JP2016105047A - レゾルバ信号異常検出回路 - Google Patents

Abstract

【課題】レゾルバ信号の天絡異常及び地絡異常を判別して検出することができるようにする。【解決手段】レゾルバ信号異常検出回路は、レゾルバ１の出力巻線１１の第１及び第２端子１１ａ，１１ｂの間で互いに直列に接続された第１及び第２抵抗器２０１，２０２と、第１及び第２抵抗器２０１，２０２の中点２０１−２に接続された異常検出回路本体２１とを備えている。異常検出回路本体２１は、中点２０１−２の電位と地絡検出閾値２１１ａとを比較する第１コンパレータ２１０と、第１コンパレータ２１０の出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に地絡異常検出信号２１２ａを出力する第１積分器２１２と、中点２０１−２の電位と天絡検出閾値２１４ａとを比較する第２コンパレータ２１３と、第２コンパレータ２１３の出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に天絡異常検出信号２１５ａを出力する第２積分器２１５とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、レゾルバから出力されるレゾルバ信号に異常が生じていることを検出するレゾルバ信号異常検出回路に関する。

従来用いられていたこの種のレゾルバ信号異常検出回路としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来構成は、レゾルバから出力される第１及び第２レゾルバ信号の二乗和を監視することで、第１及び第２レゾルバ信号に断線異常が生じていないか否かを監視する。

特開平８−２８９５２１号公報

レゾルバ信号の異常には、天絡異常及び地絡異常が含まれる。天絡異常は、レゾルバ信号に不必要な直流成分が付加されてしまう異常である。地絡異常は、レゾルバ信号に含まれる直流成分がグラウンド電位まで落ちてしまう異常である。レゾルバ信号の天絡異常及び地絡異常が生じると、予期しない箇所で電位差が生じて回路に損傷が生じることもある。

天絡異常又は地絡異常が生じた場合、レゾルバ信号の二乗和にも異常が生じる。このため、上記のような従来構成でも天絡異常又は地絡異常が生じたことを検出することはできる。しかしながら、レゾルバ信号の二乗和を監視するだけでは、生じた異常が天絡異常であるか又は地絡異常であるかを判別することは難しい。

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、レゾルバ信号の天絡異常及び地絡異常を判別して検出することができるレゾルバ信号異常検出回路を提供することである。

レゾルバから出力されるレゾルバ信号に異常が生じていることを検出するレゾルバ信号異常検出回路であって、レゾルバの出力巻線の第１及び第２端子の間で互いに直列に接続された第１及び第２抵抗器と、第１及び第２抵抗器の中点に接続された異常検出回路本体とを備え、異常検出回路本体には、中点の電位と地絡検出閾値とを比較する第１コンパレータと、第１コンパレータの出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に地絡異常検出信号を出力する第１積分器と、中点の電位と天絡検出閾値とを比較する第２コンパレータと、第２コンパレータの出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に天絡異常検出信号を出力する第２積分器とが含まれている。

本発明のレゾルバ信号異常検出回路によれば、異常検出回路本体は、中点の電位と地絡検出閾値とを比較する第１コンパレータと、第１コンパレータの出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に地絡異常検出信号を出力する第１積分器と、中点の電位と天絡検出閾値とを比較する第２コンパレータと、第２コンパレータの出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に天絡異常検出信号を出力する第２積分器とを含むので、レゾルバ信号の天絡異常及び地絡異常を判別して検出することができる。

本発明の実施の形態１によるレゾルバ信号異常検出回路を示す回路図である。 第１レゾルバ信号に地絡異常が生じた際の図１の各位置における信号等を示すグラフである。 第１レゾルバ信号に天絡異常が生じた際の図１の各位置における信号等を示すグラフである。 本発明の実施の形態２によるレゾルバ信号異常検出回路を示す回路図である。 本発明の実施の形態３によるレゾルバ信号異常検出回路を示す回路図である。

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によるレゾルバ信号異常検出回路を示す回路図である。図において、レゾルバ１には、励磁巻線１０、第１出力巻線１１及び第２出力巻線１２が含まれている。周知のように励磁巻線１０には励磁信号が印加されており、レゾルバ１の回転子の角度に応じて第１出力巻線１１及び第２出力巻線１２から２相の角度検出信号、すなわち第１及び第２レゾルバ信号が出力される。本実施の形態のレゾルバ信号異常検出回路は、第１出力巻線１１から出力される第１レゾルバ信号に異常が生じていることを検出するものである。

レゾルバ信号異常検出回路には、第１抵抗器２０_１、第２抵抗器２０_２及び異常検出回路本体２１が含まれている。第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２は、第１出力巻線１１の第１端子１１ａ及び第２端子１１ｂの間で互いに直列に接続されている。また、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２は、レゾルバ１及びＲ／Ｄ変換器３の外側に設けられている。

異常検出回路本体２１は、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２の中点２０_１−２に接続された回路である。異常検出回路本体２１には、第１コンパレータ２１０、第１電圧源２１１、第１積分器２１２、第２コンパレータ２１３、第２電圧源２１４及び第２積分器２１５が含まれている。

第１コンパレータ２１０の反転入力端子（−）には、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２の中点２０_１−２が接続され、第１コンパレータ２１０の非反転入力端子（＋）には、第１電圧源２１１が接続されている。第１コンパレータ２１０は、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２の中点２０_１−２の電位と、第１電圧源２１１の出力に対応する地絡検出閾値２１１ａとを比較する。第１積分器２１２は、第１コンパレータ２１０の出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に地絡異常検出信号２１２ａを出力する。

第２コンパレータ２１３の非反転入力端子（＋）には、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２の中点２０_１−２が接続され、第２コンパレータ２１３の反転入力端子（−）には、第２電圧源２１４が接続されている。第２コンパレータ２１３は、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２の中点２０_１−２の電位と、第２電圧源２１４の出力に対応する天絡検出閾値２１４ａとを比較する。第２積分器２１５は、第２コンパレータ２１３の出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に天絡異常検出信号２１５ａを出力する。

以下、図２及び図３を用いて天絡異常検出信号及び地絡異常検出信号の出力動作を具体的に説明する。なお、図２及び図３では、丸で囲まれた数字を各信号等に付している。これは、図２及び図３の各信号等が、図１において同じ数字が配置された位置における信号等であることを示している。

図２は、第１レゾルバ信号に地絡異常が生じた際の図１の各位置における信号等を示すグラフである。図２の（ａ）は第１出力巻線１１の第１端子１１ａの電位を示し、図２の（ｂ）は第１出力巻線１１の第２端子１１ｂの電位を示している。図２の（ｃ）に示す第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２の中点２０_１−２の電位は、第１端子１１ａの電位と第２端子１１ｂの電位との間の差に比例する。図２では、時点Ｔ_１において地絡異常が生じている。

図２の（ｄ）は、第１コンパレータ２１０の出力を示している。第１コンパレータ２１０は、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２の中点２０_１−２の電位が地絡検出閾値２１１ａ（図２の（ｃ）参照）以下であるときにＨレベルの信号を出力し、同電位が地絡検出閾値２１１ａよりも大きいときにＬレベルの信号を出力する。地絡検出閾値２１１ａは、第１レゾルバ信号に地絡異常が生じていないときに、第１コンパレータ２１０がＨレベルの信号を出力する期間に比べて第１コンパレータ２１０がＬレベルの信号を出力する期間が十分に短くなる値に設定されている。第１レゾルバ信号に地絡異常が生じると、Ｈレベルの期間がＬレベルの期間よりも長くなる。

図２の（ｅ）は第１積分器２１２の積分値を示し、図２の（ｆ）は第１積分器２１２から出力される地絡異常検出信号２１２ａを示している。第１積分器２１２は、第１コンパレータ２１０の出力がＨレベルであるときに積分値の加算処理を行い、第１コンパレータ２１０の出力がＬレベルであるときに積分値の減算処理を行う。そして、第１積分器２１２は、積算値が図２の（ｅ）に示す閾値２１２ｂを超えた際に、図２の（ｆ）に示す地絡異常検出信号２１２ａを出力する。第１積分器２１２は、第１レゾルバ信号に地絡異常が生じた時点Ｔ_１から所定時間Ｔ_２だけ遅れて、地絡異常検出信号２１２ａを出力する。

図３は、第１レゾルバ信号に天絡異常が生じた際の図１の各位置における信号等を示すグラフである。図３の（ａ）は第１出力巻線１１の第１端子１１ａの電位を示し、図３の（ｂ）は第１出力巻線１１の第２端子１１ｂの電位を示している。図３の（ｃ）に示す第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２の中点２０_１−２の電位は、第１端子１１ａの電位と第２端子１１ｂの電位との間の差に比例する。図３では、時点Ｔ_３において天絡異常が生じている。

図３の（ｄ）は、第２コンパレータ２１３の出力を示している。第２コンパレータ２１３は、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２の中点２０_１−２の電位が天絡検出閾値２１４ａ（図３の（ｃ）参照）以上であるときにＨレベルの信号を出力し、同電位が天絡検出閾値２１４ａ未満であるときにＬレベルの信号を出力する。天絡検出閾値２１４ａは、第１レゾルバ信号に天絡異常が生じていないときに、第２コンパレータ２１３がＨレベルの信号を出力する期間に比べて第２コンパレータ２１３がＬレベルの信号を出力する期間が十分に短くなる値に設定されている。第１レゾルバ信号に天絡異常が生じると、Ｈレベルの期間がＬレベルの期間よりも長くなる。

図３の（ｅ）は第２積分器２１５の積分値を示し、図３の（ｆ）は第２積分器２１５から出力される天絡異常検出信号２１５ａを示している。第２積分器２１５は、第２コンパレータ２１３の出力がＨレベルであるときに積分値の加算処理を行い、第２コンパレータ２１３の出力がＬレベルであるときに積分値の減算処理を行う。そして、第２積分器２１５は、積算値が図３の（ｅ）に示す閾値２１２ｂを超えた際に、図３の（ｆ）に示す天絡異常検出信号２１５ａを出力する。第２積分器２１５は、第１レゾルバ信号に天絡異常が生じた時点Ｔ_３から所定時間Ｔ_４だけ遅れて、天絡異常検出信号２１５ａを出力する。

このようなレゾルバ信号異常検出回路では、異常検出回路本体２１は、中点２０_１−２の電位と地絡検出閾値２１１ａとを比較する第１コンパレータ２１０と、第１コンパレータ２１０の出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に地絡異常検出信号２１２ａを出力する第１積分器２１２と、中点２０_１−２の電位と天絡検出閾値２１４ａとを比較する第２コンパレータ２１３と、第２コンパレータ２１３の出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に天絡異常検出信号２１５ａを出力する第２積分器２１５とを含むので、レゾルバ信号の天絡異常及び地絡異常を判別して検出することができる。

また、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２がレゾルバ１の外側に配置されているので、汎用のレゾルバ１に第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２を後付でき、適用範囲を広げることができる。

なお、図１では、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２が第１出力巻線１１に接続されているように示しているが、第１及び第２抵抗器は第２出力巻線に接続されていてもよい。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２によるレゾルバ信号異常検出回路を示す回路図である。図において、第１及び第２出力巻線１１，１２の第２端子１１ｂ，１２ｂは共有ライン１３に接続されている。第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２は、第１出力巻線１１の第１端子１１ａに接続されるとともに、共有ライン１３を通して第１及び第２出力巻線１１，１２の第２端子１１ｂ，１２ｂに接続されている。共有ライン１３には、励磁巻線１０も接続されている。その他の構成は、実施の形態１と同じである。

このように、本発明のレゾルバ信号異常検出回路は、第１及び第２出力巻線１１，１２が共有ライン１３に接続されているレゾルバ１にも適用できる。

なお、図４では、第１及び第２抵抗器２０_１，２０_２が第１出力巻線１１の第１端子１１ａに接続されているように示しているが、第１及び第２抵抗器は第２出力巻線の第１端子に接続されていてもよい。

実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３によるレゾルバ信号異常検出回路を示す回路図である。実施の形態１では、異常検出回路本体２１がＲ／Ｄ変換器３の外側に設けられているように説明しているが、本実施の形態のレゾルバ信号異常検出回路では、異常検出回路本体２１がＲ／Ｄ変換器３に内蔵されている。その他の構成は、実施の形態１と同じである。

このようなレゾルバ信号異常検出回路では、異常検出回路本体２１がＲ／Ｄ変換器３に内蔵されているので、部品点数を少なくてきる。これにより、部品コストを低減できるとともに、設置に要するエリアを少なくできる。

１ レゾルバ
１１，１２ 第１及び第２出力巻線
１１ａ，１２ａ 第１端子
１１ｂ，１２ｂ 第２端子
１３ 共有ライン
３ Ｒ／Ｄ変換器
２０_１，２０_２ 第１及び第２抵抗器
２０_１−２ 中点
２１ 異常検出回路本体
２１０ 第１コンパレータ
２１２ 第１積分器
２１２ａ 地絡異常検出信号
２１３ 第２コンパレータ
２１５ 第２積分器
２１５ａ 天絡異常検出信号

Claims (4)

1. レゾルバから出力されるレゾルバ信号に異常が生じていることを検出するレゾルバ信号異常検出回路であって、
   前記レゾルバの出力巻線の第１及び第２端子の間で互いに直列に接続された第１及び第２抵抗器と、
   前記第１及び第２抵抗器の中点に接続された異常検出回路本体と
   を備え、
   前記異常検出回路本体には、
   前記中点の電位と地絡検出閾値とを比較する第１コンパレータと、
   前記第１コンパレータの出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に地絡異常検出信号を出力する第１積分器と、
   前記中点の電位と天絡検出閾値とを比較する第２コンパレータと、
   前記第２コンパレータの出力を積分して、積分値が所定の閾値を超えた際に天絡異常検出信号を出力する第２積分器と
   が含まれている
   ことを特徴とするレゾルバ信号異常検出回路。
2. 前記第１及び第２抵抗器は、前記レゾルバの外側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載のレゾルバ信号異常検出回路。
3. 前記出力巻線には、第１レゾルバ信号を出力する第１出力巻線と、第２レゾルバ信号を出力する第２出力巻線とが含まれており、
   前記第１及び第２出力巻線の前記第２端子は共有ラインに接続されており、
   前記第１及び第２抵抗器は、前記第１及び第２出力巻線のいずれか一方の前記第１端子に接続されるとともに、前記共有ラインを通して前記第１及び第２出力巻線の前記第２端子に接続されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレゾルバ信号異常検出回路。
4. 前記異常検出回路本体は、Ｒ／Ｄ変換器に内蔵されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のレゾルバ信号異常検出回路。

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