JP2018080937A

JP2018080937A - 検出器

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Publication number: JP2018080937A
Application number: JP2016221607A
Authority: JP
Inventors: 裕史丸山; Yasushi Maruyama
Original assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2018-05-24
Anticipated expiration: 2036-11-14
Also published as: JP6782942B2

Abstract

【課題】検出系統とを分離して冗長化し、且つ信号干渉の発生を回避することができる検出器を提供する。【解決手段】主検出系統の第１励磁コイル２１は前記主検出系統の検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記予備検出系統の検出コイル２４ａ，２４ｂに磁気的に結合可能に近接して設けられ、予備検出系統の励磁コイル２３は前記主検出系統の検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記予備検出系統の検出コイル２４ａ，２４ｂに磁気的に結合可能に近接して設けられ、前記主検出系統又は前記予備検出系統の第１，第２信号処理部３５，４５から出力される第１，第２検出結果Ｃ１，Ｃ２を得ることで冗長系を構成する。【選択図】図１

Description

この発明は検出器に関し、特に、励磁コイルと検出コイルとを備える検出器に関する。

従来の励磁コイルと検出コイルとを備える検出器の構成としては、例えば以下の特許文献１に記載された内容を図３として挙げることができる。すなわち、従来の検出器１は第１励磁コイル２１及び第１検出コイル２２と、第２励磁コイル２３及び第２検出コイル２４とを有するレゾルバ２０を備えている。そして、冗長化された前記第１検出コイル２２及び前記第２検出コイル２４の２つの前記検出コイル出力と、第１励磁回路３１及び第２励磁回路４１の２つの前記励磁回路出力とが、それぞれＲ／Ｄコンバータ５１，５２と、信号分離機６１，６２を介してＲ／Ｄコンバータ５３，５４とに入力される冗長系を構成している。

特開２０１３−５３８９０号公報

上記のような従来の前記検出器１では、前記第１励磁コイル２１及び前記第２励磁コイル２３を、前記第１励磁回路３１及び前記第２励磁回路４１によって異なる励磁周波数で励磁する。しかし、前記第１検出コイル２２及び前記第２検出コイル２４は励磁周波数に依存した出力の誤差特性を有している。そのため、前記第１検出コイル２２の出力と前記第２検出コイル２４の出力とを比較して故障検出を行う場合は、前記第１，第２検出コイル２２，２４の誤差特性の違いを考慮する必要がある。誤差特性の違いを考慮して前記検出器１の故障検出機能が誤作動しないように故障検出のマージンを大きくとった場合には、感度の低い故障検出機能となる虞がある。

上記のような、励磁周波数に依存した前記第１検出コイル２２及び前記第２検出コイル２４の誤差特性の違いを排除するには、前記第１励磁コイル２１及び前記第２励磁コイル２３を同一の励磁周波数で励磁する方法がある。しかし、上記励磁周波数を完全に同一にするためには、前記第１，第２励磁回路３１，４１の前記励磁信号の信号源を共通にする必要がある。

一方、前記検出器１の共通要因故障を無くすためには、励磁信号の信号源を分離する必要がある。しかし、励磁信号の信号源を分離し、別々の励磁信号で前記第１励磁コイル２１及び前記第２励磁コイル２３を励磁する場合には、完全には励磁周波数が一致しないため、磁気結合を完全に切断しない限りは信号干渉が発生するという問題点があった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、複数の、信号源、検出コイル及び検出コイルの出力信号の信号処理を行う検出系統を分離して冗長化するとともに、故障検出の感度を向上し且つ共通要因故障と信号干渉の発生とを回避することができる検出器を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の検出器は、励磁制御部に接続された励磁回路と、前記励磁回路に接続されて励磁される励磁コイルと、前記励磁コイルに隣接する検出コイルと、前記検出コイルに接続され前記検出コイルの出力信号を処理する信号処理部と、前記出力信号に基づいて故障を判定するための故障判定部とを有する、複数の検出系統を備え、前記検出系統のうち、１つは主検出系統であり、少なくとも１つは予備検出系統であり、前記故障判定部は前記各検出系統の故障を判定し、前記主検出系統の前記励磁コイルは、前記主検出系統の前記検出コイル及び前記予備検出系統の前記検出コイルに磁気的に結合可能に近接して設けられ、前記予備検出系統の前記励磁コイルは、前記主検出系統の前記検出コイル及び前記予備検出系統の前記検出コイルに磁気的に結合可能に近接して設けられ、前記主検出系統又は前記予備検出系統の前記信号処理部から出力される出力信号を得ることで冗長系を構成している。

本発明に係る検出器によれば、前記検出器は故障判定部を有する複数の検出系統を備え、主検出系統の励磁コイルは、前記主検出系統の前記検出コイル及び予備検出系統の検出コイルに磁気的に結合可能に近接して設けられ、前記予備検出系統の励磁コイルは、前記主検出系統の前記検出コイル及び前記予備検出系統の前記検出コイルに磁気的に結合可能に近接して設けられるので、複数の、信号源、検出コイル及び検出コイルの出力信号の信号処理を行う検出系統を分離して冗長化するとともに、故障検出の感度を向上し且つ共通要因故障と信号干渉の発生とを回避することができる。

この発明の実施の形態に係る検出器の構成を示すブロック図である。図１に示す検出器の外部制御装置の構成を示すブロック図である。従来の検出器の構成を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面の図１〜図２に基づいて説明する。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付して説明する。
図１には、この発明の実施の形態に係る検出器の構成を示す。検出器１０は、主検出系統と予備検出系統とから出力信号を得ることで冗長系を構成している検出器である。前記検出器１０には、主にコイル部２と、主検出系統回路部３と、予備検出系統回路部４とが設けられている。

コイル部２は、例えばレゾルバ等の、励磁コイルと検出コイルとが磁気的に結合可能に配置されており、前記検出器１０の検出対象の物理量に応じて誘起電圧が発生することを利用した検出用装置である。コイル部２は、第１励磁コイル２１と、第２励磁コイル２３と、第１検出コイル２２ａ，２２ｂと、第２検出コイル２４ａ，２４ｂとからなる。前記第１励磁コイル２１は、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに磁気的に結合可能に近接して設けられ、前記第２励磁コイル２３は、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに磁気的に結合可能に近接して設けられている。

前記主検出系統回路部３は、前記検出器１０の主検出系統の回路である。前記主検出系統回路部３には、前記第１励磁回路３１と、第１励磁制御部３２と、第１リファレンス信号生成部３３と、第１故障判定部３４と、第１信号処理部３５とが設けられている。また、前記主検出系統回路部３には、主検出系統の電源及び接地である第１電源７１及び第１接地７２が接続されている。

前記第１励磁回路３１は、前記第１励磁コイル２１に接続されており、前記第１励磁コイル２１を励磁する。前記第１励磁回路３１には、前記第１励磁制御部３２が接続されており、前記第１励磁制御部３２は前記第１励磁回路３１の駆動/停止を制御している。前記第１励磁制御部３２は、後述する前記検出器１０の外部に設けられた外部制御装置から入力される、主検出系統の励磁信号の出力制御信号である第１出力制御信号Ａ１により制御信号を出力する。

前記第１リファレンス信号生成部３３は、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂに接続されており、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂから出力される第１出力信号から第１リファレンス信号を生成し出力する。

前記第１リファレンス信号生成部３３は、前記第１故障判定部３４に接続されている。前記第１故障判定部３４は、前記第１リファレンス信号生成部３３から出力された第１リファレンス信号と第１故障検出閾値３６とを比較し、主検出系統の故障判定信号である第１故障判定信号Ｂ１を前記外部制御装置に出力する。

前記第１信号処理部３５は、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂに接続されており、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂの出力信号を処理して検出結果とする。前記第１信号処理部３５は、主検出系統の検出結果である第１検出結果Ｃ１を前記外部制御装置に出力する。

前記予備検出系統回路部４は、前記検出器１０の予備検出系統の回路である。前記予備検出系統回路部４には、前記第２励磁回路４１と、第２励磁制御部４２と、第２リファレンス信号生成部４３と、第２故障判定部４４と、第２信号処理部４５とが設けられている。また、前記予備検出系統回路部４には、予備検出系統の電源及び接地である第２電源７３及び第２接地７４が接続されている。

前記予備検出系統回路部４の構成は、前記主検出系統回路部３の構成とほぼ同じである。すなわち、前記第２励磁回路４１は、前記第２励磁コイル２３に接続されており、前記第２励磁コイル２３を励磁する。前記第２励磁回路４１には、前記第２励磁制御部４２が接続されており、前記第２励磁制御部４２は前記第１励磁回路４１の駆動/停止を制御している。前記第２励磁制御部４２は、後述する前記検出器１０の外部に設けられた外部制御装置から入力される、予備検出系統の励磁信号の出力制御信号である第２出力制御信号Ａ２により制御信号を出力する。

前記第２リファレンス信号生成部４３は、前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに接続されており、前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂから出力される第２出力信号から第２リファレンス信号を生成し出力する。

前記第２リファレンス信号生成部４３は、前記第２故障判定部４４に接続されている。前記第２故障判定部４４は、前記第２リファレンス信号生成部４３から出力された第２リファレンス信号と第２故障検出閾値４６とを比較し、予備検出系統の故障判定信号である第２故障判定信号Ｂ２を前記外部制御装置に出力する。

なお、前記第１リファレンス信号生成部３３及び前記第２リファレンス信号生成部４３において生成される第１リファレンス信号及び第２リファレンス信号は、前記第１出力信号及び前記第２出力信号が正常に入力されている場合には、前記検出器１０の検出対象の物理量に依らず、常に前記第１故障検出閾値３６及び前記第２故障検出閾値４６よりも大きい振幅を有するように生成される。

前記第２信号処理部４５は、前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに接続されており、前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂの出力信号を処理して検出結果とする。前記第２信号処理部４５は、予備検出系統の検出結果である第２検出結果Ｃ２を前記外部制御装置に出力する。

前記外部制御装置の構成を図２に示す。前記外部制御装置８には、信号選択部８１と、第１ラッチ回路８２と、第２ラッチ回路８３と、第１出力制御信号生成部８４と、第２出力制御信号生成部８５とが設けられている。

前記信号選択部８１には、前記第１故障判定信号Ｂ１，前記第２故障判定信号Ｂ２，前記第１検出結果Ｃ１，前記第２検出結果Ｃ２が入力され、該入力を基に検出器検出データが出力される。

前記第１ラッチ回路８２には、前記第１故障判定信号Ｂ１が入力される。前記第２ラッチ回路８３には、前記第２故障判定信号Ｂ２が入力される。前記第１出力制御信号生成部８４には前記第１ラッチ回路８２が接続されており、ラッチ後の第１故障判定信号Ｂ１’が入力される。前記第２出力制御信号生成部８５には、前記第１ラッチ回路８２と前記第２ラッチ回路８３とが接続されており、ラッチ後の前記第１故障判定信号Ｂ１’及びラッチ後の前記第２故障判定信号Ｂ２’が入力される。

前記第１出力制御信号生成部８４から、前記第１出力制御信号Ａ１が前記第１励磁制御部３２（図１参照）へ出力される。また、前記第２出力制御信号生成部８５から、前記第２出力制御信号Ａ２が前記第２励磁制御部４２（図１参照）へ出力される。

次に、この発明の実施の形態の動作を図１〜図２を用いて説明する。
まず、図１に示す前記検出器１０が正常に動作している場合について説明する。前記検出器１０が正常に動作している場合には、図２に示す第１出力制御信号生成部８４により図１に示す前記第１励磁制御部３２へ前記第１出力制御信号Ａ１が出力される。この時の前記第１出力制御信号Ａ１は、前記第１励磁回路３１を駆動させる様に第１励磁制御部３２を動作させるための命令信号である。これにより、前記第１励磁制御部３２は前記第１励磁回路３１を駆動させる。

また、図２に示す前記第２出力制御信号生成部８５から、図１に示す前記第２励磁制御部４２へ前記第２出力制御信号Ａ２が出力される。この時の前記第２出力制御信号Ａ２は、前記第２励磁回路４１を停止させる様に第２励磁制御部４２を動作させるための命令信号である。これにより、前記第２励磁制御部４２は、前記第２励磁回路４１を停止させる。

前記第１励磁回路３１が駆動することで、前記第１励磁回路３１により前記第１励磁コイル２１が励磁される。また、前記第２励磁回路４１は停止しているので、前記第２励磁回路４１により前記第２励磁コイル２３は励磁されない。

次に、励磁された前記第１励磁コイル２１と、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂがと磁気的に結合される。すると、前記検出器１０の検出対象の物理量に応じて、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂに第１出力電圧が誘起され、前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに第２出力電圧が誘起される。これにより、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂから第１出力信号が出力される。また、第２検出コイル２４ａ，２４ｂから第２出力信号が出力される。

次に、前記主検出系統回路部３において、前記第１リファレンス信号生成部３３及び前記第１信号処理部３５に前記第１出力信号が入力される。前記第１リファレンス信号生成部３３は第１リファレンス信号を生成して、前記第１故障判定部３４へ出力する。

次に、前記第１故障判定部３４は、前記第１リファレンス信号と前記第１故障検出閾値３６とを比較する。前記検出器１０が正常に動作している場合には、前記第１リファレンス信号が前記第１故障検出閾値３６よりも大きいため、前記第１故障判定部３４は正常状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１を出力する。

また、前記第１信号処理部３５は、前記第１出力信号を処理して、第１検出結果Ｃ１として図２に示す前記信号選択部８１へ出力する。

また、図１に示す前記予備検出系統回路部４において、前記第２リファレンス信号生成部４３及び前記第２信号処理部４５に前記第２出力信号が入力される。前記第２リファレンス信号生成部４３は第２リファレンス信号を生成して、前記第２故障判定部４４へ出力する。

次に、前記第２故障判定部４４は、前記第２リファレンス信号と前記第２故障検出閾値４６とを比較する。前記検出器１０が正常に動作している場合には、前記第２リファレンス信号が前記第２故障検出閾値４６よりも大きいため、前記第２故障判定部４４は正常状態を示す内容の前記第２故障判定信号Ｂ２を出力する。

また、前記第２信号処理部４５は、前記第２出力信号を処理して第２検出結果Ｃ２として、図２に示す前記信号選択部８１へ出力される。

また、上述のように、前記第１故障判定信号Ｂ１及び前記第２故障判定信号Ｂ２が正常状態を示す内容を出力し、主検出系統及び予備検出系統が故障していない場合には、前記信号選択部８１は、前記第１検出結果Ｃ１を前記検出器１０の検出データとして出力する。

次に、前記第１励磁コイル２１の断線や前記第１励磁回路３１の故障等の、何らかの理由で図１に示す前記第１励磁コイル２１が励磁されなくなった場合や前記第１励磁コイル２１に入力される励磁信号のレベルが低下した場合の動作について説明する。

前記第１励磁コイル２１が励磁されなくなった場合や前記第１励磁コイル２１に入力される励磁信号のレベルが低下した場合には、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂから第１出力信号が出力されなくなるか又はレベルが低下し、第２検出コイル２４ａ，２４ｂから前記第２出力信号が出力されなくなるか又はレベルが低下する。

次に、前記第１出力信号が出力されなくなるか又はレベルが低下すると、前記第１リファレンス信号生成部３３から出力される第１リファレンス信号が出力されなくなるか又はレベルが低下する。

次に、前記第１故障判定部３４は、第１リファレンス信号と前記第１故障検出閾値３６とを比較する。第１リファレンス信号が出力されないかレベルが低下することで前記第１故障検出閾値３６よりも小さくなっている場合は、前記第１故障判定部３４は故障と判定して、故障状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１を出力する。図２に示す通り、前記第１故障判定信号Ｂ１は前記信号選択部８１と前記第１ラッチ回路８２とに入力される。

次に、図１に示す前記第２故障判定部４４は、第２リファレンス信号と前記第２故障検出閾値４６とを比較する。第２リファレンス信号が出力されないかレベルが低下することで前記第２故障検出閾値４６よりも小さくなっている場合は、前記第２故障判定部４４は故障と判定して、故障状態を示す内容の前記第２故障判定信号Ｂ２を出力する。図２に示す通り、前記第２故障判定信号Ｂ２は前記信号選択部８１と前記第２ラッチ回路８３とに入力される。

次に、前記第１出力制御信号生成部８４に、前記第１ラッチ回路８２から出力された前記第１故障判定信号Ｂ１’が入力される。また、前記第２出力制御信号生成部８５に、前記第１故障判定信号Ｂ１’と、前記第２ラッチ回路８３から出力された前記第２故障判定信号Ｂ２’が入力される。

次に、前記第１出力制御信号生成部８４は、図１に示す前記第１励磁制御部３２に前記第１出力制御信号Ａ１を出力する。この時の前記第１出力制御信号Ａ１は、故障状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１’が入力されているので、前記第１励磁回路３１を停止させるための前記励磁制御部３２への命令信号である。これにより、前記第１励磁制御部３２は前記第１励磁回路３１を停止させる。

また、図２に示す前記第２出力制御信号生成部８５は、図１に示す前記第２励磁制御部４２に前記第２出力制御信号Ａ２を出力する。この時の前記第２出力制御信号Ａ２は、故障状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１’及び前記第２故障判定信号Ｂ２’が入力されているので、前記第２励磁回路４１を駆動させるための前記励磁制御部４２への命令信号である。これにより、前記第２励磁制御部４２は、前記第２励磁回路４１を駆動させる。

次に、前記第１励磁回路３１が停止し、前記第２励磁回路４１が動作しているので、前記第１励磁コイル２１は励磁されず、前記第２励磁コイル２３が励磁される。励磁された前記第２励磁コイル２３と、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂとが磁気的に結合されているため、前記検出器１０の検出対象の物理量に応じて、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂに第１出力電圧が誘起され、前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに第２出力電圧が誘起される。これにより、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂから第１出力信号が出力され、前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂから第２出力信号が出力される。

また、上記の前記信号選択部８１は、前記第１故障判定信号Ｂ１と、前記第２故障判定信号Ｂ２が入力されているので、前記第２検出結果Ｃ２を前記検出器１０の検出データとして出力する。

上述のように、前記第１励磁コイル２１が励磁されなくなった場合や前記第１励磁コイル２１に入力される励磁信号のレベルが低下した場合は、前記第１故障判定信号Ｂ１及び前記第２故障判定信号Ｂ２がともに出力され、前記信号選択部８１は、前記第２検出結果Ｃ２を前記検出器１０の検出データとして出力する。

次に、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂの断線等で、第１リファレンス信号生成部３３から出力される第１リファレンス信号が出力されなかったり、レベルが低下した場合の動作について説明する。

図１に示す前記第１故障判定部３４は、第１リファレンス信号と前記第１故障検出閾値３６とを比較する。第１リファレンス信号が出力されないかレベルが低下することで前記第１故障検出閾値３６よりも小さくなっている場合は、前記第１故障判定部３４は故障と判定して、故障状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１を出力する。図２に示す通り、前記第１故障判定信号Ｂ１は前記第１ラッチ回路８２に入力される。

一方、前記第１励磁コイル２１と前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂとが磁気的に結合しているので、前記第２リファレンス信号生成部４３から出力される前記第２リファレンス信号は前記第２故障検出閾値４６よりも大きい。このため、前記第２故障判定部４４は正常状態を示す内容の前記第２故障判定信号Ｂ２を出力する。

次に、前記第１出力制御信号生成部８４及び前記第２出力制御信号生成部８５に、前記第１ラッチ回路８２から出力された前記第１故障判定信号Ｂ１’が入力される。

次に、前記第１出力制御信号生成部８４は、図１に示す前記第１励磁制御部３２に前記第１出力制御信号Ａ１を出力する。この時の前記第１出力制御信号Ａ１は、故障状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１’が入力されているので、前記第１励磁回路３１を停止させるための前記第１励磁制御部３２への命令信号である。これにより、前記第１励磁制御部３２は前記第１励磁回路３１を停止させる。

また、図２に示す前記第２出力制御信号生成部８５は、図１に示す前記第２励磁制御部４２に前記第２出力制御信号Ａ２を出力する。この時の前記第２出力制御信号Ａ２は、故障状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１’が入力されているので、前記第２励磁回路４１を停止させるための前記励磁制御部４２への命令信号である。これにより、前記第２励磁制御部４２は、前記第２励磁回路４１を停止させる。

次に、前記第１励磁回路３１が停止することにより、前記第１励磁コイル２１が励磁されなくなり、第２検出コイル２４ａ，２４ｂから前記第２出力信号が出力されなくなるので、前記第２リファレンス信号生成部４３からリファレンス信号が出力されなくなる。

次に、図１に示す前記第２故障判定部４４は、第２リファレンス信号と前記第２故障検出閾値４６とを比較する。第２リファレンス信号が出力されないことで前記第２故障検出閾値４６よりも小さくなっている場合は、前記第２故障判定部４４は故障と判定して、故障状態を示す内容の前記第２故障判定信号Ｂ２を出力する。図２に示す通り、前記第２故障判定信号Ｂ２は前記第２ラッチ回路８３に入力される。

次に、前記第２出力制御信号生成部８５に、前記第１故障判定信号Ｂ１’と、前記第２ラッチ回路８３から出力された前記第２故障判定信号Ｂ２’が入力される。

次に、図２に示す前記第２出力制御信号生成部８５は、図１に示す前記第２励磁制御部４２に前記第２出力制御信号Ａ２を出力する。この時の前記第２出力制御信号Ａ２は、故障状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１’及び前記第２故障判定信号Ｂ２’が入力されているので、前記第２励磁回路４１を駆動させるための前記励磁制御部４２への命令信号である。これにより、前記第２励磁制御部４２は、前記第２励磁回路４１を駆動させる。

次に、前記第１励磁回路３１が停止し、前記第２励磁回路４１が動作しているので、前記第１励磁コイル２１は励磁されず、前記第２励磁コイル２３が励磁される。励磁された前記第２励磁コイル２３と、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂとが磁気的に結合されているため、前記検出器１０の検出対象の物理量に応じて、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂに第１出力電圧が誘起され、前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに第２出力電圧が誘起される。これにより、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂから第１出力信号が出力され、第２検出コイル２４ａ，２４ｂから第２出力信号が出力される。

次に、第２出力信号が前記第２リファレンス信号生成部４３に入力される。前記第２リファレンス信号生成部４３は、第２リファレンス信号を生成し出力する。前記第２故障判定部４４では、第２リファレンス信号が入力されたことから、予備検出系統は故障していないと判定して、正常状態を示す内容の前記第２故障判定信号をＢ２を出力する。また、上記の信号選択部８１は、故障状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１と正常状態を示す内容の前記第２故障判定信号Ｂ２が入力されているので、第２検出結果Ｃ２を前記検出器１０の検出データとして出力する。

上述のように、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂの断線等で、第１リファレンス信号生成部３３から出力されるリファレンス信号が出力されなかったり、レベルが低下した場合、故障状態を示す内容の前記第１故障判定信号Ｂ１が出力され、前記信号選択部８１は、前記第１検出結果Ｃ１を前記検出器１０の検出データとして出力する。

次に、図１に示す前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂの断線等で、第２出力信号が出力されなくなる等で、第２リファレンス信号生成部４３から第２リファレンス信号が出力されな語り、レベルが低下した場合について説明する。

前記第２故障判定部４４は、第２リファレンス信号と前記第２故障検出閾値４６とを比較する。第２リファレンス信号が出力されない又はレベルが低下した等で前記第２故障検出閾値４６よりも小さくなっている場合は、前記第２故障判定部４４は故障と判定して、故障状態を示す内容の前記第２故障判定信号Ｂ２を出力する。図２に示す通り、前記第２故障判定信号Ｂ２は前記第２ラッチ回路８３に入力される。

次に、前記第２出力制御信号生成部８５は、図１に示す前記第２励磁制御部４２に前記第２出力制御信号Ａ２を出力する。この時の前記第２出力制御信号Ａ２は、前記第２励磁制御部４２を停止させる信号である。これにより、前記第２励磁回路４１は停止したままとなる。

次に、上記の信号選択部８１は、前記第２故障判定信号Ｂ２により、前記第１検出結果Ｃ１を前記検出器１０の検出データとして出力する。

上述のように、前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂの断線等で、前記第２リファレンス信号生成部４３から出力される第２リファレンス信号が出力されなかったり、レベルが低下した場合、故障状態を示す内容の前記第２故障判定信号Ｂ２が出力され、前記信号選択部８１は、前記第１検出結果Ｃ１を前記検出器１０の検出データとして出力する。

この発明の実施の形態の前記検出器１０の構成では、主検出系統と予備検出系統とが分離されて冗長化されている。そして、前記第１励磁コイル２１と前記第２励磁コイル２３とは、前記第１励磁回路３１と前記第２励磁回路４１とによって同時に励磁されず、どちらか片方のみが励磁されるため、信号干渉が発生しない。

また、第１リファレンス信号と前記第１故障検出閾値３６とにより前記第１故障判定部３４で主検出系統の故障判定を行い、第２リファレンス信号と前記第２故障検出閾値４６とにより前記第２故障判定部４４で予備検出系統の故障判定を行う。そのため、故障検出を行うにあたって、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂの誤差特性の違いを考慮しなくてもよく、したがって故障検出のマージンを大きく取る必要もないため、故障検出機能の感度が向上する。

さらに、前記第１励磁制御部３２及び前記第２励磁制御部４２が、分離して設けられているので、第１励磁回路と第２励磁回路とが分離でき、前記第１励磁制御部３２及び前記第２励磁制御部４２と、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂとの共通要因故障がなくなるとともに、常に励磁回路の一方のみが駆動するため、信号干渉が生じない。

このように、前記第１，第２励磁制御部３２，４２に接続された前記第１，第２励磁回路３１，４１と、前記第１，第２励磁回路３１，４１に接続されて励磁される前記第１，第２励磁コイル２１，２３と、前記第１，第２励磁コイル２１，２３に隣接する前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂと、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び第２検出コイル２４ａ，２４ｂに接続され前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び第２検出コイル２４ａ，２４ｂの前記第１，第２出力信号を処理する前記第１，第２信号処理部３５，４５と、前記第１出力信号に基づいて故障を判定するための前記第１，第２故障判定部３４，４４とを有する、複数の検出系統を備え、前記検出系統のうち、１つは主検出系統であり、少なくとも１つは予備検出系統であり、前記第１，第２故障判定部３４，４４は前記主検出系統及び前記予備検出系統の故障を判定し、前記主検出系統の前記第１励磁コイル２１は、前記主検出系統の前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記予備検出系統の前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに磁気的に結合可能に設けられ、前記予備検出系統の前記第２励磁コイル２３は、前記主検出系統の前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記予備検出系統の前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに磁気的に結合可能に設けられ、前記主検出系統又は前記予備検出系統の前記第１，第２信号処理部３５，４５から出力される前記第１，第２検出結果Ｃ１，Ｃ２を得ることで冗長系を構成しているので、前記第１，第２励磁制御部３２，４２と、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂと、前記第１，第２出力信号の信号処理を行う検出系統とを分離して冗長化し、且つ共通要因故障と信号干渉との発生を回避することができる。

また、前記主検出系統の前記第１故障判定部３４及び前記予備検出系統の前記第２故障判定部４４が故障を判定していない場合に、前記第１励磁制御部３２が前記主検出系統の前記第１励磁回路３１を動作させ前記予備検出系統の前記第２励磁回路４１を停止させるので、前記検出器１０が正常に動作している場合には、前記主検出系統で検出を行うことができる。

また、前記主検出系統の前記第１故障判定部３４が、前記主検出系統が故障したと判定した場合に、前記第１励磁制御部３２が前記主検出系統の前記第１励磁回路３１を停止させ、前記第２励磁制御部４２が前記予備検出系統の前記第２励磁回路４１を動作させるので、前記主検出系統の故障時に前記予備検出系統で検出を継続することができる。

また、少なくとも一つの前記予備検出系統の前記第２故障判定部４４のみが、該前記予備検出系統が故障したと判定した場合に、前記第２励磁制御部４２が該前記予備検出系統の前記第２励磁回路４１を停止させるので、前記予備検出系統の故障時に、故障した前記予備検出系統の動作を停止させることができる。

また、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び第２検出コイル２４ａ，２４ｂに接続されリファレンス信号を生成する前記第１，第２リファレンス信号生成部３３，４３を有し、前記第１，第２故障判定部３４，４４は、前記第１，第２リファレンス信号生成部３３，４３に接続され、第１，第２リファレンス信号と前記第１，第２故障検出閾値３６，４６とを比較して第１，第２リファレンス信号の強度が前記第１，第２故障検出閾値３６，４６よりも小さい場合は、該リファレンス信号を生成した前記第１，第２リファレンス信号生成部３３，４３を有する前記主検出系統又は前記予備検出系統が故障したと判定するので、前記主検出系統又は前記予備検出系統のいずれが故障したかを簡単に判定することができる。

なお、本発明の実施の形態では、第１，第２リファレンス信号を用いて各検出系統の故障判定を行っていたが、例えば前記第１、第２励磁信号をそれぞれＡＣカップリングした信号である第１、第２キャリア信号を用いる等の方法で故障判定を行ってもよい。具体的には、前記主検出系統回路部３及び前記予備検出系統回路部４にそれぞれ図示しない第１ＡＣカップリング回路及び第２ＡＣカップリング回路が設けられている。そして、前記第１ＡＣカップリング回路及び前記第２ＡＣカップリング回路は前記第１，第２励磁回路３１，４１の出力する前記第１，第２励磁信号をそれぞれＡＣカップリングする。該ＡＣカップリングをした信号である第１，第２キャリア信号は、前記検出器１０が正常に動作している場合は、常に前記第１，第２故障検出閾値３６，４６よりも大きい振幅を有するように生成される。

次に、前記第１，第２キャリア信号を前記第１，第２故障判定部３４，４４に入力し、前記第１，第２故障検出閾値３６，４６とを比較して、前記第１、第２キャリア信号が前記第１，第２故障検出閾値３６，４６よりも小さい場合は、該キャリア信号を生成した前記第１，第２キャリア信号生成部を有する前記主検出系統又は前記予備検出系統が故障したと判定する。これにより、前記第１、第２リファレンス信号ではなく、前記第１、第２キャリア信号を用いて、前記主検出系統又は前記予備検出系統のいずれが故障したかを簡単に判定することができる。

また、前記主検出系統回路部３は前記第１電源７１に接続されており、前記予備検出系統回路部４は前記第２電源７３に接続されている。これにより、電源の冗長化がなされている。

また、前記主検出系統回路部３は前記第１接地７２に接続されており、前記予備検出系統回路部４は前記第２接地７４に接続されている。これにより、接地の冗長化がなされている。

また、前記検出器１０は、前記主検出系統及び前記予備検出系統の故障状況により検出データの出力を行う系統を切替えているが、意図的に前記第１，第２励磁回路３１，４１の出力する第１，第２励磁信号を停止することで、検出データの出力を行う系統を切替えて、前記主検出系統及び前記予備検出系統が正常に動作するかを診断する自己診断を行うことが可能である。

例えば、図２に示す前記第１出力制御信号生成部８４が図１に示す前記第１励磁制御部３２を停止させる前記第１出力制御信号Ａ１を出力し、前記第１励磁制御部３２が停止した場合において、何らかの理由で前記第１励磁コイル２１が励磁されなくなった場合と同じく、図２に示す前記信号選択部８１は、前記第２検出結果Ｃ２を前記検出器１０の検出データとして出力するのであれば、前記第２励磁回路４１が正常に動作していると自己診断することができる。

同様に、図２に示す前記第１出力制御信号生成部８４及び前記第２出力制御信号生成部８５により、図１に示す前記第１励磁制御部３２及び前記第２励磁制御部４２の動作と停止との組み合わせを切替えて第１励磁信号及び第２励磁信号の出力状態を切替えることで、前記第１励磁回路３１が正常に動作していると自己診断することができる。

また同様に、前記第１電源７１を入又は切に切り替えることにより、前記予備検出系統及び前記第２励磁回路４１が正常に動作していると自己診断することができる。

また、前記検出器１０には予備検出系統が１つ設けられていたが、２つ以上の予備検出系統が設けられていてもよい。

また、前記第１励磁コイル２１と前記第２励磁コイル２３とは１つずつ設けられていたが、２つ以上ずつ設けられていてもよいし、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂと前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂとは２つずつ設けられていたが、３つ以上ずつ設けられていてもよい。

なお、本発明による検出器の要旨としては、以下の通りである。すなわち、前記第１，第２励磁制御部３２，４２に接続された前記第１，第２励磁回路３１，４１と、前記第１，第２励磁回路３１，４１に接続されて励磁される前記第１，第２励磁コイル２１，２３と、前記第１，第２励磁コイル２１，２３に隣接する前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂと、前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び第２検出コイル２４ａ，２４ｂに接続され前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び第２検出コイル２４ａ，２４ｂの前記第１，第２出力信号を処理する前記第１，第２信号処理部３５，４５と、前記第１出力信号に基づいて故障を判定するための前記第１，第２故障判定部３４，４４とを有する、複数の検出系統を備え、前記検出系統のうち、１つは主検出系統であり、少なくとも１つは予備検出系統であり、前記第１，第２故障判定部３４，４４は前記主検出系統及び前記予備検出系統の故障を判定し、前記主検出系統の前記第１励磁コイル２１は、前記主検出系統の前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記予備検出系統の前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに磁気的に結合可能に設けられ、前記予備検出系統の前記第２励磁コイル２３は、前記主検出系統の前記第１検出コイル２２ａ，２２ｂ及び前記予備検出系統の前記第２検出コイル２４ａ，２４ｂに磁気的に結合可能に設けられ、前記主検出系統又は前記予備検出系統の前記第１，第２信号処理部３５，４５から出力される前記第１，第２検出結果Ｃ１，Ｃ２を得ることで冗長系を構成している構成である。

本発明による検出器は、励磁制御部に接続された励磁回路と、励磁回路に接続されて励磁される励磁コイルと、励磁コイルに隣接する検出コイルと、検出コイルに接続され前記検出コイルの出力信号を処理する信号処理部と、出力信号に基づいて故障を判定するための故障判定部とを有する、複数の検出系統を備え、各検出系統のうち、１つは主検出系統であり、少なくとも１つは予備検出系統であり、故障判定部は各検出系統の故障を判定し、主検出系統の励磁コイルは、主検出系統の検出コイル及び予備検出系統の検出コイルに磁気的に結合可能に近接して設けられ、予備検出系統の励磁コイルは、主検出系統の検出コイル及び予備検出系統の検出コイルに磁気的に結合可能に近接して設けられ、主検出系統又は予備検出系統の信号処理部から出力される出力信号を得ることで冗長系を構成しているので、複数の、信号源、検出コイル及び検出コイルの出力信号の信号処理を行う検出系統を分離して冗長化するとともに、故障検出の感度を向上し且つ共通要因故障と信号干渉の発生とを回避することができる。

２１第１励磁コイル（励磁コイル）
２２ａ，２２ｂ第１検出コイル（検出コイル）
２３第２励磁コイル（励磁コイル）
２４ａ，２４ｂ第２検出コイル（検出コイル）
３１第１励磁回路（励磁回路）
３２第１励磁制御部（励磁制御部）
３３第１リファレンス信号生成部（リファレンス信号生成部）
３４第１故障判定部（故障判定部）
３５第１信号処理部（信号処理部）
３６第１故障検出閾値（閾値）
４１第２励磁回路（励磁回路）
４２第２励磁制御部（励磁制御部）
４３第２リファレンス信号生成部（リファレンス信号生成部）
４４第２故障判定部（故障判定部）
４５第２信号処理部（信号処理部）
４６第２故障検出閾値（閾値）
７１第１電源（電源）
７２第１接地（電位）
７３第２電源（電源）
７４第２接地（電位）

Claims

励磁制御部（３２，４２）に接続された励磁回路（３１，４１）と、
前記励磁回路（３１，４１）に接続されて励磁される励磁コイル（２１，２３）と、
前記励磁コイル（２１，２３）に隣接する検出コイル（２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ）と、
前記検出コイル（２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ）に接続され前記検出コイル（２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ）の出力信号を処理する信号処理部（３５，４５）と、
前記出力信号に基づいて故障を判定するための故障判定部（３４，４４）と
を有する、複数の検出系統を備え、
前記各検出系統のうち、１つは主検出系統であり、少なくとも１つは予備検出系統であり、
前記故障判定部（３４，４４）は前記各検出系統の故障を判定し、
前記主検出系統の前記励磁コイル（２１）は、前記主検出系統の前記検出コイル（２２ａ，２２ｂ）及び前記予備検出系統の前記検出コイル（２４ａ，２４ｂ）に磁気的に結合可能に近接して設けられ、
前記予備検出系統の前記励磁コイル（２３）は、前記主検出系統の前記検出コイル（２２ａ，２２ｂ）及び前記予備検出系統の前記検出コイル（２４ａ，２４ｂ）に磁気的に結合可能に近接して設けられ、
前記主検出系統又は前記予備検出系統の前記信号処理部（３５，４５）から出力される出力信号（Ｃ１，Ｃ２）を得ることで冗長系を構成している
ことを特徴とする検出器。
前記主検出系統の前記故障判定部（３４）及び前記予備検出系統の前記故障判定部（４４）が故障を判定していない場合に、前記励磁制御部（３２，４２）が前記主検出系統の前記励磁回路（３１）を動作させ前記予備検出系統の前記励磁回路（４１）を停止させることを特徴とする請求項１に記載の検出器。
前記主検出系統の前記故障判定部（３４）が、前記主検出系統が故障したと判定した場合に、前記励磁制御部（３２，４２）が前記主検出系統の前記励磁回路（３１）を停止させ前記予備検出系統の前記励磁回路（４１）を動作させることを特徴とする請求項２に記載の検出器。
少なくとも一つの前記予備検出系統の前記故障判定部（４４）のみが、該前記予備検出系統が故障したと判定した場合に、前記励磁制御部（４２）が該前記予備検出系統の前記励磁回路（４１）を停止させることを特徴とする請求項２又は３に記載の検出器。
前記検出コイル（２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ）に接続されリファレンス信号を生成するリファレンス信号生成部（３３，４３）を有し、
前記各故障判定部（３４，４４）は、前記各リファレンス信号生成部（３３，４３）に接続され、前記各リファレンス信号と所定の閾値（３６，４６）とを比較して前記各リファレンス信号の強度が前記閾値（３６，４６）よりも小さい場合は、該リファレンス信号を生成した前記リファレンス信号生成部（３３，４３）を有する前記検出系統が故障したと判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の検出器。
前記各故障判定部（３４，４４）は、前記各励磁回路（３１，４１）の出力する励磁信号をそれぞれＡＣカップリングした信号であるキャリア信号と所定の閾値（３６，４６）とを比較して、前記各キャリア信号の強度が前記閾値（３６，４６）よりも小さい場合は、該キャリア信号の元となる前記励磁信号を出力した前記励磁回路（３１，４１）を有する前記検出系統が故障したと判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の検出器。
前記主検出系統及び前記予備検出系統が、それぞれ異なる電源（７１，７３）に接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の検出器。
前記主検出系統及び前記予備検出系統が、それぞれ異なる電位（７２，７４）に接地されていることを特徴とする請求項７に記載の検出器。
前記主検出系統及び前記予備検出系統が、それぞれ前記励磁制御部（３２，４２）は前記励磁回路（３１，４１）の動作、停止を繰り返すことにより、前記主検出系統及び前記予備検出系統の前記励磁回路（３１，４１）の故障を判定することができることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の検出器。
前記主検出系統の前記電源（７１）を入又は切に切り替えることで、前記予備検出系統の故障判定及び前記励磁回路（４１）の故障判定を行うことを特徴とする請求項７又は８に記載の検出器。