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JP4364569B2 - Resolver signal processing device - Google Patents
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JP4364569B2 - Resolver signal processing device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レゾルバ信号処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
いわゆるレゾルバは、励磁コイルおよび検出コイルを有しており、励磁コイルに励磁信号を印加し、検出コイルに発生する電圧を検出し、この検出した信号に基づいて励磁コイルと検出コイルとの角度位置を検出する。このレゾルバでは、一つの座標系の座標値で位置を検出して位置信号に変換する、いわゆるアブソリュート式のものが知られている。
アブソリュート式のレゾルバでは、主電源をレゾルバの信号処理回路に供給していない停電時においても、回転量を検出しこれを記憶するバックアップ機能を有する。すなわち、レゾルバが停電時に何らかの理由で回転した場合に、この停電時の回転量を検出し記憶しておかないと、主電源を投入時に絶対的な座標値を認識することができなくなるからである。
停電時におけるバックアップ機能をもつレゾルバとしては、たとえば、特許文献1〜特許文献4等に開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平05−5629号公報
【特許文献2】
特許第3248201号
【特許文献3】
特開平06−331386号公報
【特許文献4】
特許第3328999号
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レゾルバ位置検出器では、レゾルバと、このレゾルバを駆動する駆動回路とは導電線およびコネクタによって接続されている。たとえば、停電時におけるバックアップ機能が作動しているときに、レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路が遮断されると、停電中の回転量を正確に検出できない可能性がある。
このため、レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路が停電中に遮断されたか否かを検出することは重要である。
レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路が遮断されたか否かを検出する方法としては、たとえば、駆動回路にフォトカプラを適用することが考えられる。しかしながら、レゾルバと駆動回路とを結ぶ導電線の長さが長い場合には、導電線のインピーダンスが大きくなり、導電線の断線やコネクタの脱落が起きたとしてもフォトカプラに電流が流れ、レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路の遮断を確実に検知できない可能性がある。
また、駆動回路側に導電線の断線やコネクタの脱落を検出するための回路を設けることも可能であるが、バックアップ時の消費電力が大きくなるという問題がある。
【0005】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、レゾルバとこれを駆動する駆動回路とを結ぶ経路の遮断をバックアップ中に確実に検出でき、かつ、バックアップ中の消費電力が低減されたレゾルバ信号処理装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のレゾルバ信号処理装置は、相対回転可能な第1および第2のコイルを有するレゾルバの信号処理を行うレゾルバ信号処理装置であって、前記レゾルバと接続され、主電源からの電力の供給が遮断されているときにバックアップ電源から電力の供給を受けて動作し、前記バックアップ電源から電力の供給を受けている間に発生した前記第1および第2のコイルの相対回転量を、前記第1または第2のコイルにより検出された検出信号に基づいて検出するバックアップ回路を有し、前記バックアップ回路は、前記検出信号に基づいて、前記レゾルバと前記バックアップ回路との間の接続経路の遮断の有無を検知する断線検知手段を有する。
【0007】
好適には、前記バックアップ回路は、前記第1および第2のコイルの一方に所定周期のパルス状の励磁信号を供給するパルス発生手段と、前記第1および第2のコイルの他方に発生する電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する差動入力アンプと、前記差動入力アンプの出力電圧を前記基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートするコンパレータと、前記コンパレータのコンパレート信号を前記励磁信号の励磁タイミングに基づいてラッチして得られた第1相信号および第2相信号から、前記相対回転量を検出、記憶する回路とを有し、前記断線検知手段は、前記コンパレータのコンパレート信号に基づいて、前記接続経路の遮断の有無を検知する検知信号を生成する断線検知回路を有する。
【0008】
さらに好適には、前記コンパレート電圧は、前記接続経路の遮断が発生していない場合に、前記第1および第2のコイルの相対回転位置に関わらず、前記コンパレータのコンパレート信号が前記パルス発生手段の励磁信号の発生周期に対応して変化する値に設定されている。
【0009】
さらに好適には、前記断線検知回路は、前記励磁信号の発生周期毎に前記コンパレート信号の変化の有無を検出する第1の検出回路と、前記第1の検出回路の検出結果を複数の前記発生周期に渡って保持し、複数の前記発生周期における前記検出結果に基づいて、前記接続経路の遮断の有無を検知する検知信号を生成する第2の検出回路とを有する。
【0010】
本発明では、バックアップ回路は、主電源が遮断された停電中における第1および第2のコイルの相対回転量を検出する。このとき、断線検知手段は、バックアップ回路における相対回転量を検出するための第1または第2のコイルの検出信号を利用して、レゾルバとバックアップ回路との間の接続経路の遮断を検出する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第1実施形態
図1は、本発明の一実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
レゾルバ信号処理装置1は、バックアップ回路2と、角度変換回路12とを有する。
バックアップ回路2は、ケーブル30によってレゾルバ120に電気的に接続されている。また、角度変換回路12は、レゾルバ120のコイル122と電気的に接続されている。
【0012】
バックアップ回路2は、パルス発生回路3と、非停電時励磁データ保持部4と、停電時励磁データ保持部5と、停電検知回路6と、差動入力アンプ7と、コンパレータ8と、回転量検出部9と、クロック発生回路10と、断線検知回路11とを有する。
【0013】
レゾルバ120は本発明のレゾルバ、パルス発生回路3は本発明のパルス発生手段、差動入力アンプ7は本発明の差動入力アンプ、コンパレータ8は本発明のコンパレータ、回転量検出部9は本発明の回転量検出手段、断線検知回路11は本発明の断線検知回路、主電源25は本発明の主電源、および、バックアップ電源21は本発明のバックアップ電源のそれぞれ一実施態様である。
【0014】
レゾルバ120は、2相の励磁コイル121A,121Bと、1相の検出コイル122とを有する。励磁コイル121A,121Bと検出コイル122とは、本発明の第1および第2のコイルの一実施態様である。
励磁コイル121A,121Bは、レゾルバ120の図示しないステータ側に設けられたコイルであり、励磁コイル121A,121Bは電気的に位相が90°異なる位置に配置されている。
励磁コイル121Aは、パルス発生回路3の出力端S1およびS3に接続されている。励磁コイル121Bは、パルス発生回路3の出力端S2およびS4に接続されている。
【0015】
検出コイル122は、レゾルバ120の図示しないロータ側に設けられたコイルである。なお、ロータの基準位置からの機械的な回転角度をθとする。
励磁コイル121A,121Bに励磁信号を印加すると、検出コイル122のR1とR2の間に、回転角度θに応じた電圧が発生する。
【0016】
角度変換回路11は、検出コイル122の両端がそれぞれ電気的に接続され、検出コイル122のR1端子側とR2端子側の間に発生する電圧が入力される。角度変換回路11は、回転角度θに応じた電圧が入力されると、回転角度θに応じた回転角度信号RDを生成し、コントローラ100に出力する。コントローラ100は、これにより、回転角度θを認識することができる。
角度変換回路11は、主電源25から電力が供給されることにより動作する。したがって、主電源25からの電力供給が遮断されると、角度変換回路11は動作しない。
【0017】
主電源25は、バックアップ回路2、角度変換回路12およびコントローラ100へ電力を供給する。
制御電源140は、主電源25へ電力を供給する。したがって、制御電源140がオフすると、主電源25からバックアップ回路2、角度変換回路12およびコントローラ100への電力供給は遮断される。
制御電源停電検知回路110は、制御電源140がオフされたことを検知し、この検知信号110sをコントローラ100へ出力する。
【0018】
電源切換回路130は、バックアップ回路2への電力供給を、主電源25とバックアップ電源21との間で切り換える回路である。具体的には、主電源25からバックアップ回路2への電力供給が遮断されると、電源切換回路130は、バックアップ電源21からの電力をバックアップ回路2へ供給する。また、電源切換回路130は、主電源25からの電力供給が再開されると、バックアップ電源21からバックアップ回路2への電力供給を遮断し、バックアップ回路2へ主電源25からの電力を供給する。
バックアップ回路2は、電源部21の主電源25からの電力の供給が遮断されると、バックアップ電源21により動作する回路である。
【0019】
パルス発生回路3は、主電源25から電力の供給を受けているときには、非停電時励磁データ保持部4に記憶された励磁データに基づいて、パルス状の励磁信号を励磁コイル121A,121Bに供給する。
また、パルス発生回路3は、コントローラ100から励磁切換信号100asが入力されると、停電時励磁データ保持部5に記憶された励磁データに基づいて、所定周期のパルス状の励磁信号を励磁コイル121A,121Bに供給する。さらに、パルス発生回路3は、停電時励磁データ保持部5に記憶された励磁データに基づいて所定周期のパルス状の励磁信号を出力している間に、停電検知回路6から検出信号6sが入力されると、励磁周期を所定倍、たとえば、16倍に延ばして励磁信号を出力する。
【0020】
非停電時励磁データ保持部4は、パルス発生回路3が主電源25から電力の供給を受けているときに、パルス発生回路3から出力すべき励磁信号の励磁データを保持している。この励磁データが本発明の第1の励磁データの一実施態様である。
停電時励磁データ保持部5は、主電源25からのパルス発生回路3への電力供給が遮断され、バックアップ電源21から電力を受けているときに、パルス発生回路3から出力すべき励磁信号の励磁データを保持している。この励磁データが本発明の第2の励磁データの一実施態様である。
【0021】
停電検知回路6は、主電源25からバックアップ回路2への電力の供給が遮断されたことを検出する。停電検知回路6は、主電源25からバックアップ回路2への電力の供給が遮断されたことを検出すると、検出信号6sをパルス発生回路3へ出力する。
【0022】
ここで、図2に、パルス発生回路3において、非停電時励磁データ保持部4に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す。
パルス発生回路3は、VA =V0 sinω0 tで表されるサイン波信号をパルス幅変調したパルス状の励磁信号VpaをS1およびS3から出力し、励磁信号Vpaを励磁コイル121Aに印加する。
また、パルス発生回路3は、励磁信号Vpaの場合と同様に、VB =V0 cosω0 tで表されるコサイン波信号をパルス幅変調したパルス状の励磁信号VpbをS2およびS4から出力し、この励磁信号Vpbを励磁コイル121Bに印加する。
なお、パルス幅変調された励磁信号Vpa、Vpbのキャリア周波数は、たとえば、数十kHzの高周波である。
【0023】
励磁信号Vpa,Vpbを励磁コイル121A,121Bに印加すると、検出コイル122には、e=kV0 sin(ω0 t+θ)で表される電圧が誘起される。角度変換回路12には誘起電圧eが入力され、角度変換回路12はこの誘起電圧eに基づいて回転角度θを検出する。回転角度θは、A相およびB相のパルス信号として角度変換回路12からコントローラ100へ出力される。コントローラ100では、A相およびB相のパルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりをカウントすることにより、回転角度θをディジタルデータとして得ることができる。
【0024】
図3に、パルス発生回路3において、停電時励磁データ保持部5に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す。
パルス発生回路3は、コントローラ100から励磁切換信号100asを受け取ると、図3に示すように、パルス幅T2 の励磁信号PaおよびPbを所定周期T1 で発生し、それぞれ励磁コイル121Aと121Bとに出力する。また、励磁信号Paと励磁信号Pbとの間には、位相T3 が存在する。
【0025】
パルス発生回路3は、励磁切換信号100asを受けとった後、停電検知回路6から検出信号6sが入力されると、検出信号6sが入力されてから所定時間経過後、たとえば、9秒経過後、上記の周期T1 を16倍にした励磁信号PaおよびPbを発生する。
停電検知回路6から検出信号6sが入力され、所定時間が経過したときには、バックアップ回路2は、バックアップ電源21から電力の供給を受けている。
具体的には、延長後の周期T1 は、たとえば、125μsである。励磁信号PaおよびPbの周波数は、4kHz程度であり、上記したパルス発生回路3が主電源25から電力供給を受けているときのキャリア周波数よりも低い。励磁信号PaおよびPbの周波数を低く抑えることにより、消費電力を抑制することが可能となる。
パルス幅T2 は、たとえば、7μs程度である。位相T3 は、たとえば、60μs程度である。
【0026】
コントローラ100は、たとえば、レゾルバ120をモータ等の制御対象の回転軸に取り付けたときに、レゾルバ120(角度変換回路12)から回転軸の回転角度θの情報を得て、この回転角度θの情報に基づいて制御対象を制御する。
コントローラ100は、主電源25から電力を受けて動作する。
また、コントローラ100は、制御電源停電検知回路110から検知信号110sを受けると、角度変換回路12からレゾルバ120の角度を読み取り、絶対値座標のバックアップを行った後、パルス発生回路3へ励磁切換信号100asを出力する。励磁切換信号100asは、非停電時励磁データ保持部4と停電時励磁データ保持部5に記憶されたデータのうち、パルス発生回路3が読み取るべきデータを決定するための信号である。
【0027】
差動入力アンプ7は、励磁信号PaおよびPbに応じて、検出コイル122に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。差動入力アンプ7を用いて増幅すると、特に、ケーブル30が長い時に、ハムなどのコモンモードノイズを除去する効果がある。
【0028】
コンパレータ8は、差動入力アンプ7の出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、コンパレート信号を回転量検出部9へ出力する。
回転量検出部9は、コンパレータ8からのコンパレート信号を、たとえば、励磁信号Paおよび励磁信号Pbの励磁タイミングに基づくラッチタイミングでラッチする。そして、得られたA相信号およびB相信号から、レゾルバ120のステータに対するロータの回転量を検出し、これを記憶する。
【0029】
図4に、差動入力アンプ7およびコンパレータ8の回路の一例を示す。
図4に示すように、差動入力アンプ7は、抵抗R1,R2,R3と、オペアンプ200とで構成されている。また、コンパレータ8は、抵抗R4,R5,R6と、オペアンプ201とで構成されている。
オペアンプ200の正入力および負入力には、抵抗R2を介して検出コイル122の端部がそれぞれ接続されている。オペアンプ200は、正入力および負入力の間の電圧差を増幅する。
オペアンプ200の正入力は、抵抗R3を介して基準電圧Vbの供給線に接続されている。
オペアンプ200の出力は、抵抗R3を介してオペアンプ200の負入力に帰還されている。
抵抗R1は検出コイル122に並列に接続されている。
【0030】
オペアンプ201の負入力には、オペアンプ200の出力が接続されている。オペアンプ201の出力は、抵抗R5を介してオペアンプ201の正入力に帰還されている。
オペアンプ201の正入力には、抵抗R6を介してコンパレート電圧Vsの供給線に接続されている。
オペアンプ201の出力は、抵抗R4を介して、電圧Vccを供給する電源に接続されている。この電源は、回転量検出部9を構成するロジック回路に電力を供給する。
オペアンプ201は、正入力および負入力の間の電圧差を増幅する。
【0031】
基準電圧Vbは、たとえば、1.5Vであり、これに対して、コンパレート電圧Vsはこの基準電圧Vbに対して微小電圧、たとえば数百mVだけ高いか、あるいは低い電圧に設定される。具体的には、コンパレート電圧Vsは、たとえば、1.4Vに設定される。
差動入力アンプ7では、基準電圧Vbを基準として、検出コイル122に発生した誘起電圧が増幅される。
コンパレータ8では、差動入力アンプ7の出力電圧がコンパレート電圧Vsによってコンパレートされる。
なお、基準電圧Vbとコンパレート電圧Vsとを異ならせる理由については後述する。
【0032】
断線検知回路11は、バックアップ回路2とレゾルバ120とを結ぶケーブル30の断線、あるいは、バックアップ回路2とレゾルバ120との間に用いられているコネクタの脱落による、バックアップ回路2とレゾルバ120との接続経路の遮断を検知する。
断線検知回路11には、コンパレータ8のコンパレート信号COMPが入力される。また、断線検知回路11には、2つのクロック信号CLK1,CLK2が入力される。
クロック発生回路10は、2つのクロック信号CLK1,CLK2を生成する。このクロック発生回路10は、パルス発生回路3が発生する励磁信号Pa,Pbの発生周期に合わせて、2つのクロック信号CLK1,CLK2を発生する。クロック信号CLK1,CLK2は、励磁信号Paの発生前に発生し、クロック信号CLK2は励磁信号Pbの発生後に発生される。
【0033】
図5は、断線検知回路11の一構成例を示す回路図である。
図5に示すように、断線検知回路11は、複数のフリップフロップ回路250〜254と、アンド回路255とを有する。
なお、フリップフロップ回路250は、励磁信号Pa,Pbの発生周期毎にコンパレート信号COMPの変化の有無を検出する本発明の第1の検出回路の一実施態様である。フリップフロップ回路251〜254とアンド回路255とは、本発明の第2の検出回路を構成している。
【0034】
フリップフロップ回路250の入力端子Dには、電圧Vccを供給する電源が接続され、クロック端子CLKには、クロック信号CLK1が入力され、リセット端子/RSTには、コンパレート信号COMPが入力される。
【0035】
フリップフロップ回路250の出力端子Qは、フリップフロップ回路251の入力端子Dに接続され、フリップフロップ回路251の出力端子Qは、フリップフロップ回路252の入力端子Dに接続され、フリップフロップ回路252の出力端子Qは、フリップフロップ回路253の入力端子Dに接続されている。
【0036】
フリップフロップ回路251〜253の各クロック端子CLKには、クロック信号CLK2が入力される。
アンド回路255の入力には、フリップフロップ回路251〜253の各出力端子Qが接続されている。
フリップフロップ回路254の入力端子Dには、電圧Vccを供給する電源が接続され、クロック端子CLKには、アンド回路255の出力信号が入力される。フリップフロップ回路255の出力端子Qの出力信号が検知信号11sとなる。
【0037】
次に、上記構成のレゾルバ信号処理装置1の動作の一例について説明する。
制御電源140のオン時
制御電源140をオンすると、主電源25が投入される。主電源25が投入されると、角度変換回路12やコントローラ100が動作可能となる。また、バックアップ回路2も電源切換回路130により、主電源25から電力供給を受けることになる。また、パルス発生回路3は、停電検知回路6からの検知信号6sが解除される。
コントローラ100のリセットが解除されると、コントローラ100は、回転量検出部9より停電中の回転量rdを読みだす。これにより、コントローラ100は、たとえば、主電源25からの電力供給が遮断されている間に制御対象が回転したような場合に、この制御対象の回転量を取得することができる。
コントローラ100は、回転量検出部9より停電中の回転量rdを読みだしたのち、励磁切換信号100asをパルス発生回路3へ出力する。
【0038】
パルス発生回路3は、停電時励磁データ保持部5から非停電時励磁データ保持部4へ切り換え、図2に示した、パルス幅変調された励磁信号Vpa、Vpbを励磁コイル121A,121Bに供給する。
次いで、コントローラ100は、角度変換回路12から現在のロータの回転角度θの回転角度信号RDを読み取る。この回転角度θは、ロータの360°内での回転位置を示すデータである。
コントローラ100は、回転量検出部9に記憶された回転量rdと、角度変換回路12からの回転角度信号RDとにより、制御対象の絶対的な座標値を認識することが可能となる。
【0039】
制御電源140のオフ時
制御電源140がオフされると、制御電源停電検知回路110がこれを検知し、検知信号110sをコントローラ100へ出力する。
コントローラ100は、検知信号110sを受けて、角度変換回路12からレゾルバ120の現在のロータの回転角度θの回転角度信号RDを読み取る。コントローラ100は、回転角度θに基づいて、絶対値座標のバックアップを行う。これにより、コントローラ100には、制御電源140をオフしたときの絶対値座標が記憶される。
【0040】
さらに、コントローラ100は、励磁切換信号100asをパルス発生回路3へ出力する。
パルス発生回路3は、励磁切換信号100asを受けると、読み取るデータを非停電時励磁データ保持部4から停電時励磁データ保持部5に切り換える。これにより、レゾルバ120へは、図3に示した励磁信号Pa,Pbが供給される。
この後、主電源25の供給電圧が低下し、バックアップ回路2は、電源切換回路130により、主電源25に代えてバックアップ電源21から電力の供給を受けることになる。
【0041】
主電源25の供給電圧が低下すると、停電検知回路6がこれを検知し、検知信号6sをパルス発生回路3に出力する。
パルス発生回路3は、検知信号6sを受けた後、所定時間(たとえば、9秒)が経過すると、図3に示した励磁信号Pa,Pbの周期T1 を所定倍(たとえば、16倍)に延ばす。
【0042】
図6は、励磁信号Pa,Pbを励磁コイル121A,121Bへ供給したときに、検出コイル122に発生する誘起電圧の回転角度θに応じた変化例を示す図である。なお図6に示す出力電圧は、差動入力アンプ7の出力である。
図6に示すように、検出コイル122に発生する誘起電圧は、ロータの回転角度θに応じて変化する。すなわち、励磁信号PaおよびPbは、ロータの回転角度θに応じて変調される。
また、図6から分かるように、パルス状の励磁信号Pa,Pbに対する検出コイル122に発生する電圧波形の過渡応答には、検出コイル122の出力インピーダンスとバックアップ回路2により、円で示すようにオーバシュート(アンダーシュート)が発生する。
一方、ケーブル30の断線やコネクタの脱落により接続経路が遮断されていると、励磁信号Pa,Pbに対する応答は発生しない。
【0043】
差動入力アンプ7の出力電圧は、コンパレータ8によって、コンパレート電圧Vsでコンパレートされる。
ここで、コンパレータ8において基準電圧Vbではなくコンパレート電圧Vsによってコンパレートする理由について説明する。
図6に示したように、パルス状の励磁信号Pa,Pbに対して検出コイル122に発生する電圧波形には、基準電圧Vbに対してオーバシュート(アンダーシュート)が発生する。
仮に、差動入力アンプ7の出力電圧に、基準電圧Vbに対するオーバシュート(アンダーシュート)が発生せず、かつ、差動入力アンプ7の出力電圧を基準電圧Vbでコンパレートしたとする。図6に示した回転角度θが0°、270°、315°、360°のような波形にオーバシュート(アンダーシュート)が発生しないと、基準電圧Vbによるコンパレート信号は変化せず、一定のままである。すなわち、差動入力アンプ7の出力電圧が基準電圧Vbに対して一方側にのみ変化した場合には、そのコンパレート信号は、断線時と同じとなる。
【0044】
本実施形態では、コンパレータ8のコンパレート信号COMPに基づいて、ケーブル30の断線あるいはコネクタの脱落の有無を判断する。このため、非断線時のコンパレート信号と断線時のコンパレート信号とが同じであると、ケーブル30の断線あるいはコネクタの脱落の有無を判断することができない。
そこで、本実施形態では、パルス状の励磁信号Pa,Pbに対して検出コイル122に発生する電圧波形にオーバシュート(アンダーシュート)が常に発生することを積極的に利用する。すなわち、コンパレート電圧Vsを基準電圧Vbに対してプラスまたはマイナス方向にわずかに異ならせてコンパレートすると、回転角度θがいずれであっても、コンパレート信号はパルス状の励磁信号Pa,Pbに対応して変化する。コンパレート電圧Vsは、差動入力アンプ7の出力電圧におけるオーバシュート(アンダーシュート)を検出できる範囲に設定する。
【0045】
図7は、コンパレータ8によりコンパレート電圧Vsでコンパレートしたコンパレート信号の例を示す図である。
図7に示すように、コンパレート信号は、ロータの回転角度θに応じて変化する。
回転量検出部9は、このコンパレート信号を、たとえば、励磁信号Paおよび励磁信号Pbの立ち下がりに同期したラッチタイミングLpaおよびLpbでラッチする。
【0046】
コンパレート信号をラッチタイミングLpaに基づいてラッチすることにより、A相データが得られる。
コンパレート信号をラッチタイミングLpbでラッチすることにより、B相データが得られる。
このA相データが本発明の第1相信号の一実施態様であり、B相データが本発明の第2相信号の一実施態様である。
また、図7から分かるように、ケーブル30の断線等が発生していないときは、コンパレート信号は、励磁信号Pa,Pbの発生周期に対応して必ず変化するのがわかる。
一方、ケーブル30の断線等が発生しているときには、コンパレート信号は、常に”1”(ハイレベル)となる。
【0047】
図8は、A相データおよびB相データの一例を示す図である。
図8から分かるように、A相データおよびB相データは、位相が90°異なっている。また、A相データおよびB相データは、ロータの回転角度θが180°変化する毎に変化する。
回転量検出部9は、A相データおよびB相データの立ち上がりおよび立ち下がりを検出することにより、ロータの回転方向および回転角度θを90°毎に検出することができる。
これにより、回転量検出部9は、A相データおよびB相データから主電源25が遮断されている間のロータの回転量rdを検出し、これを記憶保持する。
【0048】
一方、断線検知回路11には、コンパレータ8からコンパレート信号COMPが入力されるとともに、クロック発生回路10からクロック信号CLK1,CLK2が入力される。
図9は、バックアップ回路2とレゾルバ120との接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路11における各信号のタイミングチャートである。
図9に示すように、クロック信号CLK1は、励磁信号Paが入力される時点よりも所定時間だけ前にフリップフロップ回路250に入力される。クロック信号CLK1が入力されることにより、フリップフロップ回路250の出力端子Qからの出力信号Q1は、ハイレベルとなる。
その後、フリップフロップ回路250のリセット端子/RSTにコンパレート信号COMPが入力されると、出力信号Q1はローレベルになる。
【0049】
フリップフロップ回路251〜253には、励磁信号Pbが入力された時点よりも所定時間だけ後にクロック信号CLK2が入力される。
非断線時においては、フリップフロップ回路251〜253のクロック端子CLKにクロック信号CLK2が入力される時点で、入力端子Dにはローレベルの信号が常に入力されるので、フリップフロップ回路251〜253の出力端子Qからはローレベルの信号が出力される。このため、アンド回路255の出力信号は、常にローレベルとなり変化しない。
したがって、最終段のフリップフロップ回路254のクロック端子CLKへ入力される信号が変化しないため、フリップフロップ回路254の出力端子Qから出力される検知信号11sは、図9に示したように、常にローレベルとなる。なお、最終段のフリップフロップ回路254はリセット時に出力端子Qからローレベルの信号を出力する。
コントローラ100は、再び制御電源140を投入したときに、この検知信号11sがローレベルの場合には、ケーブル30の断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生していないと判断する。
【0050】
図10は、バックアップ回路2とレゾルバ120との接続経路が遮断されたときの、断線検知回路11における各信号のタイミングチャートである。
図10に示すように、断線が発生すると、断線検知回路11へコンパレート信号COMPが入力されなくなる。断線検知回路11へコンパレート信号COMPが入力されなくなると、フリップフロップ回路250の出力端子Qの出力信号Q1は、クロック信号CLK1が入力されたのち、”1”(ハイレベル)に維持される。
このため、励磁信号Pa,Pbの発生毎に、フリップフロップ回路251、252および253の順に、断線検出結果としての”1”(ハイレベル)の信号を保持する。
フリップフロップ回路251、252および253のすべてが、”1”(ハイレベル)の信号を保持すると、アンド回路255の出力信号は、”1”(ハイレベル)の信号となる。
これにより、フリップフロップ回路254の出力する検知信号11sは、図9に示すように、”1”(ハイレベル)となる。
【0051】
コントローラ100は、再び制御電源140を投入したときに、この検知信号11sがハイレベルの場合には、ケーブル30の断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生したと判断する。
【0052】
以上のように、本実施形態によれば、バックアップ回路2がバックアップ電源21により作動中に、停電中の回転量を検出する回転量検出部9が使用するコンパレート信号COMPを利用して、ケーブル30の断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断を検出する。
この結果、停電中の接続経路の遮断の検出が可能になるとともに、接続経路の遮断を検出するために、フォトカプラー等を使用する必要がなく、消費電力が増加することがない。
また、断線検知回路11は、ケーブル30のインピーダンスの大きさに影響を受けないため、ケーブル30の延長化が可能となる。
【0053】
なお、上述した実施形態では、3つのフリップフロップ回路251〜253を使用してディジタルフィルタを構成した。検知速度と耐ノイズ性の兼ね合いにより、ディジタルフィルタを構成するフリップフロップ回路の個数は適宜変更可能である。
【0054】
第2実施形態
図11は、本発明の他の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、図11において、第1の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置と同一の構成部分には同一の符号を使用している。
図11において、レゾルバ信号処理装置101は、バックアップ回路102と、角度変換回路12と、切換スイッチ群150、151とを有する。
バックアップ回路102は、パルス発生回路103と、非停電時励磁データ保持部104と、停電時励磁データ保持部105と、停電検出回路106と、差動入力アンプ107A,107Bと、コンパレータ108A,108Bと、回転量検出部109と、クロック発生回路110と、断線検知回路111とを有する。
バックアップ回路102には、電源切換回路130を介してバックアップ電源21および主電源25が電気的に接続されている。
【0055】
切換スイッチ群150は、4つのスイッチSW1〜SW4を有する。
スイッチSW1〜SW4は、端子Ta,Tb,Tcを有しており、端子TaおよびTbと端子Tcとの間を選択的に電気的に接続する。
スイッチSW1〜SW4の切り換えは、コントローラ100からの切換信号150sに応じて行われる。
スイッチSW1,SW3の端子Tcは、コイル121Aの両端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチSW2,SW4の端子Tcは、コイル121Bの両端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチSW1〜SW4の端子Taは、パルス発生回路103の出力端A1〜A4にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチSW1〜SW4の端子Tbは、差動入力アンプ107A,107Bの入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
【0056】
切換スイッチ群151は、2つのスイッチSW5およびSW6を有する。
スイッチSW5およびSW6は、端子Ta,Tb,Tcを有しており、端子TaおよびTbと端子Tcとの間を選択的に電気的に接続する。
スイッチSW5およびSW6の切り換えは、コントローラ100からの切換信号151sに応じて行われる。
スイッチSW5およびSW6の端子Taは、角度変換回路12の入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチSW5およびSW6の端子Tbは、パルス発生回路103の出力端A1およびA3にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチSW5およびSW6の端子Tcは、コイル122の両端にそれぞれ電気的に接続されている。
【0057】
コントローラ100は、主電源25から電力を受けているときには、スイッチSW1〜S6の端子Taと端子Tcとの接続を指示する切換信号150s,151sを切換スイッチ群150,151へ出力する。
コントローラ100は、制御電源停電検知回路110から検知信号110sを受けると、スイッチSW1〜S6の端子Tbと端子Tcとの接続を指示する切換信号150s,151sを切換スイッチ群150,151へ出力する。
【0058】
停電検知回路106は、上述した実施形態に係る停電検知回路6と同様の機能を有し、主電源25からバックアップ回路102への電力の供給が遮断されたことを検出すると、検出信号106sをパルス発生回路103へ出力する。
【0059】
非停電時励磁データ保持部104は、上述した第1の実施形態に係る非停電時励磁データ保持部4と同様に、パルス発生回路103が主電源25から電力の供給を受けているときに、パルス発生回路103から出力すべき励磁信号の励磁データを保持している。
停電時励磁データ保持部5は、上述した第1の実施形態に係る停電時励磁データ保持部4と同様に、主電源25からのパルス発生回路103への電力供給が遮断され、バックアップ電源21から電力を受けているときに、パルス発生回路103から出力すべき励磁信号の励磁データを保持している。
【0060】
パルス発生回路103は、主電源25から電力の供給を受けているときには、非停電時励磁データ保持部104に記憶された励磁データに基づいて、パルス状の励磁信号を出力端A1〜A4から出力する。この励磁信号は、2相のコイル121A,121Bに供給される。
また、パルス発生回路103は、励磁切換信号100asが入力されると、停電時励磁データ保持部105に記憶された励磁データに基づいて、所定周期のパルス状の励磁信号を出力端A1からのみ出力する。この励磁信号は、1相のコイル122に供給される。なお、出力端A2,A3およびA4からは励磁信号は出力されない。
さらに、パルス発生回路103は、停電検知回路106から検出信号106sが入力されると、出力端A1から出力する励磁信号の励磁周期を所定倍、たとえば、16倍に延ばす。
【0061】
差動入力アンプ107A,107Bは、上述した第1の実施形態に係る差動入力アンプ7と同様の構成である。
差動入力アンプ107Aは、励磁信号によってコイル121Aの両端に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。
差動入力アンプ107Bは、励磁信号によってコイル121Bの両端に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。
【0062】
コンパレータ108A,108Bは、上述した第1の実施形態に係るコンパレータ8と同様の構成である。
コンパレータ108Aは、差動入力アンプ107Aの出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、生成したコンパレート信号COMPAを回転量検出部109へ出力する。
コンパレータ108Bは、差動入力アンプ107Bの出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、生成したコンパレート信号COMPBを回転量検出部109へ出力する。
なお、コンパレータ108A,108Bにおけるコンパレート電圧は、第1の実施形態と同様に設定される。
【0063】
回転量検出部109は、コンパレータ108A,108Bのコンパレート信号COMPA,COMPBを、たとえば、励磁信号の立ち下がりに同期したラッチタイミング、あるいは、このラッチタイミングに対して正負のいずれかの方向に僅かにずらしたタイミングでラッチする。
A相およびB相のコンパレート信号をそれぞれラッチすることにより、図8に示したのと同様のA相データおよびB相データが得られる。
そして、得られたA相信号およびB相信号から、レゾレバ120のステータに対するロータの回転量を検出し、これを記憶する。
【0064】
クロック発生回路110は、上述した第1の実施形態に係るクロック発生回路10と同様に、クロック信号CLK1,CLK2を生成し、これを断線検知回路11へ供給する。
【0065】
断線検知回路111は、バックアップ回路102とレゾルバ120とを結ぶケーブルの断線、バックアップ回路102とレゾルバ120との間に用いられているコネクタの脱落、切換スイッチ群150,151の故障等によるバックアップ回路2とレゾルバ120との接続経路の遮断を検知する。
図12に断線検知回路111の回路構成の一例を示す。
図12に示す断線検知回路111は、上述した第1の実施形態に係る断線検知回路11のフリップフロップ回路250のリセット端子/RSTの入力段にオア回路260を追加したものである。
オア回路260は、コンパレート信号COMPA,COMPBが入力され、これらのオアをとってフリップフロップ回路250へ出力する。
【0066】
次に、上記構成のレゾルバ信号処理装置101の動作の一例について説明する。
制御電源140のオン時
制御電源140をオンすると、主電源25が投入される。主電源25が投入されると、角度変換回路12やコントローラ100が動作可能となる。また、バックアップ回路102も電源切換回路130により、主電源25から電力供給を受けることになる。また、パルス発生回路103は、停電検知回路106からの検知信号106sが解除される。
コントローラ100のリセットが解除されると、コントローラ100は、回転量検出部109より停電中の回転量rdを読みだす。これにより、コントローラ100は、たとえば、主電源25からの電力供給が遮断されている間に制御対象が回転したような場合に、この制御対象の回転量を取得することができる。
コントローラ100は、回転量検出部109より停電中の回転量rdを読みだしたのち、励磁切換信号100asをパルス発生回路103へ出力する。
【0067】
次いで、コントローラ100は、角度変換回路12から現在のロータの回転角度θの回転角度信号RDを読み取る。この回転角度θは、ロータの360°内での回転位置を示すデータである。
コントローラ100は、回転量検出部109に記憶された回転量rdと、角度変換回路12からの回転角度信号RDとにより、制御対象の絶対的な座標値を認識することが可能となる。
【0068】
コントローラ100は、回転量検出部109より停電中の回転量rdを読みだしたのち、励磁切換信号100asをパルス発生回路103へ出力する。
さらに、コントローラ100は、切換スイッチ群150,151に対して端子Tcと端子Taとの接続を指示する切換信号150s,151sを出力する。
パルス発生回路103は、励磁切換信号100asを受けると、読み取るデータを停電時励磁データ保持部5から非停電時励磁データ保持部4に切り換える。
また、パルス発生回路103の各出力端A1〜A4とコイル121A,121Bの各端部S1〜S4とが接続されるとともに、角度変換回路12とコイル122の端部R1,R2とが接続される。
これにより、パルス発生回路103は、パルス幅変調された励磁信号Vpa、Vpbを励磁コイル121A,121Bに供給する。
【0069】
次いで、コントローラ100は、角度変換回路12から現在のロータの回転角度θの回転角度信号RDを読み取る。この回転角度θは、ロータの360°内での回転位置を示すデータである。
コントローラ100は、回転量検出部109に記憶された回転量rdと、角度変換回路12からの回転角度信号RDとにより、制御対象の絶対的な座標値を認識することが可能となる。
【0070】
制御電源140のオフ時
制御電源140をオフすると、制御電源停電検知回路110がこれを検知し、検知信号110sをコントローラ100へ出力する。
コントローラ100は、検知信号110sを受けて、角度変換回路12からレゾルバ120の現在のロータの回転角度θの回転角度信号RDを読み取る。コントローラ100は、回転角度θに基づいて、絶対値座標のバックアップを行う。これにより、コントローラ100には、制御電源140をオフしたときの絶対値座標が記憶される。
【0071】
さらに、コントローラ100は、励磁切換信号100asをパルス発生回路103へ出力する。
また、コントローラ100は、切換スイッチ群150,151に対して端子Tcと端子Tbとの接続を指示する切換信号150s,151sを出力する。
【0072】
パルス発生回路103は、励磁切換信号100asを受けると、読み取るデータを非停電時励磁データ保持部104から停電時励磁データ保持部105に切り換える。
また、差動入力アンプ107A,107Bとコイル121A,121Bとが接続され、パルス発生回路103の出力端A1,A3とコイル122の端部R1,R2とが接続される。
【0073】
これにより、コイル122へは、図13に示す励磁信号Paが供給される。
この後、主電源25の供給電圧が低下し、バックアップ回路2は、電源切換回路130により、主電源25に代えてバックアップ電源21から電力の供給を受けることになる。
主電源25の供給電圧が低下すると、停電検知回路106がこれを検知し、検知信号106sをパルス発生回路103に出力する。
パルス発生回路103は、検知信号106sを受けた後、所定時間(たとえば、9秒)が経過すると、図13に示した励磁信号Paの発生周期を所定倍(たとえば、16倍)に延ばす。
【0074】
図13から分かるように、パルス状の励磁信号Paによって差動入力アンプ107A,107Bの出力電圧は、基準電圧Vbに対してオーバシュート(アンダーシュート)がかならず発生する。
上述した第1の実施形態と同様に、コンパレート電圧Vsを基準電圧Vbに対してプラスまたはマイナス方向にわずかに異ならせてコンパレートすると、回転角度θがいずれであっても、コンパレート信号COMPAおよびCOMPBの少なくとも一方はパルス状の励磁信号Paに対応して変化する。
一方、バックアップ回路102とレゾルバ120との間の接続経路が遮断されていると、差動入力アンプ107A,107Bの出力電圧は、基準電圧Vbとなり変化しない。
【0075】
回転量検出部109では、図14(a)および(b)に示すように、コンパレート信号COMPA,COMPBを、たとえば、励磁信号Paの立ち下がりに同期したラッチタイミングLpa、あるいは、ラッチタイミングLpaに対して正負のいずれかの方向に僅かにずらしたタイミングでラッチする。
これにより、図8に示したのと同様のA相データおよびB相データが得られる。回転量検出部109は、この励磁信号Paに基づいて得られるA相データおよびB相データから、主電源25が遮断されている間のロータの回転量rdを検出し、これを記憶保持する。
【0076】
断線検出回路111では、図14(c)に示すように、オア回路260によりコンパレート信号COMPAおよびCOMPBが合成される。
この合成されたコンパレート信号COMPAおよびCOMPBに基づいて、第1の実施形態と同様に断線検知が行われる。
断線検出回路111からは、断線の有無が検知信号111sにより出力される。
【0077】
【発明の効果】
本発明によれば、レゾルバ信号処理回路の回路構成を簡素化できるとともに、主電源を遮断したときに作動するバックアップ回路の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図2】パルス発生回路において、非停電時励磁データ保持部に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す図である。
【図3】パルス発生回路において、停電時励磁データ保持部に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す図である。
【図4】差動入力アンプおよびコンパレータの回路の一例を示す図である。
【図5】断線検知回路の一例を示す図である。
【図6】コイルに発生する誘起電圧の回転角度θに応じた変化例を示す図である。
【図7】コンパレート信号の一例を示すグラフである。
【図8】A相データおよびB相データの一例を示す図である。
【図9】バックアップ回路2とレゾルバ120との接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路11における各信号のタイミングチャートである。
【図10】バックアップ回路2とレゾルバ120との接続経路が遮断されたときの、断線検知回路11における各信号のタイミングチャートである。
【図11】本発明の他の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図12】断線検知回路の構成の一例を示す回路図である。
【図13】コイルに発生する誘起電圧の回転角度θに応じた変化例を示す図である。
【図14】コンパレート信号およびこれらを合成した信号の例を示すグラフである。
【符号の説明】
1,101…レゾルバ信号処理装置
2,102…バックアップ回路
3,103…パルス発生回路
4,104…非停電時励磁データ保持部
5,105…停電時励磁データ保持部
6,106…停電検知回路
7,107A,107B…差動入力アンプ
8,108A,108B…コンパレータ
9,109…回転量検出部
10,110…クロック発生回路
11,111…断線検知回路
12…角度変換回路
21…バックアップ電源
25…主電源
100…コントローラ
110…制御電源停電検知回路
120…レゾルバ
130…電源切換回路
140…制御電源
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resolver signal processing apparatus.
[0002]
[Prior art]
A so-called resolver has an excitation coil and a detection coil, applies an excitation signal to the excitation coil, detects a voltage generated in the detection coil, and based on the detected signal, the angular position between the excitation coil and the detection coil. Is detected. As this resolver, a so-called absolute type is known in which a position is detected by a coordinate value of one coordinate system and converted into a position signal.
The absolute resolver has a backup function that detects and stores the amount of rotation even during a power failure when the main power supply is not supplied to the signal processing circuit of the resolver. In other words, if the resolver rotates for some reason at the time of a power failure, the absolute coordinate value cannot be recognized when the main power is turned on unless the rotation amount at the time of the power failure is detected and stored. .
For example, Patent Documents 1 to 4 disclose a resolver having a backup function at the time of a power failure.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 05-5629 A
[Patent Document 2]
Patent No. 3248201
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 06-331386
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 3328999
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, in the resolver position detector, the resolver and a drive circuit for driving the resolver are connected by a conductive wire and a connector. For example, if the path connecting the resolver and the drive circuit is interrupted when the backup function is operating during a power failure, the amount of rotation during the power failure may not be accurately detected.
For this reason, it is important to detect whether the path connecting the resolver and the drive circuit is interrupted during a power failure.
As a method for detecting whether or not the path connecting the resolver and the drive circuit is blocked, for example, applying a photocoupler to the drive circuit can be considered. However, if the length of the conductive wire connecting the resolver and the drive circuit is long, the impedance of the conductive wire increases, and even if the conductive wire is disconnected or the connector is dropped, a current flows through the photocoupler, There is a possibility that the interruption of the path connecting the drive circuit cannot be detected reliably.
In addition, although it is possible to provide a circuit for detecting disconnection of a conductive wire or disconnection of a connector on the drive circuit side, there is a problem that power consumption during backup is increased.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to reliably detect the interruption of the path connecting the resolver and the drive circuit that drives the resolver during backup, and during backup. An object of the present invention is to provide a resolver signal processing device with reduced power consumption.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A resolver signal processing device according to the present invention is a resolver signal processing device that performs signal processing of a resolver having first and second coils that can rotate relative to each other, and is connected to the resolver and is supplied with power from a main power source. The relative rotation amount of the first and second coils generated while the power is supplied from the backup power source when the power is supplied from the backup power source and the first power source is supplied from the backup power source is calculated. Or having a backup circuit that detects based on a detection signal detected by the second coil, and the backup circuit is based on the detection signal whether or not the connection path between the resolver and the backup circuit is interrupted It has a disconnection detection means for detecting.
[0007]
Preferably, the backup circuit includes pulse generation means for supplying a pulsed excitation signal having a predetermined cycle to one of the first and second coils, and a voltage generated at the other of the first and second coils. Is differentially input with a reference voltage, a differential input amplifier that amplifies the differential input amplifier, a comparator that compares the output voltage of the differential input amplifier with a comparator voltage different from the reference voltage, and a comparator signal of the comparator A circuit for detecting and storing the relative rotation amount from the first phase signal and the second phase signal obtained by latching based on the excitation timing of the excitation signal, and the disconnection detecting means includes: It has a disconnection detection circuit for generating a detection signal for detecting whether or not the connection path is blocked based on the comparator signal.
[0008]
More preferably, the comparator voltage is such that the comparator comparator signal generates the pulse regardless of the relative rotational position of the first and second coils when the connection path is not interrupted. It is set to a value that changes according to the generation period of the excitation signal of the means.
[0009]
More preferably, the disconnection detection circuit includes a first detection circuit that detects presence / absence of a change in the comparator signal for each generation period of the excitation signal, and a plurality of detection results of the first detection circuit. And a second detection circuit that generates a detection signal that is held over a generation cycle and detects whether or not the connection path is blocked based on the detection results in a plurality of the generation cycles.
[0010]
In the present invention, the backup circuit detects the relative rotation amounts of the first and second coils during a power failure when the main power supply is shut off. At this time, the disconnection detection means detects the disconnection of the connection path between the resolver and the backup circuit using the detection signal of the first or second coil for detecting the relative rotation amount in the backup circuit.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First embodiment
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a resolver signal processing device according to an embodiment of the present invention.
The resolver signal processing device 1 includes a backup circuit 2 and an angle conversion circuit 12.
The backup circuit 2 is electrically connected to the resolver 120 by a cable 30. The angle conversion circuit 12 is electrically connected to the coil 122 of the resolver 120.
[0012]
The backup circuit 2 includes a pulse generation circuit 3, a non-power failure excitation data holding unit 4, a power failure excitation data holding unit 5, a power failure detection circuit 6, a differential input amplifier 7, a comparator 8, and a rotation amount detection. Part 9, clock generation circuit 10, and disconnection detection circuit 11.
[0013]
The resolver 120 is the resolver of the present invention, the pulse generating circuit 3 is the pulse generating means of the present invention, the differential input amplifier 7 is the differential input amplifier of the present invention, the comparator 8 is the comparator of the present invention, and the rotation amount detection unit 9 is the present invention. The rotation amount detection means, the disconnection detection circuit 11 is an embodiment of the disconnection detection circuit of the present invention, the main power supply 25 is the main power supply of the present invention, and the backup power supply 21 is an embodiment of the backup power supply of the present invention.
[0014]
The resolver 120 includes two-phase excitation coils 121A and 121B and a one-phase detection coil 122. Excitation coils 121A and 121B and detection coil 122 are one embodiment of the first and second coils of the present invention.
The excitation coils 121A and 121B are coils provided on the stator side (not shown) of the resolver 120, and the excitation coils 121A and 121B are arranged at positions where the phases are electrically different by 90 °.
The exciting coil 121A is connected to the output ends S1 and S3 of the pulse generating circuit 3. The exciting coil 121B is connected to the output ends S2 and S4 of the pulse generating circuit 3.
[0015]
The detection coil 122 is a coil provided on the rotor side (not shown) of the resolver 120. Note that the mechanical rotation angle from the reference position of the rotor is θ.
When an excitation signal is applied to the excitation coils 121A and 121B, a voltage corresponding to the rotation angle θ is generated between R1 and R2 of the detection coil 122.
[0016]
In the angle conversion circuit 11, both ends of the detection coil 122 are electrically connected, and a voltage generated between the R1 terminal side and the R2 terminal side of the detection coil 122 is input. When a voltage corresponding to the rotation angle θ is input, the angle conversion circuit 11 generates a rotation angle signal RD corresponding to the rotation angle θ and outputs the rotation angle signal RD to the controller 100. Thus, the controller 100 can recognize the rotation angle θ.
The angle conversion circuit 11 operates when power is supplied from the main power supply 25. Therefore, when the power supply from the main power supply 25 is cut off, the angle conversion circuit 11 does not operate.
[0017]
The main power supply 25 supplies power to the backup circuit 2, the angle conversion circuit 12, and the controller 100.
The control power supply 140 supplies power to the main power supply 25. Therefore, when the control power supply 140 is turned off, the power supply from the main power supply 25 to the backup circuit 2, the angle conversion circuit 12, and the controller 100 is cut off.
The control power supply power failure detection circuit 110 detects that the control power supply 140 is turned off, and outputs this detection signal 110 s to the controller 100.
[0018]
The power supply switching circuit 130 is a circuit that switches the power supply to the backup circuit 2 between the main power supply 25 and the backup power supply 21. Specifically, when power supply from the main power supply 25 to the backup circuit 2 is cut off, the power supply switching circuit 130 supplies power from the backup power supply 21 to the backup circuit 2. Further, when the power supply from the main power supply 25 is resumed, the power supply switching circuit 130 cuts off the power supply from the backup power supply 21 to the backup circuit 2 and supplies the backup circuit 2 with the power from the main power supply 25.
The backup circuit 2 is a circuit that is operated by the backup power supply 21 when the supply of power from the main power supply 25 of the power supply unit 21 is cut off.
[0019]
When receiving power from the main power supply 25, the pulse generation circuit 3 supplies a pulsed excitation signal to the excitation coils 121A and 121B based on the excitation data stored in the excitation data holding unit 4 during non-power failure. To do.
Further, when the excitation switching signal 100as is input from the controller 100, the pulse generation circuit 3 generates a pulsed excitation signal having a predetermined cycle based on the excitation data stored in the excitation data holding unit 5 at the time of power failure. , 121B. Furthermore, the pulse generation circuit 3 receives the detection signal 6s from the power failure detection circuit 6 while outputting a pulsed excitation signal having a predetermined cycle based on the excitation data stored in the excitation data holding unit 5 during a power failure. Then, the excitation cycle is extended by a predetermined time, for example, 16 times, and an excitation signal is output.
[0020]
The non-power failure excitation data holding unit 4 holds excitation data of an excitation signal to be output from the pulse generation circuit 3 when the pulse generation circuit 3 is supplied with power from the main power supply 25. This excitation data is an embodiment of the first excitation data of the present invention.
The excitation data holding unit 5 at the time of power failure excites an excitation signal to be output from the pulse generation circuit 3 when power supply from the main power supply 25 to the pulse generation circuit 3 is cut off and power is received from the backup power supply 21. Holds data. This excitation data is an embodiment of the second excitation data of the present invention.
[0021]
The power failure detection circuit 6 detects that power supply from the main power supply 25 to the backup circuit 2 has been cut off. When the power failure detection circuit 6 detects that the power supply from the main power supply 25 to the backup circuit 2 is cut off, the power failure detection circuit 6 outputs a detection signal 6 s to the pulse generation circuit 3.
[0022]
Here, FIG. 2 shows an example of the excitation signal generated in the pulse generation circuit 3 based on the data stored in the non-power failure excitation data holding unit 4.
The pulse generation circuit 3 has VA = V0 sinω0 A pulsed excitation signal Vpa obtained by pulse width modulation of the sine wave signal represented by t is output from S1 and S3, and the excitation signal Vpa is applied to the excitation coil 121A.
In addition, the pulse generation circuit 3 is similar to the excitation signal Vpa in that VB = V0 cosω0 A pulsed excitation signal Vpb obtained by pulse width modulation of the cosine wave signal represented by t is output from S2 and S4, and this excitation signal Vpb is applied to the excitation coil 121B.
The carrier frequency of the pulse width modulated excitation signals Vpa and Vpb is, for example, a high frequency of several tens of kHz.
[0023]
When the excitation signals Vpa and Vpb are applied to the excitation coils 121A and 121B, e = kV is applied to the detection coil 122.0 sin (ω0 A voltage represented by t + θ) is induced. The induced voltage e is input to the angle conversion circuit 12, and the angle conversion circuit 12 detects the rotation angle θ based on the induced voltage e. The rotation angle θ is output from the angle conversion circuit 12 to the controller 100 as A-phase and B-phase pulse signals. The controller 100 can obtain the rotation angle θ as digital data by counting the rising and falling edges of the A-phase and B-phase pulse signals.
[0024]
FIG. 3 shows an example of the excitation signal generated in the pulse generation circuit 3 based on the data stored in the excitation data holding unit 5 at the time of power failure.
When the pulse generation circuit 3 receives the excitation switching signal 100as from the controller 100, as shown in FIG.2 Excitation signals Pa and Pb of a predetermined period T1 And output to the exciting coils 121A and 121B, respectively. Further, between the excitation signal Pa and the excitation signal Pb, the phase TThree Exists.
[0025]
When the pulse generation circuit 3 receives the excitation switching signal 100as and then receives the detection signal 6s from the power failure detection circuit 6, after a predetermined time has elapsed since the detection signal 6s was input, for example, after 9 seconds have elapsed, Period T1 Excitation signals Pa and Pb, which are multiplied by 16 are generated.
When the detection signal 6 s is input from the power failure detection circuit 6 and a predetermined time has elapsed, the backup circuit 2 is supplied with power from the backup power source 21.
Specifically, the extended period T1 Is, for example, 125 μs. The frequencies of the excitation signals Pa and Pb are about 4 kHz, which is lower than the carrier frequency when the pulse generation circuit 3 is supplied with power from the main power supply 25. By suppressing the frequencies of the excitation signals Pa and Pb, it is possible to suppress power consumption.
Pulse width T2 Is, for example, about 7 μs. Phase TThree Is, for example, about 60 μs.
[0026]
For example, when the resolver 120 is attached to a rotation shaft to be controlled such as a motor, the controller 100 obtains information on the rotation angle θ of the rotation shaft from the resolver 120 (angle conversion circuit 12), and information on the rotation angle θ. The controlled object is controlled based on the above.
The controller 100 operates by receiving power from the main power supply 25.
When the controller 100 receives the detection signal 110 s from the control power failure detection circuit 110, the controller 100 reads the angle of the resolver 120 from the angle conversion circuit 12, backs up the absolute value coordinates, and then sends an excitation switching signal to the pulse generation circuit 3. 100as is output. The excitation switching signal 100as is a signal for determining data to be read by the pulse generation circuit 3 among the data stored in the non-power failure excitation data holding unit 4 and the power failure excitation data holding unit 5.
[0027]
The differential input amplifier 7 differentially inputs the induced voltage generated in the detection coil 122 in accordance with the excitation signals Pa and Pb as a reference voltage, and amplifies it. Amplification using the differential input amplifier 7 has an effect of removing common mode noise such as hum particularly when the cable 30 is long.
[0028]
The comparator 8 compares the output voltage of the differential input amplifier 7 with a comparator voltage different from the reference voltage described above, and outputs a comparison signal to the rotation amount detection unit 9.
The rotation amount detection unit 9 latches the comparator signal from the comparator 8 at a latch timing based on the excitation timing of the excitation signal Pa and the excitation signal Pb, for example. Then, the rotation amount of the rotor with respect to the stator of the resolver 120 is detected from the obtained A-phase signal and B-phase signal, and this is stored.
[0029]
FIG. 4 shows an example of a circuit of the differential input amplifier 7 and the comparator 8.
As shown in FIG. 4, the differential input amplifier 7 includes resistors R1, R2, and R3 and an operational amplifier 200. The comparator 8 includes resistors R4, R5, R6 and an operational amplifier 201.
The end of the detection coil 122 is connected to the positive input and the negative input of the operational amplifier 200 via a resistor R2. The operational amplifier 200 amplifies the voltage difference between the positive input and the negative input.
The positive input of the operational amplifier 200 is connected to the supply line of the reference voltage Vb via the resistor R3.
The output of the operational amplifier 200 is fed back to the negative input of the operational amplifier 200 through the resistor R3.
The resistor R1 is connected to the detection coil 122 in parallel.
[0030]
The output of the operational amplifier 200 is connected to the negative input of the operational amplifier 201. The output of the operational amplifier 201 is fed back to the positive input of the operational amplifier 201 through the resistor R5.
The positive input of the operational amplifier 201 is connected to the supply line of the comparator voltage Vs via the resistor R6.
The output of the operational amplifier 201 is connected to a power source that supplies the voltage Vcc via a resistor R4. This power supply supplies power to the logic circuit constituting the rotation amount detection unit 9.
The operational amplifier 201 amplifies the voltage difference between the positive input and the negative input.
[0031]
The reference voltage Vb is, for example, 1.5V. On the other hand, the comparator voltage Vs is set to a minute voltage, for example, several hundred mV, or lower than the reference voltage Vb. Specifically, the comparator voltage Vs is set to 1.4 V, for example.
In the differential input amplifier 7, the induced voltage generated in the detection coil 122 is amplified with reference to the reference voltage Vb.
In the comparator 8, the output voltage of the differential input amplifier 7 is compared with the comparator voltage Vs.
The reason why the reference voltage Vb and the comparator voltage Vs are different will be described later.
[0032]
The disconnection detection circuit 11 is a connection between the backup circuit 2 and the resolver 120 due to disconnection of the cable 30 connecting the backup circuit 2 and the resolver 120 or disconnection of a connector used between the backup circuit 2 and the resolver 120. Detects route blockage.
The disconnection detection circuit 11 receives the comparator signal COMP of the comparator 8. The disconnection detection circuit 11 receives two clock signals CLK1 and CLK2.
The clock generation circuit 10 generates two clock signals CLK1 and CLK2. The clock generation circuit 10 generates two clock signals CLK1 and CLK2 in accordance with the generation periods of the excitation signals Pa and Pb generated by the pulse generation circuit 3. The clock signals CLK1 and CLK2 are generated before the excitation signal Pa is generated, and the clock signal CLK2 is generated after the excitation signal Pb is generated.
[0033]
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the disconnection detection circuit 11.
As illustrated in FIG. 5, the disconnection detection circuit 11 includes a plurality of flip-flop circuits 250 to 254 and an AND circuit 255.
Note that the flip-flop circuit 250 is an embodiment of the first detection circuit of the present invention that detects the presence / absence of a change in the comparator signal COMP at every generation period of the excitation signals Pa and Pb. The flip-flop circuits 251 to 254 and the AND circuit 255 constitute a second detection circuit of the present invention.
[0034]
A power supply for supplying the voltage Vcc is connected to the input terminal D of the flip-flop circuit 250, the clock signal CLK1 is input to the clock terminal CLK, and the comparator signal COMP is input to the reset terminal / RST.
[0035]
The output terminal Q of the flip-flop circuit 250 is connected to the input terminal D of the flip-flop circuit 251, the output terminal Q of the flip-flop circuit 251 is connected to the input terminal D of the flip-flop circuit 252, and the output of the flip-flop circuit 252 The terminal Q is connected to the input terminal D of the flip-flop circuit 253.
[0036]
The clock signal CLK2 is input to each clock terminal CLK of the flip-flop circuits 251 to 253.
Each output terminal Q of the flip-flop circuits 251 to 253 is connected to the input of the AND circuit 255.
The power supply for supplying the voltage Vcc is connected to the input terminal D of the flip-flop circuit 254, and the output signal of the AND circuit 255 is input to the clock terminal CLK. The output signal of the output terminal Q of the flip-flop circuit 255 becomes the detection signal 11s.
[0037]
Next, an example of operation | movement of the resolver signal processing apparatus 1 of the said structure is demonstrated.
When the control power supply 140 is turned on
When the control power supply 140 is turned on, the main power supply 25 is turned on. When the main power supply 25 is turned on, the angle conversion circuit 12 and the controller 100 can be operated. The backup circuit 2 is also supplied with power from the main power supply 25 by the power supply switching circuit 130. Further, the pulse generation circuit 3 cancels the detection signal 6s from the power failure detection circuit 6.
When the reset of the controller 100 is released, the controller 100 reads the rotation amount rd during the power failure from the rotation amount detection unit 9. Thereby, the controller 100 can acquire the rotation amount of this control object, for example, when the control object rotates while the power supply from the main power supply 25 is cut off.
The controller 100 reads the rotation amount rd during a power failure from the rotation amount detection unit 9 and then outputs an excitation switching signal 100 as to the pulse generation circuit 3.
[0038]
The pulse generation circuit 3 switches from the excitation data holding unit 5 at the time of power failure to the excitation data holding unit 4 at the time of non-power failure, and supplies the excitation signals Vpa and Vpb modulated in pulse width shown in FIG. 2 to the excitation coils 121A and 121B. .
Next, the controller 100 reads the rotation angle signal RD of the current rotor rotation angle θ from the angle conversion circuit 12. The rotation angle θ is data indicating the rotational position of the rotor within 360 °.
The controller 100 can recognize the absolute coordinate value of the control target from the rotation amount rd stored in the rotation amount detection unit 9 and the rotation angle signal RD from the angle conversion circuit 12.
[0039]
When the control power supply 140 is off
When the control power supply 140 is turned off, the control power failure detection circuit 110 detects this and outputs a detection signal 110 s to the controller 100.
The controller 100 receives the detection signal 110 s and reads the rotation angle signal RD of the current rotor rotation angle θ of the resolver 120 from the angle conversion circuit 12. The controller 100 performs backup of absolute value coordinates based on the rotation angle θ. Thereby, the absolute value coordinates when the control power supply 140 is turned off are stored in the controller 100.
[0040]
Further, the controller 100 outputs an excitation switching signal 100as to the pulse generation circuit 3.
Upon receiving the excitation switching signal 100as, the pulse generation circuit 3 switches the data to be read from the non-power failure excitation data holding unit 4 to the power failure excitation data holding unit 5. Thus, the excitation signals Pa and Pb shown in FIG. 3 are supplied to the resolver 120.
Thereafter, the supply voltage of the main power supply 25 is lowered, and the backup circuit 2 receives power from the backup power supply 21 instead of the main power supply 25 by the power supply switching circuit 130.
[0041]
When the supply voltage of the main power supply 25 decreases, the power failure detection circuit 6 detects this, and outputs a detection signal 6 s to the pulse generation circuit 3.
When a predetermined time (for example, 9 seconds) elapses after receiving the detection signal 6s, the pulse generation circuit 3 receives the period T of the excitation signals Pa and Pb shown in FIG.1 Is extended to a predetermined multiple (eg, 16 times).
[0042]
FIG. 6 is a diagram illustrating a change example according to the rotation angle θ of the induced voltage generated in the detection coil 122 when the excitation signals Pa and Pb are supplied to the excitation coils 121A and 121B. The output voltage shown in FIG. 6 is the output of the differential input amplifier 7.
As shown in FIG. 6, the induced voltage generated in the detection coil 122 changes according to the rotation angle θ of the rotor. That is, the excitation signals Pa and Pb are modulated according to the rotation angle θ of the rotor.
Further, as can be seen from FIG. 6, the transient response of the voltage waveform generated in the detection coil 122 with respect to the pulsed excitation signals Pa and Pb is exceeded by the output impedance of the detection coil 122 and the backup circuit 2 as shown by a circle. Shoot (undershoot) occurs.
On the other hand, if the connection path is interrupted by disconnection of the cable 30 or disconnection of the connector, no response to the excitation signals Pa and Pb occurs.
[0043]
The output voltage of the differential input amplifier 7 is compared with the comparator voltage Vs by the comparator 8.
Here, the reason why the comparator 8 performs the comparison using the comparator voltage Vs instead of the reference voltage Vb will be described.
As shown in FIG. 6, the voltage waveform generated in the detection coil 122 with respect to the pulsed excitation signals Pa and Pb causes an overshoot (undershoot) with respect to the reference voltage Vb.
Assume that the output voltage of the differential input amplifier 7 does not cause an overshoot (undershoot) with respect to the reference voltage Vb, and the output voltage of the differential input amplifier 7 is compared with the reference voltage Vb. If the overshoot (undershoot) does not occur in the waveform such as the rotation angle θ shown in FIG. 6 of 0 °, 270 °, 315 °, 360 °, the comparator signal by the reference voltage Vb does not change and is constant. It remains. That is, when the output voltage of the differential input amplifier 7 changes only to one side with respect to the reference voltage Vb, the comparator signal is the same as that at the time of disconnection.
[0044]
In the present embodiment, based on the comparator signal COMP of the comparator 8, it is determined whether or not the cable 30 is disconnected or the connector is disconnected. For this reason, if the comparator signal at the time of non-disconnection and the comparator signal at the time of disconnection are the same, it cannot be determined whether the cable 30 is disconnected or the connector is disconnected.
Therefore, in the present embodiment, it is positively utilized that overshoot (undershoot) always occurs in the voltage waveform generated in the detection coil 122 with respect to the pulsed excitation signals Pa and Pb. That is, when the comparator voltage Vs is slightly different in the plus or minus direction with respect to the reference voltage Vb, the comparator signal is converted into pulsed excitation signals Pa and Pb regardless of the rotation angle θ. Correspondingly changes. The comparator voltage Vs is set to a range in which overshoot (undershoot) in the output voltage of the differential input amplifier 7 can be detected.
[0045]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a comparator signal compared with the comparator voltage Vs by the comparator 8.
As shown in FIG. 7, the comparator signal changes according to the rotation angle θ of the rotor.
The rotation amount detector 9 latches this comparator signal at, for example, latch timings Lpa and Lpb synchronized with the fall of the excitation signal Pa and the excitation signal Pb.
[0046]
A-phase data is obtained by latching the comparator signal based on the latch timing Lpa.
B-phase data is obtained by latching the comparator signal at the latch timing Lpb.
The A phase data is an embodiment of the first phase signal of the present invention, and the B phase data is an embodiment of the second phase signal of the present invention.
Further, as can be seen from FIG. 7, when the cable 30 is not disconnected or the like, it can be seen that the comparator signal always changes in accordance with the generation periods of the excitation signals Pa and Pb.
On the other hand, when the cable 30 is disconnected, the comparator signal is always “1” (high level).
[0047]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of A-phase data and B-phase data.
As can be seen from FIG. 8, the phase of the A-phase data and the B-phase data differ by 90 °. The A-phase data and the B-phase data change every time the rotation angle θ of the rotor changes by 180 °.
The rotation amount detector 9 can detect the rotation direction and the rotation angle θ of the rotor every 90 ° by detecting the rising and falling edges of the A-phase data and the B-phase data.
Thus, the rotation amount detection unit 9 detects the rotation amount rd of the rotor while the main power supply 25 is shut off from the A phase data and the B phase data, and stores and stores this.
[0048]
On the other hand, the disconnection detection circuit 11 receives the comparator signal COMP from the comparator 8 and the clock signals CLK 1 and CLK 2 from the clock generation circuit 10.
FIG. 9 is a timing chart of each signal in the disconnection detection circuit 11 when the connection path between the backup circuit 2 and the resolver 120 is not blocked.
As shown in FIG. 9, the clock signal CLK1 is input to the flip-flop circuit 250 a predetermined time before the time when the excitation signal Pa is input. When the clock signal CLK1 is input, the output signal Q1 from the output terminal Q of the flip-flop circuit 250 becomes high level.
Thereafter, when the comparator signal COMP is input to the reset terminal / RST of the flip-flop circuit 250, the output signal Q1 becomes low level.
[0049]
The flip-flop circuits 251 to 253 receive the clock signal CLK2 after a predetermined time from the time when the excitation signal Pb is input.
At the time of non-disconnection, since a low level signal is always input to the input terminal D when the clock signal CLK2 is input to the clock terminals CLK of the flip-flop circuits 251 to 253, the flip-flop circuits 251 to 253 A low level signal is output from the output terminal Q. For this reason, the output signal of the AND circuit 255 is always low and does not change.
Therefore, since the signal input to the clock terminal CLK of the flip-flop circuit 254 at the final stage does not change, the detection signal 11s output from the output terminal Q of the flip-flop circuit 254 is always low as shown in FIG. Become a level. Note that the flip-flop circuit 254 at the final stage outputs a low level signal from the output terminal Q at the time of reset.
When the control power supply 140 is turned on again and the detection signal 11s is at a low level, the controller 100 determines that the connection path is not disconnected due to the disconnection of the cable 30 or the disconnection of the connector.
[0050]
FIG. 10 is a timing chart of each signal in the disconnection detection circuit 11 when the connection path between the backup circuit 2 and the resolver 120 is interrupted.
As shown in FIG. 10, when disconnection occurs, the comparator signal COMP is not input to the disconnection detection circuit 11. When the comparator signal COMP is no longer input to the disconnection detection circuit 11, the output signal Q1 of the output terminal Q of the flip-flop circuit 250 is maintained at "1" (high level) after the clock signal CLK1 is input.
Therefore, every time the excitation signals Pa and Pb are generated, a signal of “1” (high level) as a disconnection detection result is held in the order of the flip-flop circuits 251, 252 and 253.
When all of the flip-flop circuits 251, 252, and 253 hold a signal of “1” (high level), the output signal of the AND circuit 255 becomes a signal of “1” (high level).
As a result, the detection signal 11s output from the flip-flop circuit 254 becomes "1" (high level) as shown in FIG.
[0051]
When the control power supply 140 is turned on again and the detection signal 11s is at a high level, the controller 100 determines that the connection path is interrupted due to the disconnection of the cable 30 or the disconnection of the connector.
[0052]
As described above, according to the present embodiment, while the backup circuit 2 is operated by the backup power source 21, the cable is used by using the comparator signal COMP used by the rotation amount detection unit 9 that detects the rotation amount during a power failure. The disconnection of the connection path due to the disconnection of 30 or the disconnection of the connector is detected.
As a result, it is possible to detect the disconnection of the connection path during a power outage, and it is not necessary to use a photocoupler or the like to detect the disconnection of the connection path, and the power consumption does not increase.
Moreover, since the disconnection detection circuit 11 is not affected by the magnitude of the impedance of the cable 30, the cable 30 can be extended.
[0053]
In the embodiment described above, the digital filter is configured using the three flip-flop circuits 251 to 253. The number of flip-flop circuits constituting the digital filter can be appropriately changed depending on the balance between the detection speed and noise resistance.
[0054]
Second embodiment
FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration of a resolver signal processing device according to another embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same components as those of the resolver signal processing apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
In FIG. 11, the resolver signal processing device 101 includes a backup circuit 102, an angle conversion circuit 12, and changeover switch groups 150 and 151.
The backup circuit 102 includes a pulse generation circuit 103, a non-power failure excitation data holding unit 104, a power failure excitation data holding unit 105, a power failure detection circuit 106, differential input amplifiers 107A and 107B, and comparators 108A and 108B. , A rotation amount detection unit 109, a clock generation circuit 110, and a disconnection detection circuit 111.
A backup power source 21 and a main power source 25 are electrically connected to the backup circuit 102 via a power source switching circuit 130.
[0055]
The changeover switch group 150 includes four switches SW1 to SW4.
The switches SW1 to SW4 have terminals Ta, Tb, and Tc, and selectively electrically connect the terminals Ta and Tb to the terminal Tc.
The switches SW1 to SW4 are switched according to a switching signal 150s from the controller 100.
Terminals Tc of the switches SW1 and SW3 are electrically connected to both ends of the coil 121A.
Terminals Tc of the switches SW2 and SW4 are electrically connected to both ends of the coil 121B, respectively.
Terminals Ta of the switches SW1 to SW4 are electrically connected to output terminals A1 to A4 of the pulse generation circuit 103, respectively.
The terminals Tb of the switches SW1 to SW4 are electrically connected to the input terminals of the differential input amplifiers 107A and 107B, respectively.
[0056]
The changeover switch group 151 has two switches SW5 and SW6.
The switches SW5 and SW6 have terminals Ta, Tb, and Tc, and selectively electrically connect the terminals Ta and Tb and the terminal Tc.
The switches SW5 and SW6 are switched according to a switching signal 151s from the controller 100.
Terminals Ta of the switches SW5 and SW6 are electrically connected to the input ends of the angle conversion circuit 12, respectively.
The terminals Tb of the switches SW5 and SW6 are electrically connected to the output terminals A1 and A3 of the pulse generation circuit 103, respectively.
Terminals Tc of the switches SW5 and SW6 are electrically connected to both ends of the coil 122, respectively.
[0057]
When receiving power from the main power supply 25, the controller 100 outputs switching signals 150 s and 151 s for instructing connection between the terminals Ta and the terminals Tc of the switches SW <b> 1 to S <b> 6 to the switching switch groups 150 and 151.
When controller 100 receives detection signal 110 s from control power failure detection circuit 110, controller 100 outputs switching signals 150 s and 151 s for instructing connection between terminals Tb and terminals Tc of switches SW <b> 1 to S <b> 6 to changeover switch groups 150 and 151.
[0058]
The power failure detection circuit 106 has a function similar to that of the power failure detection circuit 6 according to the above-described embodiment. When the power failure detection circuit 106 detects that power supply from the main power supply 25 to the backup circuit 102 is cut off, the detection signal 106s is pulsed. Output to the generation circuit 103.
[0059]
The non-power failure excitation data holding unit 104 is similar to the non-power failure excitation data holding unit 4 according to the first embodiment described above when the pulse generation circuit 103 is supplied with power from the main power supply 25. Excitation data of an excitation signal to be output from the pulse generation circuit 103 is held.
Similarly to the power failure excitation data holding unit 4 according to the first embodiment described above, the power failure excitation data holding unit 5 is cut off from the power supply to the pulse generation circuit 103 from the main power supply 25 and is supplied from the backup power source 21. Excitation data of an excitation signal to be output from the pulse generation circuit 103 is held when receiving power.
[0060]
When receiving power from the main power supply 25, the pulse generation circuit 103 outputs a pulsed excitation signal from the output terminals A1 to A4 based on the excitation data stored in the excitation data holding unit 104 during non-power failure. To do. This excitation signal is supplied to the two-phase coils 121A and 121B.
In addition, when the excitation switching signal 100as is input, the pulse generation circuit 103 outputs a pulse-shaped excitation signal having a predetermined cycle only from the output terminal A1 based on the excitation data stored in the excitation data holding unit 105 during a power failure. To do. This excitation signal is supplied to the one-phase coil 122. Note that excitation signals are not output from the output terminals A2, A3, and A4.
Furthermore, when the detection signal 106s is input from the power failure detection circuit 106, the pulse generation circuit 103 extends the excitation cycle of the excitation signal output from the output terminal A1 by a predetermined time, for example, 16 times.
[0061]
The differential input amplifiers 107A and 107B have the same configuration as that of the differential input amplifier 7 according to the first embodiment described above.
In the differential input amplifier 107A, the induced voltage generated at both ends of the coil 121A by the excitation signal is differentially input as a reference voltage, and is amplified.
In the differential input amplifier 107B, the induced voltage generated at both ends of the coil 121B by the excitation signal is differentially input as a reference voltage, and is amplified.
[0062]
The comparators 108A and 108B have the same configuration as the comparator 8 according to the first embodiment described above.
The comparator 108A compares the output voltage of the differential input amplifier 107A with a comparison voltage different from the reference voltage described above, and outputs the generated comparison signal COMPA to the rotation amount detection unit 109.
The comparator 108B compares the output voltage of the differential input amplifier 107B with a comparison voltage different from the reference voltage described above, and outputs the generated comparison signal COMPB to the rotation amount detection unit 109.
Note that the comparator voltages in the comparators 108A and 108B are set in the same manner as in the first embodiment.
[0063]
The rotation amount detection unit 109 slightly compares the comparator signals COMPA and COMPB of the comparators 108A and 108B, for example, in the latch timing synchronized with the falling edge of the excitation signal or in either positive or negative direction with respect to this latch timing. Latch at the shifted timing.
By latching the A-phase and B-phase comparator signals, respectively, the same A-phase data and B-phase data as shown in FIG. 8 are obtained.
Then, from the obtained A-phase signal and B-phase signal, the amount of rotation of the rotor with respect to the stator of the resolver 120 is detected and stored.
[0064]
The clock generation circuit 110 generates clock signals CLK1 and CLK2 and supplies them to the disconnection detection circuit 11 in the same manner as the clock generation circuit 10 according to the first embodiment described above.
[0065]
The disconnection detection circuit 111 includes a backup circuit 2 due to disconnection of a cable connecting the backup circuit 102 and the resolver 120, disconnection of a connector used between the backup circuit 102 and the resolver 120, failure of the changeover switch groups 150 and 151, and the like. And the disconnection of the connection path between the resolver 120 and the resolver 120.
FIG. 12 shows an example of the circuit configuration of the disconnection detection circuit 111.
The disconnection detection circuit 111 shown in FIG. 12 is obtained by adding an OR circuit 260 to the input terminal of the reset terminal / RST of the flip-flop circuit 250 of the disconnection detection circuit 11 according to the first embodiment described above.
The OR circuit 260 receives the comparison signals COMPA and COMPB, and takes these ORs and outputs them to the flip-flop circuit 250.
[0066]
Next, an example of operation | movement of the resolver signal processing apparatus 101 of the said structure is demonstrated.
When the control power supply 140 is turned on
When the control power supply 140 is turned on, the main power supply 25 is turned on. When the main power supply 25 is turned on, the angle conversion circuit 12 and the controller 100 can be operated. The backup circuit 102 is also supplied with power from the main power supply 25 by the power supply switching circuit 130. The pulse generation circuit 103 cancels the detection signal 106s from the power failure detection circuit 106.
When the reset of the controller 100 is released, the controller 100 reads the rotation amount rd during the power failure from the rotation amount detection unit 109. Thereby, the controller 100 can acquire the rotation amount of this control object, for example, when the control object rotates while the power supply from the main power supply 25 is cut off.
The controller 100 reads the rotation amount rd during a power outage from the rotation amount detection unit 109, and then outputs an excitation switching signal 100 as to the pulse generation circuit 103.
[0067]
Next, the controller 100 reads the rotation angle signal RD of the current rotor rotation angle θ from the angle conversion circuit 12. The rotation angle θ is data indicating the rotational position of the rotor within 360 °.
The controller 100 can recognize the absolute coordinate value of the control target based on the rotation amount rd stored in the rotation amount detection unit 109 and the rotation angle signal RD from the angle conversion circuit 12.
[0068]
The controller 100 reads the rotation amount rd during a power outage from the rotation amount detection unit 109, and then outputs an excitation switching signal 100 as to the pulse generation circuit 103.
Furthermore, the controller 100 outputs switching signals 150s and 151s for instructing the selector switches 150 and 151 to connect the terminal Tc and the terminal Ta.
When receiving the excitation switching signal 100as, the pulse generation circuit 103 switches the data to be read from the excitation data holding unit 5 at power failure to the excitation data holding unit 4 at non-power failure.
The output terminals A1 to A4 of the pulse generation circuit 103 are connected to the ends S1 to S4 of the coils 121A and 121B, and the angle conversion circuit 12 and the ends R1 and R2 of the coil 122 are connected. .
Thereby, the pulse generation circuit 103 supplies the excitation signals Vpa and Vpb subjected to pulse width modulation to the excitation coils 121A and 121B.
[0069]
Next, the controller 100 reads the rotation angle signal RD of the current rotor rotation angle θ from the angle conversion circuit 12. The rotation angle θ is data indicating the rotational position of the rotor within 360 °.
The controller 100 can recognize the absolute coordinate value of the control target based on the rotation amount rd stored in the rotation amount detection unit 109 and the rotation angle signal RD from the angle conversion circuit 12.
[0070]
When the control power supply 140 is off
When the control power supply 140 is turned off, the control power failure detection circuit 110 detects this and outputs a detection signal 110 s to the controller 100.
The controller 100 receives the detection signal 110 s and reads the rotation angle signal RD of the current rotor rotation angle θ of the resolver 120 from the angle conversion circuit 12. The controller 100 performs backup of absolute value coordinates based on the rotation angle θ. Thereby, the absolute value coordinates when the control power supply 140 is turned off are stored in the controller 100.
[0071]
Further, the controller 100 outputs an excitation switching signal 100 as to the pulse generation circuit 103.
In addition, the controller 100 outputs switching signals 150s and 151s for instructing the selector switch groups 150 and 151 to connect the terminals Tc and Tb.
[0072]
Upon receiving the excitation switching signal 100as, the pulse generation circuit 103 switches the data to be read from the non-power failure excitation data holding unit 104 to the power failure excitation data holding unit 105.
Further, the differential input amplifiers 107A and 107B and the coils 121A and 121B are connected, and the output ends A1 and A3 of the pulse generation circuit 103 and the ends R1 and R2 of the coil 122 are connected.
[0073]
As a result, the excitation signal Pa shown in FIG. 13 is supplied to the coil 122.
Thereafter, the supply voltage of the main power supply 25 is lowered, and the backup circuit 2 receives power from the backup power supply 21 instead of the main power supply 25 by the power supply switching circuit 130.
When the supply voltage of the main power supply 25 decreases, the power failure detection circuit 106 detects this, and outputs a detection signal 106 s to the pulse generation circuit 103.
When a predetermined time (for example, 9 seconds) elapses after receiving the detection signal 106s, the pulse generation circuit 103 extends the generation period of the excitation signal Pa shown in FIG. 13 by a predetermined time (for example, 16 times).
[0074]
As can be seen from FIG. 13, the output voltages of the differential input amplifiers 107A and 107B always overshoot (undershoot) with respect to the reference voltage Vb by the pulsed excitation signal Pa.
As in the first embodiment described above, when the comparator voltage Vs is slightly varied in the positive or negative direction with respect to the reference voltage Vb, the comparator signal COMPA is obtained regardless of the rotation angle θ. At least one of COMPB and COMPB changes corresponding to the pulsed excitation signal Pa.
On the other hand, when the connection path between the backup circuit 102 and the resolver 120 is cut off, the output voltages of the differential input amplifiers 107A and 107B become the reference voltage Vb and do not change.
[0075]
In the rotation amount detection unit 109, as shown in FIGS. 14A and 14B, the comparator signals COMPA and COMPB are set to, for example, the latch timing Lpa synchronized with the falling edge of the excitation signal Pa or the latch timing Lpa. On the other hand, it is latched at a timing slightly shifted in either positive or negative direction.
Thereby, the same A phase data and B phase data as shown in FIG. 8 are obtained. The rotation amount detection unit 109 detects the rotation amount rd of the rotor while the main power supply 25 is shut off from the A-phase data and the B-phase data obtained based on the excitation signal Pa, and stores and stores this.
[0076]
In the disconnection detection circuit 111, as shown in FIG. 14C, the OR signals 260 synthesize the comparator signals COMPA and COMPB.
Based on the combined comparator signals COMPA and COMPB, disconnection detection is performed as in the first embodiment.
From the disconnection detection circuit 111, the presence or absence of disconnection is output by a detection signal 111s.
[0077]
【The invention's effect】
According to the present invention, the circuit configuration of the resolver signal processing circuit can be simplified, and the power consumption of the backup circuit that operates when the main power supply is shut off can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a resolver signal processing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an excitation signal generated based on data stored in a non-power failure excitation data holding unit in a pulse generation circuit.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an excitation signal generated based on data stored in an excitation data holding unit during a power failure in a pulse generation circuit.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit of a differential input amplifier and a comparator.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a disconnection detection circuit.
FIG. 6 is a diagram showing a change example according to a rotation angle θ of an induced voltage generated in a coil.
FIG. 7 is a graph showing an example of a compare signal.
FIG. 8 is a diagram showing an example of A-phase data and B-phase data.
FIG. 9 is a timing chart of each signal in the disconnection detection circuit 11 when the connection path between the backup circuit 2 and the resolver 120 is not interrupted.
10 is a timing chart of each signal in the disconnection detection circuit 11 when the connection path between the backup circuit 2 and the resolver 120 is interrupted. FIG.
FIG. 11 is a functional block diagram showing a configuration of a resolver signal processing device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a disconnection detection circuit.
FIG. 13 is a diagram showing a change example according to a rotation angle θ of an induced voltage generated in a coil.
FIG. 14 is a graph showing an example of a comparator signal and a signal obtained by combining these signals.
[Explanation of symbols]
1,101 ... Resolver signal processing device
2,102 ... Backup circuit
3,103 ... Pulse generation circuit
4,104 ... Excitation data holding part at non-power failure
5,105 ... Excitation data holding part at power failure
6,106 ... Power failure detection circuit
7, 107A, 107B ... Differential input amplifier
8, 108A, 108B ... Comparator
9, 109 ... rotation amount detection unit
10, 110 ... Clock generation circuit
11, 111 ... disconnection detection circuit
12 ... Angle conversion circuit
21 ... Backup power supply
25 ... Main power
100 ... Controller
110: Control power failure detection circuit
120 ... Resolver
130 ... Power supply switching circuit
140: Control power supply

Claims (3)

相対回転可能な第1および第2のコイルを有するレゾルバの信号処理を行うレゾルバ信号処理装置であって、
前記レゾルバと接続され、主電源からの電力の供給が遮断されているときにバックアップ電源から電力の供給を受けて動作し、前記バックアップ電源から電力の供給を受けている間に発生した前記第1および第2のコイルの相対回転量を、前記第1または第2のコイルにより検出された検出信号に基づいて検出するバックアップ回路を有し、
前記バックアップ回路は、
前記第1および第2のコイルの一方に所定周期のパルス状の励磁信号を供給するパルス発生手段と、
前記第1および第2のコイルの他方に発生する電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する差動入力アンプと、
前記差動入力アンプの出力電圧を前記基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートするコンパレータと、
前記コンパレータのコンパレート信号を前記励磁信号の励磁タイミングに基づいてラッチして得られた第1相信号および第2相信号から、前記相対回転量を検出、記憶する回路と、
前記コンパレータのコンパレート信号に基づいて、前記レゾルバと前記バックアップ回路との間の接続経路の遮断の有無を検知する断線検知回路と、
を有し、
前記コンパレート電圧は、前記接続経路の遮断が発生していない場合に、前記第1および第2のコイルの相対回転位置に関わらず、前記コンパレータのコンパレート信号が前記パルス発生手段の励磁信号の発生周期に対応して変化する値に設定されている
レゾルバ信号処理装置。
A resolver signal processing device for performing signal processing of a resolver having first and second coils capable of relative rotation,
The first power generation unit that is connected to the resolver and operates while receiving power supply from a backup power supply when power supply from a main power supply is cut off, and is generated while receiving power supply from the backup power supply. And a backup circuit that detects a relative rotation amount of the second coil based on a detection signal detected by the first or second coil,
The backup circuit is
Pulse generating means for supplying a pulsed excitation signal having a predetermined period to one of the first and second coils;
A differential input amplifier for amplifying the voltage generated by differentially inputting a voltage generated in the other of the first and second coils with a reference voltage;
A comparator that compares the output voltage of the differential input amplifier with a comparator voltage different from the reference voltage;
A circuit for detecting and storing the relative rotation amount from the first phase signal and the second phase signal obtained by latching the comparator signal of the comparator based on the excitation timing of the excitation signal;
Based on the comparator signal of the comparator, a disconnection detection circuit that detects the presence or absence of disconnection of the connection path between the resolver and the backup circuit ;
I have a,
The comparator voltage is such that when the connection path is not interrupted, the comparator's comparator signal is the excitation signal of the pulse generating means, regardless of the relative rotational positions of the first and second coils. A resolver signal processing device set to a value that changes in accordance with the generation period .
前記断線検知回路は、前記励磁信号の発生周期毎に前記コンパレート信号の変化の有無を検出する第1の検出回路と、
前記第1の検出回路の検出結果を複数の前記発生周期に渡って保持し、複数の前記発生周期における前記検出結果に基づいて、前記接続経路の遮断の有無を検知する検知信号を生成する第2の検出回路と
を有する請求項に記載のレゾルバ信号処理装置。
The disconnection detection circuit includes a first detection circuit that detects presence or absence of a change in the comparator signal for each generation period of the excitation signal;
The detection result of the first detection circuit is held over a plurality of the generation periods, and a detection signal for detecting whether the connection path is blocked is generated based on the detection results in the generation periods. The resolver signal processing device according to claim 1 , comprising: two detection circuits.
前記パルス発生手段は、主電源から電力の供給を受けているときには、第1の励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を前記第1および第2のコイルの前記一方又は前記他方に供給し、前記バックアップ電源から電力を受けているときには、第2の励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を前記第1および第2のコイルの前記一方に供給する
請求項1又は2のいずれかに記載のレゾルバ信号処理装置。
It said pulse generating means, when it is supplied with electric power from the main power source, a pulsed excitation signal is supplied to the one or the other of the first and second coil based on the first excitation data, wherein when receiving power from a backup power supply according to claim 1 or 2 for supplying a pulsed excitation signal based on the second excitation data into said one of said first and second coil Resolver signal processing device.
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