(57)【要約】【課題】本発明は、パルス駆動直後に励磁コイルに蓄積されたエネルギーを回収してバックアップ電源側に戻すことで、バッテリの消費電流を低減させることを目的とする。【解決手段】本発明によるレゾルバ励磁装置及び方法は、バックアップ電源(41)による励磁コイル(1a)のパルス駆動時に、前記パルス駆動直後に励磁コイル(1a)に蓄積されたエネルギー(EN)をコンデンサ(50)に回収しバッテリ(11)からのバックアップ電源(41)側に戻すことにより、バッテリ(11)からの消費電流を低減させる構成と方法である。【選択図】図１
2013213796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機(25)に設けられたレゾルバ(1)励磁コイル(1a)に対して、主電源(19)のオフ時にバッテリ(11)によるバックアップ電源(41)を用いてパルス励磁信号(B)を印加するようにしたレゾルバ励磁装置において、
前記励磁コイル(1a)に接続されたスイッチング部(30)と、前記スイッチング部(30)に接続されたコントロール回路(17)と、前記スイッチング部(30)に接続されたコンデンサ(50)と、前記スイッチング部(30)及び前記コントロール回路(17)に接続された前記主電源(19)及び前記バッテリ(11)と、を備え、
前記バックアップ電源(41)による前記励磁コイル(1a)のパルス駆動時に、前記パルス駆動直後に前記励磁コイル(1a)に蓄積されたエネルギー(EN)を前記コンデンサ(50)に回収し前記バッテリ(11)からのバックアップ電源(41)側に戻すことにより、前記バッテリ(11)からの消費電流を低減させることを特徴とするレゾルバ励磁装置。
【請求項２】
前記スイッチング部(30)は少なくとも第１〜第２スイッチ(S1〜S2)からなり、前記第１スイッチ(S1)は前記励磁コイル(1a)の一端(32)と前記主電源(19)側との間に設けられ、前記第２スイッチ(S2)は前記励磁コイル(1a)の他端(33)と前記コンデンサ(50)との間にダイオード(43)を介して設けられ、
前記第１〜第２スイッチ(S1〜S2)は、前記コントロール回路(17)のコントロール信号(A)によって切換えられることを特徴とする請求項１記載のレゾルバ励磁装置。
【請求項３】
回転機(25)に設けられたレゾルバ(1)励磁コイル(1a)に対して、主電源(19)のオフ時にバッテリ(11)によるバックアップ電源(41)を用いてパルス励磁信号(B)を印加するようにしたレゾルバ励磁装置において、
前記励磁コイル(1a)に接続されたスイッチング部(30)と、前記スイッチング部(30)に接続されたコントロール回路(17)と、前記スイッチング部(30)に接続されたコンデンサ(50)と、前記スイッチング部(30)及び前記コントロール回路(17)に接続された前記主電源(19)及び前記バッテリ(11)と、を用い、
前記バックアップ電源(41)による前記励磁コイル(1a)のパルス駆動時に、前記パルス駆動直後に前記励磁コイル(1a)に蓄積されたエネルギー(EN)を前記コンデンサ(50)に回収し前記バッテリ(11)からのバックアップ電源(41)側に戻すことにより、前記バッテリ(11)からの消費電流を低減させることを特徴とするレゾルバ励磁方法。
【請求項４】
前記スイッチング部(30)は少なくとも第１〜第２スイッチ(S1〜S2)からなり、前記第１スイッチ(S1)は前記励磁コイル(1a)の一端(32)と前記主電源(19)側との間に設けられ、前記第２スイッチ(S2)は前記励磁コイル(1a)の他端(33)と前記コンデンサ(50)との間にダイオード(43)を介して設けられ、
前記第１〜第２スイッチ(S1〜S2)は、前記コントロール回路(17)のコントロール信号(A)によって切換えられることを特徴とする請求項３記載のレゾルバ励磁方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバ励磁装置及び方法に関し、特に、パルス駆動直後に励磁コイルに蓄積されたエネルギーを回収してバックアップ電源側に戻すことで、バックアップ用バッテリからの消費電流を低減させてバックアップ用バッテリの寿命を延長させるための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多回転検出にいられていたこの種のレゾルバ信号の演算装置としては、まず、一般的構成として図３のレゾルバ信号の演算処理装置が用いられている。
すなわち、図３において符号１で示されるものはレゾルバであり、このレゾルバ１には１／Ｎの減速機２を介して副レゾルバ３が接続されている。
【０００３】
前記レゾルバ１には第１Ｒ／Ｄ変換器４が接続されると共に、第２Ｒ／Ｄ変換器５が前記副レゾルバ３に接続されている。
前記第１Ｒ／Ｄ変換器４からの回転角度信号６と前記第２Ｒ／Ｄ変換器５からの回転数絶対値７とはミキシング回路８に入力され、ミキシング処理を経てデジタル絶対値データ９が出力されるように構成されている。
尚、前述の回転角度信号６、回転数絶対値７及びデジタル絶対値データ９は、図４に示されるようにデータ処理され、入力Ｎ回転に対してデジタル絶対値データ９が得られるように構成されている。
【０００４】
前述の図３のレゾルバ信号の演算処理装置においては、一対のレゾルバ１,３を用いると共に、減速機２を用いなければならず、装置全体構成が機械的に複雑で高価な構成とならざるを得なかった。
【０００５】
従って、前述の図３のレゾルバ信号の処理装置の問題点を解決するために、図５に示されるレゾルバ信号の処理装置のように、１個のレゾルバを用いた多回転絶対値検出装置が用いられている。
尚、図５の構成においては、図３と同一又は同等部分には同一符号を用いて説明する。
図５において、レゾルバ１はＲ／Ｄ変換器４に接続され、このＲ／Ｄ変換器４からの回転角度信号６はミキシング回路８に入力されている。
【０００６】
前記レゾルバ１には回転数検出器１０が接続され、この回転数検出器１０にはバッテリバックアップ用のバッテリ１１が接続されている。
前記Ｒ／Ｄ変換器４からの励磁信号１２は、切換スイッチ１３を介してレゾルバ１に入力され、前記回転数検出器１０からの励磁信号１４は前記切換スイッチ１３を経てレゾルバ１に入力されるように構成されている。
前記Ｒ／Ｄ変換器４からの回転角度信号６及び前記回転数検出器１０からの回転数絶対値７は、前記ミキシング回路８に入力されて、周知のように、デジタル絶対値データ９が出力される。
尚、主電源オフ時には、前記切換スイッチ１３が点線のように切換わり、バッテリ１１によるバッテリバックアップによって回転数絶対値７が得られる。
尚、前述の回転角度信号６、回転数絶対値７及びデジタル絶対値データ９は、前述の図４に示される通りである。
【０００７】
また、前述の図５のように、１個のレゾルバを用いてデジタル絶対値データ９を検出する場合、主電源オフ時でも位置検出する必要があり、その手段としては、図６で示す特許文献１の構成のように主電源オン時には通常の正弦波駆動（励磁信号１２による）が行われ、主電源オフ時にはバッテリ１１を用いたバッテリバックアップによるパルス駆動（励磁信号１４による）が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１１３６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のレゾルバ信号の演算処理装置は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述のバッテリバックアップの場合、バッテリ１１の寿命がメンテナンス期間（すなわち、検出期間）となるため、いかにバッテリの消費電流を低減させるかが大きい課題で、例えば、図７及び図８に示される構成が一般的に用いられている。
図７は、レゾルバ信号の演算処理装置の要部のみを示す回路構成図であり、レゾルバ１に対してコンデンサ１５が並列に設けられ、このレゾルバ１とコンデンサ１５との間にスイッチ１６を介してコントロール回路１７が接続され、このコントロール回路１７には、前記スイッチ１６及びコンデンサ１５が接続されると共にダイオード１８を介してバックアップ用のバッテリ１１が接続されている。
【００１０】
さらに、前記レゾルバ１側には、主電源１９がＤＣ／ＤＣコンバータ２０及びダイオード２１を介して接続されている。
従って、前記主電源１９がオフとなってバッテリバックアップ状態となると、前記コントロール回路１７からのパルス状のコントロール信号Ａが出力され、このコントロール信号Ａに基づく励磁信号Ｂがレゾルバ１の励磁コイル１ａに印加され、前記バッテリ１１の消費電流を低減するためには、パルス駆動のパルス幅Ｗ及びパルス周期Ｓを全体のシステムの特性に合わせて可変とすることが一般に行われているが、消費電流の低減には限界があった。
【００１１】
本発明は、励磁コイルに蓄積されたエネルギーを回収して駆動電源側に戻すことにより、バッテリの寿命を延長させることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるレゾルバ励磁装置は、回転機に設けられたレゾルバ励磁コイルに対して、主電源のオフ時にバッテリによるバックアップ電源を用いてパルス励磁信号を印加するようにしたレゾルバ励磁装置において、前記励磁コイルに接続されたスイッチング部と、前記スイッチング部に接続されたコントロール回路と、前記スイッチング部に接続されたコンデンサと、前記スイッチング部及び前記コントロール回路に接続された前記主電源及び前記バッテリと、を備え、前記バックアップ電源による前記励磁コイルのパルス駆動時に、前記パルス駆動直後に前記励磁コイルに蓄積されたエネルギーを前記コンデンサに回収し前記バッテリからのバックアップ電源側に戻すことにより、前記バッテリからの消費電流を低減させるようにした構成であり、また、前記スイッチング部は少なくとも第１〜第２スイッチからなり、前記第１スイッチは前記励磁コイルの一端(32)と前記主電源側との間に設けられ、前記第２スイッチは前記励磁コイルの他端と前記コンデンサとの間にダイオードを介して設けられ、前記第１〜第２スイッチは、前記コントロール回路のコントロール信号によって切換えられる構成であり、また、本発明によるレゾルバ励磁方法は、回転機に設けられたレゾルバ励磁コイルに対して、主電源のオフ時にバッテリによるバックアップ電源を用いてパルス励磁信号を印加するようにしたレゾルバ励磁装置において、前記励磁コイルに接続されたスイッチング部と、前記スイッチング部に接続されたコントロール回路と、前記スイッチング部に接続されたコンデンサと、前記スイッチング部及び前記コントロール回路に接続された前記主電源及び前記バッテリと、を用い、前記バックアップ電源による前記励磁コイルのパルス駆動時に、前記パルス駆動直後に前記励磁コイルに蓄積されたエネルギーを前記コンデンサに回収し前記バッテリからのバックアップ電源側に戻すことにより、前記バッテリからの消費電流を低減させる方法であり、また、前記スイッチング部は少なくとも第１〜第２スイッチからなり、前記第１スイッチは前記励磁コイルの一端と前記主電源側との間に設けられ、前記第２スイッチは前記励磁コイルの他端と前記コンデンサとの間にダイオードを介して設けられ、前記第１〜第２スイッチは、前記コントロール回路のコントロール信号によって切換えられる方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によるレゾルバ励磁装置及び方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、回転機に設けられたレゾルバ励磁コイルに対して、主電源のオフ時にバッテリによるバックアップ電源を用いてパルス励磁信号を印加するようにしたレゾルバ励磁装置において、前記励磁コイルに接続されたスイッチング部と、前記スイッチング部に接続されたコントロール回路と、前記スイッチング部に接続されたコンデンサと、前記スイッチング部及び前記コントロール回路に接続された前記主電源及び前記バッテリと、を備え、前記バックアップ電源による前記励磁コイルのパルス駆動時に、前記パルス駆動直後に前記励磁コイルに蓄積されたエネルギーを前記コンデンサに回収し前記バッテリからのバックアップ電源側に戻すことにより、前記バッテリからの消費電流を低減させ、メンテナンス期間(検出期間)を長くできる。従って、図９に示す通り、従来はモータ磁極検出用レゾルバ１とは別にストロークセンサ２８にて全ストロークを検出していたが、本発明により図１０の通り、磁極検出用レゾルバ１を用いてストローク検出も可能となり、別置きのストロークセンサ２８が不要になる。又は、ストロークセンサ２８と併用することで機能安全の充実等、全体システムの簡素化、信頼性向上、コストダウンが可能となる。
また、前記スイッチング部は少なくとも第１〜第２スイッチからなり、前記第１スイッチは前記励磁コイルの一端と前記主電源側との間に設けられ、前記第２スイッチは前記励磁コイルの他端と前記コンデンサとの間にダイオードを介して設けられ、前記第１〜第２スイッチは、前記コントロール回路のコントロール信号によって切換えられることにより、簡単に駆動直後の励磁コイルに蓄積されたエネルギーをコンデンサに回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるレゾルバ励磁装置及び方法を示す回路構成図である。
【図２】図１の各部の信号を示す波形図である。
【図３】従来のレゾルバ信号演算処理装置を示すブロック図である。
【図４】図３の各部の信号波形図である。
【図５】図３の他の従来例を示すブロック図である。
【図６】従来の励磁コイルのバックアップ状態を示す波形図である。
【図７】従来の励磁コイルのバックアップ駆動を示す回路図である。
【図８】図７の各部の信号の波形図である。
【図９】従来の励磁コイル駆動装置を用いた装置の検出構成を示す構成図である。
【図１０】本発明の励磁コイル駆動装置を用いた装置の検出構成を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、パルス駆動直後に励磁コイルに蓄積されたエネルギーを回収して駆動電源側に戻すことで、バックアップ用バッテリからの電源電流を低減させてバックアップ用バッテリの寿命を延長させるようにしたレゾルバ励磁装置及び方法を提供することを目的とする。
【実施例】
【００１６】
以下、図面と共に本発明によるレゾルバ励磁装置及び方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を付して説明する。
図１において、符号１で示されるものはＬ分を有する励磁コイル１ａと抵抗Ｒを有するレゾルバであり、前記レゾルバ１は、電子スイッチからなる第１〜第２スイッチＳ１〜Ｓ２で構成されたスイッチング部３０に接続され、前記スイッチング部３０には、コントロール回路１７、コンデンサ５０、主電源１９及びバッテリ１１が接続されている。
【００１７】
前記レゾルバ１の励磁コイル１ａの一端３２は第１スイッチＳ１の共通端子Ｓ１ａに接続され、前記励磁コイル１ａの他端３３は第２スイッチＳ２の共通端子Ｓ２ａに接続されている。
【００１８】
前記第１スイッチＳ１の第１端子Ｓ１ｂには、ダイオード２１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２０を介して主電源１９が接続され、さらにこの第１端子Ｓ１ｂは補助コンデンサ１５、ダイオード３６、ダイオード１８及びコントロール回路１７が接続され、前記ダイオード１８にはバックアップ電源４１を前記コントロール回路１７に印加するためのバッテリ１１が接続されている。
【００１９】
前記第１スイッチＳ１の第２端子Ｓ１ｃは、前記補助コンデンサ１５、アース４２及び第２スイッチＳ２の第１端子Ｓ２ｂに接続され、その第２端子Ｓ２ｃはダイオード４３を介して接続されている。
前記コンデンサ５０はダイオード３６を介してバックアップ電源４１側に接続されている。
【００２０】
図２は、図１の各部のコントロール信号Ａ、励磁信号Ｂ、励磁電流Ｉ及びコンデンサ５０におけるコンデンサ電圧Ｃのタイムチャートを示している。図１は主電源１９オフ時にバックアップ電源４１によるパルス状の励磁信号Ｂによって励磁コイル1ａを励磁している状態で、スイッチＳ１〜Ｓ２は実線の接続であり、図２で示されるように、励磁コイル１ａのパルス駆動直後に励磁コイル１ａに蓄積されたエネルギーＥＮを回収する回収状態に前記各スイッチＳ１〜Ｓ２が点線で示されるようにコントロール信号Ａによって切換えられている。
従って、前記エネルギーＥＮは、図１のように、ダイオード４３を経てコンデンサ５０に充電され、ダイオード３６からバックアップ電源４１に戻される。
前述の動作をバックアップ時に繰り返し行うことにより、バッテリ１１の消費電流を抑え、バッテリ１１の長寿命化に寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、各パルス駆動直後に励磁コイルに蓄積されたエネルギーを回収してバックアップ電源側に戻すことで、バックアップ用バッテリからの消費電流を低減させてバックアップ用バッテリの寿命を延長させる長時間の検出を可能とすることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１    レゾルバ
１ａ    励磁コイル
１１    バッテリ
１５    補助コンデンサ
１７    コントロール回路
１９    主電源
２０    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２１,１８,３６,４３    ダイオード
２５    回転機
２６    ボールネジ
２７    ナット体
２８    ストロークセンサ
３０    スイッチング部
３２    一端
３３    他端
４１    バックアップ電源
４２,４４    アース
５０    コンデンサ
Ｓ１〜Ｓ２    第１〜第２スイッチ
Ｓ１ａ〜Ｓ２ａ    共通端子
Ｓ１ｂ〜Ｓ２ｂ    第１共通端子
Ｓ１ｃ〜Ｓ２ｃ    第２共通端子
【図１】
2013213796.tif 000003
【図２】
2013213796.tif 000004
【図３】
2013213796.tif 000005
【図４】
2013213796.tif 000006
【図５】
2013213796.tif 000007
【図６】
2013213796.tif 000008
【図７】
2013213796.tif 000009
【図８】
2013213796.tif 000010
【図９】
2013213796.tif 000011
【図１０】
2013213796.tif 000012