(57)【要約】【課題】インバータがシャットダウンされたときにレゾルバの消費電力を低減させるレゾルバ制御装置を提供する。【課題を解決するための手段】  本発明におけるレゾルバ制御装置は、インバータによって駆動されるモータの回転角を検出するレゾルバが出力する回転角検出信号が入力される入力部と、インバータを駆動する駆動出力を遮断する遮断信号を出力する制御部と、制御部が遮断信号を出力したときにレゾルバに印加する励磁信号の振幅を切り替える励磁信号切替部と、制御部が遮断信号を出力したときに回転角検出信号の増幅率を切り替える増幅率切替部とを備える。【選択図】図１
2015145863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータによって駆動されるモータの回転角を検出するレゾルバが出力する回転角検出信号が入力される入力部と、
前記インバータを駆動する駆動出力を遮断する遮断信号を出力する制御部と、
前記制御部が前記遮断信号を出力したときに前記レゾルバに印加する励磁信号の振幅を切り替える励磁信号切替部と、
前記制御部が前記遮断信号を出力したときに前記回転角検出信号の増幅率を切り替える増幅率切替部と
を備える、レゾルバ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転角の検出に精度が必要でなく検出する回転角が粗で良いときに励磁信号の振幅を小さくして回路の消費電力を少なくする回転角検出装置がある（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、停電中は励磁回路の励磁電圧の振幅を通常より小さくすることにより消費電力を減少させるレゾルバ制御装置がある（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０３７２５４号公報
【特許文献２】特開平０８−０１４９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の技術では、負荷となるモータを駆動するインバータをシャットダウンしたときにレゾルバの消費電力を低減させることができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、インバータがシャットダウンされたときにレゾルバの消費電力を低減させるレゾルバ制御装置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】
本発明におけるレゾルバ制御装置は、インバータによって駆動されるモータの回転角を検出するレゾルバが出力する回転角検出信号が入力される入力部と、前記インバータを駆動する駆動出力を遮断する遮断信号を出力する制御部と、前記制御部が前記遮断信号を出力したときに前記レゾルバに印加する励磁信号の振幅を切り替える励磁信号切替部と、前記制御部が前記遮断信号を出力したときに前記回転角検出信号の増幅率を切り替える増幅率切替部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、インバータがシャットダウンされたときにレゾルバの消費電力を低減させるレゾルバ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態におけるレゾルバ制御装置の電気回路を示す構成図
【図２】第２の実施形態におけるレゾルバ制御装置の電気回路を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の一例である実施の形態を説明する。
［第１の実施形態］
先ず、図１を用いて第１の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態におけるレゾルバ制御装置の電気回路を示す構成図である。
【００１１】
図１において、レゾルバ制御装置１は、インバータとしてＩＢＧＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）２を駆動して、図示しないモータを駆動して回転させる。モータには、モータの回転角を検出するレゾルバ３が取り付けられている。レゾルバ制御装置１は、たとえばレゾルバを電子制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）にて実現できる。
【００１２】
レゾルバ３は、励磁コイル３１と、検知コイル３２、３３、およびモータの回転子に接続されたロータ３４を備える。検知コイル３２と検知コイル３３は、ロータ３４の回転角に応じて電圧が変化する回転角検出信号を出力する。回転角検出信号の振幅は、励磁コイル３１に印加される励磁信号の振幅に比例する。検知コイル３２が出力する回転角検出信号をｓｉｎ波とすると、検知コイル３３が出力する回転角検出信号は、ｓｉｎ波と直交するｃｏｓ波となる。レゾルバ制御装置１は、回転角検出信号が入力される入力部として、入力部（ｓｉｎ、ｓｉｎｇ）と入力部（ｃｏｓ、ｃｏｓｇ）を備える。
【００１３】
レゾルバ制御装置１は、制御部としてマイコン１１を備える。マイコン１１は、シャットダウン出力部（ＳＤＷＮ）、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）出力部（ＰＷＭ）、レゾルバ励磁信号出力部（ＲＳＯ）、および回転角検出信号入力部（ｓｉｎ、ｃｏｓ）を備える。
【００１４】
マイコン１１のＰＷＭ出力部は、ＩＧＢＴ２を駆動するためのＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号は、パルス波のデューティ比を変化させてＩＧＢＴ２の出力を制御するための信号である。ＰＷＭ出力部は、抵抗ｒ２を介してＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）であるＭ２のゲートに対してＰＷＭ信号を出力する。Ｍ２は入力されたＰＷＭ信号によってスイッチングされて、抵抗ｒ２１を介して電源電圧ＶＢ１にてフォトカプラ１２を駆動する。フォトカプラ１２は、Ｍ２から出力されるＰＷＭ信号を、電源電圧ＶＢ１と絶縁された電源電圧ＶＢ２によるＰＷＭ信号に変換して、プリドライバＩＣ１３のＰＷＭ入力部に入力する。プリドライバＩＣ１３は、入力されたＰＷＭ信号に基づき、抵抗ｒ３を介してＩＧＢＴ２のゲートを駆動する駆動出力を出力する。なお、図１においては、説明を簡単にするためにＩＧＢＴ２は一つのみを図示しているが、たとえば、上アームを形成するＩＧＢＴと下アームを形成するＩＧＢＴを一相分の１組として、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の３相からなる３組のＩＧＢＴであってもよい。
【００１５】
マイコン１１のシャットダウン出力部は、ＩＧＢＴ２の出力を遮断する遮断信号を出力する。ＩＧＢＴ２の出力の遮断は、たとえば車両が停止している状態等、モータが低負荷の場合に省電力を目的として行われる。遮断信号は、シャットダウン出力部から抵抗ｒ１を介してＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴであるＭ１に入力される。Ｍ１のゲートに遮断信号が入力されると、電源電圧ＶＢ１の電源が遮断されてフォトカプラ１２を停止させ、プリドライバＩＣ１３の駆動を停止させることにより、ＩＧＢＴ２への駆動出力が停止してＩＧＢＴ２の出力が遮断される。
【００１６】
マイコン１１のレゾルバ励磁信号出力部は、レゾルバ３の励磁コイル３１に印加する励磁信号を出力する。レゾルバ制御装置１は、オペアンプＯＰ１、ならびに抵抗ｒ４、ｒ５、ｒ６を備えて、レゾルバ励磁信号出力部から出力された励磁信号を増幅する。抵抗ｒ６は、抵抗ｒ６１に、スイッチｓｗ１と抵抗ｒ６２が直列接続された回路が並列接続されている。トランジスタＴｒ１およびＴｒ２は、抵抗ｒ７およびｒ８を介してベース入力されたオペアンプＯＰ１の出力に対して、電源電圧ＶＢ３による励磁コイル３１への出力段を構成する。コンデンサｃ１はＡＣカップリングコンデンサとして機能して励磁信号のＤＣ成分をカットする。
【００１７】
励磁コイル３１に印加される励磁信号は、ＩＧＢＴ２のスイッチングノイズ等の影響を少なくするため、十分なＳＮ比を持った振幅にてレゾルバ励磁信号出力部から出力される。しかし、マイコン１１から遮断信号が出力されてＩＧＢＴの出力が遮断された場合には、ＩＧＢＴによるスイッチングノイズがなくなり、ノイズレベルが下がることから、励磁信号の振幅を小さくしてもＳＮ比を高くすることができる。励磁コイル３１に印加される励磁信号の振幅を小さくすることにより、励磁コイル３１による消費電力の低減を図ることができる。
【００１８】
励磁信号出力部が出力する電圧をＶｒｓｏとすると、コンデンサｃ１に入力される電圧Ｖ０は、次の式１で示される。
Ｖ０＝（ＶＢ４−Ｖｒｓｏ）ｒ６／ｒ４＋ＶＢ４（ｒ６／ｒ５＋１）  …（式１）
コンデンサｃ１に入力されたＶ０はＤＣ成分であるＶＢ４がカットされるため、励磁コイル３１に印加される励磁信号の電圧Ｖｒｅｆは、次の式２で示される。
Ｖｒｅｆ＝−Ｖｒｓｏ・ｒ６／ｒ４  …（式２）
式２より、励磁信号の増幅率は抵抗ｒ６の抵抗値に比例する。
【００１９】
抵抗ｒ６の抵抗値は、遮断信号が入力されるとスイッチｓｗ１が閉状態となるため、ｒ６１とｒ６２の並列となる。したがって、抵抗ｒ６の抵抗値は、ｒ６＝ｒ６１・ｒ６２／（ｒ６１＋ｒ６２）となる。一方、遮断信号が入力されないときにはスイッチｓｗ１は開状態となるため、抵抗ｒ６の抵抗値は、ｒ６＝ｒ６１となる。励磁信号の増幅率はｒ６の抵抗値に比例するため、抵抗ｒ６１と抵抗ｒ６２の抵抗値の選択により、スイッチｓｗ１の開閉によって増幅率を切り替え、励磁信号の振幅を切り替えることができる。たとえば、ｒ６１＝ｒ６２とした場合、スイッチｓｗ１が開状態のときに比べてスイッチｓｗ１が閉状態のときの励磁信号の振幅は１／２に減少する。ｓｗ１は励磁信号切替部として動作して、ｓｗ１の開閉によって励磁信号の振幅を切り替えることを可能にする。
【００２０】
レゾルバ制御装置１は、増幅部１４、１５を備える。検知コイル３２から出力された回転角検出信号は、入力部（ｓｉｎ、ｓｉｎｇ）から増幅部１４に入力される。また、検知コイル３３から出力された回転角検出信号は、入力部（ｃｏｓ、ｃｏｓｇ）から増幅部１５に入力される。増幅部１４および１５は同一の回路Ａであるため、図１では増幅部１５の記載を省略している。
【００２１】
増幅部１４は、オペアンプＯＰ２、抵抗ｒ１１、ｒ１２、ｒ１３、およびｒ１４を備え、入力部（ｓｉｎ、ｓｉｎｇ）に入力された回転角検出信号を増幅して回転角検出信号入力部（ｓｉｎ）に入力する。入力部（ｓｉｎ）に入力される回転角検出信号の電圧をＶｓｉｎ、入力部（ｓｉｎｇ）に入力される回転角検出信号の電圧をＶｓｉｎｇ、回転角検出信号入力部（ｓｉｎ）に入力される電圧をＶｍｃとすると、Ｖｍｃは、次の式３で示される。
Ｖｍｃ＝｛（ｒ１２＋ｒ１４）／ｒ１２｝・｛Ｖｓｉｎ・ｒ１３／（ｒ１１＋ｒ１３）＋ＶＢ４・ｒ１１／（ｒ１１＋ｒ１３）｝−Ｖｓｉｎｇ・ｒ１４／ｒ１２  …（式３）
ここで、ｒ１１＝ｒ１２、ｒ１３＝ｒ１４とすると、
Ｖｍｃ＝（Ｖｓｉｎ−Ｖｓｉｎｇ）・ｒ１３／ｒ１１＋ＶＢ４
となり、直流成分の電源電圧ＶＢ４を除くと、回転角検出信号の増幅率はｒ１１に反比例することになる。
【００２２】
抵抗ｒ１１は、並列に接続された抵抗ｒ１１１とｒ１１２を有する。抵抗ｒ１１１は、増幅率切替部としてスイッチＳＷ２と直列に接続される。スイッチＳＷ２は、遮断信号が入力されないときには開状態となるため、抵抗ｒ１１の抵抗値は、ｒ１１＝ｒ１１２となる。一方、スイッチＳＷ２は、遮断信号が入力されると閉状態となるため、抵抗ｒ１１は抵抗ｒ１１１とｒ１１２の並列（ｒ１１＝ｒ１１１・ｒ１１２／（ｒ１１１＋ｒ１１２））となり、ｒ１１の抵抗値の減少に比例して増幅率が増加することになる。したがって、マイコン１１から遮断信号が出力されて励磁信号の振幅が減少しても、回転角検出信号の増幅率を増加させることにより、マイコン１１の回転角検出信号入力部（ｓｉｎ）に入力される回転角検出信号の振幅を維持することができる。
【００２３】
なお、増幅部１５は、増幅部１４と同様の動作を行うため、ここでは説明を省略する。
【００２４】
第１の実施形態では、スイッチｓｗ１およびｓｗ２によって、励磁信号の増幅率と回転角検出信号の増幅率が２段階に変化して切り替えられるように説明したが、スイッチと直列に接続された抵抗を多段並列に接続して、多段階に抵抗値を変更することにより、増幅率を多段階に切り替えてもよい。たとえば、遮断信号の有無に加えて、プリドライバＩＣ１３等の電源を段階的にＯＦＦする省電力制御を行う場合には、省電力の段階に応じて抵抗を切り替えて増幅率を変更してもよい。また、レゾルバ３の周辺でノイズを発生する機器の運転状況に応じて多段階に切り替えてもよい。
［第２の実施形態］
次に、図２を用いて第２の実施形態を説明する。図２は、第２の実施形態におけるレゾルバ制御装置の電気回路を示す構成図である。なお、図２の中で図１と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図２において、マイコン４１は、励磁信号の増幅率を切り替える励磁信号切替部と、回転角検出信号の増幅率を切り替える増幅率切替部とを、マイコン４１の内部に備える。励磁信号切替部と増幅率切替部は、たとえば、マイコン４１の内部に記憶されたプログラムをマイコン４１が実行することにより実現することができる。第２の実施形態では、マイコン４１のプログラムが励磁信号切替部および増幅率切替部として機能するものとして説明する。
【００２６】
マイコン４１のプログラムは、励磁信号切替部として、シャットダウン出力部（ＳＤＷＮ）が遮断信号を出力するときに、レゾルバ励磁信号出力部（ＲＳＯ）から出力する励磁信号の振幅を減少させる変更を行う。第２の実施形態においては抵抗ｒ６の抵抗値を切り替えないため、抵抗ｒ６とｒ４によって定まるオペアンプＯＰ１による増幅率は固定値となる。
【００２７】
マイコン４１のプログラムは、増幅率切替部として、シャットダウン出力部（ＳＤＷＮ）が遮断信号を出力するときに、回転角検出信号入力部（ｓｉｎ、ｃｏｓ）に入力された回転角検出信号の増幅率を増加させる変更を行う。第２の実施形態においては抵抗ｒ１１およびｒ１２の抵抗値を切り替えないため、抵抗ｒ１１〜ｒ１４によって定まるオペアンプＯＰ２による増幅率は固定値となる。
【００２８】
マイコン４１のプログラムによって変更される励磁信号および回転角検出信号の増幅率は、たとえば、レゾルバ制御装置１に接続された図示しない操作表示装置によって予め設定されてマイコン４１内部のフラッシュメモリ等に記憶しておいてもよい。
【００２９】
なお、第２の実施形態においても第１の実施形態と同様に増幅率を多段階で切り替えるようにしてもよい。
【００３０】
以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  レゾルバ制御装置
１１  マイコン
１２  フォトカプラ
１３  プリドライバＩＣ
１４、１５  増幅回路
２  ＩＧＢＴ
３  レゾルバ
３１  励磁コイル
３２、３３  検知コイル
３４  ロータ
【図１】
2015145863.tif 000003
【図２】
2015145863.tif 000004