DE102005001702A1

DE102005001702A1 - Drehmelderfehlfuktionsdiagnoseschaltung

Info

Publication number: DE102005001702A1
Application number: DE102005001702A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kozuki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: CN1719270A; FR2872915B1; JP2006023164A; KR100593116B1; DE102005001702B4; FR2872915A1; US6958620B1; KR20060003807A; CN100510762C

Abstract

Ein Ziel ist es, Diagnose von Fehlfunktionen wie einem Leitungsbruch von Drehmelderwicklungen unter Verwendung eines einfachen Schaltungsaufbaus auszuführen, die Kostenreduzierung und Zuverlässigkeitsverbesserung für die Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltungen zu realisieren, und elektrischen Energieverbrauch in der Drehmelder-Fehlfunktionsdiagnoseschaltung zu reduzieren. Eine Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung schließt eine Drehmeldersignaleingabeschaltung ein, um ansprechend auf ein Drehen eines Rotors Signale von einem Drehmelder zu empfangen, der von seiner Ausgangswicklung Drehwinkelsignale in Übereinstimmung mit dem Rotordrehwinkel ausgibt, und die Ausgangswicklung wird als außer Betrieb bestimmt, wenn die Amplitude der Ausgangsgröße der Ausgangswicklung gleich oder niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, und eine Abweichung zwischen der Mittelspannung ihrer Ausgangsspannung und der Mittelspannung in dem Normalbetriebszustand einen zulässigen Wert übersteigen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Fehlfunktionsdiagnose-Schaltungen für Drehmelder-Leitungsbrüche.

1 ist ein Schaltungsdiagramm zum Zeigen eines Aufbaus einer konventionellen Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung. Eine Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung ist offenbart, in welcher eine Drehmeldersignaleingabeschaltung derart aufgebaut ist, dass ein Differenzverstärker 10 Signale durch Pufferschaltungen 6 und 7 von einem Drehmelder 1 empfängt, der ansprechend auf das Drehen eines Rotors Drehwinkelsignale (sin θ·f(t) oder cos θ·f(t)) entsprechend dem Drehwinkel von der Ausgangswicklung 3 ausgibt, und, wenn die Ausgangswicklung 3 unterbrochen ist (siehe Patentdokument 1), ein Leitungsbrucherfassungssignal, welches einen höheren Wert hat als der maximale, von den Drehwinkelsignalen (sin θ·f(t) oder cos θ·f(t)) erhaltene Wert, durch eine an die Ausgangswicklungen 3 angelegte Gleichspannungs-Vorspannung von dem Differenzverstärker 10 ausgegeben wird.

[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegung 131,096/2000.

In einer solchen konventionellen Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung müssen zusätzlich Vorspannungswiderstände R_BU und R_BL, die in einem abnormalen Zustand die Spannung zwischen den Anschlüssen der Ausgangswicklungen von dem normalen Bereich abweichen lassen können, vorgesehen werden.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die gemacht worden ist, um das vorstehende Problem zu lösen, ist es, Fehlfunktions-Diagnosen für Leitungsbrüche von Drehmelderausgangswicklungen unter Verwendung eines einfachen Schaltungsaufbaus auszuführen, eine Kostenreduzierung und die Zuverlässigkeitsverbesserung für die Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung zu erreichen, und ein Reduzieren elektrischen Energieverbrauchs darin.

RESÜMEE DER ERFINDUNG

Eine Drehmelderfehlfunktionsdiagnoseschaltung schließt eine Drehmeldersignaleingabeschaltung ein, um ansprechend auf ein Drehen eines Rotors ein Signal von einem Drehmelder zu empfangen, der von seinen Ausgangswicklungen Drehwinkelsignale in Entsprechung zu dem Rotordrehwinkel ausgibt, wobei die Ausgangswicklung als außer Betrieb bestimmt wird, wenn die Amplitude der Ausgangsgröße von der Ausgangswicklung gleich oder niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, und die Abweichung zwischen der Mittelspannung ihrer Ausgangsspannung und der Mittelspannung des Normalbetriebszustands einen zulässigen Pegel überschreitet.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 ein Schaltungsdiagramm eines Aufbaus einer Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
2 ein Schwingungsformdiagramm zum Widergeben eines Betriebs der Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
3 ein Ablaufdiagramm eines Betriebs der Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
4 ein Schwingungsformdiagramm, das einen Betrieb der Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung in Übereinstimmung mit Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wiedergibt; und
5 ein Schaltungsdiagramm eines Aufbaus einer konventionellen Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ausführungsform 1.
1 ist ein Schaltungsdiagramm zum Zeigen eines Aufbaus einer Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. In 1 gibt ein Drehmelder 1 Drehmeldersignale (sin θ·f(t) oder cos θ·f(t)) entsprechend dem Drehwinkel eines Rotors von den Ausgangswicklungen 3 (einer Sinusspule 3a und einer Kosinusspule 3b) basierend auf einem Erregungssignal (beispielsweise einem Sinusschwingungssignal), das an einer Erregerwicklung 2 angelegt wird, aus. Als nächstes werden Details des Aufbaus und des Betriebs der Drehmelder-Fehlfunktionsdiagnoseschaltung in Bezug auf die Sinusspule 3a der Ausgangswicklungen 3 erläutert, während die Erläuterung in Bezug auf die Kosinusspule 3b wegen ihres ähnliches Betriebsablaufs weggelassen wird.
Ein Leitungsbrucherfassungswiderstand R_O ist parallel zu der Sinusspule 3a der Ausgangswicklung 3 verbunden. Mit jedem der Verbindungspunkte zwischen dieser Sinusspule 3a und dem Leitungsbrucherfassungswiderstand R_O sind die Eingangsanschlüsse einer Verstärkerschaltung 20 über Pufferwiderstände RS₁ und RS₂ jeweils verbunden und der positivseitige Eingangsanschluss der Verstärkerschaltung 20 ist über einen Pull-Up-Widerstand R_p an ein oberes Potential angeschlossen. Hier ist der Verstärkungsfaktor G dieser Verstärkerschaltung 20 G = Rückkopplungswiderstand Rf/Pufferwiderstand RS2
Die Ausgangsgröße von dieser Verstärkerschaltung 20 wird in einen Mikrocomputer 21 eingegeben, dann führt der Mikrocomputer 21 eine Verarbeitung aus, wie später beschrieben, und bestimmt, ob Leitungsbruch in der Sinusspule 3a aufgetreten ist.
Als nächstes wird der Betrieb dieser Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung erläutert. 2 ist ein Schwingungsformdiagramm zum Zeigen eines Betriebs der Drehmelderfehlfunktionsdiagnoseschaltung bei drehendem Rotor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Der Drehmelder wird durch das Erregungssignal erregt, das an die Erregungsspule 2 angelegt wird; als Folge hiervon gibt er von der Sinusspule 3a und der Kosinusspule 3b (der Ausgang der Kosinusspule 3b ist nicht dargestellt) der Ausgangswicklungen 3 Spannungen mit Amplituden aus, die dem jeweiligen Drehwinkel des Rotors entsprechen.
Hier wird in einem Fall, in dem die Sinusspule 3a zum Zeitpunkt T₁ unterbrochen wird, die Eingangsspannung auf der positiven Seite der Verstärkerschaltung 20 hochgezogen (Pull-Up), dann wird gleichzeitig die Eingangsspannung auf der negativen Seite hochgezogen durch einen Pull-Up-Widerstand R_p, den Pufferwiderstand R_S1, den Leitungsbruch-Erfassungswiderstand R₀ und den Pufferwiderstand R_S2. Das heißt, beide Eingangsspannungen der Verstärkerschaltung 20 werden hochgezogen; folglich wird die Ausgangsgröße der Verstärkerschaltung 20 auf einen Wert festgelegt, der durch diese Widerstandswerte und dem Verstärkungsfaktor G bestimmt wird. Wenn die Ausgangsgröße der Verstärkerschaltung 20 fest ist, kann ein Mikrocomputer 21 erfassen, dass die Amplitude der Ausgangsgröße der Verstärkerschaltung 20 niedriger geworden ist, als ein vorbestimmter Wert; und auch die Abweichung zwischen der Mittelspannung der Ausgangsgröße der Verstärkerschaltung 20 und der Mittelspannung des Normalbetriebszustandes hat einen zulässigen Wert (± V_S) überschritten; folglich kann der Mikrocomputer erfassen, dass der Leitungsbruch in der Sinusspule 3a aufgekommen ist.
Dieser Betriebsablauf wird dem in 3 gezeigten Ablaufdiagramm folgend erläutert. Der Mikrocomputer 21 liest die Ausgangsgröße der Verstärkerschaltung 20 (Schritt S1), und bestimmt dann, ob die Amplitude der Ausgangsgröße gleich ist oder niedriger als der vorbestimmte Wert (Schritt S2). Wenn die Amplitude höher ist als der vorbestimmte Wert, bestimmt der Mikrocomputer, dass kein Leitungsbruch aufgekommen ist und beendet die Verarbeitung. Im Gegensatz hierzu, wenn die Amplitude gleich oder niedriger dem vorbestimmten Wert ist, bestimmt der Mikrocomputer, ob die Abweichung zwischen der Mittelspannung der Ausgangsgröße und der Mittelspannung des Normalbetriebszustandes den zulässigen Pegel überschritten hat (Schritt S3). In Übereinstimmung mit diesem Bestimmen wird dann, wenn die Abweichung unterhalb des zulässigen Pegels ist, die Verarbeitung basierend auf dem Bestimmen, dass kein Leitungsbruch aufgekommen ist, beendet; andererseits, wenn die Abweichung den zulässigen Pegel überschritten hat, werden die Ausgangswicklungen als außer Betrieb seiend diagnostiziert derart, dass der Leitungsbruch aufgekommen ist (Schritt S4), und die Verarbeitung wird beendet, nachdem ein Fehlersicherungsbetriebsablauf ausgeführt worden ist (Schritt S5), einem vorbestimmten Programm folgend.
Indessen kann in der Ausgangsgröße der Sinusspule 3a deren Amplitude klein sein in Übereinstimmung mit dem Drehwinkel des Rotors, selbst wenn der Leitungsbruch nicht aufgekommen ist. 4 zeigt einen Fall, in welchem der Rotor sein Drehen aus einem Drehzustand zum Zeitpunkt T₂ und bei einem Winkel stoppt, in welchem die Ausgangsamplitude der Sinusspule 3a Nulls ist. In diesem Fall, obwohl die Ausgangsamplitude der Sinusspule 3a Null wird, wird die Amplitude bestimmt als gleich oder niedriger als der vorbestimmte Wert (Schritt S2), ihre Mittelspannung der Ausgangsgröße ändert sich geringfügig von der Mittelspannung des Normalbetriebszustandes, und übersteigt nicht den zulässigen Wert (± V_S); folglich wird der Mikrocomputer niemals eine fehlerhafte Bestimmung vornehmen, dass der Leitungsbruch in der Sinusspule 3a aufgekommen ist (Schritt S3).
Wie oben beschrieben, kann eine Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung exakt das Auftreten eines Leitungsbruchs unabhängig von dem Drehwinkel des Drehmelderrotors erfassen durch Bestimmen, dass ein Leitungsbruch aufgekommen ist, wenn die Amplitude der Ausgangsgröße von der Drehmelderausgangswicklung gleich oder niedriger ist als ein vorbestimmter Wert und die Abweichung zwischen ihrer Mittelspannung und der Mittelspannung des Normalbetriebs einen zulässigen Pegel übersteigt. Darüber hinaus braucht in dieser Drehmelderfehlfunktionsdiagnoseschaltung eine Vorspannungsschaltung (Vorspannungswiderstand) nicht speziell vorgesehen zu sein, und daher wird ihr Schaltungsaufbau vereinfacht; folglich kann eine Wirkung dahingehend erzielt werden, dass die Kostenreduzierung und Zuverlässigkeitserhöhung der Drehmelderfehlfunktionsdiagnoseschaltung realisiert werden kann und ihr Energieverbrauch reduziert werden kann.
Obwohl nur der Betrieb der Sinusspule 3a in der oben beschriebenen Ausführungsform erläutert worden ist, ist es nicht erforderlich, zu erwähnen, dass Leitungsbrüche in der Kosinusspule 3b ebenfalls in ähnlicher Weise erfasst werden können. Zudem ist der Betrieb der Fehlfunktionsbestimmung in der oben beschriebenen Ausführungsform erläutert worden, basierend auf der unter Verwendung der Verstärkerschaltung 20 verstärkten Spannung der Ausgangsgröße der Ausgangswicklung 3; jedoch kann die Verstärkerschaltung 20 weggelassen werden, so dass die Fehlfunktionsbestimmung basierend auf der Ausgangsgröße selbst von den Ausgangswicklungen 3 ausgeführt wird.
In Übereinstimmung mit der Drehmelderfehlfunktions-Diagnoseschaltung bezüglich der vorliegenden Erfindung, kann der Schaltungsaufbau vereinfacht werden und die Kostenreduzierung und Zuverlässigkeitsverbesserung der Drehmelderfehlfunktionsdiagnoseschaltung können realisiert werden. Darüber hinaus kann irgendeine Basisschaltung für die Drehmelderfehlfunktionsdiagnose eliminiert werden und der elektrische Energieverbrauch kann reduziert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und verschiedene Änderungen und Modifikationen können innerhalb der Erfindung vorgenommen werden, ohne vom Gedanken und Schutzbereich davon abzuweichen.

Claims

Drehmelderfehlfunktionsdiagnoseschaltung einschließlich einer Drehmeldersignaleingabeschaltung, um ansprechend auf das Drehen eines Rotors ein Signal von einem Drehmelder zu empfangen, der von seiner Ausgangswicklung ein Drehwinkelsignal entsprechend dem Rotordrehwinkel ausgibt; dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswicklung als außer Betrieb bestimmt wird, wenn die Amplitude der Ausgangsgröße der Ausgangswicklung gleich oder niedriger einem vorbestimmten Wert ist, und eine Abweichung zwischen der Mittelspannung ihrer Ausgangsspannung und der Ausgangsspannung des Normalbetriebszustandes einen zulässigen Pegel überschreitet.