JP5429575B2 - レゾルバ信号処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、レゾルバとの間の断線を検出できるレゾルバ信号処理装置に関する。
従来、回転角度を検出する装置として、レゾルバと、レゾルバ信号処理装置とからなる装置がある。レゾルバは、励磁巻線と、第1出力巻線と、第2出力巻線とを備えている。レゾルバ信号処理装置は、レゾルバの励磁巻線に励磁信号sinωtを供給する。励磁信号が供給されると、第1出力巻線は、回転角度θの正弦関数に応じて振幅が変化する第1出力信号sinθsinωtを出力する。また、第2出力巻線は、回転角度θの余弦関数に応じて振幅が変化する第2出力信号cosθsinωtを出力する。そして、レゾルバ信号処理装置は、励磁信号と、第1出力信号と、第2出力信号に基づいて回転角度を求める。
ところで、レゾルバ信号処理装置には、レゾルバとの間の断線を検出できるものがある。従来、レゾルバとの間の断線を検出する方法として、例えば特許文献1に開示されている方法がある。この方法は、第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバとの間の断線を検出するものである。具体的には、第1出力信号の値と第2出力信号の値から第1出力信号の振幅であるsinθと第2出力信号の振幅であるcosθを求め、sinθとcosθの二乗和に基づいてレゾルバとの間の断線を検出するものである。
断線が発生していない正常時には、sinθとcosθの二乗和は、レゾルバの回転にかかわらず常に1になる。第1出力巻線との間で断線が発生すると、レゾルバ信号処理装置において第1出力信号が中心値に固定される。そのため、sinθが0となり、sinθとcosθの二乗和は、レゾルバの回転に伴って変化し、1より小さくなり、cosθが0になると0になる。第2出力巻線との間で断線が発生すると、レゾルバ信号処理装置において第2出力信号の値が中心値に固定される。そのため、cosθが0となり、sinθとcosθの二乗和は、レゾルバの回転に伴って変化し、1より小さくなり、sinθが0になると0になる。つまり、正常時に常に1であったsinθとcosθの二乗和が、断線時には、いずれかで必ず0になる。従って、第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバとの間の断線を検出することができる。
特開2000−039335号公報
ところで、レゾルバには、同一巻線の端子間や各巻線間に浮遊容量が存在する。浮遊容量がある場合、第1出力巻線との間で断線が発生すると、浮遊容量を介して励磁信号が第1出力信号として入力される。具体的には、浮遊容量によって振幅が減衰するとともに位相がずれた、励磁信号に同期した信号が第1出力信号として入力される。そのため、浮遊容量の大きさによっては、第1出力信号の値が中心値に固定されないことがある。この場合、sinθが0にならず、sinθとcosθの二乗和は、レゾルバの回転に伴って変化し、1より小さくはなるが、cosθが0になっても0にはならない。第2出力巻線との間で断線が発生すると、浮遊容量を介して励磁信号が第2出力信号として入力される。具体的には、浮遊容量によって振幅が減衰するとともに位相がずれた、励磁信号に同期した信号が第2出力信号として入力される。そのため、浮遊容量の大きさによっては、第2出力信号の値が中心値に固定されないことがある。この場合、cosθが0にならず、sinθとcosθの二乗和は、レゾルバの回転に伴って変化し、1より小さくはなるが、sinθが0になっても0にはならない。そのため、cosθが0にならず、sinθとcosθの二乗和は、レゾルバの回転に伴って変化し、1より小さくはなるが、sinθが0になっても0にはならない。つまり、浮遊容量がない場合、断線時にいずれかで必ず0になっていたsinθとcosθの二乗和が、浮遊容量がある場合、0にならないことがある。従って、浮遊容量の大きさによっては、第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバとの間の断線を検出できない可能性がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、浮遊容量の影響を受けることなく、簡素な構成で確実に断線を検出することができるレゾルバ信号処理装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明者らは、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、出力巻線との間で断線が発生したとき、所定タイミングにおける出力信号の値が中心値になるように回転角度演算回路の入力インピーダンスを調整することで、浮遊容量の影響を受けることなく、簡素な構成で確実に断線を検出できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、請求項1に記載のレゾルバ信号処理装置は、レゾルバの励磁巻線に接続され、励磁巻線に交流の励磁信号を供給する励磁回路と、励磁回路に接続されるとともに、レゾルバの第1出力巻線と第2出力巻線に接続され、励磁回路から出力される励磁信号と、第1出力巻線から出力されるレゾルバの回転角度に応じて振幅が変化する交流の第1出力信号と、第2出力巻線から出力されるレゾルバの回転角度に応じて振幅が変化する、第1出力信号と異なる交流の第2出力信号とに基づいてレゾルバの回転角度を求める回転角度演算回路と、第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバとの間の断線を検出する断線検出回路と、を備えたレゾルバ信号処理装置において、回転角度演算回路は、第1出力巻線との間で断線が発生したとき、励磁信号の所定時を基準として所定時間経過後の所定タイミングにおける第1出力信号の値が中心値となるように第1出力巻線に対する入力インピーダンスが調整されるとともに、第2出力巻線との間で断線が発生したとき、所定タイミングにおける第2出力信号の値が中心値となるように第2出力巻線に対する入力インピーダンスが調整され、断線検出回路は、所定タイミングにおける第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバとの間の断線を検出することを特徴とする。ここで、第1及び第2出力巻線、並びに、第1及び第2出力信号は、出力巻線及び出力信号を区別するために便宜的に導入したものである。
この構成によれば、第1出力巻線は、回転角度に応じて振幅が変化する交流の第1出力信号を出力する。第2出力巻線は、回転角度に応じて振幅が変化する、第1出力信号と異なる交流の第2出力信号を出力する。浮遊容量がない場合、第1出力巻線との間で断線が発生すると、回転角度演算回路において第1出力信号の値は常に中心値に固定される。第2出力巻線との間で断線が発生すると、回転角演算回路において第2出力信号の値は常に中心値に固定される。つまり、正常時に交流であった出力信号が、断線時には中心値に固定される。そのため、第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバとの間の断線を検出することができる。
ところで、浮遊容量がある場合、第1出力巻線との間で断線が発生しても、浮遊容量を介して励磁信号が第1出力信号として入力される。具体的には、浮遊容量によって振幅が減衰するとともに位相がずれた、励磁信号に同期した信号が第1出力信号として入力される。そのため、浮遊容量の大きさによっては、第1出力信号の値が中心値に固定されないことがある。また、第2出力巻線との間で断線が発生しても、浮遊容量を介して励磁信号が第2出力信号として入力される。具体的には、浮遊容量によって振幅が減衰するとともに位相がずれた、励磁信号に同期した信号が第2出力信号として入力される。そのため、浮遊容量の大きさによっては、第2出力信号の値が中心値に固定されないことがある。従って、浮遊容量の大きさによっては、第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバとの間の断線を検出できない可能性がある。
しかし、回転角度演算回路は、第1出力巻線との間で断線が発生したとき、位相がずれて所定タイミングにおける第1出力信号の値が中心値となるように、入力インピーダンスが調整されている。また、第2出力巻線との間で断線が発生したとき、位相がずれて所定タイミングにおける第2出力信号の値が中心値となるように、入力インピーダンスが調整されている。そのため、第1出力巻線との間で断線が発生し、浮遊容量を介して励磁信号が第1出力信号として入力されても、所定タイミングにおける第1出力信号の値が中心値になる。また、第2出力巻線との間で断線が発生し、浮遊容量を介して励磁信号が第2出力信号として入力されても、所定タイミングにおける第2出力信号の値が中心値になる。つまり、浮遊容量がある場合でも、正常時に交流であった出力信号が、断線時には所定タイミングにおいて必ず中心値になる。従って、所定タイミングにおける第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいて判断することで、浮遊容量の影響を受けることなく、レゾルバとの間の断線を確実に検出することができる。しかも、入力インピーダンスを調整するだけよいので、簡素な構成でレゾルバとの間の断線を確実に検出することができる。
請求項2に記載のレゾルバ信号処理装置は、第1出力信号は、レゾルバの回転角度の正弦関数に応じて振幅が変化し、第2出力信号は、レゾルバの回転角度の余弦関数に応じて振幅が変化し、断線検出回路は、所定タイミングにおける第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和に基づいてレゾルバとの間の断線を検出することを特徴とする。
この構成によれば、第1出力巻線は、回転角度の正弦関数に応じて振幅が変化する第1出力信号を出力する。第2出力巻線は、回転角度の余弦関数に応じて振幅が変化する第2出力信号を出力する。そのため、断線が発生していない正常時には、所定タイミングにおける第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和は、常に0より大きい所定値となる。第1出力巻線との間で断線が発生したとき、回転角度演算回路において所定タイミングにおける第1出力信号の値が中心値になる。そのため、所定タイミングにおける第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和は、レゾルバの回転に伴って変化し、所定値より小さくなり、第2出力信号が0になると0になる。また、第2出力巻線との間で断線が発生したとき、回転角度演算回路において所定タイミングにおける第2出力信号の値が中心値になる。そのため、所定タイミングにおける第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和は、レゾルバの回転に伴って所定値より小さくなり、第1出力信号が0になると0になる。つまり、正常時に常に0より大きい所定値であった二乗和が、断線時にはレゾルバの回転に伴っていずれかで必ず0になる。そのため、第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバとの間の断線を確実に検出することができる。
請求項3に記載のレゾルバ信号処理装置は、所定時間は、励磁信号の所定時から励磁信号の値がピーク値になるまでの時間であることを特徴とする。この構成によれば、第1出力巻線と第2出力巻線は、励磁巻線の発生する磁束によって励磁される。そのため、第1出力信号と第2出力信号は励磁信号に同期する。励磁信号の値がピーク値のとき、第1出力信号の値と第2出力信号の値もピーク値となる。従って、第1出力信号と第2出力信号のピーク値に基づいてレゾルバとの間の断線を検出することができる。つまり、より大きな値に基づいて断線を判断することができる。これにより、ノイズの影響による誤検出を抑えることができる。
請求項4に記載のレゾルバ信号処理装置は、所定時は、励磁信号の値が中心値と交差するときであることを特徴とする。この構成によれば、基準となる所定時を確実に特定することができる。
請求項5に記載のレゾルバ信号処理装置は、回転角度演算回路は、第1出力巻線に対する入力抵抗と、第2出力巻線に対する入力抵抗が調整されていることを特徴とする。この構成によれば、入力抵抗を調整することで入力インピーダンスを調整することができる。そのため、出力巻線との間で断線が発生したとき、所定タイミングにおける出力信号の値を中心値にすることができる。
請求項6に記載のレゾルバ信号処理装置は、回転角度演算回路は、第1出力巻線に対する入力容量と、第2出力巻線に対する入力容量が調整されていることを特徴とする。この構成によれば、入力容量を調整することで、入力インピーダンスを調整することができる。そのため、出力巻線との間で断線が発生したとき、所定タイミングにおける出力信号の値を中心値にすることができる。
請求項7に記載のレゾルバ信号処理装置は、車両に搭載されたレゾルバの信号を処理することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載されたレゾルバの信号を処理するレゾルバ信号処理装置において、レゾルバとの間の断線を確実に検出することができる。そのため、断線に伴う事故の発生を防止することができる。
本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 本実施形態の正常時における回転角度が45degのときの各信号波形である。 本実施形態の正常時における回転角度が90degのときの各信号波形である。 本実施形態の正常時における回転角度が135degのときの各信号波形である。 本実施形態の正常時における回転角度と二乗和の関係を示すグラフである。 浮遊容量がない場合の断線時における回転角度が45degのときの各信号波形である。 浮遊容量がない場合の断線時における回転角度が90degのときの各信号波形である。 浮遊容量がない場合の断線時における回転角度が135degのときの各信号波形である。 浮遊容量がない場合の断線時における回転角度と二乗和の関係を示すグラフである。 浮遊容量がある場合の断線時における回転角度が45degのときの各信号波形である。 浮遊容量がある場合の断線時における回転角度が90degのときの各信号波形である。 浮遊容量がある場合の断線時における回転角度が135degのときの各信号波形である。 浮遊容量がある場合の断線時における回転角度と二乗和の関係を示すグラフである。 本実施形態の断線時における回転角度が45degのときの各信号波形である。 本実施形態の断線時における回転角度が90degのときの各信号波形である。 本実施形態の断線時における回転角度が135degのときの各信号波形である。 本実施形態の断線時における回転角度と二乗和の関係を示すグラフである。 変形形態におけるモータ制御装置の回路図である。
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係るレゾルバ信号処理装置を、車両に搭載されたレゾルバの信号を処理するレゾルバ信号処理装置に適用した例を示す。
まず、図1を参照して本実施形態のレゾルバ信号処理装置の構成について説明する。ここで、図1は、本実施形態におけるレゾルバ信号処理装置の回路図である。
図1に示すレゾルバRS1は、車両に搭載され、励磁信号を供給することで、対象物の回転角度に応じた振幅の第1出力信号と第2出力信号を出力する機器である。レゾルバRS1は、励磁巻線L10と、第1出力巻線L11と、第2出力巻線L12とを備えている。励磁巻線L10は、交流の励磁信号(K0sinωt)を供給することで、第1出力巻線L11と第2出力巻線L12を励磁するための磁束を発生する巻線である。第1出力巻線L11は、励磁巻線L10の発生する磁束によって励磁され、レゾルバRS1の回転角度(θ)の正弦関数に応じて振幅が変化する交流の第1信号(K1sinθsinωt)を出力する巻線である。第2出力巻線L12は、励磁巻線L10の発生する磁束によって励磁され、レゾルバRS1の回転角度(θ)の余弦関数に応じた振幅が変化する、第1出力信号と異なる交流の第2出力信号(K2cosθsinωt)を出力する巻線である。ここで、K0、K1、K2は定数、θはレゾルバRS1の回転角度、ωは励磁信号の角周波数、tは時間である。励磁巻線L10、第1出力巻線L11及び第2出力巻線L12は、レゾルバ信号処理装置1に接続されている。
レゾルバ信号処理装置1は、レゾルバRS1に接続され、レゾルバRS1に励磁信号を供給するとともに、励磁信号、第1出力信号及び第2出力信号に基づいてレゾルバRS1の回転角度を求める装置である。また、レゾルバRS1との間の断線を検出する装置でもある。レゾルバ信号処理装置1は、励磁回路10と、入力回路11〜13(回転角度演算回路)と、変換回路14(回転角度演算回路)と、マイクロコンピュータ15(断線検出回路)とを備えている。
励磁回路10は、レゾルバRS1の励磁巻線L10に励磁信号を供給する回路である。励磁回路10は、端子R1、R2を介してレゾルバRS1の励磁巻線L10の両端に接続されている。
入力回路11は、レゾルバRS1の第1出力巻線L11から出力される第1出力信号を変換回路14やマイクロコンピュータ15に入力可能な信号に変換する回路である。具体的には、第1出力信号を、2.5Vを中心値とする5V未満の交流信号に変換する回路である。入力回路11は、抵抗110、111と、オペアンプ112と、抵抗113〜116とを備えている。
抵抗110、111は、直列接続されている。抵抗110の一端は、端子S2を介して第1出力巻線L10の一端に接続されている。また、抵抗111の一端は、端子S4を介して第1出力巻線L10の他端に接続されている。さらに、抵抗110、111の直列接続点は、2.5V電源に接続されている。
オペアンプ112と抵抗113〜116は、差動増幅回路を構成している。オペアンプ112の非反転入力端子は、抵抗113を介して抵抗110の一端に接続されている。また、抵抗114を介して2.5V電源に接続されている。オペアンプ112の反転入力端子は、抵抗115を介して抵抗111の一端に接続されている。オペアンプ112の出力端子は、抵抗116を介して反転入力端子に接続されるとともに、変換回路14とマイクロコンピュータ15に接続されている。
ここで、入力回路11は、第1出力巻線L11との間で断線が発生したとき、励磁信号の値が中心値と交差する所定時を基準として、励磁信号の値がピーク値になるまでの所定時間経過後の所定タイミングにおける第1出力信号の値が中心値である2.5Vになるように第1出力巻線L11に対する入力インピーダンスが調整されている。具体的には、入力抵抗が調整されている。より具体的には、抵抗110、111の値が調整されている。
入力回路12は、レゾルバRS1の第2出力巻線L12から出力される第2出力信号を変換回路14やマイクロコンピュータ15に入力可能な信号に変換する回路である。具体的には、第2出力信号を、2.5Vを中心値とする5V未満の交流信号に変換する回路である。入力回路12は、抵抗120、121と、オペアンプ122と、抵抗123〜126とを備えている。
抵抗120、121は、直列接続されている。抵抗120の一端は、端子S1を介して第2出力巻線L12の一端に接続されている。また、抵抗121の一端は、端子S3を介して第2出力巻線L12の他端に接続されている。さらに、抵抗120、121の直列接続点は、2.5V電源に接続されている。
オペアンプ122と抵抗123〜126は、差動増幅回路を構成している。オペアンプ122の非反転入力端子は、抵抗123を介して抵抗120の一端に接続されている。また、抵抗124を介して2.5V電源に接続されている。オペアンプ122の反転入力端子は、抵抗125を介して抵抗121の一端に接続されている。オペアンプ122の出力端子は、抵抗126を介して反転入力端子に接続されるとともに、変換回路14とマイクロコンピュータ15に接続されている。
ここで、入力回路12は、第2出力巻線L12との間で断線が発生したとき、励磁信号の値が中心値と交差する所定時を基準として、励磁信号の値がピーク値になるまでの所定時間経過後の所定タイミングにおける第2出力信号の値が中心値である2.5Vになるように第2出力巻線L12に対する入力インピーダンスが調整されている。具体的には、入力抵抗が調整されている。より具体的には、抵抗120、121の値が調整されている。
入力回路13は、励磁回路10から出力される励磁信号を変換回路14やマイクロコンピュータ15に入力可能な信号に変換する回路である。具体的には、励磁信号を、2.5Vを中心値とする5V未満の交流信号に変換する回路である。入力回路13の入力端子は励磁回路10に、出力端子は変換回路14とマイクロコンピュータ15に接続されている。
変換回路14は、励磁信号、第1出力信号及び第2出力信号に基づいてレゾルバRS1の回転角度を求め、データとしてマイクロコンピュータ15に出力する回路である。変換回路14の入力端子は、オペアンプ112、122の出力端子と入力回路13の出力端子にそれぞれ接続されている。また、データ出力端子は、バスを介してマイクロコンピュータ15に接続されている。
マイクロコンピュータ15は、変換回路14の求めたレゾルバRS1の回転角度を外部装置(図略)に送信する素子である。また、励磁信号を基準として、所定タイミングの第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバRS1との間の断線を検出する素子でもある。マイクロコンピュータ15のデータ入力端子は、バスを介して変換回路14のデータ出力端子に接続されている。また、信号入力端子は、オペアンプ112、122の出力端子と、入力回路13の出力端子にそれぞれ接続されている。
次に、図1〜図17を参照してレゾルバ信号処理装置の断線検出動作について説明する。なお、回転角度を求める動作については公知であるので説明を省略する。ここで、図2は、本実施形態の正常時における回転角度が45degのときの各信号波形である。図3は、本実施形態の正常時における回転角度が90degのときの各信号波形である。図4は、本実施形態の正常時における回転角度が135degのときの各信号波形である。図5は、本実施形態の正常時における回転角度と二乗和の関係を示すグラフである。図6は、浮遊容量がない場合の断線時における回転角度が45degのときの各信号波形である。図7は、浮遊容量がない場合の断線時における回転角度が90degのときの各信号波形である。図8は、浮遊容量がない場合の断線時における回転角度が135degのときの各信号波形である。図9は、浮遊容量がない場合の断線時における回転角度と二乗和の関係を示すグラフである。図10は、浮遊容量がある場合の断線時における回転角度が45degのときの各信号波形である。図11は、浮遊容量がある場合の断線時における回転角度が90degのときの各信号波形である。図12は、浮遊容量がある場合の断線時における回転角度が135degのときの各信号波形である。図13は、浮遊容量がある場合の断線時における回転角度と二乗和の関係を示すグラフである。図14は、本実施形態の断線時における回転角度が45degのときの各信号波形である。図15は、本実施形態の断線時における回転角度が90degのときの各信号波形である。図16は、本実施形態の断線時における回転角度が135degのときの各信号波形である。図17は、本実施形態の断線時における回転角度と二乗和の関係を示すグラフである。
図1に示す入力回路11〜13は、励磁信号、第1出力信号及び第2出力信号をそれぞれ2.5Vを中心値とする交流信号に変換する。マイクロコンピュータ15は、図2に示すように、入力回路11〜13によって変換された励磁信号の値が立ち下がり時に中心値である2.5Vと交差する所定時t0を基準として、励磁信号の値がピーク値になるまでの所定時間T0経過後の所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバRS1との間の断線を検出する。
断線が発生していない正常時において回転角度が45degの場合、図2に示すように、所定タイミングt1における第1出力信号の値は、回転角度45degの正弦関数に対応した負の所定値になる。また、第2出力信号の値は、回転角度45degの余弦関数に対応した負の所定値になる。回転角度が90degになると、図3に示すように、所定タイミングt1における第1出力信号の値は、回転角度90degの正弦関数に対応した負の所定値になる。また、第2出力信号の値は、回転角度90degの余弦関数に対応し中心値である2.5Vになる。回転角度が135degになると、図4に示すように、所定タイミングt1における第1出力信号の値は、回転角度135degの正弦関数に対応した負の所定値になる。また、第2出力信号の値は、回転角度135degの余弦関数に対応した正の所定値になる。そのため、所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和は、図5に示すように、回転角度にかかわらず常に0より大きい所定値K3になる。
ところで、レゾルバRS1の同一巻線の端子間や各巻線間に浮遊容量がない場合において、例えば第1出力巻線L11との間で断線が発生すると、図6〜図8に示すように、回転角度が45deg、90deg、135degと変化しても、第1出力信号は、中心値である2.5Vに固定される。そのため、所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和は、図9に示すように、回転角度90deg、270degで0になる。
しかし、実際には、レゾルバRS1の同一巻線の端子間や各巻線間に各巻線間に浮遊容量が存在する。この場合において、例えば図1に示すように、第1出力巻線L11との間で断線が発生すると、矢印で示すように、励磁巻線L10と第1出力巻線L11の間の浮遊容量C2と、第1出力巻線L11の端子間の浮遊容量C3を介して、励磁信号が第1出力信号として入力回路11に入力される。具体的には、浮遊容量C2、C3によって振幅が減衰するとともに位相がずれた、励磁信号に同期した信号が第1出力信号として入力される。そのため、浮遊容量C2、C3の大きさによっては、図10〜12に示すように、所定タイミングt1における第1出力信号の値が、中心値である2.5Vにならないことがある。従って、所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和は、図13に示すように、0になることはない。
しかし、図1に示す入力回路11は、第1出力巻線L11との間で断線が発生したとき、所定タイミングt1における第1出力信号の値が2.5Vになるように、抵抗110、111の値が調整されている。そのため、第1出力巻線L11との間で断線が発生すると、図14〜図16に示すように、所定タイミングt1における第1出力信号の値が2.5Vになる。従って、所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和は、図17に示すように、回転角度のいずれかで必ず0になる。入力回路12も、抵抗120、121が調整されているため、第2出力巻線L12との間で断線が発生した場合も同様になる。
図1に示すマイクロコンピュータ15は、所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和を、図17に示す誤差を考慮して設定した0よりわずかに大きい所定閾値Kthと比較する。そして、所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和が、レゾルバRS1の回転に伴っていずれかで所定閾値Kth未満になったとき、レゾルバRS1との間で断線が発生していると判断する。
次に、効果について説明する。本実施形態によれば、入力回路11は、第1出力巻線L11との間で断線が発生したとき、所定タイミングt1における第1出力信号の値が中心値である2.5Vになるように第1出力巻線L11に対する入力インピーダンスが調整されている。また、入力回路12は、第2出力巻線L12との間で断線が発生したとき、所定タイミングt1における第2出力信号の値が中心値である2.5Vになるように第2出力巻線L12に対する入力インピーダンスが調整されている。そのため、第1出力巻線L11との間で断線が発生し、浮遊容量を介して励磁信号が第1出力信号として入力されても、所定タイミングt1における第1出力信号の値が中心値である2.5Vになる。また、第2出力巻線L12との間で断線が発生し、浮遊容量を介して励磁信号が第2出力信号として入力されても、所定タイミングt1における第2出力信号の値が中心値である2.5Vになる。つまり、正常時に交流であった出力信号が、断線時には所定タイミングt1において必ず中心値である2.5Vになる。従って、所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいて判断することで、浮遊容量の影響を受けることなく、レゾルバRS1との間の断線を確実に検出することができる。しかも、入力インピーダンスを調整するだけよいので、簡素な構成でレゾルバRS1との間の断線を確実に検出することができる。また、車両に搭載されたレゾルバRS1の信号を処理するレゾルバ信号処理装置1において、レゾルバとの間の断線を確実に検出することができるため、断線に伴う事故の発生を防止することができる。
本実施形態によれば、第1出力巻線L11は、回転角度の正弦関数に応じて振幅が変化する第1出力信号を出力する。第2出力巻線L12は、回転角度の余弦関数に応じて振幅が変化する第2出力信号を出力する。そのため、断線が発生していない正常時には、所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和は、図5に示すように、常に0より大きい所定値K3となる。第1出力巻線L11との間で断線が発生したとき、所定タイミングt1における第1出力信号の値が中心値である2.5Vになる。そのため、所定タイミングt1における第1出力信号の値と第2出力信号の値の二乗和は、図17に示すように、レゾルバRS1の回転に伴って変化し、所定値K3より小さくなり、第2出力信号が0になると0になる。また、第2出力巻線L12との間で断線が発生した場合も同様である。つまり、正常時に常に0より大きい所定値K3であった二乗和が、断線時にはレゾルバRS1の回転に伴っていずれかで必ず0になる。そのため、第1出力信号の値と第2出力信号の値に基づいてレゾルバRS1との間の断線を確実に検出することができる。
本実施形態によれば、所定時間T0は、基準となる励磁信号の所定時t0から励磁信号の値がピーク値になるまでの時間である。ここで、第1出力巻線L11と第2出力巻線L12は、励磁巻線L10の発生する磁束によって励磁される。そのため、第1出力信号と第2出力信号は励磁信号に同期する。励磁信号の値がピーク値のとき、第1出力信号の値と第2出力信号の値もピーク値となる。従って、第1出力信号と第2出力信号のピーク値に基づいてレゾルバRS1との間の断線を検出することができる。つまり、より大きな値に基づいて断線を判断することができる。これにより、ノイズの影響による誤検出を抑えることができる。
本実施形態によれば、所定時t0は、励磁信号の値が中心値である2.5Vと交差するときである。そのため、基準となる所定時を確実に特定することができる。
本実施形態によれば、入力抵抗を調整することで入力インピーダンスを調整することができる。そのため、出力巻線との間で断線が発生したとき、所定タイミングt1における出力信号の値を中心値である2.5Vにすることができる。
なお、本実施形態では、所定タイミングt1における出力信号の値が中心値である2.5Vになるように入力抵抗を調整する例を挙げているが、これに限られるものではない。図18に示すように、端子S2、S4の間に、直列接続点が接地されたコンデンサ117、118を接続し、所定タイミングt1における第1出力信号の値が中心値である2.5Vになるように入力容量を調整、具体的には、コンデンサ117、118の容量を調整するようにしてもよい。同様に、端子S1、S3の間に、直列接続点が接地されたコンデンサ127、128を接続し、所定タイミングt1における第2出力信号の値が中心値である2.5Vになるように入力容量を調整、具体的には、コンデンサ127、128の容量を調整するようにしてもよい。入力容量を調整することで、入力インピーダンスを調整することができる。そのため、出力巻線との間で断線が発生したとき、所定タイミングt1における出力信号の値を中心値にすることができる。
1・・・レゾルバ信号処理装置、10・・・励磁回路、11、12・・・入力回路(回転角度演算回路)、110、111、120、121・・・抵抗、112、122・・・オペアンプ、113〜116、123〜126・・・抵抗、117、118、127、128・・・コンデンサ、13・・・入力回路(回転角度演算回路)、14・・・変換回路(回転角度演算回路)、15・・・マイクロコンピュータ(断線検出回路)、RS1・・・レゾルバ、L10・・・励磁巻線、L11・・・第1出力巻線、L12・・・第2出力巻線、C1〜C4・・・浮遊容量

Claims (7)

  1. レゾルバの励磁巻線に接続され、励磁巻線に交流の励磁信号を供給する励磁回路と、
    前記励磁回路に接続されるとともに、前記レゾルバの第1出力巻線と第2出力巻線に接続され、前記励磁回路から出力される前記励磁信号と、前記第1出力巻線から出力される前記レゾルバの回転角度に応じて振幅が変化する交流の第1出力信号と、前記第2出力巻線から出力される前記レゾルバの回転角度に応じて振幅が変化する、前記第1出力信号と異なる交流の第2出力信号とに基づいて前記レゾルバの回転角度を求める回転角度演算回路と、
    前記第1出力信号の値と前記第2出力信号の値に基づいて前記レゾルバとの間の断線を検出する断線検出回路と、
    を備えたレゾルバ信号処理装置において、
    前記回転角度演算回路は、前記第1出力巻線との間で断線が発生したとき、前記励磁信号の所定時を基準として所定時間経過後の所定タイミングにおける前記第1出力信号の値が中心値となるように前記第1出力巻線に対する入力インピーダンスが調整されるとともに、前記第2出力巻線との間で断線が発生したとき、前記所定タイミングにおける前記第2出力信号の値が中心値となるように前記第2出力巻線に対する入力インピーダンスが調整され、
    前記断線検出回路は、前記所定タイミングにおける前記第1出力信号の値と前記第2出力信号の値に基づいて前記レゾルバとの間の断線を検出することを特徴とするレゾルバ信号処理装置。
  2. 前記第1出力信号は、前記レゾルバの回転角度の正弦関数に応じて振幅が変化し、
    前記第2出力信号は、前記レゾルバの回転角度の余弦関数に応じて振幅が変化し、
    前記断線検出回路は、前記所定タイミングにおける前記第1出力信号の値と前記第2出力信号の値の二乗和に基づいて前記レゾルバとの間の断線を検出することを特徴とする請求項1に記載のレゾルバ信号処理装置。
  3. 前記所定時間は、前記励磁信号の前記所定時から前記励磁信号の値がピーク値になるまでの時間であることを特徴とする請求項1又は2に記載のレゾルバ信号処理装置。
  4. 前記所定時は、前記励磁信号の値が中心値と交差するときであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のレゾルバ信号処理装置。
  5. 前記回転角度演算回路は、前記第1出力巻線に対する入力抵抗と、前記第2出力巻線に対する入力抵抗が調整されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のレゾルバ信号処理装置。
  6. 前記回転角度演算回路は、前記第1出力巻線に対する入力容量と、前記第2出力巻線に対する入力容量が調整されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のレゾルバ信号処理装置。
  7. 車両に搭載された前記レゾルバの信号を処理することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のレゾルバ信号処理装置。
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