JP6814858B2 - Electronic control system - Google Patents

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

本発明は、半導体装置及びそれを備えた電子制御システムに関し、例えばRDコンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子の電位を用いて、レゾルバの短絡故障の有無を正確に検知するのに適した半導体装置及びそれを備えた電子制御システムに関する。 The present invention relates to a semiconductor device and an electronic control system including the semiconductor device, and accurately detects the presence or absence of a short-circuit failure of a resolver by using, for example, the potential of an existing external terminal provided on a chip forming an RD converter. The present invention relates to a semiconductor device suitable for the above and an electronic control system including the same.

自動車等の車両には、ロータ等の回転体の回転角度を検知してその検知結果を基に所定の処理を行う電子制御システムが搭載されている。電子制御システムは、回転体の回転角度を検知するレゾルバと、当該レゾルバの検知結果をデジタル信号に変換するRDコンバータ(Resolver to Digital Converter)と、を備える。さらに、電子制御システムは、レゾルバと電源電圧側とが短絡する天絡故障が発生しているか否か、及び、レゾルバと接地電圧側とが短絡する地絡故障が発生しているか否か、を検知する故障検知回路を備える。 Vehicles such as automobiles are equipped with an electronic control system that detects the rotation angle of a rotating body such as a rotor and performs predetermined processing based on the detection result. The electronic control system includes a resolver that detects the rotation angle of the rotating body, and an RD converter (Resolver to Digital Converter) that converts the detection result of the resolver into a digital signal. Further, the electronic control system determines whether or not a ceiling fault has occurred in which the resolver and the power supply voltage side are short-circuited, and whether or not a ground fault has occurred in which the resolver and the ground voltage side are short-circuited. It is equipped with a failure detection circuit to detect.

関連する技術が特許文献1及び特許文献2に開示されている。特許文献1には、配線の断線の有無を検知するための検出機能を有する位置検出装置の構成が開示されている。また、特許文献2には、レゾルバの故障を検出するレゾルバ故障検出装置の構成が開示されている。 Related techniques are disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2. Patent Document 1 discloses a configuration of a position detection device having a detection function for detecting the presence or absence of disconnection of wiring. Further, Patent Document 2 discloses a configuration of a resolver failure detection device that detects a resolver failure.

特開2015−94718号公報JP-A-2015-94718 特開2009−162670号公報JP-A-2009-162670

ところで、RDコンバータは、レゾルバの検知結果を増幅するための増幅回路を備えているが、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて当該増幅回路のゲインを自由に調整可能であることが求められている。そのため、例えば、増幅回路のゲインを決定する帰還抵抗及び入力抵抗のうち入力抵抗を、RDコンバータのチップ外部に取り換え可能な状態で設けることにより、増幅回路のゲインを調整可能にしている。 By the way, the RD converter is provided with an amplifier circuit for amplifying the detection result of the resolver, but it is required that the gain of the amplifier circuit can be freely adjusted according to the type of the resolver, the design specifications and the like. There is. Therefore, for example, the gain of the amplifier circuit can be adjusted by providing the input resistance among the feedback resistor and the input resistor that determine the gain of the amplifier circuit in a replaceable state outside the chip of the RD converter.

ここで、RDコンバータを形成するチップ上の外部端子の数の増加を防ぐために、レゾルバの電位が直接供給される専用の外部端子を設けないで、RDコンバータに用いられる既存の外部端子の電位を用いてレゾルバの短絡故障の有無を検知する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、チップ外部に設けられた入力抵抗の影響により、レゾルバの電位を正確に検知することができず、その結果、レゾルバの短絡故障の有無を正確に検知することができない、という問題があった。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Here, in order to prevent an increase in the number of external terminals on the chip forming the RD converter, the potential of the existing external terminals used in the RD converter is used without providing a dedicated external terminal to which the potential of the resolver is directly supplied. A method of detecting the presence or absence of a short-circuit failure of the resolver can be considered. However, in this method, the potential of the resolver cannot be accurately detected due to the influence of the input resistance provided outside the chip, and as a result, the presence or absence of a short-circuit failure of the resolver cannot be accurately detected. There was a problem. Other challenges and novel features will become apparent from the description and accompanying drawings herein.

一実施の形態によれば、半導体装置は、外部に設けられた検知装置の検知結果に応じた一対の電圧信号の一方及び他方がそれぞれ第1及び第2入力抵抗を介して供給される第1及び第2外部端子と、前記第1及び前記第2外部端子に供給された一対の前記電圧信号の電位差を増幅するオペアンプと、前記オペアンプの出力端子及び一方の入力端子間に設けられた第1帰還抵抗と、前記オペアンプの2つの入力端子と、前記第1及び前記第2外部端子と、の間にそれぞれ設けられた第1及び第2スイッチと、前記第1及び前記第2スイッチがオフしたときの前記第1及び前記第2外部端子のそれぞれの電圧レベルに基づいて、前記検知装置において短絡故障が発生したか否かを検知する、短絡故障検知回路と、を備える。 According to one embodiment, in the semiconductor device, one and the other of the pair of voltage signals according to the detection result of the detection device provided outside are supplied via the first and second input resistors, respectively. And a second external terminal, an operational amplifier that amplifies the potential difference between the pair of voltage signals supplied to the first and second external terminals, and a first unit provided between the output terminal and one input terminal of the operational amplifier. The first and second switches provided between the feedback resistor, the two input terminals of the operational amplifier, and the first and second external terminals, respectively, and the first and second switches were turned off. A short-circuit failure detection circuit for detecting whether or not a short-circuit failure has occurred in the detection device based on the respective voltage levels of the first and second external terminals at the time is provided.

一実施の形態によれば、半導体装置は、外部に設けられた検知装置の検知結果に応じた電圧信号が第1入力抵抗を介して供給される第1外部端子と、前記第1外部端子に供給された前記電圧信号を増幅するオペアンプと、前記オペアンプの出力端子及び一方の入力端子間に設けられた第1帰還抵抗と、前記オペアンプと前記第1外部端子との間に設けられた第1スイッチと、前記第1スイッチがオフしたときの前記第1外部端子の電圧レベルに基づいて、前記検知装置において短絡故障が発生したか否かを検知する、短絡故障検知回路と、を備える。 According to one embodiment, the semiconductor device is provided to a first external terminal to which a voltage signal corresponding to a detection result of a detection device provided externally is supplied via a first input resistor, and to the first external terminal. An operational amplifier that amplifies the supplied voltage signal, a first feedback resistor provided between the output terminal and one input terminal of the operational amplifier, and a first provided between the operational amplifier and the first external terminal. It includes a switch and a short-circuit failure detection circuit that detects whether or not a short-circuit failure has occurred in the detection device based on the voltage level of the first external terminal when the first switch is turned off.

一実施の形態によれば、半導体装置は、第1及び第2外部端子と、一端が前記第1外部端子に接続された第1スイッチと、一端が前記第2外部端子に接続された第2スイッチと、前記第1スイッチの他端に接続された第1入力端子と、前記第2スイッチの他端に接続された第2入力端子と、を有するオペアンプと、前記オペアンプの出力端子と前記第1スイッチの他端との間に設けられた帰還抵抗と、前記第1スイッチがオフする期間に、前記第1外部端子に供給される信号の電圧レベルに基づいて、前記第1外部端子に供給される信号の異常を検知する異常検知回路と、を備える。 According to one embodiment, the semiconductor device includes first and second external terminals, a first switch whose one end is connected to the first external terminal, and a second switch whose one end is connected to the second external terminal. An operational amplifier having a switch, a first input terminal connected to the other end of the first switch, and a second input terminal connected to the other end of the second switch, an output terminal of the operational amplifier, and the first. Supply to the first external terminal based on the feedback resistor provided between the other end of the switch and the voltage level of the signal supplied to the first external terminal during the period when the first switch is turned off. It is provided with an abnormality detection circuit for detecting an abnormality of the signal to be output.

前記一実施の形態によれば、コンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子の電位を用いて、レゾルバの短絡故障の有無を正確に検知することが可能な半導体装置及びそれを備えた電子制御システムを提供することができる。 According to the above embodiment, a semiconductor device capable of accurately detecting the presence or absence of a short-circuit failure of a resolver by using the potential of an existing external terminal provided on a chip forming a converter, and a semiconductor device thereof are provided. An electronic control system can be provided.

実施の形態1にかかる電子制御システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the configuration example of the electronic control system which concerns on Embodiment 1. FIG. 図1に示す電子制御システムに設けられたRDコンバータの具体的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the specific configuration example of the RD converter provided in the electronic control system shown in FIG. スイッチのオンオフを切り替える切替信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the switching signal which switches on / off of a switch. 図1に示す電子制御システムの正常状態での動作を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the operation of the electronic control system shown in FIG. 1 in a normal state. 図1に示す電子制御システムの地絡状態での動作を示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the operation of the electronic control system shown in FIG. 1 in a ground fault state. 図1に示す電子制御システムの天絡状態での動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation of the electronic control system shown in FIG. 1 in the heavenly state. 図2に示すRDコンバータの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the RD converter shown in FIG. 実施の形態2にかかる電子制御システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the configuration example of the electronic control system which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施の形態3にかかる電子制御システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the configuration example of the electronic control system which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施の形態に至る前の構想に係る電子制御システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the configuration example of the electronic control system which concerns on the concept before reaching the embodiment. 図10に示す電子制御システムの地絡状態での動作を示すタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the electronic control system shown in FIG. 10 in a ground fault state. 図10に示す電子制御システムの天絡状態での動作を示すタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the electronic control system shown in FIG. 10 in a heavenly state.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。なお、図面は簡略的なものであるから、この図面の記載を根拠として実施の形態の技術的範囲を狭く解釈してはならない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Since the drawings are simple, the technical scope of the embodiments should not be narrowly interpreted based on the description of the drawings. Further, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 In the following embodiments, when necessary for convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments, but unless otherwise specified, they are not unrelated to each other, and one is the other. There is a relationship between a part or all of the modified examples, application examples, detailed explanations, supplementary explanations, and the like. In addition, in the following embodiments, when the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.) is referred to, when it is specified in particular, or when it is clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, the number is not limited to the specific number, and may be more than or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(動作ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等(個数、数値、量、範囲等を含む)についても同様である。 Furthermore, in the following embodiments, the components (including operation steps and the like) are not necessarily essential unless otherwise specified or clearly considered to be essential in principle. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of a component or the like, the shape is substantially the same unless otherwise specified or when it is considered that it is not apparent in principle. Etc., etc. shall be included. This also applies to the above numbers (including the number, numerical value, quantity, range, etc.).

<発明者らによる事前検討>
実施の形態1にかかるRDコンバータ及びそれを備えた電子制御システムの詳細について説明する前に、本発明者らが事前検討したRDコンバータ50及びそれを備えた電子制御システム5について説明する。
<Preliminary examination by the inventors>
Before explaining the details of the RD converter and the electronic control system provided with the RD converter according to the first embodiment, the RD converter 50 and the electronic control system 5 provided with the RD converter 50 which the present inventors have previously examined will be described.

図10は、実施の形態に至る前の構想に係る電子制御システム5の構成例を示す図である。電子制御システム5は、例えば自動車等の車両に搭載され、ロータ等の回転体(検知対象物)の回転角度を検知してその検知結果を基に所定の処理を行うとともに、回転体の回転角度を検知するレゾルバにおける短絡故障の有無を検知する機能を有する。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the electronic control system 5 according to the concept before reaching the embodiment. The electronic control system 5 is mounted on a vehicle such as an automobile, detects the rotation angle of a rotating body (detection target) such as a rotor, performs predetermined processing based on the detection result, and rotates the rotating body. It has a function to detect the presence or absence of a short circuit failure in the resolver.

具体的には、電子制御システム5は、ロータ(不図示)の回転角度を検知するレゾルバ(検知装置)11と、レゾルバ11の検知結果をデジタル信号に変換するRDコンバータ50と、RDコンバータ50から出力されたデジタル信号に基づいて所定の処理を行うマイクロコンピュータ(以下、単にマイコンと称す)13と、を備える。 Specifically, the electronic control system 5 is composed of a resolver (detection device) 11 that detects the rotation angle of a rotor (not shown), an RD converter 50 that converts the detection result of the resolver 11 into a digital signal, and an RD converter 50. The present invention includes a microcomputer (hereinafter, simply referred to as a microcomputer) 13 that performs predetermined processing based on the output digital signal.

レゾルバ11は、例えば、励磁信号源12と、コイルL10〜L12と、を備える。コイルL10〜L12は、磁性体で構成されたロータの周囲を囲むように配置されている。励磁信号源12は、搬送波として用いられる正弦波の励磁信号(本例では10kHzの励磁信号)をコイルL10に流す。この励磁信号は、電磁誘導によってコイルL11,L12に伝達され、それぞれ90度位相の異なる搬送波となって表れる。ここで、コイルL11,L12の搬送波の振幅は、ロータの回転角度に応じて変化する。つまり、コイルL11,L12には、搬送波に乗ったロータの回転角度の情報を含む信号が、それぞれ90度位相の異なる受信信号となって表れる。 The resolver 11 includes, for example, an excitation signal source 12 and coils L10 to L12. The coils L10 to L12 are arranged so as to surround the rotor made of a magnetic material. The excitation signal source 12 sends a sinusoidal excitation signal (excitation signal of 10 kHz in this example) used as a carrier wave to the coil L10. This excitation signal is transmitted to the coils L11 and L12 by electromagnetic induction, and appears as carrier waves having 90-degree phases different from each other. Here, the amplitude of the carrier waves of the coils L11 and L12 changes according to the rotation angle of the rotor. That is, in the coils L11 and L12, signals including information on the rotation angle of the rotor on the carrier wave appear as received signals having different phases by 90 degrees.

具体的には、コイルL11の一方の端部S1Rには、cos波形の受信信号が生成され、コイルL11の他方の端部S3Rには、その逆相の受信信号が生成される。それに対し、コイルL12の一方の端部S2Rには、sin波形の受信信号が生成され、コイルL12の他方の端部S4Rには、その逆相の受信信号が生成される。 Specifically, a cos waveform reception signal is generated at one end S1R of the coil L11, and a reception signal of the opposite phase is generated at the other end S3R of the coil L11. On the other hand, a sin waveform reception signal is generated at one end S2R of the coil L12, and a reception signal of the opposite phase is generated at the other end S4R of the coil L12.

RDコンバータ50は、チップCHP5上に設けられた、外部端子S51〜S54,T51,T53と、オペアンプAP51,AP52と、帰還抵抗R53,R54と、抵抗素子R51,R52と、角度演算回路501と、短絡故障検知回路502と、チップCHP5外に設けられた入力抵抗R1〜R4と、を備える。なお、オペアンプAP51、入力抵抗R1,R3、抵抗素子R51、及び、帰還抵抗R53により、増幅回路55が構成される。オペアンプAP52、入力抵抗R2,R4、抵抗素子R52、及び、帰還抵抗R54により、増幅回路56が構成される。 The RD converter 50 includes external terminals S51 to S54, T51, T53, operational amplifiers AP51, AP52, feedback resistors R53, R54, resistor elements R51, R52, an angle calculation circuit 501, and an angle calculation circuit 501 provided on the chip CHP5. It includes a short-circuit failure detection circuit 502 and input resistors R1 to R4 provided outside the chip CHP5. The amplifier circuit 55 is composed of the operational amplifier AP51, the input resistors R1 and R3, the resistance element R51, and the feedback resistor R53. The amplifier circuit 56 is composed of the operational amplifier AP52, the input resistors R2 and R4, the resistance element R52, and the feedback resistor R54.

増幅回路55は、回転角度情報が含まれるコイルL11の受信信号を増幅する。増幅回路56は、回転角度情報が含まれるコイルL12の受信信号を増幅する。換言すると、増幅回路55は、コイルL11の両端S1R,S3Rから出力された一対の電圧信号の電位差を増幅する。増幅回路56は、コイルL12の両端S2R,S4Rから出力された一対の電圧信号の電位差を増幅する。 The amplifier circuit 55 amplifies the received signal of the coil L11 including the rotation angle information. The amplifier circuit 56 amplifies the received signal of the coil L12 including the rotation angle information. In other words, the amplifier circuit 55 amplifies the potential difference between the pair of voltage signals output from both ends S1R and S3R of the coil L11. The amplifier circuit 56 amplifies the potential difference between the pair of voltage signals output from both ends S2R and S4R of the coil L12.

具体的には、チップCHP5外において、入力抵抗R1は、コイルL11の端部S1Rと外部端子S51との間に設けられている。入力抵抗R2は、コイルL12の端部S2Rと外部端子S52との間に設けられている。入力抵抗R3は、コイルL11の端部S3Rと外部端子S53との間に設けられている。入力抵抗R4は、コイルL12の端部S4Rと外部端子S54との間に設けられている。 Specifically, outside the chip CHP5, the input resistor R1 is provided between the end portion S1R of the coil L11 and the external terminal S51. The input resistor R2 is provided between the end portion S2R of the coil L12 and the external terminal S52. The input resistor R3 is provided between the end portion S3R of the coil L11 and the external terminal S53. The input resistor R4 is provided between the end portion S4R of the coil L12 and the external terminal S54.

また、チップCHP5上において、オペアンプAP51の非反転入力端子が外部端子S51に接続され、オペアンプAP51の反転入力端子が外部端子S53に接続され、オペアンプAP51の出力端子及び反転入力端子が帰還抵抗R53を介して接続されている。また、オペアンプAP51の非反転入力端子には、抵抗素子R51を介して、コモン電圧COMが供給されている。オペアンプAP52の非反転入力端子が外部端子S52に接続され、オペアンプAP52の反転入力端子が外部端子S54に接続され、オペアンプAP52の出力端子及び反転入力端子が帰還抵抗R54を介して接続されている。また、オペアンプAP52の非反転入力端子には、抵抗素子R52を介して、コモン電圧COMが供給されている。 Further, on the chip CHP5, the non-inverting input terminal of the operational amplifier AP51 is connected to the external terminal S51, the inverting input terminal of the operational amplifier AP51 is connected to the external terminal S53, and the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier AP51 provide a feedback resistor R53. Connected via. Further, a common voltage COM is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier AP51 via the resistance element R51. The non-inverting input terminal of the operational amplifier AP52 is connected to the external terminal S52, the inverting input terminal of the operational amplifier AP52 is connected to the external terminal S54, and the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier AP52 are connected via the feedback resistor R54. Further, a common voltage COM is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier AP52 via the resistance element R52.

コモン電圧COMは、基準電圧より大きく電源電圧よりも小さな電圧レベルを示す。本例では、コモン電圧COMは、0Vの基準電圧及び5Vの電源電圧の中間電圧である2.5Vを示している。したがって、増幅回路55,56に入力される電圧信号の振幅中心電圧は、コモン電圧COMである2.5Vとなる。 The common voltage COM indicates a voltage level greater than the reference voltage and less than the supply voltage. In this example, the common voltage COM indicates 2.5V, which is an intermediate voltage between a reference voltage of 0V and a power supply voltage of 5V. Therefore, the amplitude center voltage of the voltage signal input to the amplifier circuits 55 and 56 is 2.5 V, which is the common voltage COM.

ここで、本例では、増幅回路55のゲインを決定する入力抵抗R1,R3及び帰還抵抗R53のうち入力抵抗R1,R3が、チップCHP5外部の基盤上に、取り換え可能な状態で設けられている。それにより、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて増幅回路55のゲインを自由に調整することが可能になる。同様に、増幅回路56のゲインを決定する入力抵抗R2,R4及び帰還抵抗R54のうち入力抵抗R2,R4が、チップCHP5外部の基盤上に、取り換え可能な状態で設けられている。それにより、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて増幅回路56のゲインを自由に調整することが可能になる。 Here, in this example, of the input resistors R1 and R3 and the feedback resistors R53 that determine the gain of the amplifier circuit 55, the input resistors R1 and R3 are provided on the board outside the chip CHP5 in a replaceable state. .. As a result, the gain of the amplifier circuit 55 can be freely adjusted according to the type of resolver, design specifications, and the like. Similarly, of the input resistors R2 and R4 and the feedback resistors R54 that determine the gain of the amplifier circuit 56, the input resistors R2 and R4 are provided on the board outside the chip CHP5 in a replaceable state. As a result, the gain of the amplifier circuit 56 can be freely adjusted according to the type of resolver, design specifications, and the like.

また、図10の例では、コイルL11,L12の断線検知用に抵抗素子RH1,RH2,RL1,RL2が設けられている。 Further, in the example of FIG. 10, resistance elements RH1, RH2, RL1, RL2 are provided for detecting disconnection of the coils L11 and L12.

具体的には、コイルL11の一方の端部S1Rと外部端子S51との間の信号線上のノードと、電源電圧(本例では5V)が供給される電源電圧端子と、の間に抵抗素子RH1が設けられている。コイルL11の他方の端部S3Rと外部端子S53との間の信号線上のノードと、基準電圧(本例では0V)が供給される基準電圧端子と、の間に抵抗素子RL1が設けられている。コイルL12の一方の端部S2Rと外部端子S52との間の信号線上のノードと、電源電圧(本例では5V)が供給される電源電圧端子と、の間に抵抗素子RH2が設けられている。コイルL12の他方の端部S4Rと外部端子S54との間の信号線上のノードと、基準電圧(本例では0V)が供給される基準電圧端子と、の間に抵抗素子RL2が設けられている。 Specifically, the resistance element RH1 is between a node on the signal line between one end S1R of the coil L11 and the external terminal S51 and a power supply voltage terminal to which a power supply voltage (5V in this example) is supplied. Is provided. A resistance element RL1 is provided between a node on the signal line between the other end S3R of the coil L11 and the external terminal S53 and a reference voltage terminal to which a reference voltage (0V in this example) is supplied. .. A resistance element RH2 is provided between a node on the signal line between one end S2R of the coil L12 and the external terminal S52 and a power supply voltage terminal to which a power supply voltage (5V in this example) is supplied. .. A resistance element RL2 is provided between a node on the signal line between the other end S4R of the coil L12 and the external terminal S54 and a reference voltage terminal to which a reference voltage (0V in this example) is supplied. ..

ここで、抵抗素子RH1,RH2,RL1,RL2は、正常状態においてコイルL11,L12の振幅中心電圧がコモン電圧COMを示すような抵抗比率、かつ、抵抗素子R1〜R4,R51〜R54よりも十分に高い抵抗値に調整されている。 Here, the resistance elements RH1, RH2, RL1 and RL2 have a resistance ratio such that the amplitude center voltage of the coils L11 and L12 shows a common voltage COM in a normal state, and are sufficiently larger than the resistance elements R1 to R4 and R51 to R54. It is adjusted to a high resistance value.

角度演算回路501は、回転角度情報が含まれる増幅回路55,56の出力信号(アナログ信号)をデジタル信号I51に変換して出力する。マイコン13は、デジタル信号I51に基づいて所定の処理を行う。なお、マイコン13は、チップCHP5上に設けられてもよい。 The angle calculation circuit 501 converts the output signals (analog signals) of the amplifier circuits 55 and 56 including the rotation angle information into digital signals I51 and outputs them. The microcomputer 13 performs a predetermined process based on the digital signal I51. The microcomputer 13 may be provided on the chip CHP5.

短絡故障検知回路502は、レゾルバ11と電源電圧側とが短絡する天絡故障が発生しているか否か、及び、レゾルバ11と基準電圧側とが短絡する地絡故障が発生しているか否か、を検知して検知結果D51を出力する。マイコン13は、検知結果D51により短絡故障が発生している判断した場合、レゾルバ11の動作を停止させる等の処理を行う。ここで、本例では、チップCHP5の外部端子の数の増加を防ぐために、レゾルバ11の電位が直接供給される専用の外部端子を設けないで、RDコンバータを形成するチップCHP5上に設けられた既存の外部端子S51〜S54の電位を用いて、レゾルバ11の短絡故障の有無を検知している。 The short-circuit failure detection circuit 502 determines whether or not a ceiling fault has occurred in which the resolver 11 and the power supply voltage side are short-circuited, and whether or not a ground fault has occurred in which the resolver 11 and the reference voltage side are short-circuited. , Is detected and the detection result D51 is output. When the detection result D51 determines that a short-circuit failure has occurred, the microcomputer 13 performs processing such as stopping the operation of the resolver 11. Here, in this example, in order to prevent an increase in the number of external terminals of the chip CHP5, a dedicated external terminal to which the potential of the resolver 11 is directly supplied is not provided, but is provided on the chip CHP5 forming the RD converter. The presence or absence of a short-circuit failure of the resolver 11 is detected by using the potentials of the existing external terminals S51 to S54.

しかしながら、図10の構成では、チップ外部に設けられた入力抵抗の影響により、レゾルバ11の電位を正確に検知することができず、その結果、レゾルバ11の短絡故障の有無を正確に検知することができない、という問題があった。 However, in the configuration of FIG. 10, the potential of the resolver 11 cannot be accurately detected due to the influence of the input resistance provided outside the chip, and as a result, the presence or absence of a short-circuit failure of the resolver 11 can be accurately detected. There was a problem that it could not be done.

図11は、電子制御システム5の地絡状態での動作を示すタイミングチャートである。図11の例では、上側のタイミングチャートにコイルL11の端部S1R,S3Rの電位が示され、下側のタイミングチャートに外部端子S51,S53の電位が示されている。なお、端部S2R,S4R及び外部端子S52,S54の電位の関係については、逆相であることを除いて基本的には端部S1R,S3R及び外部端子S51,S53の電位の関係と同様であるため、その説明を省略する。 FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the electronic control system 5 in a ground fault state. In the example of FIG. 11, the upper timing chart shows the potentials of the ends S1R and S3R of the coil L11, and the lower timing chart shows the potentials of the external terminals S51 and S53. The relationship between the potentials of the ends S2R and S4R and the external terminals S52 and S54 is basically the same as the relationship between the potentials of the ends S1R and S3R and the external terminals S51 and S53, except that they are in opposite phase. Therefore, the description thereof will be omitted.

図11に示すように、正常状態(時刻t50〜t51)では、コイルL11の端部S1R,S3Rの電位は、振幅中心電位を約2.5Vとする正弦波の形状を示している。このとき、外部端子S51,S53の電位も、振幅中心電位を約2.5Vとする正弦波の形状を示している。 As shown in FIG. 11, in the normal state (time t50 to t51), the potentials of the ends S1R and S3R of the coil L11 show the shape of a sine wave having an amplitude center potential of about 2.5 V. At this time, the potentials of the external terminals S51 and S53 also show the shape of a sine wave having an amplitude center potential of about 2.5 V.

その後、端部S1Rが地絡すると(時刻t51)、コイルL11の端部S1Rの電位は0Vに固定される(時刻t51〜t52)。それに対し、端部S1Rに対応する外部端子S51の電位は、0Vではなく、抵抗素子R51,R1の抵抗値に応じた中間電位を示す(時刻t51〜t52)。図11の例では、地絡状態での外部端子S51の電位は、約1.6Vを示しているが、抵抗素子R51,R1の抵抗比率や抵抗素子R51のばらつき等の影響により変動する可能性がある。そのため、端部S1Rが地絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子S51において適切に設定することは困難である。同様にして、端部S3Rが地絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子S53において適切に設定することは困難である。つまり、電子制御システム5は、レゾルバ11の地絡故障を、RDコンバータ50を形成するチップCHP5の既存の外部端子の電位を用いて正確に検知することができないという問題があった。 After that, when the end portion S1R has a ground fault (time t51), the potential of the end portion S1R of the coil L11 is fixed at 0 V (time t51 to t52). On the other hand, the potential of the external terminal S51 corresponding to the end portion S1R is not 0V but an intermediate potential corresponding to the resistance values of the resistance elements R51 and R1 (time t51 to t52). In the example of FIG. 11, the potential of the external terminal S51 in the ground fault state shows about 1.6 V, but it may fluctuate due to the influence of the resistance ratio of the resistance elements R51 and R1 and the variation of the resistance element R51. There is. Therefore, it is difficult to appropriately set the threshold voltage for determining that the end portion S1R is in a ground fault state at the external terminal S51. Similarly, it is difficult to appropriately set the threshold voltage for determining that the end portion S3R is in a ground fault state at the external terminal S53. That is, the electronic control system 5 has a problem that the ground fault of the resolver 11 cannot be accurately detected by using the potential of the existing external terminal of the chip CHP5 forming the RD converter 50.

図12は、電子制御システム5の天絡状態での動作を示すタイミングチャートである。図12の例では、上側のタイミングチャートにコイルL11の端部S1R,S3Rの電位が示され、下側のタイミングチャートに外部端子S51,S53の電位が示されている。なお、端部S2R,S4R及び外部端子S52,S54の電位の関係については、逆相であることを除いて基本的には端部S1R,S3R及び外部端子S51,S53の電位の関係と同様であるため、その説明を省略する。 FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the electronic control system 5 in the heavenly state. In the example of FIG. 12, the upper timing chart shows the potentials of the ends S1R and S3R of the coil L11, and the lower timing chart shows the potentials of the external terminals S51 and S53. The relationship between the potentials of the ends S2R and S4R and the external terminals S52 and S54 is basically the same as the relationship between the potentials of the ends S1R and S3R and the external terminals S51 and S53, except that they are in opposite phase. Therefore, the description thereof will be omitted.

図12に示すように、正常状態(時刻t60〜t61)では、コイルL11の端部S1R,S3Rの電位は、振幅中心電位を約2.5Vとする正弦波の形状を示している。このとき、外部端子S51,S53の電位も、振幅中心電位を約2.5Vとする正弦波の形状を示している。 As shown in FIG. 12, in the normal state (time t60 to t61), the potentials of the ends S1R and S3R of the coil L11 show the shape of a sine wave having an amplitude center potential of about 2.5 V. At this time, the potentials of the external terminals S51 and S53 also show the shape of a sine wave having an amplitude center potential of about 2.5 V.

その後、端部S1Rが天絡すると(時刻t61)、コイルL11の端部S1Rの電位は5Vに固定される(時刻t61〜t62)。それに対し、端部S1Rに対応する外部端子S51の電位は、5Vではなく、抵抗素子R51,R1の抵抗値に応じた中間電位を示す(時刻t61〜t62)。図12の例では、天絡状態での外部端子S51の電位は、約3.3Vを示しているが、抵抗素子R51,R1の抵抗比率や抵抗素子R51のばらつき等の影響により変動する可能性がある。そのため、端部S1Rが天絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子S51において適切に設定することは困難である。同様にして、端部S3Rが天絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子S53において適切に設定することは困難である。つまり、電子制御システム5は、レゾルバ11の天絡故障を、RDコンバータ50を形成するチップCHP5の既存の外部端子の電位を用いて正確に検知することができないという問題があった。 After that, when the end portion S1R is entangled (time t61), the potential of the end portion S1R of the coil L11 is fixed at 5 V (time t61 to t62). On the other hand, the potential of the external terminal S51 corresponding to the end portion S1R shows an intermediate potential corresponding to the resistance values of the resistance elements R51 and R1 instead of 5V (time t61 to t62). In the example of FIG. 12, the potential of the external terminal S51 in the ceiling-wound state shows about 3.3 V, but it may fluctuate due to the influence of the resistance ratio of the resistance elements R51 and R1 and the variation of the resistance element R51. There is. Therefore, it is difficult to appropriately set the threshold voltage for determining that the end portion S1R is in the ceiling-wound state at the external terminal S51. Similarly, it is difficult to appropriately set the threshold voltage for determining that the end portion S3R is in the ceiling state at the external terminal S53. That is, the electronic control system 5 has a problem that the ceiling fault of the resolver 11 cannot be accurately detected by using the potential of the existing external terminal of the chip CHP5 forming the RD converter 50.

なお、仮に、端部S1R,S3Rの電位が直接供給される専用の外部端子をチップCHP5に設けた場合には、端部S1R,S3Rの短絡故障時における当該専用の外部端子の電位は0V又は5Vに固定される。そのため、端部S1R,S3Rが短絡状態であると判定するための閾値電圧を当該専用の外部端子において適切に設定することが可能である。しかしながら、この場合、チップCHP5の外部端子の数が増加してしまい回路規模が増大してしまう。 If the chip CHP5 is provided with a dedicated external terminal to which the potentials of the ends S1R and S3R are directly supplied, the potential of the dedicated external terminal at the time of a short-circuit failure of the ends S1R and S3R is 0V or It is fixed at 5V. Therefore, it is possible to appropriately set the threshold voltage for determining that the ends S1R and S3R are in the short-circuited state at the dedicated external terminal. However, in this case, the number of external terminals of the chip CHP5 increases, and the circuit scale increases.

そこで、RDコンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子の電位を用いて、レゾルバ11の短絡故障の有無を正確に検知することができるように、実施の形態1にかかるRDコンバータ10及びそれを備えた電子制御システム1が見出された。 Therefore, the RD converter 10 according to the first embodiment can be used so that the presence or absence of a short-circuit failure of the resolver 11 can be accurately detected by using the potential of the existing external terminal provided on the chip forming the RD converter. And an electronic control system 1 equipped with it has been found.

<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る電子制御システム1の構成例を示す図である。電子制御システム1は、例えば自動車等の車両に搭載され、ロータ等の回転体(検知対象物)の回転角度を検知してその検知結果を基に所定の処理を行うとともに、RDコンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子の電位を用いて、レゾルバの短絡故障の有無を正確に検知する機能を有する。以下、具体的に説明する。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the electronic control system 1 according to the first embodiment. The electronic control system 1 is mounted on a vehicle such as an automobile, detects a rotation angle of a rotating body (detection target) such as a rotor, performs predetermined processing based on the detection result, and forms an RD converter. It has a function to accurately detect the presence or absence of a short-circuit failure of the resolver by using the potential of an existing external terminal provided on the chip. Hereinafter, a specific description will be given.

具体的には、電子制御システム1は、ロータ(不図示)の回転角度を検知するレゾルバ(検知装置)11と、レゾルバ11の検知結果をデジタル信号に変換するRDコンバータ10と、RDコンバータ10から出力されたデジタル信号に基づいて所定の処理を行うマイコン13と、を備える。電子制御システム1の構成要素のうち、RDコンバータ10以外の構成要素については、既に説明したため、以下では、主にRDコンバータ10について説明する。 Specifically, the electronic control system 1 is composed of a resolver (detection device) 11 that detects the rotation angle of a rotor (not shown), an RD converter 10 that converts the detection result of the resolver 11 into a digital signal, and an RD converter 10. A microcomputer 13 that performs predetermined processing based on an output digital signal is provided. Since the components other than the RD converter 10 among the components of the electronic control system 1 have already been described, the RD converter 10 will be mainly described below.

RDコンバータ10は、チップCHP1上に設けられた、外部端子S1〜S4,T1〜T3と、オペアンプAP11,AP12と、帰還抵抗R13,R14と、抵抗素子R11,R12と、スイッチSW1〜SW4と、角度演算回路101と、短絡故障検知回路(異常検知回路)102と、タイミング制御回路103と、チップCHP1外に設けられた入力抵抗R1〜R4と、を備える。なお、オペアンプAP11及び抵抗素子R1,R3,R11,R13により、増幅回路15が構成される。オペアンプAP12及び抵抗素子R2,R4,R12,R14により、増幅回路16が構成される。 The RD converter 10 includes external terminals S1 to S4, T1 to T3, operational amplifiers AP11 and AP12, feedback resistors R13 and R14, resistor elements R11 and R12, switches SW1 to SW4, and the like, which are provided on the chip CHP1. It includes an angle calculation circuit 101, a short circuit failure detection circuit (abnormality detection circuit) 102, a timing control circuit 103, and input resistors R1 to R4 provided outside the chip CHP1. The amplifier circuit 15 is composed of the operational amplifier AP11 and the resistance elements R1, R3, R11, and R13. The amplifier circuit 16 is composed of the operational amplifier AP12 and the resistance elements R2, R4, R12, and R14.

増幅回路15は、回転角度情報が含まれるコイルL11の受信信号を増幅する。増幅回路16は、回転角度情報が含まれるコイルL12の受信信号を増幅する。換言すると、増幅回路15は、コイルL11の両端S1R,S3Rから出力された一対の電圧信号の電位差を増幅する。増幅回路16は、コイルL12の両端S2R,S4Rから出力された一対の電圧信号の電位差を増幅する。 The amplifier circuit 15 amplifies the received signal of the coil L11 including the rotation angle information. The amplifier circuit 16 amplifies the received signal of the coil L12 including the rotation angle information. In other words, the amplifier circuit 15 amplifies the potential difference between the pair of voltage signals output from both ends S1R and S3R of the coil L11. The amplifier circuit 16 amplifies the potential difference between the pair of voltage signals output from both ends S2R and S4R of the coil L12.

具体的には、チップCHP1外において、入力抵抗R1は、コイルL11の端部S1Rと外部端子S1との間に設けられている。入力抵抗R2は、コイルL12の端部S2Rと外部端子S2との間に設けられている。入力抵抗R3は、コイルL11の端部S3Rと外部端子S3との間に設けられている。入力抵抗R4は、コイルL12の端部S4Rと外部端子S4との間に設けられている。 Specifically, outside the chip CHP1, the input resistor R1 is provided between the end portion S1R of the coil L11 and the external terminal S1. The input resistor R2 is provided between the end portion S2R of the coil L12 and the external terminal S2. The input resistor R3 is provided between the end portion S3R of the coil L11 and the external terminal S3. The input resistor R4 is provided between the end portion S4R of the coil L12 and the external terminal S4.

また、チップCHP1上において、オペアンプAP11の非反転入力端子と外部端子S1との間にスイッチSW1が設けられている。オペアンプAP11の反転入力端子と外部端子S3との間にスイッチSW3が設けられている。オペアンプAP11の出力端子及び反転入力端子の間に帰還抵抗R13が設けられている。また、オペアンプAP11の非反転入力端子には、抵抗素子R11を介して、コモン電圧COMが供給されている。オペアンプAP12の非反転入力端子と外部端子S2との間にスイッチSW2が設けられている。オペアンプAP12の反転入力端子と外部端子S4との間にスイッチSW4が設けられている。オペアンプAP12の出力端子及び反転入力端子の間には、帰還抵抗R14が設けられている。また、オペアンプAP12の非反転入力端子には、抵抗素子R12を介して、コモン電圧COMが供給されている。 Further, on the chip CHP1, a switch SW1 is provided between the non-inverting input terminal of the operational amplifier AP11 and the external terminal S1. A switch SW3 is provided between the inverting input terminal of the operational amplifier AP11 and the external terminal S3. A feedback resistor R13 is provided between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier AP11. Further, a common voltage COM is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier AP11 via the resistance element R11. A switch SW2 is provided between the non-inverting input terminal of the operational amplifier AP12 and the external terminal S2. A switch SW4 is provided between the inverting input terminal of the operational amplifier AP12 and the external terminal S4. A feedback resistor R14 is provided between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier AP12. Further, a common voltage COM is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier AP12 via the resistance element R12.

コモン電圧COMは、基準電圧より大きく電源電圧よりも小さな電圧レベルを示す。本例では、コモン電圧COMは、0Vの基準電圧及び5Vの電源電圧の中間電圧である2.5Vを示している。したがって、増幅回路15,16に入力される電圧信号の振幅中心電圧は、コモン電圧COMである2.5Vとなる。なお、コモン電圧COMは設計仕様等に応じて適宜変更可能である。 The common voltage COM indicates a voltage level greater than the reference voltage and less than the supply voltage. In this example, the common voltage COM indicates 2.5V, which is an intermediate voltage between a reference voltage of 0V and a power supply voltage of 5V. Therefore, the amplitude center voltage of the voltage signal input to the amplifier circuits 15 and 16 is 2.5 V, which is the common voltage COM. The common voltage COM can be appropriately changed according to the design specifications and the like.

スイッチSW1〜SW4のオンオフは、タイミング制御回路103からの切替信号によって制御される。例えば、短絡故障の検知が行われる期間では、スイッチSW1〜SW4は何れもオフに制御され、通常動作が行われる期間では、スイッチSW1〜SW4は何れもオンに制御される。なお、図3を参照すると、短絡故障の検知は、マイコン13からの指示C1によって行われたり、周期的に行われたりする。 The on / off of switches SW1 to SW4 is controlled by a switching signal from the timing control circuit 103. For example, during the period when the short circuit failure is detected, all the switches SW1 to SW4 are controlled to be off, and during the period when the normal operation is performed, all the switches SW1 to SW4 are controlled to be on. In addition, referring to FIG. 3, the detection of the short circuit failure is performed by the instruction C1 from the microcomputer 13, or is performed periodically.

ここで、本実施の形態では、増幅回路15のゲインを決定する入力抵抗R1,R3及び帰還抵抗R13のうち入力抵抗R1,R3が、チップCHP1外部の基盤上に、取り換え可能な状態で設けられている。それにより、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて増幅回路15のゲインを自由に調整することが可能になる。同様に、増幅回路16のゲインを決定する入力抵抗R2,R4及び帰還抵抗R14のうち入力抵抗R2,R4が、チップCHP1外部の基盤上に、取り換え可能な状態で設けられている。それにより、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて増幅回路16のゲインを自由に調整することが可能になる。 Here, in the present embodiment, the input resistors R1 and R3 of the input resistors R1 and R3 and the feedback resistors R13 that determine the gain of the amplifier circuit 15 are provided on the board outside the chip CHP1 in a replaceable state. ing. As a result, the gain of the amplifier circuit 15 can be freely adjusted according to the type of resolver, design specifications, and the like. Similarly, of the input resistors R2 and R4 and the feedback resistors R14 that determine the gain of the amplifier circuit 16, the input resistors R2 and R4 are provided on the board outside the chip CHP1 in a replaceable state. As a result, the gain of the amplifier circuit 16 can be freely adjusted according to the type of resolver, design specifications, and the like.

また、本実施の形態では、コイルL11,L12の断線検知用に抵抗素子RH1,RH2,RL1,RL2が設けられている。 Further, in the present embodiment, resistance elements RH1, RH2, RL1, RL2 are provided for detecting disconnection of the coils L11 and L12.

具体的には、コイルL11の一方の端部S1Rと外部端子S1との間の信号線上のノードと、電源電圧(本例では5V)が供給される電源電圧端子と、の間に抵抗素子RH1が設けられている。コイルL11の他方の端部S3Rと外部端子S3との間の信号線上のノードと、基準電圧(本例では0V)が供給される基準電圧端子と、の間に抵抗素子RL1が設けられている。コイルL12の一方の端部S2Rと外部端子S2との間の信号線上のノードと、電源電圧(本例では5V)が供給される電源電圧端子と、の間に抵抗素子RH2が設けられている。コイルL12の他方の端部S4Rと外部端子S4との間の信号線上のノードと、基準電圧(本例では0V)が供給される基準電圧端子と、の間に抵抗素子RL2が設けられている。 Specifically, the resistance element RH1 is between a node on the signal line between one end S1R of the coil L11 and the external terminal S1 and a power supply voltage terminal to which a power supply voltage (5V in this example) is supplied. Is provided. A resistance element RL1 is provided between a node on the signal line between the other end S3R of the coil L11 and the external terminal S3 and a reference voltage terminal to which a reference voltage (0V in this example) is supplied. .. A resistance element RH2 is provided between a node on the signal line between one end S2R of the coil L12 and the external terminal S2 and a power supply voltage terminal to which a power supply voltage (5V in this example) is supplied. .. A resistance element RL2 is provided between a node on the signal line between the other end S4R of the coil L12 and the external terminal S4 and a reference voltage terminal to which a reference voltage (0V in this example) is supplied. ..

ここで、抵抗素子RH1,RH2,RL1,RL2は、正常状態においてコイルL11,L12の振幅中心電圧がコモン電圧COMを示すような抵抗比率、かつ、抵抗素子R1〜R4,R11〜R14よりも十分に高い抵抗値に調整されている。 Here, the resistance elements RH1, RH2, RL1 and RL2 have a resistance ratio such that the amplitude center voltage of the coils L11 and L12 shows a common voltage COM in a normal state, and are more sufficient than the resistance elements R1 to R4 and R11 to R14. It is adjusted to a high resistance value.

角度演算回路101は、回転角度情報が含まれる増幅回路15,16の出力信号(アナログ信号)をデジタル信号I1に変換して出力する。マイコン13は、デジタル信号I1に基づいて所定の処理を行う。なお、マイコン13は、チップCHP1上に設けられてもよい。 The angle calculation circuit 101 converts the output signals (analog signals) of the amplifier circuits 15 and 16 including the rotation angle information into digital signals I1 and outputs the signals. The microcomputer 13 performs a predetermined process based on the digital signal I1. The microcomputer 13 may be provided on the chip CHP1.

(角度演算回路101の具体的構成例)
図2は、RDコンバータ10の具体的な構成例を示す図である。
図2には、角度演算回路101の具体的な構成例が示されている。
(Specific configuration example of the angle calculation circuit 101)
FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration example of the RD converter 10.
FIG. 2 shows a specific configuration example of the angle calculation circuit 101.

図2に示すように、角度演算回路101は、角度偏差演算回路1011と、PI(Propotion−Integral)制御回路1012と、アキュムレートカウンタ1013と、ROM1014と、ROM1015と、を備える。 As shown in FIG. 2, the angle calculation circuit 101 includes an angle deviation calculation circuit 1011, a PI (Proportion-Integral) control circuit 1012, an accumulator counter 1013, a ROM 1014, and a ROM 1015.

角度偏差演算回路1011は、角度演算回路101から出力されるデジタル信号I1によって表される角度φと、レゾルバ11によって検知された角度θと、の差に応じたデューティ比の制御信号を出力する。例えば、角度偏差演算回路1011は、角度φが角度θより大きい場合にはLレベルの制御信号を出力し、角度φが角度θより小さい場合にはHレベルの制御信号を出力する。したがって、角度φと角度θが一致する場合には、角度偏差演算回路1011はデューティ比が50%の制御信号を出力する。 The angle deviation calculation circuit 1011 outputs a control signal having a duty ratio according to the difference between the angle φ represented by the digital signal I1 output from the angle calculation circuit 101 and the angle θ detected by the resolver 11. For example, the angle deviation calculation circuit 1011 outputs an L-level control signal when the angle φ is larger than the angle θ, and outputs an H-level control signal when the angle φ is smaller than the angle θ. Therefore, when the angle φ and the angle θ match, the angle deviation calculation circuit 1011 outputs a control signal having a duty ratio of 50%.

より具体的には、角度偏差演算回路1011では、以下の式(1)が実行される。ただし、f(t)は励磁成分を示す。f(t)・cosθはコイルL11の受信信号成分を示す。f(t)・sinθはコイルL12の受信信号成分を示す。cosφは、デジタル信号I1により表される角度φに基づきROM1014から読み出された値である。sinφは、デジタル信号I1により表される角度φに基づきROM1015から読み出された値である。 More specifically, in the angle deviation calculation circuit 1011 the following equation (1) is executed. However, f (t) indicates an exciting component. f (t) · cosθ indicates the received signal component of the coil L11. f (t) · sin θ indicates the received signal component of the coil L12. cosφ is a value read from ROM 1014 based on the angle φ represented by the digital signal I1. sinφ is a value read from ROM 1015 based on the angle φ represented by the digital signal I1.

f(t)・sinθ・cosφ−f(t)・cosθ・sinφ ・・・(1)
=f(t)・sin(θ−φ)
=f(t)・(θ−φ)
=f(t)・ε
f (t), sinθ, cosφ-f (t), cosθ, sinφ ... (1)
= F (t) · sin (θ−φ)
= F (t) · (θ−φ)
= F (t) ・ ε

その後、同期検波によって励磁成分f(t)が取り除かれ、角度偏差演算回路1011の制御信号の値はε(=θ−φ)となる。 After that, the exciting component f (t) is removed by synchronous detection, and the value of the control signal of the angle deviation calculation circuit 1011 becomes ε (= θ−φ).

PI制御回路1012は、所謂ローパスフィルタの役割を果たし、角度偏差演算回路1011からの制御信号の高周波成分を除去して出力する。アキュムレートカウンタ1013は、PI制御回路1012の出力信号を積分してデジタル信号I1として出力する。このデジタル信号I1によって表される角度φは、上記したように角度偏差演算回路1011にフィードバックされ、sin(θ−φ)=0となる閉ループを構成する。そのため、角度演算回路101は、θ=φとなるようなφを算出してデジタル信号I1として出力している。 The PI control circuit 1012 serves as a so-called low-pass filter, and outputs the high-frequency component of the control signal from the angle deviation calculation circuit 1011 after removing it. The accumulator counter 1013 integrates the output signal of the PI control circuit 1012 and outputs it as a digital signal I1. The angle φ represented by the digital signal I1 is fed back to the angle deviation calculation circuit 1011 as described above, and forms a closed loop in which sin (θ−φ) = 0. Therefore, the angle calculation circuit 101 calculates φ such that θ = φ and outputs it as a digital signal I1.

図1に戻り、短絡故障検知回路102は、レゾルバ11と電源電圧側とが短絡する天絡故障が発生しているか否か、及び、レゾルバ11と基準電圧側とが短絡する地絡故障が発生しているか否か、を検知して検知結果D1を出力する。マイコン13は、検知結果D1により短絡故障が発生している判断した場合、レゾルバ11の動作を停止させる等の処理を行う。 Returning to FIG. 1, in the short-circuit failure detection circuit 102, whether or not a ceiling fault has occurred in which the resolver 11 and the power supply voltage side are short-circuited, and a ground fault in which the resolver 11 and the reference voltage side are short-circuited have occurred. It detects whether or not it is doing so and outputs the detection result D1. When the microcomputer 13 determines from the detection result D1 that a short-circuit failure has occurred, the microcomputer 13 performs processing such as stopping the operation of the resolver 11.

ここで、短絡故障検知回路102は、チップCHP1の外部端子の数の増加を防ぐために、専用の外部端子の電位を用いずに、RDコンバータ10を形成するチップCHP1上に設けられた既存の外部端子S1〜S4の電位を用いて、レゾルバ11の短絡故障の有無を検知している。 Here, in order to prevent the number of external terminals of the chip CHP1 from increasing, the short-circuit failure detection circuit 102 is provided on the chip CHP1 that forms the RD converter 10 without using the potential of the dedicated external terminals. The presence or absence of a short-circuit failure of the resolver 11 is detected by using the potentials of the terminals S1 to S4.

さらに、短絡故障の検知が行われるモード(短絡故障検知モード)では、スイッチSW1〜SW4が何れもオフに制御される。なお、スイッチSW1〜SW4をオフにする期間は、例えば1回当たり100us程度である。それにより、短絡故障検知モードでは、コモン電圧COMが外部端子S1〜S4側に印加されなくなるため、地絡状態のコイル端部に接続される外部端子は約0Vに固定され、天絡状態のコイル端部に接続される外部端子は約5Vに固定される。そのため、コイル端部が短絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子S1〜S4において適切に設定することが可能である。その結果、短絡故障検知回路102は、レゾルバ11における短絡故障を、RDコンバータ10を形成するチップCHP1の既存の外部端子S1〜S4の電位を用いて正確に検知することができる。 Further, in the mode in which the short-circuit failure is detected (short-circuit failure detection mode), all the switches SW1 to SW4 are controlled to be off. The period for turning off the switches SW1 to SW4 is, for example, about 100 us each time. As a result, in the short-circuit failure detection mode, the common voltage COM is not applied to the external terminals S1 to S4, so that the external terminal connected to the coil end in the ground fault state is fixed to about 0 V, and the coil in the ceiling fault state. The external terminal connected to the end is fixed at about 5V. Therefore, it is possible to appropriately set the threshold voltage for determining that the coil end is in the short-circuited state at the external terminals S1 to S4. As a result, the short-circuit failure detection circuit 102 can accurately detect the short-circuit failure in the resolver 11 by using the potentials of the existing external terminals S1 to S4 of the chip CHP1 forming the RD converter 10.

(タイミングチャート)
図4は、電子制御システム1の正常状態での動作を示すタイミングチャートである。図5は、電子制御システム1の地絡状態での動作を示すタイミングチャートである。図6は、電子制御システム1の天絡状態での動作を示すタイミングチャートである。図4〜図6の例では、上側のタイミングチャートにコイルL11の端部S1R,S3Rの電位が示され、下側のタイミングチャートに外部端子S1,S3の電位が示されている。なお、端部S2R,S4R及び外部端子S2,S4の電位の関係については、逆相であることを除いて基本的には端部S1R,S3R及び外部端子S1,S3の電位の関係と同様であるため、その説明を省略する。
(Timing chart)
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the electronic control system 1 in a normal state. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the electronic control system 1 in a ground fault state. FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the electronic control system 1 in the heavenly state. In the examples of FIGS. 4 to 6, the upper timing chart shows the potentials of the ends S1R and S3R of the coil L11, and the lower timing chart shows the potentials of the external terminals S1 and S3. The relationship between the potentials of the ends S2R and S4R and the external terminals S2 and S4 is basically the same as the relationship between the potentials of the ends S1R and S3R and the external terminals S1 and S3, except that they are in opposite phase. Therefore, the description thereof will be omitted.

まず、図4を参照すると、レゾルバ11に短絡故障が生じていない正常状態では、スイッチSW1〜SW4がオンする通常動作モード(時刻t10〜t11、t12〜t13)、及び、スイッチSW1〜SW4がオフする短絡故障検知モード(時刻t11〜t12)の何れの場合でも、コイルL11の端部S1R,S3Rの電位は、振幅中心電位を約2.5とする正弦波の形状を示している。このとき、外部端子S1,S3の電位も、振幅中心電位を約2.5Vとする正弦波の形状を示している。 First, referring to FIG. 4, in a normal state in which the resolver 11 is not short-circuited, the switches SW1 to SW4 are turned on in the normal operation mode (time t10 to t11, t12 to t13), and the switches SW1 to SW4 are turned off. In any of the short-circuit failure detection modes (time t11 to t12), the potentials of the ends S1R and S3R of the coil L11 show the shape of a sine wave having an amplitude center potential of about 2.5. At this time, the potentials of the external terminals S1 and S3 also show the shape of a sine wave having an amplitude center potential of about 2.5 V.

次に、図5を参照すると、コイルL11の端部S1Rが地絡した状態では、通常動作モード(時刻t20〜t21、t22〜t23)、及び、短絡故障検知モード(時刻t21〜t22)の何れの場合でも、コイルL11の端部S1Rの電位は0Vに固定される。それに対し、端部S1Rに対応する外部端子S1の電位は、通常動作モード(時刻t20〜t21、t22〜t23)では、抵抗素子R11、R1の抵抗値に応じた中間電位を示すが、短絡故障検知モード(時刻t21〜t22)では、0Vに固定される。そのため、短絡故障検知モードでは、端部S1Rが地絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子S1において適切に設定することが可能である。同様にして、短絡故障検知モードでは、端部S3Rが地絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子S3において適切に設定することが可能である。そのため、電子制御システム1は、レゾルバ11の地絡故障を、RDコンバータ10を形成するチップCHP1の既存の外部端子S1,S3を用いて正確に検知することができる。 Next, referring to FIG. 5, in the state where the end portion S1R of the coil L11 is grounded, either the normal operation mode (time t20 to t21, t22 to t23) or the short circuit failure detection mode (time t21 to t22) Even in the case of, the potential of the end portion S1R of the coil L11 is fixed at 0V. On the other hand, in the normal operation mode (time t20 to t21, t22 to t23), the potential of the external terminal S1 corresponding to the end portion S1R shows an intermediate potential according to the resistance values of the resistance elements R11 and R1, but a short-circuit failure occurs. In the detection mode (time t21 to t22), it is fixed at 0V. Therefore, in the short-circuit failure detection mode, the threshold voltage for determining that the end S1R is in a ground fault state can be appropriately set at the external terminal S1. Similarly, in the short-circuit failure detection mode, the threshold voltage for determining that the end S3R is in a ground fault state can be appropriately set at the external terminal S3. Therefore, the electronic control system 1 can accurately detect the ground fault of the resolver 11 by using the existing external terminals S1 and S3 of the chip CHP1 forming the RD converter 10.

次に、図6を参照すると、コイルL11の端部S1Rが天絡した状態では、通常動作モード(時刻t30〜t31、t32〜t33)、及び、短絡故障検知モード(時刻t31〜t32)の何れの場合でも、コイルL11の端部S1Rの電位は5Vに固定される。それに対し、端部S1Rに対応する外部端子S1の電位は、通常動作モード(時刻t30〜t31、t32〜t33)では、抵抗素子R11,R1の抵抗値に応じた中間電位を示すが、短絡故障検知モード(時刻t31〜t32)では、5Vに固定される。そのため、短絡故障検知モードでは、端部S1Rが天絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子S1において適切に設定することが可能である。同様にして、短絡故障検知モードでは、端部S3Rが天絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子S3において適切に設定することが可能である。そのため、電子制御システム1は、レゾルバ11の天絡故障を、RDコンバータ10を形成するチップCHP1の既存の外部端子S1,S3を用いて正確に検知することができる。 Next, referring to FIG. 6, in a state where the end portion S1R of the coil L11 is entangled, either the normal operation mode (time t30 to t31, t32 to t33) or the short circuit failure detection mode (time t31 to t32) Even in the case of, the potential of the end portion S1R of the coil L11 is fixed at 5V. On the other hand, the potential of the external terminal S1 corresponding to the end portion S1R shows an intermediate potential corresponding to the resistance values of the resistance elements R11 and R1 in the normal operation mode (time t30 to t31, t32 to t33), but a short-circuit failure occurs. In the detection mode (time t31 to t32), it is fixed at 5V. Therefore, in the short-circuit failure detection mode, it is possible to appropriately set the threshold voltage at the external terminal S1 for determining that the end portion S1R is in the ceiling fault state. Similarly, in the short-circuit failure detection mode, the threshold voltage for determining that the end S3R is in the ceiling-related state can be appropriately set at the external terminal S3. Therefore, the electronic control system 1 can accurately detect the ceiling fault of the resolver 11 by using the existing external terminals S1 and S3 of the chip CHP1 forming the RD converter 10.

このように、本実施の形態にかかるRDコンバータ10及びそれを備えた電子制御システム1は、短絡故障検知モードにおいて、外部端子S1〜S4とオペアンプAP11,AP12とを切り離したうえで、外部端子S1〜S4の電位を用いてレゾルバ11の短絡故障の有無を検知している。それにより、本実施の形態にかかるRDコンバータ10及びそれを備えた電子制御システム1は、専用の外部端子の電位を用いずにレゾルバ11の短絡故障の有無を正確に検知することができるため、回路規模の増大を抑制することができる。 As described above, in the short circuit failure detection mode, the RD converter 10 and the electronic control system 1 provided with the RD converter 10 according to the present embodiment separate the external terminals S1 to S4 from the operational amplifiers AP11 and AP12, and then connect the external terminals S1. The presence or absence of a short-circuit failure of the resolver 11 is detected using the potentials of ~ S4. As a result, the RD converter 10 according to the present embodiment and the electronic control system 1 provided with the RD converter 10 can accurately detect the presence or absence of a short-circuit failure of the resolver 11 without using the potential of the dedicated external terminal. It is possible to suppress an increase in circuit scale.

本実施の形態では、電源電圧が5V、基準電圧が0V、コモン電圧が2.5Vである場合を例に説明したが、これに限られず、コモン電圧が電源電圧より小さく基準電圧より大きく設定されていれば、電源電圧、基準電圧、コモン電圧は任意の値に変更可能である。これは、他の実施の形態においても同様のことが言える。 In the present embodiment, the case where the power supply voltage is 5V, the reference voltage is 0V, and the common voltage is 2.5V has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the common voltage is set to be smaller than the power supply voltage and larger than the reference voltage. If so, the power supply voltage, reference voltage, and common voltage can be changed to arbitrary values. The same can be said for other embodiments.

また、本実施の形態では、抵抗素子RH1,RH2,RL1,RL2がチップCHP1外部に設けられた場合を例に説明した。具体的には、抵抗素子RH1,RH2が、レゾルバ11と外部端子S1,S2との間の信号線上のノードと、電源電圧端子と、の間に設けられ、抵抗素子RL1,RL2が、レゾルバ11と外部端子S3,S4との間の信号線上のノードと、基準電圧端子と、の間に設けられる場合について説明したが、これに限られない。抵抗素子RH1,RH2,RL1,RL2は、チップCHP1内部に設けられてもよい。具体的には、抵抗素子RH1,RH2は、外部端子S1,S2とスイッチSW1,SW2との間の信号線上のノードと、電源電圧端子と、の間に設けられ、抵抗素子RL1,RL2は、外部端子S3,S4とスイッチSW3,SW4との間の信号線上のノードと、基準電圧端子と、の間に設けられてもよい。これは、他の実施の形態においても同様のことが言える。 Further, in the present embodiment, the case where the resistance elements RH1, RH2, RL1 and RL2 are provided outside the chip CHP1 has been described as an example. Specifically, the resistance elements RH1 and RH2 are provided between the node on the signal line between the resolver 11 and the external terminals S1 and S2 and the power supply voltage terminal, and the resistance elements RL1 and RL2 are the resolver 11. The case where the voltage is provided between the node on the signal line between the external terminals S3 and S4 and the reference voltage terminal has been described, but the present invention is not limited to this. The resistance elements RH1, RH2, RL1 and RL2 may be provided inside the chip CHP1. Specifically, the resistance elements RH1 and RH2 are provided between the node on the signal line between the external terminals S1 and S2 and the switches SW1 and SW2 and the power supply voltage terminal, and the resistance elements RL1 and RL2 are It may be provided between the node on the signal line between the external terminals S3 and S4 and the switches SW3 and SW4 and the reference voltage terminal. The same can be said for other embodiments.

さらに、本実施の形態では、RDコンバータに設けられた増幅回路が、検知装置の検知結果として供給された差動の電圧信号の電位差を増幅する場合を例に説明したが、これに限られない。RDコンバータに設けられた増幅回路は、検知装置の検知結果として供給されたシングルエンドの電圧信号を増幅する構成に適宜変更可能である。これは、他の実施の形態においても同様のことが言える。 Further, in the present embodiment, the case where the amplifier circuit provided in the RD converter amplifies the potential difference of the differential voltage signal supplied as the detection result of the detection device has been described as an example, but the present invention is not limited to this. .. The amplifier circuit provided in the RD converter can be appropriately changed to a configuration that amplifies the single-ended voltage signal supplied as the detection result of the detection device. The same can be said for other embodiments.

(RDコンバータ10の変形例)
続いて、RDコンバータ10の変形例について、図7を用いて説明する。
図7は、RDコンバータ10の変形例をRDコンバータ10aとして示す図である。
(Modification example of RD converter 10)
Subsequently, a modified example of the RD converter 10 will be described with reference to FIG. 7.
FIG. 7 is a diagram showing a modified example of the RD converter 10 as the RD converter 10a.

図7に示すように、RDコンバータ10aは、RDコンバータ10と比較して、角度演算回路101に代えて角度演算回路101aを備える。角度演算回路101aは、角度演算回路101と比較して、クロック生成回路1016及び選択回路1017をさらに備える。RDコンバータ10aのその他の構成については、RDコンバータ10の場合と同様であるため、その説明を省略する。 As shown in FIG. 7, the RD converter 10a includes an angle calculation circuit 101a instead of the angle calculation circuit 101 as compared with the RD converter 10. The angle calculation circuit 101a further includes a clock generation circuit 1016 and a selection circuit 1017 as compared with the angle calculation circuit 101. Since the other configurations of the RD converter 10a are the same as those of the RD converter 10, the description thereof will be omitted.

クロック生成回路1016は、デューティ比が50%のクロック信号を制御信号として出力する。 The clock generation circuit 1016 outputs a clock signal having a duty ratio of 50% as a control signal.

選択回路1017は、タイミング制御回路103からの切替信号に基づいて、角度偏差演算回路1011の出力信号、及び、クロック生成回路1016の出力信号の何れかを選択して出力する。例えば、選択回路1017は、通常動作モードの場合、角度偏差演算回路1011の出力信号を選択して出力し、短絡故障検知モードの場合、クロック生成回路1016の出力信号を選択して出力する。 The selection circuit 1017 selects and outputs either the output signal of the angle deviation calculation circuit 1011 or the output signal of the clock generation circuit 1016 based on the switching signal from the timing control circuit 103. For example, the selection circuit 1017 selects and outputs the output signal of the angle deviation calculation circuit 1011 in the normal operation mode, and selects and outputs the output signal of the clock generation circuit 1016 in the short circuit failure detection mode.

ここで、短絡故障検知モードの場合において、デューティ比が50%のクロック信号が制御信号として用いられることにより、角度演算回路101aは、角度φと角度θが一致しているときの状態と同様の状態と判断するため、デジタル信号I1の値を短絡故障検知モードに移行する直前の値に維持する。それにより、短絡故障検知モードにおいて、角度演算回路101aから出力されるデジタル信号I1の値が意図せず大きく変動したり、角度演算回路101aによる角度の追従ができなくなったりすることを防止することができる。 Here, in the case of the short-circuit failure detection mode, the clock signal having a duty ratio of 50% is used as the control signal, so that the angle calculation circuit 101a is similar to the state when the angle φ and the angle θ match. In order to determine the state, the value of the digital signal I1 is maintained at the value immediately before the transition to the short circuit failure detection mode. As a result, in the short-circuit failure detection mode, it is possible to prevent the value of the digital signal I1 output from the angle calculation circuit 101a from being unintentionally greatly fluctuated or the angle calculation circuit 101a from being unable to follow the angle. it can.

なお、クロック生成回路1016のクロック信号の周期は、デジタル信号I1が安定した状態を維持することができる程度に十分に短いものである必要がある。具体的には、クロック信号の周期は例えば2us程度である。 The period of the clock signal of the clock generation circuit 1016 needs to be sufficiently short so that the digital signal I1 can maintain a stable state. Specifically, the period of the clock signal is, for example, about 2 us.

<実施の形態2>
図8は、実施の形態2にかかる電子制御システム2の構成例を示す図である。
電子制御システム2は、ホールセンサを用いた角度センスシステムである。
<Embodiment 2>
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of the electronic control system 2 according to the second embodiment.
The electronic control system 2 is an angle sense system using a hall sensor.

図8に示すように、電子制御システム2は、ホールセンサ(検知装置)21と、ADコンバータ20と、マイコン13と、を備える。ホールセンサ21は、回転体の回転角度に応じた振幅の電圧信号を端部S1R,S3Rから出力する。ADコンバータ20は、ホールセンサ21の検知結果(アナログ信号)をデジタル信号I1に変換して出力するとともに、ホールセンサ21の短絡故障の有無を検知して検知結果D1を出力する。マイコン13は、ADコンバータ20から出力された角度情報を含むデジタル信号I1に基づいて所定の処理を行う。また、マイコン13は、ADコンバータ20によりホールセンサ21の短絡故障が検知された場合には、ホールセンサ21の動作を停止させるなどの処理を行う。 As shown in FIG. 8, the electronic control system 2 includes a hall sensor (detection device) 21, an AD converter 20, and a microcomputer 13. The Hall sensor 21 outputs a voltage signal having an amplitude corresponding to the rotation angle of the rotating body from the ends S1R and S3R. The AD converter 20 converts the detection result (analog signal) of the hall sensor 21 into a digital signal I1 and outputs it, and detects the presence or absence of a short-circuit failure of the hall sensor 21 and outputs the detection result D1. The microcomputer 13 performs a predetermined process based on the digital signal I1 including the angle information output from the AD converter 20. Further, when the AD converter 20 detects a short-circuit failure of the hall sensor 21, the microcomputer 13 performs processing such as stopping the operation of the hall sensor 21.

ADコンバータ20は、RDコンバータ10の構成要素のうち、増幅回路15、角度演算回路101、短絡故障検知回路102、タイミング制御回路103、及び、スイッチSW1,SW3を備える。なお、チップCHP2は、チップCHP1に対応する。ADコンバータ20の動作については、RDコンバータ10における増幅回路15、角度演算回路101、短絡故障検知回路102、タイミング制御回路103、及び、スイッチSW1,SW3の動作と基本的には同じであるため、その説明を省略する。 The AD converter 20 includes an amplifier circuit 15, an angle calculation circuit 101, a short circuit failure detection circuit 102, a timing control circuit 103, and switches SW1 and SW3 among the components of the RD converter 10. The chip CHP2 corresponds to the chip CHP1. Since the operation of the AD converter 20 is basically the same as the operation of the amplifier circuit 15, the angle calculation circuit 101, the short circuit failure detection circuit 102, the timing control circuit 103, and the switches SW1 and SW3 in the RD converter 10. The description will be omitted.

本実施の形態にかかるADコンバータ20及びそれを備えた電子制御システム2は、短絡故障検知モードにおいて、外部端子S1,S3とオペアンプAP11とを切り離したうえで、外部端子S1,S3の電位を用いてホールセンサ21の短絡故障の有無を検知している。それにより、本実施の形態にかかるADコンバータ20及びそれを備えた電子制御システム2は、専用の外部端子の電位を用いずにホールセンサ21の短絡故障の有無を正確に検知することができるため、回路規模の増大を抑制することができる。 The AD converter 20 and the electronic control system 2 provided with the AD converter 20 according to the present embodiment use the potentials of the external terminals S1 and S3 after disconnecting the external terminals S1 and S3 and the operational amplifier AP11 in the short circuit failure detection mode. The presence or absence of a short-circuit failure of the Hall sensor 21 is detected. As a result, the AD converter 20 according to the present embodiment and the electronic control system 2 provided with the AD converter 20 can accurately detect the presence or absence of a short-circuit failure of the Hall sensor 21 without using the potential of the dedicated external terminal. , The increase in circuit scale can be suppressed.

<実施の形態3>
図9は、実施の形態3にかかる電子制御システム3の構成例を示す図である。
電子制御システム3は、半導体圧力センサを用いた圧力検知システムである。
<Embodiment 3>
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the electronic control system 3 according to the third embodiment.
The electronic control system 3 is a pressure detection system using a semiconductor pressure sensor.

図9に示すように、電子制御システム3は、感圧抵抗素子を含む複数の抵抗素子からなるブリッジ回路32と、ブリッジ回路32に定電流を流す定電流源31と、ADコンバータ30と、マイコン13と、を備える。定電流源31及びブリッジ回路32により半導体圧力センサ(検知装置)が構成される。 As shown in FIG. 9, the electronic control system 3 includes a bridge circuit 32 composed of a plurality of resistance elements including a pressure-sensitive resistance element, a constant current source 31 for passing a constant current through the bridge circuit 32, an AD converter 30, and a microcomputer. 13 and. A semiconductor pressure sensor (detector) is configured by the constant current source 31 and the bridge circuit 32.

半導体圧力センサに圧力が加えられると、その圧力に応じてブリッジ回路32内の感圧抵抗素子の抵抗値が変化する。それにより、ブリッジ回路32は、圧力に応じたレベルの電圧信号を端部S1R,S3Rから出力する。ADコンバータ30は、半導体圧力センサの検知結果(アナログ信号)をデジタル信号I1に変換して出力するとともに、半導体圧力センサの短絡故障の有無を検知して検知結果D1を出力する。マイコン13は、ADコンバータ30から出力された圧力情報を含むデジタル信号I1に基づいて所定の処理を行う。また、マイコン13は、ADコンバータ30により半導体圧力センサの短絡故障が検知された場合には、半導体圧力センサの動作を停止させるなどの処理を行う。 When a pressure is applied to the semiconductor pressure sensor, the resistance value of the pressure-sensitive resistance element in the bridge circuit 32 changes according to the pressure. As a result, the bridge circuit 32 outputs a voltage signal at a level corresponding to the pressure from the ends S1R and S3R. The AD converter 30 converts the detection result (analog signal) of the semiconductor pressure sensor into a digital signal I1 and outputs it, and detects the presence or absence of a short-circuit failure of the semiconductor pressure sensor and outputs the detection result D1. The microcomputer 13 performs a predetermined process based on the digital signal I1 including the pressure information output from the AD converter 30. Further, when the AD converter 30 detects a short-circuit failure of the semiconductor pressure sensor, the microcomputer 13 performs processing such as stopping the operation of the semiconductor pressure sensor.

ADコンバータ30は、RDコンバータ10の構成要素のうち、増幅回路15、短絡故障検知回路102、タイミング制御回路103、及び、スイッチSW1,SW3を備え、角度演算回路101に代えてADコンバータ301を備える。ADコンバータ301は、増幅回路15の出力信号(半導体圧力センサからの電圧信号を増幅した信号)をデジタル信号I1に変換して出力する。なお、チップCHP3は、チップCHP1に対応する。ADコンバータ30のその他の動作については、RDコンバータ10における増幅回路15、短絡故障検知回路102、タイミング制御回路103、及び、スイッチSW1,SW3の動作と基本的には同じであるため、その説明を省略する。 The AD converter 30 includes an amplifier circuit 15, a short-circuit failure detection circuit 102, a timing control circuit 103, and switches SW1 and SW3 among the components of the RD converter 10, and includes an AD converter 301 instead of the angle calculation circuit 101. .. The AD converter 301 converts the output signal of the amplifier circuit 15 (a signal obtained by amplifying the voltage signal from the semiconductor pressure sensor) into a digital signal I1 and outputs the signal. The chip CHP3 corresponds to the chip CHP1. The other operations of the AD converter 30 are basically the same as the operations of the amplifier circuit 15, the short circuit failure detection circuit 102, the timing control circuit 103, and the switches SW1 and SW3 in the RD converter 10. Omit.

本実施の形態にかかるADコンバータ30及びそれを備えた電子制御システム3は、短絡故障検知モードにおいて、外部端子S1,S3とオペアンプAP11とを切り離したうえで、外部端子S1,S3の電位を用いて半導体圧力センサの短絡故障の有無を検知している。それにより、本実施の形態にかかるADコンバータ30及びそれを備えた電子制御システム3は、専用の外部端子の電位を用いずに半導体圧力センサの短絡故障の有無を正確に検知することができるため、回路規模の増大を抑制することができる。 The AD converter 30 and the electronic control system 3 provided with the AD converter 30 according to the present embodiment use the potentials of the external terminals S1 and S3 after disconnecting the external terminals S1 and S3 and the operational amplifier AP11 in the short circuit failure detection mode. It detects the presence or absence of a short-circuit failure of the semiconductor pressure sensor. As a result, the AD converter 30 according to the present embodiment and the electronic control system 3 provided with the AD converter 30 can accurately detect the presence or absence of a short-circuit failure of the semiconductor pressure sensor without using the potential of the dedicated external terminal. , The increase in circuit scale can be suppressed.

以上のように、上記実施の形態1〜3にかかるコンバータ及びそれを備えた電子制御システムは、短絡故障検知モードにおいて、コンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子とオペアンプとを切り離したうえで、当該既存の外部端子を用いて検知装置の短絡故障の有無を検知している。それにより、上記実施の形態1〜3にかかるコンバータ及びそれを備えた電子制御システムは、専用の外部端子の電位を用いずに検知装置の短絡故障の有無を正確に検知することができるため、回路規模の増大を抑制することができる。 As described above, the converter according to the first to third embodiments and the electronic control system provided with the converter disconnect the existing external terminal provided on the chip forming the converter from the operational amplifier in the short circuit failure detection mode. After that, the presence or absence of a short-circuit failure of the detection device is detected using the existing external terminal. As a result, the converter according to the first to third embodiments and the electronic control system provided with the converter can accurately detect the presence or absence of a short-circuit failure of the detection device without using the potential of the dedicated external terminal. It is possible to suppress an increase in circuit scale.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various changes can be made without departing from the gist thereof. It goes without saying that it is possible.

1 電子制御システム
2 電子制御システム
3 電子制御システム
10 RDコンバータ
10a RDコンバータ
11 レゾルバ
12 励磁信号源
13 マイコン
15 増幅回路
16 増幅回路
21 ホールセンサ
20 ADコンバータ
30 ADコンバータ
31 定電流源
32 ブリッジ回路
101 角度演算回路
101a 角度演算回路
102 短絡故障検知回路
103 タイミング制御回路
301 ADコンバータ
1011 角度偏差演算回路
1012 PI制御回路
1013 アキュムレートカウンタ
1014 ROM
1015 ROM
1016 クロック生成回路
1017 選択回路
S1R,S2R,S3R,S4R 端子
RH1,RH2 抵抗素子
RL1,RL2 抵抗素子
R1〜R4 抵抗素子
S1〜S4 外部端子
T1〜T3 外部端子
SW1〜SW4 スイッチ
AP11,AP12 オペアンプ
CHP1,CHP2,CHP3 チップ
R11〜R14 抵抗素子
1 Electronic control system 2 Electronic control system 3 Electronic control system 10 RD converter 10a RD converter 11 Resolver 12 Excitation signal source 13 Microcomputer 15 Amplifier circuit 16 Amplifier circuit 21 Hall sensor 20 AD converter 30 AD converter 31 Constant current source 32 Bridge circuit 101 Angle Calculation circuit 101a Angle calculation circuit 102 Short circuit failure detection circuit 103 Timing control circuit 301 AD converter 1011 Angle deviation calculation circuit 1012 PI control circuit 1013 Amplifier rate counter 1014 ROM
1015 ROM
1016 Clock generation circuit 1017 Selection circuit S1R, S2R, S3R, S4R terminal RH1, RH2 resistance element RL1, RL2 resistance element R1 to R4 resistance element S1 to S4 external terminal T1 to T3 external terminal SW1 to SW4 switch AP11, AP12 CHP2, CHP3 Chip R11-R14 Resistor element

Claims (4)

第1および第2の信号線を介して検知結果に対応する一対の電圧信号を出力するように構成された検知装置と、
前記一対の電圧信号がそれぞれ供給される第1および第2の信号線に結合された第1および第2の端子と、前記第1および第2の端子に結合され、前記第1および第2の端子をそれぞれ介して供給される前記一対の電圧信号に基づいて検出結果変換信号を生成する検出結果変換器と、を有する半導体チップと、
前記半導体チップからの前記検出結果変換信号に基づいて所定の処理を実行するように構成されたマイクロコンピュータと、
前記第1の信号線と高電位側電源端子との間に結合された第1の抵抗素子と、
前記第2の信号線と低電位側電源端子との間に結合された第2の抵抗素子と、
前記半導体チップの前記第1の端子と、前記検知装置と、の間の前記第1の信号線上に設けられた第1入力抵抗と、
前記半導体チップの前記第2の端子と、前記検知装置と、の間の前記第2の信号線上に設けられた第2入力抵抗と、
を有し、
前記検出結果変換器は、
第1および第2の入力端子を有し、前記第1および第2の入力端子間の電位差を増幅するオペアンプと、
前記オペアンプの出力と前記オペアンプの前記第2の入力端子との間に結合された第1の帰還抵抗と、
前記第1の端子と前記オペアンプの第1の入力端子との間に結合された第1のスイッチと、
前記第2の端子と前記オペアンプの第2の入力端子との間に結合された第2のスイッチと、
コモン電圧が供給される端子と、前記オペアンプの前記第1の入力端子と、の間に設けられた第3の抵抗素子と、
前記第1のスイッチと前記第2のスイッチの両方がオフ状態であるときに、前記半導体チップの前記第1および第2の端子のそれぞれの電圧レベルに基づいて、検知装置の短絡故障を検出するように構成された短絡故障検知回路と、を含む、
電子制御システム。
A detection device configured to output a pair of voltage signals corresponding to the detection results via the first and second signal lines.
The first and second terminals coupled to the first and second signal lines to which the pair of voltage signals are supplied, and the first and second terminals coupled to the first and second terminals, respectively. A semiconductor chip having a detection result converter that generates a detection result conversion signal based on the pair of voltage signals supplied via the terminals, respectively.
A microcomputer configured to perform a predetermined process based on the detection result conversion signal from the semiconductor chip.
A first resistance element coupled between the first signal line and the high potential side power supply terminal,
A second resistance element coupled between the second signal line and the low potential side power supply terminal, and
A first input resistor provided on the first signal line between the first terminal of the semiconductor chip and the detection device, and
A second input resistor provided on the second signal line between the second terminal of the semiconductor chip and the detection device, and
Have,
The detection result converter is
An operational amplifier having first and second input terminals and amplifying a potential difference between the first and second input terminals.
A first feedback resistor coupled between the output of the operational amplifier and the second input terminal of the operational amplifier,
A first switch coupled between the first terminal and the first input terminal of the operational amplifier,
A second switch coupled between the second terminal and the second input terminal of the operational amplifier,
A third resistance element provided between the terminal to which the common voltage is supplied and the first input terminal of the operational amplifier.
When both the first switch and the second switch are in the off state, a short-circuit failure of the detection device is detected based on the respective voltage levels of the first and second terminals of the semiconductor chip. Including a short circuit failure detection circuit configured as
Electronic control system.
前記第1及び第2のスイッチのオン/オフ制御を行うタイミング制御回路をさらに備える、請求項1に記載の電子制御システム。 The electronic control system according to claim 1, further comprising a timing control circuit that controls on / off of the first and second switches. 前記第1及び第2のスイッチは、前記マイクロコンピュータからの指示に基づいてオン/オフ制御される、請求項1に記載の電子制御システム。 The electronic control system according to claim 1, wherein the first and second switches are on / off controlled based on an instruction from the microcomputer. 前記検知装置は、ロータの回転角度を検知するレゾルバであって、前記検出結果変換器は、前記オペアンプの出力をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を前記マイクロコンピュータに出力する角度演算回路をさらに備える、請求項1に記載の電子制御システム。 The detection device is a resolver that detects the rotation angle of the rotor, and the detection result converter further adds an angle calculation circuit that converts the output of the operational amplifier into a digital signal and outputs the digital signal to the microcomputer. The electronic control system according to claim 1.
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