢのＲＤ変換部５３は、レゾルバ４０からの信号をモータ３２の主回転角度θｍ１に変換してマイコン５２に出力し、フィルタ部５６は、レゾルバ４０からの信号に対してローパスフィルタ処理を施してフィルタ後信号を生成してＲＤ変換部５４に出力する。
【００４５】
図１２の駆動装置２１Ｆは、図７の駆動装置２１Ｃの２つのレゾルバ４０，４５を１つのレゾルバ４０に変更したものに相当する。図１２の駆動装置２１Ｆでは、電子制御ユニット５０ＣのＲＤ変換部５３は、レゾルバ４０からの信号をモータ３２の主回転角度θｍ１に変換してマイコン５２に出力し、ＲＤ変換部５４は、レゾルバ４０からの信号をモータ３２の従回転角度θｍ２に変換してフィルタ部５７に出力する。この電子制御ユニット５０Ｃでは、ＲＤ変換部５３，５４は、互いに同一のもの（比例ゲインＫｖが値Ｋｖ１で同一のもの）が用いられる。
【００４６】
図１３の駆動装置２１Ｇは、図１２の駆動装置２１Ｆの２つのＲＤ変換部５３，５４を１つのＲＤ変換部５３に変換したものに相当する。図１３の駆動装置２１Ｇでは、電子制御ユニット５０Ｇのフィルタ部５７は、ＲＤ変換部５３からのモータ３２の主回転角度θｍ１（０ｄｅｇ〜３６０ｄｅｇの範囲内で周期的に変化する回転角度）を主回転角度θｍ１ｃｏ（連続して変化する回転角度）に変換し、この主回転角度θｍ１ｃｏに対してローパスフィルタ処理を施してフィルタ後回転角度ｆθｍ１ｃｏ（フィルタ後で且つ連続して変化する回転角度）を生成し、このフィルタ後回転角度ｆθｍ１ｃｏをフィルタ後回転角度ｆθｍ１（フィルタ後で且つ０ｄｅｇ〜３６０ｄｅｇの範囲内で周期的に変化する回転角度）に変換し、このフィルタ後回転角度ｆθｍ１ｃｏを従回転角度θｍ２としてマイコン５２に出力する。こうした構成とすれば、ＲＤ変換部の数を少なくすることができるから、構成の簡素化やコストの削減を図ることができる。
【００４７】
実施例では、モータ３２を備える電気自動車２０に搭載される駆動装置の形態とした。しかし、モータ３２に加えてエンジンも備えるハイブリッド自動車に搭載される駆動装置の形態としてもよいし、自動車以外の車両や船舶、航空機などの移動体に搭載される駆動装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に搭載される駆動装置の形態としてもよい。
【００４８】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、モータ３２が「モータ」に相当し、インバータ３４が「インバータ」に相当し、レゾルバ４０，４５が「レゾルバ」に相当し、ＲＤ変換部５３，５４が「変換部」に相当し、電子制御ユニット５０が「診断部」に相当する。また、電子制御ユニット５０が「制御部」にも相当する。
【００４９】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５０】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、駆動装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
２０  電気自動車、２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ，２１Ｇ  駆動装置、２２ａ，２２ｂ  駆動輪、２４  デファレンシャルギヤ、２６  駆動軸、３２  モータ、３２ｓ  回転軸、３２ｕ，３２ｖ  電流センサ、３４  インバータ、３６  バッテリ、３８  電力ライン、３９  コンデンサ、４０，４５  レゾルバ、４１，４６  ロータ、４２，４７  ステータ、５０，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｇ  電子制御ユニット、５２  マイコン、５３，５４  ＲＤ変換部、５６，５７  フィルタ部、６０  イグニッションスイッチ、６１  シフトレバー、６２  シフトポジションセンサ、６３  アクセルペダル、６４  アクセルペダルポジションセンサ、６５  ブレーキペダル、６６  ブレーキペダルポジションセンサ、６８  車速センサ、Ｄ１１〜Ｄ１６  ダイオード、Ｔ１１〜Ｔ１６  トランジスタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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