(57)【要約】      （修正有）【課題】２相励磁２相出力方式の角度検出器のための出力信号異常検出装置において、２相の出力信号のどちらに異常が発生しているかを特定できるものを提供する。【解決手段】異常検出装置は、２相励磁２相出力方式の角度検出器において、出力信号の異常を検出する装置である。異常検出装置は、各相の出力信号と、所定の上側閾値とを比較する上側コンパレータ１０３と、各相の出力信号と、所定の下側閾値とを比較する下側コンパレータ１０４と、上側コンパレータ１０３の出力信号の反転間隔を計測する上側カウンタ１０７と、下側コンパレータ１０４の出力信号の反転間隔を計測する下側カウンタ１０８と、上側カウンタ１０７または下側カウンタ１０８の値が所定のカウント閾値に達した場合に異常検出信号を出力する、信号出力器とを備える。【選択図】図２
2020026962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２相励磁２相出力方式の角度検出器において、出力信号の異常を検出する装置であって、
各相の出力信号と、所定の上側閾値とを比較する上側コンパレータと、
各相の出力信号と、所定の下側閾値とを比較する下側コンパレータと、
前記上側コンパレータの出力信号の反転間隔を計測する上側カウンタと、
前記下側コンパレータの出力信号の反転間隔を計測する下側カウンタと、
前記上側カウンタまたは前記下側カウンタの値が所定のカウント閾値に達した場合に異常検出信号を出力する、信号出力器と
を備える、装置。
【請求項２】
前記上側閾値または前記下側閾値は可変に設定可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記上側カウンタまたは前記下側カウンタのカウント閾値は可変に設定可能である、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記上側コンパレータの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出する、上側両エッジ検出器と、
前記下側コンパレータの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出する、下側両エッジ検出器と、
をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、２相励磁２相出力方式の角度検出器において、出力信号の異常を検出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
角度検出器の出力信号の異常を検出するための技術を記載した文献として、特許文献１および特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５０１８２号公報
【特許文献２】特開平８−３３４３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の装置では、２相の出力信号のどちらに異常が発生しているかを特定することができないという問題があった。
【０００５】
たとえば特許文献１および２の構成でも、２相の出力信号のどちらに異常が発生しているかを特定することができない。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、２相励磁２相出力方式の角度検出器のための出力信号異常検出装置において、２相の出力信号のどちらに異常が発生しているかを特定できるものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る装置は、
２相励磁２相出力方式の角度検出器において、出力信号の異常を検出する装置であって、
各相の出力信号と、所定の上側閾値とを比較する上側コンパレータと、
各相の出力信号と、所定の下側閾値とを比較する下側コンパレータと、
前記上側コンパレータの出力信号の反転間隔を計測する上側カウンタと、
前記下側コンパレータの出力信号の反転間隔を計測する下側カウンタと、
前記上側カウンタまたは前記下側カウンタの値が所定のカウント閾値に達した場合に異常検出信号を出力する、信号出力器と
を備える。
特定の態様によれば、前記上側閾値または前記下側閾値は可変に設定可能である。
特定の態様によれば、前記上側カウンタまたは前記下側カウンタのカウント閾値は可変に設定可能である。
特定の態様によれば、
前記上側コンパレータの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出する、上側両エッジ検出器と、
前記下側コンパレータの出力信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出する、下側両エッジ検出器と、
をさらに備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る装置は、各相について、コンパレータおよびカウンタを用いて出力信号の異常を検出するので、２相の出力信号のどちらに異常が発生しているかを特定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る異常検出装置を含む構成の例を示す図である。
【図２】図１の異常検出装置に含まれる回路の構成の例を示す図である。
【図３】正常な出力信号の例を示す図である。
【図４】異常な出力信号の例を示す図である。
【図５】異常な出力信号の別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係る異常検出装置１００を含む構成の例を示す。異常検出装置１００は、２相励磁２相出力方式の角度検出器において、出力信号の異常を検出する装置である。角度検出器１０は、２相励磁２相出力方式の角度検出器の例である。励磁信号発生部２０は角度検出器１０を励磁する２相の励磁信号を発生する。励磁信号の角速度をωＲとし、時間をｔとすると、２相の励磁信号の一方Ｒ１−Ｒ３がｃｏｓωＲｔに対応し、他方Ｒ２−Ｒ４がｓｉｎωＲｔに対応する。
【００１１】
角度検出器１０は、回転角度θに応じて２相の出力信号を出力する。図１では、角度検出器１０の２相の出力信号のうち、一方をｃｏｓ（ωＲｔ−θ）とし、他方をｓｉｎ（ωＲｔ−θ）とする。ｃｏｓ（ωＲｔ−θ）は、２つの信号Ｓ１およびＳ３によって表され、たとえばＳ１−Ｓ３に対応する。同様に、ｓｉｎ（ωＲｔ−θ）は、２つの信号Ｓ２およびＳ４によって表され、たとえばＳ２−Ｓ４に対応する。
【００１２】
図２に、異常検出装置１００に含まれる回路の構成の例を示す。図２は、２相の出力信号のうち一方であるｓｉｎ（ωＲｔ−θ）に対応する回路の例である。
【００１３】
異常検出装置１００は、上側閾値出力器１０１と、下側閾値出力器１０２と、上側コンパレータ１０３と、下側コンパレータ１０４と、上側両エッジ検出器１０５と、下側両エッジ検出器１０６と、上側カウンタ１０７と、下側カウンタ１０８と、ＯＲゲート１０９とを備える。入力信号ＳＩＮＭＮＴは、たとえばｓｉｎ（ωＲｔ−θ）を差動増幅器を用いて増幅した信号である。出力信号ＳＳ＿ＥＲＲは、ＳＩＮＭＮＴにおける異常の有無を表す。
【００１４】
上側コンパレータ１０３は、角度検出器１０の出力信号すなわちＳＩＮＭＮＴと、所定の上側閾値ＶＨとを比較する。下側コンパレータ１０４は、角度検出器１０の出力信号すなわちＳＩＮＭＮＴと、所定の下側閾値ＶＬとを比較する。
【００１５】
上側両エッジ検出器１０５は、上側コンパレータ１０３の出力信号のエッジを検出し、とくに、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方を検出する。下側両エッジ検出器１０６は、下側コンパレータ１０４の出力信号のエッジを検出し、とくに、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの双方を検出する。
【００１６】
上側カウンタ１０７は、上側両エッジ検出器１０５によって検出されたエッジ間の時間を計測する。たとえば、上側カウンタ１０７は周期的にカウントアップする値を保持し、上側両エッジ検出器１０５から入力されるエッジ検出信号に応じて値をリセットする。このようにして、上側カウンタ１０７は、上側コンパレータ１０３の出力信号の反転間隔を計測する。また、上側カウンタ１０７は、保持する値が所定のカウント閾値に達した場合（すなわち、反転間隔が所定の時間閾値に達した場合）に、異常検出信号を出力する。このように、上側カウンタ１０７は、異常検出装置１００の信号出力器として機能する。
【００１７】
下側カウンタ１０８は、下側両エッジ検出器１０６によって検出されたエッジ間の時間を計測する。たとえば、下側カウンタ１０８は周期的にカウントアップする値を保持し、下側両エッジ検出器１０６から入力されるエッジ検出信号に応じて値をリセットする。このようにして、下側カウンタ１０８は、下側コンパレータ１０４の出力信号の反転間隔を計測する。また、下側カウンタ１０８は、保持する値がカウント閾値に達した場合（すなわち、反転間隔が所定の時間閾値に達した場合）に、異常検出信号を出力する。このように、下側カウンタ１０８は、異常検出装置１００の信号出力器として機能する。
【００１８】
ＯＲゲート１０９もまた、異常検出装置１００の信号出力器として機能し、上側カウンタ１０７または下側カウンタ１０８のいずれかから異常検出信号が出力された場合に、これに応じて異常検出信号ＳＳ＿ＥＲＲを出力する。
【００１９】
上側閾値出力器１０１における閾値（上側閾値ＶＨ）は、可変に設定可能であってもよい。たとえば図示のように検出閾値選択信号に応じて上側閾値ＶＨを変更する機能を備えてもよい。同様に、下側閾値出力器１０２における閾値（下側閾値ＶＬ）は、可変に設定可能であってもよい。たとえば図示のように検出閾値選択信号に応じて下側閾値ＶＬを変更する機能を備えてもよい。
【００２０】
上側カウンタ１０７のカウント閾値は、可変に設定可能であってもよい。たとえば図示のように検出時間選択信号に応じてカウント閾値を変更するものであってもよい。同様に、下側カウンタ１０８のカウント閾値は、可変に設定可能であってもよい。たとえば図示のように検出時間選択信号に応じてカウント閾値を変更するものであってもよい。
【００２１】
図３に、角度検出器１０の正常な出力信号の例を示す。この例では、出力信号ＳＩＮＭＮＴは、所定値Ｖｃｏｍを中心として振動し、上限は上側閾値ＶＨを超え、下限は下側閾値ＶＬを下回る。振幅は角度検出器１０の検出角度によらず一定である。たとえばＶｃｃ＝５［Ｖ］である場合には、Ｖｃｏｍ＝Ｖｃｃ／２＝２．５［Ｖ］、ＶＨ＝Ｖｃｃ×０．５５＝２．７５［Ｖ］、ＶＬ＝Ｖｃｃ×０．４５＝２．２５［Ｖ］とすることができる。
【００２２】
この場合には、ＳＩＮＭＮＴが上側閾値ＶＨおよび下側閾値ＶＬと交差するたびに上側コンパレータ１０３および下側コンパレータ１０４の出力が変化し、上側両エッジ検出器１０５および下側両エッジ検出器１０６がこれを検出して上側カウンタ１０７および下側カウンタ１０８をリセットする。
【００２３】
検出時間（カウント閾値）を適切に設定しておけば、上側カウンタ１０７および下側カウンタ１０８の値はカウント閾値に達する前にリセットされるので、上側カウンタ１０７および下側カウンタ１０８は異常検出信号を出力しない。
【００２４】
図４に、角度検出器１０の異常な出力信号の例を示す。この例では、出力信号ＳＩＮＭＮＴの振幅が異常に減少し、上限は上側閾値ＶＨを超えず、下限は下側閾値ＶＬを下回らない。このような状態は、角度検出器１０の信号の出力異常、周辺回路の異常または励磁信号発生部２０の異常、等の場合に発生し得る。
【００２５】
この場合には、上側コンパレータ１０３および下側コンパレータ１０４の出力が変化しないので、上側両エッジ検出器１０５および下側両エッジ検出器１０６はエッジを検出せず、上側カウンタ１０７および下側カウンタ１０８がリセットされない。このため、時間が経過すると上側カウンタ１０７または下側カウンタ１０８の保持する値がカウント閾値に達し、異常検出信号が出力される。
【００２６】
図５に、角度検出器１０の異常な出力信号の別の例を示す。この例では、時刻ｔ１において出力信号ＳＩＮＭＮＴの値が固定されている。このような状態は、天絡、地絡または励磁信号発生部２０の異常、等の場合に発生し得る。この場合にも、時刻ｔ１以降は上側コンパレータ１０３および下側コンパレータ１０４の出力が変化しないので、時間が経過すると異常検出信号が出力される。
【００２７】
なお、図４および図５の例ではＳＩＮＭＮＴの振幅が減少または消失しているが、ＳＩＮＭＮＴの振幅が正常であっても、ＳＩＮＭＮＴのオフセット異常が発生した場合には、上側閾値ＶＨまたは下側閾値ＶＬとの交差頻度が減少またはゼロとなる場合があり、そのような場合には上側カウンタ１０７または下側カウンタ１０８から異常検出信号が出力される。
【００２８】
以上は、角度検出器１０の２相の出力信号のうち一方の相であるｓｉｎ（ωＲｔ−θ）に対応する回路の例であるが、他方の相であるｃｏｓ（ωＲｔ−θ）に対応する回路も同様に構成される。ただし、入力信号はＣＯＳＭＮＴ（たとえばｃｏｓ（ωＲｔ−θ）を差動増幅器を用いて増幅した信号）となり、出力信号は、ＣＯＳＭＮＴの異常を表すＳＣ＿ＥＲＲとなる。
【００２９】
以上説明するように、本発明の実施の形態１に係る異常検出装置１００によれば、ＳＩＮＭＮＴおよびＣＯＳＭＮＴという２相について、それぞれコンパレータおよびカウンタを用いて出力信号の異常を検出し、各相に対応する異常検出信号ＳＳ＿ＥＲＲおよびＳＣ＿ＥＲＲを出力するので、２相の出力信号のどちらに異常が発生しているかを特定できる。
【００３０】
なお、特許文献１では移相回路が必要であるが、上述の実施の形態１では移相回路は不要である。とくに、一般的な移相回路ではオペアンプ回路を用いて構成するため素子サイズが比較的大きくなるが、本願の実施の形態１ではオペアンプ回路でなくコンパレータ回路を用いることができ、素子サイズをより小さくすることができる。
【００３１】
実施の形態１では、上側両エッジ検出器１０５および下側両エッジ検出器１０６を用いたが、立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれかのみを計測しても同等の機能は実現可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  角度検出器、１００  異常検出装置（異常を検出する装置）、１０３  上側コンパレータ、１０４  下側コンパレータ、１０５  上側両エッジ検出器、１０６  下側両エッジ検出器、１０７  上側カウンタ（信号出力器）、１０８  下側カウンタ（信号出力器）、１０９  ＯＲゲート（信号出力器）、ＳＩＮＭＮＴ  出力信号、ＶＨ  上側閾値、ＶＬ  下側閾値。
【図１】
2020026962.tif 000003
【図２】
2020026962.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020026962.tif 000006
【図５】
2020026962.tif 000007