JP2005049100A

JP2005049100A - Resolver signal processor

Info

Publication number: JP2005049100A
Application number: JP2003202881A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Saegusa; 裕三枝; Shigetoshi Yokogawa; 成年横川
Original assignee: Toei Electric Co Ltd
Current assignee: Toei Electric Co Ltd
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP4364571B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resolver signal processor capable of suppressing the power consumed in backup. SOLUTION: This processor comprises a backup circuit 2 which is connected to a resolver 120 and driven by receiving power supply from a backup power source 21 when power supply from a main power source 25 is interrupted. The backup circuit 2 has a pulse generating circuit 3 for supplying to coils 121A and 121B a pulse-like exciting signal of a predetermined period for exciting them. The pulse generating circuit 3 supplies, after supplying the pulse-like excitation signal, an auxiliary signal having a polarity opposite to the excitation signal and a pulse width smaller than that of the excitation signal to the coils 121A and 121B to which the excitation signal is supplied. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レゾルバ信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆるレゾルバは、励磁コイルおよび検出コイルを有しており、励磁コイルに励磁信号を印加し、検出コイルに発生する電圧を検出し、この検出した信号に基づいて励磁コイルと検出コイルとの角度位置を検出する。このレゾルバでは、一つの座標系の座標値で位置を検出して位置信号に変換する、いわゆるアブソリュート式のものが知られている。
アブソリュート式のレゾルバでは、主電源をレゾルバの信号処理回路に供給していない停電時においても、回転量を検出しこれを記憶するバックアップ機能を有する。すなわち、レゾルバが停電時に何らかの理由で回転した場合に、この停電時の回転量を検出し記憶しておかないと、主電源を投入時に絶対的な座標値を認識することができなくなるからである。
停電時におけるバックアップ機能をもつレゾルバとしては、たとえば、特許文献１〜特許文献３等に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２１４６１７号公報
【特許文献２】
特許第３２４８２０１号
【特許文献３】
特許第３２２４９１９号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の特許文献１〜３に開示された技術では、バックアップ時にパルス状の励磁信号によって停電時に回転量を検出する。
しかしながら、レゾルバのコイル巻線はインダクタンス成分が多く、励磁信号のパルス幅によって励磁電流が大きく変化する。励磁電流の増加は、バックアップ用の電池の消耗を早める。
一方、励磁信号のパルス幅を短くすると、レゾルバとドライバ間のケーブルが長くなると正確に回転量データを取得できなくなる可能性がある。また、Ｓ／Ｎ比についても劣化する可能性がある。
このため、従来においては、励磁信号の発生周波数を低くしたり、ケーブル長を制限するなどの方法により、バックアップ時の電力消費量の低減を図っていた。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、バックアップ時に消費する電力を抑制できるレゾルバ信号処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のレゾルバ信号処理装置は、相対回転可能な第１および第２のコイルを有するレゾルバの信号処理を行うレゾルバ信号処理装置であって、前記レゾルバと接続され、主電源からの電力の供給が遮断されているときにバックアップ電源から電力の供給を受けて動作するバックアップ回路を有し、前記バックアップ回路は、前記第１のコイルおよび第２のコイルの一方へ、励磁するための所定周期のパルス状の励磁信号を供給するパルス発生手段を有し、前記パルス発生手段は、前記パルス状の励磁信号を供給した後に、前記励磁信号と極性が反対で、かつ前記励磁信号のパルス幅よりも短いパルス幅の補助信号を前記励磁信号が供給されたコイルへ供給する。
【０００７】
好適には、前記パルス発生手段は、前記励磁信号が供給されるべきコイルの両端を基準電圧線と電源電圧線とに選択的に接続するパルス発生回路を有する。
【０００８】
前記パルス発生回路は、前記励磁信号が供給されるべきコイルの一端を前記電源電圧線に接続し、所定時間経過したのちに前記基準電圧線に接続することにより前記励磁信号を供給し、前記コイルの一端の接続を前記電源電圧線から前記基準電圧線へ変更するタイミングで前記コイルの他端を前記基準電圧線から前記電源電圧線へ接続し、所定時間経過したのちに前記基準電圧線へ接続することにより前記補助信号を供給する。
【０００９】
本発明では、パルス発生手段が励磁信号を第１および第２のコイルの一方に供給すると、供給されたコイルにはバックアップ電源から励磁電流が供給される。このとき、コイルにはエネルギーが蓄えられる。励磁信号の供給が完了すると、コイルに蓄えられたエネルギーは、放出を開始する。このとき、コイルの他端は基準電圧線から電源電圧線へ接続されるため、コイルから放出される電流は電源電圧線に流れ、電源へ回収される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
レゾルバ信号処理装置１は、バックアップ回路２と、角度変換回路１２とを有する。
バックアップ回路２は、ケーブル３０によってレゾルバ１２０に電気的に接続されている。また、角度変換回路１２は、レゾルバ１２０のコイル１２２と電気的に接続されている。
【００１１】
バックアップ回路２は、パルス発生回路３と、非停電時励磁データ保持部４と、停電時励磁データ保持部５と、停電検知回路６と、差動入力アンプ７と、コンパレータ８と、回転量検出部９と、断線検知回路１１とを有する。
【００１２】
レゾルバ１２０は本発明のレゾルバ、パルス発生回路３は本発明のパルス発生回路、回転量検出部９は本発明の回転量検出手段、断線検知回路１１は本発明の断線検知手段、主電源２５は本発明の主電源、および、バックアップ電源２１は本発明のバックアップ電源のそれぞれ一実施態様である。
【００１３】
レゾルバ１２０は、２相の励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂと、１相の検出コイル１２２とを有する。励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂと検出コイル１２２とは、本発明の第１および第２のコイルの一実施態様である。
励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂは、レゾルバ１２０の図示しないステータ側に設けられたコイルであり、励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂは電気的に位相が９０°異なる位置に配置されている。
励磁コイル１２１Ａは、パルス発生回路３の出力端Ａ１およびＡ３に接続されている。励磁コイル１２１Ｂは、パルス発生回路３の出力端Ａ２およびＡ４に接続されている。
【００１４】
検出コイル１２２は、レゾルバ１２０の図示しないロータ側に設けられたコイルである。なお、ロータの基準位置からの機械的な回転角度をθとする。
励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに励磁信号を印加すると、検出コイル１２２の両端部Ｒ１，Ｒ２の間に、回転角度θに応じた電圧が発生する。
【００１５】
角度変換回路１２は、検出コイル１２２の両端がそれぞれ電気的に接続され、検出コイル１２２のＲ１端子側とＲ２端子側の間に発生する電圧が入力される。角度変換回路１２は、回転角度θに応じた電圧が入力されると、回転角度θに応じた回転角度信号ＲＤを生成し、コントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、これにより、回転角度θを認識することができる。
角度変換回路１２は、主電源２５から電力が供給されることにより動作する。したがって、主電源２５からの電力供給が遮断されると、角度変換回路１２は動作しない。
なお、コントローラ１００と角度変換回路１２との間は、たとえば、データバスで接続されており、角度変換回路１２のデータはこのデータバスを通じてコントローラ１００へ送信されるが、コントローラ１００と角度変換回路１２とが離れている場合には、シリアル通信により角度変換回路１２からコントローラ１００へデータを送信することもできる。
【００１６】
主電源２５は、バックアップ回路２、角度変換回路１２およびコントローラ１００へ電力を供給する。
制御電源１４０は、主電源２５へ電力を供給する。したがって、制御電源１４０がオフすると、主電源２５からバックアップ回路２、角度変換回路１２およびコントローラ１００への電力供給は遮断される。
制御電源停電検知回路１１０は、制御電源１４０がオフされたことを検知し、この検知信号１１０ｓをコントローラ１００へ出力する。
【００１７】
電源切換回路１３０は、バックアップ回路２への電力供給を、主電源２５とバックアップ電源２１との間で切り換える回路である。具体的には、主電源２５からバックアップ回路２への電力供給が遮断されると、電源切換回路１３０は、バックアップ電源２１からの電力をバックアップ回路２へ供給する。また、電源切換回路１３０は、主電源２５からの電力供給が再開されると、バックアップ電源２１からバックアップ回路２への電力供給を遮断し、バックアップ回路２へ主電源２５からの電力を供給する。
バックアップ回路２は、電源部２１の主電源２５からの電力の供給が遮断されると、バックアップ電源２１により動作する回路である。
【００１８】
パルス発生回路３は、主電源２５から電力の供給を受けているときには、非停電時励磁データ保持部４に記憶された励磁データに基づいて、パルス状の励磁信号を励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する。
また、パルス発生回路３は、コントローラ１００から励磁切換信号１００ａｓが入力されると、停電時励磁データ保持部５に記憶された励磁データに基づいて、所定周期のパルス状の励磁信号を励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する。
さらに、パルス発生回路３は、停電時励磁データ保持部５に記憶された励磁データに基づいて所定周期のパルス状の励磁信号を出力している間に、停電検知回路６から検出信号６ｓが入力されると、励磁周期を所定倍、たとえば、１６倍に延ばして励磁信号を出力する。
【００１９】
非停電時励磁データ保持部４は、パルス発生回路３が主電源２５から電力の供給を受けているときに、パルス発生回路３から出力すべき励磁信号の励磁データを保持している。
停電時励磁データ保持部５は、主電源２５からのパルス発生回路３への電力供給が遮断され、バックアップ電源２１から電力を受けているときに、パルス発生回路３から出力すべきパルス状の励磁信号のデータおよびパルス状の補助信号のデータを保持している。
【００２０】
ここで、図２にパルス発生回路３の出力段の回路構成の一例を示す。
パルス発生回路３の出力段は、電源電圧線Ｖｃｃと基準電圧線ＧＮＤとの間に直列に接続された、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２およびトランジスタＴｒ３，Ｔｒ４を有する。
励磁コイル１２１Ａの一端は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の間に接続され、励磁コイル１２１Ａの他端は、トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４の間に接続されている。なお、Ｒは配線のもつ抵抗成分である。
電源電圧線Ｖｃｃは、バックアップ電源２１から供給され、バックアップ電源２１と同じ電源電圧あるいは所定の電源電圧に調整されている。
基準電圧線ＧＮＤは、接地レベルあるいは所定の基準電圧を供給する。
パルス発生回路３では、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４を非停電時励磁データ保持部４または停電時励磁データ保持部５のデータに基づいて制御することにより、パルス発生回路３の出力端Ａ１〜Ａ４の電圧が電源電圧と基準電圧との間で変更され、パルス状の励磁信号あるいは補助信号を発生する。
【００２１】
停電検知回路６は、主電源２５からバックアップ回路２への電力の供給が遮断されたことを検出する。停電検知回路６は、主電源２５からバックアップ回路２への電力の供給が遮断されたことを検出すると、検出信号６ｓをパルス発生回路３へ出力する。
【００２２】
ここで、図３に、パルス発生回路３において、非停電時励磁データ保持部４に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す。
パルス発生回路３は、ＶＡ＝Ｖ_０ｓｉｎω_０ｔで表されるサイン波信号をパルス幅変調したパルス状の励磁信号ＶｐａをＡ１およびＡ３から出力し、励磁信号Ｖｐａを励磁コイル１２１Ａに印加する。
また、パルス発生回路３は、励磁信号Ｖｐａの場合と同様に、ＶＢ＝Ｖ_０ｃｏｓω_０ｔで表されるコサイン波信号をパルス幅変調したパルス状の励磁信号Ｖｐｂを出力端Ａ２およびＡ４から出力し、この励磁信号Ｖｐｂを励磁コイル１２１Ｂに印加する。
なお、パルス幅変調された励磁信号Ｖｐａ、Ｖｐｂのキャリア周波数は、たとえば、数十ｋＨｚの高周波である。
【００２３】
励磁信号Ｖｐａ，Ｖｐｂを励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに印加すると、検出コイル１２２には、ｅ＝ｋＶ_０ｓｉｎ（ω_０ｔ＋θ）で表される電圧が誘起される。角度変換回路１２には誘起電圧ｅが入力され、角度変換回路１２はこの誘起電圧ｅに基づいて回転角度θを検出する。回転角度θは、Ａ相およびＢ相のパルス信号として角度変換回路１２からコントローラ１００へ出力される。コントローラ１００では、Ａ相およびＢ相のパルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりをカウントすることにより、回転角度θをディジタルデータとして得ることができる。
【００２４】
次に、図４にパルス発生回路３において、停電時励磁データ保持部５に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号および補助信号の一例を示す。
パルス発生回路３は、コントローラ１００から励磁切換信号１００ａｓを受け取ると、図４に示すように、パルス幅Ｔ_２の励磁信号ＰａおよびＰｂを所定周期Ｔ_１で発生し、出力端Ａ１およびＡ２からそれぞれ励磁コイル１２１Ａと１２１Ｂとに出力する。また、励磁信号Ｐａと励磁信号Ｐｂとの間には、位相Ｔ_３が存在する。
さらに、パルス発生回路３は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂの発生毎に、補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂを発生し、出力端Ａ３およびＡ４からそれぞれ励磁コイル１２１Ａと１２１Ｂとに出力する。
補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂは、励磁信号Ｐａ，Ｐｂの立ち下がりのタイミングで出力される。この補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂは、励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対して極性が反対の信号である。すなわち、励磁信号Ｐａ，Ｐｂは、励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂの端部Ｓ１，Ｓ２側から印加されるが、補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂは励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂの端部Ｓ３，Ｓ４側から印加される。
また、補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂのパルス幅Ｔ_４は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂのパルス幅Ｔ_２よりも短い。
補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂは、後述するように、パルス発生回路３の消費電力を低減するための信号である。
【００２５】
パルス発生回路３は、励磁切換信号１００ａｓを受けとった後、停電検知回路６から検出信号６ｓが入力されると、検出信号６ｓが入力されてから所定時間経過後、たとえば、９秒経過後、上記の周期Ｔ_１を１６倍にした励磁信号ＰａおよびＰｂを発生する。
停電検知回路６から検出信号６ｓが入力され、所定時間が経過したときには、バックアップ回路２は、バックアップ電源２１から電力の供給を受けている。
具体的には、延長後の周期Ｔ_１は、たとえば、１２５μｓである。励磁信号ＰａおよびＰｂの周波数は、４ｋＨｚ程度であり、上記したパルス発生回路３が主電源２５から電力供給を受けているときのキャリア周波数よりも低い。励磁信号ＰａおよびＰｂの周波数を低く抑えることにより、消費電力を抑制することが可能となる。
パルス幅Ｔ_２は、たとえば、７μｓ程度である。位相Ｔ_３は、たとえば、６０μｓ程度である。
【００２６】
コントローラ１００は、たとえば、レゾルバ１２０をモータ等の制御対象の回転軸に取り付けたときに、レゾルバ１２０（角度変換回路１２）から回転軸の回転角度θの情報を得て、この回転角度θの情報に基づいて制御対象を制御する。
コントローラ１００は、主電源２５から電力を受けて動作する。
また、コントローラ１００は、制御電源停電検知回路１１０から検知信号１１０ｓを受けると、角度変換回路１２からレゾルバ１２０の角度を読み取り、絶対値座標のバックアップを行った後、パルス発生回路３へ励磁切換信号１００ａｓを出力する。励磁切換信号１００ａｓは、非停電時励磁データ保持部４と停電時励磁データ保持部５に記憶されたデータのうち、パルス発生回路３が読み取るべきデータを決定するための信号である。
【００２７】
差動入力アンプ７は、励磁信号ＰａおよびＰｂに応じて、検出コイル１２２に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。差動入力アンプ７を用いて増幅すると、特に、ケーブル３０が長い時に、ハムなどのコモンモードノイズを除去する効果がある。
【００２８】
コンパレータ８は、差動入力アンプ７の出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、コンパレート信号を回転量検出部９へ出力する。
回転量検出部９は、コンパレータ８からのコンパレート信号を、たとえば、励磁信号Ｐａおよび励磁信号Ｐｂの励磁タイミングに基づくラッチタイミングでラッチする。そして、得られたＡ相信号およびＢ相信号から、レゾレバ１２０のステータに対するロータの回転量を検出し、これを記憶する。
【００２９】
図５に、差動入力アンプ７およびコンパレータ８の回路の一例を示す。
図５に示すように、差動入力アンプ７は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、オペアンプ２００とで構成されている。また、コンパレータ８は、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６と、オペアンプ２０１とで構成されている。
オペアンプ２００の正入力および負入力には、抵抗Ｒ２を介して検出コイル１２２の端部がそれぞれ接続されている。オペアンプ２００は、正入力および負入力の間の電圧差を増幅する。
オペアンプ２００の正入力は、抵抗Ｒ３を介して基準電圧Ｖｂの供給線に接続されている。
オペアンプ２００の出力は、抵抗Ｒ３を介してオペアンプ２００の負入力に帰還されている。
抵抗Ｒ１は検出コイル１２２に並列に接続されている。
【００３０】
オペアンプ２０１の負入力には、オペアンプ２００の出力が接続されている。オペアンプ２０１の出力は、抵抗Ｒ５を介してオペアンプ２０１の正入力に帰還されている。
オペアンプ２０１の正入力には、抵抗Ｒ６を介してコンパレート電圧Ｖｓの供給線に接続されている。
オペアンプ２０１の出力は、抵抗Ｒ４を介して、電圧Ｖｃｃを供給する電源に接続されている。この電源は、回転量検出部９を構成するロジック回路に電力を供給する。
オペアンプ２０１は、正入力および負入力の間の電圧差を増幅する。
【００３１】
基準電圧Ｖｂは、たとえば、１．５Ｖであり、これに対して、コンパレート電圧Ｖｓはこの基準電圧Ｖｂに対して微小電圧、たとえば数百ｍＶだけ高いか、あるいは低い電圧に設定される。具体的には、コンパレート電圧Ｖｓは、たとえば、１．４Ｖに設定される。
差動入力アンプ７では、基準電圧Ｖｂを基準として、検出コイル１２２に発生した誘起電圧が増幅される。
コンパレータ８では、差動入力アンプ７の出力電圧がコンパレート電圧Ｖｓによってコンパレートされる。
【００３２】
断線検知回路１１は、コンパレータ８の出力するコンパレート信号ＣＯＭＰに基づいて、バックアップ回路２とレゾルバ１２０とを結ぶケーブル３０の断線、あるいは、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との間に用いられているコネクタの脱落による、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路の遮断を検知する。
断線検知回路１１は、ケーブル３０の断線等を検知し、検知信号１１ｓをコントローラ１００へ出力する。
【００３３】
次に、上記構成のレゾルバ信号処理装置１の動作の一例について説明する。
制御電源１４０のオン時
制御電源１４０をオンすると、主電源２５が投入される。主電源２５が投入されると、角度変換回路１２やコントローラ１００が動作可能となる。また、バックアップ回路２も電源切換回路１３０により、主電源２５から電力供給を受けることになる。また、パルス発生回路３は、停電検知回路６からの検知信号６ｓが解除される。
コントローラ１００のリセットが解除されると、コントローラ１００は、回転量検出部９より停電中の回転量ｒｄを読みだす。これにより、コントローラ１００は、たとえば、主電源２５からの電力供給が遮断されている間に制御対象が回転したような場合に、この制御対象の回転量を取得することができる。
コントローラ１００は、回転量検出部９より停電中の回転量ｒｄを読みだしたのち、励磁切換信号１００ａｓをパルス発生回路３へ出力する。
【００３４】
パルス発生回路３は、停電時励磁データ保持部５から非停電時励磁データ保持部４へ切り換え、図３に示した、パルス幅変調された励磁信号Ｖｐａ、Ｖｐｂを励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する。
次いで、コントローラ１００は、角度変換回路１２から現在のロータの回転角度θの回転角度信号ＲＤを読み取る。この回転角度θは、ロータの３６０°内での回転位置を示すデータである。
コントローラ１００は、回転量検出部９に記憶された回転量ｒｄと、角度変換回路１２からの回転角度信号ＲＤとにより、制御対象の絶対的な座標値を認識することが可能となる。
【００３５】
制御電源１４０のオフ時
制御電源１４０がオフされると、制御電源停電検知回路１１０がこれを検知し、検知信号１１０ｓをコントローラ１００へ出力する。
コントローラ１００は、検知信号１１０ｓを受けて、角度変換回路１２からレゾルバ１２０の現在のロータの回転角度θの回転角度信号ＲＤを読み取る。コントローラ１００は、回転角度θに基づいて、絶対値座標のバックアップを行う。これにより、コントローラ１００には、制御電源１４０をオフしたときの絶対値座標が記憶される。
【００３６】
さらに、コントローラ１００は、励磁切換信号１００ａｓをパルス発生回路３へ出力する。
パルス発生回路３は、励磁切換信号１００ａｓを受けると、読み取るデータを非停電時励磁データ保持部４から停電時励磁データ保持部５に切り換える。これにより、レゾルバ１２０へは、図４に示した励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂが供給される。
この後、主電源２５の供給電圧が低下し、バックアップ回路２は、電源切換回路１３０により、主電源２５に代えてバックアップ電源２１から電力の供給を受けることになる。
【００３７】
主電源２５の供給電圧が低下すると、停電検知回路６がこれを検知し、検知信号６ｓをパルス発生回路３に出力する。
パルス発生回路３は、検知信号６ｓを受けた後、所定時間（たとえば、９秒）が経過すると、図４に示した励磁信号Ｐａ，Ｐｂの周期Ｔ_１を所定倍（たとえば、１６倍）に延ばす。
【００３８】
図６は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂを励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂへ供給したときに、検出コイル１２２に発生する誘起電圧の回転角度θに応じた変化例を示す図である。なお図６に示す出力電圧は、差動入力アンプ７の出力である。
図６に示すように、検出コイル１２２に発生する誘起電圧は、ロータの回転角度θに応じて変化する。すなわち、励磁信号ＰａおよびＰｂは、ロータの回転角度θに応じて変調される。
また、図６から分かるように、パルス状の励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対する検出コイル１２２に発生する電圧波形の過渡応答には、検出コイル１２２の出力インピーダンスとバックアップ回路２により、円で示すようにオーバシュート（アンダーシュート）が発生する。
一方、ケーブル３０の断線やコネクタの脱落により接続経路が遮断されていると、励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対する応答は発生しない。
【００３９】
差動入力アンプ７の出力電圧は、コンパレータ８によって、コンパレート電圧Ｖｓでコンパレートされる。
図６に示したように、パルス状の励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対して検出コイル１２２に発生する電圧波形には、基準電圧Ｖｂに対してオーバシュート（アンダーシュート）が発生する。
仮に、差動入力アンプ７の出力電圧に、基準電圧Ｖｂに対するオーバシュート（アンダーシュート）が発生せず、かつ、差動入力アンプ７の出力電圧を基準電圧Ｖｂでコンパレートしたとする。図６に示した回転角度θが０°、２７０°、３１５°、３６０°のような波形にオーバシュート（アンダーシュート）が発生しないと、基準電圧Ｖｂによるコンパレート信号は変化せず、一定のままである。すなわち、差動入力アンプ７の出力電圧が基準電圧Ｖｂに対して一方側にのみ変化した場合には、そのコンパレート信号は、断線時と同じとなる。
【００４０】
本実施形態では、コンパレータ８のコンパレート信号ＣＯＭＰに基づいて、ケーブル３０の断線あるいはコネクタの脱落の有無を判断する。このため、非断線時のコンパレート信号と断線時のコンパレート信号とが同じであると、ケーブル３０の断線あるいはコネクタの脱落の有無を判断することができない。
そこで、本実施形態では、パルス状の励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対して検出コイル１２２に発生する電圧波形にオーバシュート（アンダーシュート）が常に発生することを積極的に利用する。すなわち、コンパレート電圧Ｖｓを基準電圧Ｖｂに対してプラスまたはマイナス方向にわずかに異ならせてコンパレートすると、回転角度θがいずれであっても、コンパレート信号はパルス状の励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対応して変化する。コンパレート電圧Ｖｓは、差動入力アンプ７の出力電圧におけるオーバシュート（アンダーシュート）を検出できる範囲に設定する。
【００４１】
図７は、コンパレータ８によりコンパレート電圧Ｖｓでコンパレートしたコンパレート信号の例を示す図である。
図７に示すように、コンパレート信号は、ロータの回転角度θに応じて変化する。
回転量検出部９は、このコンパレート信号を、たとえば、励磁信号Ｐａおよび励磁信号Ｐｂの立ち下がりに同期したラッチタイミングＬｐａおよびＬｐｂでラッチする。
【００４２】
コンパレート信号をラッチタイミングＬｐａに基づいてラッチすることにより、Ａ相データが得られる。
コンパレート信号をラッチタイミングＬｐｂでラッチすることにより、Ｂ相データが得られる。
また、図７から分かるように、ケーブル３０の断線等が発生していないときは、コンパレート信号は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂの発生周期に対応して必ず変化するのがわかる。
一方、ケーブル３０の断線等が発生しているときには、コンパレート信号は、常に一定の値をとる。
【００４３】
図８は、Ａ相データおよびＢ相データの一例を示す図である。
図８から分かるように、Ａ相データおよびＢ相データは、位相が９０°異なっている。また、Ａ相データおよびＢ相データは、ロータの回転角度θが１８０°変化する毎に変化する。
回転量検出部９は、Ａ相データおよびＢ相データの立ち上がりおよび立ち下がりを検出することにより、ロータの回転方向および回転角度θを９０°毎に検出することができる。
これにより、回転量検出部９は、Ａ相データおよびＢ相データから主電源２５が遮断されている間のロータの回転量ｒｄを検出し、これを記憶保持する。
【００４４】
一方、断線検知回路１１には、コンパレータ８からコンパレート信号ＣＯＭＰが入力され、このコンパレート信号ＣＯＭＰに基づいて、断線の有無が検知される。具体的には、コンパレート信号ＣＯＭＰが、励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対応して変化する場合には、断線が発生していないと判断され、コンパレート信号ＣＯＭＰが変化しない場合には、断線が発生したと判断される。
コントローラ１００は、再び制御電源１４０を投入したときに、断線検知回路１１の出力する検知信号１１ｓによって、ケーブル３０の断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断を判断する。
【００４５】
次に、補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂの作用について説明する。
図４に示したように、補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂは、励磁信号Ｐａ，Ｐｂを供給する毎に、供給される。
ここで、図９に、図４に示した時間領域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃにおけるパルス発生回路３の動作状態をそれぞれ示す。
領域Ｒａでは、図９（ａ）に示すように、トランジスタＴｒ１がオフ、トランジスタＴｒ２がオン、トランジスタＴｒ３がオフ、トランジスタＴｒ４がオンした状態にある。
この状態では、パルス発生回路３の出力端Ａ１およびＡ３は、基準電圧線ＧＮＤに接続されており、コイル１２１Ａには励磁電流は流れていない。
【００４６】
領域Ｒｂでは、図９（ｂ）に示すように、トランジスタＴｒ１がオンし、トランジスタＴｒ２がオフすることにより、パルス発生回路３の出力端Ａ１が電源電圧線Ｖｃｃに接続される。これにより、コイル１２１Ａに励磁信号Ｐａが供給される。コイル１２１Ａに励磁信号Ｐａが供給されると、励磁電流がコイル１２１Ａに流れ、エネルギーがコイル１２１Ａのインダクタンス成分に蓄えられる。
【００４７】
領域Ｒｃでは、図９（ｃ）に示すように、トランジスタＴｒ１がオフし、トランジスタＴｒ２がオンする。これにより、パルス発生回路３の出力端Ａ１は基準電圧線ＧＮＤに接続され、励磁信号Ｐａの供給が完了する。
また、領域Ｒｃでは、励磁信号Ｐａの供給完了に合わせて、トランジスタＴｒ３がオンし、トランジスタＴｒ４がオフする。これにより、パルス発生回路３の出力端Ａ３が電源電圧線Ｖｃｃに接続され、補助信号Ｐｓａが供給される。
【００４８】
パルス発生回路３の出力端Ａ３が電源電圧線Ｖｃｃに接続されると、コイル１２１Ａに蓄えられた電流は、パルス発生回路３の出力端Ａ３を通じて電源電圧線Ｖｃｃに流れ込む。すなわち、コイル１２１Ａに蓄えられたエネルギーはバックアップ電源２１に回収されることになる。
なお、補助信号Ｐｓａのパルス幅Ｔ_４は、励磁信号Ｐａのパルス幅Ｔ_２より短くする必要がある。これは、パルス発生回路３の配線のもつ抵抗成分Ｒによる損失があるため、補助信号Ｐｓａのパルス幅Ｔ_４と励磁信号Ｐａのパルス幅Ｔ_２とを等しくすると、電源電圧線Ｖｃｃ側へ電流が流れ込んだ後に、再び電源電圧線Ｖｃｃ側からコイル１２１Ａへ電流が流れ出し、エネルギーをバックアップ電源２１に回収することができないからである。
【００４９】
なお、補助信号Ｐｓａの場合についてのみ説明したが、補助信号Ｐｓｂの場合も同様の作用でコイル１２１Ａに蓄えられたエネルギーはバックアップ電源２１に回収される。
【００５０】
以上のように、本実施形態では、バックアップ回路２において、停電中のレゾルバ１２０の回転量およびバックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路の遮断を検出するために、励磁信号Ｐａ，Ｐｂをコイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する。この励磁信号Ｐａ，Ｐｂの供給により消費される電力の一部を、補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂの供給によりバックアップ電源２１に回収することが可能になる。この結果、バックアップ回路２の消費電力を低減することが可能となる。
【００５１】
第２実施形態
図１０は、本発明のレゾルバ信号処理装置の他の実施形態におけるパルス発生回路の出力する励磁信号および補助信号を示すタイミングチャートである。
なお、本実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の基本構成は第１の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置１と同様であり、停電時励磁データ保持部５の保持しているデータ内容のみ異なる。
図１０に示すように、本実施形態では、パルス発生回路３は、第１の実施形態における励磁信号Ｐａ，Ｐｂに加えて、励磁信号Ｐａ，Ｐｂとは極性が反対の励磁信号Ｐｃ，Ｐｄをコイル１２１Ａ，１２１Ｂにそれぞれ供給する。励磁信号Ｐｃ，Ｐｄは、パルス発生回路３の出力端Ａ３，Ａ４からそれぞれ出力される。
さらに、本実施形態では、パルス発生回路３は、４つの励磁信号Ｐａ〜Ｐｄを供給した直後に、これらの励磁信号Ｐａ〜Ｐｄに対して極性が反対でパルス幅の狭い補助信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄを供給する。これらの補助信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄは、第１の実施形態の補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂと同様に、パルス発生回路３の消費電力を低減するためのものである。
【００５２】
ここで、励磁信号Ｐａ，Ｐｂに加えて、励磁信号Ｐｃ，Ｐｄをコイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する理由について説明する。
上述した実施形態では、励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対する検出コイル１２２の応答波形に発生するオーバシュート（アンダーシュート）を利用することにより、レゾルバ１２０の回転角度θに関わらず、コンパレート信号ＣＯＭＰに基づいて断線の有無を検知した。
励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対する検出コイル１２２の応答波形に発生するオーバシュートは、振幅が小さい場合もあり、これの検出が保証されない場合も考えられる。
【００５３】
そこで、本実施形態では、所定周期のパルス状の励磁信号Ｐａ，Ｐｂに加えて、励磁信号Ｐａ，Ｐｂの発生周期に合わせて極性が反対の励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを供給する。
励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂへ供給することにより、図１１に示すように、励磁信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄに対応する差動入力アンプの出力は、ケーブル３０の断線やコネクタの脱落が発生していないときには、レゾルバ１２０の回転角度θに関わらず、基準電圧Ｖｂに対して両側に変化する。
これにより、断線の有無を確実に検出することができる。
【００５４】
このように、本実施形態では、ケーブル３０の断線検知のために、新たに励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを供給するため、パルス発生回路３の消費電力が増加するが、励磁信号Ｐｃ，Ｐｄに対応して補助信号Ｐｓｃ，Ｐｓｄを供給することで、第１の実施形態と同様の作用により、パルス発生回路３の消費電力の増加を抑制することができる。
【００５５】
第３実施形態
図１２は、本発明のさらに他の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の機能ブロック図である。なお、図１２において、第１の実施形態と同一の構成部分については同一の符号を使用している。
図１２において、レゾルバ信号処理装置１０１は、バックアップ回路１０２と、角度変換回路１２と、切換スイッチ群１５０、１５１とを有する。
バックアップ回路１０２は、パルス発生回路３と、非停電時励磁データ保持部４と、停電時励磁データ保持部５と、停電検出回路６と、差動入力アンプ７Ａ，７Ｂと、コンパレータ８Ａ，８Ｂと、回転量検出部１０９とを有する。
【００５６】
本実施形態に係るレゾルバ信号処理装置１０１は、バックアップ回路１０２が主電源２５から電力の供給を受けているときには、パルス発生回路３は切換スイッチ群１５０を介してコイル１２１Ａ，１２１Ｂと接続される。このため、バックアップ回路１０２が主電源２５から電力の供給を受けているときには、第１の実施形態におけるレゾルバ信号処理装置１と本実施形態に係るレゾルバ信号処理装置１０１とは動作が全く同じである。パルス発生回路３から出力される励磁信号も第１の実施形態と同じである。
一方、バックアップ回路１０２がバックアップ電源２１から電力の供給を受けるときは、パルス発生回路３の出力端Ａ１とＡ３とがコイル１２２に接続される。すなわち、停電時には、コイル１２２が励磁コイルとなり、コイル１２１Ａ，１２１Ｂが検出コイルとなる。
【００５７】
パルス発生回路３は、停電時にコントローラ１００から励磁切換信号１００ａｓを受け取ると、図１３に示すように、パルス幅Ｔ_２のパルス状の励磁信号Ｐａを所定周期Ｔ_１で発生し、出力端Ａ１から出力する。
さらに、パルス発生回路３は、励磁信号Ｐａの出力が完了したタイミングで、パルス幅Ｔ_４のパルス状の補助信号Ｐｓａを出力端Ａ３から出力する。
なお、励磁信号Ｐａの一端Ｒ１側から印加され、補助信号Ｐｓａは、コイル１２２の他端Ｒ２側から印加される。このため、補助信号Ｐｓａは励磁信号Ｐａに対して極性が反対であり、また、第１の実施形態と同様に、パルス幅Ｔ_４はパルス幅Ｔ_２より短い。
補助信号Ｐｓａは、第１の実施形態と同様の作用により、パルス発生回路３が励磁信号Ｐａを発生するときの消費電力を低減する。
なお、パルス発生回路３は、停電時には、出力端Ａ２，Ａ４からは信号を出力しない。
【００５８】
切換スイッチ群１５０は、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を有する。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、端子Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを有しており、端子ＴａおよびＴｂと端子Ｔｃとの間を選択的に電気的に接続する。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の切り換えは、コントローラ１００からの切換信号１５０ｓに応じて行われる。
スイッチＳＷ１，ＳＷ３の端子Ｔｃは、コイル１２１Ａの両端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ２，ＳＷ４の端子Ｔｃは、コイル１２１Ｂの両端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の端子Ｔａは、パルス発生回路３の出力端Ａ１〜Ａ４にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の端子Ｔｂは、差動入力アンプ７Ａ，７Ｂの入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５９】
切換スイッチ群１５１は、２つのスイッチＳＷ５およびＳＷ６を有する。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６は、端子Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを有しており、端子ＴａおよびＴｂと端子Ｔｃとの間を選択的に電気的に接続する。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の切り換えは、コントローラ１００からの切換信号１５１ｓに応じて行われる。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の端子Ｔａは、角度変換回路１０の入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の端子Ｔｂは、パルス発生回路３の出力端Ａ１およびＡ３にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の端子Ｔｃは、コイル１２２の両端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００６０】
コントローラ１００は、制御電源停電検知回路１１０から検知信号１１０ｓを受けると、スイッチＳＷ１〜Ｓ６の端子Ｔｂと端子Ｔｃとの接続を指示する切換信号１５０ｓ，１５１ｓを切換スイッチ群１５０，１５１へ出力する。
【００６１】
差動入力アンプ７Ａ，７Ｂおよびコンパレータ８Ａ，８Ｂは、第１の実施形態に係る差動入力アンプ７およびコンパレータ８と同一の構成である。
差動入力アンプ７Ａは、コイル１２１Ａに発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。
差動入力アンプ７Ｂは、コイル１２１Ｂに発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。
【００６２】
図１４は、差動入力アンプ７Ａ，７Ｂの出力波形を示すグラフである。
図１４から分かるように、パルス状の励磁信号Ｐａによって差動入力アンプ７Ａ，７Ｂの出力電圧は、基準電圧Ｖｂに対してオーバシュート（アンダーシュート）が発生する。
コンパレータ８Ａは、差動入力アンプ７Ａの出力電圧を基準電圧Ｖｂと異なるコンパレート電圧Ｖｓでコンパレートし、コンパレート信号ＣＯＭＰＡを回転量検出部１０９へ出力する。
コンパレータ８Ｂは、差動入力アンプ７Ｂの出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、コンパレート信号ＣＯＭＰＢを回転量検出部１０９へ出力する。
【００６３】
図１５は、コンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢおよびこれらの合成信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢである。
コンパレート電圧Ｖｓを基準電圧Ｖｂに対してプラスまたはマイナス方向にわずかに異ならせてコンパレートすると、回転角度θがいずれであっても、コンパレート信号ＣＯＭＰＡおよびＣＯＭＰＢの少なくとも一方はパルス状の励磁信号Ｐａに対応して変化する。すなわち、差動入力アンプ７Ａ，７Ｂの出力波形には、基準電圧Ｖｂに対するオーバシュート（アンダーシュート）が発生することを積極的に利用することにより、非断線時に、回転角度θがいずれであっても、コンパレート信号ＣＯＭＰＡおよびＣＯＭＰＢの少なくとも一方を励磁信号Ｐａに対応させて変化させることができる。
一方、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との間の接続経路が遮断されていると、差動入力アンプ７Ａ，７Ｂの出力電圧は、基準電圧Ｖｂとなり変化しない。
【００６４】
回転量検出部１０９は、コンパレート信号ＣＯＭＰＡとコンパレート信号ＣＯＭＰＢとが入力され、これらコンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢを、たとえば、励磁信号Ｐａの立ち下がりに同期したラッチタイミングＬｐａあるいはこのタイミングよりも所定時間ずらしたタイミングでラッチする。
コンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢをラッチすることにより、図８に示したのと同様のＡ相データおよびＢ相データが得られる。
【００６５】
断線検知回路１１１では、図１５に示した合成信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢに基づいて、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との間の接続経路の遮断の有無が検知される。
すなわち、ケーブルの断線やコネクタの脱落が発生していないと、合成信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢがかならず変化し、ケーブルの断線やコネクタの脱落が発生すると、合成信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢが変化しないことを利用して検知する。断線検知回路１１１の検知信号１１１ｓは、コントローラ１００へ出力される。
【００６６】
以上のように、本実施形態によれば、停電時に２相のコイル１２１Ａ，１２１Ｂを検出コイルとして使用し、１相のコイル１２２を励磁コイルとして使用する場合においても、励磁信号Ｐａに対して補助信号Ｐｓａを印加してやることにより、バックアップ回路１０２の消費電力の増加を抑制することができる。
また、パルス発生回路３は、停電時には出力端Ａ２，Ａ４からは信号を出力せず、出力端Ａ１，Ａ３からのみ信号を出力するため、第１の実施形態と比べてバックアップ時の消費電力をさらに抑制することができる。
【００６７】
第４実施形態
図１６は、本発明のレゾルバ信号処理装置の他の実施形態におけるパルス発生回路の出力する励磁信号および補助信号を示すタイミングチャートである。
なお、本実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の基本構成は第３の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置１０１と同様であり、停電時励磁データ保持部５の保持しているデータ内容のみ異なる。
図１６に示すように、本実施形態では、パルス発生回路３は、停電時において、第３の実施形態における励磁信号Ｐａに加えて、励磁信号Ｐａとは極性が反対の励磁信号Ｐｂをコイル１２２供給する。
励磁信号Ｐａ，Ｐｂは、パルス発生回路３の出力端Ａ１，Ａ３からそれぞれ出力される。
さらに、本実施形態では、パルス発生回路３は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂを供給した直後に、これらの励磁信号Ｐａ，Ｐｂに対して極性が反対でパルス幅の狭い補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂを供給する。補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂは、パルス発生回路３の出力端Ａ３，Ａ１からそれぞれ出力される。
これらの補助信号Ｐｓａ，Ｐｓｂは、第３の実施形態の補助信号Ｐｓａと同様に、パルス発生回路３の消費電力を低減するためのものである。
【００６８】
励磁信号Ｐａに加えて、励磁信号Ｐｂをコイル１２２に供給するのは、第２の実施形態において説明したの同様の理由である。すなわち、励磁信号Ｐａに対するコイル１２１Ａ，１２１Ｂの応答波形に発生するオーバシュート（アンダーシュート）は、振幅が小さい場合もあり、これの検出が保証されない場合も考えられるため、励磁信号Ｐｂにより断線検知を確実に行うためである。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、バックアップ時に消費する電力を抑制することができる。
また、本発明によれば、断線検出のために励磁信号を発生させた場合にも消費電力の増大を最小限に押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】パルス発生回路の出力段の回路構成の一例を示す図である。
【図３】パルス発生回路において、非停電時励磁データ保持部に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す図である。
【図４】パルス発生回路において、停電時励磁データ保持部に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号および補助信号の一例を示す図である。
【図５】差動入力アンプおよびコンパレータの回路の一例を示す図である。
【図６】励磁信号を励磁コイルへ供給したときに、検出コイルに発生する誘起電圧の回転角度に応じた変化例を示す図である。
【図７】コンパレータによりコンパレート電圧でコンパレートしたコンパレート信号の例を示す図である。
【図８】Ａ相データおよびＢ相データの一例を示す図である。
【図９】図４に示した時間領域Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃにおけるパルス発生回路の動作状態をそれぞれ示す図である。
【図１０】本発明のレゾルバ信号処理装置の他の実施形態におけるパルス発生回路の出力する励磁信号および補助信号を示すタイミングチャートである。
【図１１】励磁信号を励磁コイルへ供給したときに、検出コイルに発生する誘起電圧の回転角度に応じた変化例を示す図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の機能ブロック図である。
【図１３】パルス発生回路の出力する励磁信号および補助信号を示すタイミングチャートである。
【図１４】差動入力アンプの出力波形を示すグラフである。
【図１５】コンパレート信号およびこれらの合成信号の例を示す図である。
【図１６】本発明のレゾルバ信号処理装置のさらに他の実施形態におけるパルス発生回路の出力する励磁信号および補助信号を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１，１０１…レゾルバ信号処理装置
２，１０２…バックアップ回路
３…パルス発生回路
４…非停電時励磁データ保持部
５…停電時励磁データ保持部
６…停電検知回路
７，７Ａ，７Ｂ…差動入力アンプ
８，８Ａ，８Ｂ…コンパレータ
９，１０９…回転量検出部
１１，１１１…断線検知回路
１２…角度変換回路
２１…バックアップ電源
２５…主電源
１００…コントローラ
１１０…制御電源停電検知回路
１２０…レゾルバ
１３０…電源切換回路
１４０…制御電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resolver signal processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
A so-called resolver has an excitation coil and a detection coil, applies an excitation signal to the excitation coil, detects a voltage generated in the detection coil, and based on the detected signal, the angular position between the excitation coil and the detection coil. Is detected. As this resolver, a so-called absolute type is known in which a position is detected by a coordinate value of one coordinate system and converted into a position signal.
The absolute resolver has a backup function that detects and stores the amount of rotation even during a power failure when the main power supply is not supplied to the signal processing circuit of the resolver. In other words, if the resolver rotates for some reason at the time of a power failure, the absolute coordinate value cannot be recognized when the main power is turned on unless the rotation amount at the time of the power failure is detected and stored. .
For example, Patent Documents 1 to 3 disclose a resolver having a backup function at the time of a power failure.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 63-214617 A
[Patent Document 2]
Patent No. 3248201
[Patent Document 3]
Japanese Patent No. 3224919
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 3 described above, the rotation amount is detected at the time of power failure by a pulsed excitation signal at the time of backup.
However, the coil winding of the resolver has many inductance components, and the excitation current varies greatly depending on the pulse width of the excitation signal. An increase in excitation current accelerates the consumption of the backup battery.
On the other hand, if the pulse width of the excitation signal is shortened, there is a possibility that the rotation amount data cannot be obtained accurately if the cable between the resolver and the driver becomes long. Further, there is a possibility that the S / N ratio is also deteriorated.
For this reason, conventionally, power consumption during backup has been reduced by reducing the frequency at which the excitation signal is generated or limiting the cable length.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a resolver signal processing device capable of suppressing power consumed during backup.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A resolver signal processing device according to the present invention is a resolver signal processing device that performs signal processing of a resolver having first and second coils that can rotate relative to each other. A backup circuit that operates by receiving power from a backup power supply when the power supply is cut off, and the backup circuit has a pulse having a predetermined period for exciting one of the first coil and the second coil; Pulse generating means for supplying a pulsed excitation signal, and the pulse generating means is opposite in polarity to the excitation signal and shorter than the pulse width of the excitation signal after supplying the pulsed excitation signal An auxiliary signal having a pulse width is supplied to the coil supplied with the excitation signal.
[0007]
Preferably, the pulse generation means has a pulse generation circuit that selectively connects both ends of the coil to which the excitation signal is supplied to a reference voltage line and a power supply voltage line.
[0008]
The pulse generation circuit supplies the excitation signal by connecting one end of a coil to which the excitation signal is to be supplied to the power supply voltage line, and connecting to the reference voltage line after a predetermined time has elapsed, The other end of the coil is connected from the reference voltage line to the power supply voltage line at a timing when the connection of one end of the coil is changed from the power supply voltage line to the reference voltage line, and connected to the reference voltage line after a predetermined time has elapsed. Thus, the auxiliary signal is supplied.
[0009]
In the present invention, when the pulse generating means supplies an excitation signal to one of the first and second coils, an excitation current is supplied to the supplied coil from the backup power source. At this time, energy is stored in the coil. When the supply of the excitation signal is completed, the energy stored in the coil starts to be released. At this time, since the other end of the coil is connected from the reference voltage line to the power supply voltage line, the current discharged from the coil flows through the power supply voltage line and is collected by the power supply.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First embodiment
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a resolver signal processing device according to an embodiment of the present invention.
The resolver signal processing device 1 includes a backup circuit 2 and an angle conversion circuit 12.
The backup circuit 2 is electrically connected to the resolver 120 by a cable 30. The angle conversion circuit 12 is electrically connected to the coil 122 of the resolver 120.
[0011]
The backup circuit 2 includes a pulse generation circuit 3, a non-power failure excitation data holding unit 4, a power failure excitation data holding unit 5, a power failure detection circuit 6, a differential input amplifier 7, a comparator 8, and a rotation amount detection. Part 9 and a disconnection detection circuit 11.
[0012]
The resolver 120 is the resolver of the present invention, the pulse generation circuit 3 is the pulse generation circuit of the present invention, the rotation amount detection unit 9 is the rotation amount detection means of the present invention, the disconnection detection circuit 11 is the disconnection detection means of the present invention, and the main power supply 25 is The main power source and the backup power source 21 of the present invention are each an embodiment of the backup power source of the present invention.
[0013]
The resolver 120 includes two-phase excitation coils 121A and 121B and a one-phase detection coil 122. Excitation coils 121A and 121B and detection coil 122 are one embodiment of the first and second coils of the present invention.
The excitation coils 121A and 121B are coils provided on the stator side (not shown) of the resolver 120, and the excitation coils 121A and 121B are arranged at positions where the phases are electrically different by 90 °.
The exciting coil 121A is connected to the output terminals A1 and A3 of the pulse generating circuit 3. The exciting coil 121B is connected to the output terminals A2 and A4 of the pulse generating circuit 3.
[0014]
The detection coil 122 is a coil provided on the rotor side (not shown) of the resolver 120. Note that the mechanical rotation angle from the reference position of the rotor is θ.
When an excitation signal is applied to the excitation coils 121A and 121B, a voltage corresponding to the rotation angle θ is generated between both ends R1 and R2 of the detection coil 122.
[0015]
In the angle conversion circuit 12, both ends of the detection coil 122 are electrically connected, and a voltage generated between the R1 terminal side and the R2 terminal side of the detection coil 122 is input. When a voltage corresponding to the rotation angle θ is input, the angle conversion circuit 12 generates a rotation angle signal RD corresponding to the rotation angle θ and outputs the rotation angle signal RD to the controller 100. Thus, the controller 100 can recognize the rotation angle θ.
The angle conversion circuit 12 operates when power is supplied from the main power supply 25. Therefore, when the power supply from the main power supply 25 is cut off, the angle conversion circuit 12 does not operate.
The controller 100 and the angle conversion circuit 12 are connected by, for example, a data bus, and data of the angle conversion circuit 12 is transmitted to the controller 100 through this data bus. Can be transmitted from the angle conversion circuit 12 to the controller 100 by serial communication.
[0016]
The main power supply 25 supplies power to the backup circuit 2, the angle conversion circuit 12, and the controller 100.
The control power supply 140 supplies power to the main power supply 25. Therefore, when the control power supply 140 is turned off, the power supply from the main power supply 25 to the backup circuit 2, the angle conversion circuit 12, and the controller 100 is cut off.
The control power supply power failure detection circuit 110 detects that the control power supply 140 is turned off, and outputs this detection signal 110 s to the controller 100.
[0017]
The power supply switching circuit 130 is a circuit that switches the power supply to the backup circuit 2 between the main power supply 25 and the backup power supply 21. Specifically, when power supply from the main power supply 25 to the backup circuit 2 is cut off, the power supply switching circuit 130 supplies power from the backup power supply 21 to the backup circuit 2. Further, when the power supply from the main power supply 25 is resumed, the power supply switching circuit 130 cuts off the power supply from the backup power supply 21 to the backup circuit 2 and supplies the backup circuit 2 with the power from the main power supply 25.
The backup circuit 2 is a circuit that is operated by the backup power supply 21 when the supply of power from the main power supply 25 of the power supply unit 21 is cut off.
[0018]
When receiving power from the main power supply 25, the pulse generation circuit 3 supplies a pulsed excitation signal to the excitation coils 121A and 121B based on the excitation data stored in the excitation data holding unit 4 during non-power failure. To do.
Further, when the excitation switching signal 100as is input from the controller 100, the pulse generation circuit 3 generates a pulsed excitation signal having a predetermined cycle based on the excitation data stored in the excitation data holding unit 5 at the time of power failure. , 121B.
Furthermore, the pulse generation circuit 3 receives the detection signal 6s from the power failure detection circuit 6 while outputting a pulsed excitation signal having a predetermined cycle based on the excitation data stored in the excitation data holding unit 5 during a power failure. Then, the excitation cycle is extended by a predetermined time, for example, 16 times, and an excitation signal is output.
[0019]
The non-power failure excitation data holding unit 4 holds excitation data of an excitation signal to be output from the pulse generation circuit 3 when the pulse generation circuit 3 is supplied with power from the main power supply 25.
The excitation data holding unit 5 at the time of a power failure is a pulsed excitation to be output from the pulse generation circuit 3 when power supply from the main power supply 25 to the pulse generation circuit 3 is cut off and power is received from the backup power supply 21. It holds signal data and pulse-like auxiliary signal data.
[0020]
Here, FIG. 2 shows an example of the circuit configuration of the output stage of the pulse generation circuit 3.
The output stage of the pulse generation circuit 3 includes transistors Tr1 and Tr2 and transistors Tr3 and Tr4 connected in series between the power supply voltage line Vcc and the reference voltage line GND.
One end of the exciting coil 121A is connected between the transistors Tr1 and Tr2, and the other end of the exciting coil 121A is connected between the transistors Tr3 and Tr4. R is a resistance component of the wiring.
The power supply voltage line Vcc is supplied from the backup power supply 21 and is adjusted to the same power supply voltage as the backup power supply 21 or a predetermined power supply voltage.
The reference voltage line GND supplies a ground level or a predetermined reference voltage.
In the pulse generation circuit 3, by controlling the transistors Tr1 to Tr4 based on the data of the non-power failure excitation data holding unit 4 or the power failure excitation data holding unit 5, the voltages at the output terminals A1 to A4 of the pulse generation circuit 3 are changed. It is changed between the power supply voltage and the reference voltage to generate a pulsed excitation signal or auxiliary signal.
[0021]
The power failure detection circuit 6 detects that power supply from the main power supply 25 to the backup circuit 2 has been cut off. When the power failure detection circuit 6 detects that the power supply from the main power supply 25 to the backup circuit 2 is cut off, the power failure detection circuit 6 outputs a detection signal 6 s to the pulse generation circuit 3.
[0022]
Here, FIG. 3 shows an example of the excitation signal generated in the pulse generation circuit 3 based on the data stored in the non-power failure excitation data holding unit 4.
The pulse generation circuit 3 has VA = V₀ sinω₀ A pulsed excitation signal Vpa obtained by pulse width modulation of the sine wave signal represented by t is output from A1 and A3, and the excitation signal Vpa is applied to the excitation coil 121A.
In addition, the pulse generation circuit 3 generates VB = V as in the case of the excitation signal Vpa.₀ cosω₀ A pulsed excitation signal Vpb obtained by pulse width modulation of the cosine wave signal represented by t is output from the output terminals A2 and A4, and this excitation signal Vpb is applied to the excitation coil 121B.
The carrier frequency of the pulse width modulated excitation signals Vpa and Vpb is, for example, a high frequency of several tens of kHz.
[0023]
When the excitation signals Vpa and Vpb are applied to the excitation coils 121A and 121B, e = kV is applied to the detection coil 122.₀ sin (ω₀ A voltage represented by t + θ) is induced. The induced voltage e is input to the angle conversion circuit 12, and the angle conversion circuit 12 detects the rotation angle θ based on the induced voltage e. The rotation angle θ is output from the angle conversion circuit 12 to the controller 100 as A-phase and B-phase pulse signals. The controller 100 can obtain the rotation angle θ as digital data by counting the rising and falling edges of the A-phase and B-phase pulse signals.
[0024]
Next, FIG. 4 shows an example of the excitation signal and the auxiliary signal generated in the pulse generation circuit 3 based on the data stored in the excitation data holding unit 5 at the time of power failure.
When the pulse generation circuit 3 receives the excitation switching signal 100as from the controller 100, as shown in FIG.₂ Excitation signals Pa and Pb of a predetermined cycle T₁ And output from the output terminals A1 and A2 to the exciting coils 121A and 121B, respectively. Further, between the excitation signal Pa and the excitation signal Pb, the phase T₃ Exists.
Further, the pulse generation circuit 3 generates auxiliary signals Psa and Psb each time the excitation signals Pa and Pb are generated, and outputs them to the excitation coils 121A and 121B from the output terminals A3 and A4, respectively.
The auxiliary signals Psa and Psb are output at the falling timing of the excitation signals Pa and Pb. The auxiliary signals Psa and Psb are signals having opposite polarities to the excitation signals Pa and Pb. That is, the excitation signals Pa and Pb are applied from the ends S1 and S2 side of the excitation coils 121A and 121B, while the auxiliary signals Psa and Psb are applied from the ends S3 and S4 side of the excitation coils 121A and 121B.
The pulse width T of the auxiliary signals Psa and Psb₄ Is the pulse width T of the excitation signals Pa, Pb₂ Shorter than.
The auxiliary signals Psa and Psb are signals for reducing the power consumption of the pulse generation circuit 3, as will be described later.
[0025]
When the pulse generation circuit 3 receives the excitation switching signal 100as and then receives the detection signal 6s from the power failure detection circuit 6, the pulse generation circuit 3 receives the detection signal 6s after a predetermined time elapses after the detection signal 6s is input, for example, after 9 seconds. Period T₁ Excitation signals Pa and Pb, which are multiplied by 16 are generated.
When the detection signal 6 s is input from the power failure detection circuit 6 and a predetermined time has elapsed, the backup circuit 2 is supplied with power from the backup power source 21.
Specifically, the extended period T₁ Is, for example, 125 μs. The frequencies of the excitation signals Pa and Pb are about 4 kHz, which is lower than the carrier frequency when the pulse generation circuit 3 is supplied with power from the main power supply 25. By suppressing the frequencies of the excitation signals Pa and Pb, it is possible to suppress power consumption.
Pulse width T₂ Is, for example, about 7 μs. Phase T₃ Is, for example, about 60 μs.
[0026]
For example, when the resolver 120 is attached to a rotation shaft to be controlled such as a motor, the controller 100 obtains information on the rotation angle θ of the rotation shaft from the resolver 120 (angle conversion circuit 12), and information on the rotation angle θ. The controlled object is controlled based on the above.
The controller 100 operates by receiving power from the main power supply 25.
When the controller 100 receives the detection signal 110 s from the control power failure detection circuit 110, the controller 100 reads the angle of the resolver 120 from the angle conversion circuit 12, backs up the absolute value coordinates, and then sends an excitation switching signal to the pulse generation circuit 3. 100as is output. The excitation switching signal 100as is a signal for determining data to be read by the pulse generation circuit 3 among the data stored in the non-power failure excitation data holding unit 4 and the power failure excitation data holding unit 5.
[0027]
The differential input amplifier 7 differentially inputs the induced voltage generated in the detection coil 122 in accordance with the excitation signals Pa and Pb as a reference voltage, and amplifies it. Amplification using the differential input amplifier 7 has an effect of removing common mode noise such as hum particularly when the cable 30 is long.
[0028]
The comparator 8 compares the output voltage of the differential input amplifier 7 with a comparator voltage different from the reference voltage described above, and outputs a comparison signal to the rotation amount detection unit 9.
The rotation amount detection unit 9 latches the comparator signal from the comparator 8 at a latch timing based on the excitation timing of the excitation signal Pa and the excitation signal Pb, for example. Then, from the obtained A-phase signal and B-phase signal, the amount of rotation of the rotor with respect to the stator of the resolver 120 is detected and stored.
[0029]
FIG. 5 shows an example of a circuit of the differential input amplifier 7 and the comparator 8.
As shown in FIG. 5, the differential input amplifier 7 includes resistors R1, R2, and R3 and an operational amplifier 200. The comparator 8 includes resistors R4, R5, R6 and an operational amplifier 201.
The end of the detection coil 122 is connected to the positive input and the negative input of the operational amplifier 200 via a resistor R2. The operational amplifier 200 amplifies the voltage difference between the positive input and the negative input.
The positive input of the operational amplifier 200 is connected to the supply line of the reference voltage Vb via the resistor R3.
The output of the operational amplifier 200 is fed back to the negative input of the operational amplifier 200 through the resistor R3.
The resistor R1 is connected to the detection coil 122 in parallel.
[0030]
The output of the operational amplifier 200 is connected to the negative input of the operational amplifier 201. The output of the operational amplifier 201 is fed back to the positive input of the operational amplifier 201 through the resistor R5.
The positive input of the operational amplifier 201 is connected to the supply line of the comparator voltage Vs via the resistor R6.
The output of the operational amplifier 201 is connected to a power source that supplies the voltage Vcc via a resistor R4. This power supply supplies power to the logic circuit constituting the rotation amount detection unit 9.
The operational amplifier 201 amplifies the voltage difference between the positive input and the negative input.
[0031]
The reference voltage Vb is, for example, 1.5V. On the other hand, the comparator voltage Vs is set to a minute voltage, for example, several hundred mV, or lower than the reference voltage Vb. Specifically, the comparator voltage Vs is set to 1.4 V, for example.
In the differential input amplifier 7, the induced voltage generated in the detection coil 122 is amplified with reference to the reference voltage Vb.
In the comparator 8, the output voltage of the differential input amplifier 7 is compared with the comparator voltage Vs.
[0032]
The disconnection detection circuit 11 is a connector used between the backup circuit 2 and the resolver 120, or the disconnection of the cable 30 connecting the backup circuit 2 and the resolver 120 based on the comparator signal COMP output from the comparator 8. The disconnection of the connection path between the backup circuit 2 and the resolver 120 due to the drop-off is detected.
The disconnection detection circuit 11 detects disconnection of the cable 30 and outputs a detection signal 11 s to the controller 100.
[0033]
Next, an example of operation | movement of the resolver signal processing apparatus 1 of the said structure is demonstrated.
When the control power supply 140 is turned on
When the control power supply 140 is turned on, the main power supply 25 is turned on. When the main power supply 25 is turned on, the angle conversion circuit 12 and the controller 100 can be operated. The backup circuit 2 is also supplied with power from the main power supply 25 by the power supply switching circuit 130. Further, the pulse generation circuit 3 cancels the detection signal 6s from the power failure detection circuit 6.
When the reset of the controller 100 is released, the controller 100 reads the rotation amount rd during the power failure from the rotation amount detection unit 9. Thereby, the controller 100 can acquire the rotation amount of this control object, for example, when the control object rotates while the power supply from the main power supply 25 is cut off.
The controller 100 reads the rotation amount rd during a power failure from the rotation amount detection unit 9 and then outputs an excitation switching signal 100 as to the pulse generation circuit 3.
[0034]
The pulse generation circuit 3 switches from the power failure excitation data holding unit 5 to the non-power failure excitation data holding unit 4 and supplies the pulse width modulated excitation signals Vpa and Vpb shown in FIG. 3 to the excitation coils 121A and 121B. .
Next, the controller 100 reads the rotation angle signal RD of the current rotor rotation angle θ from the angle conversion circuit 12. The rotation angle θ is data indicating the rotational position of the rotor within 360 °.
The controller 100 can recognize the absolute coordinate value of the control target from the rotation amount rd stored in the rotation amount detection unit 9 and the rotation angle signal RD from the angle conversion circuit 12.
[0035]
When the control power supply 140 is off
When the control power supply 140 is turned off, the control power failure detection circuit 110 detects this and outputs a detection signal 110 s to the controller 100.
The controller 100 receives the detection signal 110 s and reads the rotation angle signal RD of the current rotor rotation angle θ of the resolver 120 from the angle conversion circuit 12. The controller 100 performs backup of absolute value coordinates based on the rotation angle θ. Thereby, the absolute value coordinates when the control power supply 140 is turned off are stored in the controller 100.
[0036]
Further, the controller 100 outputs an excitation switching signal 100as to the pulse generation circuit 3.
Upon receiving the excitation switching signal 100as, the pulse generation circuit 3 switches the data to be read from the non-power failure excitation data holding unit 4 to the power failure excitation data holding unit 5. As a result, the excitation signals Pa and Pb and the auxiliary signals Psa and Psb shown in FIG. 4 are supplied to the resolver 120.
Thereafter, the supply voltage of the main power supply 25 is lowered, and the backup circuit 2 receives power from the backup power supply 21 instead of the main power supply 25 by the power supply switching circuit 130.
[0037]
When the supply voltage of the main power supply 25 decreases, the power failure detection circuit 6 detects this, and outputs a detection signal 6 s to the pulse generation circuit 3.
When a predetermined time (for example, 9 seconds) elapses after receiving the detection signal 6s, the pulse generation circuit 3 receives the period T of the excitation signals Pa and Pb shown in FIG.₁ Is extended to a predetermined multiple (for example, 16 times).
[0038]
FIG. 6 is a diagram illustrating a change example according to the rotation angle θ of the induced voltage generated in the detection coil 122 when the excitation signals Pa and Pb are supplied to the excitation coils 121A and 121B. The output voltage shown in FIG. 6 is the output of the differential input amplifier 7.
As shown in FIG. 6, the induced voltage generated in the detection coil 122 changes according to the rotation angle θ of the rotor. That is, the excitation signals Pa and Pb are modulated according to the rotation angle θ of the rotor.
Further, as can be seen from FIG. 6, the transient response of the voltage waveform generated in the detection coil 122 with respect to the pulsed excitation signals Pa and Pb is exceeded by the output impedance of the detection coil 122 and the backup circuit 2 as shown by a circle. Shoot (undershoot) occurs.
On the other hand, if the connection path is interrupted by disconnection of the cable 30 or disconnection of the connector, no response to the excitation signals Pa and Pb occurs.
[0039]
The output voltage of the differential input amplifier 7 is compared with the comparator voltage Vs by the comparator 8.
As shown in FIG. 6, the voltage waveform generated in the detection coil 122 with respect to the pulsed excitation signals Pa and Pb causes an overshoot (undershoot) with respect to the reference voltage Vb.
Assume that the output voltage of the differential input amplifier 7 does not cause an overshoot (undershoot) with respect to the reference voltage Vb, and the output voltage of the differential input amplifier 7 is compared with the reference voltage Vb. If the overshoot (undershoot) does not occur in the waveform such as the rotation angle θ shown in FIG. 6 of 0 °, 270 °, 315 °, 360 °, the comparator signal by the reference voltage Vb does not change and is constant. It remains. That is, when the output voltage of the differential input amplifier 7 changes only to one side with respect to the reference voltage Vb, the comparator signal is the same as that at the time of disconnection.
[0040]
In the present embodiment, based on the comparator signal COMP of the comparator 8, it is determined whether or not the cable 30 is disconnected or the connector is disconnected. For this reason, if the comparator signal at the time of non-disconnection and the comparator signal at the time of disconnection are the same, it cannot be determined whether the cable 30 is disconnected or the connector is disconnected.
Therefore, in the present embodiment, it is positively utilized that overshoot (undershoot) always occurs in the voltage waveform generated in the detection coil 122 with respect to the pulsed excitation signals Pa and Pb. That is, when the comparator voltage Vs is slightly different in the plus or minus direction with respect to the reference voltage Vb, the comparator signal is converted into pulsed excitation signals Pa and Pb regardless of the rotation angle θ. Correspondingly changes. The comparator voltage Vs is set to a range in which overshoot (undershoot) in the output voltage of the differential input amplifier 7 can be detected.
[0041]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a comparator signal compared with the comparator voltage Vs by the comparator 8.
As shown in FIG. 7, the comparator signal changes according to the rotation angle θ of the rotor.
The rotation amount detector 9 latches this comparator signal at, for example, latch timings Lpa and Lpb synchronized with the fall of the excitation signal Pa and the excitation signal Pb.
[0042]
A-phase data is obtained by latching the comparator signal based on the latch timing Lpa.
B-phase data is obtained by latching the comparator signal at the latch timing Lpb.
Further, as can be seen from FIG. 7, when the cable 30 is not disconnected or the like, it can be seen that the comparator signal always changes in accordance with the generation periods of the excitation signals Pa and Pb.
On the other hand, when the cable 30 is disconnected or the like, the comparator signal always takes a constant value.
[0043]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of A-phase data and B-phase data.
As can be seen from FIG. 8, the phases of the A phase data and the B phase data are different by 90 °. The A-phase data and the B-phase data change every time the rotation angle θ of the rotor changes by 180 °.
The rotation amount detector 9 can detect the rotation direction and the rotation angle θ of the rotor every 90 ° by detecting the rising and falling edges of the A-phase data and the B-phase data.
Thus, the rotation amount detection unit 9 detects the rotation amount rd of the rotor while the main power supply 25 is shut off from the A phase data and the B phase data, and stores and stores this.
[0044]
On the other hand, the disconnection detection circuit 11 receives the comparator signal COMP from the comparator 8 and detects the presence or absence of disconnection based on the comparator signal COMP. Specifically, when the comparator signal COMP changes corresponding to the excitation signals Pa and Pb, it is determined that no disconnection has occurred, and when the comparator signal COMP does not change, a disconnection occurs. It is judged that
When the control power supply 140 is turned on again, the controller 100 determines, based on the detection signal 11s output from the disconnection detection circuit 11, whether the connection path is interrupted due to disconnection of the cable 30 or disconnection of the connector.
[0045]
Next, the operation of the auxiliary signals Psa and Psb will be described.
As shown in FIG. 4, the auxiliary signals Psa and Psb are supplied every time the excitation signals Pa and Pb are supplied.
Here, FIG. 9 shows operating states of the pulse generation circuit 3 in the time regions Ra, Rb, and Rc shown in FIG.
In the region Ra, as shown in FIG. 9A, the transistor Tr1 is off, the transistor Tr2 is on, the transistor Tr3 is off, and the transistor Tr4 is on.
In this state, the output terminals A1 and A3 of the pulse generation circuit 3 are connected to the reference voltage line GND, and no exciting current flows through the coil 121A.
[0046]
In the region Rb, as shown in FIG. 9B, when the transistor Tr1 is turned on and the transistor Tr2 is turned off, the output terminal A1 of the pulse generation circuit 3 is connected to the power supply voltage line Vcc. Thereby, the excitation signal Pa is supplied to the coil 121A. When the excitation signal Pa is supplied to the coil 121A, an excitation current flows through the coil 121A, and energy is stored in the inductance component of the coil 121A.
[0047]
In the region Rc, as shown in FIG. 9C, the transistor Tr1 is turned off and the transistor Tr2 is turned on. Thereby, the output terminal A1 of the pulse generation circuit 3 is connected to the reference voltage line GND, and the supply of the excitation signal Pa is completed.
In the region Rc, the transistor Tr3 is turned on and the transistor Tr4 is turned off when the supply of the excitation signal Pa is completed. As a result, the output terminal A3 of the pulse generation circuit 3 is connected to the power supply voltage line Vcc, and the auxiliary signal Psa is supplied.
[0048]
When the output terminal A3 of the pulse generation circuit 3 is connected to the power supply voltage line Vcc, the current stored in the coil 121A flows into the power supply voltage line Vcc through the output terminal A3 of the pulse generation circuit 3. That is, the energy stored in the coil 121 A is recovered by the backup power source 21.
The pulse width T of the auxiliary signal Psa₄ Is the pulse width T of the excitation signal Pa₂ Need to be shorter. This is because there is a loss due to the resistance component R of the wiring of the pulse generation circuit 3, and therefore the pulse width T of the auxiliary signal Psa.₄ And pulse width T of excitation signal Pa₂ Is equal, the current flows into the coil 121A again from the power supply voltage line Vcc after the current flows into the power supply voltage line Vcc, and the energy cannot be recovered to the backup power supply 21.
[0049]
Although only the case of the auxiliary signal Psa has been described, the energy stored in the coil 121A is recovered by the backup power source 21 by the same operation in the case of the auxiliary signal Psb.
[0050]
As described above, in the present embodiment, in the backup circuit 2, the excitation signals Pa and Pb are applied to the coil 121 A in order to detect the rotation amount of the resolver 120 during a power failure and the interruption of the connection path between the backup circuit 2 and the resolver 120. , 121B. Part of the electric power consumed by the supply of the excitation signals Pa and Pb can be recovered by the backup power source 21 by the supply of the auxiliary signals Psa and Psb. As a result, the power consumption of the backup circuit 2 can be reduced.
[0051]
Second embodiment
FIG. 10 is a timing chart showing excitation signals and auxiliary signals output from the pulse generation circuit in another embodiment of the resolver signal processing device of the present invention.
The basic configuration of the resolver signal processing device according to the present embodiment is the same as that of the resolver signal processing device 1 according to the first embodiment, and only the data contents held by the power-on excitation data holding unit 5 are different.
As shown in FIG. 10, in this embodiment, in addition to the excitation signals Pa and Pb in the first embodiment, the pulse generation circuit 3 generates excitation signals Pc and Pd having opposite polarities to the excitation signals Pa and Pb. The coils 121A and 121B are supplied. Excitation signals Pc and Pd are output from the output terminals A3 and A4 of the pulse generation circuit 3, respectively.
Further, in the present embodiment, immediately after supplying the four excitation signals Pa to Pd, the pulse generation circuit 3 outputs auxiliary signals Psa to Psd having opposite polarities and narrow pulse widths to these excitation signals Pa to Pd. Supply. These auxiliary signals Psa to Psd are for reducing the power consumption of the pulse generating circuit 3 as in the case of the auxiliary signals Psa and Psb of the first embodiment.
[0052]
Here, the reason why the excitation signals Pc and Pd are supplied to the coils 121A and 121B in addition to the excitation signals Pa and Pb will be described.
In the above-described embodiment, by using the overshoot (undershoot) generated in the response waveform of the detection coil 122 with respect to the excitation signals Pa and Pb, regardless of the rotation angle θ of the resolver 120, it is based on the comparator signal COMP. The presence or absence of disconnection was detected.
The overshoot generated in the response waveform of the detection coil 122 with respect to the excitation signals Pa and Pb may have a small amplitude, and the detection of this may not be guaranteed.
[0053]
Therefore, in the present embodiment, in addition to the pulsed excitation signals Pa and Pb having a predetermined period, excitation signals Pc and Pd having opposite polarities are supplied in accordance with the generation periods of the excitation signals Pa and Pb.
By supplying the excitation signals Pc and Pd to the excitation coils 121A and 121B, as shown in FIG. 11, the output of the differential input amplifier corresponding to the excitation signals Pa, Pb, Pc, and Pd is disconnected from the cable 30 or a connector. When no dropout occurs, the voltage changes to both sides with respect to the reference voltage Vb regardless of the rotation angle θ of the resolver 120.
Thereby, the presence or absence of a disconnection can be reliably detected.
[0054]
As described above, in this embodiment, since the excitation signals Pc and Pd are newly supplied for detecting the disconnection of the cable 30, the power consumption of the pulse generation circuit 3 is increased, but the excitation signals Pc and Pd are supported. By supplying the auxiliary signals Psc and Psd, an increase in power consumption of the pulse generation circuit 3 can be suppressed by the same operation as in the first embodiment.
[0055]
Third embodiment
FIG. 12 is a functional block diagram of a resolver signal processing device according to still another embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment.
In FIG. 12, the resolver signal processing device 101 includes a backup circuit 102, an angle conversion circuit 12, and changeover switch groups 150 and 151.
The backup circuit 102 includes a pulse generation circuit 3, a non-power failure excitation data holding unit 4, a power failure excitation data holding unit 5, a power failure detection circuit 6, differential input amplifiers 7A and 7B, and comparators 8A and 8B. , And a rotation amount detection unit 109.
[0056]
In the resolver signal processing apparatus 101 according to the present embodiment, when the backup circuit 102 is supplied with power from the main power supply 25, the pulse generation circuit 3 is connected to the coils 121A and 121B via the changeover switch group 150. For this reason, when the backup circuit 102 is supplied with power from the main power supply 25, the resolver signal processing device 1 according to the first embodiment and the resolver signal processing device 101 according to the present embodiment operate exactly the same. . The excitation signal output from the pulse generation circuit 3 is the same as that in the first embodiment.
On the other hand, when the backup circuit 102 is supplied with power from the backup power source 21, the output terminals A 1 and A 3 of the pulse generation circuit 3 are connected to the coil 122. That is, at the time of a power failure, the coil 122 becomes an exciting coil, and the coils 121A and 121B become detection coils.
[0057]
When the pulse generation circuit 3 receives the excitation switching signal 100as from the controller 100 during a power failure, as shown in FIG.₂ A pulsed excitation signal Pa of a predetermined period T₁ And output from the output terminal A1.
Further, the pulse generation circuit 3 generates a pulse width T at the timing when the output of the excitation signal Pa is completed.₄ The pulse-shaped auxiliary signal Psa is output from the output terminal A3.
The excitation signal Pa is applied from one end R 1 side, and the auxiliary signal Psa is applied from the other end R 2 side of the coil 122. For this reason, the auxiliary signal Psa has a polarity opposite to that of the excitation signal Pa, and, similarly to the first embodiment, the pulse width T₄ Is the pulse width T₂ Shorter.
The auxiliary signal Psa reduces the power consumption when the pulse generation circuit 3 generates the excitation signal Pa by the same operation as in the first embodiment.
The pulse generation circuit 3 does not output a signal from the output terminals A2 and A4 during a power failure.
[0058]
The changeover switch group 150 includes four switches SW1 to SW4.
The switches SW1 to SW4 have terminals Ta, Tb, and Tc, and selectively electrically connect the terminals Ta and Tb to the terminal Tc.
The switches SW1 to SW4 are switched according to a switching signal 150s from the controller 100.
Terminals Tc of the switches SW1 and SW3 are electrically connected to both ends of the coil 121A.
Terminals Tc of the switches SW2 and SW4 are electrically connected to both ends of the coil 121B, respectively.
Terminals Ta of the switches SW1 to SW4 are electrically connected to output terminals A1 to A4 of the pulse generation circuit 3, respectively.
The terminals Tb of the switches SW1 to SW4 are electrically connected to the input terminals of the differential input amplifiers 7A and 7B, respectively.
[0059]
The changeover switch group 151 has two switches SW5 and SW6.
The switches SW5 and SW6 have terminals Ta, Tb, and Tc, and selectively electrically connect the terminals Ta and Tb and the terminal Tc.
The switches SW5 and SW6 are switched according to a switching signal 151s from the controller 100.
Terminals Ta of the switches SW5 and SW6 are electrically connected to the input terminals of the angle conversion circuit 10, respectively.
The terminals Tb of the switches SW5 and SW6 are electrically connected to the output terminals A1 and A3 of the pulse generation circuit 3, respectively.
Terminals Tc of the switches SW5 and SW6 are electrically connected to both ends of the coil 122, respectively.
[0060]
When controller 100 receives detection signal 110 s from control power failure detection circuit 110, controller 100 outputs switching signals 150 s and 151 s for instructing connection between terminals Tb and terminals Tc of switches SW 1 to S 6 to changeover switch groups 150 and 151.
[0061]
The differential input amplifiers 7A and 7B and the comparators 8A and 8B have the same configuration as the differential input amplifier 7 and the comparator 8 according to the first embodiment.
In the differential input amplifier 7A, the induced voltage generated in the coil 121A is differentially input as a reference voltage, and is amplified.
In the differential input amplifier 7B, the induced voltage generated in the coil 121B is differentially input as a reference voltage and is amplified.
[0062]
FIG. 14 is a graph showing output waveforms of the differential input amplifiers 7A and 7B.
As can be seen from FIG. 14, the output voltage of the differential input amplifiers 7A and 7B causes an overshoot (undershoot) with respect to the reference voltage Vb by the pulsed excitation signal Pa.
The comparator 8A compares the output voltage of the differential input amplifier 7A with a comparison voltage Vs different from the reference voltage Vb, and outputs a comparison signal COMPA to the rotation amount detection unit 109.
The comparator 8B compares the output voltage of the differential input amplifier 7B with a comparison voltage different from the reference voltage described above, and outputs a comparison signal COMPB to the rotation amount detection unit 109.
[0063]
FIG. 15 shows the comparator signals COMPA and COMPB and their combined signal COMPA + COMPB.
When the comparator voltage Vs is slightly varied in the positive or negative direction with respect to the reference voltage Vb and compared, at least one of the comparator signals COMPA and COMPB is a pulsed excitation signal regardless of the rotation angle θ. It changes corresponding to Pa. That is, in the output waveforms of the differential input amplifiers 7A and 7B, by using positively the occurrence of overshoot (undershoot) with respect to the reference voltage Vb, the rotation angle θ is any when there is no disconnection. In addition, at least one of the comparator signals COMPA and COMPB can be changed corresponding to the excitation signal Pa.
On the other hand, when the connection path between the backup circuit 102 and the resolver 120 is cut off, the output voltages of the differential input amplifiers 7A and 7B become the reference voltage Vb and do not change.
[0064]
The rotation amount detection unit 109 receives the comparison signal COMPA and the comparison signal COMPB, and the comparison signals COMPA and COMPB are, for example, latch timing Lpa synchronized with the falling edge of the excitation signal Pa or a timing higher than this timing. Latch at time shifted timing.
By latching the comparator signals COMPA and COMPB, the same A phase data and B phase data as shown in FIG. 8 are obtained.
[0065]
The disconnection detection circuit 111 detects whether or not the connection path between the backup circuit 102 and the resolver 120 is blocked based on the combined signal COMPA + COMPB shown in FIG.
That is, if the cable disconnection or connector dropout does not occur, the combined signal COMPA + COMPB always changes, and if the cable disconnection or connector dropout occurs, it is detected using the fact that the combined signal COMPA + COMPB does not change. The detection signal 111 s of the disconnection detection circuit 111 is output to the controller 100.
[0066]
As described above, according to the present embodiment, even when the two-phase coils 121A and 121B are used as detection coils and the one-phase coil 122 is used as an excitation coil in the event of a power failure, the auxiliary to the excitation signal Pa. By applying the signal Psa, an increase in power consumption of the backup circuit 102 can be suppressed.
Further, since the pulse generation circuit 3 does not output a signal from the output terminals A2 and A4 at the time of a power failure and outputs a signal only from the output terminals A1 and A3, the power consumption at the time of backup is reduced compared to the first embodiment. Further suppression can be achieved.
[0067]
Fourth embodiment
FIG. 16 is a timing chart showing an excitation signal and an auxiliary signal output from a pulse generation circuit in another embodiment of the resolver signal processing device of the present invention.
The basic configuration of the resolver signal processing device according to the present embodiment is the same as that of the resolver signal processing device 101 according to the third embodiment, and only the data contents held by the power-on excitation data holding unit 5 are different.
As shown in FIG. 16, in this embodiment, the pulse generation circuit 3 generates an excitation signal Pb having a polarity opposite to that of the excitation signal Pa in addition to the excitation signal Pa in the third embodiment in the event of a power failure. Supply.
The excitation signals Pa and Pb are output from the output terminals A1 and A3 of the pulse generation circuit 3, respectively.
Further, in this embodiment, immediately after supplying the excitation signals Pa and Pb, the pulse generation circuit 3 supplies auxiliary signals Psa and Psb having opposite polarities and narrow pulse widths to these excitation signals Pa and Pb. . The auxiliary signals Psa and Psb are output from the output terminals A3 and A1 of the pulse generation circuit 3, respectively.
These auxiliary signals Psa and Psb are for reducing the power consumption of the pulse generation circuit 3, as with the auxiliary signal Psa of the third embodiment.
[0068]
The reason why the excitation signal Pb is supplied to the coil 122 in addition to the excitation signal Pa is the same reason as described in the second embodiment. That is, the overshoot (undershoot) generated in the response waveforms of the coils 121A and 121B with respect to the excitation signal Pa may have a small amplitude and the detection of this may not be guaranteed. Therefore, the disconnection detection is performed by the excitation signal Pb. This is to make sure.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, power consumed during backup can be suppressed.
Further, according to the present invention, even when an excitation signal is generated for detecting disconnection, an increase in power consumption can be minimized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a resolver signal processing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of an output stage of a pulse generation circuit.
FIG. 3 is a diagram showing an example of an excitation signal generated based on data stored in a non-power failure excitation data holding unit in a pulse generation circuit.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an excitation signal and an auxiliary signal that are generated based on data stored in an excitation data holding unit during a power failure in a pulse generation circuit.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a circuit of a differential input amplifier and a comparator.
FIG. 6 is a diagram illustrating a change example according to a rotation angle of an induced voltage generated in a detection coil when an excitation signal is supplied to the excitation coil.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a comparator signal compared with a comparator voltage by a comparator.
FIG. 8 is a diagram showing an example of A-phase data and B-phase data.
9 is a diagram showing an operation state of the pulse generation circuit in time regions Ra, Rb, and Rc shown in FIG. 4 respectively.
FIG. 10 is a timing chart showing excitation signals and auxiliary signals output by a pulse generation circuit in another embodiment of the resolver signal processing device of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a change example according to a rotation angle of an induced voltage generated in a detection coil when an excitation signal is supplied to the excitation coil.
FIG. 12 is a functional block diagram of a resolver signal processing device according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a timing chart showing excitation signals and auxiliary signals output from the pulse generation circuit.
FIG. 14 is a graph showing an output waveform of the differential input amplifier.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a comparator signal and a combined signal thereof.
FIG. 16 is a timing chart showing an excitation signal and an auxiliary signal output from a pulse generation circuit in still another embodiment of the resolver signal processing device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,101 ... Resolver signal processing device
2,102 ... Backup circuit
3 ... Pulse generation circuit
4 ... Excitation data holding part at non-power failure
5 ... Excitation data holding part at power failure
6 ... Power failure detection circuit
7, 7A, 7B ... Differential input amplifier
8, 8A, 8B ... Comparator
9, 109 ... rotation amount detection unit
11, 111 ... disconnection detection circuit
12 ... Angle conversion circuit
21 ... Backup power supply
25 ... Main power
100 ... Controller
110: Control power failure detection circuit
120 ... Resolver
130 ... Power supply switching circuit
140: Control power supply

Claims

A resolver signal processing device for performing signal processing of a resolver having first and second coils capable of relative rotation,
A backup circuit that is connected to the resolver and operates by receiving power from a backup power source when power from the main power source is interrupted;
The backup circuit has pulse generation means for supplying a pulsed excitation signal having a predetermined period for exciting one of the first coil and the second coil,
After the pulse generating means has supplied the pulsed excitation signal, the coil having the excitation signal supplied with an auxiliary signal having a pulse width opposite to that of the excitation signal and shorter than the pulse width of the excitation signal Resolver signal processing device to supply to.

2. The resolver signal processing apparatus according to claim 1, wherein the pulse generation means includes a pulse generation circuit that selectively connects both ends of a coil to which the excitation signal is supplied to a reference voltage line and a power supply voltage line.

The pulse generation circuit connects one end of a coil to which the excitation signal is supplied to the power supply voltage line, and supplies the excitation signal by connecting to the reference voltage line after a predetermined time has elapsed,
The other end of the coil is connected from the reference voltage line to the power supply voltage line at a timing when the connection of one end of the coil is changed from the power supply voltage line to the reference voltage line, and after a predetermined time has elapsed, the reference voltage line The resolver signal processing apparatus according to claim 2, wherein the auxiliary signal is supplied by being connected to the receiver.

Based on a signal detected by the other of the first coil and the second coil, a relative rotation amount of the first and second coils generated while receiving power from the backup power supply is detected. The resolver signal processing apparatus according to claim 1, further comprising a rotation amount detection unit that stores and stores the rotation amount.

The pulse generating means generates the excitation signal for detecting the relative rotation amount and detecting whether or not the connection path between the resolver and the backup circuit is interrupted at a predetermined cycle, and the first coil and the second coil. Supply to one of the
The disconnection detecting means for detecting whether or not the connection path between the resolver and the backup circuit is blocked based on a signal detected by the other of the first coil and the second coil. Resolver signal processing device.