JP2015184152A - Resolver disconnection detecting method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レゾルバの断線を検出するレゾルバ断線検出方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a resolver disconnection detection method and apparatus for detecting resolver disconnection.
従来用いられていたこの種のレゾルバ断線検出方法としては、例えば下記の特許文献1等に示されているものを挙げることができる。すなわち、従来構成では、レゾルバの出力端子に分圧回路を接続し、その分圧回路の出力電圧と基準電圧とをアナログ回路により比較してレゾルバに断線が生じているか否かを判定している。
As this type of resolver disconnection detection method that has been used in the past, for example, the method disclosed in the following
また、例えば下記の特許文献2,3等に記載されているように、R/D変換器への電力供給が停止した場合に、電力消費を抑えるために、レゾルバの励磁端子にバッテリ等からパルス信号を入力して、レゾルバロータの角度位置を検出することも行われている。このようにパルス信号によりレゾルバロータの角度位置を検出することは、バッテリバックアップと呼ばれることもある。
Further, for example, as described in
上記した特許文献1等の構成は、アナログ回路によりレゾルバに断線が生じているか否かを判定するので、特許文献2,3等のようにバッテリバックアップを行う際にレゾルバに断線を検出することができない。
Since the configuration described in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バッテリバックアップ時にもレゾルバの断線を検出できるレゾルバ断線検出方法及びその装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a resolver disconnection detection method and apparatus capable of detecting resolver disconnection even during battery backup.
本発明に係るレゾルバ断線検出方法は、レゾルバロータが回転しているときに、レゾルバの励磁端子に正極性パルスと負極性パルスとを所定の時間間隔で交互に入力すること、レゾルバの第1出力信号の極性を示す第1極性信号を生成すること、第1出力信号とは位相が90°ずれたレゾルバの第2出力信号の極性を示す第2極性信号を生成すること、及び正極性パルスと負極性パルスとが励磁端子に交互に入力されているときに、第1及び第2極性信号の組み合わせが連続して同じであるか否かを断線検出部により判定し、第1及び第2極性信号の組み合わせが連続して同じである場合にレゾルバに断線が生じていることを断線検出部が検出することを含む。 According to the resolver disconnection detecting method of the present invention, when the resolver rotor is rotating, the positive polarity pulse and the negative polarity pulse are alternately inputted to the excitation terminal of the resolver at predetermined time intervals, and the first output of the resolver. Generating a first polarity signal indicating the polarity of the signal, generating a second polarity signal indicating the polarity of the second output signal of the resolver that is 90 ° out of phase with the first output signal, and a positive pulse When the negative polarity pulse and the excitation terminal are alternately input, the disconnection detection unit determines whether or not the combination of the first and second polarity signals is continuously the same, and the first and second polarity It includes that the disconnection detecting unit detects that the resolver is disconnected when the combination of signals is continuously the same.
本発明に係るレゾルバ断線検出装置は、レゾルバロータが回転しているときに、レゾルバの励磁端子に正極性パルスと負極性パルスとを所定の時間間隔で交互に入力するパルス励磁部と、レゾルバの第1出力信号が入力され、第1出力信号の極性を示す第1極性信号を生成する第1コンパレータと、第1出力信号とは位相が90°ずれたレゾルバの第2出力信号が入力され、第2出力信号の極性を示す第2極性信号を生成する第2コンパレータと、正極性パルスと負極性パルスとが励磁端子に交互に入力されているときに第1及び第2コンパレータから第1及び第2極性信号が入力され、第1及び第2極性信号の組み合わせが連続して同じであるか否かを判定し、第1及び第2極性信号の組み合わせが連続して同じである場合にレゾルバに断線が生じていることを検出する断線検出部とを備える。 A resolver disconnection detecting device according to the present invention includes a pulse excitation unit that alternately inputs positive and negative pulses to a resolver excitation terminal at a predetermined time interval when a resolver rotor is rotating, and a resolver rotor The first output signal is input, the first comparator that generates the first polarity signal indicating the polarity of the first output signal, and the second output signal of the resolver whose phase is shifted by 90 ° from the first output signal, A second comparator for generating a second polarity signal indicating the polarity of the second output signal, and the first and second comparators from the first and second comparators when the positive polarity pulse and the negative polarity pulse are alternately input to the excitation terminal. When the second polarity signal is input, it is determined whether or not the combination of the first and second polarity signals is continuously the same, and when the combination of the first and second polarity signals is continuously the same, the resolver Refusal And a disconnection detecting section for detecting that has occurred.
本発明のレゾルバ断線検出方法及びその装置によれば、レゾルバの励磁端子に正極性パルスと負極性パルスとを交互に入力されているときの第1及び第2極性信号の組み合わせに基づいてレゾルバに断線が生じていることを断線検出部が検出するので、バッテリバックアップ時にもレゾルバの断線を検出できる。 According to the resolver disconnection detection method and apparatus of the present invention, the resolver is based on the combination of the first and second polarity signals when the positive polarity pulse and the negative polarity pulse are alternately input to the excitation terminal of the resolver. Since the disconnection detector detects that disconnection has occurred, it is possible to detect disconnection of the resolver even during battery backup.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1によるレゾルバ断線検出装置を示すブロック図であり、図2は図1の第1及び第2出力信号11,12を示すグラフである。図1において、レゾルバ1には、励磁端子1a、第1出力端子1b及び第2出力端子1cが設けられている。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a resolver break detection device according to
周知のように、励磁端子1aはレゾルバ1内の励磁コイルに接続された端子であり、外部からの励磁信号10が励磁端子1aに入力される。第1出力端子1bはレゾルバ1内の第1出力コイルに接続された端子であり、レゾルバ1の第1出力信号11が第1出力端子1bから出力される。第2出力端子1cはレゾルバ1内の第2出力コイルに接続された端子であり、レゾルバ1の第2出力信号12が第2出力端子1cから出力される。
As is well known, the excitation terminal 1a is a terminal connected to the excitation coil in the
第1及び第2出力信号11,12は、位相が互いに90°ずれた信号であり、図示しないレゾルバロータの角度位置に応じて励磁信号10が振幅変調された信号である。励磁端子1aの励磁信号がEでありレゾルバロータの角度位置がθであるとすると、図2に示すように、第1出力信号11はK・E・sinθで表され、第2出力信号12はK・E・cosθで表される。なお、Kはレゾルバ1の変圧比である。
The first and
図2のグラフにも表現されているように、第1及び第2出力信号11の極性の組み合わせは、レゾルバロータの角度位置θが含まれる象限に応じて変化する。すなわち、第1及び第2出力信号11の極性が正であることを1で表し、第1及び第2出力信号11の極性が負であることを0で表すと、第1及び第2出力信号11の極性の組み合わせは、以下のようになる。なお、以下の極性の組み合わせは、(第1出力信号11の極性,第2出力信号11の極性)で表している。
角度位置θが第1象限(0°以上かつ90°未満)に含まれるとき:(1,1)
角度位置θが第2象限(90°以上かつ180°未満)に含まれるとき:(1,0)
角度位置θが第3象限(180°以上かつ270°未満)に含まれるとき:(0,0)
角度位置θが第4象限(270°以上かつ360°未満)に含まれるとき:(0,1)
As expressed in the graph of FIG. 2, the combination of the polarities of the first and second output signals 11 changes according to the quadrant that includes the angular position θ of the resolver rotor. That is, if the polarity of the first and second output signals 11 is positive by 1 and the polarity of the first and second output signals 11 is negative by 0, the first and second output signals 11 The 11 polar combinations are as follows. The following combinations of polarities are represented by (the polarity of the first output signal 11 and the polarity of the second output signal 11).
When the angular position θ is included in the first quadrant (0 ° or more and less than 90 °): (1, 1)
When the angular position θ is included in the second quadrant (90 ° or more and less than 180 °): (1, 0)
When the angular position θ is included in the third quadrant (180 ° or more and less than 270 °): (0, 0)
When the angular position θ is included in the fourth quadrant (more than 270 ° and less than 360 °): (0, 1)
本実施の形態のレゾルバ断線検出装置は、パルス励磁部20、第1コンパレータ21、第2コンパレータ22及びマイクロコントローラ23を含んでいる。
The resolver disconnection detection device of the present embodiment includes a
パルス励磁部20は、図示しないプッシュプル回路等により構成されるものであり、レゾルバ1の励磁端子1a及びマイクロコントローラ23に接続されている。パルス励磁部20は、マイクロコントローラ23からのパルス信号23aを用いて正極性パルスPPと負極性パルスNPとを生成し、これら正極性パルスPPと負極性パルスNPとを励磁信号10として所定の時間間隔でレゾルバ1の励磁端子1aに交互に入力する。
The
第1コンパレータ21は、レゾルバ1の第1出力端子1bに接続されており、第1出力端子1bから第1出力信号11が入力される。第1コンパレータ21は、第1出力信号11の極性を示す第1極性信号21aを生成する。
同様に、第2コンパレータ22は、レゾルバ1の第2出力端子1cに接続されており、第2出力端子1cから第2出力信号12が入力される。第2コンパレータ22は、第2出力信号12の極性を示す第2極性信号22aを生成する。
The
Similarly, the
上述したように、第1及び第2出力信号11の極性が正であることを1で表し、第1及び第2出力信号11の極性が負であることを0で表すと、励磁端子1aに正極性パルスPPが入力されているときの第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせは以下のようになる。
<正極性パルスPP入力時>
角度位置θが第1象限に含まれるとき:(1,1)
角度位置θが第2象限に含まれるとき:(1,0)
角度位置θが第3象限に含まれるとき:(0,0)
角度位置θが第4象限に含まれるとき:(0,1)
As described above, when the polarities of the first and second output signals 11 are positive by 1 and when the polarities of the first and second output signals 11 are negative by 0, the excitation terminal 1a has The combination of the first and
<When positive pulse PP is input>
When the angular position θ is included in the first quadrant: (1, 1)
When the angular position θ is included in the second quadrant: (1, 0)
When the angular position θ is included in the third quadrant: (0, 0)
When the angular position θ is included in the fourth quadrant: (0, 1)
一方で、励磁端子1aに負極性パルスNPが入力されている場合、第1及び第2出力信号11の極性が反転する。すなわち、励磁端子1aに負極性パルスNPが入力されているときの第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせは以下のようになる。
<負極性パルスNP入力時>
角度位置θが第1象限に含まれるとき:(0,0)
角度位置θが第2象限に含まれるとき:(0,1)
角度位置θが第3象限に含まれるとき:(1,1)
角度位置θが第4象限に含まれるとき:(1,0)
On the other hand, when the negative pulse NP is input to the excitation terminal 1a, the polarities of the first and second output signals 11 are inverted. That is, the combination of the first and second polarity signals 21a and 22a when the negative pulse NP is input to the excitation terminal 1a is as follows.
<Negative pulse NP input>
When the angular position θ is included in the first quadrant: (0, 0)
When the angular position θ is included in the second quadrant: (0, 1)
When the angular position θ is included in the third quadrant: (1, 1)
When the angular position θ is included in the fourth quadrant: (1, 0)
第1及び第2コンパレータ21,22の少なくとも一方に入力が無いとき、入力が無いコンパレータの出力(第1又は第2極性信号21a,22a)は予め設定された値(0又は1)をとる。以下、入力が無いコンパレータの出力が0であるとする。なお、レゾルバ1の第1出力コイルが断線しているとき第1コンパレータ21に入力が無くなり、レゾルバ1の第2出力コイルが断線しているとき第2コンパレータ22に入力が無くなる。また、レゾルバ1の励磁コイルが断線するか、又は第1及び第2出力コイルの両方が断線しているとき、第1及び第2コンパレータ21,22の両方に入力が無くなる。
When at least one of the first and
マイクロコントローラ23は、断線検出部を構成するものである。マイクロコントローラ23は、第1及び第2コンパレータ21,22の出力端に接続されており、第1及び第2コンパレータ21,22から第1及び第2極性信号21a,22aが入力される。
The microcontroller 23 constitutes a disconnection detector. The microcontroller 23 is connected to the output terminals of the first and
マイクロコントローラ23は、パルス励磁部20にパルス信号23aを入力し、正極性パルスPPと負極性パルスNPとが励磁端子1aに交互に入力されているときに、第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせが連続して同じであるか否かを判定する。また、断線検出部23は、第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせが連続して同じである場合にレゾルバ1に断線が生じていることを検出する。
The microcontroller 23 inputs the
次に、図3は、第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせの第1変化例を示す説明図である。なお、レゾルバロータは時計回りに回転しており、角度位置θは第3象限、第2象限、第1象限及び第4象限の順に移動することとする。また、第2出力コイルが断線していることとする。
Next, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a first variation of the combination of the first and
図3において、矢印1PP,矢印2NP及び矢印3PPは、以下の条件における第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせを示している。
矢印1PP:レゾルバロータの角度位置θが第3象限に含まれているときに正極性パルスPPが入力された際の第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせ(0,0)
矢印2NP:レゾルバロータの角度位置θが第3象限に含まれているときに負極性パルスNPが入力された際の第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせ(1,0)
矢印3PP:レゾルバロータの角度位置θが第2象限に含まれているときに正極性パルスPPが入力された際の第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせ(1,0)
In FIG. 3, an
Arrow 1 PP : Combination (0, 0) of the first and
Arrow 2 NP : Combination (1, 0) of the first and
Arrow 3 PP : Combination (1, 0) of the first and
レゾルバロータの角度位置θが第3象限に含まれているときに正極性パルスPPが入力されると、第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせは、矢印1PPで示されるように(0,0)となる。
When the positive pulse PP is input when the angular position θ of the resolver rotor is included in the third quadrant, the combination of the first and
その次に、レゾルバロータの角度位置θが同象限内に含まれているときに負極性パルスNPが入力されると、本来であれば第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせは(1,1)となるはずであるが、矢印2NPで示されるように(1,0)となる。これは、第2出力コイルが断線しているため、第2極性信号22aが常に0をとるためである。矢印1PPで示される組み合わせの後に矢印2NPで示される組み合わせが入力されても、断線検出部23はレゾルバ1に断線が生じていることは検出しない。
Next, when the negative pulse NP is input when the angular position θ of the resolver rotor is included in the same quadrant, the combination of the first and
その次に、レゾルバロータの角度位置θが第2象限に移動した状態で正極性パルスPPが入力されると、第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせは矢印3PPで示されるように(1,0)となる。すなわち、第1及び第2極性信号21a,22aの同じ組み合わせが連続して断線検出部23に入力されることになる。このように、矢印2NPで示される組み合わせの後に矢印3PPで示される組み合わせが入力されることで、断線検出部23はレゾルバ1に断線が生じていることを検出する。
Next, when the positive polarity pulse PP is inputted with the angular position θ of the resolver rotor moved to the second quadrant, the combination of the first and
なお、上記の例とは逆にレゾルバロータが反時計回りに回転している場合には、第4象限時に負極性パルスNPが入力された後に、第1象限時に正極性パルスPPが入力された際に第1及び第2極性信号21a,22aの同じ組み合わせ(1,0)が連続して断線検出部23に入力されて、レゾルバ1に断線が生じていることが検出される。
In contrast to the above example, when the resolver rotor is rotating counterclockwise, a negative pulse NP is input in the fourth quadrant and then a positive pulse PP is input in the first quadrant. At this time, the same combination (1, 0) of the first and
また、第1出力コイルが断線しているとともに、レゾルバロータが時計回りに回転している場合、第4象限時に負極性パルスNPが入力された後に、第3象限時に正極性パルスPPが入力された際に第1及び第2極性信号21a,22aの同じ組み合わせ(0,0)が連続して断線検出部23に入力されて、レゾルバ1に断線が生じていることが検出される。また、第1出力コイルが断線しているとともに、レゾルバロータが反時計回りに回転している場合、第1象限時に負極性パルスNPが入力された後に、第2象限時に正極性パルスPPが入力された際に第1及び第2極性信号21a,22aの同じ組み合わせ(0,0)が連続して断線検出部23に入力されて、レゾルバ1に断線が生じていることが検出される。
When the first output coil is disconnected and the resolver rotor is rotating clockwise, the negative pulse NP is input in the fourth quadrant, and then the positive pulse PP is input in the third quadrant. In this case, the same combination (0, 0) of the first and
さらに、第1及び第2出力コイルの両方が断線するか、又は励磁コイルが断線した場合、第1及び第2極性信号21a,22aは常に(0,0)となる。断線検出部23は、パルス信号23aを入力し、正極性パルスPPと負極性パルスNPとが励磁端子1aに交互に入力されているはずであるにもかかわらず第1及び第2極性信号21a,22aが常に(0,0)である場合に、第1及び第2出力コイルの両方が断線しているか又は励磁コイルが断線していることを検出する。
Furthermore, when both the first and second output coils are disconnected or the excitation coil is disconnected, the first and
なお、マイクロコントローラ23は、第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせに基づきレゾルバロータの回転を監視して、レゾルバロータの角度位置θが同一の象限内に含まれている間に、正極性パルスPPと負極性パルスNPとが少なくとも1回ずつ励磁端子1aに入力されるように、パルス励磁部20が正極性パルスPPと負極性パルスNPとを入力する時間間隔を決定する。
The microcontroller 23 monitors the rotation of the resolver rotor based on the combination of the first and
具体的には、マイクロコントローラ23は、第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせを蓄積する。例えば、P(1,0)→N(0,1)→P(1,0)→N(0,1)というデータが8回続いたとする。この場合、マイクロコントローラ23は、レゾルバロータが第2象限内で止まっているか、又はレゾルバロータの回転速度が励磁間隔に対して遅いと判断し、パルス励磁の間隔を一段階長くする。すなわち、マイクロコントローラ23には複数の励磁間隔が予め設定されている。逆に、マイクロコントローラ23は、8回のうち4回象限移動があれば同一象限内で2回励磁しかできていないと判断し励磁間隔を一段階短くする。また、象限移動が連続して起きた場合は、同一象限内に1回しか励磁できていないと判断し、すぐさま励磁間隔を短くする。
Specifically, the microcontroller 23 stores a combination of the first and
このようなレゾルバ断線検出方法及びその装置によれば、レゾルバ1の励磁端子1aに正極性パルスPPと負極性パルスNPとを交互に入力されているときの第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせに基づいてレゾルバ1に断線が生じていることをマイクロコントローラ23が検出するので、バッテリバックアップ時にもレゾルバ1の断線を検出できる。
According to such a resolver disconnection detection method and apparatus, the first and
正極性パルスPP及び負極性パルスNPが入力される所定の時間間隔は、レゾルバロータの角度位置が同一の象限内に含まれている間に、正極性パルスPPと負極性パルスNPとが少なくとも1回ずつ励磁端子1aに入力される間隔であるので、第1及び第2極性信号21a,22aの組み合わせに基づいてレゾルバ1に断線が生じていることをより確実に検出できる。
The predetermined time interval for inputting the positive polarity pulse PP and the negative polarity pulse NP is at least 1 for the positive polarity pulse PP and the negative polarity pulse NP while the angular position of the resolver rotor is included in the same quadrant. Since the interval is input to the excitation terminal 1a every time, it is possible to more reliably detect the disconnection of the
1 レゾルバ
1a 励磁端子
10 励磁信号
11,12 第1及び第2出力信号
20 パルス励磁部
21,22 第1及び第2コンパレータ
21a,22a 第1及び第2極性信号
23 マイクロコントローラ(断線検出部)
NP 負極性パルス
PP 正極性パルス
DESCRIPTION OF
NP Negative polarity pulse PP Positive polarity pulse
Claims (4)
前記レゾルバの第1出力信号の極性を示す第1極性信号を生成すること、
前記第1出力信号とは位相が90°ずれた前記レゾルバの第2出力信号の極性を示す第2極性信号を生成すること、及び
前記正極性パルスと前記負極性パルスとが前記励磁端子に交互に入力されているときに、前記第1及び第2極性信号の組み合わせが連続して同じであるか否かを断線検出部により判定し、前記第1及び第2極性信号の組み合わせが連続して同じである場合に前記レゾルバに断線が生じていることを前記断線検出部が検出すること
を含むレゾルバ断線検出方法。 When the resolver rotor is rotating, a positive polarity pulse and a negative polarity pulse are alternately input at predetermined time intervals to the excitation terminal of the resolver,
Generating a first polarity signal indicative of the polarity of the first output signal of the resolver;
Generating a second polarity signal that indicates a polarity of the second output signal of the resolver that is 90 ° out of phase with the first output signal; and the positive polarity pulse and the negative polarity pulse are alternately applied to the excitation terminal. The disconnection detector determines whether the combination of the first and second polarity signals is continuously the same, and the combination of the first and second polarity signals is continuously A resolver disconnection detection method comprising: the disconnection detection unit detecting that the disconnection occurs in the resolver when they are the same.
ことを特徴とする請求項1記載のレゾルバ断線検出方法。 The predetermined time interval is an interval in which the positive polarity pulse and the negative polarity pulse are input to the excitation terminal at least once while the angular position of the resolver rotor is included in the same quadrant. The resolver disconnection detection method according to claim 1, wherein:
前記レゾルバの第1出力信号が入力され、前記第1出力信号の極性を示す第1極性信号を生成する第1コンパレータと、
前記第1出力信号とは位相が90°ずれた前記レゾルバの第2出力信号が入力され、前記第2出力信号の極性を示す第2極性信号を生成する第2コンパレータと、
前記正極性パルスと前記負極性パルスとが前記励磁端子に交互に入力されているときに前記第1及び第2コンパレータから前記第1及び第2極性信号が入力され、前記第1及び第2極性信号の組み合わせが連続して同じであるか否かを判定し、前記第1及び第2極性信号の組み合わせが連続して同じである場合に前記レゾルバに断線が生じていることを検出する断線検出部と
を備えていることを特徴とするレゾルバ断線検出装置。 A pulse excitation unit that alternately inputs positive and negative polarity pulses at predetermined time intervals to the excitation terminal of the resolver when the resolver rotor is rotating;
A first comparator that receives a first output signal of the resolver and generates a first polarity signal indicating a polarity of the first output signal;
A second comparator that receives a second output signal of the resolver that is 90 ° out of phase with the first output signal, and generates a second polarity signal indicating the polarity of the second output signal;
When the positive pulse and the negative pulse are alternately input to the excitation terminal, the first and second polarity signals are input from the first and second comparators, and the first and second polarities are input. Disconnection detection for determining whether the combination of signals is continuously the same, and detecting that the resolver is disconnected when the combination of the first and second polarity signals is the same continuously And a resolver disconnection detecting device.
ことを特徴とする請求項3記載のレゾルバ断線検出装置。 The predetermined time interval is an interval in which the positive polarity pulse and the negative polarity pulse are input to the excitation terminal at least once while the angular position of the resolver rotor is included in the same quadrant. The resolver disconnection detecting device according to claim 3, wherein:
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