JP2021004830A - レゾルバの異常検出回路 - Google Patents

Abstract

【課題】より小さい回路規模で、レゾルバからの出力信号の交流成分を低減して、レゾルバの検出巻線の側の異常を検出する。【解決手段】第１誘導信号ＳＳ１が入力される第１入力ノードＮ１と、第２誘導信号ＳＳ２が入力される第２入力ノードＮ２と、第１誘導信号ＳＳ１及び第２誘導信号ＳＳ２の電圧の差分に基づいて差動信号ＭＮＴを出力する差動増幅回路５７とを備えた角度検出回路に接続される異常検出回路１は、検査信号ＤＩＡＧが出力される検査信号出力ノードＮ３と、第１入力ノードＮ１と検査信号出力ノードＮ３との間に接続された第１検査用抵抗Ｒｄ１と、第２入力ノードＮ２と検査信号出力ノードＮ３との間に接続された第２検査用抵抗Ｒｄ２とを備える。第１検査用抵抗Ｒｄ１と第２検査用抵抗Ｒｄ２との抵抗値の大小関係は、第１誘導信号ＳＳ１と第２誘導信号ＳＳ２との振幅の大小関係と同じである。【選択図】図２

Description

本発明は、回転体の回転を検出するレゾルバの検出巻線の側の異常を検出するレゾルバの異常検出回路に関する。

回転電機などの回転体の回転を検出する回転センサとしてレゾルバが知られている。一般的に、レゾルバは、回転体と共に回転するロータに備えられた１つの一次巻線（励磁巻線）と、ステータに備えられた２つの二次巻線（検出巻線）とを有している。励磁巻線が正弦波交流によって励磁されると、検出巻線に正弦波交流が誘導される。２つの検出巻線は、機械的に９０度ずらして配置されており、それぞれの検出巻線に誘導される正弦波交流は、電気的な位相が９０度異なる。その位相差を利用して、回転検出回路によりロータの回転位置（回転角度）が検出される。このように、ロータの回転位置の検出には、２つの検出巻線からの出力が必要であり、一方に不具合が生じても正確な検出に支障がある。このため、角度検出回路と共に、検出巻線の断線や短絡、検出巻線と角度検出回路との結線の断線や短絡などを検出する異常検出回路が設けられることがある。

特開２０１６−２２３８３９号公報には、検出巻線から角度検出回路への信号（レゾルバからの出力信号）の異常（検出巻線の断線や短絡、検出巻線と回転検出回路との結線の断線や短絡）を検出するための異常検出回路の一例が開示されている。この回路では、角度検出回路に入力されるレゾルバからの出力信号から分岐させたモニタ信号にオフセット電圧を付加して基準電圧との比較を行うことによって、レゾルバからの出力信号の異常を検出している。今日では、レゾルバから出力されるアナログの出力信号をデジタル変換して、マイクロコンピュータ等で信号処理を行うことも多い。従って、異常検出回路についても、マイクロコンピュータ等と協働することが考えられる。この場合、異常検出回路に入力されるレゾルバからの出力信号に基づくアナログ信号がデジタル変換されることとなるが、レゾルバからの出力信号には励磁成分である交流成分が重畳されている。デジタル変換の応答性等を考慮すると交流成分を小さくすることが望ましく、例えば、フィルタコンデンサによって交流成分が低減される。

特開２０１６−２２３８３９公報

上述したように、一般的には、レゾルバには２つの検出巻線が備えられている。従って、フィルタコンデンサもそれぞれの検出巻線に対応する異常検出回路に備えられることになる。しかし、そのようなフィルタコンデンサを設けると異常検出回路及び角度検出回路を含む回路基板の実装面積が大きくなる可能性がある。

上記背景に鑑みて、より小さい回路規模で、レゾルバからの出力信号の交流成分を低減して、レゾルバの検出巻線の側の異常を検出することができるレゾルバの異常検出回路の提供が望まれる。

上記に鑑みた、回転体の回転を検出するレゾルバの検出巻線の側の異常を検出するレゾルバの異常検出回路は、１つの態様として、前記検出巻線の一方の端部に接続されて第１誘導信号が入力される第１入力ノードと、前記検出巻線の他方の端部が接続されて第２誘導信号が入力される第２入力ノードと、前記第１入力ノードに接続されると共に前記第２入力ノードに接続されて前記第１誘導信号及び前記第２誘導信号の電圧の差分に基づいて差動信号を出力する差動増幅回路と、を備えた角度検出回路に接続され、直流電圧成分が判定対象となる検査信号が出力される検査信号出力ノードと、前記第１入力ノードと前記検査信号出力ノードとの間に接続された第１検査用抵抗と、前記第２入力ノードと前記検査信号出力ノードとの間に接続された第２検査用抵抗と、を備え、前記第１検査用抵抗と前記第２検査用抵抗との抵抗値の大小関係が、前記第１誘導信号と前記第２誘導信号との振幅の大小関係と同じである。

この構成によれば、第１誘導信号の振幅と第２誘導信号の振幅との関係に応じて、第１検査用抵抗の抵抗値及び第２検査用抵抗の抵抗値が設定される。第１誘導信号と第２誘導信号とは、互いに位相が１８０度異なる交流信号であるが、振幅が異なるために、検査信号出力ノードにおいて、第１誘導信号と第２誘導信号とが合成された場合に、交流成分が残る。本構成によれば、第１誘導信号を検査信号出力ノードに伝達する経路に配置される第１検査用抵抗、及び、第２誘導信号を検査信号出力ノードに伝達する経路に配置される第２検査用抵抗が、それぞれ、伝達される誘導信号の振幅の大小関係に応じた大小関係となるように設定される。その結果、検査信号出力ノードにおいて、第１誘導信号と第２誘導信号とが合成された場合に、検査信号に残る交流成分を減少させることができる。即ち、第１検査用抵抗及び第２検査用抵抗によって、検査信号の交流成分を減衰させることができるので、検査信号出力ノードにフィルタ用の素子（例えばフィルタコンデンサなど）を付加して検査信号を平滑化する必要性を低減することができる。このように、本構成によれば、より小さい回路規模で、レゾルバからの出力信号の交流成分を低減して、レゾルバの検出巻線の側の異常を検出することができるレゾルバの異常検出回路を提供できる。

レゾルバの異常検出回路のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。

レゾルバを用いた回転検出装置の構成を模式的に示すブロック図 異常検出回路の一例を模式的に示す回路ブロック図 検出巻線の誘導信号波形の一例を示す波形図 回転検出信号の一例を示す波形図 異常検出信号の一例を示す波形図 角度検出回路の交流等価回路 比較例の異常検出回路（フィルタ無し）の異常検出信号の例を示す波形図 比較例の異常検出回路（フィルタ有り）の異常検出信号の例を示す波形図 異常検出回路の比較例を模式的に示す回路ブロック図

以下、レゾルバの異常検出回路の実施形態を図面に基づいて説明する。図１のブロック図は、レゾルバ３を用いた回転検出装置１０の構成を模式的に示している。回転検出装置１０は、レゾルバ３の励磁回路４（ＡＭＰＣ）と、Ｒ／Ｄコンバータ（レゾルバ・デジタル・コンバータ）を中核として構成された角度検出回路５を備えている。制御装置７（ＣＮＴＬ）は、レゾルバ３が回転を検出する対象、例えば回転電機などの回転体を駆動制御する制御装置である。なお、回転電機には、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれもが含まれる。

レゾルバ３は、レゾルバロータ３１に備えられた励磁巻線Ｌｒと、互いに電気的に９０度の位相差を有して設置された２つの検出巻線（第１検出巻線Ｌ１，第２検出巻線Ｌ２）とを有して構成されている。レゾルバ３は、回転子（レゾルバロータ３１）の励磁巻線Ｌｒに印加された電圧に応じて、複数の固定子の検出巻線（Ｌ１，Ｌ２）に誘導される電圧に基づいて回転子に同期回転する被検出体（例えば回転電機のロータ）の回転状態（回転速度や回転位置（回転角度））を検出する。

レゾルバ３は、レゾルバロータ３１の回転に応じて、２つの検出巻線Ｌｓ（Ｌ１，Ｌ２）に誘導される異なる位相（ここでは９０度異なる位相）の信号の相関関係に基づいて、被検出体の回転状態を検出する。９０度位相の異なる正弦波状の波形は、一方を余弦波（ｃｏｓ）、他方を正弦波（ｓｉｎ）として扱うことができる。従って、２つの検出巻線Ｌｓは、例えば、余弦波用の第１検出巻線Ｌ１，正弦波用の第２検出巻線Ｌ２である。角度検出回路５は、余弦波処理部５１（ＣＯＳ）と正弦波処理部５２（ｓｉｎ）とを備えた角度演算部５０（ＡＯＰ）を有して構成されている。余弦波処理部５１及び正弦波処理部５２は、図２に例示するように、演算増幅器５５を用いた差動増幅回路５７を中核として構成されている。角度演算部５０は、２つの検出巻線Ｌｓから得られた誘導信号に基づいて、レゾルバロータ３１の回転角（電気角）を演算する。この回転角は入出力インターフェース部５３（ＩＯＩＦ）を介して外部の制御装置７などにデジタルデータで提供される。

また、角度検出回路５には、励磁巻線Ｌｒを励磁するための励磁信号の元となる励磁源信号を生成する励磁源信号生成部５４（ＧＥＮ）も備えられている。励磁源信号は、例えば波高値（ピーク・トゥ・ピーク）が２［Ｖ］（振幅が１［Ｖ］）、周波数が１０［ｋＨｚ］〜２０［ｋＨｚ］の正弦波状の信号である（以下、波高値について、適宜 “２［Ｖｐ−ｐ］”などと表記する。）。一般的に、レゾルバ３の励磁巻線Ｌｒを励磁する場合には、波高値が２０［Ｖｐ−ｐ］程度の正弦波状の信号が必要である。このため、一例として励磁回路４は、角度検出回路５から提供された２［Ｖｐ−ｐ］の励磁源信号の振幅を増幅して２０［Ｖｐ−ｐ］の励磁信号を生成する。

レゾルバ３には、複数の検出巻線Ｌｓが備えられているが、検出巻線Ｌｓ及び検出巻線Ｌｓと角度検出回路５とを接続する信号線等に断線や短絡などの異常が生じると、正確に回転を検出することができなくなる。このため、図２に示すように、回転検出装置１０には、検出巻線Ｌｓの側の異常（短絡や断線等）を検出するための異常検出回路１が備えられている。異常検出回路１は、それぞれの検出巻線Ｌｓ（Ｌ１，Ｌ２）に対して１つずつ設けられ、角度検出回路５に接続されている。尚、図２は、１つの異常検出回路１が接続される対象、つまり、１つの検出巻線Ｌｓに対する角度演算部５０（余弦波処理部５１又は正弦波処理部５２）の差動増幅回路５７、及び、異常検出回路１からの検査信号ＤＩＡＧが入力される対象である制御装置７も含めて例示している。

図２に示すように、角度検出回路５は、第１入力ノードＮ１と、第２入力ノードＮ２と、差動増幅回路５７とを備えている。第１入力ノードＮ１は、検出巻線Ｌｓの一方の端部（例えば、余弦波用の第１検出巻線Ｌ１のＳ１端子又は正弦波用の第２検出巻線Ｌ２のＳ２端子）に接続されて第１誘導信号ＳＳ１が入力されるノードである。第２入力ノードＮ２は、検出巻線Ｌｓの他方の端部（例えば、余弦波用の第１検出巻線Ｌ１のＳ３端子又は正弦波用の第２検出巻線Ｌ２のＳ４端子）が接続されて第２誘導信号ＳＳ２が入力されるノードである。差動増幅回路５７は、第１入力ノードＮ１に接続されると共に第２入力ノードＮ２に接続されて第１誘導信号ＳＳ１及び第２誘導信号ＳＳ２の電圧の差分に基づいて差動信号ＭＮＴを出力する。余弦波処理部５１からは余弦波差動信号（例えば“ＣＯＳＭＮＴ”）が出力され、正弦波処理部５２からは正弦波差動信号（例えば“ＳＩＮＭＮＴ”）が出力される。図３の波形図は、検出巻線Ｌｓの誘導信号波形（第１誘導信号ＳＳ１及び第２誘導信号ＳＳ２）の一例を示している。また、図４の波形図は、差動増幅回路５７の出力信号である差動信号ＭＮＴの一例を示している。

上述したように、差動増幅回路５７は、演算増幅器５５を備えて構成されている。演算増幅器５５の非反転入力端子は、第１入力抵抗Ｒｉｎ１を介して第１入力ノードＮ１に接続されると共に、差動増幅回路５７の正極と負極との間に設定された基準電圧Ｖｃｏｍに対して第１帰還抵抗Ｒｆ１を介して接続されている。演算増幅器５５の反転入力端子は、第２入力抵抗Ｒｉｎ２を介して第２入力ノードＮ２に接続されると共に、演算増幅器５５の出力端子と第２帰還抵抗Ｒｆ２を介して接続されている。

第１入力抵抗Ｒｉｎ１及び第２入力抵抗Ｒｉｎ２は、差動増幅回路５７の出力信号である差動信号ＭＮＴの振幅を調整するための抵抗として用いられる。尚、第１入力抵抗Ｒｉｎ１及び第２入力抵抗Ｒｉｎ２の有無に拘わらず、差動増幅回路５７は、第１入力ノードＮ１に接続されると共に第２入力ノードＮ２に接続されているということができる。つまり、差動増幅回路５７は、第１入力ノードＮ１及び第２入力ノードＮ２との間のインピーダンス（抵抗値）に拘わらず、第１入力ノードＮ１に接続されると共に第２入力ノードＮ２に接続されている。基準電圧Ｖｃｏｍは、差動信号ＭＮＴの振幅中心を規定する電圧であり、例えば、差動増幅回路５７の正極（Ｖｃｃ）とグラウンドとの中間電位に設定されている。また、本実施形態において、第１入力抵抗Ｒｉｎ１と第２入力抵抗Ｒｉｎ２とは定格の抵抗値が同じ抵抗であり、第１帰還抵抗Ｒｆ１と第２帰還抵抗Ｒｆ２とは定格の抵抗値が同じ抵抗である。

異常検出回路１は、角度検出回路５接続される回路であり、検査信号ＤＩＡＧが出力される検査信号出力ノードＮ３と、第１検査用抵抗Ｒｄ１と、第２検査用抵抗Ｒｄ２とを備えている。第１検査用抵抗Ｒｄ１は、第１入力ノードＮ１と検査信号出力ノードＮ３との間に接続されており、第２検査用抵抗Ｒｄ２は、第２入力ノードＮ２と検査信号出力ノードＮ３との間に接続されている。つまり、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２を介して、第１入力ノードＮ１と第２入力ノードＮ２とは、検査信号出力ノードＮ３において接続されている。

検査信号ＤＩＡＧは、検査信号ＤＩＡＧの直流成分が判定対象となる信号であり、本実施形態では、制御装置７のＡ／Ｄコンバータ（アナログデジタルコンバータ）７１によりデジタル値に変換されて、制御装置７により異常の有無が判定される。図３に示すように、第１誘導信号ＳＳ１及び第２誘導信号ＳＳ２は、大きな交流成分を有する信号である。本実施形態では、検査信号出力ノードＮ３にこの交流成分が重畳されないように、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値を設定している。詳細は後述するが、本実施形態では、第１検査用抵抗Ｒｄ１と第２検査用抵抗Ｒｄ２との抵抗値の大小関係が、第１誘導信号ＳＳ１と第２誘導信号ＳＳ２との振幅の大小関係と同じとなるように設定されている。

図５の波形図は、本実施形態の異常検出回路１から出力される検査信号ＤＩＡＧの一例を示している。この例では、第１誘導信号ＳＳ１の振幅（図３に示す第１振幅Ａ１）と第２誘導信号（図３に示す第２振幅Ａ２）の振幅との比が、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値との比と同じとなるように設定されている。図７の波形図は、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値が適切に設定されていない場合の検査信号ＤＩＡＧを比較例として示している。図７の波形図は、第１検査用抵抗Ｒｄ１と第２検査用抵抗Ｒｄ２とが定格の抵抗値が同じ抵抗である場合の検査信号ＤＩＡＧを例示している。

図７に示すように、第１検査用抵抗Ｒｄ１と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値が同じ場合には、検査信号ＤＩＡＧには大きな交流成分が重畳されている。このように、検査信号ＤＩＡＧに交流成分が大きく重畳されていると、制御装置７において正確に異常の有無を判定することが難しい。しかし、図５に示すように、交流成分が十分に低減された検査信号ＤＩＡＧであれば、制御装置７において異常の有無を判定することが容易となる。

本実施形態の異常検出回路１では、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値との大小関係が、第１誘導信号ＳＳ１の第１振幅Ａ１と第２誘導信号ＳＳ２の第２振幅Ａ２との大小関係と同じである。つまり、本実施形態では、第２誘導信号ＳＳ２の第２振幅Ａ２に比べて、第１誘導信号ＳＳ１の第１振幅Ａ１の方が大きい。従って、第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値に比べて、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値の方が大きくなるように、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値が設定されている。その結果、検査信号ＤＩＡＧに重畳される交流成分が減衰し、検査信号ＤＩＡＧの直流成分に基づいて制御装置７等が適切に検出巻線Ｌｓ等の異常を判定することができる。

ところで、図７に示すような交流成分は、図９に示す比較例の異常検出回路１Ｂのように、検査信号出力ノードＮ３とグラウンド（角度検出回路５（及び差動増幅回路５７）の負極）との間にフィルタコンデンサＣｄを配置することによって減衰させることができる。図８の波形図は、第１検査用抵抗Ｒｄ１と第２検査用抵抗Ｒｄ２とが定格の抵抗値が同じ抵抗であり、検査信号出力ノードＮ３にフィルタコンデンサＣｄを接続した場合の検査信号ＤＩＡＧの一例を示している。図８に示すように、検査信号ＤＩＡＧに重畳される交流成分はフィルタコンデンサＣｄによって平滑化されて減衰する。従って、検査信号ＤＩＡＧの直流成分に基づいて制御装置７等は適切に検出巻線Ｌｓの異常の有無を判定することができる。しかし、この構成では、フィルタコンデンサＣｄが必要であり、異常検出回路１の回路規模が大きくなり、コストも上昇する。これに対して、本実施形態の異常検出回路１では、フィルタコンデンサＣｄを設けることなく、検査信号ＤＩＡＧに重畳される交流成分を減衰させることができる。

尚、検査信号ＤＩＡＧの直流成分は、異常がない場合には、概ね差動増幅回路５７の基準電圧Ｖｃｏｍとなる。一方、第１入力ノードＮ１や第２入力ノードＮ２が角度検出回路５の負極に短絡（地絡）したり、正極に短絡（天絡）したりすると、検査信号ＤＩＡＧの直流電位が移動する。つまり、制御装置７は、検査信号ＤＩＡＧの直流成分（直流電位）に基づいて、異常の有無を判定することができる。

ところで、本実施形態では、異常検出回路１は、第１バイアス電圧と第１入力ノードＮ１との間に接続された第１バイアス抵抗ＲＨと、第１バイアス電圧よりも低い第２バイアス電圧と第２入力ノードＮ２との間に接続された第２バイアス抵抗ＲＬとを備えている。これらのバイアス抵抗（ＲＨ，ＲＬ）を備えることによって、異常検出回路１は、検出巻線Ｌｓが断線した場合に、異常を示す信号を出力することができる。検出巻線Ｌｓが断線した場合、検出巻線Ｌｓを介した異常検出回路１の閉回路は遮断される。しかし、バイアス抵抗（ＲＨ，ＲＬ）を備えることによって、第１バイアス電圧から第２バイアス電圧に至る閉回路が形成される。検査信号ＤＩＡＧは、第１バイアス電圧と第２バイアス電圧との電位差を、“第１バイアス抵抗ＲＨと第１検査用抵抗Ｒｄ１との和”及び“第２バイアス抵抗ＲＬと第２検査用抵抗Ｒｄ２との和”で分圧した直流電位を有する信号となる。

図２に示すように、本実施形態において、第１バイアス電圧は、角度検出回路５（差動増幅回路５７）の正極（Ｖｃｃ）であり、第２バイアス電圧は、角度検出回路５（差動増幅回路５７）の負極（グラウンド）である。そして、上述したように、本実施形態では、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値は、それぞれ第１誘導信号ＳＳ１及び第２誘導信号ＳＳ２に基づいて設定された異なる値である。従って、第１バイアス抵抗ＲＨの抵抗値と第２バイアス抵抗ＲＬの抵抗値とが同じ値であったとしても、分圧された電位は、正極と負極とを二等分した電位とはならない。従って、基準電圧Ｖｃｏｍが正極と負極とを二等分した電位であっても、基準電圧Ｖｃｏｍとは異なる電位となる。従って、制御装置７は、検査信号ＤＩＡＧの直流成分に基づいて、検出巻線Ｌｓが断線したか否かを判定することができる。

尚、当然ながら、基準電圧Ｖｃｏｍが正極と負極とを二等分した電位でなくてもよいし、第１バイアス抵抗ＲＨの抵抗値と第２バイアス抵抗ＲＬの抵抗値とが同じ値でなくてもよい。また、第１バイアス電圧は正極とは異なる電位でもよく、第２バイアス電圧も負極とは異なる電位でもよい。但し、検出巻線Ｌｓが断線したか否かを判定するためには、基準電圧Ｖｃｏｍの負極を基準とした電位と、第１バイアス電圧と第２バイアス電圧との電位差を“第１バイアス抵抗ＲＨと第１検査用抵抗Ｒｄ１との和”及び“第２バイアス抵抗ＲＬと第２検査用抵抗Ｒｄ２との和”で分圧した電圧の負極を基準とした電位とが異なるように、基準電圧Ｖｃｏｍ、第１バイアス抵抗ＲＨ、第２バイアス抵抗ＲＬが設定されていると好適である。

上述したように、本実施形態の異常検出回路１では、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値との大小関係が、第１誘導信号ＳＳ１の第１振幅Ａ１と第２誘導信号ＳＳ２の第２振幅Ａ２との大小関係と同じである。さらに、図５を参照して説明したように、第１誘導信号ＳＳ１の第１振幅Ａ１と第２誘導信号ＳＳ２の第２振幅Ａ２との比が、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値との比と同じとなるように設定されていると、交流成分のほとんどを減衰させることができて好適である。

第１振幅Ａ１と第２振幅Ａ２との比が、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値との比に近づくに従って、検査信号ＤＩＡＧの交流成分は小さくなる。但し、比が同じでなくても、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値との大小関係が、第１振幅Ａ１と第２振幅Ａ２との大小関係と同じであれば、交流成分は減衰する。例えば、第１振幅Ａ１と第２振幅Ａ２との比と、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値との比との差が、第１振幅Ａ１と第２振幅Ａ２との比に対して±１５％以下であると好適である。

工業製品において一般的に用いられる抵抗器の定格の抵抗値に対する許容誤差は、１０％程度である。また、抵抗値が固定された固定抵抗器の定格値は、Ｅ１２系列、Ｅ２４系列等、等比級数的に段階的に設定されている。このため、計算によって求められた第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の理想的な抵抗値が固定抵抗器の定格値に一致するとは限らない。この誤差を考慮すると、上述したように、１５％程度の誤差の範囲内で、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値が設定されると実用的である。

尚、本実施形態では、第１入力抵抗Ｒｉｎ１及び第２入力抵抗Ｒｉｎ２は、例えば４０〜５０［ｋΩ］程度、第１帰還抵抗Ｒｆ１及び第２帰還抵抗Ｒｆ２は、例えば１０〜３０［ｋΩ］程度、第１バイアス抵抗ＲＨ及び第２バイアス抵抗ＲＬは、例えば６０〜７０［ｋΩ］程度、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２は、例えば１００〜３００［ｋΩ］程度である。また、角度検出回路５の正極（Ｖｃｃ）は例えば５［Ｖ］であり、基準電圧Ｖｃｏｍは例えば２．５［Ｖ］である。

以下、誘導信号（ＳＳ１，ＳＳ２）の振幅（Ａ１，Ａ２）に応じて、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値を設定すること検査信号ＤＩＡＧの交流成分を抑制できる根拠について説明する。

検出巻線Ｌｓを振幅Ｖａの交流電圧源と考えると、第１誘導信号ＳＳ１の電圧Ｖｓｓ１及び第２誘導信号ＳＳ２の電圧Ｖｓｓ２は、下記式（１）、（２）で表すことができる。尚、“Ｖｄｃ”は直流バイアス成分、“α”、“β”は“α＞０”、“β＞０”、“α＋β＝１”の条件を満たす定数である。

Ｖｓｓ１ ＝ α・Ｖａ＋Ｖｄｃ ・・・(1)
Ｖｓｓ２ ＝−β・Ｖａ＋Ｖｄｃ ・・・(2)

また、検査信号ＤＩＡＧの電圧Ｖｄｉａｇは、下記式（３）で表される。

ここで、式（３）の第２項の分子（−Ｒｄ１・β＋Ｒｄ２・α）がゼロであれば、検査信号ＤＩＡＧの交流成分をゼロにすることができる。即ち、下記式（４）が成り立つと、検査信号ＤＩＡＧの交流成分をゼロにすることができる。

Ｒｄ１・β ＝ Ｒｄ２・α ・・・(4)

これを変形すると、下記式（５）となる。

Ｒｄ１：Ｒｄ２ ＝ α：β ・・・(5)

上記式（１）、式（２）に示したように、“α”及び“β”は、第１誘導信号ＳＳ１及び第２誘導信号ＳＳ２の振幅に相当する。従って、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値の大小関係が、第１誘導信号ＳＳ１及び第２誘導信号ＳＳ２の振幅の比に応じた大小関係に設定されていると、検査信号ＤＩＡＧの交流成分を小さくすることができる。さらに、第１誘導信号ＳＳ１の第１振幅Ａ１と第２誘導信号ＳＳ２の第２振幅Ａ２との比が、第１検査用抵抗Ｒｄ１の抵抗値と第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値との比と同じであれば、理論的には交流成分を除去することができる。

ところで、上述したように、本実施形態においては、第１入力抵抗Ｒｉｎ１と第２入力抵抗Ｒｉｎ２とは定格の抵抗値が同じ抵抗であり、第１帰還抵抗Ｒｆ１と第２帰還抵抗Ｒｆ２とは定格の抵抗値が同じ抵抗である。この場合には、第１振幅Ａ１と第２振幅Ａ２との比を用いず、角度検出回路５に設けられた各抵抗の抵抗値によって第１検査用抵抗Ｒｄ１と第２検査用抵抗Ｒｄ２との比を規定することができる。ここで、第１入力抵抗Ｒｉｎ１及び第２入力抵抗Ｒｉｎ２の抵抗値を、定格値が同じ“Ｒｉｎ”とし、第１帰還抵抗Ｒｆ１及び第２帰還抵抗Ｒｆ２の抵抗値を、定格値が同じ“Ｒｆ”とする。下記式（６）は、入力抵抗Ｒｉｎ（＝Ｒｉｎ１＝Ｒｉｎ２）、帰還抵抗Ｒｆ（＝Ｒｆ１，Ｒｆ２）、第１バイアス抵抗ＲＨ、第２バイアス抵抗ＲＬによって規定される第１検査用抵抗Ｒｄ１と第２検査用抵抗Ｒｄ２との比を示している。

以下、式（６）が成立する根拠について重ね合わせの理を使って説明する。図６は、図２の角度検出回路５の直流分を除いた交流等価回路を示している。ここでは、“Ｒｉｎ１＝Ｒｉｎ２＝Ｒｉｎ”、“Ｒｆ１＝Ｒｆ２＝Ｒｆ”、演算増幅器５５の入力インピーダンスを無限大とし、検出巻線Ｌｓに誘導される交流成分を振幅が“Ｖａ”の交流電圧源とし、演算増幅器５５の出力における交流成分を振幅が“Ｖａ・（Ｒｆ／Ｒｉｎ）”の交流電圧源としている。また、以下において、中括弧“｛｝”に囲まれた式中でのパイプ記号“｜”は、下記式（７）に示すように、並列抵抗の合成値（並列接続された抵抗ｒ１，ｒ２の合成抵抗値）を計算する演算子とする。

交流電圧源“Ｖａ・（Ｒｆ／Ｒｉｎ）”を短絡した場合に、検査信号ＤＩＡＧに現れる電圧は、下記式（８）で表される。

また、交流電圧源“Ｖａ”を短絡した場合に、検査信号ＤＩＡＧに現れる電圧は、下記式（９）で表される。

検査信号ＤＩＡＧに現れる交流成分がゼロになるのは、式（８）と式（９）との和がゼロになるときである。“式（８）＋式（９）”を変形すると、下記式（１０）が得られる。

式（１０）をさらに変形し、簡略化すると、上記式（６）が得られる。式（６）における“（ＲＬ＋Ｒｉｎ）・（Ｒｉｎ＋Ｒｆ）”を“Ｒ１”とし、“ＲＨ・（Ｒｉｎ−Ｒｆ）＋Ｒｉｎ・（Ｒｉｎ＋Ｒｆ）”を“Ｒ２”として、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値は、“Ｒｄ１／Ｒｄ２＝（ＲＨ／ＲＬ）・（Ｒ１／Ｒ２）”の関係を満足するように設定することができる。

上述したように、一般的に、角度検出回路５には演算増幅器５５を用いた差動増幅回路５７が用いられる。そして、差動増幅回路５７に用いられる２つの入力抵抗（Ｒｉｎ１，Ｒｉｎ２）には、定格値が同じ抵抗器が用いられ、帰還抵抗（Ｒｆ１，Ｒｆ２）にも定格値が同じ抵抗器が用いられることが多い。第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値は、第１誘導信号ＳＳ１及び第２誘導信号ＳＳ２の振幅（Ａ１，Ａ２）に応じて設定されるが、このように角度検出回路５が構成される場合には、入力抵抗（Ｒｉｎ１，Ｒｉｎ２）、帰還抵抗（Ｒｆ１，Ｒｆ２）及び異常検出回路（１）におけるバイアス抵抗（ＲＨ，ＲＬ）によって、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値を規定することができる。

尚、第１バイアス抵抗ＲＨ及び第２バイアス抵抗ＲＬの抵抗値（定格値）は、同じであってもよく、これらが同じ値の場合には、“Ｒｄ１／Ｒｄ２＝（Ｒ１／Ｒ２）”の関係を満足するように、第１検査用抵抗Ｒｄ１及び第２検査用抵抗Ｒｄ２の抵抗値を設定することができる。

以上、説明したよういに、本実施形態によれば、より小さい回路規模で、レゾルバ３からの出力信号の交流成分を低減して、レゾルバ３の検出巻線Ｌｓの側の異常を検出することができるレゾルバの異常検出回路１を提供できる。

〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明したレゾルバの異常検出回路（１）の概要について簡単に説明する。

１つの態様として、回転体の回転を検出するレゾルバ（３）の検出巻線（Ｌｓ）の側の異常を検出するレゾルバの異常検出回路（１）は、前記検出巻線（Ｌｓ）の一方の端部（Ｓ１，Ｓ２）に接続されて第１誘導信号（ＳＳ１）が入力される第１入力ノード（Ｎ１）と、前記検出巻線（Ｌｓ）の他方の端部（Ｓ３，Ｓ４）が接続されて第２誘導信号（ＳＳ２）が入力される第２入力ノード（Ｎ２）と、前記第１入力ノード（Ｎ１）に接続されると共に前記第２入力ノード（Ｎ２）に接続されて前記第１誘導信号（ＳＳ１）及び前記第２誘導信号（ＳＳ２）の電圧の差分に基づいて差動信号（ＭＮＴ）を出力する差動増幅回路（５７）と、を備えた角度検出回路（５）に接続され、直流電圧成分が判定対象となる検査信号（ＤＩＡＧ）が出力される検査信号出力ノード（Ｎ３）と、前記第１入力ノード（Ｎ１）と前記検査信号出力ノード（Ｎ３）との間に接続された第１検査用抵抗（Ｒｄ１）と、前記第２入力ノード（Ｎ２）と前記検査信号出力ノード（Ｎ３）との間に接続された第２検査用抵抗（Ｒｄ２）と、を備え、前記第１検査用抵抗（Ｒｄ１）と前記第２検査用抵抗（Ｒｄ２）との抵抗値の大小関係が、前記第１誘導信号（ＳＳ１）と前記第２誘導信号（ＳＳ２）との振幅の大小関係と同じである。

この構成によれば、第１誘導信号（ＳＳ１）の振幅と第２誘導信号（ＳＳ２）の振幅との関係に応じて、第１検査用抵抗（Ｒｄ１）の抵抗値及び第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値が設定される。第１誘導信号（ＳＳ１）と第２誘導信号（ＳＳ２）とは、互いに位相が１８０度異なる交流信号であるが、振幅が異なるために、検査信号出力ノード（Ｎ３）において、第１誘導信号（ＳＳ１）と第２誘導信号（ＳＳ２）とが合成された場合に、交流成分が残る。本構成によれば、第１誘導信号（ＳＳ１）を検査信号出力ノード（Ｎ３）に伝達する経路に配置される第１検査用抵抗（Ｒｄ１）、及び、第２誘導信号（ＳＳ２）を検査信号出力ノード（Ｎ３）に伝達する経路に配置される第２検査用抵抗（Ｒｄ２）が、それぞれ、伝達される誘導信号（ＳＳ１，ＳＳ２）の振幅の大小関係に応じた大小関係となるように設定される。その結果、検査信号出力ノード（Ｎ３）において、第１誘導信号（ＳＳ１）と第２誘導信号（ＳＳ２）とが合成された場合に、検査信号（ＤＩＡＧ）に残る交流成分を減少させることができる。即ち、第１検査用抵抗（Ｒｄ１）及び第２検査用抵抗（Ｒｄ２）によって、検査信号（ＤＩＡＧ）の交流成分を減衰させることができるので、検査信号出力ノード（Ｎ３）にフィルタ用の素子（例えばフィルタコンデンサ（Ｃｄ）など）を付加して検査信号（ＤＩＡＧ）を平滑化する必要性を低減することができる。このように、本構成によれば、より小さい回路規模で、レゾルバ（３）からの出力信号の交流成分を低減して、レゾルバ（３）の検出巻線（Ｌｓ）の側の異常を検出することができるレゾルバの異常検出回路（１）を提供できる。

ここで、前記第１誘導信号（ＳＳ１）の振幅（Ａ１）と前記第２誘導信号（ＳＳ２）の振幅（Ａ２）との比と、前記第１検査用抵抗（Ｒｄ１）の抵抗値と前記第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値との比との差が、前記第１誘導信号（ＳＳ１）の振幅（Ａ１）と前記第２誘導信号（ＳＳ２）の振幅（Ａ２）との比に対して±１５％以下であると好適である。

第１誘導信号（ＳＳ１）の振幅（Ａ１）と前記第２誘導信号（ＳＳ２）の振幅（Ａ２）との比が、前記第１検査用抵抗（Ｒｄ１）の抵抗値と前記第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値との比に近づくに従って、検査信号（ＤＩＡＧ）の交流成分は小さくなる。しかし、工業製品において一般的に用いられる抵抗器の定格の抵抗値に対する許容誤差は、１０％程度である。また、抵抗値が固定された固定抵抗器の定格値は、等比級数的に段階的に設定されており、計算によって求められた第１検査用抵抗（Ｒｄ１）及び第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の理想的な抵抗値が固定抵抗器の定格値に一致するとは限らない。この誤差を考慮すると、上述したように、１５％程度の誤差の範囲内で、第１検査用抵抗（Ｒｄ１）及び第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値が設定されると実用的である。これにより、交流成分の少ない検査信号（ＤＡＩＧ）を得ることができる。

また、前記第１誘導信号（ＳＳ１）の振幅（Ａ１）と前記第２誘導信号（ＳＳ２）の振幅（Ａ２）との比が、前記第１検査用抵抗（Ｒｄ１）の抵抗値と前記第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値との比と同じとなるように設定されていると好適である。

第１誘導信号（ＳＳ１）の振幅（Ａ１）と前記第２誘導信号（ＳＳ２）の振幅（Ａ２）との比が、前記第１検査用抵抗（Ｒｄ１）の抵抗値と前記第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値との比に近づくに従って、検査信号（ＤＩＡＧ）の交流成分は小さくなる。従って、本構成のように、誘導信号（ＳＳ１，ＳＳ２）同士の比と検査用抵抗（ｒｄ１，ＲＤ２）同士の比とが同じとなるように、第１検査用抵抗（Ｒｄ１）の抵抗値と第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値が設定されていると、交流成分の少ない検査信号（ＤＡＩＧ）を得ることができる。

ここで、前記差動増幅回路（５７）が、演算増幅器（５５）を備えて構成され、前記演算増幅器（５５）の非反転入力端子が、第１入力抵抗（Ｒｉｎ１）を介して第１入力ノード（Ｎ１）に接続されると共に、前記差動増幅回路（５７）の正極と負極との間に設定された基準電圧（Ｖｃｏｍ）に対して第１帰還抵抗（Ｒｆ１）を介して接続され、前記演算増幅器（５５）の反転入力端子が、第２入力抵抗（Ｒｉｎ２）を介して前記第２入力ノード（Ｎ２）に接続されると共に、前記演算増幅器（５５）の出力端子と第２帰還抵抗（Ｒｆ２）を介して接続され、当該レゾルバの異常検出回路（１）は、第１バイアス電圧と前記第１入力ノード（Ｎ１）との間に接続された第１バイアス抵抗（ＲＨ）と、前記第１バイアス電圧よりも低い第２バイアス電圧と前記第２入力ノード（Ｎ２）との間に接続された第２バイアス抵抗（ＲＬ）と、を備え、前記第１入力抵抗（Ｒｉｎ１）及び前記第２入力抵抗（Ｒｉｎ２）の抵抗値を、定格値が同じ“Ｒｉｎ”とし、前記第１帰還抵抗（Ｒｆ１）及び前記第２帰還抵抗（Ｒｆ２）の抵抗値を、定格値が同じ“Ｒｆ”とし、前記第１バイアス抵抗（ＲＨ）の抵抗値を“ＲＨ”とし、前記第２バイアス抵抗（ＲＬ）の抵抗値を“ＲＬ”とし、前記第１検査用抵抗（Ｒｄ１）の抵抗値を“Ｒｄ１”とし、前記第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値を“Ｒｄ２”とし、式“（ＲＬ＋Ｒｉｎ）・（Ｒｉｎ＋Ｒｆ）”を“Ｒ１”とし、式“ＲＨ・（Ｒｉｎ−Ｒｆ）＋Ｒｉｎ・（Ｒｉｎ＋Ｒｆ）”を“Ｒ２”として、前記第１検査用抵抗（Ｒｄ１）の抵抗値“Ｒｄ１”及び前記第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値“Ｒｄ２”は、“Ｒｄ１／Ｒｄ２＝（ＲＨ／ＲＬ）・（Ｒ１／Ｒ２）”の関係を満たすように設定されていると好適である。

一般的に、角度検出回路には演算増幅器を用いた差動増幅回路が用いられる。そして、差動増幅回路に用いられる２つの入力抵抗（Ｒｉｎ１，Ｒｉｎ２）には、定格値が同じ抵抗器が用いられ、帰還抵抗（Ｒｆ１，Ｒｆ２）にも定格値が同じ抵抗器が用いられることが多い。上記においては、第１検査用抵抗（Ｒｄ１）及び第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値が、第１誘導信号（ＳＳ１）及び第２誘導信号（ＳＳ２）の振幅に応じて設定される形態を示したが、このように角度検出回路が構成される場合には、入力抵抗（Ｒｉｎ１，Ｒｉｎ２）、帰還抵抗（Ｒｆ１，Ｒｆ２）及び異常検出回路（１）におけるバイアス抵抗（ＲＨ，ＲＬ）によって、第１検査用抵抗（Ｒｄ１）及び第２検査用抵抗（Ｒｄ２）の抵抗値を規定することができる。

１ ：異常検出回路
３ ：レゾルバ
５ ：角度検出回路
５５ ：演算増幅器
５７ ：差動増幅回路
Ａ１ ：第１振幅（第１誘導信号の振幅）
Ａ２ ：第２振幅（第２誘導信号の振幅）
ＤＩＡＧ ：検査信号
Ｌ１ ：第１検出巻線（検出巻線）
Ｌ２ ：第２検出巻線（検出巻線）
Ｌｓ ：検出巻線
ＭＮＴ ：差動信号
Ｎ１ ：第１入力ノード
Ｎ２ ：第２入力ノード
Ｎ３ ：検査信号出力ノード
ＲＨ ：第１バイアス抵抗
ＲＬ ：第２バイアス抵抗
Ｒｄ１ ：第１検査用抵抗
Ｒｄ２ ：第２検査用抵抗
Ｒｆ１ ：第１帰還抵抗
Ｒｆ２ ：第２帰還抵抗
Ｒｉｎ１ ：第１入力抵抗
Ｒｉｎ２ ：第２入力抵抗
ＳＳ１ ：第１誘導信号
ＳＳ２ ：第２誘導信号
Ｖｃｏｍ ：基準電圧

Claims (4)

1. 回転体の回転を検出するレゾルバの検出巻線の側の異常を検出するレゾルバの異常検出回路であって、
   前記検出巻線の一方の端部に接続されて第１誘導信号が入力される第１入力ノードと、
   前記検出巻線の他方の端部が接続されて第２誘導信号が入力される第２入力ノードと、
   前記第１入力ノードに接続されると共に前記第２入力ノードに接続されて前記第１誘導信号及び前記第２誘導信号の電圧の差分に基づいて差動信号を出力する差動増幅回路と、を備えた角度検出回路に接続され、
   直流電圧成分が判定対象となる検査信号が出力される検査信号出力ノードと、
   前記第１入力ノードと前記検査信号出力ノードとの間に接続された第１検査用抵抗と、
   前記第２入力ノードと前記検査信号出力ノードとの間に接続された第２検査用抵抗と、を備え、
   前記第１検査用抵抗と前記第２検査用抵抗との抵抗値の大小関係が、前記第１誘導信号と前記第２誘導信号との振幅の大小関係と同じである、レゾルバの異常検出回路。
2. 前記第１誘導信号の振幅と前記第２誘導信号の振幅との比と、前記第１検査用抵抗の抵抗値と前記第２検査用抵抗の抵抗値との比との差が、前記第１誘導信号の振幅と前記第２誘導信号の振幅との比に対して±１５％以下である、請求項１に記載のレゾルバの異常検出回路。
3. 前記第１誘導信号の振幅と前記第２誘導信号の振幅との比が、前記第１検査用抵抗の抵抗値と前記第２検査用抵抗の抵抗値との比と同じとなるように設定されている、請求項１又は２に記載のレゾルバの異常検出回路。
4. 前記差動増幅回路は、演算増幅器を備えて構成され、
   前記演算増幅器の非反転入力端子は、第１入力抵抗を介して前記第１入力ノードに接続されると共に、前記差動増幅回路の正極と負極との間に設定された基準電圧に対して第１帰還抵抗を介して接続され、
   前記演算増幅器の反転入力端子は、第２入力抵抗を介して前記第２入力ノードに接続されると共に、前記演算増幅器の出力端子と第２帰還抵抗を介して接続され、
   第１バイアス電圧と前記第１入力ノードとの間に接続された第１バイアス抵抗と、
   前記第１バイアス電圧よりも低い第２バイアス電圧と前記第２入力ノードとの間に接続された第２バイアス抵抗と、を備え、
   前記第１入力抵抗及び前記第２入力抵抗の抵抗値を、定格値が同じ“Ｒｉｎ”とし、
   前記第１帰還抵抗及び前記第２帰還抵抗の抵抗値を、定格値が同じ“Ｒｆ”とし、
   前記第１バイアス抵抗の抵抗値を“ＲＨ”とし、
   前記第２バイアス抵抗の抵抗値を“ＲＬ”とし、
   前記第１検査用抵抗の抵抗値を“Ｒｄ１”とし、
   前記第２検査用抵抗の抵抗値を“Ｒｄ２”とし、
   式“（ＲＬ＋Ｒｉｎ）・（Ｒｉｎ＋Ｒｆ）”を“Ｒ１”とし、
   式“ＲＨ・（Ｒｉｎ−Ｒｆ）＋Ｒｉｎ・（Ｒｉｎ＋Ｒｆ）”を“Ｒ２”として、
   前記第１検査用抵抗の抵抗値及び前記第２検査用抵抗の抵抗値は、
   “Ｒｄ１／Ｒｄ２＝（ＲＨ／ＲＬ）・（Ｒ１／Ｒ２）”
   の関係を満たすように設定されている、請求項１から３の何れか一項に記載のレゾルバの異常検出回路。

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