JP6405512B2 - レゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、レゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法に関し、特に、レゾルバコイルに供給している２相のレゾルバ励磁信号の異常を容易に検出するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたレゾルバ／デジタル変換機能の異常検出装置としては、例えば、図７で示される特許文献１に記載の構成を挙げることができる。
すなわち、レゾルバ１のレゾルバ信号１ａはＲ／Ｄ変換器３のＲ／Ｄ変換機能２０へ入力されると共に異常検出機能３１に入力されており、前記Ｒ／Ｄ変換機能２０からの励磁信号２０ａは前記レゾルバ１に入力されると共に前記異常検出機能３１に入力されている。

前記Ｒ／Ｄ変換機能２０からは、状態情報２０ｃ及びデジタル角度信号２０ｂが出力され、前記状態情報２０ｃは前記異常検出機能３１に入力され、前記異常検出機能３１からは異常検出信号３１ａが出力されるように構成され、前記デジタル角度信号２０ｂは前記異常検出機能３１に入力されている。
従って、異常検出機能３１は、レゾルバ信号１ａ（ｓｉｎ相信号及びｃｏｓ相信号）を励磁信号２０ａと比較し、該比較結果から入力軸角度の象限を示すレゾルバ象限情報を検出する。また、異常検出機能３１は、入力軸角度の象限を示すＲ／Ｄ変換機能象限情報をデジタル角度信号２０ｂから検出すると共に、Ｒ／Ｄ変換機能象限情報がレゾルバ象限情報から２象限ずれているか否かを判定し、２象限ずれていると判定した場合にＲ／Ｄ変換機能２０の異常を示す異常検出信号３１ａを出力する。

特開２００８−１２２２１６号公報

従来のレゾルバ／デジタル変換機能の異常検出装置は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の従来構成においては、レゾルバ出力信号を用いて断線検出などの異常を検出していたため、実際に異常確定信号が発生した場合には、レゾルバ励磁信号とレゾルバ出力信号の何れで異常が発生しているのかを区別することは不可能であった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、レゾルバコイルに供給している２相のレゾルバ励磁信号の異常を容易に検出するようにしたレゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明によるレゾルバ励磁信号の異常検出装置は、レゾルバ／デジタル変換器からの励磁信号が入力されるレゾルバ励磁信号の異常検出回路に設けられた第１、第２オペアンプと、前記第１、第２オペアンプを介して得られた第１、第２励磁信号が印加されるレゾルバの励磁コイルと、互いに１８０度位相がずれた前記第１、第２励磁信号が入力される加算部を有する検出部と、前記第１、第２励磁信号の各振幅が前記加算部によって加算された後、加算出力として入力される第１、第２コンパレータの負端子及び正端子と、前記第１、第２コンパレータの正端子及び前記負端子に入力するための第１、第２異常検出閾値と、前記第１、第２コンパレータからの第１、第２パルス出力信号が入力される第１、第２積分器と、前記第１、第２積分器からの第１、第２積分出力が入力され異常有無確定信号を出力するためのゲート回路と、を備え、前記第１、第２積分器からの第１、第２積分出力が予め設定された閾値以上となった時、前記異常有無確定信号が変化し、前記第１、第２励磁信号の何れか一方に異常が発生したことを検出する構成であり、また、前記各積分器は、検出時定数を有している構成であり、また、本発明によるレゾルバ励磁信号の異常検出方法は、レゾルバ／デジタル変換器からの励磁信号が入力されるレゾルバ励磁信号の異常検出回路に設けられた第１、第２オペアンプと、前記第１、第２オペアンプを介して得られた第１、第２励磁信号が印加されるレゾルバの励磁コイルと、互いに１８０度位相がずれた前記第１、第２励磁信号が入力される加算部を有する検出部と、前記第１、第２励磁信号の各振幅が前記加算部によって加算された後、加算出力として入力される第１、第２コンパレータの負端子及び正端子と、前記第１、第２コンパレータの正端子及び前記負端子に入力するための第１、第２異常検出閾値と、前記第１、第２コンパレータからの第１、第２パルス出力信号が入力される第１、第２積分器と、前記第１、第２積分器からの第１、第２積分出力が入力され異常有無確定信号を出力するためのゲート回路と、を備え、前記第１、第２積分器からの第１、第２積分出力が予め設定された閾値以上となった時、前記異常有無確定信号が変化し、前記第１、第２励磁信号の何れか一方に異常が発生したことを検出する方法であり、また、前記各積分器は、検出時定数を有している方法である。

本発明によるレゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、レゾルバ／デジタル変換器からの２相の第１、第２励磁信号を加算した後に入力するための第１、第２コンパレータと、前記第１、第２コンパレータに入力するための第１、第２異常検出閾値と、前記第１、第２コンパレータからの第１、第２パルス出力信号が入力される第１、第２積分器と、前記第１、第２積分器からの第１、第２積分出力が入力され異常有無確定信号を出力するためのゲート回路(50)と、を備え、前記第1、第2積分器からの第１、第２積分出力が予め設定された閾値以上となった時、前記異常有無確定信号が変化し、前記第１、第２励磁信号の何れか一方に異常が発生したことを検出する構成と方法であるため、レゾルバ励磁信号の異常を直接検出することができ、各コンパレータの出力を積分することにより、正常時の誤検出を回避することができる。
また、各積分器に検出時定数が設けられているため、ノイズ等による立上がりを遅れさせることにより、検出精度の向上を得ることができる。

本発明によるレゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法を示すための回路図である。 図１の各励磁信号を示す波形図である。 図１の正常時の状態を示す要部の回路図である。 図３の正常時の各部の波形図である。 図１の異常発生時を示す回路図である。 図５の各部の波形図である。 従来構成を示すブロック図である。

本発明は、レゾルバコイルに供給している２相のレゾルバ励磁信号の異常を容易に検出することである。

以下、図面と共に本発明によるレゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。
図１において符号２０で示されるものは、レゾルバ／デジタル変換器であり、このレゾルバ／デジタル変換器２０の励磁信号２０ａは、レゾルバ励磁信号の異常検出回路２１の第１、第２オペアンプ４０,４１を介して第１、第２励磁信号２０ａＡ，２０ａＢとして、レゾルバ１の励磁コイル１Ａに印加されている。

前記第１、第２励磁信号２０ａＡ，２０ａＢは、図２に示されるように、互いに１８０度位相がずれており、各励磁信号２０ａＡ，２０ａＢは検出部２１Ａの加算部４２で各振幅が加算された後、加算出力４２Ａとして第１、第２コンパレータ４３,４４の負端子４３ａと正端子４４ａに入力されている。
前記第１、第２コンパレータ４３,４４の正端子４３ｂと負端子４４ｂには、所定の電圧値からなる電源で構成された第１、第２異常検出閾値Ｖ１及び第２異常検出閾値Ｖ２が予め印加されている。

前記第１、第２コンパレータ４３,４４からの第１、第２パルス出力信号４３Ａ，４４Ａは、第１、第２積分器４５,４６を介して、第１、第２積分出力４５Ａ，４６Ａとしてゲート回路５０に入力されて異常有無確定信号Ｆが出力されるように構成されている。

前述の構成において、前記レゾルバ励磁信号の異常検出回路２１に異常が発生していない正常時の動作状態について説明する。
図３及び図４はレゾルバ１の各励磁信号２０ａＡ，２０ａＢが正常時の動作について示しており、前記励磁コイル１Ａへの第１、第２励磁信号２０ａＡ，２０ａＢは図４の符号Ａ，Ｂの通りであり、前記加算部４２で加算された各励磁信号２０ａＡ，２０ａＢの加算出力４２Ａは、図４のＣで示されるように、前記第１、第２異常検出閾値Ｖ１，Ｖ２の間に位置している。

従って、前述のように前記各励磁信号２０ａＡ，２０ａＢが正常な状態である場合には、各コンパレータ４３,４４からの各パルス出力信号４３Ａ，４４Ａは図４のＤで示される通りである。
前記各積分器４５,４６からの第１、第２積分出力４５Ａ,４６Ａは図４のＥに示される通りで、ゲート回路５０からの異常有無確定信号Ｆは、図４のＦで示される直線状態であるため、レゾルバ１の励磁信号２０ａの異常のないことが確認できる。尚、前記各積分器４５,４６は、周知の検出時定数を有しており、外部等からのノイズによって誤検出をして誤った立上がりをすることのないように構成されている。
また、各積分出力４５Ａ，４６Ａを用いることで、正常時の誤検出を回避するように校正されている。

また、図５及び図６で示されるように、一方の励磁信号である、例えば、第２励磁信号２０ａＢが接地して固着した場合、前記第２励磁信号２０ａＢは図６のＢで示されるように、閾値ＴＨ以下となる。
前記加算出力４２Ａは、図６のＣで示されるように、前記第１異常検出閾値Ｖ１で成形される信号となり、第１、第２コンパレータ４３,４４からの第１、第２パルス出力信号４３Ａ，４４Ａは図６のＤで示される通りである。

前記第１、第２パルス出力信号４３Ａ，４４Ａは、第１、第２積分器４５,４６に入力されて積分された後に、第１、第２積分出力４５Ａ，４６Ａとして図６のＥに示されるように出力される。
前記第１、第２積分器４５,４６からの第１、第２積分出力４５Ａ，４６Ａは、周知の鋸歯状波状となり、設定された閾値ＴＨ以上となると、前記各積分出力４５Ａ，４６Ａが入力されているゲート回路５０からの前記異常有無確定信号Ｆは、図６のＥにおける閾値ＴＨを越えた時点Ｔでその波形が立上がり、異常有りの状態を検出し、第１、第２励磁信号２０ａＡ，２０ａＢの何れかが異常状態になったことを検出することができる。

次に、前述の本発明によるレゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法の要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、レゾルバ／デジタル変換器２０からの励磁信号２０ａが入力されるレゾルバ励磁信号の異常検出回路２１に設けられた第１、第２オペアンプ４０,４１と、前記第１、第２オペアンプ４０,４１を介して得られた第１、第２励磁信号２０ａＡ,２０ａＢが印加されるレゾルバ1の励磁コイル１Ａと、互いに１８０度位相がずれた前記第１、第２励磁信号２０ａＡ,２０ａＢが入力される加算部４２を有する検出部２１Ａと、前記第１、第２励磁信号２０ａＡ，２０ａＢで各振幅が前記加算部４２によって加算された後、加算出力４２Ａとして入力される第１、第２コンパレータ４３,４４の負端子43a及び正端子４４ａと、前記第１、第２コンパレータ４３，４４の正端子４３ｂ及び前記負端子４４ｂに入力するための第１、第２異常検出閾値Ｖ１,Ｖ２と、前記第１、第２コンパレータ４３，４４からの第１、第２パルス出力信号４３Ａ,４４Ａが入力される第１、第２積分器４５，４６と、前記第１、第２積分器４５，４６からの第１、第２積分出力４５Ａ,４６Ａが入力され異常有無確定信号Ｆを出力するためのゲート回路５０と、を備え、
前記第１、第２積分器４５，４６からの第１、第２積分出力４５Ａ,４６Ａが予め設定された閾値ＴＨ以上となった時、前記異常有無確定信号Ｆが変化し、前記第１、第２励磁信号２０ａＡ，２０ａＢの何れか一方に異常が発生したことを検出する構成としたことを特徴とするレゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法であり、また、
前記各積分器４５，４６は、検出時定数を有していることを特徴とするレゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法である。

本発明によるレゾルバ励磁信号の異常検出装置及び方法は、レゾルバの故障時に、２相のレゾルバ励磁信号の何れかの異常の有無を検出することができ、レゾルバの故障状態を容易に見分けることができる。

１ レゾルバ
１Ａ 励磁コイル
２０ レゾルバ／デジタル変換器
２０ａ 励磁信号
２０ａＡ 第１励磁信号
２０ａＢ 第２励磁信号
２１ レゾルバ励磁信号の異常検出回路
２１Ａ 検出部
４０,４１ 第１、第２オペアンプ
４２ 加算部
４２Ａ 加算出力
４３,４４ 第１、第２コンパレータ
４３Ａ，４４Ａ 第１、第２パルス出力
４５,４６ 第１、第２積分器
４５Ａ，４６Ａ 第１、第２積分出力
５０ ゲート回路
Ｖ１，Ｖ２ 第１、第２異常検出閾値
ＴＨ 閾値
Ｆ 異常有無確定信号

Claims (4)

1. レゾルバ／デジタル変換器(20)からの励磁信号(20a)が入力されるレゾルバ励磁信号の異常検出回路(21)に設けられた第１、第２オペアンプ(40,41)と、前記第１、第２オペアンプ(40,41)を介して得られた第１、第２励磁信号(20aA,20aB)が印加されるレゾルバ(1)の励磁コイル(1A)と、互いに１８０度位相がずれた前記第１、第２励磁信号(20aA,20aB)が入力される加算部(42)を有する検出部(21A)と、前記第１、第２励磁信号(20aA,20aB)の各振幅が前記加算部(42)によって加算された後、加算出力(42A)として入力される第１、第２コンパレータ(43,44)の負端子(43a)及び正端子(44a)と、前記第１、第２コンパレータ(43,44)の正端子(43b)及び前記負端子(44b)に入力するための第１、第２異常検出閾値(V1,V2)と、前記第１、第２コンパレータ(43,44)からの第１、第２パルス出力信号(43A,44A)が入力される第１、第２積分器(45,46)と、前記第１、第２積分器(45,46)からの第１、第２積分出力(45A,46A)が入力され異常有無確定信号(F)を出力するためのゲート回路(50)と、を備え、
   前記第１、第２積分器(45,46)からの第１、第２積分出力(45A,46A)が予め設定された閾値(TH)以上となった時、前記異常有無確定信号(F)が変化し、前記第１、第２励磁信号(20aA,20aB)の何れか一方に異常が発生したことを検出する構成としたことを特徴とするレゾルバ励磁信号の異常検出装置。
2. 前記各積分器(45,46)は、検出時定数を有していることを特徴とする請求項１記載のレゾルバ励磁信号の異常検出装置。
3. レゾルバ／デジタル変換器(20)からの励磁信号(20a)が入力されるレゾルバ励磁信号の異常検出回路(21)に設けられた第１、第２オペアンプ(40,41)と、前記第１、第２オペアンプ(40,41)を介して得られた第１、第２励磁信号(20aA,20aB)が印加されるレゾルバ(1)の励磁コイル(1A)と、互いに１８０度位相がずれた前記第１、第２励磁信号(20aA,20aB)が入力される加算部(42)を有する検出部(21A)と、前記第１、第２励磁信号(20aA,20aB)で各振幅が前記加算部(42)によって加算された後、加算出力(42A)として入力される第１、第２コンパレータ(43,44)の負端子(43a)及び正端子(44a)と、前記第１、第２コンパレータ(43,44)の正端子(43b)及び前記負端子(44b)に入力するための第１、第２異常検出閾値(V1,V2)と、前記第１、第２コンパレータ(43,44)からの第１、第２パルス出力信号(43A,44A)が入力される第１、第２積分器(45,46)と、前記第１、第２積分器(45,46)からの第１、第２積分出力(45A,46A)が入力され異常有無確定信号(F)を出力するためのゲート回路(50)と、を備え、
   前記第１、第２積分器(45,46)からの第１、第２積分出力(45A,46A)が予め設定された閾値(TH)以上となった時、前記異常有無確定信号(F)が変化し、前記第１、第２励磁信号(20aA,20aB)の何れか一方に異常が発生したことを検出することを特徴とするレゾルバ励磁信号の異常検出方法。
4. 前記各積分器(45,46)は、検出時定数を有していることを特徴とする請求項３記載のレゾルバ励磁信号の異常検出方法。

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