WO2021171392A1 - レゾルバの異常検出装置 - Google Patents

レゾルバの異常検出装置 Download PDF

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WO2021171392A1
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period
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辰也 森
紘子 池田
俊宏 松永
憲司 池田
建太 久保
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三菱電機株式会社
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    • G01D5/204Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils

Definitions

  • This application relates to a resolver abnormality detection device.
  • resolver is often used as an angle detector that detects the rotation angle of a motor.
  • Resolvers are known as robust angle detectors, but due to the demand for fault tolerance of motor drive systems, resolvers are also required to have redundancy.
  • Patent Document 1 discloses a double-system resolver provided with a first system of excitation winding and output winding, and a second system of excitation winding and output winding.
  • Patent Document 2 includes first and second resolver sensors, and for each resolver sensor, the amplitude sin ⁇ t of the output signal of the sin phase and the amplitude cos ⁇ t of the output signal of the cos phase are (sin ⁇ t) 2 +.
  • Patent Document 3 states that in an angle detector that outputs a sine wave signal and a chord wave signal according to the rotor position of a brushless DC motor, the sine wave signal and the chord wave signal are respectively.
  • a technique for detecting a failure of an angle detector based on whether the sum of the squared values of the above is within a predetermined range is disclosed.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-18968 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-147791 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-335252
  • the output signal of the output winding in one of the first system and the second system contains a component caused by the exciting AC voltage in the other of the first system and the second system.
  • the output signal of the output winding in the first system is the exciting AC voltage applied to the exciting AC winding of the second system in addition to the component caused by the exciting AC voltage applied to the exciting winding of the first system.
  • the resulting component is included.
  • the exciting AC applied to the exciting AC of the first system Contains components due to voltage.
  • Patent Document 1 does not disclose a technique for determining an abnormality in each system in a resolver having such a first system and a second system. Further, Patent Document 3 does not disclose a technique for determining an abnormality in each system in a redundant system resolver.
  • the output signals of the sin phase and the cos phase of the first resolver and the output signals of the sin phase and the cos phase of the second resolver are configured so that their phases differ by 180 degrees. .. Further, the period of the AC voltage applied to the exciting coil of the first resolver and the period of the AC voltage applied to the exciting coil of the second resolver are the same.
  • the period of the AC voltage applied to the exciting winding of the first system and the period of the AC voltage applied to the exciting winding of the second system are the same, and the first When the two output signals of one system and the two output signals of the second system are in phase or out of phase, even if magnetic interference occurs between the systems, 2 of each of the two output signals for each system It is considered that the abnormality can be determined based on the sum of the multiplier values.
  • the period of the AC voltage applied to the exciting winding of the first system and the period of the AC voltage applied to the exciting winding of the second system are different, as described above, the period of the first system
  • the components caused by the exciting AC voltage of the second system are superimposed on the two output signals, and the vibration component of the period of the exciting AC voltage of the second system is added to the sum of the squared values of the two output signals of the first system. Since they are superimposed, it is not possible to accurately determine the abnormality of the first system based on the sum of the squared values. Similarly, it is not possible to accurately determine the abnormality of the second system based on the sum of the squared values of the two output signals of the second system.
  • the first system and the second system can be operated independently of each other, and the exciting AC voltage of the first system and the exciting AC voltage of the second system can be synchronized. It is not necessary, and there is a need for a resolver in which the period of the exciting AC voltage of the first system and the period of the exciting AC voltage of the second system are different.
  • the period of the exciting AC voltage of the first system and the period of the exciting AC voltage of the second system are different, and even if magnetic interference occurs between the systems, at least an abnormality of the first system is determined. It is an object of the present invention to provide a resolver abnormality detection device capable of performing the above.
  • the resolver abnormality detection device is Magnetic interference occurs between the first system and the second system, the exciting winding of the first system, the two output windings of the first system, the exciting winding of the second system, and the two outputs of the second system.
  • the exciting part of the first system that applies the AC voltage of the first period to the exciting winding of the first system
  • An exciting part of the second system that applies an AC voltage of the second cycle different from the first cycle to the exciting winding of the second system
  • An output signal detection unit of the first system that detects the output signals of the two output windings of the first system in a cycle of half or less of the first cycle
  • a reduction processing unit of the first system that performs a second period component reduction processing for reducing the components of the second period with respect to the detected values of the output signals of the two output windings of the first system.
  • a DC extraction process for reducing the components of the first cycle is performed on the detected values of the output signals of the two output windings of the first system after the second cycle component reduction process to reduce the components of the first cycle to 2 of the first system.
  • the DC extraction processing unit of the first system that calculates the DC value of one output signal
  • An abnormality detection unit of the first system that determines an abnormality of the first system based on whether or not the DC values of the two output signals of the first system are within the preset normal range of the first system. It is equipped with.
  • the vibration center value of the component of the first period included in the detected values of the output signals of the two output windings of the first system deviates from the normal range.
  • the first cycle and the second cycle are different, and the detection value of the output signal of the two output windings of the first system is based on the magnetic interference between the systems of the second system.
  • the component of the 2nd period caused by the exciting AC voltage of the 2nd period is included, the component of the 2nd period is obtained by the 2nd period component reduction processing from the detected value of the output signal of the two output windings of the 1st system. Can be reduced.
  • FIG. 5 is a time chart for explaining the detection timing of the first system when it is assumed that there is no magnetic interference between the systems according to the first embodiment.
  • It is a hardware block diagram of the control device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a time chart for demonstrating the 2nd period component reduction processing and DC extraction processing of the 1st system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram of the reduction processing part of the 1st system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart explaining the abnormality detection process of the 1st system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart explaining another example of the abnormality detection processing of the 1st system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a time chart for demonstrating the 1st period component reduction processing and DC extraction processing of the 2nd system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram of the reduction processing part of the 2nd system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart explaining the abnormality detection process of the 2nd system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart explaining another example of the abnormality detection processing of the 2nd system which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 2 It is a time chart for demonstrating the 1st period component reduction processing and DC extraction processing of the 2nd system which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a block diagram of the reduction processing part of the 2nd system which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a schematic block diagram of the abnormality detection apparatus of the resolver which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is a schematic perspective view of the resolver which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a resolver abnormality detection device according to the present embodiment.
  • the resolver abnormality detection device is also an angle detection device.
  • the resolver 1 includes an exciting winding 10A of the first system, two output windings 111A and 112A of the first system (also referred to as a first output winding 111A of the first system and a second output winding 112A of the first system). , The exciting winding 10B of the second system, the two output windings 111B and 112B of the second system (also referred to as the first output winding 111B of the second system and the second output winding 112B of the second system). ing. Magnetic interference occurs between the windings of the first system and the windings of the second system.
  • the 112B is wound around the same stator 13.
  • the rotor 14 is arranged inside the stator 13 in the radial direction.
  • the rotor 14 includes a plurality of protrusions evenly arranged in the circumferential direction on the outer peripheral portion.
  • the radial outward protrusion height of the protrusion is formed so that the gap permeance between the stator 13 and the rotor 14 changes in a sinusoidal shape in response to rotation.
  • the resolver 1 is a variable reluctance (VR) type resolver.
  • VR variable reluctance
  • five protrusions are provided, and the axial double angle is set to 5. Therefore, every time the rotor makes one rotation at the mechanical angle, it makes five rotations at the electric angle.
  • the first output winding 111A of the first system and the second output winding 112A of the first system are located at positions in the circumferential direction of the stator 13 so that their AC voltage amplitudes differ from each other by 90 degrees in terms of electrical angle. It is wrapped.
  • the first output winding 111B of the second system and the second output winding 112B of the second system are in the circumferential direction of the stator so that the amplitudes of their induced AC voltages differ from each other by 90 degrees in terms of electrical angle. It is wrapped in the position of.
  • the stator 13 includes 12 teeth evenly arranged in the circumferential direction, and the winding of the first system is wound around the first teeth TE1 to the sixth teeth TE6.
  • the windings of the second system are wound around the 7th teeth TE7 to the 12th teeth TE12.
  • the exciting winding 10A of the first system is dispersed and wound in the first teeth TE1 to the sixth teeth TE6.
  • the first output winding 111A of the first system and the second output winding 112A of the first system are dispersed from the first teeth TE1 to the sixth teeth TE6 so that the amplitudes of the induced AC voltages differ from each other by 90 degrees. It is wrapped around.
  • the exciting winding 10B of the second system is dispersedly wound from the 7th teeth TE7 to the 12th teeth TE12.
  • the first output winding 111B of the second system and the second output winding 112B of the second system are dispersed from the seventh teeth TE7 to the twelfth teeth TE12 so that the amplitudes of the induced AC voltages differ from each other by 90 degrees. It is wrapped.
  • the first system exciting winding 10A wound around a plurality of teeth is connected in series between the teeth, and the two terminals of the first system exciting winding 10A connected in series are controlled to be described later. It is connected to the device 50 (excitation unit 51A of the first system). Similarly, the two terminals of the first output winding 111A of the first system connected in series between the teeth are connected to the control device 50 (output signal detection unit 52A of the first system) described later. The two terminals of the second output winding 112A of the first system connected in series between the teeth are connected to the control device 50 (output signal detection unit 52A of the first system) described later.
  • two terminals of the exciting winding 10B of the second system wound around the plurality of teeth are connected to the control device 50 (excited portion 51B of the second system) described later.
  • the two terminals of the first output winding 111B of the second system connected in series between the teeth are connected to the control device 50 (output signal detection unit 52B of the second system) described later.
  • the two terminals of the second output winding 112B of the second system connected in series between the teeth are connected to the control device 50 (output signal detection unit 52B of the second system) described later.
  • the number of protrusions (double axis angle) and the number of teeth may be set to any number.
  • the winding of the first system and the winding of the second system may not be divided into two in the circumferential direction and may be arranged in a dispersed manner in the circumferential direction.
  • the resolver abnormality detection device includes a control device 50.
  • the control device 50 includes an excitation unit 51A of the first system, an output signal detection unit 52A of the first system, a reduction processing unit 53A of the first system, an angle calculation unit 54A of the first system, and a first system.
  • Each function of the control device 50 is realized by a processing circuit provided in the control device 50.
  • the control device 50 includes an arithmetic processing unit 90 (computer) such as a CPU (Central Processing Unit), a storage device 91 for exchanging data with the arithmetic processing unit 90, as a processing circuit.
  • arithmetic processing unit 90 such as a CPU (Central Processing Unit)
  • a storage device 91 for exchanging data with the arithmetic processing unit 90, as a processing circuit.
  • An input circuit 92 for inputting an external signal to the arithmetic processing unit 90, an output circuit 93 for outputting a signal from the arithmetic processing unit 90 to the outside, and the like are provided.
  • the arithmetic processing unit 90 includes an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an IC (Integrated Circuit), a DSP (Digital Signal Processor), an FPGA (Field Programmable Gate Array), various logic circuits, and various signal processing circuits. You may. Further, as the arithmetic processing unit 90, a plurality of the same type or different types may be provided, and each processing may be shared and executed. As the storage device 91, a RAM (Random Access Memory) configured to be able to read and write data from the arithmetic processing device 90, a ROM (Read Only Memory) configured to be able to read data from the arithmetic processing device 90, and the like are used. It is equipped.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • IC Integrated Circuit
  • DSP Digital Signal Processor
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the input circuit 92 includes a first output winding 111A of the first system, a second output winding 112A of the first system, a first output winding 111B of the second system, and a second output winding 112B of the second system. It is connected.
  • the input circuit 92 includes an A / D converter and the like that input the output voltages of these windings to the arithmetic processing unit 90.
  • the output circuit 93 is connected to the exciting winding 10A of the first system and the exciting winding 10B of the second system, and includes a drive circuit such as a switching element for applying an AC voltage VRA to these windings.
  • a low-pass filter circuit may be provided on the output side of the switching element.
  • the output circuit 93 is a signal output of a communication circuit or the like that transmits the calculated first angle ⁇ 1 and second angle ⁇ 2, and the abnormality signal ERR1 of the first system and the abnormality signal ERR2 of the second system to the external control device 94. It has a circuit.
  • the arithmetic processing unit 90 executes software (program) stored in the storage device 91 such as ROM, and the storage device 91 and the input circuit 92. , And by cooperating with other hardware of the control device 50 such as the output circuit 93.
  • the setting data used by each of the control units 51A to 56B and the like is stored in a storage device 91 such as a ROM as a part of software (program).
  • a storage device 91 such as a ROM as a part of software (program).
  • the excitation unit 51A of the first system applies an AC voltage VRA of the first period TA (in this example, a sinusoidal AC voltage VRA) to the excitation winding 10A of the first system.
  • the excitation unit 51A of the first system calculates the AC voltage command of the first cycle TA, and based on the comparison result between the AC voltage command and the triangular wave, is provided for the excitation winding of the first system provided in the output circuit 93.
  • Generates a PWM signal Pulse Width Modulation
  • the exciting unit 51B of the second system applies an AC voltage VRB of the second period TB (in this example, a sinusoidal AC voltage VRB) to the exciting winding 10B of the second system.
  • the second cycle TB is set to a cycle different from that of the first cycle TA.
  • the excitation unit 51B of the second system calculates the AC voltage command of the second cycle TB, and based on the comparison result between the AC voltage command and the triangular wave, is provided for the excitation winding of the second system provided in the output circuit 93. Generates a PWM signal that turns the switching element on and off.
  • Output signal detection unit of the first system The output signal detection unit 52A of the first system periodically detects the output signals V1A and V2A of the two output windings 111A and 112A of the first system at preset detection timings. .. In the present embodiment, as will be described later, the detection timing is set in consideration of the abnormality determination and the angle calculation of the first system.
  • Reduction processing unit of the first system ⁇ Problems due to magnetic interference between systems>
  • the output signals V1A and V2A of the two output windings 111A and 112A of the first system have magnetic flux between the systems, respectively. Due to the interference, the components V1A_TB and V2A_TB of the second period induced by electromagnetic induction are superposed by the magnetic flux of the second period TB excited by the exciting winding 10B of the second system.
  • the upper graph of FIG. 5 shows the output signal V1A of the first output winding of the first system, and the middle graph shows the output signal V1A of the first output winding of the first system.
  • the component V1A_TA of the first period induced by electromagnetic induction by the magnetic flux of the exciting winding 10A is shown, and the lower graph shows the exciting winding of the second system included in the output signal V1A of the first output winding of the first system.
  • the component V1A_TB of the second period induced by the electromagnetic induction by the magnetic flux of the wire 10B is shown.
  • the output signal V1A of the first output winding of the first system is a signal obtained by summing the component V1A_TA of the first cycle and the component V1A_TB of the second cycle.
  • the reduction processing unit 53A of the first system performs the second cycle component reduction processing for reducing the components of the second cycle with respect to the detected values V1A_S and V2A_S of the output signals of the two output windings of the first system. ..
  • the second period component reduction process is performed based on the principle described below.
  • the component V1A_TB of the second cycle of the output signal of the first output winding of the first system is a half cycle TB / 2 of the second cycle, which is an integral multiple of the second cycle TB.
  • the added period for example, half period TB / 2 of the second period
  • the phase is inverted and the plus and minus signs are inverted.
  • the reduction processing unit 53A of the first system sets the detection values V1A_S and V2A_S of the output signals of the two output windings of the first system detected at the detection timing of this time as the second period component reduction processing, and the detection of this time. It is configured to add the detection values V1A_Sold and V2A_Sold of the output signals of the two output windings of the first system detected at the detection timing before the first system reduction processing interval ⁇ T1 than the timing.
  • the first system reduction processing interval ⁇ T1 is set as shown in the following equation.
  • M is an integer of 0 or more.
  • the first system reduction processing interval ⁇ T1 is set to the half cycle TB / 2 of the second cycle.
  • ⁇ T1 TB / 2 + TB ⁇ M ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • the reduction processing unit 53A of the first system is configured as shown in FIG. 6, for example.
  • the reduction processing unit 53A of the first system includes a first delay device 53A1 that outputs the detection value V1A_S of the output signal of the first output winding of the first system with a delay of the first system reduction processing interval ⁇ T1.
  • the detection value V1A_S of the output signal of the first output winding of the first system and the output V1A_Sold of the first delay device 53A1 are added to form the first output winding of the first system after the second period component reduction processing.
  • the detected value V1A_F of the output signal is calculated.
  • the reduction processing unit 53A of the first system includes a second delay device 53A2 that outputs the detection value V2A_S of the output signal of the second output winding of the first system with a delay of the first system reduction processing interval ⁇ T1.
  • the detection value V2A_S of the output signal of the second output winding of the first system and the output V2A_Sold of the second delay device 53A2 are added, and the second output of the first system after the second period component reduction processing is added.
  • the detected value V2A_F of the output signal of the winding is calculated.
  • the components of the two second periods whose plus and minus signs are inverted are added, and the components of the two second periods cancel each other out. Therefore, in the detected values V1A_F and V2A_F of the output signals of the two output windings of the first system after addition, the components of the second period are reduced. Then, by using the component of the first cycle of the first system in which the component of the second cycle of the second system is reduced, it is possible to accurately determine the abnormality of the first system, which will be described later.
  • the second period TB is set to an even multiple of the first period TA as shown in the following equation.
  • N is an integer of 1 or more.
  • N 1 is set, and the second cycle TB is set to twice that of the first cycle TA.
  • the first period TA is set to 50us, the second period TB is set to 100us.
  • TB TA x 2 x N ...
  • the first system reduction processing interval ⁇ T1 is an integral multiple of the first period TA.
  • ⁇ T1 TA ⁇ (N + 2 ⁇ N ⁇ M) ⁇ ⁇ ⁇ (3)
  • the detected values V1A_S and V2A_S of the output signals of the two output windings of the first system values around an integral multiple of the first period TA are added. Therefore, as shown in FIG. 5, the components of the two first periods to be added have the same phase, and the plus and minus signs have the same equivalent values. Therefore, the two outputs of the first system after the addition are output.
  • the detected values V1A_F and V2A_F of the output signal of the winding correspond to twice the values of the components V1A_TA and V2A_TA of the first period included in the detected values, respectively.
  • the reduction processing unit 53A of the first system has the detection values V1A_S and V2A_S of the output signals of the two output windings of the first system detected at the current detection timing, and the first cycle TA (half cycle of the second cycle).
  • TB / 2) It is configured to add the detected values V1A_Sold and V2A_Sold of the output signals of the two output windings of the first system detected before.
  • the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing vibrate in the first period TA around a predetermined voltage, and the amplitude rotates. It vibrates in a cycle. It is difficult to determine the presence or absence of an abnormality from the instantaneous values of the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction process vibrating in this way.
  • the vibration center value becomes a predetermined normal value, so that when the vibration center value fluctuates from the normal value, it can be detected that an abnormality has occurred.
  • the output signal detection unit 52A of the first system sets the output signals V1A and V2A of the two output windings 111A and 112A of the first system to a cycle of half or less of the first cycle TA of the first system. It is detected periodically in the detection cycle for abnormality judgment.
  • the AC voltage VRA of the first period TA applied to the exciting winding 10A of the first system is the maximum value.
  • the output signals V1A_S and V2A_S of the two output windings of the first system are detected at the timing of every half cycle TA / 2 of the first cycle which becomes the minimum value.
  • the reduction processing unit 53A of the first system detects the detection values V1A_S of the two output signals of the first system for every half cycle TA / 2 of the first cycle for detecting the two output signals V1A_S and V2A_S of the first system.
  • V2A_S is subjected to the second period component reduction processing, and the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing are calculated.
  • the reduction processing unit 53A of the first system detects two outputs of the first system this time for each detection cycle for abnormality determination (in this example, every half cycle TA / 2 of the first cycle).
  • Two output signals of the first system detected before the first system reduction processing interval ⁇ T1 (in this example, before the first cycle TA (may be an integral multiple of the first cycle TA)) in the signal detection values V1A_S and V2A_S.
  • the detected values V1A_Sold and V2A_Sold are added to calculate the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second cycle component reduction processing.
  • the DC extraction processing unit 55A of the first system performs a DC extraction process of reducing the components of the first cycle TA for each of the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second cycle component reduction process. Then, the DC values V1A_DC and V2A_DC of the two output signals of the first system are calculated.
  • the DC extraction processing unit 55A of the first system moves between the first period TA with respect to the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing, respectively.
  • the averaging process is performed to calculate the DC values V1A_DC and V2A_DC of the two output signals of the first system.
  • the detection timing for abnormality determination and the timing of the second cycle component reduction processing are set to the timing of every half cycle TA / 2 of the first cycle.
  • the DC extraction processing unit 55A of the first system has two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing calculated at the current detection timing, and the first The average value of the two output signals V1A_F_old and V2A_F_old of the first system after the second period component reduction processing calculated at the previous detection timing before the half cycle TA / 2 of one cycle is the two outputs of the first system. It is calculated as the DC values V1A_DC and V2A_DC of the signal.
  • V1A_DC ⁇ V1A_F + V1A_F_old ⁇ / 2
  • V2A_DC ⁇ V2A_F + V2A_F_old ⁇ / 2 ... (5)
  • the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing correspond to twice the values of the components V1A_TA and V2A_TA of the first period. Therefore, as can be seen from the behavior of the component V1A_TA of the first cycle shown in FIG. 9, the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second cycle component reduction processing calculated this time and the half cycle of the first cycle The phases of the two output signals V1A_F_old and V2A_F_old of the first system after the previously calculated second period component reduction process before TA / 2 are inverted. Therefore, by calculating the average value of both, the vibration center values of the components V1A_TA and V2A_TA in the first period can be calculated.
  • the DC extraction processing unit 55A of the first system has a period of two or more natural numbers of the first period TA with respect to the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing.
  • the moving average processing may be performed to calculate the DC values V1A_DC and V2A_DC of the two output signals of the first system.
  • the DC extraction processing unit 55A of the first system reduces the components of the band including the frequency of the first period TA with respect to the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing.
  • Band stop filter processing may be performed to calculate the DC values V1A_DC and V2A_DC of the two output signals of the first system.
  • the DC extraction processing unit 55A of the first system has a low pass of a cutoff frequency smaller than the frequency of the first period TA with respect to the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing.
  • Filter processing may be performed to calculate the DC values V1A_DC and V2A_DC of the two output signals of the first system.
  • the second period component reduction process when the second period component reduction process is not performed and the second period component is superimposed on the two output signals of the first system, as shown in FIG. 5, the second period component reduction process is performed. Since the phase of the period component T1A_TB shifts by 90 degrees for each half-period TA / 2 of the first period, the vibration component of the second period TB is superimposed on the DC values of the two output signals of the first system, and the second period The vibration center values of the components V1A_TA and V2A_TA in one cycle cannot be calculated accurately.
  • the abnormality detection unit 56A of the first system is based on whether or not the DC values V1A_DC and V2A_DC of the two output signals of the first system are within the preset normal range of the first system, respectively. Judge the abnormality of.
  • the DC values V1A_DC and V2A_DC of the two output signals of the first system are the vibration center values of the components V1A_TA and V2A_TA of the first period included in the detected values V1A_S and V2A_S of the two output signals of the first system. Corresponds to.
  • the normal range of the first system is set to a range between the lower limit value MIN1 of the first system and the upper limit value MAX1 of the first system, which includes the normal values of the vibration center values of the components V1A_TA and V2A_TA of the first period.
  • the lower limit value MIN1 of the first system is preset to a value smaller than the normal value (0 in this example) of the vibration center values of the components V1A_TA and V2A_TA of the first period, and the upper limit value of the first system is set.
  • MAX1 is preset to a value larger than the normal value of the vibration center value by a predetermined value.
  • the setting of the normal range of the first system is adjusted according to the degree of abnormality to be determined as abnormal.
  • the normal range of the first system when the voltage range of the two output signals of the first system is 0 to 5V and the normal value of the vibration center value is 2.5V, the normal range of the first system Is set in a range that includes 2.5V.
  • Abnormalities of the first system include abnormalities such as disconnection of the windings 10A, 111A, 112A of the first system, abnormalities of the input / output circuits of each winding of the first system in the control device 50, and abnormalities in the first system of the control device 50. Such processing abnormalities are included.
  • FIG. 7 describes the abnormality determination using the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system, but the same applies to the DC value V2A_DC of the output signal of the second output winding of the first system. Will be done.
  • step S01 the abnormality detection unit 56A of the first system acquires the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system calculated by the DC extraction processing unit 55A of the first system. Then, in step S02, the abnormality detection unit 56A of the first system finds that the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system is equal to or higher than the lower limit value MIN1 of the first system and is of the first system. It is determined whether or not the upper limit value is MAX1 or less. That is, the abnormality detection unit 56A of the first system determines whether or not the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system is within the normal range of the first system.
  • the abnormality detection unit 56A of the first system determines in step S02 that the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system is not within the normal range of the first system, the process proceeds to step S03, and the process proceeds to step S03. It is determined that an abnormality of one system has occurred.
  • the abnormality detection unit 56A of the first system outputs the abnormality signal ERR1 of the first system when it is determined that the abnormality of the first system has occurred.
  • the abnormality signal ERR1 of the first system is transmitted to the external control device 94 to which the first angle ⁇ 1 is transmitted.
  • the abnormality signal ERR1 of the first system is transmitted in the same control device.
  • the abnormality detection unit 56A of the first system determines in step S02 that the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system is within the normal range of the first system
  • the abnormality detection unit 56A of the first system determines that the DC value V1A_DC is within the normal range of the first system. It is determined that no abnormality has occurred, and the process ends.
  • FIG. 8 describes the abnormality determination using the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system, but the same applies to the DC value V2A_DC of the output signal of the second output winding of the first system. Will be done.
  • step S11 the abnormality detection unit 56A of the first system acquires the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system calculated by the DC extraction processing unit 55A of the first system. Then, in step S12, the abnormality detection unit 56A of the first system finds that the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system is equal to or higher than the lower limit value MIN1 of the first system and is of the first system. It is determined whether or not the upper limit value is MAX1 or less. That is, the abnormality detection unit 56A of the first system determines whether or not the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system is within the normal range of the first system.
  • the abnormality detection unit 56A of the first system determines in step S12 that the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system is not within the normal range of the first system, the abnormality detection unit 56A proceeds to step S13 and proceeds to the abnormality.
  • the determination counter T1 is incremented by 1. After that, the process proceeds to step S14, and the abnormality detection unit 56A of the first system determines whether or not the abnormality determination counter T1 is equal to or greater than the preset number of abnormality determinations T1ab.
  • the process proceeds to step S15 and determines that an abnormality of the first system has occurred. Then, the abnormality detection unit 56A of the first system outputs the abnormality signal ERR1 of the first system when it is determined that the abnormality of the first system has occurred.
  • the abnormality detection unit 56A of the first system determines that no abnormality has occurred in the first system and ends the process.
  • step S12 determines in step S12 that the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system is within the normal range of the first system.
  • step S16 After resetting the abnormality determination counter T1 to 0, the process ends.
  • the abnormality detection unit 56A of the first system is preset when the DC value V1A_DC of the output signal of the first output winding of the first system is not in the normal range of the first system.
  • the number of abnormality determinations is T1ab or more and the continuation is continued, it is determined that an abnormality has occurred in the first system.
  • the accuracy of abnormality determination can be improved by determining an abnormality when the abnormality is not continuously within the normal range.
  • step S16 the abnormality detection unit 56A of the first system does not have to reset the abnormality determination counter T1 to 0, may hold the abnormality determination counter T1 at the previous value, or may hold the abnormality determination counter T1 at the previous value. May be reduced.
  • Angle calculation unit of the first system As shown in the following equation, the angle calculation unit 54A of the first system has the output signal V1A_F of the first output winding of the first system after the second period component reduction processing and the first system.
  • the first angle ⁇ 1 is calculated by calculating the arctangent (inverse tangent function) of the ratio of the second output winding to the output signal V2A_F.
  • ⁇ 1 tan -1 (V1A_F / V2A_F) ... (6)
  • the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing are twice the values of the first period components V1A_TA and V2A_TA included in the detected values, respectively.
  • the first angle ⁇ 1 may be calculated for each calculation of the two output signals V1A_F and V2A_F of the first system after the second period component reduction processing (in this example, every half cycle TA / 2 of the first cycle). However, as shown in FIG. 3, at the calculation timing when the AC voltage VRA of the first period TA applied to the exciting winding 10A of the first system becomes the maximum value or the minimum value (the maximum value in the example of FIG. 3). , The first angle ⁇ 1 is calculated.
  • Output signal detection unit of the second system The output signal detection unit 52B of the second system periodically detects the output signals V1B and V2B of the two output windings 111B and 112B of the second system at preset detection timings. .. In the present embodiment, as will be described later, the detection timing is set in consideration of the abnormality determination and the angle calculation of the second system.
  • Reduction processing unit of the second system ⁇ Problems due to magnetic interference between systems>
  • the output signals V1B and V2B of the two output windings 111B and 112B of the second system are caused by magnetic interference between the systems.
  • the components of the first cycle induced by the magnetic flux of the first cycle TA excited by the exciting winding 10A of the first system are superimposed.
  • the upper graph of FIG. 9 shows the output signal V1B of the first output winding of the second system
  • the middle graph shows the output signal V1B of the first output winding of the second system.
  • the second period component V1B_TB induced by electromagnetic induction by the magnetic flux of the exciting winding 10B is shown, and the lower graph shows the excited winding of the first system included in the output signal V1B of the first output winding of the second system.
  • the component V1B_TA of the first period induced by the electromagnetic induction by the magnetic flux of the wire 10A is shown.
  • the output signal V1B of the first output winding of the second system is a signal obtained by summing the component V1B_TB of the second cycle and the component V1B_TA of the first cycle.
  • the reduction processing unit 53B of the second system performs the first period component reduction processing for reducing the components of the first period with respect to the detected values V1B_S and V2B_S of the output signals of the two output windings of the second system. ..
  • the second period component reduction process is performed based on the principle described below. As shown in the lower graph of FIG. 9, the component V1B_TA of the first cycle of the output signal of the first output winding of the second system is the same for each first cycle TA because the cycle is the first cycle TA. It becomes a value.
  • the reduction processing unit 53B of the second system sets the detection values V1B_S and V2B_S of the output signals of the two output windings of the second system detected at the current detection timing as the first period component reduction processing, and the detection of this time. It is configured to perform subtraction processing to calculate the difference between the detected values V1B_Sold and V2B_Sold of the output signals of the two output windings of the second system detected at the detection timing before the second system reduction processing interval ⁇ T2 than the timing. There is.
  • the second system reduction processing interval ⁇ T2 is set to an integral multiple of the first period TA as shown in the following equation.
  • P is an integer of 1 or more.
  • the second system reduction processing interval ⁇ T2 is set to the first period TA.
  • ⁇ T2 TA ⁇ P ⁇ ⁇ ⁇ (8)
  • the reduction processing unit 53B of the second system is configured as shown in FIG. 10, for example.
  • the reduction processing unit 53B of the second system includes a first delay device 53B1 that outputs the detection value V1B_S of the output signal of the first output winding of the second system with a delay of the second system reduction processing interval ⁇ T2.
  • the output signal of the first output winding of the second system after the first period component reduction processing is subtracted from the detected value V1B_S of the output signal of the first output winding of the second system by subtracting the output V1B_Sold of the first delay device 53B1.
  • the detected value V1B_F of is calculated.
  • the reduction processing unit 53B of the second system includes a second delay device 53B2 that outputs the detection value V2B_S of the output signal of the second output winding of the second system with a delay of the second system reduction processing interval ⁇ T2.
  • the output V2B_Sold of the second delay device 53B2 is subtracted from the detected value V2B_S of the output signal of the second output winding of the second system, and the second output winding of the second system after the first period component reduction processing is performed.
  • the detection value V2B_F of the output signal of is calculated.
  • the components of the two first periods whose plus and minus signs have the same equivalent value are subtracted, and the components of the two first periods cancel each other out. Therefore, in the detected values V1B_F and V2B_F of the output signals of the two output windings of the second system after the subtraction process, the components of the first period are reduced. Then, by using the component of the second cycle of the second system in which the component of the first cycle of the first system is reduced, it is possible to accurately determine the abnormality of the second system, which will be described later.
  • the second period TB is set to an even multiple of the first period TA as shown in the following equation.
  • N is an integer of 1 or more.
  • N 1 is set, and the second cycle TB is set to twice the value of the first cycle TA.
  • TB TA x 2 x N ... (9)
  • the second system reduction processing interval ⁇ T2 is set as shown in the following equation.
  • L is an integer of 0 or more.
  • L 0 is set, and the second system reduction processing interval ⁇ T2 is set to the half cycle TB / 2 of the second cycle.
  • ⁇ T2 TB / 2 + TB ⁇ L ⁇ ⁇ ⁇ (10)
  • the phases of the two second period components subtracted by the subtraction processing are inverted as shown in FIG. The plus and minus signs are reversed. Therefore, the detected values V1B_F and V2B_F of the output signals of the two output windings of the second system after the subtraction process correspond to twice the values of the components V1B_TB and V2B_TB of the second period included in the detected values, respectively.
  • the reduction processing unit 53B of the second system is based on the detection values V1B_S and V2B_S of the output signals of the two output windings of the second system detected at the current detection timing, and the half cycle TB / 2 of the second cycle (second cycle). 1 cycle TA) It is configured to subtract the detected values V1B_Sold and V2B_Sold of the output signals of the two output windings of the second system detected before.
  • the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing vibrate in the second period TB around a predetermined voltage, and the amplitude rotates. It vibrates in a cycle. It is difficult to determine the presence or absence of an abnormality from the instantaneous values of the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction process vibrating in this way.
  • the vibration center value becomes a predetermined normal value, so that when the vibration center value fluctuates from the normal value, it can be detected that an abnormality has occurred.
  • the output signal detection unit 52B of the second system sets the output signals V1B and V2B of the two output windings 111B and 112B of the second system to a cycle of half or less of the second cycle TB of the second system. It is detected periodically in the detection cycle for abnormality judgment.
  • the output signal detection unit 52B of the second system has a maximum value of the AC voltage VRB of the second period TB applied to the exciting winding 10B of the second system.
  • the output signals V1B_S and V2B_S of the two output windings of the second system are detected at the timing of every half cycle TB / 2 of the second cycle which becomes the minimum value.
  • the reduction processing unit 53B of the first system detects the detection values V1B_S of the two output signals of the second system for every half cycle TB / 2 of the second cycle that detects the two output signals V1B_S and V2B_S of the second system.
  • V2B_S is subjected to the first period component reduction processing, and the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing are calculated.
  • the reduction processing unit 53B of the second system detects two outputs of the second system this time for each detection cycle for abnormality determination (in this example, every half cycle TB / 2 of the second cycle).
  • the two output signals of the second system detected before the second system reduction processing interval ⁇ T2 (in this example, before the second period TB (may be an integral multiple of the first period TA)).
  • the detected values V1B_Sold and V2B_Sold are subtracted to calculate the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system performs a DC extraction process of reducing the components of the second cycle TB for each of the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first cycle component reduction process. Then, the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system are calculated.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system moves between the second period TB with respect to the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing, respectively.
  • the averaging process is performed to calculate the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system.
  • the detection timing for abnormality determination and the timing of the first cycle component reduction processing are set to the timing of every half cycle TB / 2 of the second cycle.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system has the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing calculated at the current detection timing, and the first The average value of the two output signals V1B_F_old and V2B_F_old of the second system after the first period component reduction processing calculated at the previous detection timing before the half cycle TB / 2 of the two cycles is the two outputs of the second system. It is calculated as the DC values V1B_DC and V2B_DC of the signal.
  • V1B_DC ⁇ V1B_F + V1B_F_old ⁇ / 2
  • V2B_DC ⁇ V2B_F + V2B_F_old ⁇ / 2 ... (13)
  • the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first cycle component reduction processing correspond to twice the values of the components V1B_TB and V2B_TB of the second cycle. Therefore, as can be seen from the behavior of the component V1B_TB of the second cycle shown in FIG. 9, the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first cycle component reduction processing calculated this time and the half cycle of the second cycle The phases of the two output signals V1B_F_old and V2B_F_old of the second system after the previously calculated first period component reduction process before TB / 2 are inverted. Therefore, by calculating the average value of both, the vibration center values of the components V1B_TB and V2B_TB in the second period can be calculated.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system has a period of two or more natural numbers of the second period TB with respect to the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing.
  • the moving average processing may be performed to calculate the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system reduces the components of the band including the frequency of the second period TB with respect to the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing.
  • Band stop filter processing may be performed to calculate the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system has a low pass of a cutoff frequency smaller than the frequency of the second period TB with respect to the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing.
  • Filter processing may be performed to calculate the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system.
  • the first period component reduction process is performed. Since the period component T1B_TA has the same value for each half-cycle TB / 2 of the second cycle, the component of the first cycle TA is offsetly superimposed on the DC values of the two output signals of the second system. Since the offset value fluctuates due to the phase difference between the second period TB and the first period TA, it is not possible to accurately calculate the vibration center values of the components V1B_TB and V2B_TB in the second period.
  • the abnormality detection unit 56B of the second system is based on whether or not the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system are within the preset normal range of the second system, respectively. Judge the abnormality of.
  • the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system are the vibration center values of the components V1B_TB and V2B_TB of the second period included in the detected values V1B_S and V2B_S of the two output signals of the second system. Corresponds to.
  • the normal range of the second system is set to a range between the lower limit value MIN2 of the second system and the upper limit value MAX2 of the second system, which includes the normal values of the vibration center values of the components V1B_TB and V2B_TB of the second period.
  • the lower limit value MIN2 of the second system is preset to a value smaller than the normal value (0 in this example) of the vibration center values of the components V1B_TB and V2B_TB of the second period, and the upper limit value of the second system.
  • MAX2 is preset to a value larger than the normal value of the vibration center value by a predetermined value.
  • the setting of the normal range of the second system is adjusted according to the degree of the abnormality to be determined as an abnormality.
  • the normal range of the second system Is set in a range that includes 2.5V.
  • the abnormalities of the second system include abnormalities such as disconnection of the windings 10B, 111B, and 112B of the second system, abnormalities of the input / output circuits of each winding of the second system in the control device 50, and abnormalities in the second system of the control device 50. Such processing abnormalities are included.
  • the process of determining an abnormality will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the processing of the flowchart of FIG. 11 is executed after the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system are calculated for each detection cycle for abnormality determination.
  • FIG. 11 the abnormality determination using the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system will be described, but the same applies to the DC value V2B_DC of the output signal of the second output winding of the second system. Will be done.
  • step S31 the abnormality detection unit 56B of the second system acquires the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system calculated by the DC extraction processing unit 55B of the second system. Then, in step S32, in the abnormality detection unit 56B of the second system, the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system is equal to or higher than the lower limit value MIN2 of the second system, and the second system It is determined whether or not the upper limit value is MAX2 or less. That is, the abnormality detection unit 56B of the second system determines whether or not the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system is within the normal range of the second system.
  • the abnormality detection unit 56B of the second system determines in step S32 that the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system is not within the normal range of the second system, the process proceeds to step S33, and the second system proceeds to step S33. It is determined that an abnormality has occurred in two systems.
  • the abnormality detection unit 56B of the second system outputs the abnormality signal ERR2 of the second system when it is determined that the abnormality of the second system has occurred.
  • the abnormality signal ERR2 of the second system is transmitted to the external control device 94 to which the second angle ⁇ 2 is transmitted.
  • the abnormality signal ERR2 of the second system is transmitted in the same control device.
  • the abnormality detection unit 56B of the second system determines in step S32 that the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the third system is within the normal range of the second system, the abnormality detection unit 56B of the second system It is determined that no abnormality has occurred, and the process ends.
  • FIG. 12 describes the abnormality determination using the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system, but the same applies to the DC value V2B_DC of the output signal of the second output winding of the second system. Will be done.
  • step S41 the abnormality detection unit 56B of the second system acquires the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system calculated by the DC extraction processing unit 55B of the second system.
  • step S42 in the abnormality detection unit 56B of the second system, the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system is equal to or higher than the lower limit value MIN2 of the second system, and the second system It is determined whether or not the upper limit value is MAX2 or less. That is, the abnormality detection unit 56B of the second system determines whether or not the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system is within the normal range of the second system.
  • step S42 determines in step S42 that the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system is not within the normal range of the second system
  • the process proceeds to step S43 and the abnormality proceeds to step S43.
  • the determination counter T2 is incremented by 1. After that, the process proceeds to step S44, and the abnormality detection unit 56B of the second system determines whether or not the abnormality determination counter T2 is equal to or greater than the preset number of abnormality determination times T2ab.
  • step S44 determines that the abnormality determination counter T2 is equal to or greater than the number of abnormality determinations T2ab. Then, the abnormality detection unit 56B of the second system outputs the abnormality signal ERR2 of the second system when it is determined that the abnormality of the second system has occurred.
  • the abnormality detection unit 56B of the second system determines that no abnormality has occurred in the second system and ends the process.
  • step S42 determines in step S42 that the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system is within the normal range of the second system.
  • step S46 After resetting the abnormality determination counter T2 to 0, the process ends.
  • the abnormality detection unit 56B of the second system is preset when the DC value V1B_DC of the output signal of the first output winding of the second system is not in the normal range of the second system.
  • the abnormality determination number T2ab or more is continuously continued, it is determined that an abnormality has occurred in the second system.
  • the accuracy of abnormality determination can be improved by determining an abnormality when the abnormality is not continuously within the normal range.
  • step S46 the abnormality detection unit 56B of the second system does not have to reset the abnormality determination counter T2 to 0, may hold the abnormality determination counter T2 at the previous value, or may hold the abnormality determination counter T2 at the previous value. May be reduced.
  • Angle calculation unit of the second system As shown in the following equation, the angle calculation unit 54B of the second system has the output signal V1B_F of the first output winding of the second system after the first period component reduction processing and the second system.
  • the second angle ⁇ 2 is calculated by calculating the arctangent (inverse tangent function) of the ratio of the second output winding to the output signal V2B_F.
  • ⁇ 2 tan -1 (V1B_F / V2B_F) ... (14)
  • the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing are twice the values of the second period components V1B_TB and V2B_TB included in the detected values, respectively.
  • the second angle ⁇ 2 may be calculated for each calculation of the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first cycle component reduction processing (in this example, every half cycle TB / 2 of the second cycle). However, the second angle ⁇ 2 is calculated at the calculation timing at which the AC voltage VRB of the second period TB applied to the exciting winding 10B of the second system becomes the maximum value or the minimum value (for example, the maximum value).
  • the set values such as the first cycle TA, the second cycle TB, the detection timing of the first system, the detection timing of the second system, the first system reduction processing interval ⁇ T1, and the second system reduction processing interval ⁇ T2 are set to the first. It is only necessary to set in advance so that the system and the second system have a predetermined relationship, and the processing of the first system and the processing of the second system can be performed independently of each other. There is no need to perform real-time synchronous control with the second system.
  • Embodiment 2 Next, the resolver abnormality detection device according to the second embodiment will be described. The description of the same components as in the first embodiment will be omitted.
  • the basic configuration of the angle detection device according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, but the output signal detection unit 52B of the second system of the control device 50, the reduction processing unit 53B of the second system, and the first The configuration of the two DC extraction processing units 55B is different from that of the first embodiment.
  • the output signal detection unit 52B of the second system periodically detects the output signals V1B and V2B of the two output windings 111B and 112B of the second system at preset detection timings. Also in this embodiment, as will be described later, the detection timing is set in consideration of the abnormality determination and the angle calculation of the second system.
  • FIG. 13 As shown in FIG. 13 as an example of the output signal V1B of the first output winding of the second system, the output signals V1B and V2B of the two output windings 111B and 112B of the second system are caused by magnetic interference between the systems. , The components of the first cycle induced by electromagnetic induction are superimposed on the exciting winding 10A of the first system by the magnetic flux of the first cycle TA excited.
  • the upper graph of FIG. 13 shows the output signal V1B of the first output winding of the second system, and the middle graph shows the output signal V1B of the first output winding of the second system.
  • the second period component V1B_TB induced by electromagnetic induction by the magnetic flux of the exciting winding 10B is shown, and the lower graph shows the exciting winding of the first system included in the output signal V1B of the first output winding of the second system.
  • the first period component V1B_TA induced by the magnetic flux of line 10A is shown.
  • the output signal V1B of the first output winding of the second system is a signal obtained by summing the component V1B_TB of the second cycle and the component V1B_TA of the first cycle.
  • the reduction processing unit 53B of the second system reduces the components of the first period with respect to the detected values V1B_S and V2B_S of the output signals of the two output windings of the second system. Perform reduction processing.
  • the first period component reduction process is performed based on the principle described below.
  • the component V1B_TA of the first period of the output signal of the first output winding of the second system is a half cycle TA / 2 of the first cycle and an integral multiple of the first cycle TA.
  • the added period for example, half period TA / 2 of the first period
  • the phase is inverted and the plus and minus signs are inverted.
  • the reduction processing unit 53B of the second system sets the detection values V1B_S and V2B_S of the output signals of the two output windings of the second system detected at the detection timing of this time as the first period component reduction processing, and the detection of this time. It is configured to add the detection values V1B_Sold and V2B_Sold of the output signals of the two output windings of the second system detected at the detection timing before the second system reduction processing interval ⁇ T2 than the timing.
  • the second system reduction processing interval ⁇ T2 is set to an interval obtained by adding an integral multiple of the first period TA to the half period TA / 2 of the first period, as shown in the following equation.
  • X is an integer of 0 or more.
  • X 0 is set, and the second system reduction processing interval ⁇ T2 is set to the half cycle TA / 2 of the first cycle.
  • ⁇ T2 TA / 2 + TA ⁇ X ⁇ ⁇ ⁇ (16)
  • the components of the two first periods whose plus and minus signs are inverted are added, and the components of the two first periods cancel each other out. Therefore, in the detected values V1B_F and V2B_F of the output signals of the two output windings of the second system after addition, the components of the first period are reduced. Then, by using the component of the second cycle of the second system in which the component of the first cycle of the first system is reduced, it is possible to accurately determine the abnormality of the second system, which will be described later.
  • the AC voltage VRB of the second period TB applied to the exciting winding 10B of the second system is the maximum value or the minimum value.
  • the output signals V1B and V2B of the two output windings of the second system are periodically detected by the two timings TM1 and TM2 that are symmetrical with respect to the reference timing TM0.
  • the reduction processing unit 53B of the second system adds the detected values of the output signals of the two output windings of the second system detected by the two timings TM1 and TM2 that are symmetrical in the front-rear direction to each other, and the first period component.
  • the detected values V1A_F and V2A_F of the output signals of the two output windings of the second system after the reduction processing are calculated.
  • the components of the second period included in the detected values of the output signals of the two output windings of the second system detected at the two timings are in phase with each other as shown in FIG. , Plus and minus signs have the same equivalent value. Further, since the interval between the two timings TM1 and TM2 is set to the second system reduction processing interval ⁇ T2, the detection value of the output signal of the two output windings of the second system detected by the two timings TM1 and TM2. The components of the first period contained in are inverted in phase with each other, and the plus and minus signs are inverted.
  • the detected values V1B_F and V2B_F of the output signals of the two output windings of the second system after these additions correspond to twice the values of the components V1B_TB and V2B_TB of the second period included in the detected values, respectively.
  • the reduction processing unit 53B of the second system is configured as shown in FIG. 14, for example.
  • the reduction processing unit 53B of the second system includes a first delayer 53B1 that outputs the detection value V1B_S of the output signal of the first output winding of the second system with a delay of the second system reduction processing interval ⁇ T2.
  • the detection value V1B_S of the output signal of the first output winding of the second system and the output V1B_Sold of the first delay device 53B1 are added at the later timing TM2 with respect to the reference timing TM0.
  • the detection value V1B_F of the output signal of the first output winding of the second system of the above is calculated.
  • the reduction processing unit 53B of the second system includes a second delay device 53B2 that outputs the detection value V2B_S of the output signal of the second output winding of the second system with a delay of the second system reduction processing interval ⁇ T2. Then, at the later timing TM2 with respect to the reference timing TM0, the detection value V2B_S of the output signal of the second output winding of the second system and the output V2B_Sold of the second delay device 53B2 are added to form the first period component. The detection value V2B_F of the output signal of the second output winding of the second system after the reduction processing is calculated.
  • the second period TB is set to twice the first period TA.
  • the second system reduction processing interval ⁇ T2 is set to the half cycle TA / 2 of the first cycle. Therefore, the interval ⁇ TM12 between the two timings before and after the reference timing TM0 is set to TA / 4, which is a quarter of the first cycle.
  • the output signal detection unit 52B of the second system detects the output signals V1B and V2B of the two output windings of the second system every quarter cycle TB / 4 of the second cycle, and each detection is performed.
  • the timing is set so as to be symmetrical with respect to the reference timing TM0 at which the AC voltage VRB of the second period TB becomes the maximum value or the minimum value.
  • the output signal detection unit 52B of the second system sets the output signals V1B and V2B of the two output windings 111B and 112B of the second system to a cycle equal to or less than half of the second cycle TB, and determines an abnormality of the second system. Detect periodically with the detection cycle for.
  • the output signal detection unit 52B of the second system has a second cycle timing (TM1, TM2) that is a quarter of the second cycle TB.
  • the output signals V1B_S and V2B_S of the two output windings of the system are detected.
  • the reduction processing unit 53B of the second system is the timing TM2 after the two timings of every half cycle TB / 2 of the second cycle, and as described above, the reduction processing unit 53B of the second system of the second system after the first cycle component reduction processing. Two output signals V1B_F and V2B_F are calculated.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system performs a DC extraction process of reducing the components of the second cycle TB for each of the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first cycle component reduction process. Then, the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system are calculated.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system moves between the second period TB with respect to the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing, respectively.
  • the averaging process is performed to calculate the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system has two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing calculated by the timing TM2 after this time, and the first The average value of the two output signals V1B_F_old and V2B_F_old of the second system after the first period component reduction processing calculated by the timing TM2 after the previous time before the half cycle TB / 2 of two cycles is set to 2 of the second system. It is calculated as the DC values V1B_DC and V2B_DC of one output signal.
  • V1B_DC ⁇ V1B_F + V1B_F_old ⁇ / 2
  • V2B_DC ⁇ V2B_F + V2B_F_old ⁇ / 2 ... (20)
  • the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first cycle component reduction processing correspond to twice the values of the components V1B_TB and V2B_TB of the second cycle. Therefore, as can be seen from the behavior of the component V1B_TB of the second period shown in FIG. 13, the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing calculated by the timing TM2 after this time are The phases of the two output signals V1B_F_old and V2B_F_old of the second system after the first period component reduction processing calculated by the timing TM2 after the previous time before the half cycle TB / 2 of the second cycle are inverted. Therefore, by calculating the average value of both, the vibration center values of the components V1B_TB and V2B_TB in the second period can be calculated.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system has a period of two or more natural numbers of the second period TB with respect to the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing.
  • the moving average processing may be performed to calculate the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system reduces the components of the band including the frequency of the second period TB with respect to the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing.
  • Band stop filter processing may be performed to calculate the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system.
  • the DC extraction processing unit 55B of the second system has a low pass of a cutoff frequency smaller than the frequency of the second period TB with respect to the two output signals V1B_F and V2B_F of the second system after the first period component reduction processing.
  • Filter processing may be performed to calculate the DC values V1B_DC and V2B_DC of the two output signals of the second system.
  • the first period component reduction process when the first period component reduction process is not performed and the first period component is superimposed on the two output signals of the second system, as shown in FIG. 13, the first period component reduction process is performed. Since the period component T1B_TA has the same value for each half-cycle TB / 2 of the second cycle, the component of the first cycle TA is offsetly superimposed on the DC values of the two output signals of the second system. The vibration center values of the components V1B_TB and V2B_TB in the second period cannot be calculated accurately.
  • FIG. 15 is a schematic configuration diagram of the angle detection device according to the present embodiment.
  • the resolver 1 has the exciting winding 10A of the first system, the two output windings 111A and 112A of the first system, the exciting winding 10B of the second system, and the two outputs of the second system. It has windings 111B and 112B. Further, magnetic interference occurs between the winding of the first system and the winding of the second system.
  • the exciting winding 10A of the first system and the two output windings 111A of the first system are shown in FIG.
  • the 112A is wound around the stator 13A of the first system
  • the exciting winding 10B of the second system and the two output windings 111B and 112B of the second system are wound around the stator 13B of the second system.
  • the stator 13A of the first system and the stator 13B of the second system are arranged adjacent to each other in the axial direction, and magnetic interference occurs between the windings of the first system and the windings of the second system.
  • the teeth and windings of the stator 13A of the first system and the teeth and windings of the stator 13B of the second system are not shown.
  • the stator 13A of the first system and the stator 13B of the second system are coaxially arranged adjacent to each other in the axial direction, and integrally inside the stator 13A of the first system and the stator 13B of the second system in the radial direction.
  • the formed rotor 14 is arranged.
  • the rotor 14 includes a plurality of protrusions evenly arranged in the circumferential direction on the outer peripheral portion.
  • the rotor portion located inside the stator 13A of the first system in the radial direction and the rotor portion located inside the stator 13B of the second system in the radial direction have the same protruding portion shape. doing.
  • the shape and number of protrusions may be different between the radially inner rotor portion of the stator 13A of the first system and the radially inner rotor portion of the second system stator 13B, and they rotate integrally. It may be a separate body connected so as to do so.
  • the stator 13A of the first system includes a plurality of teeth evenly arranged in the circumferential direction.
  • the first output winding 111A of the first system and the second output winding 112A of the first system are of the stator 13A of the first system so that the amplitudes of their induced AC voltages differ from each other by 90 degrees in terms of electrical angle. It is distributed and wrapped around each tooth.
  • the exciting winding 10A of the first system is dispersedly wound around each tooth of the stator 13A of the first system.
  • the stator 13B of the second system includes a plurality of teeth evenly arranged in the circumferential direction.
  • the first output winding 111B of the second system and the second output winding 112B of the second system are of the stator 13B of the second system so that the amplitudes of their induced AC voltages differ from each other by 90 degrees in terms of electrical angle. It is distributed and wrapped around each tooth.
  • the exciting winding 10B of the second system is dispersedly wound around each tooth of the stator 13B of the second system.
  • the number of teeth of the stator 13A of the first system and the number of teeth of the stator 13B of the second system may be the same number or different numbers.
  • the first system and the second system may be interchanged. That is, the first system of each of the above embodiments may be the second system, and the second system of each of the above embodiments may be the first system.
  • the reduction processing unit 53A of the first system reduces the components of the second cycle included in the detected values of the output signals of the two output windings of the first system in the second cycle.
  • the component reduction processing the addition processing of the current detection value and the detection value before the first system reduction processing interval ⁇ T1 is performed
  • the reduction processing unit 53B of the second system is the output signal of the two output windings of the second system.
  • the first cycle component reduction process for reducing the component of the first cycle included in the detection value of the case where the subtraction process or the addition process of the current detection value and the detection value before the second system reduction processing interval ⁇ T2 is performed is an example.
  • the subtraction process or the addition process of the current detection value and the detection value before the second system reduction processing interval ⁇ T2 is an example.
  • the embodiments of the present application are not limited to this. That is, even if the reduction processing unit 53A of the first system is configured to perform band reduction filter processing such as high-pass filter processing or band stop filter processing for reducing the components of the second period as the second period component reduction processing. good.
  • the reduction processing unit 53B of the second system may be configured to perform band reduction filter processing such as low-pass filter processing or band stop filter processing for reducing the components of the first cycle as the first cycle component reduction processing.
  • processing units 51A to 56A of the first system and the processing units 51B to 56B of the second system are provided in one control device 50
  • the embodiments of the present application are not limited to this. That is, the processing units 51A to 56A of the first system may be provided in the control device of the first system, and the processing units 51B to 56B of the second system may be provided in the control device of the second system.
  • the processing units 51A to 56B of the two systems may be distributed and provided in a plurality of control devices.
  • the output signal detection unit 52A of the first system sets the output signals V1A and V2A of the two output windings of the first system to the maximum value of the exciting AC voltage VRA.
  • the case of detecting every cycle TA has been described as an example.
  • the embodiments of the present application are not limited to this. That is, the output signal detection unit 52A of the first system may detect the output signals V1A and V2A of the two output windings of the first system for each first cycle TA at which the exciting AC voltage VRA becomes the minimum value.
  • the AC voltage VRA may be detected for each first cycle TA other than the maximum value and the minimum value.
  • the output signal detection unit 52A of the first system may detect every half cycle TA / 2 of the first cycle in which the exciting AC voltage VRA becomes the maximum value or the minimum value.
  • the output signal detection unit 52A of the first system sets the output signals V1A and V2A of the two output windings of the first system to a period different from that of the first period TA and the half period TA / 2 of the first period (for example,). It may be detected every 1st system reduction processing interval ⁇ T1 divided by an integer of 1 or more). Also in these cases, the first delayer 53A1 and the second delayer 53A2 of the reduction processing unit 53A of the first system output the input signal with a delay of the first system reduction processing interval ⁇ T1.
  • the output signal detection unit 52B of the second system sets the output signals V1B and V2B of the two output windings of the second system to the maximum value or the minimum value of the exciting AC voltage VRB.
  • the case of detecting every half cycle TB / 2 of the second cycle is described as an example.
  • the embodiments of the present application are not limited to this. That is, as described above, the output signal detection unit 52B of the second system may detect every half cycle TB / 2 of the second cycle in which the exciting AC voltage VRB is other than the maximum value and the minimum value.
  • the output signal detection unit 52B of the second system sets the output signals V1B and V2B of the two output windings of the second system to a cycle different from the half cycle TB / 2 of the second cycle (for example, the second system reduction process). It may be detected every interval (period in which the interval ⁇ T2 is divided by an integer of 1 or more). Also in this case, the first delay device 53B1 and the second delay device 53B2 of the reduction processing unit 53B of the second system output the input signal with a delay of the second system reduction processing interval ⁇ T2.
  • the output signal detection unit 52B of the second system transmits the output signals V1B and V2B of the two output windings of the second system to the quarter cycle TB / of the second cycle.
  • each detection timing is set to be symmetrical with respect to the reference timing TM0 at which the AC voltage VRB of the second period TB becomes the maximum value or the minimum value is described as an example.
  • the embodiments of the present application are not limited to this. That is, the output signal detection unit 52B of the second system periodically connects the two output windings of the second system at two timings that are symmetrical with respect to the reference timing TM0 at which the exciting AC voltage VRB becomes the maximum value.
  • the output signals V1B and V2B may be detected, or the output signal detection unit 52B of the second system has a cycle at two timings that are symmetrical with respect to the reference timing TM0 at which the exciting AC voltage VRB becomes the minimum value.
  • the output signals V1B and V2B of the two output windings of the second system may be detected.
  • the interval between the two timings that become symmetrical in the front-rear direction may be set to an interval other than 1/4 TB / 4 of the second cycle as long as it is set to the second system reduction processing interval ⁇ T2.
  • the first delayer 53B1 and the second delayer 53B2 of the reduction processing unit 53B of the second system output the input signal with a delay of the second system reduction processing interval ⁇ T2, and the reduction processing of the second system.
  • the unit 53B may perform addition processing at the later timing TM2 with respect to the reference timing TM0, and calculate the detection values V1B_F and V2B_F of the output signals of the two output windings of the second system after the addition.
  • the angle detection device may be used as the angle detection device for a motor provided with two sets of three-phase windings and an inverter. Such a dual motor is provided in, for example, an electric power steering device.
  • the configuration of the first system of the angle detection device of the present application is assigned to the control system of the first set of three-phase windings and the inverter, and the first angle ⁇ 1 is used.
  • the configuration of the second system of the angle detection device of the present application is assigned to the control system of the second set of three-phase windings and the inverter, and the second angle ⁇ 2 is used.
  • the control of the three-phase winding and the inverter of the first set is stopped, and when an abnormality of the second system of the angle detection device is detected, The control of the second set of three-phase windings and the inverter is stopped.
  • the first control device It can be configured to be controlled by the CPU
  • the second set of the three-phase winding and the inverter, and the second system of the angle detection device can be controlled by the second control device (CPU). Therefore, the system including the angle detection device can be made redundant and the reliability can be improved.

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Abstract

第1系統の励磁交流電圧の周期と、第2系統の励磁交流電圧の周期とが異なり、系統間の磁気干渉が生じる場合であっても、少なくとも第1系統の異常を判定することができるレゾルバの異常検出装置を提供する。第1系統の励磁巻線(10A)に第1周期(TA)の交流電圧を印加し、第2系統の励磁巻線(10B)に、第1周期(TA)と異なる第2周期(TB)の交流電圧を印加し、第2周期成分低減処理後の前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値(V1A_F、V2A_F)に対して、第1周期TAの成分を低減する直流抽出処理を行って、第1系統の2つの出力信号の直流値(V1A_DC、V2A_DC)を算出し、第1系統の2つの出力信号の直流値(V1A_DC、V2A_DC)が、正常範囲にあるか否かに基づいて、第1系統の異常を判定するレゾルバの異常検出装置。

Description

レゾルバの異常検出装置
 本願は、レゾルバの異常検出装置に関するものである。
 モータの回転角度を検出する角度検出器として、レゾルバが多く用いられている。レゾルバは、堅牢な角度検出器として知られているが、モータ駆動システムの耐故障性の要望からレゾルバにも冗長性が求められるようになっている。
 そこで、特許文献1には、第1系統の励磁巻線及び出力巻線、及び第2系統の励磁巻線及び出力巻線が設けられた、2重系のレゾルバが開示されている。
 また、特許文献2には、第1及び第2のレゾルバセンサが備えられ、各レゾルバセンサについて、sin相の出力信号の振幅sinωtとcos相の出力信号の振幅cosωtとが、(sinωt)+(cosωt)=1の関係を満たさない場合に、両レゾルバの信号線同士が短絡したと判定する技術が開示されている。
 さらに、冗長性を有していないものの、特許文献3には、ブラシレスDCモータのロータ位置に応じた正弦波信号及び余弦波信号を出力する角度検出器において、正弦波信号及び余弦波信号のそれぞれの2乗値の和が、所定範囲に収まるかに基づいて角度検出器の故障を検出する技術が開示されている。
特開2000-18968号公報 特開2005-147791号公報 特開2006-335252号公報
 しかしながら、特許文献1、2のような冗長系のレゾルバでは、冗長系を構成する第1系統と第2系統が、電気的に絶縁されていたとしても、磁気的には干渉が生じる。これによって、第1系統と第2系統の一方における出力巻線の出力信号は、第1系統と第2系統の他方における励磁交流電圧に起因する成分が含まれる。例えば、第1系統における出力巻線の出力信号は、第1系統の励磁巻線に印加された励磁交流電圧に起因した成分に加え、第2系統の励磁巻線に印加された励磁交流電圧に起因した成分が含まれる。同様に、第2系統における出力巻線の出力信号においても、第2系統の励磁巻線に印加された励磁交流電圧に起因した成分に加え、第1系統の励磁巻線に印加された励磁交流電圧に起因した成分が含まれる。
 特許文献1には、このような第1系統及び第2系統を有するレゾルバにおいて、各系統の異常を判定する技術は開示されていない。また、特許文献3には、冗長系のレゾルバにおいて、各系統の異常を判定する技術は開示されていない。
 特許文献2の技術では、第1のレゾルバのsin相及びcos相の出力信号と、第2のレゾルバのsin相及びcos相の出力信号とは、位相が180度異なるように、構成されている。また、第1のレゾルバの励磁コイルに印加される交流電圧の周期と、第2のレゾルバの励磁コイルに印加される交流電圧の周期とは、同じにされている。よって、特許文献2には、第1系統と第2系統との間の磁気干渉の影響について記載されていないが、仮に磁気干渉が生じるとしても、第1のレゾルバのsin相及びcos相の出力信号に含まれる、第1のレゾルバの励磁コイルに起因する成分と、第2のレゾルバの励磁コイルに起因する成分とは逆相になるので、sin相及びcos相の出力信号の振幅のゲインが低下するだけで、(sinωt)+(cosωt)=1の関係は維持される。
 従って、特許文献2の技術のように、第1系統の励磁巻線に印加される交流電圧の周期と、第2系統の励磁巻線に印加される交流電圧の周期とが同じであり、第1系統の2つの出力信号と、第2系統の2つの出力信号とが同相又は逆相になる場合は、系統間の磁気干渉が生じても、各系統について、2つの出力信号のそれぞれの2乗値の和に基づいて、異常を判定することができると考えられる。
 しかし、第1系統の励磁巻線に印加される交流電圧の周期と、第2系統の励磁巻線に印加される交流電圧の周期とが、異なる場合は、上述したように、第1系統の2つの出力信号に、第2系統の励磁交流電圧に起因した成分が重畳し、第1系統の2つの出力信号の2乗値の和に、第2系統の励磁交流電圧の周期の振動成分が重畳するため、2乗値の和に基づいて、第1系統の異常を精度よく判定することができない。同様に、第2系統の2つの出力信号の2乗値の和に基づいて、第2系統の異常を精度よく判定することができない。
 また、冗長性を向上させるために、第1系統と第2系統とを互いに独立して動作させることが可能であり、第1系統の励磁交流電圧と第2系統の励磁交流電圧との同期が必要でなく、第1系統の励磁交流電圧の周期と第2系統の励磁交流電圧の周期とが異なるレゾルバが求められている。
 そこで、本願は、第1系統の励磁交流電圧の周期と、第2系統の励磁交流電圧の周期とが異なり、系統間の磁気干渉が生じる場合であっても、少なくとも第1系統の異常を判定することができるレゾルバの異常検出装置を提供することを目的とする。
 本願に係るレゾルバの異常検出装置は、
 第1系統と第2系統との間で磁気干渉が生じる、第1系統の励磁巻線、第1系統の2つの出力巻線、第2系統の励磁巻線、及び第2系統の2つの出力巻線を有するレゾルバと、
 前記第1系統の励磁巻線に第1周期の交流電圧を印加する第1系統の励磁部と、
 前記第2系統の励磁巻線に、前記第1周期と異なる第2周期の交流電圧を印加する第2系統の励磁部と、
 前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号を、前記第1周期の半分以下の周期で検出する第1系統の出力信号検出部と、
 前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第2周期の成分を低減する第2周期成分低減処理を行う第1系統の低減処理部と、
 前記第2周期成分低減処理後の前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第1周期の成分を低減する直流抽出処理を行って、第1系統の2つの出力信号の直流値を算出する第1系統の直流抽出処理部と、
 前記第1系統の2つの出力信号の直流値が、予め設定された第1系統の正常範囲にあるか否かに基づいて、第1系統の異常を判定する第1系統の異常検出部と、を備えたものである。
 第1系統に異常がある場合は、第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第1周期の成分の振動中心値が正常範囲から逸脱する。本願に係るレゾルバの異常検出装置によれば、第1周期と第2周期が異なり、第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に、系統間の磁気干渉により、第2系統の第2周期の励磁交流電圧に起因した第2周期の成分が含まれる場合において、第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値から、第2周期成分低減処理により第2周期の成分を低減することができる。そして、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、第1周期の成分を低減する直流抽出処理を行うことにより、第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第1周期の成分の振動中心値(直流成分)を算出することができる。よって、第1系統の2つの出力信号の直流値が、第1系統の正常範囲にあるか否かに基づいて、第1系統の異常を精度よく判定することができる。
実施の形態1に係るレゾルバの異常検出装置の概略構成図である。 実施の形態1に係るレゾルバを軸方向に見た側面図である。 実施の形態1に係る、系統間の磁気干渉がないと仮定した場合の、第1系統の検出タイミングを説明するためのタイムチャートである。 実施の形態1に係る制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態1に係る第1系統の第2周期成分低減処理及び直流抽出処理を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態1に係る第1系統の低減処理部のブロック図である。 実施の形態1に係る第1系統の異常検出処理を説明するフローチャートである。 実施の形態1に係る第1系統の異常検出処理の別例を説明するフローチャートである。 実施の形態1に係る第2系統の第1周期成分低減処理及び直流抽出処理を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態1に係る第2系統の低減処理部のブロック図である。 実施の形態1に係る第2系統の異常検出処理を説明するフローチャートである。 実施の形態1に係る第2系統の異常検出処理の別例を説明するフローチャートである。 実施の形態2に係る第2系統の第1周期成分低減処理及び直流抽出処理を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態2に係る第2系統の低減処理部のブロック図である。 実施の形態3に係るレゾルバの異常検出装置の概略構成図である。 実施の形態3に係るレゾルバの模式斜視図である。
1.実施の形態1
 実施の形態1に係るレゾルバの異常検出装置について図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係るレゾルバの異常検出装置の概略構成図である。なお、レゾルバの異常検出装置は、角度検出装置でもある。
1-1.レゾルバ1
 レゾルバ1は、第1系統の励磁巻線10A、第1系統の2つの出力巻線111A、112A(第1系統の第1出力巻線111A、第1系統の第2出力巻線112Aとも称す)、第2系統の励磁巻線10B、第2系統の2つの出力巻線111B、112B(第2系統の第1出力巻線111B、第2系統の第2出力巻線112Bとも称す)を有している。第1系統の巻線と第2系統の巻線との間で磁気干渉が生じる。すなわち、第1系統の励磁巻線10Aが発生した磁束による電磁誘導より、第1系統の2つの出力巻線111A、111Aだけでなく、第2系統の2つの出力巻線111B、112Bにも、誘起電圧が生じ、第2系統の励磁巻線10Bが発生した磁束による電磁誘導により、第2系統の2つの出力巻線111B、111Bだけでなく、第1系統の2つの出力巻線111A、112Aにも、誘起電圧が生じる。
 図2に示すように、第1系統の励磁巻線10A、第1系統の2つの出力巻線111A、112A、第2系統の励磁巻線10B、及び第2系統の2つの出力巻線111B、112Bは、同じ1つのステータ13に巻装されている。ステータ13の径方向内側にロータ14が配置されている。ロータ14は、外周部に周方向に均等配置された複数の突出部を備えている。突出部の径方向外側への突出高さは、ステータ13及びロータ14間のギャップパーミアンスが、回転に応じて、正弦波状に変化するように形成されている。すなわち、レゾルバ1は、可変リラクタンス(VR)型レゾルバとされている。本実施の形態は、5つの突出部が設けられており、軸倍角は5とされている。よって、ロータが機械角で1回転する毎に、電気角で5回転する。
 図3に系統間の磁気干渉がないと仮定した例を示すように、第1系統の励磁巻線10Aに交流電圧VRAが印加されている状態で、ロータが回転すると、ロータの電気角での回転角度(ギャップパーミンアンス)に応じて第1系統の第1出力巻線111Aに誘起される交流電圧V1Aの振幅、及び第1系統の第2出力巻線112Aに誘起される交流電圧V2Aの振幅が正弦波状(又は余弦波状)に変化する。第1系統の第1出力巻線111Aと第1系統の第2出力巻線112Aとは、それらの交流電圧の振幅が相互に電気角で90度異なるように、ステータ13の周方向の位置に巻装されている。同様に、第2系統の第1出力巻線111Bと第2系統の第2出力巻線112Bとは、それらの誘起交流電圧の振幅が相互に電気角で90度異なるように、ステータの周方向の位置に巻装されている。
 本実施の形態では、図2に示すように、ステータ13は、周方向に均等配置された12個のティースを備えおり、第1ティースTE1から第6ティースTE6に第1系統の巻線が巻装されており、第7ティースTE7から第12ティースTE12に第2系統の巻線が巻装されている。第1系統の励磁巻線10Aは、第1ティースTE1から第6ティースTE6に分散して巻装されている。第1系統の第1出力巻線111Aと第1系統の第2出力巻線112Aとは、誘起交流電圧の振幅が相互に90度異なるように、第1ティースTE1から第6ティースTE6に分散して巻装されている。同様に、第2系統の励磁巻線10Bは、第7ティースTE7から第12ティースTE12に分散して巻装されている。第2系統の第1出力巻線111Bと第2系統の第2出力巻線112Bは、誘起交流電圧の振幅が相互に90度異なるように、第7ティースTE7から第12ティースTE12に分散して巻装されている。
 複数のティースに巻装された第1系統の励磁巻線10Aは、ティース間で直列に接続されており、直列に接続された第1系統の励磁巻線10Aの2つの端子が、後述する制御装置50(第1系統の励磁部51A)に接続されている。同様に、ティース間で直列に接続された第1系統の第1出力巻線111Aの2つの端子が、後述する制御装置50(第1系統の出力信号検出部52A)に接続されている。ティース間で直列に接続された第1系統の第2出力巻線112Aの2つの端子が、後述する制御装置50(第1系統の出力信号検出部52A)に接続されている。また、複数のティースに巻装された第2系統の励磁巻線10Bの2つの端子が、後述する制御装置50(第2系統の励磁部51B)に接続されている。同様に、ティース間で直列に接続された第2系統の第1出力巻線111Bの2つの端子が、後述する制御装置50(第2系統の出力信号検出部52B)に接続されている。ティース間で直列に接続された第2系統の第2出力巻線112Bの2つの端子が、後述する制御装置50(第2系統の出力信号検出部52B)に接続されている。
 なお、突出部の数(軸倍角)及びティース数は、任意の数に設定されてもよい。第1系統の巻線及び第2系統の巻線は、周方向に2つに分割されて配置されてなくてもよく、周方向に分散して配置されてもよい。
1-2.制御装置50
 レゾルバの異常検出装置は、制御装置50を備えている。制御装置50は、図1に示すように、第1系統の励磁部51A、第1系統の出力信号検出部52A、第1系統の低減処理部53A、第1系統の角度算出部54A、第1系統の直流抽出処理部55A、第1系統の異常検出部56A、第2系統の励磁部51B、第2系統の出力信号検出部52B、第2系統の低減処理部53B、第2系統の角度算出部54B、第2系統の直流抽出処理部55B、及び第2系統の異常検出部56Bを備えている。制御装置50の各機能は、制御装置50が備えた処理回路により実現される。
 具体的には、制御装置50は、図4に示すように、処理回路として、CPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置90(コンピュータ)、演算処理装置90とデータのやり取りする記憶装置91、演算処理装置90に外部の信号を入力する入力回路92、及び演算処理装置90から外部に信号を出力する出力回路93等を備えている。
 演算処理装置90として、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、IC(Integrated Circuit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置90として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置91として、演算処理装置90からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたRAM(Random Access Memory)、及び演算処理装置90からデータを読み出し可能に構成されたROM(Read Only Memory)等が備えられている。入力回路92には、第1系統の第1出力巻線111A、第1系統の第2出力巻線112A、第2系統の第1出力巻線111B、第2系統の第2出力巻線112Bが接続されている。入力回路92は、これらの巻線の出力電圧を演算処理装置90に入力するA/D変換器等を備えている。出力回路93には、第1系統の励磁巻線10A及び第2系統の励磁巻線10Bが接続され、これら巻線に交流電圧VRAを印加するためのスイッチング素子等の駆動回路を備えている。スイッチング素子の出力側にローパスフィルタ回路が設けられてもよい。また、出力回路93は、算出した第1角度θ1及び第2角度θ2、並びに第1系統の異常信号ERR1及び第2系統の異常信号ERR2を外部の制御装置94に伝達する通信回路等の信号出力回路を備えている。
 そして、制御装置50が備える各制御部51A~56B等の各機能は、演算処理装置90が、ROM等の記憶装置91に記憶されたソフトウェア(プログラム)を実行し、記憶装置91、入力回路92、及び出力回路93等の制御装置50の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部51A~56B等が用いる設定データは、ソフトウェア(プログラム)の一部として、ROM等の記憶装置91に記憶されている。以下、制御装置50の各機能について詳細に説明する。
1-2-1.励磁部
 第1系統の励磁部51Aは、第1系統の励磁巻線10Aに第1周期TAの交流電圧VRA(本例では、正弦波の交流電圧VRA)を印加する。第1系統の励磁部51Aは、第1周期TAの交流電圧指令を算出し、交流電圧指令と三角波との比較結果に基づいて、出力回路93に設けられた第1系統の励磁巻線用のスイッチング素子をオンオフするPWM信号(Pulse Width Modulation)を生成する。スイッチング素子がオンされると、電源電圧が第1系統の励磁巻線10A側に印加され、スイッチング素子がオフされると、電源電圧の印加が停止する。
 第2系統の励磁部51Bは、第2系統の励磁巻線10Bに第2周期TBの交流電圧VRB(本例では、正弦波の交流電圧VRB)を印加する。第2周期TBは、第1周期TAとは異なる周期に設定されている。本実施の形態では、後述するように、第2周期TBは、第1周期TAの2倍に設定されている(TB=2×TA)。例えば、TA=50μsの場合、TB=100μsに設定される。
 第2系統の励磁部51Bは、第2周期TBの交流電圧指令を算出し、交流電圧指令と三角波との比較結果に基づいて、出力回路93に設けられた第2系統の励磁巻線用のスイッチング素子をオンオフするPWM信号を生成する。
1-2-2.第1系統の出力信号検出部
 第1系統の出力信号検出部52Aは、第1系統の2つの出力巻線111A、112Aの出力信号V1A、V2Aを予め設定された検出タイミングで周期的に検出する。本実施の形態では、後述するように、検出タイミングは、第1系統の異常判定及び角度算出を考慮して設定される。
1-2-3.第1系統の低減処理部
<系統間の磁気干渉による課題>
 図5に第1系統の第1出力巻線の出力信号V1Aの例を示すように、第1系統の2つの出力巻線111A、112Aの出力信号V1A、V2Aには、それぞれ、系統間の磁気干渉により、第2系統の励磁巻線10Bに励磁された第2周期TBの磁束により電磁誘導により誘起された第2周期の成分V1A_TB、V2A_TBが重畳される。図5の上段のグラフに、第1系統の第1出力巻線の出力信号V1Aを示し、中段のグラフに、第1系統の第1出力巻線の出力信号V1Aに含まれる、第1系統の励磁巻線10Aの磁束により電磁誘導により誘起された第1周期の成分V1A_TAを示し、下段のグラフに、第1系統の第1出力巻線の出力信号V1Aに含まれる、第2系統の励磁巻線10Bの磁束により電磁誘導により誘起された第2周期の成分V1A_TBを示す。第1系統の第1出力巻線の出力信号V1Aは、第1周期の成分V1A_TAと第2周期の成分V1A_TBとを合計した信号となる。
<第2周期成分低減処理>
 そこで、第1系統の低減処理部53Aは、第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_S、V2A_Sに対して、第2周期の成分を低減する第2周期成分低減処理を行う。
 本実施の形態では、以下で説明する原理に基づいて、第2周期成分低減処理を行うように構成されている。図5の下段のグラフに示すように、第1系統の第1出力巻線の出力信号の第2周期の成分V1A_TBは、第2周期の半周期TB/2に第2周期TBの整数倍を加算した周期(例えば、第2周期の半周期TB/2)で、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。
 そこで、第1系統の低減処理部53Aは、第2周期成分低減処理として、今回の検出タイミングで検出した第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_S、V2A_Sと、今回の検出タイミングよりも第1系統低減処理間隔ΔT1前の検出タイミングで検出した第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_Sold、V2A_Soldとを加算するように構成されている。第1系統低減処理間隔ΔT1は、次式に示すように設定されている。ここで、Mは0以上の整数である。本実施の形態では、M=0に設定されており、第1系統低減処理間隔ΔT1は、第2周期の半周期TB/2に設定されている。
 ΔT1=TB/2+TB×M    ・・・(1)
 第1系統の低減処理部53Aは、例えば、図6に示すように構成される。第1系統の低減処理部53Aは、第1系統の第1出力巻線の出力信号の検出値V1A_Sを第1系統低減処理間隔ΔT1だけ遅延して出力する第1遅延器53A1を備えており、第1系統の第1出力巻線の出力信号の検出値V1A_Sと、第1遅延器53A1の出力V1A_Soldとを加算して、第2周期成分低減処理後の第1系統の第1出力巻線の出力信号の検出値V1A_Fを算出する。同様に、第1系統の低減処理部53Aは、第1系統の第2出力巻線の出力信号の検出値V2A_Sを第1系統低減処理間隔ΔT1だけ遅延して出力する第2遅延器53A2を備えており、第1系統の第2出力巻線の出力信号の検出値V2A_Sと、第2遅延器53A2の出力V2A_Soldとを加算して、第2周期成分低減処理後の第1系統の第2出力巻線の出力信号の検出値V2A_Fを算出する。
 この構成によれば、互いにプラスマイナスの符号が反転している2つの第2周期の成分が加算され、2つの第2周期の成分が互いに打ち消される。よって、加算後の第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_F、V2A_Fでは、第2周期の成分が低減される。そして、第2系統の第2周期の成分が低減された第1系統の第1周期の成分を用いて、後述する第1系統の異常判定を精度よく行うことができる。
 本実施の形態では、第2周期TBは、次式に示すように、第1周期TAの偶数倍に設定されている。ここで、Nは、1以上の整数である。本実施の形態では、N=1に設定されており、第2周期TBは、第1周期TAの2倍に設定されている。例えば、第1周期TAが50usに設定される場合、第2周期TBは、100usに設定される。
 TB=TA×2×N       ・・・(2)
 この構成によれば、式(2)を式(1)に代入した次式に示すように、第1系統低減処理間隔ΔT1は、第1周期TAの整数倍となる。
 ΔT1=TA×(N+2×N×M)    ・・・(3)
 よって、第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_S、V2A_Sの内、第1周期TAの整数倍前後の値が加算される。よって、図5に示すように、加算される2つの第1周期の成分は、位相が同じであり、プラスマイナスの符号が同じ同等の値になるため、加算後の第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_F、V2A_Fは、それぞれ、検出値に含まれる第1周期の成分V1A_TA、V2A_TAの2倍値に相当する。
 V1A_F≒2×V1A_TA
 V2A_F≒2×V2A_TA     ・・・(4)
 本実施の形態では、M=0、N=1に設定されている。よって、第1系統の低減処理部53Aは、今回の検出タイミングで検出した第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_S、V2A_Sと、第1周期TA(第2周期の半周期TB/2)前に検出した第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_Sold、V2A_Soldとを加算するように構成されている。
1-2-4.第1系統の異常判定
<異常判定の原理>
 第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_F、V2A_F(以下、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fとも称す)は、図3に示した系統間の磁気干渉がない場合の第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_S、V2A_Sと同様の挙動になる。よって、第1系統に異常がない場合は、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fは、所定の電圧を中心に第1周期TAで振動し、振幅が回転周期で振動する。このように振動している第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fの瞬時値では、異常の有無を判定し難い。一方、異常がない場合は、振動中心値は所定の正常値になるので、振動中心値が正常値から変動した場合に、異常が発生したと検出できる。
 第1周期TAで振動している第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fの振動中心値を算出するためには、サンプリング定理より、第1周期TAの半分以下の周期で出力信号をサンプリングする必要がある。
<異常判定用の検出周期>
 そこで、第1系統の出力信号検出部52Aは、第1系統の2つの出力巻線111A、112Aの出力信号V1A、V2Aを、第1周期TAの半分以下の周期に設定された第1系統の異常判定用の検出周期で周期的に検出する。本実施の形態では、図5に示されているように、第1系統の出力信号検出部52Aは、第1系統の励磁巻線10Aに印加される第1周期TAの交流電圧VRAが最大値又は最小値になる第1周期の半周期TA/2毎のタイミングで、第1系統の2つの出力巻線の出力信号V1A_S、V2A_Sを検出する。
<異常判定用の第2周期成分低減処理>
 そして、第1系統の低減処理部53Aは、第1系統の2つの出力信号V1A_S、V2A_Sを検出する第1周期の半周期TA/2毎に、第1系統の2つの出力信号の検出値V1A_S、V2A_Sに対して第2周期成分低減処理を行って、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fを算出する。本実施の形態では、第1系統の低減処理部53Aは、異常判定用の検出周期毎(本例では第1周期の半周期TA/2毎)に、今回検出した第1系統の2つの出力信号の検出値V1A_S、V2A_Sに、第1系統低減処理間隔ΔT1前(本例では、第1周期TA前(第1周期TAの整数倍前でもよい)に検出した第1系統の2つの出力信号の検出値V1A_Sold、V2A_Soldを加算して、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fを算出する。
<第1系統の直流抽出処理部>
 第1系統の直流抽出処理部55Aは、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fに対して、それぞれ、第1周期TAの成分を低減する直流抽出処理を行って、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCを算出する。
 本実施の形態では、第1系統の直流抽出処理部55Aは、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fに対して、それぞれ、第1周期TAの間の移動平均処理を行って、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCを算出する。本例では、異常判定用の検出タイミング及び第2周期成分低減処理のタイミングは、第1周期の半周期TA/2毎のタイミングに設定されている。そのため、次式に示すように、第1系統の直流抽出処理部55Aは、今回の検出タイミングで算出された第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fと、第1周期の半周期TA/2前の前回の検出タイミングで算出された第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F_old、V2A_F_oldとの平均値を、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCとして算出する。
 V1A_DC={V1A_F+V1A_F_old}/2
 V2A_DC={V2A_F+V2A_F_old}/2
                      ・・・(5)
 式(4)を用いて説明したように、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fは、第1周期の成分V1A_TA、V2A_TAの2倍値に相当する。よって、図9に示した第1周期の成分V1A_TAの挙動からわかるように、今回算出した第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fと、第1周期の半周期TA/2前の前回算出した第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F_old、V2A_F_oldとは、位相が反転する。よって、両者の平均値を算出することで、第1周期の成分V1A_TA、V2A_TAの振動中心値を算出することができる。
 或いは、第1系統の直流抽出処理部55Aは、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fに対して、第1周期TAの2以上の自然数倍の期間の移動平均処理を行って、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCを算出してもよい。
 或いは、第1系統の直流抽出処理部55Aは、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fに対して、第1周期TAの周波数を含む帯域の成分を低減するバンドストップフィルタ処理を行って、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCを算出してもよい。或いは、第1系統の直流抽出処理部55Aは、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fに対して、第1周期TAの周波数よりも小さいカットオフ周波数のローパスフィルタ処理を行って、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCを算出してもよい。
 一方、本実施の形態と異なり第2周期成分低減処理が行われず、第1系統の2つの出力信号に第2周期の成分が重畳している場合は、図5に示したように、第2周期の成分T1A_TBは、第1周期の半周期TA/2毎に位相が90度ずれるため、第1系統の2つの出力信号の直流値には、第2周期TBの振動成分が重畳し、第1周期の成分V1A_TA、V2A_TAの振動中心値を精度よく算出することができない。
<第1系統の異常検出部>
 第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCが、それぞれ、予め設定された第1系統の正常範囲にあるか否かに基づいて、第1系統の異常を判定する。
 上述したように、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCは、第1系統の2つの出力信号の検出値V1A_S、V2A_Sに含まれる第1周期の成分V1A_TA、V2A_TAの振動中心値に対応する。
 第1系統の正常範囲は、第1周期の成分V1A_TA、V2A_TAの振動中心値の正常値が含まれる、第1系統の下限値MIN1と第1系統の上限値MAX1との間の範囲に設定される。例えば、第1系統の下限値MIN1は、第1周期の成分V1A_TA、V2A_TAの振動中心値の正常値(本例では0)よりも所定値だけ小さい値に予め設定され、第1系統の上限値MAX1は、振動中心値の正常値よりも所定値だけ大きい値に予め設定される。第1系統の正常範囲の設定は、異常と判定したい異常の程度に合わせて調整される。
 なお、本実施の形態と異なり、第1系統の2つの出力信号の電圧レンジが、0~5Vであり、振動中心値の正常値が、2.5Vである場合は、第1系統の正常範囲は、2.5Vが含まれる範囲に設定される。
 第1系統の異常には、第1系統の各巻線10A、111A、112Aの断線などの異常、制御装置50における第1系統の各巻線の入出力回路の異常、制御装置50の第1系統に係る処理の異常等が含まれる。
 図7のフローチャートを用いて、異常判定の処理を説明する。図7のフローチャートの処理は、異常判定用の検出周期毎に、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCが算出された後に実行される。図7では、第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCを用いた異常判定について説明するが、第1系統の第2出力巻線の出力信号の直流値V2A_DCについても同様に行われる。
 ステップS01で、第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の直流抽出処理部55Aが算出した第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCを取得する。そして、ステップS02で、第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCが、第1系統の下限値MIN1以上であって、第1系統の上限値MAX1以下であるか否かを判定する。すなわち、第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCが第1系統の正常範囲にあるか否かを判定する。
 第1系統の異常検出部56Aは、ステップS02で第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCが第1系統の正常範囲にないと判定した場合は、ステップS03に進み、第1系統の異常が発生したと判定する。本実施の形態では、第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の異常が発生したと判定した場合に、第1系統の異常信号ERR1を出力する。例えば、第1系統の異常信号ERR1は、第1角度θ1が伝達される外部の制御装置94に伝達される。制御装置50と外部の制御装置94とが一体化される場合は、同じ制御装置内で、第1系統の異常信号ERR1が伝達される。
 一方、第1系統の異常検出部56Aは、ステップS02で第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCが第1系統の正常範囲にあると判定した場合は、第1系統の異常が発生していないと判定して、処理を終了する。
<異常判定処理の別例>
 図8のフローチャートを用いて、異常判定の処理の別例を説明する。図8のフローチャートの処理は、異常判定用の検出周期毎に、第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DCが算出された後に実行される。図8では、第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCを用いた異常判定について説明するが、第1系統の第2出力巻線の出力信号の直流値V2A_DCについても同様に行われる。
 ステップS11で、第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の直流抽出処理部55Aが算出した第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCを取得する。そして、ステップS12で、第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCが、第1系統の下限値MIN1以上であって、第1系統の上限値MAX1以下であるか否かを判定する。すなわち、第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCが第1系統の正常範囲にあるか否かを判定する。
 第1系統の異常検出部56Aは、ステップS12で第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCが第1系統の正常範囲にないと判定した場合は、ステップS13に進み、異常判定カウンタT1を1増加させる。その後、ステップS14に進み、第1系統の異常検出部56Aは、異常判定カウンタT1が、予め設定された異常判定回数T1ab以上であるか否か判定する。
 第1系統の異常検出部56Aは、ステップS14で異常判定カウンタT1が異常判定回数T1ab以上であると判定した場合は、ステップS15に進み、第1系統の異常が発生したと判定する。そして、第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の異常が発生したと判定した場合に、第1系統の異常信号ERR1を出力する。第1系統の異常検出部56Aは、ステップS14で異常判定カウンタT1が異常判定回数T1ab以上でないと判定した場合は、第1系統の異常が発生していないと判定して、処理を終了する。
 一方、第1系統の異常検出部56Aは、ステップS12で第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCが第1系統の正常範囲にあると判定した場合は、ステップS16に進み、異常判定カウンタT1を0にリセットした後、処理を終了する。
 図8のフローチャートの例では、第1系統の異常検出部56Aは、第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCが第1系統の正常範囲にない場合が、予め設定された異常判定回数T1ab以上、連続して継続した場合に、第1系統に異常が発生していると判定する。
 このように、異常判定回数T1abによる判定を行うことで、第1系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1A_DCに生じるノイズ成分により誤判定が生じることを防止できる。また、連続して正常範囲にない場合に異常を判定することで、異常判定の精度を高めることができる。
 なお、ステップS16で、第1系統の異常検出部56Aは、異常判定カウンタT1を0にリセットしなくてもよく、異常判定カウンタT1を前回値に保持してもよく、或いは、異常判定カウンタT1を減少させてもよい。
1-2-5.第1系統の角度算出部
 第1系統の角度算出部54Aは、次式に示すように、第2周期成分低減処理後の第1系統の第1出力巻線の出力信号V1A_Fと、第1系統の第2出力巻線の出力信号V2A_Fとの比の、アークタンジェント(逆正接関数)を算出することにより、第1角度θ1を算出する。
 θ1=tan-1(V1A_F/V2A_F)   ・・・(6)
 式(4)に示したように、第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fは、それぞれ、検出値に含まれる第1周期の成分V1A_TA、V2A_TAの2倍値に相当する。よって、式(4)を式(6)に代入した次式に示すように、検出値に含まれる第1周期の成分V1A_TA、V2A_TAの比により、精度よく第1角度θ1を算出することができる。
 θ1≒tan-1{(2×V1A_TA)/(2×V2A_TA)}
   =tan-1(V1A_TA/V2A_TA)  ・・・(7)
 第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号V1A_F、V2A_Fの算出毎(本例では、第1周期の半周期TA/2毎)に、第1角度θ1が算出されてもよいが、図3に示すように、第1系統の励磁巻線10Aに印加される第1周期TAの交流電圧VRAが最大値又は最小値(図3の例では、最大値)になる算出タイミングで、第1角度θ1が算出される。
1-2-6.第2系統の出力信号検出部
 第2系統の出力信号検出部52Bは、第2系統の2つの出力巻線111B、112Bの出力信号V1B、V2Bを予め設定された検出タイミングで周期的に検出する。本実施の形態では、後述するように、検出タイミングは、第2系統の異常判定及び角度算出を考慮して設定される。
1-2-7.第2系統の低減処理部
<系統間の磁気干渉による課題>
 図9に第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bの例を示すように、第2系統の2つの出力巻線111B、112Bの出力信号V1B、V2Bには、系統間の磁気干渉により、第1系統の励磁巻線10Aに励磁された第1周期TAの磁束により誘起された第1周期の成分が重畳する。図9の上段のグラフに、第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bを示し、中段のグラフに、第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bに含まれる、第2系統の励磁巻線10Bの磁束による電磁誘導により誘起された第2周期の成分V1B_TBを示し、下段のグラフに、第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bに含まれる、第1系統の励磁巻線10Aの磁束による電磁誘導により誘起された第1周期の成分V1B_TAを示す。第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bは、第2周期の成分V1B_TBと第1周期の成分V1B_TAとを合計した信号となる。
<第1周期成分低減処理>
 そこで、第2系統の低減処理部53Bは、第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_S、V2B_Sに対して、第1周期の成分を低減する第1周期成分低減処理を行う。
 本実施の形態では、以下で説明する原理に基づいて、第2周期成分低減処理を行うように構成されている。図9の下段のグラフに示すように、第2系統の第1出力巻線の出力信号の第1周期の成分V1B_TAは、その周期が第1周期TAであるから、第1周期TA毎に同じ値となる。
 そこで、第2系統の低減処理部53Bは、第1周期成分低減処理として、今回の検出タイミングで検出した第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_S、V2B_Sと、今回の検出タイミングよりも第2系統低減処理間隔ΔT2前の検出タイミングで検出した第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_Sold、V2B_Soldとの差を算出する減算処理を行うように構成されている。第2系統低減処理間隔ΔT2は、次式に示すように、第1周期TAの整数倍に設定されている。ここで、Pは、1以上の整数である。本実施の形態では、P=1に設定されており、第2系統低減処理間隔ΔT2は、第1周期TAに設定されている。
 ΔT2=TA×P    ・・・(8)
 第2系統の低減処理部53Bは、例えば、図10に示すように構成される。第2系統の低減処理部53Bは、第2系統の第1出力巻線の出力信号の検出値V1B_Sを第2系統低減処理間隔ΔT2だけ遅延して出力する第1遅延器53B1を備えており、第2系統の第1出力巻線の出力信号の検出値V1B_Sから第1遅延器53B1の出力V1B_Soldを減算して、第1周期成分低減処理後の第2系統の第1出力巻線の出力信号の検出値V1B_Fを算出する。同様に、第2系統の低減処理部53Bは、第2系統の第2出力巻線の出力信号の検出値V2B_Sを第2系統低減処理間隔ΔT2だけ遅延して出力する第2遅延器53B2を備えており、第2系統の第2出力巻線の出力信号の検出値V2B_Sから第2遅延器53B2の出力V2B_Soldを減算して、第1周期成分低減処理後の第2系統の第2出力巻線の出力信号の検出値V2B_Fを算出する。
 この構成によれば、互いにプラスマイナスの符号が同じ同等の値となっている2つの第1周期の成分が減算処理され、2つの第1周期の成分が互いに打ち消される。よって、減算処理後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_F、V2B_Fでは、第1周期の成分が低減される。そして、第1系統の第1周期の成分が低減された第2系統の第2周期の成分を用いて、後述する第2系統の異常判定を精度よく行うことができる。
 前述したように、本実施の形態では、第2周期TBは、次式に示すように、第1周期TAの偶数倍に設定されている。ここで、Nは、1以上の整数である。本実施の形態では、N=1に設定されており、第2周期TBは、第1周期TAの2倍値に設定されている。
 TB=TA×2×N       ・・・(9)
 また、第2系統低減処理間隔ΔT2は、次式に示すように設定されている。ここで、Lは、0以上の整数である。本実施の形態では、L=0に設定されており、第2系統低減処理間隔ΔT2は、第2周期の半周期TB/2に設定されている。
 ΔT2=TB/2+TB×L   ・・・(10)
 この場合でも、式(9)を式(10)に代入すると、第2系統低減処理間隔ΔT2は、次式のように、式(8)と同様に、第1周期TAの整数倍になる。よって、上述したように、第1周期成分低減処理(減算処理)により、第1周期の成分を低減することができる。
 ΔT2=TA×N×(1+2×L)   ・・・(11)
 また、第2系統低減処理間隔ΔT2を、式(10)のように設定することにより、減算処理により減算される2つの第2周期の成分は、図9に示すように、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。よって、減算処理後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_F、V2B_Fは、それぞれ、検出値に含まれる第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの2倍値に相当する。
 V1B_F≒2×V1B_TB
 V2B_F≒2×V2B_TB    ・・・(12)
 本実施の形態では、L=0、N=1、P=1に設定されている。よって、第2系統の低減処理部53Bは、今回の検出タイミングで検出した第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_S、V2B_Sから、第2周期の半周期TB/2(第1周期TA)前に検出した第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_Sold、V2B_Soldを減算するように構成されている。
1-2-8.第2系統の異常判定
<異常判定の原理>
 第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_F、V2B_F(以下、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fとも称す)は、図3に示した系統間の磁気干渉がない場合の第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_S、V2A_Sと同様の挙動になる。よって、第2系統に異常がない場合は、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fは、所定の電圧を中心に第2周期TBで振動し、振幅が回転周期で振動する。このように振動している第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fの瞬時値では、異常の有無を判定し難い。一方、異常がない場合は、振動中心値は所定の正常値になるので、振動中心値が正常値から変動した場合に、異常が発生したと検出できる。
 第2周期TBで振動している第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fの振動中心値を算出するためには、サンプリング定理より、第2周期TBの半分以下の周期で出力信号をサンプリングする必要がある。
<異常判定用の検出周期>
 そこで、第2系統の出力信号検出部52Bは、第2系統の2つの出力巻線111B、112Bの出力信号V1B、V2Bを、第2周期TBの半分以下の周期に設定された第2系統の異常判定用の検出周期で周期的に検出する。本実施の形態では、図9に示されているように、第2系統の出力信号検出部52Bは、第2系統の励磁巻線10Bに印加される第2周期TBの交流電圧VRBが最大値又は最小値になる第2周期の半周期TB/2毎のタイミングで、第2系統の2つの出力巻線の出力信号V1B_S、V2B_Sを検出する。
<異常判定用の第1周期成分低減処理>
 そして、第1系統の低減処理部53Bは、第2系統の2つの出力信号V1B_S、V2B_Sを検出する第2周期の半周期TB/2毎に、第2系統の2つの出力信号の検出値V1B_S、V2B_Sに対して第1周期成分低減処理を行って、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fを算出する。本実施の形態では、第2系統の低減処理部53Bは、異常判定用の検出周期毎(本例では第2周期の半周期TB/2毎)に、今回検出した第2系統の2つの出力信号の検出値V1B_S、V2A_Sから、第2系統低減処理間隔ΔT2前(本例では、第2周期TB前(第1周期TAの整数倍前でもよい)に検出した第2系統の2つの出力信号の検出値V1B_Sold、V2B_Soldを減算して、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fを算出する。
<第2系統の直流抽出処理部>
 第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、それぞれ、第2周期TBの成分を低減する直流抽出処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出する。
 本実施の形態では、第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、それぞれ、第2周期TBの間の移動平均処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出する。本例では、異常判定用の検出タイミング及び第1周期成分低減処理のタイミングは、第2周期の半周期TB/2毎のタイミングに設定されている。そのため、次式に示すように、第2系統の直流抽出処理部55Bは、今回の検出タイミングで算出された第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fと、第2周期の半周期TB/2前の前回の検出タイミングで算出された第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F_old、V2B_F_oldとの平均値を、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCとして算出する。
 V1B_DC={V1B_F+V1B_F_old}/2
 V2B_DC={V2B_F+V2B_F_old}/2
                      ・・・(13)
 式(12)を用いて説明したように、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fは、第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの2倍値に相当する。よって、図9に示した第2周期の成分V1B_TBの挙動からわかるように、今回算出した第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fと、第2周期の半周期TB/2前の前回算出した第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F_old、V2B_F_oldとは、位相が反転する。よって、両者の平均値を算出することで、第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの振動中心値を算出することができる。
 或いは、第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、第2周期TBの2以上の自然数倍の期間の移動平均処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出してもよい。
 或いは、第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、第2周期TBの周波数を含む帯域の成分を低減するバンドストップフィルタ処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出してもよい。或いは、第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、第2周期TBの周波数よりも小さいカットオフ周波数のローパスフィルタ処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出してもよい。
 一方、本実施の形態と異なり第1周期成分低減処理が行われず、第2系統の2つの出力信号に第1周期の成分が重畳している場合は、図9に示したように、第1周期の成分T1B_TAは、第2周期の半周期TB/2毎に同じ値になるため、第2系統の2つの出力信号の直流値には、第1周期TAの成分がオフセット的に重畳する。オフセット値は、第2周期TBと第1周期TAとの位相差により変動するため、第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの振動中心値を精度よく算出することができない。
<第2系統の異常検出部>
 第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCが、それぞれ、予め設定された第2系統の正常範囲にあるか否かに基づいて、第2系統の異常を判定する。
 上述したように、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCは、第2系統の2つの出力信号の検出値V1B_S、V2B_Sに含まれる第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの振動中心値に対応する。
 第2系統の正常範囲は、第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの振動中心値の正常値が含まれる、第2系統の下限値MIN2と第2系統の上限値MAX2との間の範囲に設定される。例えば、第2系統の下限値MIN2は、第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの振動中心値の正常値(本例では0)よりも所定値だけ小さい値に予め設定され、第2系統の上限値MAX2は、振動中心値の正常値よりも所定値だけ大きい値に予め設定される。第2系統の正常範囲の設定は、異常と判定したい異常の程度に合わせて調整される。
 なお、本実施の形態と異なり、第2系統の2つの出力信号の電圧レンジが、0~5Vであり、振動中心値の正常値が、2.5Vである場合は、第2系統の正常範囲は、2.5Vが含まれる範囲に設定される。
 第2系統の異常には、第2系統の各巻線10B、111B、112Bの断線などの異常、制御装置50における第2系統の各巻線の入出力回路の異常、制御装置50の第2系統に係る処理の異常等が含まれる。
 図11のフローチャートを用いて、異常判定の処理を説明する。図11のフローチャートの処理は、異常判定用の検出周期毎に、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCが算出された後に実行される。図11では、第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCを用いた異常判定について説明するが、第2系統の第2出力巻線の出力信号の直流値V2B_DCについても同様に行われる。
 ステップS31で、第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の直流抽出処理部55Bが算出した第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCを取得する。そして、ステップS32で、第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCが、第2系統の下限値MIN2以上であって、第2系統の上限値MAX2以下であるか否かを判定する。すなわち、第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCが第2系統の正常範囲にあるか否かを判定する。
 第2系統の異常検出部56Bは、ステップS32で第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCが第2系統の正常範囲にないと判定した場合は、ステップS33に進み、第2系統の異常が発生したと判定する。本実施の形態では、第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の異常が発生したと判定した場合に、第2系統の異常信号ERR2を出力する。例えば、第2系統の異常信号ERR2は、第2角度θ2が伝達される外部の制御装置94に伝達される。制御装置50と外部の制御装置94とが一体化される場合は、同じ制御装置内で、第2系統の異常信号ERR2が伝達される。
 一方、第2系統の異常検出部56Bは、ステップS32で第3系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCが第2系統の正常範囲にあると判定した場合は、第2系統の異常が発生していないと判定して、処理を終了する。
<異常判定処理の別例>
 図12のフローチャートを用いて、異常判定の処理の別例を説明する。図12のフローチャートの処理は、異常判定用の検出周期毎に、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCが算出された後に実行される。図12では、第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCを用いた異常判定について説明するが、第2系統の第2出力巻線の出力信号の直流値V2B_DCについても同様に行われる。
 ステップS41で、第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の直流抽出処理部55Bが算出した第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCを取得する。そして、ステップS42で、第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCが、第2系統の下限値MIN2以上であって、第2系統の上限値MAX2以下であるか否かを判定する。すなわち、第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCが第2系統の正常範囲にあるか否かを判定する。
 第2系統の異常検出部56Bは、ステップS42で第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCが第2系統の正常範囲にないと判定した場合は、ステップS43に進み、異常判定カウンタT2を1増加させる。その後、ステップS44に進み、第2系統の異常検出部56Bは、異常判定カウンタT2が、予め設定された異常判定回数T2ab以上であるか否か判定する。
 第2系統の異常検出部56Bは、ステップS44で異常判定カウンタT2が異常判定回数T2ab以上であると判定した場合は、ステップS45に進み、第2系統の異常が発生したと判定する。そして、第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の異常が発生したと判定した場合に、第2系統の異常信号ERR2を出力する。第2系統の異常検出部56Bは、ステップS44で異常判定カウンタT2が異常判定回数T2ab以上でないと判定した場合は、第2系統の異常が発生していないと判定して、処理を終了する。
 一方、第2系統の異常検出部56Bは、ステップS42で第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCが第2系統の正常範囲にあると判定した場合は、ステップS46に進み、異常判定カウンタT2を0にリセットした後、処理を終了する。
 図12のフローチャートの例では、第2系統の異常検出部56Bは、第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCが第2系統の正常範囲にない場合が、予め設定された異常判定回数T2ab以上、連続して継続した場合に、第2系統に異常が発生していると判定する。
 このように、異常判定回数T2abによる判定を行うことで、第2系統の第1出力巻線の出力信号の直流値V1B_DCに生じるノイズ成分により誤判定が生じることを防止できる。また、連続して正常範囲にない場合に異常を判定することで、異常判定の精度を高めることができる。
 なお、ステップS46で、第2系統の異常検出部56Bは、異常判定カウンタT2を0にリセットしなくてもよく、異常判定カウンタT2を前回値に保持してもよく、或いは、異常判定カウンタT2を減少させてもよい。
1-2-9.第2系統の角度算出部
 第2系統の角度算出部54Bは、次式に示すように、第1周期成分低減処理後の第2系統の第1出力巻線の出力信号V1B_Fと、第2系統の第2出力巻線の出力信号V2B_Fとの比の、アークタンジェント(逆正接関数)を算出することにより、第2角度θ2を算出する。
 θ2=tan-1(V1B_F/V2B_F)   ・・・(14)
 式(12)に示したように、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fは、それぞれ、検出値に含まれる第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの2倍値に相当する。よって、式(12)を式(14)に代入した次式に示すように、検出値に含まれる第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの比により、精度よく第2角度θ2を算出することができる。
 θ2≒tan-1{(2×V1B_TB)/(2×V2B_TB)}
   =tan-1(V1B_TB/V2B_TB)  ・・・(15)
 第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fの算出毎(本例では、第2周期の半周期TB/2毎)に、第2角度θ2が算出されてもよいが、第2系統の励磁巻線10Bに印加される第2周期TBの交流電圧VRBが最大値又は最小値(例えば、最大値)になる算出タイミングで、第2角度θ2が算出される。
 なお、第1周期TA、第2周期TB、第1系統の検出タイミング、第2系統の検出タイミング、第1系統低減処理間隔ΔT1、及び第2系統低減処理間隔ΔT2等の設定値を、第1系統と第2系統との間で所定の関係になるように予め設定するだけでよく、第1系統の処理と第2系統の処理とは、互いに独立して行うことができ、第1系統と第2系統との間でリアルタイムに同期制御を行う必要がない。
2.実施の形態2
 次に、実施の形態2に係るレゾルバの異常検出装置について説明する。上記の実施の形態1と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る角度検出装置の基本的な構成は実施の形態1と同様であるが、制御装置50の第2系統の出力信号検出部52B、第2系統の低減処理部53B、及び第2系統の直流抽出処理部55Bの構成が、実施の形態1と異なる。
 第2系統の出力信号検出部52Bは、第2系統の2つの出力巻線111B、112Bの出力信号V1B、V2Bを予め設定された検出タイミングで周期的に検出する。本実施の形態でも、後述するように、検出タイミングは、第2系統の異常判定及び角度算出を考慮して設定される。
<系統間の磁気干渉による課題>
 図13に第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bの例を示すように、第2系統の2つの出力巻線111B、112Bの出力信号V1B、V2Bには、系統間の磁気干渉により、第1系統の励磁巻線10Aに励磁された第1周期TAの磁束により電磁誘導で誘起された第1周期の成分が重畳する。図13の上段のグラフに、第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bを示し、中段のグラフに、第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bに含まれる、第2系統の励磁巻線10Bの磁束により電磁誘導で誘起された第2周期の成分V1B_TBを示し、下段のグラフに、第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bに含まれる、第1系統の励磁巻線10Aの磁束により誘起された第1周期の成分V1B_TAを示す。第2系統の第1出力巻線の出力信号V1Bは、第2周期の成分V1B_TBと第1周期の成分V1B_TAとを合計した信号となる。
<第1周期成分低減処理>
 本実施の形態でも、第2系統の低減処理部53Bは、第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_S、V2B_Sに対して、第1周期の成分を低減する第1周期成分低減処理を行う。
 本実施の形態では、実施の形態1と異なり、以下で説明する原理に基づいて、第1周期成分低減処理を行うように構成されている。図13の下段のグラフに示すように、第2系統の第1出力巻線の出力信号の第1周期の成分V1B_TAは、第1周期の半周期TA/2に第1周期TAの整数倍を加算した周期(例えば、第1周期の半周期TA/2)で、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。
 そこで、第2系統の低減処理部53Bは、第1周期成分低減処理として、今回の検出タイミングで検出した第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_S、V2B_Sと、今回の検出タイミングよりも第2系統低減処理間隔ΔT2前の検出タイミングで検出した第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_Sold、V2B_Soldとを加算するように構成されている。第2系統低減処理間隔ΔT2は、次式に示すように、第1周期の半周期TA/2に第1周期TAの整数倍を加算した間隔に設定されている。ここで、Xは、0以上の整数である。本実施の形態では、X=0に設定されており、第2系統低減処理間隔ΔT2は、第1周期の半周期TA/2に設定されている。
 ΔT2=TA/2+TA×X    ・・・(16)
 この構成によれば、互いにプラスマイナスの符号が反転している2つの第1周期の成分が加算され、2つの第1周期の成分が互いに打ち消される。よって、加算後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_F、V2B_Fでは、第1周期の成分が低減される。そして、第1系統の第1周期の成分が低減された第2系統の第2周期の成分を用いて、後述する第2系統の異常判定を精度よく行うことができる。
 本実施の形態では、第2系統の出力信号検出部52Bは、図13に示すように、第2系統の励磁巻線10Bに印加される第2周期TBの交流電圧VRBが最大値又は最小値になる基準タイミングTM0に対して前後対称になる2つのタイミングTM1、TM2で、周期的に第2系統の2つの出力巻線の出力信号V1B、V2Bを検出する。
 また、前後対称になる2つのタイミングの間隔が、第2系統低減処理間隔ΔT2に設定されている。よって、次式に示すように、基準タイミングTM0に対する前後2つのタイミングTM1、TM2の間隔ΔTM12は、第2系統低減処理間隔ΔT2の半分に設定される。
 ΔTM12=ΔT2/2   ・・・(17)
 そして、第2系統の低減処理部53Bは、前後対称になる2つのタイミングTM1、TM2で検出した第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値を互いに加算して、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1A_F、V2A_Fを算出する。
 この構成によれば、2つのタイミングで検出した第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第2周期の成分は、図13に示すように、互いに位相が同じであり、プラスマイナスの符号が同じ同等の値になる。また、2つのタイミングTM1、TM2の間隔は、第2系統低減処理間隔ΔT2に設定されているので、2つのタイミングTM1、TM2で検出した第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第1周期の成分は、互いに位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。よって、これらの加算後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_F、V2B_Fは、それぞれ、検出値に含まれる第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの2倍値に相当する。
 V1B_F≒2×V1B_TB
 V2B_F≒2×V2B_TB    ・・・(18)
 第2系統の低減処理部53Bは、例えば、図14に示すように構成される。第2系統の低減処理部53Bは、第2系統の第1出力巻線の出力信号の検出値V1B_Sを第2系統低減処理間隔ΔT2だけ遅延して出力する第1遅延器53B1を備えており、基準タイミングTM0に対して後のタイミングTM2で、第2系統の第1出力巻線の出力信号の検出値V1B_Sと第1遅延器53B1の出力V1B_Soldとを加算して、第1周期成分低減処理後の第2系統の第1出力巻線の出力信号の検出値V1B_Fを算出する。同様に、第2系統の低減処理部53Bは、第2系統の第2出力巻線の出力信号の検出値V2B_Sを第2系統低減処理間隔ΔT2だけ遅延して出力する第2遅延器53B2を備えており、基準タイミングTM0に対して後のタイミングTM2で、第2系統の第2出力巻線の出力信号の検出値V2B_Sと第2遅延器53B2の出力V2B_Soldとを加算して、第1周期成分低減処理後の第2系統の第2出力巻線の出力信号の検出値V2B_Fを算出する。
 本実施の形態では、次式に示すように、第2周期TBは、第1周期TAの2倍に設定されている。また、第2系統低減処理間隔ΔT2は、第1周期の半周期TA/2に設定されている。よって、基準タイミングTM0に対する前後2つのタイミングの間隔ΔTM12は、第1周期の4分の1のTA/4に設定されている。
 TB=TA×2
 ΔT2=TA/2
 ΔTM12=TA/4       ・・・(19)
 また、第2系統の出力信号検出部52Bは、第2系統の2つの出力巻線の出力信号V1B、V2Bを、第2周期の4分の1の周期TB/4毎に検出し、各検出タイミングは、第2周期TBの交流電圧VRBが最大値又は最小値になる基準タイミングTM0に対して前後対称になるように設定されている。
<第2系統の異常判定>
 第2系統の出力信号検出部52Bは、第2系統の2つの出力巻線111B、112Bの出力信号V1B、V2Bを、第2周期TBの半分以下の周期に設定された第2系統の異常判定用の検出周期で周期的に検出する。本実施の形態では、図13に示されているように、第2系統の出力信号検出部52Bは、第2周期TBの4分の1の周期毎のタイミング(TM1、TM2)で、第2系統の2つの出力巻線の出力信号V1B_S、V2B_Sを検出する。
 そして、第2系統の低減処理部53Bは、第2周期の半周期TB/2毎の2つのタイミングの後のタイミングTM2で、上記のように、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fを算出する。
 第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、それぞれ、第2周期TBの成分を低減する直流抽出処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出する。
 本実施の形態では、第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、それぞれ、第2周期TBの間の移動平均処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出する。次式に示すように、第2系統の直流抽出処理部55Bは、今回の後のタイミングTM2で算出された第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fと、第2周期の半周期TB/2前の前回の後のタイミングTM2で算出された第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F_old、V2B_F_oldとの平均値を、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCとして算出する。
 V1B_DC={V1B_F+V1B_F_old}/2
 V2B_DC={V2B_F+V2B_F_old}/2
                      ・・・(20)
 式(18)を用いて説明したように、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fは、第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの2倍値に相当する。よって、図13に示した第2周期の成分V1B_TBの挙動からわかるように、今回の後のタイミングTM2で算出した第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fと、第2周期の半周期TB/2前の前回の後のタイミングTM2で算出した第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F_old、V2B_F_oldとは、位相が反転する。よって、両者の平均値を算出することで、第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの振動中心値を算出することができる。
 或いは、第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、第2周期TBの2以上の自然数倍の期間の移動平均処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出してもよい。
 或いは、第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、第2周期TBの周波数を含む帯域の成分を低減するバンドストップフィルタ処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出してもよい。或いは、第2系統の直流抽出処理部55Bは、第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号V1B_F、V2B_Fに対して、第2周期TBの周波数よりも小さいカットオフ周波数のローパスフィルタ処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを算出してもよい。
 一方、本実施の形態と異なり第1周期成分低減処理が行われず、第2系統の2つの出力信号に第1周期の成分が重畳している場合は、図13に示したように、第1周期の成分T1B_TAは、第2周期の半周期TB/2毎に同じ値になるため、第2系統の2つの出力信号の直流値には、第1周期TAの成分がオフセット的に重畳し、第2周期の成分V1B_TB、V2B_TBの振動中心値を精度よく算出することができない。
3.実施の形態3
 次に、実施の形態3に係るレゾルバの異常検出装置について説明する。上記の実施の形態1又は2と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係るレゾルバの異常検出装置の基本的な構成は実施の形態1と同様であるが、レゾルバ1の構成が、実施の形態1又は2と異なる。図15は、本実施の形態に係る角度検出装置の概略構成図である。
 実施の形態1と同様に、レゾルバ1は、第1系統の励磁巻線10A、第1系統の2つの出力巻線111A、112A、第2系統の励磁巻線10B、第2系統の2つの出力巻線111B、112Bを有している。また、第1系統の巻線と第2系統の巻線との間で磁気干渉が生じる。
 しかし、本実施の形態では、実施の形態1、2と異なり、図16にレゾルバ1の模式図を示すように、第1系統の励磁巻線10A及び第1系統の2つの出力巻線111A、112Aは、第1系統のステータ13Aに巻装され、第2系統の励磁巻線10B及び第2系統の2つの出力巻線111B、112Bは、第2系統のステータ13Bに巻装されている。第1系統のステータ13Aと第2系統のステータ13Bとは、互いに軸方向に隣接して配置され、第1系統の巻線と第2系統の巻線との間で磁気干渉が生じる。なお、図16において、第1系統のステータ13Aのティース及び巻線、第2系統のステータ13Bのティース及び巻線は、図示を省略している。
 第1系統のステータ13A及び第2系統のステータ13Bは同軸上に、軸方向に隣接して配置され、第1系統のステータ13A及び第2系統のステータ13Bの径方向内側には、一体的に形成されたロータ14が配置されている。ロータ14は、外周部に周方向に均等配置された複数の突出部を備えている。本実施の形態では、第1系統のステータ13Aの径方向内側に位置するロータの部分と、第2系統のステータ13Bの径方向内側に位置するロータの部分とは、同じ突出部の形状を有している。なお、第1系統のステータ13Aの径方向内側のロータの部分と、第2系統のステータ13Bの径方向内側のロータの部分とは、突出部の形状及び数が異なっていてもよく、一体回転するように連結された別体であってもよい。
 第1系統のステータ13Aは、周方向に均等配置された複数のティースを備えている。第1系統の第1出力巻線111Aと第1系統の第2出力巻線112Aとは、それらの誘起交流電圧の振幅が相互に電気角で90度異なるように、第1系統のステータ13Aの各ティースに分散して巻装されている。第1系統の励磁巻線10Aは、第1系統のステータ13Aの各ティースに分散して巻装されている。第2系統のステータ13Bは、周方向に均等配置された複数のティースを備えている。第2系統の第1出力巻線111Bと第2系統の第2出力巻線112Bとは、それらの誘起交流電圧の振幅が相互に電気角で90度異なるように、第2系統のステータ13Bの各ティースに分散して巻装されている。第2系統の励磁巻線10Bは、第2系統のステータ13Bの各ティースに分散して巻装されている。なお、第1系統のステータ13Aのティース数と、第2系統のステータ13Bのティース数とは、同じ数であってもよく、異なる数であってもよい。
 このようなレゾルバ1の構成であっても、実施の形態1又は2の制御装置50と同様の処理を行うことにより、系統間の磁気干渉が生じても、第1角度θ1及び第2角度θ2、並びに第1系統の2つの出力信号の直流値V1A_DC、V2A_DC及び第2系統の2つの出力信号の直流値V1B_DC、V2B_DCを精度よく検出できる。
4.その他の実施の形態
 最後に、本願のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
(1)第1系統と第2系統とが入れ替えられてもよい。すなわち、上記の各実施の形態の第1系統が第2系統とされ、上記の各実施の形態の第2系統が第1系統とされてもよい。
(2)上記の各実施の形態では、第1系統の低減処理部53Aは、第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第2周期の成分を低減する第2周期成分低減処理として、今回の検出値と第1系統低減処理間隔ΔT1前の検出値との加算処理を行い、第2系統の低減処理部53Bは、第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第1周期の成分を低減する第1周期成分低減処理として、今回の検出値と第2系統低減処理間隔ΔT2前の検出値との減算処理又は加算処理を行う場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第1系統の低減処理部53Aは、第2周期成分低減処理として、第2周期の成分を低減するハイパスフィルタ処理又はバンドストップフィルタ処理等の帯域低減フィルタ処理を行うように構成されてもよい。第2系統の低減処理部53Bは、第1周期成分低減処理として、第1周期の成分を低減するローパスフィルタ処理又はバンドストップフィルタ処理等の帯域低減フィルタ処理を行うように構成されてもよい。
(3)上記の各実施の形態では、第1系統の処理部51A~56A及び第2系統の処理部51B~56Bは、1つの制御装置50に備えられている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第1系統の処理部51A~56Aが第1系統の制御装置に備えられ、第2系統の処理部51B~56Bが第2系統の制御装置に備えられてもよく、第1系統及び第2系統の各処理部51A~56Bが、複数の制御装置に分散して備えられてもよい。
(4)上記の各実施の形態では、第1系統の出力信号検出部52Aは、第1系統の2つの出力巻線の出力信号V1A、V2Aを、励磁交流電圧VRAが最大値になる第1周期TA毎に検出する場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第1系統の出力信号検出部52Aは、第1系統の2つの出力巻線の出力信号V1A、V2Aを、励磁交流電圧VRAが最小値になる第1周期TA毎に検出してもよく、上述したように、交流電圧VRAが最大値及び最小値以外になる第1周期TA毎に検出してもよい。或いは、第1系統の出力信号検出部52Aは、励磁交流電圧VRAが最大値又は最小値になる第1周期の半周期TA/2毎に検出してもよい。或いは、第1系統の出力信号検出部52Aは、第1系統の2つの出力巻線の出力信号V1A、V2Aを、第1周期TA及び第1周期の半周期TA/2と異なる周期(例えば、第1系統低減処理間隔ΔT1を1以上の整数で除算した周期)毎に検出してもよい。これらの場合も、第1系統の低減処理部53Aの第1遅延器53A1及び第2遅延器53A2は、入力信号を第1系統低減処理間隔ΔT1だけ遅延して出力する。
(5)上記の実施の形態1では、第2系統の出力信号検出部52Bは、第2系統の2つの出力巻線の出力信号V1B、V2Bを、励磁交流電圧VRBが最大値又は最小値になる第2周期の半周期TB/2毎に検出する場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第2系統の出力信号検出部52Bは、上述したように、励磁交流電圧VRBが最大値及び最小値以外になる第2周期の半周期TB/2毎に検出してもよい。或いは、第2系統の出力信号検出部52Bは、第2系統の2つの出力巻線の出力信号V1B、V2Bを、第2周期の半周期TB/2と異なる周期(例えば、第2系統低減処理間隔ΔT2を1以上の整数で除算した周期)毎に検出してもよい。この場合も、第2系統の低減処理部53Bの第1遅延器53B1及び第2遅延器53B2は、入力信号を第2系統低減処理間隔ΔT2だけ遅延して出力する。
(6)上記の実施の形態2では、第2系統の出力信号検出部52Bは、第2系統の2つの出力巻線の出力信号V1B、V2Bを、第2周期の4分の1周期TB/4毎に検出し、各検出タイミングは、第2周期TBの交流電圧VRBが最大値又は最小値になる基準タイミングTM0に対して前後対称になるように設定されている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第2系統の出力信号検出部52Bは、励磁交流電圧VRBが最大値になる基準タイミングTM0に対して前後対称になる2つのタイミングで、周期的に第2系統の2つの出力巻線の出力信号V1B、V2Bを検出してもよく、或いは、第2系統の出力信号検出部52Bは、励磁交流電圧VRBが最小値になる基準タイミングTM0に対して前後対称になる2つのタイミングで、周期的に第2系統の2つの出力巻線の出力信号V1B、V2Bを検出してもよい。また、前後対称になる2つのタイミングの間隔は、第2系統低減処理間隔ΔT2に設定されていれば、第2周期の4分の1TB/4以外の間隔に設定されていてもよい。これらの場合も、第2系統の低減処理部53Bの第1遅延器53B1及び第2遅延器53B2は、入力信号を第2系統低減処理間隔ΔT2だけ遅延して出力し、第2系統の低減処理部53Bは、基準タイミングTM0に対して後のタイミングTM2で、加算処理を行い、加算後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値V1B_F、V2B_Fを算出すればよい。
(7)2組の3相巻線及びインバータが設けられるモータの角度検出装置として、本願に係る角度検出装置が用いられるとよい。このような2重系のモータは、例えば、電動パワーステアリング装置に備えられる。第1組の3相巻線及びインバータの制御系に、本願の角度検出装置の第1系統の構成が割り当てられ、第1角度θ1が用いられる。第2組の3相巻線及びインバータの制御系に、本願の角度検出装置の第2系統の構成が割り当てられ、第2角度θ2が用いられる。そして、角度検出装置の第1系統の異常が検出された場合は、第1組の3相巻線及びインバータの制御が停止され、角度検出装置の第2系統の異常が検出された場合は、第2組の3相巻線及びインバータの制御が停止される。本願の角度検出装置では、第1系統と第2系統とを同期させる必要がないため、第1組の3相巻線及びインバータ、及び角度検出装置の第1系統を、第1の制御装置(CPU)で制御し、第2組の3相巻線及びインバータ、及び角度検出装置の第2系統を、第2の制御装置(CPU)で制御するように構成できる。よって、角度検出装置を含めてシステムを冗長化させ、信頼性を向上させることができる。
 本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を直流し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
1 レゾルバ、10A 第1系統の励磁巻線、10B 第2系統の励磁巻線、111A、112A 第1系統の2つの出力巻線、111B、112B 第2系統の2つの出力巻線、51A 第1系統の励磁部、52A 第1系統の出力信号検出部、53A 第1系統の低減処理部、54A 第1系統の角度算出部、55A 第1系統の直流抽出処理部、56A 第1系統の異常検出部、51B 第2系統の励磁部、52B 第2系統の出力信号検出部、53B 第2系統の低減処理部、54B 第2系統の角度算出部、55B 第2系統の直流抽出処理部、56B 第2系統の異常検出部、TA 第1周期、TB 第2周期、ΔT1 第1系統低減処理間隔、ΔT2 第2系統低減処理間隔、V1A_S、V2A_S 第1系統の2つの出力信号の検出値、V1A_F、V2A_F 第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力信号の検出値、V1A_DC、V2A_DC 第1系統の2つの出力信号の直流値、V1A_TA、V2A_TA 第1系統の2つの出力巻線の出力信号に含まれる第1周期の成分、V1A_TB、V2A_TB 第1系統の2つの出力巻線の出力信号に含まれる第2周期の成分、V1B_S、V2B_S 第2系統の2つの出力信号の検出値、V1B_F、V2B_F 第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力信号の検出値、V1B_DC、V2B_DC 第2系統の2つの出力信号の直流値、V1B_TA、V2B_TA 第2系統の2つの出力巻線の出力信号に含まれる第1周期の成分、V1B_TB、V2B_TB 第2系統の2つの出力巻線の出力信号に含まれる第2周期の成分

Claims (17)

  1.  第1系統と第2系統との間で磁気干渉が生じる、第1系統の励磁巻線、第1系統の2つの出力巻線、第2系統の励磁巻線、及び第2系統の2つの出力巻線を有するレゾルバと、
     前記第1系統の励磁巻線に第1周期の交流電圧を印加する第1系統の励磁部と、
     前記第2系統の励磁巻線に、前記第1周期と異なる第2周期の交流電圧を印加する第2系統の励磁部と、
     前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号を、前記第1周期の半分以下の周期で検出する第1系統の出力信号検出部と、
     前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第2周期の成分を低減する第2周期成分低減処理を行う第1系統の低減処理部と、
     前記第2周期成分低減処理後の前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第1周期の成分を低減する直流抽出処理を行って、第1系統の2つの出力信号の直流値を算出する第1系統の直流抽出処理部と、
     前記第1系統の2つの出力信号の直流値が、予め設定された第1系統の正常範囲にあるか否かに基づいて、第1系統の異常を判定する第1系統の異常検出部と、を備えたレゾルバの異常検出装置。
  2.  前記第1系統の異常検出部は、前記第1系統の2つの出力信号の直流値が前記第1系統の正常範囲にない場合が、予め設定された異常判定回数以上、連続して継続した場合に、前記第1系統に異常が発生していると判定する請求項1に記載のレゾルバの異常検出装置。
  3.  前記第1系統の直流抽出処理部は、前記第2周期成分低減処理後の前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第1周期の自然数倍の期間の移動平均処理を行って、前記第1系統の2つの出力信号の直流値を算出する請求項1又は2に記載のレゾルバの異常検出装置。
  4.  前記第1系統の出力信号検出部は、前記第1系統の励磁巻線に印加される前記第1周期の交流電圧が最大値又は最小値になる前記第1周期の半周期毎の検出タイミングで、前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号を検出し、
     前記第1系統の直流抽出処理部は、今回の検出タイミングで算出された前記第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値と、前回の検出タイミングで算出された前記第2周期成分低減処理後の第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値との平均値を、前記第1系統の2つの出力信号の直流値として算出する請求項1から3のいずれか一項に記載のレゾルバの異常検出装置。
  5.  前記第2周期は、前記第1周期より長く設定され、
     前記第1系統の低減処理部は、前記第2周期成分低減処理として、今回の検出タイミングで検出した前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値と、今回の検出タイミングよりも第1系統低減処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第1系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値とを加算し、前記第1系統低減処理間隔は、前記第2周期をTBとして、TB/2+TB×M(Mは、0以上の整数)に設定されている請求項1から4のいずれか一項に記載のレゾルバの異常検出装置。
  6.  前記第2周期は、前記第1周期をTAとして、TA×2×N(Nは、1以上の整数)に設定されている請求項5に記載のレゾルバの異常検出装置。
  7.  前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号を前記第2周期の半分以下の周期で検出する第2系統の出力信号検出部と、
     前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第1周期の成分を低減する第1周期成分低減処理を行う第2系統の低減処理部と、
     前記第1周期成分低減処理後の前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第2周期の成分を低減する直流抽出処理を行って、第2系統の2つの出力信号の直流値を算出する第2系統の直流抽出処理部と、
     前記第2系統の2つの出力信号の直流値が、予め設定された第2系統の正常範囲にあるか否かに基づいて、第2系統の異常を判定する第2系統の異常検出部と、を備えた請求項1から6のいずれか一項に記載のレゾルバの異常検出装置。
  8.  前記第2系統の異常検出部は、前記第2系統の2つの出力信号の直流値が前記第2系統の正常範囲にない場合が、予め設定された異常判定回数以上、連続して継続した場合に、第2系統に異常が発生していると判定する請求項7に記載のレゾルバの異常検出装置。
  9.  前記第2系統の直流抽出処理部は、前記第1周期成分低減処理後の前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第2周期の自然数倍の期間の移動平均処理を行って、前記第2系統の2つの出力信号の直流値を算出する請求項7又は8に記載のレゾルバの異常検出装置。
  10.  前記第2系統の出力信号検出部は、前記第2系統の励磁巻線に印加される前記第2周期の交流電圧が最大値又は最小値になる前記第2周期の半周期毎の検出タイミングで、前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号を検出し、
     前記第2系統の直流抽出処理部は、今回の検出タイミングで算出された前記第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値と、前回の検出タイミングで算出された前記第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値との平均値を、前記第2系統の2つの出力信号の直流値として算出する請求項7から9のいずれか一項に記載のレゾルバの異常検出装置。
  11.  前記第2系統の低減処理部は、前記第1周期成分低減処理として、今回の検出タイミングで検出した前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値と今回の検出タイミングよりも第2系統低減処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値との差を算出する減算処理を行い、前記第2系統低減処理間隔は、前記第1周期をTAとして、TA×P(Pは、1以上の整数)に設定されている請求項7から10のいずれか一項に記載のレゾルバの異常検出装置。
  12.  前記第2周期は、前記第1周期をTAとして、TA×2×N(Nは、1以上の整数)に設定され、
     前記第2系統低減処理間隔は、前記第2周期をTBとして、TB/2+TB×L(Mは、0以上の整数)に設定されている請求項11に記載のレゾルバの異常検出装置。
  13.  前記第2系統の低減処理部は、前記第1周期成分低減処理として、今回の検出タイミングで検出した前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号と今回の検出タイミングよりも第2系統低減処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号とを加算し、
     前記第2系統低減処理間隔は、前記第1周期をTAとして、TA/2+TA×X(Xは、0以上の整数)に設定されている請求項7から9のいずれか一項に記載のレゾルバの異常検出装置。
  14.  前記第2系統の出力信号検出部は、前記第2系統の励磁巻線に印加される前記第2周期の交流電圧が最大値又は最小値になる基準タイミングに対して前後対称になる2つのタイミングで、周期的に前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号を検出し、
     前記2つのタイミングの間隔は、前記第2系統低減処理間隔に設定され、
     前記第2系統の低減処理部は、前記2つのタイミングの後のタイミングで、前記2つのタイミングで検出した前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値を互いに加算する請求項13に記載のレゾルバの異常検出装置。
  15.  前記第2系統の出力信号検出部は、前記第2周期の4分の1の周期毎の検出タイミングで、前記第2系統の2つの出力巻線の出力信号を検出し、
     前記第2系統の直流抽出処理部は、今回の前記後のタイミングで算出された前記第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値と、前回の前記後のタイミングで算出された前記第1周期成分低減処理後の第2系統の2つの出力巻線の出力信号の検出値との平均値を、前記第2系統の2つの出力信号の直流値として算出する請求項14に記載のレゾルバの異常検出装置。
  16.  前記第1系統の励磁巻線、前記第1系統の2つの出力巻線、前記第2系統の励磁巻線、及び前記第2系統の2つの出力巻線は、同じ1つのステータに巻装されている請求項1から15のいずれか一項に記載のレゾルバの異常検出装置。
  17.  前記第1系統の励磁巻線及び前記第1系統の2つの出力巻線は第1系統のステータに巻装され、前記第2系統の励磁巻線及び前記第2系統の2つの出力巻線は、前記第1系統のステータと軸方向に隣接する第2系統のステータに巻装されている請求項1から15のいずれか一項に記載のレゾルバの異常検出装置。
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