特許 7599657 絶対角度位置検出方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-06

(45)【発行日】2024-12-16

(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 20060101AFI20241209BHJP

【ＦＩ】

G01D5/20 110Q

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021157320

(22)【出願日】2021-09-28

(65)【公開番号】P2023048167

(43)【公開日】2023-04-07

【審査請求日】2024-04-24

(73)【特許権者】

【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

(72)【発明者】

【氏名】新井 真一

【審査官】菅藤 政明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３１５６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３７２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－２８２２１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／１２－５／２５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２相励磁／２相出力のレゾルバ（１）により多回転検出を行う絶対角度位置検出方法であって、
通電時に、
切換部（１２０）内部の接続が通電時接続状態に切り換えられ、
ＡＣ励磁部（１３２）において生成された互いに位相が９０°ずれた２相ＡＣ励磁信号を、前記切換部（１２０）経由で前記レゾルバ（１）の２つの励磁相に入力して２相励磁し、前記レゾルバ（１）から２相のレゾルバ信号を得るステップと、
前記２相のレゾルバ信号をレゾルバ／デジタル変換部（１３１）において処理して１回転データを生成するステップと、
前記２相ＡＣ励磁信号からタイミング部（１３３）において２相のタイミング信号を生成するステップと、
回転数カウント部（１４２）において前記２相のタイミング信号により前記２相のレゾルバ信号をカウントして通電時多回転カウントデータを生成するステップと、
前記１回転データと前記通電時多回転カウントデータとを演算部（１５０）において演算して絶対角度位置信号を生成するステップと、を有し、
停電時に、
前記切換部（１２０）内部の接続が停電時接続状態に切り換えられ、
パルス励磁部（１４１）において生成された１相パルス励磁信号を、前記切換部（１２０）経由で、前記２つの励磁相の１つずつに交互に入力して励磁し、前記レゾルバ（１）から前記２相のレゾルバ信号を得るステップと、
前記回転数カウント部（１４２）において前記１相パルス励磁信号により前記２相のレゾルバ信号をカウントして停電時多回転カウントデータを生成するステップと、
前記停電時多回転カウントデータを前記演算部（１５０）において演算して前記絶対角度位置信号を生成するステップと、を有する、
ことを特徴とする絶対角度位置検出方法。

【請求項2】

前記回転数カウント部（１４２）は、２つの励磁相を１つずつ交互に励磁して得られるそれぞれの停電時多回転カウントデータを比較し、前記停電時多回転カウントデータの異常の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の絶対角度位置検出方法。

【請求項3】

前記回転数カウント部（１４２）は、前記比較において、一致、または、前記レゾルバ（１）の電気角で１象限以下のずれを検出した場合、前記停電時多回転カウントデータを正常であると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の絶対角度位置検出方法。

【請求項4】

前記回転数カウント部（１４２）は、前記比較において、前記レゾルバ（１）の電気角で２象限以上のずれを検出した場合、前記停電時多回転カウントデータを異常であると判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載の絶対角度位置検出方法。

【請求項5】

停電時には、前記パルス励磁部（１４１）と前記回転数カウント部（１４２）とがバックアップ電源により駆動される、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の絶対角度位置検出方法。

【請求項6】

２相励磁／２相出力のレゾルバ（１）により多回転検出を行う絶対角度位置検出装置であって、
互いに位相が９０°ずれた２相ＡＣ励磁信号を生成するＡＣ励磁部（１３２）と、
前記２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換するタイミング部（１３３）と、
前記レゾルバ（１）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）と、
１相パルス励磁信号を生成するパルス励磁部（１４１）と、
前記２相のレゾルバ信号をカウントして通電時多回転カウントデータまたは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）と、
前記２相ＡＣ励磁信号と前記１相パルス励磁信号との一方を切り換えて前記レゾルバ（１）に供給する切換部（１２０）と、
前記１回転データ、前記通電時多回転カウントデータ及び前記停電時多回転カウントデータを処理する演算部（１５０）と、を備え、
通電時には、
前記切換部（１２０）は、内部の接続を通電時接続状態に切り換え、
２つの励磁相に前記２相ＡＣ励磁信号を入力して２相励磁し、前記レゾルバ（１）から前記２相のレゾルバ信号を得て、
前記２相のレゾルバ信号を前記レゾルバ／デジタル変換部（１３１）において処理して１回転データを生成し、
前記回転数カウント部（１４２）は、前記２相のタイミング信号により前記２相のレゾルバ信号をカウントして前記通電時多回転カウントデータを生成し、
演算部（１５０）は、前記１回転データと前記通電時多回転カウントデータとを演算して絶対角度位置信号を生成し、
停電時には、
前記切換部（１２０）は、内部の接続を停電時接続状態に切り換え、
前記２つの励磁相の１つずつに交互に前記１相パルス励磁信号を入力して励磁し、前記レゾルバ（１）から前記２相のレゾルバ信号を得て、
前記回転数カウント部（１４２）は、前記１相パルス励磁信号により前記２相のレゾルバ信号をカウントして前記停電時多回転カウントデータを生成し、
前記演算部（１５０）は、前記停電時多回転カウントデータを演算して前記絶対角度位置信号を生成する、
ことを特徴とする絶対角度位置検出装置。

【請求項7】

前記回転数カウント部（１４２）は、前記２つの励磁相を１つずつ交互に励磁して得られるそれぞれの停電時多回転カウントデータを比較し、前記停電時多回転カウントデータの異常の有無を判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の絶対角度位置検出装置。

【請求項8】

前記回転数カウント部（１４２）は、前記比較において、一致、または、前記レゾルバ（１）の電気角で１象限以下のずれを検出した場合、前記停電時多回転カウントデータを正常であると判定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の絶対角度位置検出装置。

【請求項9】

前記回転数カウント部（１４２）は、前記比較において、前記レゾルバ（１）の電気角で２象限以上のずれを検出した場合、前記停電時多回転カウントデータを異常であると判定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の絶対角度位置検出装置。

【請求項10】

前記パルス励磁部（１４１）と前記回転数カウント部（１４２）とは、停電時において、バックアップ電源により駆動される、
ことを特徴とする請求項６～９のいずれか一項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相出力のレゾルバを使用し、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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４７０９９６３号

【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相出力のレゾルバを使用しているために高精度の絶対角度検出を行えない問題があった。
すなわち、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。

【0006】

本発明は、以上のような課題を解決するために、１相励磁／２相出力のレゾルバに比べて高精度な２相励磁／２相出力のレゾルバを用い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相出力のレゾルバにより多回転検出を行う絶対角度位置検出方法であって、通電時に、切換部内部の接続が通電時接続状態に切り換えられ、ＡＣ励磁部において生成された互いに位相が９０°ずれた２相ＡＣ励磁信号を、切換部経由でレゾルバの２つの励磁相に入力して２相励磁し、レゾルバから２相のレゾルバ信号を得るステップと、２相のレゾルバ信号をレゾルバ／デジタル変換部において処理して１回転データを生成するステップと、２相ＡＣ励磁信号からタイミング部において２相のタイミング信号を生成するステップと、回転数カウント部において２相のタイミング信号により２相のレゾルバ信号をカウントして通電時多回転カウントデータを生成するステップと、１回転データと通電時多回転カウントデータとを演算部において演算して絶対角度位置信号を生成するステップと、を有し、停電時に、切換部内部の接続が停電時接続状態に切り換えられ、パルス励磁部において生成された１相パルス励磁信号を、切換部経由で、２つの励磁相の１つずつに交互に入力して励磁し、レゾルバから２相のレゾルバ信号を得るステップと、回転数カウント部において１相パルス励磁信号により２相のレゾルバ信号をカウントして停電時多回転カウントデータを生成するステップと、停電時多回転カウントデータを演算部において演算して絶対角度位置信号を生成するステップと、を有する、ことを特徴とする。

【0008】

この発明に係る絶対角度位置検出装置は、２相励磁／２相出力のレゾルバにより多回転検出を行う絶対角度位置検出装置であって、互いに位相が９０°ずれた２相ＡＣ励磁信号を生成するＡＣ励磁部と、２相ＡＣ励磁信号を２相のタイミング信号に変換するタイミング部と、レゾルバから供給された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／デジタル変換部と、１相パルス励磁信号を生成するパルス励磁部と、２相のレゾルバ信号をカウントして通電時多回転カウントデータまたは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と、２相ＡＣ励磁信号と１相パルス励磁信号との一方を切り換えてレゾルバに供給する切換部と、１回転データ、通電時多回転カウントデータ及び停電時多回転カウントデータを処理する演算部と、を備え、通電時には、切換部は、内部の接続を通電時接続状態に切り換え、２つの励磁相に２相ＡＣ励磁信号を入力して２相励磁し、レゾルバから２相のレゾルバ信号を得て、２相のレゾルバ信号をレゾルバ／デジタル変換部において処理して１回転データを生成し、回転数カウント部は、２相のタイミング信号により２相のレゾルバ信号をカウントして通電時多回転カウントデータを生成し、演算部は、１回転データと通電時多回転カウントデータとを演算して絶対角度位置信号を生成し、停電時には、切換部は、内部の接続を停電時接続状態に切り換え２つの励磁相の１つずつに交互に１相パルス励磁信号を入力して励磁し、レゾルバから２相のレゾルバ信号を得て、回転数カウント部は、１相パルス励磁信号により２相のレゾルバ信号をカウントして停電時多回転カウントデータを生成し、演算部は、停電時多回転カウントデータを演算して絶対角度位置信号を生成する、ことを特徴とする。

【0009】

この発明において、回転数カウント部は、２つの励磁相を１つずつ交互に励磁して得られるそれぞれの停電時多回転カウントデータを比較し、停電時多回転カウントデータの異常の有無を判定することを特徴とする。

【0010】

この発明において、回転数カウント部は、比較において、一致、または、レゾルバの電気角で１象限以下のずれを検出した場合、停電時多回転カウントデータを正常であると判定する、ことを特徴とする。
この発明において、回転数カウント部は、比較において、レゾルバの電気角で２象限以上のずれを検出した場合、停電時多回転カウントデータを異常であると判定する、ことを特徴とする。

【0011】

この発明において、停電時には、パルス励磁部と回転数カウント部とがバックアップ電源により駆動されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

この発明によれば、１相励磁／２相出力のレゾルバに比べて高精度な２相励磁／２相出力のレゾルバを用いて、２相のレゾルバ信号を使用した多回転検出により高精度な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】

【0013】

【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励磁信号供給の切り換えの様子を示す構成図である。

【図3】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4】実施の形態１の絶対角度位置検出方法の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

［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、電源監視部１１０と、切換部１２０と、第１信号処理部１３０と、第２信号処理部１４０と、演算部１５０と有している。絶対角度位置検出装置１００には、２相励磁／２相出力のレゾルバ１が接続されている。絶対角度位置検出装置１００には、通電時には図示されない通電動作用電源から電力の供給を受け、停電時には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。

【0017】

電源監視部１１０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おり、通電時と停電時とで切換部１２０内部の接続状態を設定する切換制御信号を生成する。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。

【0018】

切換部１２０は、通電時と停電時とで、内部の接続状態を通電時接続状態と停電時接続状態とに切り換える。
すなわち、切換部１２０は、電源監視部１１０からの切換制御信号に基づいて、通電時には通電時接続状態に設定され、第１信号処理部１３０からの２相のＡＣ励磁信号（以下、「２相ＡＣ励磁信号」）をレゾルバ１の２つの励磁相に供給する。
また、切換部１２０は、電源監視部１１０からの切換制御信号に基づいて、停電時には停電時接続状態に設定され、第２信号処理部１４０からの１相パルス励磁信号をレゾルバ１の２つの励磁相の一つずつに交互に供給する。

【0019】

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。

【0020】

レゾルバ／デジタル変換部１３１は、レゾルバ１から２相のレゾルバ信号を供給され、１回転データを生成し、生成した１回転データを演算部１５０に供給する。また、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、切換部１２０を経由してレゾルバ１の２つ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、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。

【0021】

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動作する。

【0022】

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相パルス励磁信号を生成する。生成された１相パルス励磁信号は、停電時に、回転数カウント部１４２に供給されると共に、切換部１２０を経由してレゾルバ１の２つの励磁相の一つずつに交互に供給される。
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により２相のレゾルバ信号をカウントし、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相パルス励磁信号により２相のレゾルバ信号をカウントし、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、停電時多回転カウントデータを生成する際に、レゾルバ１の２つの励磁相の一つずつに１相パルス励磁信号を交互に供給して得たレゾルバ信号の正常／異常判定を行い、判定結果を演算部１５０に通知する。

【0023】

演算部１５０は、通電時において通電動作用電源を供給され、レゾルバ／デジタル変換部１３１からの１回転データと通電時多回転カウントデータとを合成する演算を行い、多回転位置を示す絶対角度位置信号を生成する。一方、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から正常の判定結果を受けた場合、または回転数カウント部１４２から異常の判定結果を受けない場合、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て絶対角度位置信号を生成する。また、演算部１５０は、停電時において、回転数カウント部１４２から異常の判定結果を受けた場合、予め定められたエラー処理を実行する。

【0024】

以下、切換部１２０の内部における接続状態の設定について、図２の（ａ）～（ｃ）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における励磁信号供給の切り換えの様子を示す構成図である。

【0025】

切換部１２０は、第１信号処理部１３０からの２相ＡＣ励磁信号と、第２信号処理部１４０からの１相パルス励磁信号とのいずれか一方を、切換制御信号に応じた接続状態の設定により、レゾルバ１の２つの励磁相に供給する。

【0026】

図２の（ａ）は、通電時の切換制御信号を受けた場合の切換部１２０の内部の接続状態を示している。この状態において、切換部１２０は、２相ＡＣ励磁信号のＡ相のａをレゾルバ１の励磁相Ａに供給し、２相ＡＣ励磁信号のＢ相のｂをレゾルバ１の励磁相Ｂに供給する。これにより、通電時に、ＡＣ励磁部１３２からの２相ＡＣ励磁信号は、切換部１２０を経由して、レゾルバ１の２つの励磁相Ａ，Ｂに供給される。

【0027】

図２の（ｂ）は、停電時の切換制御信号を受けた場合の切換部１２０内部の第１の停電時接続状態（以下、「停電時第１接続状態」）を示している。この停電時第１接続状態において、切換部１２０は、１相パルス励磁信号ｃを、レゾルバ１の励磁相Ａに供給する。

【0028】

図２の（ｃ）は、停電時の切換制御信号を受けた場合の切換部１２０内部の第２の停電時接続状態（以下、「停電時第２接続状態」）を示している。この停電時第２接続状態において、切換部１２０は、１相パルス励磁信号ｃを、レゾルバ１の励磁相Ｂに供給する。
そして、切換部１２０は、停電時において、任意のタイミングで内部の接続を、停電時第１接続状態（図２の（ｂ））と停電時第２接続状態（図２の（ｃ））とを交互に切り換えて、１相パルス励磁信号をレゾルバ１の２つの励磁相Ａ，Ｂの一つずつに交互に供給する。

【0029】

［絶対角度位置検出方法の説明］
次に、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について説明する。

【0030】

実施の形態１において、絶対角度位置検出装置１００は、２相励磁／２相出力のレゾルバ１を使用するものであり、通電時のみ動作する第１信号処理部１３０と、通電時と停電時の両方で動作する第２信号処理部１４０とのそれぞれの機能を、２相励磁／２相出力のレゾルバ１に対応させて、通電時には２相ＡＣ励磁信号によりレゾルバ１を２相励磁することにより２相のレゾルバ信号を得ると共に、停電時にはレゾルバ１の２つの励磁相Ａ，Ｂの一つずつに交互に１相パルス励磁信号を入力してレゾルバ１を励磁することにより２相のレゾルバ信号を得ることで、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を特徴としている。

【0031】

［通電時の２相ＡＣ励磁信号による２相励磁］
以下、通電時における、２相励磁／２相出力のレゾルバ１の２相ＡＣ励磁信号による２相励磁について詳細に説明する。
２相励磁／２相出力のレゾルバ１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。
そして、出力信号の振幅のアンバランスがそのまま誤差になる１相励磁／２相出力のレゾルバと比較すると、２相励磁／２相出力のレゾルバ１は、ノイズの影響を受けにくい位相変調信号を用いるため高精度であるという特長を有している。

【0032】

ここで、レゾルバ１において、２相ＡＣ励磁信号の供給を受ける励磁相Ａ，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１において、２相のレゾルバ信号を出力する出力相Ａ，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、次のような出力電圧方程式(1)～(4)が成立する。ここで、Ｅは電圧、Ｋは変圧比、θはレゾルバ１の角度、ωは励磁角周波数を意味している。なお、倍角数をＮとする。
励磁相Ａ：Ｅ_{Ｒ１－Ｒ３}＝Ｅcosωt …(1)
励磁相Ｂ：Ｅ_{Ｒ２－Ｒ４}＝Ｅsinωt …(2)
出力相Ａ：Ｅ_{Ｓ１－Ｓ３}＝Ｋ(Ｅ_{Ｒ２－Ｒ４}・sinＮθ＋Ｅ_{Ｒ１－Ｒ３}・cosＮθ)
＝ＫＥcos(ωt－Ｎθ) …(3)
出力相Ｂ：Ｅ_{Ｓ２－Ｓ４}＝Ｋ(Ｅ_{Ｒ２－Ｒ４}・cosＮθ－Ｅ_{Ｒ１－Ｒ３}・sinＮθ)
＝ＫＥsin(ωt－Ｎθ) …(4)

【0033】

以上の出力電圧方程式(3)と(4)とが示すとおり、２相励磁／２相出力のレゾルバ１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１を励磁した場合、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１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１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３を参照してレゾルバ信号の位相関係を説明する。図３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３において、２相励磁／２相出力のレゾルバ１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。

【0036】

図３は、レゾルバ１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。

【0037】

図３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。

【0038】

［停電時の１相パルス励磁信号による交互励磁］
以下、停電時において、レゾルバ１の２つの励磁相Ａ，Ｂの一つずつに交互に１相パルス励磁信号を供給する交互励磁について詳細に説明する。

【0039】

停電時においては、２相ある励磁相Ａ，Ｂのうち、一方のみをパルス励磁すれば、レゾルバ１からレゾルバ信号が振幅変調信号として出力される。回転数カウント部１４２において、このようなレゾルバ信号を１相パルス励磁信号によりカウントし、停電時多回転カウントデータを生成することができる。

【0040】

１相パルス励磁信号によりレゾルバ１の２つの励磁相Ａ，Ｂのどちらをパルス励磁した場合でも、得られるレゾルバ信号の極性が異なるだけであり、振幅変調信号であることは変わらない。このため、励磁相Ａをパルス励磁して得られた停電時多回転カウントデータ（Ａ）と、励磁相Ｂをパルス励磁して得られた停電時多回転カウントデータ（Ｂ）とは、極性の違いを除いて、同じ内容のデータが得られる。

【0041】

このような特性を利用し、切換部１２０により励磁相Ａのパルス励磁と励磁相Ｂのパルス励磁とを任意のタイミングで切り換え、回転数カウント部１４２は、励磁相Ａをパルス励磁して得られた停電時多回転カウントデータ（Ａ）と、励磁相Ｂをパルス励磁して得られた停電時多回転カウントデータ（Ｂ）を比較して、停電時多回転カウントデータの異常の有無を判定する、

【0042】

回転数カウント部１４２は、停電時多回転カウントデータ（Ａ）と停電時多回転カウントデータ（Ｂ）とを比較して、一致または、レゾルバ１の電気角で１象限の範囲内に収まっている場合、停電時多回転カウントデータを正常であると判定する。
なお、回転数カウント部１４２は、停電時多回転カウントデータ（Ａ）と停電時多回転カウントデータ（Ｂ）を区別せずに、停電時多回転カウントデータのずれを常時検出しておき、ずれを検出しない場合、及び、検出したずれが１象限以下の場合を正常と判定してもよい。

【0043】

一方、回転数カウント部１４２は、停電時多回転カウントデータ（Ａ）と停電時多回転カウントデータ（Ｂ）とを比較して、レゾルバ１の電気角で２象限以上のずれを検出した場合、停電時多回転カウントデータを異常であると判定する。このような判定を停電時に行うことで、停電時多回転カウントデータの信頼性を高めることができる。
なお、回転数カウント部１４２は、停電時多回転カウントデータ（Ａ）と停電時多回転カウントデータ（Ｂ）を区別せずに、停電時多回転カウントデータのずれを常時検出しておいて、２象限以上のずれを検出した場合に異常と判定してもよい。
また、回転数カウント部１４２は、停電時多回転カウントデータについて、正常であるかの判定をおこなわず、異常の有無の判定のみを行うようにしてもよい。

【0044】

［絶対角度位置検出の処理手順］
次に、絶対角度位置検出装置１００の動作である絶対角度位置検出方法について、図４を参照して説明する。図４は、実施の形態１の絶対角度位置検出方法の処理手順を示すフローチャートである。

【0045】

まず、ステップＳ１００において、電源監視部１１０は、通常動作用電源が有効な通電時であるか、通常動作用電源が無効であってバックアップ電源が有効な停電時であるか、を監視している。この後、通電時には処理がステップＳ１１１に進み、停電時には処理がステップＳ１２１に進む。

【0046】

ステップＳ１１１において、通電時には、切換部１２０は図２の（ａ）に示す通電時接続状態に切り換わる。この後、処理はステップＳ１１２に進む。

【0047】

ステップＳ１１２において、ＡＣ励磁部１３２は、２相ＡＣ励磁信号を生成し、生成した２相ＡＣ励磁信号を切換部１２０経由でレゾルバ１の２つの励磁相に供給する。この後、処理はステップＳ１１３に進む。

【0048】

ステップＳ１１３において、レゾルバ１は、２相励磁されて２相のレゾルバ信号を生成する。レゾルバ１は、生成した２相のレゾルバ信号をレゾルバ／デジタル変換部１３１と回転数カウント部１４２とに供給する。この後、処理はステップＳ１１４に進む。

【0049】

ステップＳ１１４において、レゾルバ／デジタル変換部１３１は、レゾルバ１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回転データを生成し、生成した１回転データを演算部１５０に供給する。この後、処理はステップＳ１１５に進む。

【0050】

ステップＳ１１５において、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、第２信号処理部１４０内の回転数カウント部１４２に供給する。この後、処理はステップＳ１１６に進む。

【0051】

ステップＳ１１６において、回転数カウント部１４２は、レゾルバ１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により２相のレゾルバ信号をカウントし、Ａ相／Ｂ相の通電時多回転カウントデータを生成する。この後、処理はステップＳ１１７に進む。

【0052】

ステップＳ１１７において、演算部１５０は、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、１回転データと通電時多回転カウントデータとを合成する演算をすることで、従来の１相励磁／２相出力のレゾルバよりも高精度な絶対角度位置信号を生成することができる。そして、処理はステップＳ１００に戻り、電源判定以降の処理を繰り返し実行する。

【0053】

一方、ステップＳ１２１において、停電時には、切換部１２０が停電時第１接続状態と停電時第２接続状態とに交互に切り換わる。ここで、切換部１２０は、停電時において内部の接続を、任意のタイミングで、停電時第１接続状態（図２の（ｂ））と停電時第２接続状態（図２の（ｃ））とを交互に切り換える。この後、処理はステップＳ１２２に進む。

【0054】

ステップＳ１２２において、パルス励磁部１４１は、バックアップ電源により駆動されて１相パルス励磁信号を生成し、生成した１相パルス励磁信号を切換部１２０経由で、レゾルバ１の２つの励磁相Ａ，Ｂの一つずつに交互に供給する。この後、処理はステップＳ１２３に進む。

【0055】

ステップＳ１２３において、レゾルバ１は、励磁相Ａと励磁相Ｂとが交互に１相パルス励磁信号により励磁されて、２相のレゾルバ信号を生成する。レゾルバ１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。この後、処理はステップＳ１２４に進む。

【0056】

ステップＳ１２４において、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１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相パルス励磁信号とを受け、２相のレゾルバ信号を１相パルス励磁信号のパルス幅によりカウントし、停電時多回転カウントデータを生成する。この後、処理はステップＳ１２５に進む。

【0057】

ステップＳ１２５において、回転数カウント部１４２は、励磁相Ａを励磁したときの停電時多回転カウントデータ（Ａ）と、励磁相Ｂを励磁したときの停電時多回転カウントデータ（Ｂ）とを比較して、正常／異常判定の結果を演算部１５０に通知する。この後、処理はステップＳ１２６に進む。

【0058】

ステップＳ１２６において、ステップＳ１２５の比較により正常であると判定された場合、または、比較により異常と判定されなかった場合、処理がステップＳ１２７に進む。
ステップＳ１２７において、演算部１５０は、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。そして、処理はステップＳ１００に戻り、電源判定以降の処理を繰り返し実行する。

【0059】

一方、ステップＳ１２６において、ステップＳ１２５の比較により異常であると判定された場合、演算部１５０は、予め定められたエラー処理を実行する。

【0060】

以上のように、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ができる。また、停電時には、間欠的なパルス励磁信号を用いてレゾルバ１の２つの励磁相を交互にパルス励磁することで、通電時よりも消費電流を低減することができる。
また、停電時に、励磁相Ａと励磁相Ｂとを交互に１相パルス励磁信号により励磁し、励磁相Ａを励磁したときの停電時多回転カウントデータ（Ａ）と、励磁相Ｂを励磁したときの停電時多回転カウントデータ（Ｂ）とを比較して正常か異常かを判定するため、停電時多回転カウントデータの信頼性を高めることができる。

【0061】

［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相出力のレゾルバ１を用いて、以下のように、高精度な絶対角度検出を実現する。

【0062】

通電時には、切換部１２０内部の接続が通電時接続状態に切り換えられ、ＡＣ励磁部１３２において生成された互いに位相が９０°ずれた２相ＡＣ励磁信号を、切換部１２０経由でレゾルバ１の２つの励磁相に入力して２相励磁し、レゾルバ１から２相のレゾルバ信号を得て、２相のレゾルバ信号をレゾルバ／デジタル変換部１３１において処理して１回転データを生成し、２相ＡＣ励磁信号からタイミング部１３３において２相のタイミング信号を生成し、回転数カウント部１４２において２相のタイミング信号により２相のレゾルバ信号をカウントして通電時多回転カウントデータを生成し、１回転データと通電時多回転カウントデータとを演算部１５０において演算して絶対角度位置信号を生成する。
一方、停電時には、切換部１２０内部の接続が停電時第１接続状態と停電時第２接続状態とに交互に切り換えられ、パルス励磁部１４１において生成された１相パルス励磁信号を切換部１２０経由で、２つの励磁相の一つずつに交互に入力して励磁し、レゾルバ１から２相のレゾルバ信号を得て、回転数カウント部１４２において１相パルス励磁信号により２相のレゾルバ信号をカウントして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を演算部１５０において演算して絶対角度位置信号を生成する。

【0063】

通電時には、１相励磁／２相出力のレゾルバに比べて高精度な２相励磁／２相出力のレゾルバ１を使用することで、絶対角度検出を実現することが可能になる。
また、停電時には、間欠的なパルス励磁信号を用いてレゾルバ１の２つの励磁相をパルス励磁することで、通電時よりも消費電流を低減することができる。
そして、回転数カウント部１４２は、通電時には通電時多回転カウントデータを生成し、停電時には停電時多回転カウントデータを生成するため、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ができる。

【0064】

停電時に、２つの励磁相Ａ，Ｂを交互に１相パルス励磁信号により励磁し、励磁相Ａを励磁したときの停電時多回転カウントデータ（Ａ）と、励磁相Ｂを励磁したときの停電時多回転カウントデータ（Ｂ）とを比較して正常か異常かを判定するため、停電時多回転カウントデータの信頼性を高めることができる。

【0065】

停電時に、停電時多回転カウントデータ（Ａ）と停電時多回転カウントデータ（Ｂ）とを比較し、一致、または、レゾルバ１の電気角で１象限以下のずれを検出した場合、停電時多回転カウントデータを正常であると判定することにより、停電時多回転カウントデータの信頼性を高めることができる。

【0066】

停電時に、停電時多回転カウントデータ（Ａ）と停電時多回転カウントデータ（Ｂ）とを比較し、レゾルバ１の電気角で２象限以上のずれを検出した場合、停電時多回転カウントデータを異常であると判定することにより、停電時多回転カウントデータの信頼性を高めることができる。

【0067】

停電時においてパルス励磁部１４１と回転数カウント部１４２とはバックアップ電源により駆動されるため、通電動作用電源からの電源供給が停止した場合であっても、レゾルバ１の励磁と回転数カウント部１４２でのカウントの動作を継続することができ、通電時及び停電時を通して連続した多回転検出を確実に行うことが可能になる。

【0068】

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。

【産業上の利用可能性】

【0069】

以上説明してきた絶対角度位置検出装置１００は、レゾルバ１に限られず、シンクロと呼ばれる角度検出器に対して適用することも可能である。

【符号の説明】

【0070】

１ レゾルバ、１００ 絶対角度位置検出装置、１１０ 電源監視部、１２０ 切換部、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】