JP2012068156A - Sensor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非対象信号を用いて検出を行い、検出結果としての対象信号を出力するセンサ装置に関する。 The present invention relates to a sensor device that performs detection using a non-target signal and outputs a target signal as a detection result.
従来では、レゾルバのSIN,COS出力信号(アナログ信号)をサンプリングして得られる最大値と最小値とに基づいてオフセット値を求め、当該オフセット値で出力信号を補正する技術の一例が開示されている(例えば特許文献1を参照)。この技術では、出力信号の最大値と最小値との平均値を、上記出力信号のオフセット値として設定する。 Conventionally, an example of a technique for obtaining an offset value based on a maximum value and a minimum value obtained by sampling a SIN / COS output signal (analog signal) of a resolver and correcting the output signal with the offset value has been disclosed. (For example, refer to Patent Document 1). In this technique, an average value of the maximum value and the minimum value of the output signal is set as the offset value of the output signal.
しかし、サンプリングは所定期間ごとに信号値を取得するため、得られる信号値は離散的になる。また、車両の回転部材(例えばクランクシャフトやドライブシャフト等)は時々刻々と回転数(「回転速度」とも呼ぶ。以下同じ。)が変化するので、出力信号もまた時々刻々と変化する。これらを考慮すると、サンプリングして得られる最大値および最小値が必ずしも実際の出力信号の最大値および最小値になるとは限らない。 However, since sampling obtains signal values at predetermined intervals, the obtained signal values are discrete. In addition, since the rotational speed (also referred to as “rotational speed”, the same applies hereinafter) of a rotating member (for example, a crankshaft or a drive shaft) of a vehicle changes every moment, the output signal also changes every moment. Considering these, the maximum value and minimum value obtained by sampling do not necessarily become the maximum value and minimum value of the actual output signal.
すなわち、回転部材の回転数が高くなるにつれて、サンプリングして得られる最大値および最小値は実際の出力信号の最大値および最小値と一致し難くなる。逆に、回転部材の回転数が低くなるにつれて回転部材自体の回転が不安定になるので、サンプリングして得られる最大値および最小値は実際の出力信号の最大値および最小値と一致し難くなる。よって、特許文献1の技術を用いて出力信号の最大値と最小値との平均値をオフセット値として設定しても、実際の最大値および最小値とに差異が生じる。したがって、当該オフセット値の精度は低くなるという問題点があった。 That is, as the number of rotations of the rotating member increases, the maximum value and the minimum value obtained by sampling hardly match the maximum value and the minimum value of the actual output signal. Conversely, since the rotation of the rotating member itself becomes unstable as the rotational speed of the rotating member decreases, the maximum value and minimum value obtained by sampling hardly match the maximum value and minimum value of the actual output signal. . Therefore, even if the average value of the maximum value and the minimum value of the output signal is set as the offset value using the technique of Patent Document 1, a difference occurs between the actual maximum value and the minimum value. Therefore, there is a problem that the accuracy of the offset value is lowered.
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、従来よりも補正値(上記オフセット値に相当する。)の精度を向上させ得るセンサ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a sensor device that can improve the accuracy of a correction value (corresponding to the offset value) as compared with the prior art.
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、検出対象とは異なる非対象信号を用いて検出を行い、前記検出対象となる対象信号を出力するセンサ装置において、入力される前記非対象信号を有効にする有効側と、前記非対象信号を無効にする無効側とのいずれか一方に切り換える有無切換手段と、前記有無切換手段によって前記無効側に切り換えられた状態で前記検出を行い、前記対象信号として得られる数値を補正値として設定する補正値設定手段と、前記有無切換手段によって前記有効側に切り換えられた状態で前記検出を行い、前記対象信号に対して前記補正値設定手段によって設定された補正値で補正した前記対象信号を出力する信号補正手段と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1, which has been made to solve the above-described problem, is input in a sensor device that performs detection using a non-target signal different from the detection target and outputs the target signal to be detected. The presence / absence switching means for switching between the valid side for validating the non-target signal and the invalid side for invalidating the non-target signal, and the detection in the state switched to the invalid side by the presence / absence switching means Correction value setting means for setting a numerical value obtained as the target signal as a correction value, and performing the detection while being switched to the effective side by the presence / absence switching means, and the correction value for the target signal. Signal correction means for outputting the target signal corrected with the correction value set by the setting means.
この構成によれば、補正値設定手段は、有無切換手段によって非対象信号を無効にする状態(言い換えれば非対象信号を入力しない状態)のとき、対象信号として得られる数値(すなわち信号値)を補正値として設定する。こうして設定される補正値は、検出対象の状態にかかわらず不変な値であるので、従来よりも補正値の精度を向上させることができる。信号補正手段は、有無切換手段によって非対象信号を有効にする状態(言い換えれば非対象信号を入力する状態)のとき、補正値で補正した対象信号を出力する。よって、精度が高まった対象信号が得られる。なお、「補正値として設定」には、新規に補正値を設定する場合と、既に設定されている補正値を新しい補正値に更新する場合とを含む。 According to this configuration, when the non-target signal is invalidated by the presence / absence switching unit (in other words, the non-target signal is not input), the correction value setting unit calculates the numerical value (that is, the signal value) obtained as the target signal. Set as a correction value. Since the correction value set in this way is an invariable value regardless of the state of the detection target, the accuracy of the correction value can be improved as compared with the conventional case. The signal correction unit outputs the target signal corrected with the correction value when the non-target signal is enabled by the presence / absence switching unit (in other words, the non-target signal is input). Therefore, a target signal with improved accuracy can be obtained. “Set as correction value” includes a case where a new correction value is set and a case where a correction value which has already been set is updated to a new correction value.
なお、「検出対象」は状態の結果を示す信号を意味し、「対象信号」と同義である。「検出」は検出目的に応じた任意の検出を含む。例えば検出目的が「回転」の場合は、回転角(基準位置を基準とする角度)や、回転数(単位時間当たりに物体が回転する回数;回転速度)、回転加速度などが該当する。回転角は単に「角度」とも呼ぶ。検出目的が「電圧」の場合は、電圧値や電位差などが該当する。検出目的が「電流」の場合は、電流値などが該当する。検出目的が「温度」の場合は、温度値などが該当する。検出目的が「気圧」の場合は、気圧値などが該当する。「対象信号」には、検出に伴って非対象信号を変化させる(重畳,変調等)信号を含む。 Note that “detection target” means a signal indicating the result of the state, and is synonymous with “target signal”. “Detection” includes any detection depending on the detection purpose. For example, when the detection purpose is “rotation”, a rotation angle (an angle with reference to a reference position), a rotation speed (the number of rotations of an object per unit time; a rotation speed), a rotation acceleration, and the like are applicable. The rotation angle is also simply called “angle”. When the detection purpose is “voltage”, a voltage value or a potential difference is applicable. When the detection purpose is “current”, the current value is applicable. When the detection purpose is “temperature”, a temperature value or the like is applicable. When the detection purpose is “atmospheric pressure”, the atmospheric pressure value or the like is applicable. The “target signal” includes a signal that changes (superimposes, modulates, etc.) the non-target signal upon detection.
請求項2に記載の発明は、検出対象とは異なる非対象信号を用いて検出を行い、前記検出対象となる対象信号を出力するセンサ装置において、入力される前記非対象信号の大きさを縮小する縮小側と、前記非対象信号の大きさを縮小しない非縮小側とのいずれか一方に切り換える縮小切換手段と、前記縮小切換手段によって前記縮小側に切り換えられた状態で前記検出を行い、前記対象信号として得られる数値を補正値として設定する補正値設定手段と、前記縮小切換手段によって前記非縮小側に切り換えられた状態で前記検出を行い、前記対象信号に対して前記補正値設定手段によって設定された補正値で補正した前記対象信号を出力する信号補正手段と、を有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the sensor device that performs detection using a non-target signal that is different from the detection target and outputs the target signal that is the detection target, the magnitude of the input non-target signal is reduced. Performing the detection in a state of being switched to the reduction side by the reduction switching means, the reduction switching means for switching to any one of the reduction side to be reduced and the non-reduction side not to reduce the magnitude of the non-target signal, Correction value setting means for setting a numerical value obtained as a target signal as a correction value; and the detection is performed in a state of being switched to the non-reduction side by the reduction switching means, and the correction value setting means for the target signal. Signal correction means for outputting the target signal corrected with a set correction value.
この構成によれば、補正値設定手段は、縮小切換手段によって非対象信号の大きさを縮小する状態のとき、対象信号として得られる数値(すなわち信号値)を補正値として設定する。こうして設定される補正値は、非対象信号の大きさが縮小されて誤差が少なくなるので、従来よりも補正値の精度を向上させることができる。信号補正手段は、縮小切換手段によって非対象信号を縮小しない状態のとき、補正値で補正した対象信号を出力する。よって、精度が高まった対象信号が得られる。 According to this configuration, the correction value setting unit sets a numerical value (that is, a signal value) obtained as the target signal as a correction value when the size of the non-target signal is reduced by the reduction switching unit. Since the correction value set in this way reduces the error by reducing the size of the non-target signal, the accuracy of the correction value can be improved as compared with the conventional correction value. The signal correction means outputs the target signal corrected with the correction value when the non-target signal is not reduced by the reduction switching means. Therefore, a target signal with improved accuracy can be obtained.
請求項3に記載の発明は、前記非対象信号には搬送波信号を用い、前記対象信号には前記搬送波信号を変調する変調信号を用いることを特徴とする。この構成によれば、励磁コイルに搬送波信号を流して励磁させ、当該励磁に伴って検出コイルから搬送波信号を変調した変調信号が出力されるセンサ(例えばレゾルバ等)を適用することができる。このセンサ装置の場合でも、従来よりは補正値の精度を向上させることができ、精度が高まった対象信号を出力することができる。 According to a third aspect of the present invention, a carrier signal is used for the non-target signal, and a modulation signal that modulates the carrier signal is used for the target signal. According to this configuration, it is possible to apply a sensor (for example, a resolver or the like) in which a carrier wave signal is passed through the excitation coil to be excited, and a modulation signal obtained by modulating the carrier wave signal from the detection coil is output along with the excitation. Even in the case of this sensor device, the accuracy of the correction value can be improved as compared with the conventional case, and the target signal with increased accuracy can be output.
請求項4に記載の発明は、前記非対象信号を用いて検出を行い、前記対象信号を出力するセンサとして、回転検出センサを用いることを特徴とする。この構成によれば、装置に備えた回転部材(例えばシャフトや主軸等)の回転検出を回転検出センサで行えるので、従来よりは補正値の精度を向上させることができ、精度が高まった対象信号を出力することができる。また既存の回転検出センサを用いて実現できるので、必要なコストを低く抑えることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, a rotation detection sensor is used as a sensor that performs detection using the non-target signal and outputs the target signal. According to this configuration, since the rotation detection sensor can detect the rotation of a rotating member (such as a shaft or a main shaft) provided in the apparatus, the accuracy of the correction value can be improved as compared with the conventional target signal. Can be output. Moreover, since it can implement | achieve using the existing rotation detection sensor, required cost can be restrained low.
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示してはいない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。以下に示す各実施の形態は簡単のために、輸送機器(特に自動車の車両)に備えられる回転部材(特にシャフト等)にかかる回転(回転角や回転数等)を検出するセンサ装置を前提として説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Unless otherwise specified, “connect” means electrical connection. Each figure shows elements necessary for explaining the present invention, and does not show all actual elements. When referring to directions such as up, down, left and right, the description in the drawings is used as a reference. For the sake of simplicity, the following embodiments are based on a sensor device that detects rotation (rotation angle, number of rotations, etc.) applied to a rotating member (especially a shaft) provided in a transport device (particularly an automobile vehicle). explain.
〔実施の形態1〕
実施の形態1は、回転部材が回転停止している時に補正値を取得する一例であって、図1〜図5を参照しながら説明する。図1はセンサ装置を備える輸送機器(特に車両)の構成例を模式図で示す。図2はセンサ装置の第1構成例をブロック図で示す。図3は強制回転制御処理の手続き例をフローチャートで示す。図4と図5は各信号の変化をタイムチャートで示す例であり、図4では励磁信号を有効とし、図5では励磁信号を無効とする。
[Embodiment 1]
The first embodiment is an example of obtaining a correction value when the rotation member stops rotating, and will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a transport device (particularly a vehicle) including a sensor device. FIG. 2 is a block diagram showing a first configuration example of the sensor device. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure example of the forced rotation control process. FIGS. 4 and 5 are examples of time charts showing changes in each signal. In FIG. 4, the excitation signal is validated and in FIG. 5, the excitation signal is invalidated.
図1(A)に示す車両10は「輸送機器」に相当し、特に内燃機関20の動力と電動機43の動力とを利用して走行するハイブリッドカー(スプリット方式)の一例である。この車両10は、内燃機関20、回転部材30、発電機41、動力分割機構42、電動機43、パワーコントロールユニット50、車輪60、回転検出装置70、ECU80などを有する。以下では、車両10の各構成要素について簡単に機能等を説明する。
The vehicle 10 shown in FIG. 1A corresponds to “transport equipment”, and is an example of a hybrid car (split method) that travels using the power of the
内燃機関20は「動力源」や「負荷」に相当し、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のように、炭化水素系燃料を燃焼させることで動力を発生させる。回転部材30は、動力を回転力として伝達するために用いられる部材である。回転部材30の一例として、図1ではクランクシャフト31とドライブシャフト32を示す。クランクシャフト31は内燃機関20の出力軸に相当し、内燃機関20で発生した動力を動力分割機構42に伝達する。ドライブシャフト32は「プロペラシャフト」とも呼ばれ、電動機43で発生した動力および動力分割機構42を介して分割された動力のうちで一方または双方の動力を車輪60に伝達して車両10を走行させる。車輪60は「負荷」に相当する。
The
動力分割機構42は、内燃機関20で発生する動力を分割(分配)する機能を担い、状況(走行状態等)に応じて発電機41および電動機43のうちで一方または双方に動力を伝達する。上記機能を備える限りにおいて動力分割機構42の構成は任意であるが、例えばキャリア,サンギヤ,プラネタリギヤなどで構成される。発電機41は、動力分割機構42によって分割された動力によって電力を発生させる。この発電機41には、通常の発電機を用いてもよく、発電機能と電動機能とを兼ね備える発電電動機を用いてもよい。電動機43は「動力源」に相当し、パワーコントロールユニット50から供給される電力によって動力を発生させてドライブシャフト32に伝達する。また、電動機43は動力分割機構42から分割される動力をドライブシャフト32に中継し伝達する機能をも担う。
The
上述した動力分割機構42,発電機41および電動機43はそれぞれ個別に備えてもよいが、一点鎖線で示すトランスミッション40に一体化してもよい。トランスミッション40には、変速を行うためのリダクション機構や、動力を前後軸に分配するためのトランスファーなどを備える。トランスミッション40に一体化する場合には、動力の伝達損失が低く抑えられ、全体として小型化することが可能になる。
The
パワーコントロールユニット50は、発電機41で発生した電力の蓄電や、電動機43を回転駆動する電力の供給などの制御を司る。このパワーコントロールユニット50は、例えば昇圧コンバータ,インバータ,バッテリECUなどで構成される。ECU80は、クランクシャフト31の回転に基づいて制御を行う。例えば、エンジンECUや、モータECU、上記バッテリECUなどのような種々のECUが該当する。エンジンECUは、燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などのような車両走行制御を行う。モータECUは、発電機41や電動機43等のような回転機の駆動制御を行う。バッテリECUは、図示しない蓄電手段(例えば二次電池や燃料電池等)との間における電力の蓄積や放出等の制御を行う。パワーコントロールユニット50やECU80にかかる具体的な構成要素や要素の機能等については周知であるので、図示および説明を省略する。
The
図1(A)に示す回転検出装置70は、回転部材30の回転検出を行い、検出結果(すなわち回転角や回転数等)をECU80に伝達する機能を担う。本形態では、回転部材30にクランクシャフト31を適用して説明する。
The rotation detection device 70 shown in FIG. 1A has a function of detecting the rotation of the rotating
回転検出装置70は、レゾルバ71やセンサ装置72などで構成される。レゾルバ71は、励磁信号を用いてクランクシャフト31の回転検出を行い、検出信号を出力するセンサであって、図1(B)および図2を参照しながら説明する。レゾルバ71は、「回転検出センサ」に相当する。励磁信号は、「検出対象とは異なる非対象信号」および「搬送波信号」に相当する。検出信号は「検出対象となる対象信号」および「変調信号」に相当し、本形態では後述する「SIN検出信号」および「COS検出信号」がそれぞれ該当する。センサ装置72は、主にレゾルバ71から出力された検出信号に基づいてクランクシャフト31の回転角や回転数等を出力する機能を担い、図2を参照しながら説明する。
The rotation detection device 70 includes a
図1(B)に示すレゾルバ71は、ロータ71a(回転子)やステータ71b(固定子)などを有する。ロータ71aは、クランクシャフト31と同一に回転するように設けられる。ロータ71aとクランクシャフト31との結合方法は任意である。例えば、ロータ71aをクランクシャフト31に固定する方法や、ロータ71aとクランクシャフト31との間に動力伝達機構(具体的にはギア機構やラック&ピニオン機構など)に介在させる方法などが該当する。ステータ71bは回転不能に設けられる。
A
図2に示す励磁コイルLeおよび検出コイルLs,Lcを、ロータ71aおよびステータ71bのいずれに巻くのかは様々な形態がある。以下では簡単のために、次の形態を想定して説明する。すなわち、ロータ71aを磁性体で形成する。ステータ71bには複数の凸状部(例えば突極部等)を形成し、励磁コイルLeおよび検出コイルLs,Lcをそれぞれ所定の凸状部に巻く。検出コイルLsはSIN検出信号を出力するコイルであり、検出コイルLcはCOS検出信号を出力するコイルである。励磁コイルLeおよび検出コイルLs,Lcを巻く箇所の数は任意であり、クランクシャフト31の径や検出精度等に応じて異なる。
There are various forms of winding the excitation coil Le and the detection coils Ls and Lc shown in FIG. 2 around the rotor 71a and the
図2に示すセンサ装置72は、有無切換手段72a、信号処理回路72b,72h、A/D変換器72c,72i、補正部72d,72j、回転制御手段72g、故障検出手段72mなどを有する。以下では図面の左側から右側に向かって順番に、各要素の機能や構成等について簡単に説明する。
The sensor device 72 shown in FIG. 2 includes presence / absence switching means 72a,
有無切換手段72aは、発振回路90から入力される励磁信号を有効にする有効側(図示する端子a側)と、当該励磁信号を無効にする無効側(図示する端子b側)とのいずれか一方に切り換える機能を担う。有効側は発振回路90に接続され、無効側は共通電位Nに接続される。共通電位Nは、センサ装置72内で共通する電位であって、接地された場合には0[V]である。図2では理解し易くするために接点スイッチを用いた例を示すが、他には電磁スイッチ(リレーを含む)や半導体スイッチ(半導体リレーを含む)等を用いてもよい。
The presence / absence switching means 72a is either an effective side (the terminal a side shown) that validates the excitation signal input from the
回転制御手段72gは、現時点におけるロータ71aの状態に応じて、当該ロータ71aの回転に関する直接的または間接的な制御を行う。例えばロータ71aが回転停止している場合には、ロータ71aを回転させる制御を行う。これに対してロータ71aが回転している場合には、故障の有無を検出可能な角度で回転停止するように制御を行う。「故障の有無を検出可能な角度」とは、基準位置を基準とした回転角θが1回転区間(すなわち0°≦θ<360°)において、所定角度(具体的には0°,90°,180°,270°)以外となる角度を意味する。所定角度では、励磁信号を励磁コイルLeに流しても、検出信号であるSIN検出信号およびCOS検出信号のいずれかが0になるために、故障か否かを判別できないためである。図2では動力源である内燃機関20や電動機43を直接的に制御するような構成を示すが、ECU80(あるいは他のECU)などに稼働信号を伝達して間接的に内燃機関20や電動機43を直接的に制御する構成が一般的である。直接的または間接的のいずれで制御を行うにせよ、内燃機関20や電動機43に動力を発生させることでクランクシャフト31を回転させ、当該クランクシャフト31の回転に伴ってロータ71aを回転または回転停止させる。
The rotation control means 72g performs direct or indirect control regarding the rotation of the rotor 71a according to the current state of the rotor 71a. For example, when the rotor 71a has stopped rotating, control for rotating the rotor 71a is performed. On the other hand, when the rotor 71a is rotating, control is performed so that the rotation is stopped at an angle at which the presence or absence of a failure can be detected. “An angle at which the presence / absence of a failure can be detected” refers to a predetermined angle (specifically 0 °, 90 °) when the rotation angle θ with respect to the reference position is one rotation section (that is, 0 ° ≦ θ <360 °). , 180 °, 270 °). This is because at a predetermined angle, even if an excitation signal is passed through the excitation coil Le, either the SIN detection signal or the COS detection signal, which is a detection signal, becomes 0, so it cannot be determined whether or not there is a failure. Although FIG. 2 shows a configuration in which the
励磁コイルLeおよび検出コイルLs,Lcは、いずれも二点鎖線で示すレゾルバ71に設けられる(図1を参照)。励磁コイルLeは、一端側が有無切換手段72aに接続され、他端側が共通電位Nに接続される。図示するように有無切換手段72aが有効側(端子a側)に切り換えた状態では、発振回路90から出力される励磁信号が励磁コイルLeを流れ、レゾルバ71(ロータ71aまたはステータ71bのいずれか一方)に磁束を発生させる。検出コイルLsは後述する信号処理回路72bに接続され、検出コイルLcは後述する信号処理回路72hに接続される。これらの検出コイルLsと検出コイルLcは90°の角度を確保して設けられ、ロータ71aの回転に伴って磁束が検出コイルLs,Lcを通ることで逆起電力が発生する。すなわち、検出コイルLsにはSIN検出信号が発生し、検出コイルLcにはCOS検出信号が発生する。
The excitation coil Le and the detection coils Ls and Lc are all provided in a
信号処理回路72bは、検出コイルLsに発生するSIN検出信号を処理する回路である。この信号処理回路72bは、差動増幅器Qaや抵抗器Ra,Rb,Rc,Rd,Reなどを有する。抵抗器Raは、検出コイルLsの一端側と差動増幅器Qaの正入力端子(「+」で図示するプラス端子)との間に接続される。抵抗器Rbは、差動増幅器Qaの正入力端子と共通電位Nとの間に接続される。結果として、差動増幅器Qaの正入力端子には、SIN検出信号を抵抗器Raと抵抗器Rbとで分圧(=Rb/(Ra+Rb))した信号が入力される。抵抗器Rcは、定電圧源Vcsと差動増幅器Qaの反転入力端子(「−」で図示するマイナス端子)との間に接続される。抵抗器Rdは、検出コイルLsの他端側と差動増幅器Qaの反転入力端子との間に接続される。負帰還用の抵抗器Reは、差動増幅器Qaの出力端子と反転入力端子との間に接続される。この回路構成によれば、検出コイルLsに逆起電力が発生せずSIN検出信号が無信号となる場合は、定電圧源Vcsの電圧が電圧信号Vaとして出力される。
The
信号処理回路72hは、検出コイルLcに発生するCOS検出信号を処理する回路である。この信号処理回路72hは、差動増幅器Qbや抵抗器Rf,Rg,Rh,Ri,Rjなどを有する。抵抗器Rfは、検出コイルLcの一端側と差動増幅器Qbの正入力端子との間に接続される。抵抗器Rgは、定電圧源Vccと差動増幅器Qbの正入力端子との間に接続される。抵抗器Rhは、検出コイルLcの他端側と差動増幅器Qbの反転入力端子との間に接続される。抵抗器Riは、差動増幅器Qbの反転入力端子と共通電位Nとの間に接続される。結果として、差動増幅器Qbの反転入力端子には、COS検出信号を抵抗器Rhと抵抗器Riとで分圧(=Ri/(Rh+Ri))した信号が入力される。負帰還用の抵抗器Rjは、差動増幅器Qbの出力端子と反転入力端子との間に接続される。この回路構成によれば、検出コイルLcに逆起電力が発生せずCOS検出信号が無信号となる場合は、定電圧源Vccの電圧が電圧信号Vbとして出力される。
The
A/D変換器72cは、差動増幅器Qaから出力されるアナログの電圧信号Vaをデジタル信号に変換して出力する。A/D変換器72iは、差動増幅器Qbから出力されるアナログの電圧信号Vbをデジタル信号に変換して出力する。
The A /
補正部72dは、補正値設定手段72eや信号補正手段72fなどを有する。補正部72jは、補正値設定手段72kや信号補正手段72nなどを有する。補正値設定手段72e,72kは、いずれも有無切換手段72aによって無効側に切り換えられた状態で回転検出を行い、A/D変換器72c,72iによってそれぞれデジタル化(数値化)された電圧信号Va,Vbの数値(対象信号として得られる数値)を補正値(オフセット値)として設定する。信号補正手段72f,72nは、いずれも有無切換手段72aによって有効側に切り換えられた状態で回転検出を行い、A/D変換器72c,72iによってそれぞれデジタル化(数値化)された電圧信号Va,Vb(対象信号)に対して補正値設定手段72e,72kによって設定された補正値で補正して出力する。
The
故障検出手段72mは、現時点におけるロータ71aの状態に応じて、ロータ71aの回転または回転停止に伴う信号に基づいて故障の有無を検出して出力する。例えば、ロータ71aが回転停止している場合には、回転制御手段72gによってロータ71aを回転させる際に出力される信号の信号値が変化するか否かで故障の有無を検出する。これに対してロータ71aが回転している場合には、回転制御手段72gによって回転停止したロータ71aの回転角に応じて出力される信号の信号値に基づいて故障の有無を検出する。 The failure detection means 72m detects the presence or absence of a failure based on a signal accompanying rotation or rotation stop of the rotor 71a according to the current state of the rotor 71a and outputs it. For example, when the rotation of the rotor 71a is stopped, the presence / absence of a failure is detected based on whether or not the signal value of the signal output when the rotor 71a is rotated by the rotation control means 72g changes. On the other hand, when the rotor 71a is rotating, the presence / absence of a failure is detected based on the signal value of the signal output according to the rotation angle of the rotor 71a whose rotation is stopped by the rotation control means 72g.
上述のように構成された車両10およびセンサ装置72において、ロータ71aが回転停止している場合に実行される制御処理の一例について図3を参照しながら説明する。なお、図3に示すステップS13はトルク付与手段に相当し、ステップS14は回転制御手段72gに相当し、ステップS15,S16,S20は故障検出手段72mに相当し、ステップS18は補正値設定手段72e,72kに相当する。図3の説明で言及しない限り、図2に示す有無切換手段72aは有効側に切り換えられ、発振回路90から出力される励磁信号が励磁コイルLeに流れて磁束が発生する。
In the vehicle 10 and the sensor device 72 configured as described above, an example of a control process that is executed when the rotor 71a stops rotating will be described with reference to FIG. Step S13 shown in FIG. 3 corresponds to torque applying means, step S14 corresponds to rotation control means 72g, steps S15, S16 and S20 correspond to failure detection means 72m, and step S18 corresponds to correction value setting means 72e. , 72k. Unless indicated in the description of FIG. 3, the presence / absence switching means 72a shown in FIG. 2 is switched to the effective side, and the excitation signal output from the
図3に示す強制回転制御処理において、まずロータ71aが回転停止しているか否かを判別する〔ステップS10〕。もしロータ71aが回転している場合には(NO)、何も行わずにリターンする。一方、ロータ71aが回転停止している場合には(YES)、現時点における検出信号を入力し〔ステップS11〕、ロータ71aの回転角(角度)が所定角度であるか否かを判別する〔ステップS12〕。もしロータ71aがロータ71aの回転角が所定角度以外であれば(NO)、何も行わずにリターンする。一方、ロータ71aの回転角が所定角度であれば(YES)、ステップS13以降を実行する。 In the forced rotation control process shown in FIG. 3, it is first determined whether or not the rotor 71a has stopped rotating [step S10]. If the rotor 71a is rotating (NO), nothing is done and the process returns. On the other hand, if the rotor 71a has stopped rotating (YES), a detection signal at the present time is input [step S11], and it is determined whether or not the rotation angle (angle) of the rotor 71a is a predetermined angle [step S11]. S12]. If the rotation angle of the rotor 71a is other than the predetermined angle (NO), the rotor 71a returns without doing anything. On the other hand, if the rotation angle of the rotor 71a is a predetermined angle (YES), step S13 and subsequent steps are executed.
ステップS13は必要に応じて実行され、車両10の静止状態を維持するために、車輪60の回転を阻止する回転阻止トルクを付与する。この回転阻止トルクは、本形態では制動機構に付与する。回転阻止トルクが制動機構に付与されると、車両10を動かそうとする場合には当該回転阻止トルクを超える動力を内燃機関20や電動機43に発生させる必要がある。そのため、付与している回転阻止トルクを超えない範囲でクランクシャフト31を回転させることが可能になるので、車両10の静止状態を維持しながら回転可能なクランクシャフト31の回転角が増す。よって、故障判別が容易になる。
Step S <b> 13 is executed as necessary, and a rotation prevention torque for preventing the rotation of the
車両10の静止状態を維持しながらロータ71aを回転させるため、動力源に対して、(a)弾性復元力、(b)非回転トルク、(c)トルクリップル変動、のうちで一以上の範囲内で動力を発生させる〔ステップS14〕。ステップS14の動力の発生に伴って、クランクシャフト31が回転する。なお、動力源は、本形態では内燃機関20および電動機43のうち一方または双方が該当する。
(a)弾性復元力は、動力源とクランクシャフト31に結合された負荷との間に存在する。具体的には、動力源で発生させた動力を負荷に伝達する場合に、当該負荷が何も変化しないか、変化しても動力源による動力の発生を停止すれば元の状態に復元するような力を意味する。負荷は回転部材に結合された物体であれば任意であり、本形態では車輪60や内燃機関20などが該当する。
(b)非回転トルクは、動力源で発生させた動力を車輪60に伝達しても、当該車輪60が回転しないトルクを意味する。
(c)トルクリップル変動は、電動機43の発生トルクをゼロとし、内燃機関20で発生させた動力(すなわちトルク)に生ずるリップルであって、そのトルクリップルの最小値から最大値までの範囲を意味する。特に、動力源として電動機43を適用するとともに、負荷として内燃機関20を適用した場合に有効である。
One or more ranges of (a) elastic restoring force, (b) non-rotating torque, and (c) torque ripple fluctuation are used to rotate the rotor 71a while maintaining the stationary state of the vehicle 10. Power is generated within [step S14]. As the power is generated in step S14, the
(A) The elastic restoring force exists between the power source and the load coupled to the
(B) Non-rotational torque means torque that does not rotate the
(C) The torque ripple fluctuation is a ripple generated in the power (that is, torque) generated by the
ステップS14の実行によってロータ71aが回転するので検出信号を入力し〔ステップS15〕、ステップS11で入力した検出信号の信号値と比べて変化しているか否かを判別する〔ステップS16〕。もし、信号値が変化していない場合は(NO)、レゾルバ71や信号ケーブル等に故障が生じていることを示すので、ECU80に対して故障信号を出力(伝達)して〔ステップS20〕、リターンする。
Since the rotor 71a rotates due to the execution of step S14, a detection signal is input [step S15], and it is determined whether or not there is a change compared to the signal value of the detection signal input in step S11 [step S16]. If the signal value has not changed (NO), it indicates that a failure has occurred in the
一方、ステップS16で信号値が変化した場合は(YES)、レゾルバ71や信号ケーブル等が正常である。このことを正常時における信号変化を示す図4を参照しながら説明する。図4(A)には励磁コイルLeに流す励磁信号Veを示し、図4(B)には検出コイルLsで発生するSIN検出信号Vsを示し、図4(C)には検出コイルLcで発生するCOS検出信号Vcを示す。「搬送波信号」に相当する励磁信号Veには、正弦波信号を用いる。「検出信号」に相当するSIN検出信号VsおよびCOS検出信号Vcは、破線で図示するように、励磁信号Veを変調した変調信号になっている。
On the other hand, if the signal value changes in step S16 (YES), the
例えばステップS10において、時刻t1で示すような状態でロータ71aが回転停止していると仮定する。ステップS11で入力する検出信号は、SIN検出信号Vsは電圧Vs1(=0[V])であり、COS検出信号Vcは電圧Vc1(=電圧Vcn)である。ステップS14の実行によってロータ71aが回転すると、時刻t2にステップS15で入力する検出信号は、SIN検出信号Vsは電圧Vs2(<0[V])であり、COS検出信号Vcは電圧Vc2(>電圧Vcn)である。このようにロータ71aの回転に伴ってSIN検出信号VsおよびCOS検出信号Vcが変化する場合には、レゾルバ71およびケーブル等が正常であることを意味する。
For example, in step S10, it is assumed that the rotor 71a has stopped rotating in the state shown at time t1. As for the detection signal input in step S11, the SIN detection signal Vs is the voltage Vs1 (= 0 [V]), and the COS detection signal Vc is the voltage Vc1 (= voltage Vcn). When the rotor 71a rotates by executing step S14, the detection signal input in step S15 at time t2 is the SIN detection signal Vs is the voltage Vs2 (<0 [V]), and the COS detection signal Vc is the voltage Vc2 (> voltage). Vcn). Thus, when the SIN detection signal Vs and the COS detection signal Vc change with the rotation of the rotor 71a, it means that the
そこで、有無切換手段72aを無効側に切り換えて励磁信号Veを励磁コイルLeに流さないようにし〔ステップS17〕、この状態で図2に示す信号処理回路72b,72hから出力される電圧信号Va,Vbをそれぞれ補正値として設定する〔ステップS18〕。例えば図5(A)に示す励磁信号Veは0[V]で変化せず、励磁コイルLeには電流が流れない。このとき、SIN検出信号Vsについて図5(B)に示すオフセット電圧Vsoffを補正値として設定し、COS検出信号Vcについて図5(C)に示すオフセット電圧Vcoffを補正値として設定する。
Therefore, the presence / absence switching means 72a is switched to the invalid side so that the excitation signal Ve does not flow to the excitation coil Le [step S17]. In this state, the voltage signals Va, 72, 72h output from the
次回以降の処理に備えて、有無切換手段72aを有効側に切り換えたうえで〔ステップS19〕、リターンする。図示しないが、クランクシャフト31の回転検出を行う通常検出時において、センサ装置72では信号補正手段72f,72nが上記ステップS18で設定された補正値で信号値を補正してECU80に出力(伝達)する。
In preparation for the next and subsequent processes, the presence / absence switching means 72a is switched to the effective side [step S19] and the process returns. Although not shown, at the time of normal detection in which the rotation of the
上述した実施の形態1によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項1に対応し、センサ装置72は、励磁信号Veの入力を有効にする有効側と無効にする無効側とのいずれか一方に切り換える有無切換手段72aと、有無切換手段72aによって無効側に切り換えられた状態で回転検出を行い、検出信号(SIN検出信号VsおよびCOS検出信号Vc)として得られる数値を補正値として設定する補正値設定手段72e,72kと、有無切換手段72aによって有効側に切り換えられた状態で回転検出を行い、検出信号に対して補正値設定手段72e,72kによって設定された補正値で補正した検出信号を出力する信号補正手段72f,72nとを有する構成とした(図2を参照)。この構成によれば、補正値設定手段72e,72kは、有無切換手段72aによって励磁信号Veを無効にする状態(言い換えれば励磁信号Veを入力しない状態)のとき、検出信号として得られる数値(すなわち信号値)を補正値として設定する。こうして設定される補正値は、検出対象の状態にかかわらず不変な値であるので、従来よりも補正値の精度を向上させることができる。信号補正手段72f,72nは補正値で補正した検出信号を出力するので、精度が高まった信号値(検出信号)が得られる。
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained. Corresponding to claim 1, the sensor device 72 includes a presence /
請求項3に対応し、励磁信号Veには搬送波信号を用い、検出信号(SIN検出信号VsおよびCOS検出信号Vc)には搬送波信号を変調する変調信号を用いる構成とした(図4を参照)。この構成によれば、センサ装置72は、レゾルバ71に備える励磁コイルLeに搬送波信号を流して励磁させ、当該励磁に伴って検出コイルLs,Lcから搬送波信号を変調した変調信号を出力する。よって、従来よりは補正値の精度を向上させることができ、精度が高まった検出信号を出力することができる。
Corresponding to claim 3, a carrier signal is used as the excitation signal Ve, and a modulation signal that modulates the carrier signal is used as the detection signals (SIN detection signal Vs and COS detection signal Vc) (see FIG. 4). . According to this configuration, the sensor device 72 causes the excitation coil Le included in the
〔実施の形態2〕
実施の形態2は、回転している回転部材を停止させた後に補正値を取得する一例であって、図6〜図8を参照しながら説明する。図6には有無切換手段に代わる縮小切換手段の構成例を回路図で示す。図7には回転停止制御処理の手続き例をフローチャートで示す。図8には励磁信号を縮小した場合の各信号の変化をタイムチャートで示す。なお、車両10やセンサ装置72の構成等は実施の形態1と同様であり、図示および説明を簡単にするために実施の形態2では実施の形態1と異なる点について説明する。よって実施の形態1で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
[Embodiment 2]
The second embodiment is an example of obtaining a correction value after stopping a rotating rotating member, and will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of the reduction switching means instead of the presence / absence switching means. FIG. 7 is a flowchart showing a procedure example of the rotation stop control process. FIG. 8 is a time chart showing changes in each signal when the excitation signal is reduced. The configuration of the vehicle 10 and the sensor device 72 is the same as that of the first embodiment, and the second embodiment will be described with respect to differences from the first embodiment in order to simplify the illustration and description. Therefore, the same elements as those used in Embodiment 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
実施の形態2は、図2に示す有無切換手段72aに代えて、図6に示す縮小切換手段72pを用いる点で実施の形態1と相違する。縮小切換手段72pは、発振回路90から入力される励磁信号を縮小しない非縮小側(図示する端子a側)と、当該励磁信号を縮小する縮小側(図示する端子b側)とのいずれか一方に切り換える機能を担う。この回路例では、発振回路90と端子bとの間に抵抗器Rkを接続し、端子bと共通電位Nとの間に抵抗器Rmを接続する。この構成では、発振回路90から入力される励磁信号は、抵抗器Rkと抵抗器Rmとで分圧(=Rm/(Rk+Rm))され、励磁コイルLeに流れる。
The second embodiment is different from the first embodiment in that a reduction switching means 72p shown in FIG. 6 is used instead of the presence / absence switching means 72a shown in FIG. The reduction switching means 72p is either one of the non-reduction side (terminal a side shown) that does not reduce the excitation signal input from the
上述のように構成された車両10およびセンサ装置72において、回転しているロータ71aが回転停止しようとしている場合に実行される制御処理の一例について図7を参照しながら説明する。なお、図7に示すステップS32は停止角推定手段に相当し、ステップS35は補正値設定手段72e,72kに相当し、ステップS37は回転制御手段72gに相当し、ステップS39,S40は故障検出手段72mに相当する。図7の説明で言及しない限り、図6に示す縮小切換手段72pは非縮小側に切り換えられ、発振回路90から出力される励磁信号がそのまま励磁コイルLeに流れて磁束が発生する。
An example of the control process executed when the rotating rotor 71a is about to stop rotating in the vehicle 10 and the sensor device 72 configured as described above will be described with reference to FIG. Step S32 shown in FIG. 7 corresponds to stop angle estimation means, step S35 corresponds to correction value setting means 72e and 72k, step S37 corresponds to rotation control means 72g, and steps S39 and S40 correspond to failure detection means. It corresponds to 72m. Unless the description of FIG. 7 mentions, the reduction switching means 72p shown in FIG. 6 is switched to the non-reduction side, and the excitation signal output from the
図7に示す回転停止制御処理において、まずロータ71aが回転しているか否かを判別する〔ステップS30〕。もしロータ71aが回転停止している場合には(NO)、何も行わずにリターンする。一方、ロータ71aが回転している場合には(YES)、現時点における検出信号を入力し〔ステップS31〕、回転停止しようとしているロータ71aが回転停止したときの回転角(以下では単に「停止角」と呼ぶ。)を推定する〔ステップS32〕。もし、ステップS32で推定した停止角が所定角度以外の回転角であれば(NO)、後述するステップS38以降を実行する。 In the rotation stop control process shown in FIG. 7, it is first determined whether or not the rotor 71a is rotating [step S30]. If the rotor 71a has stopped rotating (NO), the process returns without doing anything. On the other hand, if the rotor 71a is rotating (YES), a detection signal at the present time is input [Step S31], and the rotation angle when the rotation of the rotor 71a to be stopped is stopped (hereinafter simply referred to as “stop angle”). Is called [step S32]. If the stop angle estimated in step S32 is a rotation angle other than a predetermined angle (NO), step S38 and later are executed.
一方、ステップS32で推定した停止角が所定角度であれば(YES)、縮小切換手段72pを縮小側に切り換えて、励磁信号Veを縮小して励磁コイルLeに流し〔ステップS34〕、この状態で図2に示す信号処理回路72b,72hから出力される電圧信号Va,Vbをそれぞれ補正値として設定し〔ステップS35〕、次の処理に備えて縮小切換手段72pを非縮小側に切り換える〔ステップS36〕。
On the other hand, if the stop angle estimated in step S32 is a predetermined angle (YES), the reduction switching means 72p is switched to the reduction side, the excitation signal Ve is reduced and sent to the excitation coil Le [step S34], and in this state. The voltage signals Va and Vb output from the
ステップS35では、次のように設定する。例えば図8(A)に示す励磁信号Veが縮小されて電圧Ve3と電圧Ve4の間で振幅するとき、SIN検出信号Vsは図8(B)のように変化し、COS検出信号Vcは図8(C)のように変化する。SIN検出信号VsおよびCOS検出信号Vcについては、それぞれ複数の信号値を取得して平均値を求め、求めた平均値を補正値として設定する。SIN検出信号Vsは電圧Vs3と電圧Vs4の間で振幅し、COS検出信号Vcは電圧Vc3と電圧Vc4の間で振幅するので、図4に示す振幅よりは大幅に小さい。そのため、平均値を補正値として設定しても、従来の最大値と最小値との平均値を補正値とするよりは誤差が小さくなる。 In step S35, settings are made as follows. For example, when the excitation signal Ve shown in FIG. 8A is reduced and swings between the voltage Ve3 and the voltage Ve4, the SIN detection signal Vs changes as shown in FIG. 8B, and the COS detection signal Vc is shown in FIG. It changes like (C). For the SIN detection signal Vs and the COS detection signal Vc, a plurality of signal values are obtained to obtain an average value, and the obtained average value is set as a correction value. Since the SIN detection signal Vs has an amplitude between the voltages Vs3 and Vs4, and the COS detection signal Vc has an amplitude between the voltages Vc3 and Vc4, the amplitude is much smaller than the amplitude shown in FIG. Therefore, even if the average value is set as the correction value, the error is smaller than the conventional average value of the maximum value and the minimum value as the correction value.
そして、ロータ71aが所定角度で回転停止しないようにするため、動力源(内燃機関20および電動機43のうち一方または双方)に対して、図3のステップS14と同様に動力を発生させる〔ステップS37〕。この動力によってさらに回転するロータ71aが回転停止するまで待機する(ステップS38でNO)。
In order to prevent the rotor 71a from rotating at a predetermined angle, power is generated in the same manner as in step S14 of FIG. 3 for the power source (one or both of the
ロータ71aが回転停止したとき(ステップS38でYES)、停止角は所定角度以外の回転角になり、検出信号(SIN検出信号VsおよびCOS検出信号Vc)は0以外の信号値になる。そこで、検出信号を入力し〔ステップS39〕、入力した検出信号の信号値に基づいて故障か否かを判別して対応する信号をECU80に出力(伝達)したうえで〔ステップS40〕、リターンする。図示しないが、クランクシャフト31の回転検出を行う通常検出時において、センサ装置72では信号補正手段72f,72nが上記ステップS35で設定された補正値で信号値を補正してECU80に出力(伝達)する。
When the rotor 71a stops rotating (YES in step S38), the stop angle becomes a rotation angle other than a predetermined angle, and the detection signals (SIN detection signal Vs and COS detection signal Vc) have signal values other than zero. Therefore, a detection signal is input [step S39], it is determined whether or not there is a failure based on the signal value of the input detection signal, a corresponding signal is output (transmitted) to the ECU 80 [step S40], and the process returns. . Although not shown, at the time of normal detection in which the rotation of the
上述した実施の形態2によれば、請求項2に対応し、センサ装置72において、励磁信号Veの大きさを縮小する縮小側と縮小しない非縮小側とのいずれか一方に切り換える縮小切換手段72pと、縮小切換手段72pによって縮小側に切り換えられた状態で回転検出を行い、検出信号として得られる数値を補正値として設定する補正値設定手段72e,72kと、縮小切換手段72pによって非縮小側に切り換えられた状態で回転検出を行い、検出信号に対して補正値設定手段72e,72kによって設定された補正値で補正した検出信号を出力する信号補正手段72f,72nとを有する構成とした(図2および図6を参照)。この構成によれば、補正値設定手段72e,72kは、縮小切換手段72pによって励磁信号Veの大きさを縮小する状態のとき、検出信号として得られる数値(すなわち信号値)を補正値として設定する。こうして設定される補正値は、励磁信号Veの大きさが縮小されて誤差が少なくなるので、従来よりも補正値の精度を向上させることができる。信号補正手段72f,72nは、縮小切換手段72pによって励磁信号Veを縮小しない状態のとき、補正値で補正した検出信号を出力する。よって、精度が高まった検出信号が得られる。請求項3にも対応し、実施の形態1と同様の作用効果が得られる。 According to the second embodiment described above, corresponding to claim 2, in the sensor device 72, the reduction switching means 72p that switches the magnitude of the excitation signal Ve to either the reduction side that reduces the magnitude or the non-reduction side that does not reduce the magnitude. Then, rotation detection is performed in the state switched to the reduction side by the reduction switching means 72p, and correction value setting means 72e and 72k for setting a numerical value obtained as a detection signal as a correction value and to the non-reduction side by the reduction switching means 72p. Rotation detection is performed in the switched state, and signal correction means 72f and 72n are provided that output detection signals corrected with correction values set by the correction value setting means 72e and 72k with respect to the detection signals (see FIG. 2 and FIG. 6). According to this configuration, the correction value setting means 72e and 72k set a numerical value (that is, a signal value) obtained as a detection signal as a correction value when the magnitude of the excitation signal Ve is reduced by the reduction switching means 72p. . The correction value set in this way can reduce the error by reducing the magnitude of the excitation signal Ve, so that the accuracy of the correction value can be improved as compared with the conventional correction value. The signal correction means 72f and 72n output a detection signal corrected with a correction value when the excitation signal Ve is not reduced by the reduction switching means 72p. Therefore, a detection signal with improved accuracy can be obtained. Corresponding to claim 3, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態1,2に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
[Other Embodiments]
In the above, although the form for implementing this invention was demonstrated according to Embodiment 1, 2, this invention is not limited to the said form at all. In other words, various forms can be implemented without departing from the scope of the present invention. For example, the following forms may be realized.
実施の形態1,2に示すセンサ装置72は、車両10に備えられる回転部材30(特にクランクシャフト31やドライブシャフト32等)にかかる回転を検出する構成とした(図1や図2等を参照)。すなわちセンサ装置72は回転検出センサとして機能した。この形態に代えて、他の検出目的に応じた検出についても同様に適用することができる。他の検出目的としては、電圧,電流,温度,気圧などが該当する。電圧の場合は電圧値や電位差などが該当し、電流の場合は電流値などが該当し、温度の場合は温度値などが該当し、気圧の場合は気圧値などが該当する。他の検出目的では、入力する信号が非対象信号となり、電圧値や電位差,電流値,温度値,気圧値などを出力する信号が対象信号となる。他の検出目的に応じた検出であっても、非対象信号を無効にする状態のとき、対象信号として得られる数値(すなわち信号値)を補正値として設定することで、従来よりも補正値の精度を向上させることができる。したがって、実施の形態1,2と同様の作用効果を得ることができる。
The sensor device 72 shown in the first and second embodiments is configured to detect the rotation applied to the rotating member 30 (particularly, the
実施の形態1,2では、輸送機器として自動車の車両10に適用した(図1を参照)。この形態に代えて、自動車以外の車両(例えば鉄道車両等)、船舶、航空機などのような他の輸送機器にも適用することができる。その他には、クランクシャフト31やドライブシャフト32等と同様の回転部材を用いる産業用機器(例えば工作機械等)にも適用することができる。いずれにせよ、他の輸送機器や産業用機器に備える回転部材の回転検出を行う場合において、実施の形態1,2と同様の作用効果が得られる。
In Embodiment 1, 2, it applied to the vehicle 10 of a motor vehicle as a transport apparatus (refer FIG. 1). It can replace with this form and can be applied also to other transportation equipments, such as vehicles (for example, railroad vehicles etc.) other than a car, a ship, an airplane, etc. In addition, the present invention can be applied to industrial equipment (for example, a machine tool) using a rotating member similar to the
実施の形態1,2では、車両10として内燃機関20の動力と電動機43の動力とを利用して走行するスプリット方式のハイブリッドカーを適用した(図1を参照)。この形態に代えて、他の方式(シリーズ方式またはパラレル方式)のハイブリッドカーや、内燃機関20の動力のみを利用する車両、電動機43のみの動力のみを利用する車両(いわゆる電気自動車)などのような他の車両にも適用することができる。他の車両であっても形態が相違するに過ぎないので、実施の形態1,2と同様の作用効果が得られる。
In the first and second embodiments, a split-type hybrid car that uses the power of the
実施の形態1,2では、回転部材30としてクランクシャフト31を適用した(図1を参照)。この形態に代えて(あるいは加えて)、図1に示すドライブシャフト32や、ステアリングロッド(あるいはトーションバー)、操舵軸等のように、回転可能な他の回転部材を適用することができる。他の回転部材であっても、レゾルバ71を取り付けることができれば、実施の形態1,2と同様の作用効果が得られる。
In the first and second embodiments, the
実施の形態1,2では、「搬送波信号」に相当する励磁信号Veに正弦波信号を用いた(図4や図8を参照)。この形態に代えて(あるいは加えて)、磁束を発生可能な他の波形信号を用いてもよい。他の波形信号としては、例えば矩形波信号(パルス波信号),三角波信号,のこぎり波信号などが該当する。いずれの信号を用いるにせよ、励磁信号Veを無効としたり縮小することで、精度を向上させた補正値(オフセット値)を得ることができる。よって、実施の形態1,2と同様の作用効果が得られる。 In the first and second embodiments, a sine wave signal is used as the excitation signal Ve corresponding to the “carrier wave signal” (see FIGS. 4 and 8). Instead of (or in addition to) this form, other waveform signals that can generate magnetic flux may be used. Examples of other waveform signals include a rectangular wave signal (pulse wave signal), a triangular wave signal, and a sawtooth wave signal. Regardless of which signal is used, a correction value (offset value) with improved accuracy can be obtained by invalidating or reducing the excitation signal Ve. Therefore, the same effect as Embodiments 1 and 2 can be obtained.
実施の形態1,2では、検出信号(SIN検出信号VsおよびCOS検出信号Vc)は信号処理回路72b,72hおよびA/D変換器72c,72iを経て、補正値を設定したり、設定した補正値を用いて信号値を補正する構成とした(図2を参照)。この形態に代えて、図9に示すように、検出信号は信号処理回路72b,72hを経て、補正値を設定したり、設定した補正値を用いて信号値を補正した後、A/D変換器72c,72iでデジタル信号に変換する構成としてもよい。この場合、補正部72d,72jおよび故障検出手段72mはハードウェア回路で構成する必要がある。回路構成上の相違に過ぎないので、実施の形態1,2と同様の作用効果が得られる。
In the first and second embodiments, the detection signals (SIN detection signal Vs and COS detection signal Vc) are set through the
実施の形態1,2では、センサ装置72とは別個に発振回路90を備える構成とした(図2を参照)。この形態に代えて、センサ装置72内に発振回路90を備える構成としてもよい。この場合は、有無切換手段72aをそのまま備える構成や、発振回路90を作動/非作動(あるいは縮小出力/非縮小出力)をECU80等から出力する切換信号に基づいて切り換える構成などが該当する。単に構成上の相違に過ぎないので、実施の形態1,2と同様の作用効果が得られる。
In the first and second embodiments, the
実施の形態1,2では、負荷として車輪60を適用した(図1を参照)。例外として、ステップS14,S37の(c)では負荷として内燃機関20を適用した。この形態に代えて、クランクシャフト31を含む回転部材30に結合された他の物体を負荷として適用することもできる。他の物体は、例えば電動機43,発電機41,スクリュー(プロペラ)などが該当する。いずれにせよ、負荷に影響を及ぼさない範囲で動力源から動力を発生させるので、実施の形態1,2と同様の作用効果が得られる。
In the first and second embodiments, the
実施の形態1,2では、ステップS14,S37の(c)で車輪60に付与する回転阻止トルクを制動機構で実現した。この形態に代えて、車両10等の輸送機器が静止状態であるときに負荷の動きを強制的に阻止可能な他の回転阻止手段で実現してもよい。他の回転阻止手段は、例えば内燃機関20に供給する燃料を停止(カット)する機構や、電動機43に供給する電力を停止(カット)する機構などが該当する。いずれにせよ、輸送機器の静止状態が維持されるので、実施の形態1,2と同様の作用効果が得られる。
In the first and second embodiments, the rotation preventing torque to be applied to the
センサ装置72の構成要素として、実施の形態1では有無切換手段72aを適用し(図2を参照)、 実施の形態2では縮小切換手段72pを適用した(図6を参照)。この形態に代えて、実施の形態1において縮小切換手段72pを適用し、 実施の形態1において有無切換手段72aを適用してもよい。この場合は、図3に示すステップS17,S19と、図7に示すステップS34,S36とが入れ替わる。従来よりは精度の高い補正値(オフセット値)を設定できるので、実施の形態1,2と同様の作用効果が得られる。 As the constituent elements of the sensor device 72, the presence / absence switching means 72a is applied in the first embodiment (see FIG. 2), and the reduction switching means 72p is applied in the second embodiment (see FIG. 6). Instead of this form, the reduction switching means 72p may be applied in the first embodiment, and the presence / absence switching means 72a may be applied in the first embodiment. In this case, steps S17 and S19 shown in FIG. 3 and steps S34 and S36 shown in FIG. 7 are interchanged. Since it is possible to set a correction value (offset value) with higher accuracy than in the prior art, the same effect as in the first and second embodiments can be obtained.
〔他の発明の態様〕
以上では発明の実施の形態について説明したが、当該実施の形態には特許請求の範囲に記載した発明の態様のみならず他の発明の態様を含む。この発明の態様を以下に列挙するとともに、必要に応じて関連説明を行う。
[Other Aspects of Invention]
Although the embodiments of the invention have been described above, the embodiments include not only the embodiments of the invention described in the claims but also other embodiments of the invention. Aspects of the present invention are listed below, and related explanations are given as necessary.
〔態様1〕
ステータとロータとを備えて前記ロータの回転に伴って信号を出力するレゾルバと、
所定角度で回転停止している前記ロータを直接的または間接的に回転させる制御を行う回転制御手段と、
前記回転制御手段によって前記ロータが回転する際に出力される信号に基づいて故障の有無を検出する故障検出手段と、
励磁信号を有効にする有効側と、前記励磁信号を無効にする無効側とのいずれか一方に切り換える有無切換手段と、
前記有無切換手段によって前記無効側に切り換えられた状態で前記ロータの回転検出を行い、検出信号として得られる信号値を補正値として設定する補正値設定手段と、
前記有無切換手段によって前記有効側に切り換えられた状態で前記ロータの回転検出を行い、前記検出信号に対して前記補正値設定手段によって設定された補正値で補正した前記検出信号を出力する信号補正手段と、
を有することを特徴とするセンサ装置。
[Aspect 1]
A resolver comprising a stator and a rotor and outputting a signal as the rotor rotates;
Rotation control means for performing control to directly or indirectly rotate the rotor that has stopped rotating at a predetermined angle;
Failure detection means for detecting the presence or absence of a failure based on a signal output when the rotor rotates by the rotation control means;
Presence / absence switching means for switching between an effective side for validating the excitation signal and an invalid side for invalidating the excitation signal;
Correction value setting means for detecting rotation of the rotor in a state switched to the invalid side by the presence / absence switching means, and setting a signal value obtained as a detection signal as a correction value;
Signal correction that detects the rotation of the rotor in a state where it is switched to the effective side by the presence / absence switching means and outputs the detection signal corrected with the correction value set by the correction value setting means with respect to the detection signal Means,
A sensor device comprising:
〔態様2〕
ステータとロータとを備えて前記ロータの回転に伴って信号を出力するレゾルバと、
所定角度で回転停止している前記ロータを直接的または間接的に回転させる制御を行う回転制御手段と、
前記回転制御手段によって前記ロータが回転する際に出力される信号に基づいて故障の有無を検出する故障検出手段と、
励磁信号の大きさを縮小する縮小側と、前記励磁信号の大きさを縮小しない非縮小側とのいずれか一方に切り換える縮小切換手段と、
前記縮小切換手段によって前記縮小側に切り換えられた状態で前記ロータの回転検出を行い、前記検出信号として得られる信号値を補正値として設定する補正値設定手段と、
前記縮小切換手段によって前記非縮小側に切り換えられた状態で前記ロータの回転検出を行い、前記検出信号に対して前記補正値設定手段によって設定された補正値で補正した前記検出信号を出力する信号補正手段と、
を有することを特徴とするセンサ装置。
[Aspect 2]
A resolver comprising a stator and a rotor and outputting a signal as the rotor rotates;
Rotation control means for performing control to directly or indirectly rotate the rotor that has stopped rotating at a predetermined angle;
Failure detection means for detecting the presence or absence of a failure based on a signal output when the rotor rotates by the rotation control means;
Reduction switching means for switching between a reduction side for reducing the magnitude of the excitation signal and a non-reduction side for not reducing the magnitude of the excitation signal;
Correction value setting means for detecting rotation of the rotor in a state switched to the reduction side by the reduction switching means, and setting a signal value obtained as the detection signal as a correction value;
A signal for detecting the rotation of the rotor in a state switched to the non-reduction side by the reduction switching means and outputting the detection signal corrected with the correction value set by the correction value setting means with respect to the detection signal Correction means;
A sensor device comprising:
〔態様1および態様2の関連説明〕
態様1および態様2の構成によれば、回転制御手段によってロータを回転させ、当該回転によって出力される信号に基づいて故障検出手段が故障の有無を検出するとともに、有無切換手段によって無効側に切り換えられた状態で補正値設定手段が補正値(オフセット値)を設定する。1回だけロータを輸送機器に影響を及ぼさない範囲で回転させれば、故障の有無の検出と、補正値の設定との双方が行える。
[Related Description of Aspect 1 and Aspect 2]
According to the configuration of the aspect 1 and the aspect 2, the rotor is rotated by the rotation control unit, the failure detection unit detects the presence / absence of the failure based on the signal output by the rotation, and is switched to the invalid side by the presence / absence switching unit. In this state, the correction value setting means sets a correction value (offset value). If the rotor is rotated only once in a range that does not affect the transportation equipment, both detection of the presence of a failure and setting of a correction value can be performed.
10 車両(輸送機器)
20 内燃機関(動力源)
30 回転部材
31 クランクシャフト(回転部材)
32 ドライブシャフト(回転部材)
40 トランスミッション
41 発電機(発電電動機)
42 動力分割機構
43 電動機(発電電動機,動力源)
50 パワーコントロールユニット
60 車輪(負荷)
70 回転検出装置
71 レゾルバ
71a ロータ
71b ステータ
72 センサ装置
72a 有無切換手段
72b,72h 信号処理回路
72c,72i A/D変換器
72d,72j 補正部
72e,72k 補正値設定手段
72f,72n 信号補正手段
72g 回転制御手段
72m 故障検出手段
72p 縮小切換手段
80 ECU(制御装置)
90 発振回路
Le 励磁コイル
Ls,Lc 検出コイル
10 Vehicle (transport equipment)
20 Internal combustion engine (power source)
30 Rotating
32 Drive shaft (Rotating member)
40
42
50
70
90 Oscillation circuit Le Excitation coil Ls, Lc Detection coil
Claims (4)
入力される前記非対象信号を有効にする有効側と、前記非対象信号を無効にする無効側とのいずれか一方に切り換える有無切換手段と、
前記有無切換手段によって前記無効側に切り換えられた状態で前記検出を行い、前記対象信号として得られる数値を補正値として設定する補正値設定手段と、
前記有無切換手段によって前記有効側に切り換えられた状態で前記検出を行い、前記対象信号に対して前記補正値設定手段によって設定された補正値で補正した前記対象信号を出力する信号補正手段と、
を有することを特徴とするセンサ装置。 In the sensor device that performs detection using a non-target signal different from the detection target and outputs the target signal to be the detection target,
Presence / absence switching means for switching to either one of the valid side for validating the input non-target signal and the invalid side for invalidating the non-target signal;
Correction value setting means for performing the detection in a state switched to the invalid side by the presence / absence switching means and setting a numerical value obtained as the target signal as a correction value;
A signal correcting unit that performs the detection in a state where the presence / absence switching unit is switched to the effective side, and outputs the target signal corrected by the correction value set by the correction value setting unit with respect to the target signal;
A sensor device comprising:
入力される前記非対象信号の大きさを縮小する縮小側と、前記非対象信号の大きさを縮小しない非縮小側とのいずれか一方に切り換える縮小切換手段と、
前記縮小切換手段によって前記縮小側に切り換えられた状態で前記検出を行い、前記対象信号として得られる数値を補正値として設定する補正値設定手段と、
前記縮小切換手段によって前記非縮小側に切り換えられた状態で前記検出を行い、前記対象信号に対して前記補正値設定手段によって設定された補正値で補正した前記対象信号を出力する信号補正手段と、
を有することを特徴とするセンサ装置。 In the sensor device that performs detection using a non-target signal different from the detection target and outputs the target signal to be the detection target,
Reduction switching means for switching between a reduction side for reducing the magnitude of the input non-target signal and a non-reduction side for not reducing the size of the non-target signal;
Correction value setting means for performing the detection in a state switched to the reduction side by the reduction switching means, and setting a numerical value obtained as the target signal as a correction value;
Signal correction means for performing the detection in a state where the reduction switching means is switched to the non-reduction side and outputting the target signal corrected with the correction value set by the correction value setting means for the target signal; ,
A sensor device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010214120A JP2012068156A (en) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Sensor device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05240664A (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-17 | Yokogawa Electric Corp | Encoder |
JP2005208028A (en) * | 2003-12-22 | 2005-08-04 | Minebea Co Ltd | Angle operation method for variable reluctance resolver, and angle operation unit for the same |
-
2010
- 2010-09-24 JP JP2010214120A patent/JP2012068156A/en active Pending
Patent Citations (2)
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