JP4499120B2 - レゾルバ故障診断回路 - Google Patents
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Description
この発明は、レゾルバの断線故障診断回路に関するものである。
図５は、従来のレゾルバ故障診断回路の構成を示す回路図である。回転子の回転に応じて出力巻線３から回転角度に応じた回転角度信号（ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）又はｃｏｓθ・ｆ（ｔ））を出力するレゾルバ１からの信号をバッファ回路６、７を介して差動アンプ１０により受けるようにしたレゾルバ信号入力回路において、出力巻線３に対して直流バイアスを印加して、出力巻線３の断線時には差動アンプ１０から回転角度信号（ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）又はｃｏｓθ・ｆ（ｔ））の最大値よりも高い値の断線検出信号が出力されるように構成したレゾルバ故障診断回路が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
このような従来のレゾルバ故障診断回路においては、出力巻線３に対して、異常時に出力巻線端子間電圧を正常範囲から逸脱させるようなバイアス抵抗ＲＢＵおよびＲＢＬを別途設ける必要があった。
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、レゾルバ出力巻線の断線等の故障診断を簡単な回路構成で行い、レゾルバ故障診断回路のコストダウンおよび信頼性向上を実現し、かつレゾルバ故障診断回路での消費電力を低減することを目的とするものである。
この発明に係るレゾルバ故障診断回路は、回転子の回転に応じて出力巻線から回転角度に応じた回転角度信号を出力するレゾルバからの信号を受けるレゾルバ信号入力回路を備えたレゾルバ故障診断回路において、レゾルバ信号入力回路は、少なくとも、演算増幅器と、レゾルバからの信号を演算増幅器に入力するための複数の抵抗とからなる差動増幅回路であり、演算増幅器の２つの入力端子の少なくとも一方には、複数の抵抗のうちの少なくとも１つを介した電圧が印加されており、レゾルバ信号入力回路の出力電圧の振幅が所定値以下で、かつ、出力電圧の中心電圧と正常動作時の中心電圧との偏差が許容範囲を超えたとき、出力巻線が故障と判定するものである。
この発明に係るレゾルバ故障診断回路によれば、回路構成を簡単化することでき、レゾルバ故障診断回路のコストダウンおよび信頼性向上を実現できる。また、故障診断のためバイアス回路が不要であり、電力消費を低減することができる。
実施の形態１．
図１は、この発明によるレゾルバ故障診断回路の構成を示す回路図である。図１において、レゾルバ１は、励磁巻線２に加えられる励磁信号（例えば正弦波信号）に基づき、出力巻線３（正弦相コイル３ａおよび余弦相コイル３ｂ）から回転子の回転角度に応じた回転角度信号（ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）又はｃｏｓθ・ｆ（ｔ））を出力するものである。以下、出力巻線３の正弦相コイル３ａについての故障診断回路の構成および動作を詳細に説明し、余弦相コイル３ｂについては同様であるので省略する。
図１は、この発明によるレゾルバ故障診断回路の構成を示す回路図である。図１において、レゾルバ１は、励磁巻線２に加えられる励磁信号（例えば正弦波信号）に基づき、出力巻線３（正弦相コイル３ａおよび余弦相コイル３ｂ）から回転子の回転角度に応じた回転角度信号（ｓｉｎθ・ｆ（ｔ）又はｃｏｓθ・ｆ（ｔ））を出力するものである。以下、出力巻線３の正弦相コイル３ａについての故障診断回路の構成および動作を詳細に説明し、余弦相コイル３ｂについては同様であるので省略する。
出力巻線３の正弦相コイル３ａには、並列に断線検出用抵抗ＲＯが接続されている。正弦相コイル３ａと断線検出用抵抗ＲＯの接続点は、それぞれバッファ抵抗ＲＳ１およびＲＳ２を介して増幅回路２０（演算増幅器）の入力端子に接続されており、増幅器回路２０の＋側入力端子は、プルアップ抵抗ＲＰを介してプルアップされている。なお、増幅回路２０の増幅率ＧはＧ＝帰還抵抗Ｒｆ／バッファ抵抗ＲＳ２となる。増幅回路２０は、複数の抵抗ＲＳ１、ＲＳ２、ＲＰ、Ｒｆとともに、レゾルバ信号入力回路となる差動増幅回路を構成している。増幅回路２０の出力をマイクロコンピュータ２１に入力し、マイクロコンピュータ２１は後述する処理によって、正弦相コイル３ａに断線が発生したか否かを判定する。
次に、この発明の実施の形態１に係るレゾルバ故障診断回路の動作について説明する。図２はこの発明によるレゾルバ故障診断回路のロータ回転中の動作を示す波形図である。励磁巻線２に加えられる励磁信号に励磁され、出力巻線３の正弦相コイル３ａおよび余弦相コイル３ｂ（余弦相コイル３ｂ出力は図示せず）からは、それぞれ回転子の回転角度に応じた振幅の出力電圧が出力される。
ここで、時刻ｔ１において正弦相コイル３ａが断線した場合、増幅回路２０の＋側入力電圧がプルアップされ、また、−側入力電圧も同時に、プルアップ抵抗ＲＰ、バッファ抵抗ＲＳ１、断線検出用抵抗Ｒ０、およびバッファ抵抗ＲＳ２を介してプルアップされる。すなわち、増幅回路２０の両入力電圧が引き上げられることになり、増幅回路２０の出力は、これらの抵抗値および増幅率Ｇによって定まる値に固定されることになる。増幅回路２０の出力が固定されると、マイクロコンピュータ２１が、増幅回路２０の出力電圧の振幅が所定値より小さくなり、かつ、増幅回路２０の出力の中心電圧と正常動作時の中心電圧との偏差が許容範囲（±ＶＳ）を超えたことを検出し、正弦相コイル３ａに断線が生じたことを検出することができる。
この動作を図３に示すフローチャートに従って説明する。マイクロコンピュータ２１は、増幅回路２０の出力を読み込み（ステップＳ１）、この出力電圧の振幅が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。振幅が所定値以上であれば、断線を生じていないと判定して処理を終了する。一方、振幅が所定値以上であれば、出力の中心電圧と正常動作時の中心電圧との偏差が許容範囲を超えたか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定により、偏差が許容範囲内であれば、断線が生じていないと判定して処理を終了し、偏差が許容範囲を超えていれば断線を生じたと故障判定して（ステップＳ４）、予め定められたプログラムに従い、フェールセーフ処理を実施（ステップＳ５）して処理を終了する。
一方、正弦相コイル３ａの出力は、断線を生じていなくても回転子の回転角度によっては、その振幅が小さくなることがありえる。図３は、回転子が回転している状態から、時刻ｔ２において、正弦相コイル３ａ出力電圧の振幅が０となる角度で回転停止した場合を示す。この場合、正弦相コイル３ａ出力電圧の振幅は０となり、振幅が所定値以下であると判断される（ステップＳ２）ものの、その出力の中心電圧は、正常動作時と何ら変化せず、許容範囲（±ＶＳ）を超えることがなく、マイクロコンピュータ２１が正弦相コイル３ａに断線が生じたと誤判定することはない（ステップＳ３）。
以上のように、この発明の実施の形態１に係るレゾルバ故障診断回路は、回転子の回転に応じて出力巻線３から回転角度に応じた回転角度信号を出力するレゾルバからの信号を受けるレゾルバ信号入力回路を備え、レゾルバ信号入力回路は、少なくとも、増幅回路２０（演算増幅器）と、レゾルバからの信号を増幅回路２０に入力するための複数の抵抗とからなる差動増幅回路であり、増幅回路２０の２つの入力端子の少なくとも一方には、複数の抵抗のうちの少なくとも１つを介した電圧が印加されており、レゾルバ信号入力回路の出力電圧の振幅が所定値以下で、かつ、出力電圧の中心電圧と正常動作時の中心電圧との偏差が許容範囲を超えたとき、出力巻線３が故障と判定する。
このように、レゾルバ出力巻線３の出力について、その振幅が所定値以下で、かつ、その中心電圧と通常動作時の中心電圧との偏差が許容範囲を超えたときに、断線が生じたことを判定することにより、レゾルバの回転子の回転角度に無関係に断線の発生を正確に検出することができる。また、このレゾルバ故障診断回路では、特別にバイアス回路（バイアス抵抗）を設ける必要がなく、回路構成が簡単であり、レゾルバ故障診断回路のコストダウンおよび信頼性向上を実現し、消費電力が少ないという効果をも奏するものである。
このように、レゾルバ出力巻線３の出力について、その振幅が所定値以下で、かつ、その中心電圧と通常動作時の中心電圧との偏差が許容範囲を超えたときに、断線が生じたことを判定することにより、レゾルバの回転子の回転角度に無関係に断線の発生を正確に検出することができる。また、このレゾルバ故障診断回路では、特別にバイアス回路（バイアス抵抗）を設ける必要がなく、回路構成が簡単であり、レゾルバ故障診断回路のコストダウンおよび信頼性向上を実現し、消費電力が少ないという効果をも奏するものである。
上述の実施の形態１では、レゾルバ１の出力巻線３のうち、正弦相コイル３ａについてのみ説明したが、余弦相コイル３ｂについても、同様にして断線の発生を検出することができることは言うまでもない。また、上述の実施の形態１では、出力巻線３の出力を増幅回路２０により増幅した電圧に基づいて故障判定を行うものについて説明したが、増幅回路２０を省略し、出力巻線３の出力そのものに基づいて故障判定を行うようにしてもよい。
１ レゾルバ、２ 励磁巻線、３ 出力巻線、３ａ 正弦相コイル、３ｂ 余弦相コイル、２０ 増幅回路（演算増幅器、差動増幅回路、レゾルバ信号入力回路）、２１ マイクロコンピュータ、ＲＯ 断線検出用抵抗、ＲＳ１、ＲＳ２ バッファ抵抗、ＲＰ プルアップ抵抗、Ｒｆ 帰還抵抗。
Claims (1)
- 回転子の回転に応じて出力巻線から回転角度に応じた回転角度信号を出力するレゾルバからの信号を受けるレゾルバ信号入力回路を備えたレゾルバ故障診断回路において、
前記レゾルバ信号入力回路は、少なくとも、演算増幅器と、前記レゾルバからの信号を前記演算増幅器に入力するための複数の抵抗とからなる差動増幅回路であり、
前記演算増幅器の２つの入力端子の少なくとも一方には、前記複数の抵抗のうちの少なくとも１つを介した電圧が印加されており、
前記レゾルバ信号入力回路の出力電圧の振幅が所定値以下で、かつ、前記出力電圧の中心電圧と正常動作時の中心電圧との偏差が許容範囲を超えたとき、前記出力巻線が故障と判定することを特徴とするレゾルバ故障診断回路。
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