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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024095043
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】絶対角度位置検出方法及び装置
(51)【国際特許分類】
G01D 5/20 20060101AFI20240703BHJP
【ＦＩ】
G01D5/20 110Q
G01D5/20 110F
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022212043
(22)【出願日】2022-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000203634
【氏名又は名称】多摩川精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100221729
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭介
(74)【代理人】
【識別番号】100188514
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 隆裕
(72)【発明者】
【氏名】牛草 遼平
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077AA24
2F077AA28
2F077AA30
2F077CC02
2F077CC07
2F077CC08
2F077FF34
2F077PP26
2F077QQ03
2F077QQ15
2F077QQ17
2F077TT38
2F077TT81
2F077TT82
2F077TT83
(57)【要約】
【課題】２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバに対応した多回転検出により絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得る。
【解決手段】絶対角度位置検出装置１００は、信号処理部１０１と切替部１２０とを備え、２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａ、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｂ、及び２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃに対して、切替部１２０により、通電時にはレゾルバ方式に合致した１相または２相のＡＣ励磁信号を供給し、停電時には１相のパルス励磁信号を供給する。これにより、三方式のレゾルバに対応し、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得る。
【選択図】図１
【解決手段】絶対角度位置検出装置１００は、信号処理部１０１と切替部１２０とを備え、２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａ、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｂ、及び２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃに対して、切替部１２０により、通電時にはレゾルバ方式に合致した１相または２相のＡＣ励磁信号を供給し、停電時には１相のパルス励磁信号を供給する。これにより、三方式のレゾルバに対応し、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得る。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
２相励磁２相出力、２相励磁１相出力、及び２相励磁１相出力のいずれかの方式のレゾルバにより回転検出する絶対角度位置検出方法であって、
２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、切替部（120）を２相励磁２相出力通電状態に切り替え、２相ＡＣ励磁信号を前記レゾルバに供給して２相レゾルバ信号を生成し、前記２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、前記切替部（120）を２相励磁２相出力停電状態に切り替え、１相のパルス励磁信号を前記レゾルバの励磁巻線の少なくとも一方に供給して２相レゾルバ信号を生成し、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、前記切替部（120）を１相励磁２相出力通電状態に切り替え、前記レゾルバに２相ＡＣ励磁信号の一方を供給して２相レゾルバ信号を生成し、前記２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、前記切替部（120）を１相励磁２相出力停電状態に切り替え、前記レゾルバに前記１相のパルス励磁信号を供給して２相レゾルバ信号を生成し、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、前記切替部（120）を２相励磁１相出力通電状態に切り替え、前記レゾルバに２相ＡＣ励磁信号を供給して１相レゾルバ信号を生成し、前記１相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、前記切替部（120）を２相励磁１相出力停電状態に切り替え、前記１相のパルス励磁信号を前記レゾルバの検出巻線に供給して２相レゾルバ信号を生成して２相の励磁巻線から出力し、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する、
絶対角度位置検出方法。
２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、切替部（120）を２相励磁２相出力通電状態に切り替え、２相ＡＣ励磁信号を前記レゾルバに供給して２相レゾルバ信号を生成し、前記２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、前記切替部（120）を２相励磁２相出力停電状態に切り替え、１相のパルス励磁信号を前記レゾルバの励磁巻線の少なくとも一方に供給して２相レゾルバ信号を生成し、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、前記切替部（120）を１相励磁２相出力通電状態に切り替え、前記レゾルバに２相ＡＣ励磁信号の一方を供給して２相レゾルバ信号を生成し、前記２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、前記切替部（120）を１相励磁２相出力停電状態に切り替え、前記レゾルバに前記１相のパルス励磁信号を供給して２相レゾルバ信号を生成し、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、前記切替部（120）を２相励磁１相出力通電状態に切り替え、前記レゾルバに２相ＡＣ励磁信号を供給して１相レゾルバ信号を生成し、前記１相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、前記切替部（120）を２相励磁１相出力停電状態に切り替え、前記１相のパルス励磁信号を前記レゾルバの検出巻線に供給して２相レゾルバ信号を生成して２相の励磁巻線から出力し、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する、
絶対角度位置検出方法。
【請求項2】
信号処理部（101）と切替部（120）とを備え、２相励磁２相出力、２相励磁１相出力、及び２相励磁１相出力のいずれかの方式のレゾルバにより回転検出する絶対角度位置検出装置であって、
前記切替部（120）は、２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、２相励磁２相出力通電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で２相ＡＣ励磁信号を前記レゾルバに供給し、前記レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、２相励磁２相出力停電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で１相のパルス励磁信号を前記レゾルバの励磁巻線の少なくとも一方に供給し、前記レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、１相励磁２相出力通電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で２相ＡＣ励磁信号の一方を前記レゾルバの励磁巻線に供給し、前記レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、１相励磁２相出力停電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で１相のパルス励磁信号を前記レゾルバに供給し、前記レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、２相励磁１相出力通電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で２相ＡＣ励磁信号を前記レゾルバに供給し、前記レゾルバで生成された１相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記１相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、２相励磁１相出力停電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で１相のパルス励磁信号を前記レゾルバの検出巻線に供給し、前記レゾルバで生成されて励磁巻線から出力される２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する、
絶対角度位置検出装置。
前記切替部（120）は、２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、２相励磁２相出力通電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で２相ＡＣ励磁信号を前記レゾルバに供給し、前記レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、２相励磁２相出力停電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で１相のパルス励磁信号を前記レゾルバの励磁巻線の少なくとも一方に供給し、前記レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、１相励磁２相出力通電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で２相ＡＣ励磁信号の一方を前記レゾルバの励磁巻線に供給し、前記レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、１相励磁２相出力停電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で１相のパルス励磁信号を前記レゾルバに供給し、前記レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、２相励磁１相出力通電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で２相ＡＣ励磁信号を前記レゾルバに供給し、前記レゾルバで生成された１相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記１相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、
前記切替部（120）は、２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、２相励磁１相出力停電状態に切り替わり、
前記信号処理部（101）は、前記切替部（120）経由で１相のパルス励磁信号を前記レゾルバの検出巻線に供給し、前記レゾルバで生成されて励磁巻線から出力される２相レゾルバ信号を前記切替部（120）経由で受け取り、前記２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する、
絶対角度位置検出装置。
【請求項3】
電源状態とレゾルバの方式を監視する監視部（110）を更に備え、
前記監視部（110）は、前記レゾルバがいずれの方式であるか、及び前記電源状態が通電時であるか停電時であるかにより、前記切替部（120）の接続を切り替える、
請求項２に記載の絶対角度位置検出装置。
前記監視部（110）は、前記レゾルバがいずれの方式であるか、及び前記電源状態が通電時であるか停電時であるかにより、前記切替部（120）の接続を切り替える、
請求項２に記載の絶対角度位置検出装置。
【請求項4】
前記信号処理部（101）は、
通電時に通電動作用電源の供給を受け、通電時に処理を実行する第１信号処理部（130）と、
通電時に通電動作用電源の供給を受けて処理を実行すると共に、停電時にバックアップ電源の供給を受けて処理を実行する第２信号処理部（140）と、
を有する請求項２に記載の絶対角度位置検出装置。
通電時に通電動作用電源の供給を受け、通電時に処理を実行する第１信号処理部（130）と、
通電時に通電動作用電源の供給を受けて処理を実行すると共に、停電時にバックアップ電源の供給を受けて処理を実行する第２信号処理部（140）と、
を有する請求項２に記載の絶対角度位置検出装置。
【請求項5】
前記第１信号処理部（130）は、前記２相ＡＣ励磁信号を生成するＡＣ励磁部（１３２）を備え、
前記第２信号処理部（140）は、前記１相のパルス励磁信号を生成するパルス励磁部（１４１）を備える、
請求項４に記載の絶対角度位置検出装置。
前記第２信号処理部（140）は、前記１相のパルス励磁信号を生成するパルス励磁部（１４１）を備える、
請求項４に記載の絶対角度位置検出装置。
【請求項6】
前記信号処理部（101）は、演算部（150）を更に備え、
前記演算部（150）は、通電時において、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、停電時において、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する、
請求項２に記載の絶対角度位置検出装置。
前記演算部（150）は、通電時において、前記１回転データ及び前記通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、停電時において、前記停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する、
請求項２に記載の絶対角度位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、絶対角度位置検出方法及び装置に関し、特に、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバに対応し、通電時及び停電時共に連続して多回転カウントデータを検出するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【0002】
レゾルバを用いた絶対角度位置検出方法及び装置において、通電時はＡＣ励磁信号による励磁を行い、停電時は電池バックアップによるパルス励磁信号により励磁を行うことが提案されている。従来、用いられていたこの種の絶対角度位置検出方法及び装置としては、例えば、特許文献１に示される構成を挙げることができる。
【0003】
ここで、特許文献１に記載された絶対角度位置検出装置は、１相励磁２相出力のレゾルバを使用しており、通電時には、レゾルバを１相ＡＣ励磁すると共に、レゾルバ／デジタル変換部からの１回転データと、回転数カウント部からの通電時多回転カウントデータとを演算回路にて演算し、多回転位置を示す絶対角度位置検出信号を生成する。
一方、停電時において、絶対角度位置検出装置は、レゾルバを１相パルス励磁すると共に、通電時と共通の回転数カウント部を用いて、停電時多回転カウントデータを生成するように構成されている。
一方、停電時において、絶対角度位置検出装置は、レゾルバを１相パルス励磁すると共に、通電時と共通の回転数カウント部を用いて、停電時多回転カウントデータを生成するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第４７０９９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
以上の特許文献１記載の絶対位置検出装置は、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることができるものの、１相励磁２相出力のレゾルバにしか対応していない問題がある。ここで、１相励磁２相出力のレゾルバは、２相の出力信号の振幅のアンバランスがそのまま誤差になる。このため、１相励磁２相出力のレゾルバを用いた場合、高精度な絶対角度検出を実現することは難しいという課題があった。
このため、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバに対応した多回転検出による絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることが望まれていた。
このため、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバに対応した多回転検出による絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることが望まれていた。
【0006】
本発明は、以上のような課題を解決するために、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバに対応した多回転検出による絶対角度検出を実現し、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることが可能な絶対角度位置検出方法及び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】
この発明に係る絶対角度位置検出方法は、２相励磁２相出力、２相励磁１相出力、及び２相励磁１相出力のいずれかの方式のレゾルバにより回転検出する絶対角度位置検出方法であって、２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、切替部を２相励磁２相出力通電状態に切り替え、２相ＡＣ励磁信号をレゾルバに供給して２相レゾルバ信号を生成し、２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、切替部を２相励磁２相出力停電状態に切り替え、１相のパルス励磁信号をレゾルバの励磁巻線の少なくとも一方に供給して２相レゾルバ信号を生成し、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、切替部を１相励磁２相出力通電状態に切り替え、レゾルバに２相ＡＣ励磁信号の一方を供給して２相レゾルバ信号を生成し、２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、切替部を１相励磁２相出力停電状態に切り替え、レゾルバに１相のパルス励磁信号を供給して２相レゾルバ信号を生成し、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、切替部を２相励磁１相出力通電状態に切り替え、レゾルバに２相ＡＣ励磁信号を供給して１相レゾルバ信号を生成し、１相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、切替部を２相励磁１相出力停電状態に切り替え、１相のパルス励磁信号をレゾルバの検出巻線に供給して２相レゾルバ信号を生成して２相の励磁巻線から出力し、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
【0008】
この発明に係る絶対角度位置検出装置は、信号処理部と切替部とを備え、２相励磁２相出力、２相励磁１相出力、及び２相励磁１相出力のいずれかの方式のレゾルバにより回転検出する絶対角度位置検出装置であって、切替部は、２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、２相励磁２相出力通電状態に切り替わり、信号処理部は、切替部経由で２相ＡＣ励磁信号をレゾルバに供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部経由で受け取り、２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、切替部は、２相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、２相励磁２相出力停電状態に切り替わり、信号処理部は、切替部経由で１相のパルス励磁信号をレゾルバの励磁巻線の少なくとも一方に供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部経由で受け取り、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、切替部は、１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、１相励磁２相出力通電状態に切り替わり、信号処理部は、切替部経由で２相ＡＣ励磁信号の一方をレゾルバの励磁巻線に供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部経由で受け取り、２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、切替部は、１相励磁２相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、１相励磁２相出力停電状態に切り替わり、信号処理部は、切替部経由で１相のパルス励磁信号をレゾルバに供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部経由で受け取り、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、切替部は、２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の通電時に、２相励磁１相出力通電状態に切り替わり、信号処理部は、切替部経由で２相ＡＣ励磁信号をレゾルバに供給し、レゾルバで生成された１相レゾルバ信号を切替部経由で受け取り、１相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、切替部は、２相励磁１相出力のレゾルバにより回転検出する際の停電時に、２相励磁１相出力停電状態に切り替わり、信号処理部は、切替部経由で１相のパルス励磁信号をレゾルバの検出巻線に供給し、レゾルバで生成されて励磁巻線から出力される２相レゾルバ信号を切替部経由で受け取り、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
【0009】
この発明において、電源状態とレゾルバの方式を監視する監視部を更に備え、監視部は、レゾルバがいずれの方式であるか、及び電源状態が通電時であるか停電時であるかにより、切替部の接続を切り替える。
【0010】
この発明において、信号処理部は、通電時に通電動作用電源の供給を受け、通電時に処理を実行する第１信号処理部と、通電時に通電動作用電源の供給を受けて処理を実行すると共に、停電時にバックアップ電源の供給を受けて処理を実行する第２信号処理部と、を有する。
【0011】
この発明において、第１信号処理部は、２相ＡＣ励磁信号を生成するＡＣ励磁部を備え、第２信号処理部は、１相のパルス励磁信号を生成するパルス励磁部を備える。
【0012】
この発明において、信号処理部は、演算部を更に備え、演算部は、通電時において、１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、停電時において、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
【発明の効果】
【0013】
この発明によれば、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバに対応した多回転検出により絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】実施の形態１の絶対角度位置検出装置の構成を示す構成図である。
【図2】実施の形態１の絶対角度位置検出装置における各方式のレゾルバとの接続状態の切り替えの様子を一覧形式で示す説明図である。
【図3】実施の形態１の絶対角度位置検出装置における２相励磁２相出力のレゾルバとの通電時の２相励磁２相出力通電状態の接続を示す構成図である。
【図4】実施の形態１の絶対角度位置検出装置における２相励磁２相出力のレゾルバとの停電時の２相励磁２相出力停電状態の接続を示す構成図である。
【図5】実施の形態１の絶対角度位置検出装置における１相励磁２相出力のレゾルバとの通電時の１相励磁２相出力通電状態の接続を示す構成図である。
【図6】実施の形態１の絶対角度位置検出装置における１相励磁２相出力のレゾルバとの停電時の１相励磁２相出力停電状態の接続を示す構成図である。
【図7】実施の形態１の絶対角度位置検出装置における２相励磁１相出力のレゾルバとの通電時の２相励磁１相出力通電状態の接続を示す構成図である。
【図8】実施の形態１の絶対角度位置検出装置における２相励磁１相出力のレゾルバとの停電時の２相励磁１相出力停電状態の接続を示す構成図である。
【図9】実施の形態１の絶対角度位置検出処理時における励磁信号とレゾルバ信号の位相関係を示す説明図である。
【図10】実施の形態１の絶対角度位置検出処理時における励磁信号とレゾルバ信号の位相関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の絶対角度位置検出方法と絶対角度位置検出装置の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【0016】
実施の形態１．
はじめに、実施の形態１における絶対角度位置検出装置１００の基本的な構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施の形態１の絶対角度位置検出装置１００の構成を示す構成図である。なお、絶対角度位置検出装置１００は、絶対角度位置検出方法の各処理ステップを実行する装置である。
はじめに、実施の形態１における絶対角度位置検出装置１００の基本的な構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施の形態１の絶対角度位置検出装置１００の構成を示す構成図である。なお、絶対角度位置検出装置１００は、絶対角度位置検出方法の各処理ステップを実行する装置である。
【0017】
［絶対角度位置検出装置１００の構成］
図１において、絶対角度位置検出方法を実行する絶対角度位置検出装置１００は、主に、信号処理部１０１と、監視部１１０と、切替部１２０とを有している。信号処理部１０１には、第１信号処理部１３０と、第２信号処理部１４０と、演算部１５０とが設けられている。
図１において、絶対角度位置検出方法を実行する絶対角度位置検出装置１００は、主に、信号処理部１０１と、監視部１１０と、切替部１２０とを有している。信号処理部１０１には、第１信号処理部１３０と、第２信号処理部１４０と、演算部１５０とが設けられている。
【0018】
絶対角度位置検出装置１００は、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバに対応するように構成されている。
絶対角度位置検出装置１００には、異なる三方式のいずれかの方式のレゾルバ１として、２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａ、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｂ、及び２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃのいずれかが接続される。
絶対角度位置検出装置１００は、通電時において図示されない通電動作用電源から電力の供給を受け、停電時において図示されないバックアップ電源から電力の供給を受ける。なお、バックアップ電源は、電池などを供給源とする停電時等のための限定的な電源である。
絶対角度位置検出装置１００には、異なる三方式のいずれかの方式のレゾルバ１として、２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａ、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｂ、及び２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃのいずれかが接続される。
絶対角度位置検出装置１００は、通電時において図示されない通電動作用電源から電力の供給を受け、停電時において図示されないバックアップ電源から電力の供給を受ける。なお、バックアップ電源は、電池などを供給源とする停電時等のための限定的な電源である。
【0019】
監視部１１０は、電源監視部１１０ａとレゾルバ方式監視部１１０ｂとを備えている。
電源監視部１１０ａは、通電動作用電源の状態、すなわち、通電時であるか、停電時であるかを監視している。電源監視部１１０ａは、通電時と停電時とで切替部１２０の切り替え状態を変更する通電／停電切替制御信号を生成し、生成した通電／停電切替制御信号を切替部１２０に供給する。ここで、通電時とは通電動作用電源が有効であるときを意味しており、停電時とは通電動作用電源が無効であってバックアップ電源が有効であるときを意味している。
レゾルバ方式監視部１１０ｂは、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバのいずれが絶対角度位置検出装置１００に接続されているかを監視している。レゾルバ方式監視部１１０ｂは、外部から供給されるレゾルバ方式設定信号に基づいてレゾルバの方式を認識してもよいし、レゾルバの機種番号または機種識別用凹凸などからレゾルバの方式を認識してもよい。レゾルバ方式監視部１１０ｂは、接続されているレゾルバの方式に応じて切替部１２０の切り替え状態を変更するレゾルバ方式切替制御信号を生成し、生成したレゾルバ方式切替制御信号を切替部１２０に供給する。
電源監視部１１０ａは、通電動作用電源の状態、すなわち、通電時であるか、停電時であるかを監視している。電源監視部１１０ａは、通電時と停電時とで切替部１２０の切り替え状態を変更する通電／停電切替制御信号を生成し、生成した通電／停電切替制御信号を切替部１２０に供給する。ここで、通電時とは通電動作用電源が有効であるときを意味しており、停電時とは通電動作用電源が無効であってバックアップ電源が有効であるときを意味している。
レゾルバ方式監視部１１０ｂは、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバのいずれが絶対角度位置検出装置１００に接続されているかを監視している。レゾルバ方式監視部１１０ｂは、外部から供給されるレゾルバ方式設定信号に基づいてレゾルバの方式を認識してもよいし、レゾルバの機種番号または機種識別用凹凸などからレゾルバの方式を認識してもよい。レゾルバ方式監視部１１０ｂは、接続されているレゾルバの方式に応じて切替部１２０の切り替え状態を変更するレゾルバ方式切替制御信号を生成し、生成したレゾルバ方式切替制御信号を切替部１２０に供給する。
【0020】
切替部１２０は、監視部１１０からの通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、２相励磁２相出力のレゾルバ１により回転検出する際の通電時に２相励磁２相出力通電状態に切り替わり、２相励磁２相出力のレゾルバ１により回転検出する際の停電時に２相励磁２相出力停電状態に切り替わり、１相励磁２相出力のレゾルバ１により回転検出する際の通電時に１相励磁２相出力通電状態に切り替わり、１相励磁２相出力のレゾルバ１により回転検出する際の停電時に１相励磁２相出力停電状態に切り替わり、２相励磁１相出力のレゾルバ１により回転検出する際の通電時に２相励磁１相出力通電状態に切り替わり、２相励磁１相出力のレゾルバ１により回転検出する際の停電時に２相励磁１相出力停電状態に切り替わる。
【0021】
切替部１２０は、通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号により切り替え状態を具体的に指定されて切り替わるものであってもよいし、通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいてメモリなどに保持された切り替え状態を読み出して切り替わるものであってもよい。また、切替部１２０の状態を制御する切り替え制御部が設けられていてもよい。
切替部１２０は、通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、各部の接続と切り離しとを行うため、抵抗あるいはインピーダンスを切り替え可能なＭＯＳ－ＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）などによるアナログスイッチを用いてもよいし、高インピーダンス出力切り替え可能なバッファ回路を各部の間に接続しておいて、信号切り離し時にはバッファ回路に高インピーダンス出力動作で使用する構成としてもよい。
切替部１２０は、通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、各部の接続と切り離しとを行うため、抵抗あるいはインピーダンスを切り替え可能なＭＯＳ－ＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）などによるアナログスイッチを用いてもよいし、高インピーダンス出力切り替え可能なバッファ回路を各部の間に接続しておいて、信号切り離し時にはバッファ回路に高インピーダンス出力動作で使用する構成としてもよい。
【0022】
第１信号処理部１３０には、レゾルバ／デジタル変換部１３１と、ＡＣ励磁部１３２と、タイミング部１３３とが設けられている。ここで、第１信号処理部１３０は、通電動作用電源の供給を受け、通電時に動作する。
【0023】
レゾルバ／デジタル変換部１３１は、レゾルバ１からレゾルバ信号を供給され、供給されたレゾルバ信号を処理することにより１回転データを生成する。レゾルバ／デジタル変換部１３１は、生成した１回転データを演算部１５０に供給する。レゾルバ／デジタル変換部１３１は、２相ＡＣ励磁信号を生成するための２相励磁用データをＡＣ励磁部１３２に供給する。
ＡＣ励磁部１３２は、レゾルバ／デジタル変換部１３１から２相励磁用データの供給を受け、互いに位相が９０°ずれた２相ＡＣ励磁信号を生成する。生成された２相ＡＣ励磁信号は、通電時に、切替部１２０を経由してレゾルバ１の励磁相に供給される。
タイミング部１３３は、２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換し、変換した２相のタイミング信号を後述する第２信号処理部１４０内の回転数カウント部１４２に供給する。
ＡＣ励磁部１３２は、レゾルバ／デジタル変換部１３１から２相励磁用データの供給を受け、互いに位相が９０°ずれた２相ＡＣ励磁信号を生成する。生成された２相ＡＣ励磁信号は、通電時に、切替部１２０を経由してレゾルバ１の励磁相に供給される。
タイミング部１３３は、２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換し、変換した２相のタイミング信号を後述する第２信号処理部１４０内の回転数カウント部１４２に供給する。
【0024】
第２信号処理部１４０には、パルス励磁部１４１と、回転数カウント部１４２とが設けられている。なお、第２信号処理部１４０は、通電動作用電源とバックアップ電源との供給を受け、通電時と停電時とに連続して動作する。
【0025】
パルス励磁部１４１は、停電時にバックアップ電源により駆動され、１相のパルス励磁信号を生成する。生成された１相のパルス励磁信号は、停電時に、回転数カウント部１４２に供給されると共に、切替部１２０を経由してレゾルバ１の励磁相に供給される。
回転数カウント部１４２は、通電時と停電時とに共に動作する。すなわち、通電時において、回転数カウント部１４２は、２相のタイミング信号とレゾルバ信号とを用い、通電時多回転カウントデータを生成する。また、停電時において、回転数カウント部１４２は、１相のパルス励磁信号とレゾルバ信号とを用い、停電時多回転カウントデータを生成する。
回転数カウント部１４２は、通電時と停電時とに共に動作する。すなわち、通電時において、回転数カウント部１４２は、２相のタイミング信号とレゾルバ信号とを用い、通電時多回転カウントデータを生成する。また、停電時において、回転数カウント部１４２は、１相のパルス励磁信号とレゾルバ信号とを用い、停電時多回転カウントデータを生成する。
【0026】
演算部１５０は、通電時において通電動作用電源を供給され、第１信号処理部１３０からの１回転データと、第２信号処理部１４０からの通電時多回転カウントデータとにより演算を行う。演算の結果、演算部１５０は、多回転位置を示す絶対角度位置信号を生成する。演算部１５０は、停電時においてバックアップ電源を供給され、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータを受けて絶対角度位置信号を生成する。
【0027】
ここで、切替部１２０内部の接続における切り替え状態について、図２を参照して説明する。図２は、実施の形態１の絶対角度位置検出装置１００における各方式のレゾルバとの接続状態の切り替えの様子を一覧形式で示す説明図である。
切替部１２０は、監視部１１０からの通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、以下のように、三方式かつ各二状態の合計六種の接続状態に応じて、切り替えを行う。
以下、図２の説明図、及び図３～図８の各接続状態の説明図を参照し、異なる三方式のレゾルバに対応した多回転検出により絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることについて、接続状態ごとに説明する。
切替部１２０は、監視部１１０からの通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、以下のように、三方式かつ各二状態の合計六種の接続状態に応じて、切り替えを行う。
以下、図２の説明図、及び図３～図８の各接続状態の説明図を参照し、異なる三方式のレゾルバに対応した多回転検出により絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることについて、接続状態ごとに説明する。
【0028】
［２相励磁２相出力通電状態］
図２及び図３を参照して、通電時に２相励磁２相出力のレゾルバ１（以下、２相励磁２相出力のレゾルバ１を単に「レゾルバ１Ａ」と言う）により回転検出する際の切替部１２０の状態（以下、「２相励磁２相出力通電状態」と言う）について説明する。
図２及び図３を参照して、通電時に２相励磁２相出力のレゾルバ１（以下、２相励磁２相出力のレゾルバ１を単に「レゾルバ１Ａ」と言う）により回転検出する際の切替部１２０の状態（以下、「２相励磁２相出力通電状態」と言う）について説明する。
【0029】
切替部１２０は、監視部１１０からの通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、２相励磁２相出力通電状態として、以下のように各部を接続する。
切替部１２０は、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｓｉｎ側とレゾルバ１Ａの励磁相のｓｉｎ側（以下、「励磁相Ｂ」と言う）とを接続し、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｃｏｓ側とレゾルバ１Ａの励磁相のｃｏｓ側（以下、「励磁相Ａ」と言う）とを接続する。この結果、第１信号処理部１３０からの２相ＡＣ励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ａの２相の励磁相Ａ及びＢに供給される。
切替部１２０は、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｓｉｎ側とレゾルバ１Ａの励磁相のｓｉｎ側（以下、「励磁相Ｂ」と言う）とを接続し、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｃｏｓ側とレゾルバ１Ａの励磁相のｃｏｓ側（以下、「励磁相Ａ」と言う）とを接続する。この結果、第１信号処理部１３０からの２相ＡＣ励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ａの２相の励磁相Ａ及びＢに供給される。
【0030】
そして、切替部１２０は、レゾルバ１Ａの２相の出力相のｓｉｎ側（以下、「出力相Ａ」と言う）とレゾルバ／デジタル変換部１３１のｓｉｎ側入力とを接続し、レゾルバ１Ａの２相の出力相のｃｏｓ側（以下、「出力相Ｂ」と言う）とレゾルバ／デジタル変換部１３１のｃｏｓ側入力とを接続する。
さらに、切替部１２０は、レゾルバ１Ａの２相の出力相Ａ及びＢと回転数カウント部１４２の入力とを接続する。この結果、２相励磁によってレゾルバ１Ａで生成された２相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、レゾルバ／デジタル変換部１３１と回転数カウント部１４２とに供給される。
さらに、切替部１２０は、レゾルバ１Ａの２相の出力相Ａ及びＢと回転数カウント部１４２の入力とを接続する。この結果、２相励磁によってレゾルバ１Ａで生成された２相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、レゾルバ／デジタル変換部１３１と回転数カウント部１４２とに供給される。
【0031】
２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａは、sinωtとcosωtの２相ＡＣ励磁信号を用いて励磁されると、レゾルバ１の回転軸の角度θに応じて位相の変化を有する位相変調信号を、レゾルバ信号として出力する。このレゾルバ１Ａは、１相励磁２相出力のレゾルバに比べて高精度であることを特徴としている。
【0032】
ここで、レゾルバ１Ａにおいて、２相ＡＣ励磁信号の供給を受ける２相の励磁相Ａ及びＢについて、励磁相Ａは励磁巻線Ｒ１と励磁巻線Ｒ３により形成され、励磁相Ｂは励磁巻線Ｒ２と励磁巻線Ｒ４により形成されているとする。また、レゾルバ１Ａにおいて、２相のレゾルバ信号を出力する出力相Ａ及びＢについて、出力相Ａは検出巻線Ｓ１と検出巻線Ｓ３により形成され、出力相Ｂは検出巻線Ｓ２と検出巻線Ｓ４により形成されているとする。
この場合、通電時のレゾルバ１Ａに、次のような出力電圧方程式(a1)～(a4)が成立する。ここで、Ｅは電圧、Ｋは変圧比、θはレゾルバ１Ａの角度、ωは励磁角周波数を意味している。なお、説明を容易にするため、倍角数を１とする。
励磁相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝Ｅcosωt …(a1)
励磁相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝Ｅsinωt …(a2)
出力相Ａ：ＥＳ１－Ｓ３＝Ｋ(ＥＲ２－Ｒ４・sinθ＋ＥＲ１－Ｒ３・cosθ)
＝Ｋ・Ｅcos(ωt－θ) …(a3)
出力相Ｂ：ＥＳ２－Ｓ４＝Ｋ(ＥＲ２－Ｒ４・cosθ－ＥＲ１－Ｒ３・sinθ)
＝Ｋ・Ｅsin(ωt－θ) …(a4)
この場合、通電時のレゾルバ１Ａに、次のような出力電圧方程式(a1)～(a4)が成立する。ここで、Ｅは電圧、Ｋは変圧比、θはレゾルバ１Ａの角度、ωは励磁角周波数を意味している。なお、説明を容易にするため、倍角数を１とする。
励磁相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝Ｅcosωt …(a1)
励磁相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝Ｅsinωt …(a2)
出力相Ａ：ＥＳ１－Ｓ３＝Ｋ(ＥＲ２－Ｒ４・sinθ＋ＥＲ１－Ｒ３・cosθ)
＝Ｋ・Ｅcos(ωt－θ) …(a3)
出力相Ｂ：ＥＳ２－Ｓ４＝Ｋ(ＥＲ２－Ｒ４・cosθ－ＥＲ１－Ｒ３・sinθ)
＝Ｋ・Ｅsin(ωt－θ) …(a4)
【0033】
以上の出力電圧方程式(a3)と(a4)とが示すとおり、２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａの出力信号は位相変調信号である。この位相変調信号は、それぞれ電圧は等しく、位相がずれた励磁信号の振幅変調信号が合成された結果として得られるものである。
従って、いずれか一方の励磁相のみを用いてレゾルバ１Ａを励磁すると仮定した場合、後述するように１相励磁２相出力のレゾルバ信号と同じ振幅変調信号が得られることになる。よって、実施の形態１の絶対角度位置検出装置１００において実行される絶対角度位置検出方法は、レゾルバ１Ａについての２相励磁２相出力と１相励磁２相出力とを併用可能な特徴的な性質を、積極的に利用する。
従って、いずれか一方の励磁相のみを用いてレゾルバ１Ａを励磁すると仮定した場合、後述するように１相励磁２相出力のレゾルバ信号と同じ振幅変調信号が得られることになる。よって、実施の形態１の絶対角度位置検出装置１００において実行される絶対角度位置検出方法は、レゾルバ１Ａについての２相励磁２相出力と１相励磁２相出力とを併用可能な特徴的な性質を、積極的に利用する。
【0034】
絶対角度位置検出装置１００において、通電時にレゾルバ１Ａを２相ＡＣ励磁信号により励磁している場合、レゾルバ信号の各励磁相に対する出力相の位相関係を基に、通電時多回転カウントデータを生成可能である。
【0035】
ここで、図９を参照して、レゾルバ１Ａにおけるレゾルバ信号の位相関係を説明する。図９は、実施の形態１の絶対角度位置検出処理時における励磁信号とレゾルバ信号の位相関係を示す説明図である。図９において、レゾルバ１Ａを２相ＡＣ励磁信号により励磁した際の、レゾルバ角度毎の励磁信号とレゾルバ信号の位相関係を示している。
図９は、レゾルバ１Ａの角度０°～９０°、９０°～１８０°、１８０°～２７０°、２７０°～３６０°の象限ごとに、各励磁信号に対するそれぞれのレゾルバ信号の位相が、４種類の組合せに分けられることを示している。
ここで、基準となる励磁信号に対して、レゾルバ信号の位相が０°～＋１８０°を「進み」と定義している。また、基準となる励磁信号に対して、レゾルバ信号の位相が－１８０°～０°を「遅れ」と定義している。
図９における「進み」と「遅れ」の組み合わせの状態から、象限を判定することが可能であり、従来技術におけるＡ相信号、Ｂ相信号を生成できることが明らかである。従って、回転数カウント部１４２は、通電時において、２相のレゾルバ信号と、タイミング部１３３において２相ＡＣ励磁信号から生成した２相のタイミング信号とから、Ａ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータを生成することができる。
図９は、レゾルバ１Ａの角度０°～９０°、９０°～１８０°、１８０°～２７０°、２７０°～３６０°の象限ごとに、各励磁信号に対するそれぞれのレゾルバ信号の位相が、４種類の組合せに分けられることを示している。
ここで、基準となる励磁信号に対して、レゾルバ信号の位相が０°～＋１８０°を「進み」と定義している。また、基準となる励磁信号に対して、レゾルバ信号の位相が－１８０°～０°を「遅れ」と定義している。
図９における「進み」と「遅れ」の組み合わせの状態から、象限を判定することが可能であり、従来技術におけるＡ相信号、Ｂ相信号を生成できることが明らかである。従って、回転数カウント部１４２は、通電時において、２相のレゾルバ信号と、タイミング部１３３において２相ＡＣ励磁信号から生成した２相のタイミング信号とから、Ａ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータを生成することができる。
【0036】
以下、通電時において２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａの回転を検出する際の信号処理を説明する。
レゾルバ／デジタル変換部１３１は、レゾルバ１Ａから供給された２相のレゾルバ信号をデジタル変換して１回転データを生成する。レゾルバ／デジタル変換部１３１は、生成した１回転データを演算部１５０に供給する。
タイミング部１３３は、２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換し、変換した２相のタイミング信号を第２信号処理部１４０内の回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ａからの２相のレゾルバ信号と、タイミング部１３３からの２相のタイミング信号とを受け、２相のタイミング信号と２相のレゾルバ信号とを用い、Ａ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータを生成する。
レゾルバ／デジタル変換部１３１は、レゾルバ１Ａから供給された２相のレゾルバ信号をデジタル変換して１回転データを生成する。レゾルバ／デジタル変換部１３１は、生成した１回転データを演算部１５０に供給する。
タイミング部１３３は、２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換し、変換した２相のタイミング信号を第２信号処理部１４０内の回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ａからの２相のレゾルバ信号と、タイミング部１３３からの２相のタイミング信号とを受け、２相のタイミング信号と２相のレゾルバ信号とを用い、Ａ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータを生成する。
【0037】
演算部１５０は、通電時において、レゾルバ／デジタル変換部１３１からの１回転データと、回転数カウント部１４２からのＡ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータとを受けて演算する。演算の結果、演算部１５０は、レゾルバ１Ａの回転について、多回転位置を示す絶対角度位置信号を生成する。
【0038】
【0039】
切替部１２０は、監視部１１０からの通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、２相励磁２相出力停電状態として以下のように各部を接続する。
切替部１２０は、パルス励磁部１４１とレゾルバ１Ａの励磁相Ａ及びＢを接続する。この結果、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ａの２相の励磁相Ａ及びＢに供給される。なお、レゾルバ１Ａの２相の励磁相Ａ及びＢは、並列接続であってもよいし、直列接続であってもよい。また、切替部１２０は、パルス励磁部１４１と、レゾルバ１Ａの励磁相Ａ及びＢのいずれか一方と接続してもよい。
切替部１２０は、パルス励磁部１４１とレゾルバ１Ａの励磁相Ａ及びＢを接続する。この結果、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ａの２相の励磁相Ａ及びＢに供給される。なお、レゾルバ１Ａの２相の励磁相Ａ及びＢは、並列接続であってもよいし、直列接続であってもよい。また、切替部１２０は、パルス励磁部１４１と、レゾルバ１Ａの励磁相Ａ及びＢのいずれか一方と接続してもよい。
【0040】
そして、切替部１２０は、レゾルバ１Ａの出力相Ａ及びＢを回転数カウント部１４２に接続する。この結果、パルス励磁によってレゾルバ１Ａで生成された２相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して回転数カウント部１４２に供給される。
これにより、レゾルバ１Ａは、２相の励磁相Ａ及びＢうちの少なくとも１相をパルス励磁され、２相のレゾルバ信号を生成する。そして、回転数カウント部１４２は、バックアップ電源により駆動され、レゾルバ１Ａにおいて生成された２相のレゾルバ信号と、パルス励磁信号とを受け、２相のレゾルバ信号をパルス励磁信号のパルス幅で処理し、停電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータを受けて演算する。すなわち、停電時においては、２相の励磁相のうちの少なくとも片側のみをパルス励磁すれば、レゾルバ１Ａからのレゾルバ信号は振幅変調信号として出力される。このため、従来技術と同様の処理により、停電時多回転カウントデータを生成することができる。演算の結果、演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
これにより、レゾルバ１Ａは、２相の励磁相Ａ及びＢうちの少なくとも１相をパルス励磁され、２相のレゾルバ信号を生成する。そして、回転数カウント部１４２は、バックアップ電源により駆動され、レゾルバ１Ａにおいて生成された２相のレゾルバ信号と、パルス励磁信号とを受け、２相のレゾルバ信号をパルス励磁信号のパルス幅で処理し、停電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータを受けて演算する。すなわち、停電時においては、２相の励磁相のうちの少なくとも片側のみをパルス励磁すれば、レゾルバ１Ａからのレゾルバ信号は振幅変調信号として出力される。このため、従来技術と同様の処理により、停電時多回転カウントデータを生成することができる。演算の結果、演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
【0041】
停電時においては、レゾルバ１Ａの２相の励磁相Ａ及びＢを、電圧と位相の揃った同じパルス励磁信号で励磁すれば、レゾルバ信号は振幅変調信号として生成される。このため、従来の１相励磁２相出力のレゾルバと同様の処理にて停電時多回転カウントデータを得ることができる。
停電時のレゾルバ１Ａにおける１相のパルス励磁信号と２相のレゾルバ信号とについて、パルス励磁信号をｆ(t)として、上述した出力電圧方程式(a1)～(a4)における２相ＡＣ励磁信号のＥcosωtとＥsinωtを、パルス励磁信号のｆ(t)に入れ替えると、次のような出力電圧方程式(a5)～(a8)が成立する。なお、ここでも、Ｅは電圧、Ｋは変圧比、θはレゾルバ１Ａの角度を意味しており、説明を容易にするために倍角数を１とする。
励磁相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝ｆ(t) …(a5)
励磁相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝ｆ(t) …(a6)
出力相Ａ：ＥＳ１－Ｓ３＝Ｋ(ＥＲ２－Ｒ４・sinθ＋ＥＲ１－Ｒ３・cosθ)
＝√２・Ｋ・ｆ(t)・sin(θ＋45°) …(a7)
出力相Ｂ：ＥＳ２－Ｓ４＝Ｋ(ＥＲ２－Ｒ４・cosθ－ＥＲ１－Ｒ３・sinθ)
＝√２・Ｋ・ｆ(t)・cos(θ＋45°) …(a8)
停電時のレゾルバ１Ａにおける１相のパルス励磁信号と２相のレゾルバ信号とについて、パルス励磁信号をｆ(t)として、上述した出力電圧方程式(a1)～(a4)における２相ＡＣ励磁信号のＥcosωtとＥsinωtを、パルス励磁信号のｆ(t)に入れ替えると、次のような出力電圧方程式(a5)～(a8)が成立する。なお、ここでも、Ｅは電圧、Ｋは変圧比、θはレゾルバ１Ａの角度を意味しており、説明を容易にするために倍角数を１とする。
励磁相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝ｆ(t) …(a5)
励磁相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝ｆ(t) …(a6)
出力相Ａ：ＥＳ１－Ｓ３＝Ｋ(ＥＲ２－Ｒ４・sinθ＋ＥＲ１－Ｒ３・cosθ)
＝√２・Ｋ・ｆ(t)・sin(θ＋45°) …(a7)
出力相Ｂ：ＥＳ２－Ｓ４＝Ｋ(ＥＲ２－Ｒ４・cosθ－ＥＲ１－Ｒ３・sinθ)
＝√２・Ｋ・ｆ(t)・cos(θ＋45°) …(a8)
【0042】
上の出力電圧方程式(a5)～(a8)によると、出力相Ａ及び出力相Ｂとして生成される２相のレゾルバ信号の振幅変調位置は、実際のレゾルバ角度より４５°ずれる。しかし、回転数カウント部１４２において予め多回転カウントデータを生成する際に、４５°のずれを考慮に入れて補正することで対処可能である。
２相の励磁相Ａ及びＢを同じパルス励磁信号ｆ(t)で２相同相励磁するには、２相の励磁相Ａ及びＢを並列接続してパルス励磁信号ｆ(t)で２相同相励磁する手法と、２相の励磁相Ａ及びＢを直列接続してパルス励磁信号ｆ(t)で２相同相励磁する手法とが存在する。
２相の励磁相Ａ及びＢを同じパルス励磁信号ｆ(t)で２相同相励磁するには、２相の励磁相Ａ及びＢを並列接続してパルス励磁信号ｆ(t)で２相同相励磁する手法と、２相の励磁相Ａ及びＢを直列接続してパルス励磁信号ｆ(t)で２相同相励磁する手法とが存在する。
【0043】
励磁相Ａ及びＢを並列に接続してパルス励磁部１４１からのパルス励磁信号ｆ(t)により２相同相励磁した場合、上述した出力電圧方程式の(a7)と(a8)とが得られる。これは、２相の励磁相Ａ及びＢの片側のみを励磁した場合に比べて、出力信号であるレゾルバ信号の信号レベルが√２倍されることになる。これは、信号強度が高まり、ノイズに対する耐性が上がる、すなわちＳＮ比が向上することを意味している。
一方、２相の励磁相Ａ及びＢは一般的に同等なインピーダンスであることから、２相の励磁相Ａ及びＢを直列に接続してパルス励磁部１４１からのパルス励磁信号ｆ(t)により２相同相励磁した場合、２相の励磁相を同じパルス励磁信号で励磁可能である。この場合、２相の励磁相のうち１つあたりに発生する励磁電圧は、分圧によりｆ(t)の半分になる。すなわち、従来と同じレゾルバ信号の信号レベルを保ちつつ、２相の励磁相Ａ及びＢの全体の励磁電流を更に１／２程度に低減させ、回路全体の消費電流を抑えることが可能になる。
一方、２相の励磁相Ａ及びＢは一般的に同等なインピーダンスであることから、２相の励磁相Ａ及びＢを直列に接続してパルス励磁部１４１からのパルス励磁信号ｆ(t)により２相同相励磁した場合、２相の励磁相を同じパルス励磁信号で励磁可能である。この場合、２相の励磁相のうち１つあたりに発生する励磁電圧は、分圧によりｆ(t)の半分になる。すなわち、従来と同じレゾルバ信号の信号レベルを保ちつつ、２相の励磁相Ａ及びＢの全体の励磁電流を更に１／２程度に低減させ、回路全体の消費電流を抑えることが可能になる。
【0044】
以下、停電時において２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａの回転を検出する際の信号処理を説明する。
レゾルバ１Ａは、パルス励磁されて２相のレゾルバ信号を生成する。レゾルバ１Ａは、生成した２相のレゾルバ信号を回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ａにおいて生成された２相のレゾルバ信号と、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号とを受け、２相のレゾルバ信号を１相のパルス励磁信号のパルス幅で処理し、停電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータを受けて演算し、絶対角度位置信号を生成する。
レゾルバ１Ａは、パルス励磁されて２相のレゾルバ信号を生成する。レゾルバ１Ａは、生成した２相のレゾルバ信号を回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ａにおいて生成された２相のレゾルバ信号と、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号とを受け、２相のレゾルバ信号を１相のパルス励磁信号のパルス幅で処理し、停電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータを受けて演算し、絶対角度位置信号を生成する。
【0045】
以上のように、レゾルバ１Ａにおいて、回転数カウント部１４２は、通電時と停電時とにおいて共用され、通電時及び停電時を通して連続した多回転検出を行うことにより、通電時及び停電時を通して、途切れることなく、連続した多回転検出を行うことが可能になる。また、停電時には、レゾルバ１Ａの励磁相をパルス励磁することで、停電時の消費電流を低減することができる。
【0046】
［１相励磁２相出力通電状態］
図２及び図５を参照して、通電時に１相励磁２相出力のレゾルバ１（以下、１相励磁２相出力のレゾルバ１を単に「レゾルバ１Ｂ」と言う）により回転検出する際の切替部１２０の状態（以下、「１相励磁２相出力通電状態」と言う）について説明する。
図２及び図５を参照して、通電時に１相励磁２相出力のレゾルバ１（以下、１相励磁２相出力のレゾルバ１を単に「レゾルバ１Ｂ」と言う）により回転検出する際の切替部１２０の状態（以下、「１相励磁２相出力通電状態」と言う）について説明する。
【0047】
切替部１２０は、監視部１１０からの通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、１相励磁２相出力通電状態として以下のように各部を接続する。
切替部１２０は、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｓｉｎ側またはｃｏｓ側の一方とレゾルバ１Ｂの励磁相とを接続する。図５では、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｓｉｎ側とレゾルバ１Ｂの励磁相とを接続する例を示している。この結果、第１信号処理部１３０からの２相ＡＣ励磁信号のうちの一方である１相のＡＣ励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ｂの１つの励磁相に供給される。
切替部１２０は、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｓｉｎ側またはｃｏｓ側の一方とレゾルバ１Ｂの励磁相とを接続する。図５では、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｓｉｎ側とレゾルバ１Ｂの励磁相とを接続する例を示している。この結果、第１信号処理部１３０からの２相ＡＣ励磁信号のうちの一方である１相のＡＣ励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ｂの１つの励磁相に供給される。
【0048】
そして、切替部１２０は、レゾルバ１Ｂの出力相Ａとレゾルバ／デジタル変換部１３１のｓｉｎ側入力とを接続し、レゾルバ１Ｂの出力相Ｂとレゾルバ／デジタル変換部１３１のｃｏｓ側入力とを接続する。
さらに、切替部１２０は、レゾルバ１Ｂの２相の出力相Ａ及びＢと回転数カウント部１４２の入力とを接続する。この結果、１相励磁によってレゾルバ１Ｂで生成された２相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、レゾルバ／デジタル変換部１３１と回転数カウント部１４２とに供給される。
さらに、切替部１２０は、レゾルバ１Ｂの２相の出力相Ａ及びＢと回転数カウント部１４２の入力とを接続する。この結果、１相励磁によってレゾルバ１Ｂで生成された２相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、レゾルバ／デジタル変換部１３１と回転数カウント部１４２とに供給される。
【0049】
以下、通電時において１相励磁２相出力のレゾルバ１Ｂの回転を検出する際の信号処理を説明する。
レゾルバ１Ｂは、２相ＡＣ励磁信号のうちの１相により１相ＡＣ励磁されると、レゾルバ１Ｂの回転軸の角度θに応じた２相レゾルバ信号を生成する。
レゾルバ／デジタル変換部１３１は、レゾルバ１Ｂから２相のレゾルバ信号を供給され、１回転データを生成する。レゾルバ／デジタル変換部１３１は、生成した１回転データを演算部１５０に供給する。
タイミング部１３３は、２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換し、変換した２相のタイミング信号を第２信号処理部１４０内の回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、通電時において、レゾルバ１Ｂからの２相のレゾルバ信号と、タイミング部１３３からの２相のタイミング信号とを受け、２相のタイミング信号と２相のレゾルバ信号とを用い、Ａ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータを生成する。
レゾルバ１Ｂは、２相ＡＣ励磁信号のうちの１相により１相ＡＣ励磁されると、レゾルバ１Ｂの回転軸の角度θに応じた２相レゾルバ信号を生成する。
レゾルバ／デジタル変換部１３１は、レゾルバ１Ｂから２相のレゾルバ信号を供給され、１回転データを生成する。レゾルバ／デジタル変換部１３１は、生成した１回転データを演算部１５０に供給する。
タイミング部１３３は、２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換し、変換した２相のタイミング信号を第２信号処理部１４０内の回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、通電時において、レゾルバ１Ｂからの２相のレゾルバ信号と、タイミング部１３３からの２相のタイミング信号とを受け、２相のタイミング信号と２相のレゾルバ信号とを用い、Ａ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータを生成する。
【0050】
演算部１５０は、通電時において、レゾルバ／デジタル変換部１３１からの１回転データと、回転数カウント部１４２からのＡ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータとを受けて演算する。演算の結果、演算部１５０は、レゾルバ１Ｂの回転について、多回転位置を示す絶対角度位置信号を生成する。
【0051】
【0052】
切替部１２０は、監視部１１０からの通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、１相励磁２相出力停電状態として以下のように各部を接続する。
切替部１２０は、パルス励磁部１４１とレゾルバ１Ｂの励磁相とを接続する。この結果、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ｂの励磁相に供給される。
切替部１２０は、レゾルバ１Ｂの出力相Ａ及びＢを回転数カウント部１４２に接続する。この結果、パルス励磁によってレゾルバ１Ｂで生成された２相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、回転数カウント部１４２に供給される。
切替部１２０は、パルス励磁部１４１とレゾルバ１Ｂの励磁相とを接続する。この結果、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ｂの励磁相に供給される。
切替部１２０は、レゾルバ１Ｂの出力相Ａ及びＢを回転数カウント部１４２に接続する。この結果、パルス励磁によってレゾルバ１Ｂで生成された２相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、回転数カウント部１４２に供給される。
【0053】
以下、停電時において１相励磁２相出力のレゾルバ１Ｂの回転を検出する際の信号処理を説明する。
レゾルバ１Ｂは、パルス励磁され、２相のレゾルバ信号を生成する。レゾルバ１Ｂは、生成した２相のレゾルバ信号を回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ｂにおいて生成された２相のレゾルバ信号と、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号とを受け、２相のレゾルバ信号を１相のパルス励磁信号のパルス幅で処理し、停電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータを受けて絶対角度位置信号を出力する。
レゾルバ１Ｂは、パルス励磁され、２相のレゾルバ信号を生成する。レゾルバ１Ｂは、生成した２相のレゾルバ信号を回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ｂにおいて生成された２相のレゾルバ信号と、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号とを受け、２相のレゾルバ信号を１相のパルス励磁信号のパルス幅で処理し、停電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータを受けて絶対角度位置信号を出力する。
【0054】
以上のように、レゾルバ１Ｂにおいて、回転数カウント部１４２は、通電時と停電時とにおいて共用されるため、通電時及び停電時を通して連続した多回転検出を行うことにより、通電時及び停電時を通して、途切れることなく、連続した多回転検出を行うことが可能になる。また、停電時には、レゾルバ１Ｂの励磁相をパルス励磁することで、停電時の消費電流を低減することができる。
【0055】
［２相励磁１相出力通電状態］
図２及び図７を参照して、通電時に２相励磁１相出力のレゾルバ１（以下、２相励磁１相出力のレゾルバ１を単に「レゾルバ１Ｃ」と言う）により回転検出する際の切替部１２０の状態（以下、「２相励磁１相出力通電状態」と言う）について説明する。
図２及び図７を参照して、通電時に２相励磁１相出力のレゾルバ１（以下、２相励磁１相出力のレゾルバ１を単に「レゾルバ１Ｃ」と言う）により回転検出する際の切替部１２０の状態（以下、「２相励磁１相出力通電状態」と言う）について説明する。
【0056】
切替部１２０は、監視部１１０からの通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、２相励磁１相出力通電状態として以下のように各部を接続する。
切替部１２０は、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｓｉｎ側とレゾルバ１Ｃの励磁相Ｂとを接続し、ＡＣ励磁部１３２のｃｏｓ側とレゾルバ１Ｃの励磁相Ａとを接続する。この結果、第１信号処理部１３０からの２相ＡＣ励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ｃの２相の励磁相Ａ及びＢに供給される。
切替部１２０は、ＡＣ励磁部１３２の２相ＡＣ励磁出力のｓｉｎ側とレゾルバ１Ｃの励磁相Ｂとを接続し、ＡＣ励磁部１３２のｃｏｓ側とレゾルバ１Ｃの励磁相Ａとを接続する。この結果、第１信号処理部１３０からの２相ＡＣ励磁信号は、切替部１２０を介してレゾルバ１Ｃの２相の励磁相Ａ及びＢに供給される。
【0057】
そして、切替部１２０は、レゾルバ１Ｃの１相の出力相とレゾルバ／デジタル変換部１３１のｓｉｎ側入力とを接続する。なお、切替部１２０は、レゾルバ１Ｃの１相の出力相とレゾルバ／デジタル変換部１３１のｃｏｓ側入力とを接続してもよい。
さらに、切替部１２０は、レゾルバ１Ｃの出力相と回転数カウント部１４２の入力とを接続する。この結果、２相励磁によってレゾルバ１Ｃで生成された１相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、レゾルバ／デジタル変換部１３１と回転数カウント部１４２とに供給される。
さらに、切替部１２０は、レゾルバ１Ｃの出力相と回転数カウント部１４２の入力とを接続する。この結果、２相励磁によってレゾルバ１Ｃで生成された１相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、レゾルバ／デジタル変換部１３１と回転数カウント部１４２とに供給される。
【0058】
２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃは、sinωtとcosωtの２相ＡＣ励磁信号を用いて励磁されると、レゾルバ１Ｃの回転軸の角度θに応じて位相の変化を有する位相変調信号をレゾルバ信号として出力する。このレゾルバ１Ｃは、１相励磁２相出力のレゾルバに比べて高精度であることを特徴としている。
【0059】
ここで、レゾルバ１Ｃにおいて、２相ＡＣ励磁信号の供給を受ける２相の励磁相Ａ及びＢについて、励磁相Ａは励磁巻線Ｒ１と励磁巻線Ｒ３により形成され、励磁相Ｂは励磁巻線Ｒ２と励磁巻線Ｒ４により形成されているとする。また、レゾルバ１Ｃにおいて、１相のレゾルバ信号を出力する出力相は検出巻線Ｓ１と検出巻線Ｓ３により形成されているとする。
この場合、通電時のレゾルバ１Ｃに、以下のような出力電圧方程式(c1)～(c4)が成立する。以下の式において、電圧をＥ、変圧比をＫ、レゾルバ１Ｃの角度をθ、励磁角周波数をωとする。なお、説明を容易にするため、倍角数を１とする。
励磁相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝Ｅcosωt …(c1)
励磁相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝Ｅsinωt …(c2)
出力相 ：ＥＳ１－Ｓ３＝Ｋ１(ＥＲ２－Ｒ４・sinθ＋ＥＲ１－Ｒ３・cosθ)
＝Ｋ１Ｅcos(ωt－θ) …(c3)
この場合、通電時のレゾルバ１Ｃに、以下のような出力電圧方程式(c1)～(c4)が成立する。以下の式において、電圧をＥ、変圧比をＫ、レゾルバ１Ｃの角度をθ、励磁角周波数をωとする。なお、説明を容易にするため、倍角数を１とする。
励磁相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝Ｅcosωt …(c1)
励磁相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝Ｅsinωt …(c2)
出力相 ：ＥＳ１－Ｓ３＝Ｋ１(ＥＲ２－Ｒ４・sinθ＋ＥＲ１－Ｒ３・cosθ)
＝Ｋ１Ｅcos(ωt－θ) …(c3)
【0060】
以上の出力電圧方程式(c3)が示すとおり、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃの出力信号であるレゾルバ信号は、位相変調信号である。この位相変調信号としてのレゾルバ信号は、それぞれの励磁信号の振幅変調信号が合成された結果として得られるものである。
ここでレゾルバ１Ｃを１次コイル／２次コイルの結合状態が角度で変わる変圧器としてみた場合、出力相を出力ではなく励磁入力として利用し、励磁相を出力として利用することが可能である。このような利用により、以下の出力電圧方程式(c4)～(c6)に示すように、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃを１相励磁２相出力タイプのレゾルバとして使用することができる。
励磁入力：ＥＳ１－Ｓ３＝Ｅcosωt …(c4)
出力相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝Ｋ２cosθ・Ｅcosωt …(c5)
出力相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝Ｋ２sinθ・Ｅcosωt …(c6)
なお、Ｋ１とＫ２は異なる数値になる場合がある。
よって、この実施の形態において、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃを使用する場合には、この特長を積極的に利用する。
ここでレゾルバ１Ｃを１次コイル／２次コイルの結合状態が角度で変わる変圧器としてみた場合、出力相を出力ではなく励磁入力として利用し、励磁相を出力として利用することが可能である。このような利用により、以下の出力電圧方程式(c4)～(c6)に示すように、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃを１相励磁２相出力タイプのレゾルバとして使用することができる。
励磁入力：ＥＳ１－Ｓ３＝Ｅcosωt …(c4)
出力相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝Ｋ２cosθ・Ｅcosωt …(c5)
出力相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝Ｋ２sinθ・Ｅcosωt …(c6)
なお、Ｋ１とＫ２は異なる数値になる場合がある。
よって、この実施の形態において、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃを使用する場合には、この特長を積極的に利用する。
【0061】
２相励磁１相出力通電状態において、(c1),(c2)式において、レゾルバ１Ｃを２相ＡＣ励磁信号により励磁している場合には、各励磁相に対する出力相の位相関係を基に通電時多回転カウントデータの生成が可能である。
ここで、図１０を参照して、レゾルバ１Ｃにおけるレゾルバ信号の位相関係を説明する。図１０は、実施の形態１の絶対角度位置検出処理時における励磁信号とレゾルバ信号との位相関係を示す説明図である。図１０は、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃを２相ＡＣ励磁した際の、レゾルバ１Ｃの角度毎の励磁信号とレゾルバ信号との位相関係を示している。
図１０は、レゾルバ１Ｃの角度０°～９０°、９０°～１８０°、１８０°～２７０°、２７０°～３６０°の象限ごとに、各励磁信号に対するそれぞれのレゾルバ信号の位相が、４種類の組合せに分けられることを示している。
ここで、基準となる励磁信号に対して、レゾルバ信号の位相が０°～＋１８０°を「進み」と定義している。また、基準となる励磁信号に対して、レゾルバ信号の位相が－１８０°～０°を「遅れ」と定義している。
図１０における「進み」と「遅れ」の組み合わせの状態から、象限（０°～９０°、９０°～１８０°、１８０°～２７０°、２７０°～３６０°）を判定することが可能であり、従来技術におけるＡ相信号、Ｂ相信号を生成できることが明らかである。従って、回転数カウント部１４２は、レゾルバ信号と２相のタイミング信号とから、Ａ相／Ｂ相の多回転カウントデータを生成することができる。
ここで、図１０を参照して、レゾルバ１Ｃにおけるレゾルバ信号の位相関係を説明する。図１０は、実施の形態１の絶対角度位置検出処理時における励磁信号とレゾルバ信号との位相関係を示す説明図である。図１０は、２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃを２相ＡＣ励磁した際の、レゾルバ１Ｃの角度毎の励磁信号とレゾルバ信号との位相関係を示している。
図１０は、レゾルバ１Ｃの角度０°～９０°、９０°～１８０°、１８０°～２７０°、２７０°～３６０°の象限ごとに、各励磁信号に対するそれぞれのレゾルバ信号の位相が、４種類の組合せに分けられることを示している。
ここで、基準となる励磁信号に対して、レゾルバ信号の位相が０°～＋１８０°を「進み」と定義している。また、基準となる励磁信号に対して、レゾルバ信号の位相が－１８０°～０°を「遅れ」と定義している。
図１０における「進み」と「遅れ」の組み合わせの状態から、象限（０°～９０°、９０°～１８０°、１８０°～２７０°、２７０°～３６０°）を判定することが可能であり、従来技術におけるＡ相信号、Ｂ相信号を生成できることが明らかである。従って、回転数カウント部１４２は、レゾルバ信号と２相のタイミング信号とから、Ａ相／Ｂ相の多回転カウントデータを生成することができる。
【0062】
以下、通電時において２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃの回転を検出する際の信号処理を説明する。
レゾルバ／デジタル変換部１３１は、レゾルバ１Ｃから供給された１相のレゾルバ信号をデジタル変換して１回転データを生成し、生成した１回転データを演算部１５０に供給する。
タイミング部１３３は、２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換し、変換した２相のタイミング信号を第２信号処理部１４０内の回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ｃからの１相のレゾルバ信号と、タイミング部１３３からの２相のタイミング信号とを受け、２相のタイミング信号とレゾルバ信号とを用い、Ａ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、通電時において、レゾルバ／デジタル変換部１３１からの１回転データと、回転数カウント部１４２からのＡ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータとを受けて演算する。演算の結果、演算部１５０は、レゾルバ１Ｃの回転について、多回転位置を示す絶対角度位置信号を生成する。
レゾルバ／デジタル変換部１３１は、レゾルバ１Ｃから供給された１相のレゾルバ信号をデジタル変換して１回転データを生成し、生成した１回転データを演算部１５０に供給する。
タイミング部１３３は、２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換し、変換した２相のタイミング信号を第２信号処理部１４０内の回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ｃからの１相のレゾルバ信号と、タイミング部１３３からの２相のタイミング信号とを受け、２相のタイミング信号とレゾルバ信号とを用い、Ａ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、通電時において、レゾルバ／デジタル変換部１３１からの１回転データと、回転数カウント部１４２からのＡ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータとを受けて演算する。演算の結果、演算部１５０は、レゾルバ１Ｃの回転について、多回転位置を示す絶対角度位置信号を生成する。
【0063】
【0064】
切替部１２０は、２相励磁１相出力停電状態において、レゾルバ１Ｃの励磁相と出力相とを入れ替えるように接続する。すなわち、切替部１２０は、監視部１１０からの通電／停電切替制御信号及びレゾルバ方式切替制御信号に基づいて、２相励磁１相出力停電状態において以下のように各部を接続する。
切替部１２０は、レゾルバ１Ｃの出力相とパルス励磁部１４１とを接続する。ここでは、レゾルバ１Ｃの出力相を励磁相として利用する。この結果、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号は、切替部１２０を介して、レゾルバ１Ｃの出力相に供給される。
また、切替部１２０は、レゾルバ１Ｃの２相の励磁相Ａ及びＢと、回転数カウント部１４２とを接続する。ここでは、レゾルバ１Ｃの２相の励磁相を２相の出力相として利用する。この結果、レゾルバ１Ｃの２相の励磁相Ａ及びＢから出力される２相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、回転数カウント部１４２に供給される。
切替部１２０は、レゾルバ１Ｃの出力相とパルス励磁部１４１とを接続する。ここでは、レゾルバ１Ｃの出力相を励磁相として利用する。この結果、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号は、切替部１２０を介して、レゾルバ１Ｃの出力相に供給される。
また、切替部１２０は、レゾルバ１Ｃの２相の励磁相Ａ及びＢと、回転数カウント部１４２とを接続する。ここでは、レゾルバ１Ｃの２相の励磁相を２相の出力相として利用する。この結果、レゾルバ１Ｃの２相の励磁相Ａ及びＢから出力される２相のレゾルバ信号は、切替部１２０を介して、回転数カウント部１４２に供給される。
【0065】
停電時において、レゾルバ１Ｃの出力相の検出巻線（Ｓ１－Ｓ３）を励磁相として活用してパルス励磁信号で励磁すれば、２相の励磁相Ａ及びＢの励磁巻線（Ｒ１－Ｒ３／Ｒ２－Ｒ４）は出力相として作用し、位相の揃った、センサ角度に応じた振幅変調信号が出力される。このため、絶対角度位置検出装置１００に対する励磁巻線と検出巻線の接続を入れ替えることにより、１相パルス励磁と同様の処理にて、停電時多回転カウントデータを得ることができる。
停電時のレゾルバ１Ｃにおいて、パルス信号をｆ(t)とした場合の出力電圧方程式は、上述した通電時の(c5)～(c6)のcosωtとsinωtとをｆ(t)に入れ替えることで、以下のように表すことができる。
励磁相 ：ＥＳ１－Ｓ３＝ｆ(t) …(c7)
出力相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝Ｋ・ＥＳ１－Ｓ３・cosθ＝Ｋ・ｆ(t)sinθ …(c8)
出力相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝Ｋ・ＥＳ１－Ｓ３・sinθ＝Ｋ・ｆ(t)cosθ …(c9)
２相励磁１相出力レゾルバの場合は、励磁コイルに発生する(c8),(c9)の振幅変調レゾルバ出力信号を位相取得信号として多回転カウントを行うことで、停電時においても多回転カウントを継続することが可能となる。
停電時のレゾルバ１Ｃにおいて、パルス信号をｆ(t)とした場合の出力電圧方程式は、上述した通電時の(c5)～(c6)のcosωtとsinωtとをｆ(t)に入れ替えることで、以下のように表すことができる。
励磁相 ：ＥＳ１－Ｓ３＝ｆ(t) …(c7)
出力相Ａ：ＥＲ１－Ｒ３＝Ｋ・ＥＳ１－Ｓ３・cosθ＝Ｋ・ｆ(t)sinθ …(c8)
出力相Ｂ：ＥＲ２－Ｒ４＝Ｋ・ＥＳ１－Ｓ３・sinθ＝Ｋ・ｆ(t)cosθ …(c9)
２相励磁１相出力レゾルバの場合は、励磁コイルに発生する(c8),(c9)の振幅変調レゾルバ出力信号を位相取得信号として多回転カウントを行うことで、停電時においても多回転カウントを継続することが可能となる。
【0066】
以下、停電時において２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃの回転を検出する際の信号処理を説明する。
レゾルバ１Ｃは、励磁相としての検出巻線に供給されたパルス励磁信号によりパルス励磁され、生成した２相のレゾルバ信号を出力相としての２相の励磁巻線から出力する。レゾルバ１Ｃは、励磁巻線から出力した２相のレゾルバ信号を回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ｃにおいて生成された２相のレゾルバ信号と、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号とを受け、２相のレゾルバ信号を１相のパルス励磁信号のパルス幅で処理し、停電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータを受けて演算し、絶対角度位置信号を生成する。
レゾルバ１Ｃは、励磁相としての検出巻線に供給されたパルス励磁信号によりパルス励磁され、生成した２相のレゾルバ信号を出力相としての２相の励磁巻線から出力する。レゾルバ１Ｃは、励磁巻線から出力した２相のレゾルバ信号を回転数カウント部１４２に供給する。
回転数カウント部１４２は、レゾルバ１Ｃにおいて生成された２相のレゾルバ信号と、パルス励磁部１４１からの１相のパルス励磁信号とを受け、２相のレゾルバ信号を１相のパルス励磁信号のパルス幅で処理し、停電時多回転カウントデータを生成する。
演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２からの停電時多回転カウントデータを受けて演算し、絶対角度位置信号を生成する。
【0067】
以上のように、レゾルバ１Ｃにおいて、回転数カウント部１４２は、通電時と停電時とにおいて共用され、通電時及び停電時を通して連続した多回転検出を行うことにより、通電時及び停電時を通して、途切れることなく、連続した多回転検出を行うことが可能になる。また、停電時には、レゾルバ１Ｃの出力相を励磁相として使用し、パルス励磁することで、停電時の消費電流を低減することができる。
【0068】
［実施の形態により得られる効果］
実施の形態１に説明した絶対角度位置検出装置１００及び絶対角度位置検出方法によれば、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバ１（１Ａ、１Ｂ 、及び１Ｃ）に対応し、以下のように、多回転検出により絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることができる。すなわち、異なる方式のレゾルバ１Ａ，１Ｂ ，１Ｃに対応した汎用性の高い絶対角度位置検出装置１００及び絶対角度位置検出方法を実現できる。
実施の形態１に説明した絶対角度位置検出装置１００及び絶対角度位置検出方法によれば、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバ１（１Ａ、１Ｂ 、及び１Ｃ）に対応し、以下のように、多回転検出により絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることができる。すなわち、異なる方式のレゾルバ１Ａ，１Ｂ ，１Ｃに対応した汎用性の高い絶対角度位置検出装置１００及び絶対角度位置検出方法を実現できる。
【0069】
絶対角度位置検出装置１００は、信号処理部１０１と切替部１２０とを備え、２相励磁２相出力、２相励磁１相出力、及び２相励磁１相出力のいずれかの方式のレゾルバ１Ａ，１Ｂ，１Ｃにより、回転検出する。
【0070】
２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａにより回転検出する際の通電時に、切替部１２０は、２相励磁２相出力通電状態に切り替わり、信号処理部１０１は、切替部１２０経由で２相ＡＣ励磁信号をレゾルバに供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部１２０経由で受け取り、２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａにより回転検出する際の停電時に、切替部１２０は、２相励磁２相出力停電状態に切り替わり、信号処理部１０１は、切替部１２０経由で１相のパルス励磁信号をレゾルバの励磁巻線の少なくとも一方に供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部１２０経由で受け取り、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
２相励磁２相出力のレゾルバ１Ａにより回転検出する際の停電時に、切替部１２０は、２相励磁２相出力停電状態に切り替わり、信号処理部１０１は、切替部１２０経由で１相のパルス励磁信号をレゾルバの励磁巻線の少なくとも一方に供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部１２０経由で受け取り、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
【0071】
１相励磁２相出力のレゾルバ１Ｂにより回転検出する際の通電時に、切替部１２０は、１相励磁２相出力通電状態に切り替わり、信号処理部１０１は、切替部１２０経由で２相ＡＣ励磁信号の一方をレゾルバの励磁巻線に供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部１２０経由で受け取り、２相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成し、１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
１相励磁２相出力のレゾルバ１Ｂにより回転検出する際の停電時に、切替部１２０は、１相励磁２相出力停電状態に切り替わり、信号処理部１０１は、切替部１２０経由で１相のパルス励磁信号をレゾルバに供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部１２０経由で受け取り、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
１相励磁２相出力のレゾルバ１Ｂにより回転検出する際の停電時に、切替部１２０は、１相励磁２相出力停電状態に切り替わり、信号処理部１０１は、切替部１２０経由で１相のパルス励磁信号をレゾルバに供給し、レゾルバで生成された２相レゾルバ信号を切替部１２０経由で受け取り、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成し、停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
【0072】
２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃにより回転検出する際の通電時に、切替部１２０は、２相励磁１相出力通電状態に切り替わり、信号処理部１０１は、切替部１２０経由で２相ＡＣ励磁信号をレゾルバに供給し、レゾルバで生成された１相レゾルバ信号を切替部１２０経由で受け取り、１相レゾルバ信号から１回転データと通電時多回転カウントデータとを生成する。１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃにより回転検出する際の停電時に、切替部１２０は、２相励磁１相出力停電状態に切り替わり、信号処理部１０１は、切替部１２０経由で１相のパルス励磁信号をレゾルバの検出巻線に供給し、レゾルバで生成されて励磁巻線から出力される２相レゾルバ信号を切替部１２０経由で受け取り、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成する。停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
２相励磁１相出力のレゾルバ１Ｃにより回転検出する際の停電時に、切替部１２０は、２相励磁１相出力停電状態に切り替わり、信号処理部１０１は、切替部１２０経由で１相のパルス励磁信号をレゾルバの検出巻線に供給し、レゾルバで生成されて励磁巻線から出力される２相レゾルバ信号を切替部１２０経由で受け取り、２相レゾルバ信号から停電時多回転カウントデータを生成する。停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。
【0073】
実施の形態１に説明した絶対角度位置検出装置１００及び絶対角度位置検出方法によれば、２相励磁２相出力、１相励磁２相出力、及び２相励磁１相出力の異なる三方式のレゾルバ１Ａ，１Ｂ，及び１Ｃに対応して多回転検出により絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることが可能になる。
【0074】
実施の形態１に説明した絶対角度位置検出装置１００は、電源状態とレゾルバ１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）の方式を監視する監視部１１０を更に備え、監視部１１０は、レゾルバ１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）がいずれの方式であるか、及び電源状態が通電時であるか停電時であるかにより、切替部１２０の接続を切り替える。これにより、異なる三方式のレゾルバ１Ａ，１Ｂ，及び１Ｃに対応して多回転検出により絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを確実に得ることが可能になる。
【0075】
実施の形態１に説明した絶対角度位置検出装置１００において、信号処理部１０１は、通電時に通電動作用電源の供給を受け、通電時に処理を実行する第１信号処理部１３０と、通電時に通電動作用電源の供給を受けて処理を実行すると共に、停電時にバックアップ電源の供給を受けて処理を実行する第２信号処理部１４０とを有する。これにより、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることが可能になる。
【0076】
実施形態１に説明した絶対角度位置検出装置１００において、第１信号処理部１３０は、２相ＡＣ励磁信号を生成するＡＣ励磁部１３２を備え、第２信号処理部１４０は、１相のパルス励磁信号を生成するパルス励磁部１４１を備える。これにより、通電時と停電時とでそれぞれ適した励磁を行うことができ、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを得ることが可能になる。
【0077】
実施形態１に説明した絶対角度位置検出装置１００において、信号処理部１０１は、演算部１５０を更に備え、演算部１５０は、通電時において１回転データ及び通電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成し、停電時において停電時多回転カウントデータから絶対角度位置信号を生成する。これにより、異なる三方式のレゾルバ１Ａ，１Ｂ，及び１Ｃに対応して多回転検出により絶対角度検出を実現すると共に、通電時と停電時とで連続した多回転カウントデータを確実に得ることが可能になる。
【符号の説明】
【0078】
１ レゾルバ、１００ 絶対角度位置検出装置、１０１ 信号処理部、１１０ 監視部、１１０ａ 電源監視部、１１０ｂ レゾルバ方式監視部、１２０ 切替部、１３０ 第１信号処理部、１３１ レゾルバ／デジタル変換部、１３２ ＡＣ励磁部、１３３ タイミング部、１４０ 第２信号処理部、１４１ パルス励磁部、１４２ 回転数カウント部、１５０ 演算部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
