(57)【要約】【目的】コスト、スペース、処理速度等の問題を解決しつつ、検出可能な偏差角度範囲を拡大してその適用範囲を広げることができる偏差角度検出装置を提供すること。【構成】ロータ１０，２０とステータ１１，２１及び該ステータ１１，２１に巻回された単一の励磁巻線と複数の出力巻線１２，１３と２２，２３を含んで構成されるレゾルバＶＲ１，ＶＲ２を２台備え、両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の回転角度差Δθに応じた出力信号をデジタル又はアナログ演算処理して両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の回転角度差を偏位角度Δθとして検出する偏位角度検出装置１において、前記両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の対応する出力巻線１２と２２及び１３と２３同士を直列に接続し、直列接続された出力巻線１２と２２及び１３と２３からの出力信号Ｅｓ，Ｅｃを取り出してデジタル又はアナログ演算処理する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータとステータ及び該ステータに巻回された単一の励磁巻線と複数の出力巻線を含んで構成されるレゾルバを２台備え、両レゾルバの回転角度差に応じた出力信号をデジタル又はアナログ演算処理して両レゾルバの回転角度差を偏位角度として検出する偏位角度検出装置において、
前記両レゾルバの対応する出力巻線同士を直列に接続し、直列接続された出力巻線からの出力信号を取り出してデジタル又はアナログ演算処理するようにしたことを特徴とする偏位角度検出装置。
【請求項２】
前記各レゾルバの出力巻線は、位相を９０°ずらして巻回された２種類の巻線で構成されることを特徴とする請求項１記載の偏位角度検出装置。
【請求項３】
直列接続された出力巻線からの出力信号を単一のアナログ又はデジタル演算処理用変換器に入力するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の偏位角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２台のレゾルバの回転角度差を偏位角度として検出する偏位角度検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の偏位角度検出装置は、ロータとステータ及び該ステータに巻回された単一の励磁巻線と複数の出力巻線を含んで構成されるレゾルバを２台備え、各レゾルバの出力信号又は両レゾルバの回転角度差に応じた出力信号をデジタル又はアナログ演算処理して両レゾルバの回転角度差を偏位角度として検出するものであって、例えば、動力伝達軸の捩れ角を検出することによって伝達トルクを求める手段として使用されている（例えば、特開平１１−３２１６８９号、特開２００１−２７２２０４号公報参照）。
【０００３】
ここで、偏位角度検出装置の従来例を図３に示す。
【０００４】
図３に示す偏位角度検出装置１００は、２台のレゾルバ（バリアブルリラクタンスレゾルバ）ＶＲ１，ＶＲ２を備えるが、各レゾルバＶＲ１，ＶＲ２は、ロータ１１０，１２０とステータ１１１，１２１及び該ステータ１１１，１２１に巻回された単一の励磁巻線（不図示）と複数の出力巻線１１２，１１３及び１２２，１２３を含んで構成されている。そして、各レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の出力巻線１１２，１１３及び１２２，１２３からの出力信号Ｅｓ（ｓｉｎ信号）とＥｃ（ｃｏｓ信号）は各Ｒ／Ｄ変換器（レゾルバデジタル変換器）１３０に入力されてデジタル化され、デジタル化された信号はコントローラ１４０に入力されて演算処理され、各レゾルバＶＲ１，ＶＲ２のロータ１１０，１２０の回転角度θ１  ，θ２  の差として偏差角度Δθが算出される。
【０００５】
ところが、上記偏差角度検出装置１００においては、２台のレゾルバＶＲ１，ＶＲ２を使用して各々の出力信号Ｅｓ，Ｅｃを別々にデジタル演算処理（アナログ演算処理でも可）する方法を採用しているため、２台のＲ／Ｄ変換器１３０を要し、コスト、スペース、処理速度等の点で問題があった。
【０００６】
そこで、図４に示す偏差角度検出装置２００のように、両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の対応する各出力巻線２１２と２２２及び２１３と２２３とを並列接続し、接続した箇所から両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２のロータ２１０，２２０の回転角度差（偏差角度）Δθに応じた出力信号Ｅｓ（ｓｉｎ信号）とＥｃ（ｃｏｓ信号）を取り出してＲ／Ｄ変換器２３０に入力し、該Ｒ／Ｄ変換器２３０によってデジタル化された信号をコントローラ２４０に入力して偏差角度Δθを算出する方法が提案されており、この方式によればＲ／Ｄ変換器２３０が１台で済み、前記問題が解消される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来の偏位角度検出装置２００においては、高精度な検出が可能な偏差角度Δθは最大で±２２．５°であるため（特開２００１−２７２２０４号公報参照）、該装置２００の適用範囲が制限されるという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、コスト、スペース、処理速度等の問題を解決しつつ、検出可能な偏差角度範囲を拡大してその適用範囲を広げることができる偏差角度検出装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ロータとステータ及び該ステータに巻回された単一の励磁巻線と複数の出力巻線を含んで構成されるレゾルバを２台備え、両レゾルバの回転角度差に応じた出力信号をデジタル又はアナログ演算処理して両レゾルバの回転角度差を偏位角度として検出する偏位角度検出装置において、前記両レゾルバの対応する出力巻線同士を直列に接続し、直列接続された出力巻線からの出力信号を取り出してデジタル又はアナログ演算処理するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記各レゾルバの出力巻線を、位相を９０°ずらして巻回された２種類の巻線で構成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、直列接続された出力巻線からの出力信号を単一のアナログ又はデジタル演算処理用変換器に入力するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
従って、本発明によれば、両レゾルバの直列接続された出力巻線からは両レゾルバの回転角度差（偏差角度）Δθに応じたの出力信号が取り出されるため、アナログ又はデジタル演算処理用変換器が１台で済み、コストダウン、省スペース、処理速度の向上等を図ることができる。
【００１３】
又、各レゾルバの出力巻線を位相が９０°ずらして巻回された２種類の巻線出構成した場合、直列接続された出力巻線から出力される出力信号Ｅｓ（ｓｉｎ信号）とＥｃ（ｃｏｓ信号）は、両レゾルバの偏差角度Δθの関数であるｓｉｎ（Δθ）、ｃｏｓ（Δθ）で表すことができ、偏差角度ΔθをΔθ＝ｔａｎ−１（Ｅｓ／Ｅｃ）で求めることができる。従って、偏差角度Δθの検出可能な範囲は±９０°まで拡大され、当該偏差角度検出装置の適用範囲が広げられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係る偏差角度検出装置１の回路構成図であり、図示の偏位角度検出装置１は、２台のレゾルバ（バリアブルリラクタンスレゾルバ）ＶＲ１，ＶＲ２と各１台のＲ／Ｄ変換器３０とコントローラ４０を備えている。
【００１６】
上記レゾルバＶＲ１は、ロータ１０とステータ１１及び該ステータ１１に巻回された単一の励磁巻線（不図示）と複数の出力巻線１２，１３を含んで構成されている。ここで、出力巻線は１２，１３、位相を９０°ずらして巻回された２種類の巻線で構成されており、これらはロータ１０の回転角度θ１  のｓｉｎ成分、ｃｏｓ成分をそれぞれ出力するものである。
【００１７】
又、同様に、レゾルバＶＲ２もロータ２０とステータ２１及び該ステータ２１に巻回された単一の励磁巻線（不図示）と複数の出力巻線２２，２３を含んで構成されている。ここで、出力巻線２２，２３は、位相を９０°ずらして巻回された２種類の巻線で構成されており、これらはロータ２０の回転角度θ２  のｓｉｎ成分、ｃｏｓ成分をそれぞれ出力するものである。
【００１８】
而して、本実施の形態に係る偏差角度検出装置１においては、両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の対応する出力巻線同士、つまり、出力信号のｓｉｎ成分を出力する出力巻線１２と２２同士を直列接続し、出力信号のｃｏｓ成分を出力する出力巻線１３と２３同士を直列接続し、直列接続された出力巻線１２と２２及び出力巻線１３と２３からの出力信号Ｒｓ，Ｅｃを取り出してＲ／Ｄ変換器３０に入力してデジタル化し、デジタル化された出力信号Ｒｓ，Ｅｃに基づいてコントローラ４０で演算処理して両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の偏差角度Δθ（＝θ１  −θ２  ）を算出するようにしている。
【００１９】
以下、偏差角度Δθの検出方法を具体的に説明する。
【００２０】
各レゾルバＶＲ１，ＶＲ２のステータ１１，２１にそれぞれ巻回された不図示の励磁巻線に入力信号として交流電圧：ＫＥｓｉｎωｔ（Ｋは定数（変圧比）、ωは角周波数、ｔは時間）が印加されると、各レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の出力巻線１２，１３及び２２，２３には以下の信号が出力される。
【００２１】
１）レゾルバＶＲ１の出力巻線１２，１３から出力されるｓｉｎ信号出力ＥＶＲ１ｓとｃｏｓ信号出力ＥＶＲ１ｃは、
ＥＶＲ１ｓ＝ＫＥｓｉｎωｔ・ｓｉｎθ１
ＥＶＲ１ｃ＝ＫＥｓｉｎωｔ・ｃｏｓθ１
となる。
【００２２】
２）レゾルバＶＲ２の出力巻線２２，２３から出力されるｓｉｎ信号出力ＥＶＲ２ｓとｃｏｓ信号出力ＥＶＲ２ｃは、
2004239689.tif 000003
となる。ここに、ΔθはレゾルバＶＲ１とＶＲ２の偏差角度である。
【００２３】
３）出力信号のｓｉｎ成分を出力する出力巻線同士を直列接続し、出力信号のｃｏｓ成分を出力する出力巻線同士を直列接続した場合のｓｉｎ出力信号Ｅｓは、
2004239689.tif 000004
ここで、両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の電機的零点を０に合わせると、θ１  ＝０となるため、
2004239689.tif 000005
となり、ｓｉｎ出力信号ＥｓはレゾルバＶＲ１とＶＲ２の偏差角度Δθのｓｉｎ関数で表すことができる。
【００２４】
同様にｃｏｓ出力成分Ｅｃは、
2004239689.tif 000006
ここで、両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の電機的零点を０に合わせると、θ１  ＝０となるため、
2004239689.tif 000007
となり、ｃｏｓ出力信号ＥｃはレゾルバＶＲ１とＶＲ２の偏差角度Δθのｃｏｓ関数で表すことができる。
【００２５】
４）偏差角度Δθの算出は以下の手順によってなされる。
【００２６】
前記▲１▼、▲２▼式にてそれぞれ表されるｓｉｎ出力成分Ｅｓとｃｏｓ出力成分Ｅｃは、前述のように１台のＲ／Ｄ変換器３０に入力されてデジタル化された後、コントローラ４０に入力される。
【００２７】
ところで、前記▲１▼、▲２▼式から
ｔａｎ（Δθ）＝Ｅｓ／Ｅｃ                  …  ▲３▼
Δθ＝ｔａｎ−１（Ｅｓ／Ｅｃ）                …  ▲４▼
が得られるため、コントローラでは上記▲４▼式によって偏差角度Δθを算出することができる。
【００２８】
ここで、▲３▼式を横軸に偏差角度Δθ、縦軸に出力比（Ｅｓ／Ｅｃ）をとって図示すると図２のようになるが、この図から明らかなように、本発明に係る偏差角度検出装置１によって検出され得る偏差角度Δθの範囲は±９０°となり、従来の±２２．５°に対して大幅に拡大される。
【００２９】
以上において、本発明に係る偏差角度検出装置１によれば、両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の直列接続された出力巻線１２と２２及び１３と２３からは両レゾルバＶＲ１，ＶＲ２の回転角度差（偏差角度）Δθに応じた出力信号Ｅｓ，Ｅｃが取り出されるため、Ｒ／Ｄ変換器３０が１台で済み、コストダウン、省スペース、処理速度の向上等を図ることができる。
【００３０】
又、偏差角度Δθの検出可能な範囲が±９０°まで拡大されるため、当該偏差角度検出装置１の適用範囲が広げられる。
【００３１】
尚、以上は直列接続された出力巻線からの出力信号を取り出してデジタル処理する形態について述べたが、アナログ演算処理するようにしても良く、この場合は１台のアナログ演算処理用変換器を用いれば良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、ロータとステータ及び該ステータに巻回された単一の励磁巻線と複数の出力巻線を含んで構成されるレゾルバを２台備え、両レゾルバの回転角度差に応じた出力信号をデジタル又はアナログ演算処理して両レゾルバの回転角度差を偏位角度として検出する偏位角度検出装置において、前記両レゾルバの対応する出力巻線同士を直列に接続し、直列接続された出力巻線からの出力信号を取り出してデジタル又はアナログ演算処理するようにしたため、コスト、スペース、処理速度等の問題を解決しつつ、検出可能な偏差角度範囲を拡大して当該偏差角度検出装置の適用範囲を広げることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る偏差角度検出装置の回路構成図である。
【図２】本発明に係る偏差角度検出装置において検出される偏差角度Δθと出力信号比Ｅｓ／Ｅｃとの関係を示す図である。
【図３】従来例１に係る偏差角度検出装置の回路構成図である。
【図４】従来例２に係る偏差角度検出装置の回路構成図である。
【符号の説明】
１              偏差角度検出装置
１０，２０      ロータ
１１，２１      ステータ
１２，２２      出力巻線（ｓｉｎ成分出力用）
１３，２３      出力巻線（ｃｏｓ成分出力用）
３０            Ｒ／Ｄ変換器（デジタル演算処理用変換器）
４０            コントローラ
ＶＲ１，ＶＲ２  レゾルバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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