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

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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