(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列に接続された複数のレゾルバ（２０ａ〜ｃ）と、前記複数のレゾルバの１次側コイル（２１ａ〜ｃ）に同時に所定の励磁周波数の励磁信号を供給する励磁回路（１０）と、を備えた位置検出装置であって、
前記励磁回路と前記複数の１次側コイルのそれぞれとの間に個別に接続されたカップリングコンデンサ（１３ａ〜ｃ，１３ａｂ）を備え、
前記励磁回路の電流容量は、前記１次側コイルのいずれかで短絡が発生した後に前記励磁回路から供給される励磁信号の励磁周波数における前記カップリングコンデンサのインピーダンスのうち最も小さいインピーダンスにより、前記励磁回路の出力電圧を除算した値よりも大きいことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記励磁回路は、前記１次側コイルに短絡が発生した場合に、前記励磁周波数を低下させる請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記励磁回路は、前記１次側コイルに短絡が発生した場合における前記励磁周波数を、前記カップリングコンデンサの１つと前記１次側コイルの１つとの共振周波数にする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記レゾルバの２次側コイルの出力を増幅する受信アンプ（３１ａ，３１ｂ，３１ａｂ〜３１ｃｂ）を備え、
前記受信アンプのゲインは、前記１次側コイルに短絡が発生した場合に、自動調整される請求項２又は３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記複数の１次側コイルのうち他の１次側コイルよりも短絡の可能性が高い１次側コイル（２１ａ）に接続された前記カップリングコンデンサ（１３ａｂ）の容量を、前記他の１次側コイルに接続された前記カップリングコンデンサの容量よりも小さくする請求項１〜４のいずれかに記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記短絡の可能性が高い１次側コイルは、前記１次側コイルに接続されたハーネスが車両内において最も外側に配策されている１次側コイルである請求項５に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記短絡の可能性が高い１次側コイルに接続された前記カップリングコンデンサと、前記他の１次側コイルの１つとを共振させる請求項５又は６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記励磁回路は、前記電流容量よりも大きな電流が流れた場合に、前記励磁信号の供給を抑制する保護回路を備える請求項１〜７のいずれかに記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレゾルバを同時に励磁する励磁回路を備えた位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、励磁回路に並列に接続された複数のレゾルバを同時に励磁して、複数の位置検出を行う位置検出装置が提案されている。一般的に、このような装置では、いずれかのレゾルバに短絡が発生した時に、過電流保護機能が作動して励磁信号の出力が抑制される。そのため、正常なレゾルバも使用できなくなるという問題があった。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載の位置検出装置は、レゾルバの励磁回路と複数のレゾルバのそれぞれとの間にスイッチをそれぞれ設けている。そして、特許文献１に記載の装置では、故障したレゾルバと励磁回路とをスイッチで切り離し、いずれかのレゾルバに故障が発生した場合でも、正常なレゾルバを使用できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１７００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の装置では、励磁回路と複数のレゾルバとの間にスイッチを設けるため、電流容量の大きなスイッチが必要である。そのため、装置の大型化及びコストの増加という問題がある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑み、１次側コイルに短絡が発生した場合でも正常なレゾルバを使用できるとともに、装置の大型化及びコストの増加を抑制可能な位置検出装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、上記課題を解決するため、互いに並列に接続された複数のレゾルバと、前記複数のレゾルバの１次側コイルに同時に所定の励磁周波数の励磁信号を供給する励磁回路と、を備えた位置検出装置であって、前記励磁回路と前記複数の１次側コイルのそれぞれとの間に個別に接続されたカップリングコンデンサを備え、前記励磁回路の電流容量は、前記１次側コイルのいずれかで短絡が発生した後に前記励磁回路から供給される励磁信号の励磁周波数における前記カップリングコンデンサのインピーダンスのうち最も大きいインピーダンスにより、前記励磁回路の出力電圧を除算した値よりも大きいものである。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、複数のレゾルバの１次側コイルには、それぞれインピーダンスを有するカップリングコンデンサを介して、励磁回路により同時に励磁信号が供給される。また、励磁回路の電流容量は、短絡発生後の励磁周波数におけるカップリングコンデンサのインピーダンスのうち最も大きいインピーダンスにより、励磁回路の出力電圧を除した値、すなわち最小短絡電流よりも大きな値となっている。よって、少なくとも、最も容量の小さいカップリングコンデンサが接続された１次側コイルが短絡した場合には、短絡後の励磁回路の電流を電流容量内にすることができる。さらに、１次側コイルが短絡しても、短絡した１次側コイルと励磁回路との間にインピーダンスが存在するため、正常な１次側コイルに励磁信号を供給できる。したがって、少なくとも、最も容量の小さいカップリングコンデンサが接続されたレゾルバの１次側コイルに短絡が発生した場合には、正常なレゾルバを使用できるとともに、装置の大型化及びコストの増加を抑制することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、互いに並列に接続された複数のレゾルバと、前記複数のレゾルバの１次側コイルに同時に所定の励磁周波数の励磁信号を供給する励磁回路と、を備えた位置検出装置であって、前記励磁回路と前記複数の１次側コイルのそれぞれとの間に個別に接続されたカップリングコンデンサを備え、前記励磁回路の電流容量は、前記１次側コイルのいずれかで短絡が発生した後に前記励磁回路から供給される励磁信号の励磁周波数における前記カップリングコンデンサのインピーダンスのうち最も小さいインピーダンスにより、前記励磁回路の出力電圧を除算した値よりも大きいものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、複数のレゾルバの１次側コイルには、それぞれインピーダンスを有するカップリングコンデンサを介して、励磁回路により同時に励磁信号が供給される。また、励磁回路の電流容量は、短絡発生後の励磁周波数におけるカップリングコンデンサのインピーダンスのうち最も小さいインピーダンスにより、励磁回路の出力電圧を除した値、すなわち最大短絡電流よりも大きな値となっている。よって、どの１次側コイルが短絡しても、短絡後の励磁回路の電流を電流容量内にすることができる。さらに、１次側コイルが短絡しても、短絡した１次側コイルと励磁回路との間にインピーダンスが存在するため、正常な１次側コイルに励磁信号を供給できる。したがって、スイッチを備えない構成により、レゾルバの１次側コイルが短絡しても正常なレゾルバを使用できる。すなわち、レゾルバの１次側コイルに短絡が発生しても正常なレゾルバを使用できるとともに、装置の大型化及びコストの増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る位置検出装置の概略構成を示す図。
【図２】第２実施形態に係る位置検出装置の概略構成を示す図。
【図３】差動増幅回路の概略構成を示す図。
【図４】第３実施形態に係る位置検出装置の概略構成を示す図。
【図５】レゾルバの１次側の出力電圧のタイムチャート。
【図６】第４実施形態に係る位置検出装置の概略構成を示す図。
【図７】車両内におけるレゾルバのハーネスの配策を示す図。
【図８】他の実施形態に係る位置検出装置の概略構成を示す図。
【図９】従来の位置検出装置の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、位置検出装置を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。各実施形態に係る位置検出装置は、車両に搭載され、車両の複数のモータの回転角度をそれぞれ検出することを想定している。車両の複数のモータとしては、例えば、主として電動機として作動し走行動力を発生するモータジェネレータ（ＭＧ）や、主として発電機として作動するＭＧが挙げられる。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００１３】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係る位置検出装置の構成について、図１を参照して説明する。第１実施形態に係る位置検出装置は、励磁回路１０、カップリングコンデンサ１３ａ，ｂ、レゾルバ２０ａ，ｂ、第１処理回路３０ａ、第２処理回路３０ｂを備える。
【００１４】
励磁回路１０は、発振回路１１及び電流バッファ１２ａを備え、２つのレゾルバ２０ａ，ｂの１次側コイルに同時に励磁信号を供給する。発振回路１１は電流バッファ１２ａに直列に接続されており、所定周波数（励磁周波数）の正弦波を電流バッファ１２ａに出力する。電流バッファ１２ａは、発振回路１１から出力された正弦波を増幅し、増幅した正弦波である励磁信号を出力する。
【００１５】
２つのレゾルバ２０ａ，ｂは、電流バッファ１２ａの出力側に互いに並列に接続されている。電流バッファ１２ａとレゾルバ２０ａの１次側コイル２１ａとの間には、カップリングコンデンサ１３ａが接続されており、電流バッファ１２ａとレゾルバ２０ｂの１次側コイル２１ｂとの間には、カップリングコンデンサ１３ｂが接続されている。カップリングコンデンサ１３ａ，ｂは、電流バッファ１２ａから出力された励磁信号の直流成分を遮断し、交流成分のみの励磁信号をレゾルバ２０ａ，ｂに出力する。
【００１６】
レゾルバ２０ａは、１次側コイル２１ａと２つの２次側コイル２２ａとを備える。１次側コイル２１ａには、１次側コイル２１ａと共振回路を構成するコンデンサ１５ａが並列に接続されている。２つの２次側コイル２２ａは、それぞれに生じる電圧の位相が互いに９０°ずれる位置に配置されている。１次側コイル２１ａは、回転位置の検出対象であるＭＧ２の回転子に機械的に連結される。１次側コイル２１ａに生じた磁束は、２つの２次側コイル２２ａを鎖交する。ここで、各２次側コイル２２ａと１次側コイル２１ａとの相互インダクタンスは、ＭＧ２の回転子の回転角度θに応じて周期的に変化するように構成されている。これにより、２次側コイル２２ａのそれぞれの出力電圧は、励磁信号を変調波ｓｉｎθ、ｃｏｓθによってそれぞれ変調した被変調波となる。
【００１７】
２つの２次側コイル２２ａには、第１処理回路３０ａが接続されている。第１処理回路３０ａは、２つの差動増幅回路３１ａ（受信アンプ）及び第１信号演算回路３２ａを備える。２つの２次側コイル２２ａの出力電圧は、それぞれ差動増幅回路３１ａに入力され、差動増幅回路３１ａの出力は第１信号演算回路３２ａに入力される。第１信号演算回路３２ａは、差動増幅回路３１ａから入力された信号に基づいて、ＭＧ２の回転子の回転角度θを算出する。レゾルバ２０ｂ及び第２処理回路３０ｂの構成は、レゾルバ２０ａ及び第１処理回路３０ａと同様であり、第２処理回路３０ｂは、もう一つのモータであるＭＧ１の回転子の回転角度φを算出する。
【００１８】
ＣＰＵ４０は、処理装置であり、発振回路１１から出力する正弦波の周波数、すなわち励磁信号の励磁周波数を設定する。また、ＣＰＵ４０は、レゾルバ２０ａ，ｂの故障、詳しくは、１次側コイル２１ａ，２１ｂの短絡を検出する。
【００１９】
電流バッファ１２ａは、内部に保護回路を備えており、電流容量Ｉよりも大きな電流が流れると保護機能が作動して、励磁信号の出力を抑制する。
【００２０】
ここで、電流バッファ１２ａの電流容量Ｉは、励磁回路１０の出力電圧ＶをインピーダンスＸｃで除算した値よりも大きな容量に設定されている。インピーダンスＸｃは、カップリングコンデンサのインピーダンスであって、１次側コイルのいずれかが短絡した後の励磁周波数におけるインピーダンスのうち、最も小さいインピーダンスである。すなわち、インピーダンスＸｃは、１次側コイルのいずれかが短絡した後の励磁周波数において、最も容量が大きいカップリングコンデンサのインピーダンスである。
【００２１】
励磁信号の励磁周波数をｆ、カップリングコンデンサの容量をＣとした場合、カップリングコンデンサのインピーダンスＸは、Ｘ＝１／（２π×ｆ×Ｃ）となる。使用する励磁周波数ｆを短絡の発生に関わらず一定とした場合、最も容量が大きいカップリングコンデンサのインピーダンスＸｃは、他のカップリングコンデンサのインピーダンスＸよりも小さくなる。そのため、最も容量の大きいカップリングコンデンサが接続された１次側コイルが短絡した場合は、他の１次側コイルが短絡した場合よりも大きな短絡電流が流れる。
【００２２】
よって、最も容量が大きいカップリングコンデンサの容量をＣｍａｘとすると、電流バッファ１２ａの電流容量Ｉを、Ｉ＞２π×ｆ×Ｃｍａｘ×Ｖと設定しておくことにより、どの１次側コイルが短絡した場合でも、励磁回路１０を流れる電流は電流容量Ｉよりも小さくなる。すなわち、どの１次側コイルが短絡した場合でも、励磁回路１０から励磁信号を出力できる。カップリングコンデンサ１３ａ，ｂの容量が等しい場合、インピーダンスＸは、カップリングコンデンサ１３ａ，ｂのどちらのインピーダンスでもよい。なお、電流バッファ１２ａの電流容量Ｉが、励磁回路の電流容量となる。
【００２３】
次に、従来の２つのレゾルバ２００ａ，ｂを備えた位置検出装置の構成について、図９を参照して説明する。従来の位置検出装置は、電流バッファ１２０の電流容量が短絡電流よりも大きな容量に設定されていない。そのため、レゾルバ２００ａ，ｂの１次側コイル２１０ａ，ｂのいずれかが短絡した場合に、励磁回路１００に流れる電流が電流容量よりも大きくなり、保護機能が作動して励磁回路１００からの励磁信号の出力が抑制される。
【００２４】
また、互いに並列なレゾルバ２００ａ，ｂの１次側コイル２１０ａ，ｂに対して、個別にカップリングコンデンサが接続されていない。１次側コイル２１０ａと１次側コイル２１０ｂとの接続点と電流バッファ１２０との間に、１個のカップリングコンデンサ１３０が接続されているだけである。
【００２５】
そのため、仮に電流バッファ１２０の電流容量が短絡電流よりも大きな場合でも、カップリングコンデンサ１３０を流れた電流は、大部分が短絡した１次側コイルに流れ、短絡していない側の１次側コイルにはほとんど流れない。よって、正常なレゾルバを励磁して、ＭＧ１又はＭＧ２の回転角度を検出することはできない。
【００２６】
これに対して、本実施形態に係る位置検出装置は、電流バッファ１２ａの電流容量Ｉを最大短絡電流よりも大きくしているため、１次側コイル２１ａ，ｂのいずれかが短絡しても、短絡後に励磁回路１０から励磁信号を出力することができる。
【００２７】
さらに、本実施形態に係る位置検出装置は、励磁回路１０と２つのレゾルバ２０ａ，ｂの１次側コイル２１ａ，ｂのそれぞれとの間に、個別に、インピーダンスを有する素子であるカップリングコンデンサ１３ａ，ｂが接続されている。そのため、１次側コイル２１ａが短絡した場合、電流バッファ１２ａから出力された電流は、短絡した側のカップリングコンデンサ１３ａだけでなく、カップリングコンデンサ１３ｂの側にも流れる。よって、１次側コイル２１ａが短絡した場合でも、正常なレゾルバ２０ｂを励磁して、ＭＧ１の回転角度θを検出できる。同様に、１次側コイル２１ｂが短絡した場合も、正常なレゾルバ２０ａを励磁して、ＭＧ２の回転角度φを検出できる。
【００２８】
車両に搭載された位置検出装置において、レゾルバの短絡は、主に車両の衝突時に発生する。一般に、ＭＧ１及びＭＧ２にはインバータが接続されており（図７参照）、インバータは、平滑用の大容量のコンデンサを備えている。車両の衝突時に、このコンデンサに電荷が溜まっていると、救助活動等を行うときに感電のおそれがある。そのため、車両の衝突時には、ＭＧ１及びＭＧ２のうちの少なくとも一方を駆動して、インバータのコンデンサから電荷を放電させることが望ましい。よって、車両が衝突してレゾルバに短絡が発生した場合でも、正常なレゾルバを用いて、ＭＧ１又はＭＧ２の回転角度を検出し、ＭＧ１又はＭＧ２を駆動することが望まれる。本実施形態に係る位置検出装置によれば、レゾルバに短絡が発生した場合でも、正常なレゾルバを用いて、ＭＧ１又はＭＧ２の回転角度を検出してＭＧ１又はＭＧ２を駆動できる。
【００２９】
以上説明した第１実施形態によれば、どの１次側コイルに短絡が発生しても、短絡後における励磁回路１０の電流を電流容量Ｉ内にすることができる。さらに、いずれかの１次側コイルが短絡しても、短絡した１次側コイルと励磁回路１０との間にインピーダンスが存在するため、正常な１次側コイルに励磁信号を供給できる。したがって、いずれかの１次側コイルが短絡しても、スイッチを備えない構成により正常なレゾルバを使用できる。すなわち、いずれかのレゾルバの１次側コイルが短絡しても、正常なレゾルバを使用できるとともに、装置の大型化及びコストの増加を抑制することができる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る位置検出装置の構成において、第１実施形態に係る位置検出装置と異なる点について、図２を参照して説明する。なお、図２以降の構成図では、ＣＰＵ４０、及び第１信号演算回路３２ａ、第２信号演算回路３２ｂは省略している。
【００３１】
第２実施形態に係る位置検出装置では、いずれかの１次側コイルで短絡が発生した場合に、励磁回路１０は励磁信号の励磁周波数を低下させる。詳しくは、ＣＰＵ４０は、いずれかの１次側コイルの短絡を検出すると、発振回路１１から出力する正弦波の周波数である励磁周波数を低下させる。
【００３２】
例えば、ＣＰＵ４０は、第１信号演算回路３２ａ及び第２信号演算回路３２ｂの少なくとも一方で回転角度が算出されなかった場合に、いずれかの１次側コイルの短絡を検出する。また、ＣＰＵ４０は、１次側コイルの出力電圧を検出して、短絡の発生を検出するとともに、どの１次側コイルが短絡したか検出してもよい。また、電流バッファ１２ａの保護回路には、過電流検出用抵抗が設置されているので、ＣＰＵ４０は、過電流検出用抵抗の両端の電位差から、いずれかの１次側コイルの短絡を検出してもよい。あるいは、ＣＰＵ４０は、電流バッファ１２ｂの保護機能が作動した場合に、短絡を検出してもよい。
【００３３】
短絡発生後における励磁周波数を低下させる場合、電流バッファ１２ｂの電流容量Ｉは、低下後の励磁周波数における最大のインピーダンスＸｃで予め設定される。インピーダンスＸｃは、励磁周波数が低いほど大きくなるので、電流バッファ１２ｂの電流容量Ｉは、短絡発生後における励磁周波数が低いほど、小さく設定しておくことができる。そのため、第２実施形態に係る位置検出装置の電流バッファ１２ｂは、短絡発生後における励磁周波数を低下させない場合の電流バッファ１２ａよりも、電流容量Ｉを低減して小型化することができる。これにより、コストの低下を実現できる。
【００３４】
ただし、励磁周波数を低下させることにより、励磁周波数とＭＧ１又はＭＧ２の回転速度とが近づきすぎると、十分な分解能でＭＧ１又はＭＧ２の回転子の回転位置を検出できなくなり、ＭＧ１又はＭＧ２に対する最適な電圧指令値が算出できなくなる。その結果、必要以上の電圧をＭＧ１又はＭＧ２に印加してしまって過電流が流れ、ＭＧ１又はＭＧ２の停止に至ることがある。よって、励磁周波数は、ＭＧ１又はＭＧ２が停止しない範囲で低下させる。詳しくは、励磁周波数は、ＭＧ１又はＭＧ２が停止しない範囲の下限値まで低下させる。
【００３５】
いずれかの１次側コイルが短絡すると、励磁回路１０の電流が電流容量Ｉよりも大きくなり、保護機能が作動して１次側コイル２１ａ，ｂへの励磁信号の供給が抑制される。その後、ＣＰＵ４０が励磁周波数を低下させることにより、励磁回路１０の電流が電流容量Ｉよりも小さくなり、正常な１次側コイルへ励磁信号の供給が再開される。
【００３６】
励磁周波数を低下させることにより、ＭＧ１又はＭＧ２の回転速度が高い場合に回転位置を検出できないおそれや、位置検出の誤差が大きくなるおそれはある。しかしながら、上述したように、１次側コイルの短絡は主として車両の衝突時に発生し、衝突後にＭＧ１又はＭＧ２を回転させるのは、インバータのコンデンサの電荷を放電させるためである。よって、短絡発生後にＭＧ１又はＭＧ２を高速で回転させる必要はないため、短絡発生後に励磁周波数を低下させても問題が生じるおそれは低い。
【００３７】
ここで、励磁周波数を低減すると、２次側コイル２２ａ，ｂに生じる電圧が小さくなり、回転位置の検出精度が低下するおそれがある。そのため、第２実施形態に係る位置検出装置の差動増幅回路３１ａｂ，ｂｂは、ゲインが可変に構成されおり、いずれかの１次側コイルで短絡が発生した場合には、ゲインが自動調整される。図３に、ゲインを可変にした差動増幅回路３１ａｂの構成の一例を示す。なお、図３では、差動増幅回路３１ａｂの構成を示しているが、差動増幅回路３１ｂｂの構成も同様である。
【００３８】
差動増幅回路３１ａｂは、抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備える。抵抗値Ｒ２＜抵抗値Ｒ３となっている。スイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフにし、抵抗Ｒ２をアンプに接続した場合には、差動増幅回路３１ａのゲインは１＋（Ｒ２／Ｒ１）となる。一方、スイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ２をオンにし、抵抗Ｒ３をアンプに接続した場合には、差動増幅回路３１ａのゲインは１＋（Ｒ３／Ｒ１）となる。
【００３９】
ＣＰＵ４０は、通常時すなわち短絡を検出していない場合には、スイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフにし、ゲインを１＋（Ｒ２／Ｒ１）にしておく。そして、ＣＰＵ４０は、短絡を検出した場合に、励磁周波数を低下させるとともに、スイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ２をオンに切り替えて、ゲインを１＋（Ｒ２／Ｒ１）から１＋（Ｒ３／Ｒ１）に大きくする。
【００４０】
以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、さらに以下の効果を奏する。
【００４１】
・１次側コイルが短絡した場合に、励磁信号の励磁周波数を低下させることにより、短絡発生時におけるカップリングコンデンサのインピーダンスが増加する。よって、短絡発生時に励磁周波数を低下させる構成とすることにより、励磁回路１０の電流容量Ｉを低減しておくことができる。ひいては、さらにコストを低下させることができる。
【００４２】
・１次側コイルが短絡した場合に、差動増幅回路３１ａｂ，ｂｂのゲインが自動調整される。これにより、励磁周波数の低下に伴い２次側コイルに生じる電圧が低下しても、回転角度の検出精度の低下を抑制できる。
【００４３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る位置検出装置の構成において、第２実施形態に係る位置検出装置と異なる点について、図４を参照して説明する。
【００４４】
第３実施形態に係る位置検出装置では、励磁回路１０は、いずれかの１次側コイルに短絡が発生した場合における励磁周波数を、カップリングコンデンサの１つと１次側コイルの１つとが共振する共振周波数にする。詳しくは、短絡した１次側コイルに接続されたカップリングコンデンサと、短絡していない１次側コイルとの共振周波数にする。すなわち、１次側コイル２１ａが短絡した場合には、カップリングコンデンサ１３ａと１次側コイル２１ｂとの共振周波数にし、１次側コイル２１ｂが短絡した場合には、カップリングコンデンサ１３ｂと１次側コイル２１ａとの共振周波数にする。これらの共振周波数は、通常時の励磁周波数よりも低い周波数となる。
【００４５】
なお、図８に示すように、３つ以上のレゾルバが互いに並列に接続されている場合は、短絡後の励磁周波数を、１つのカップリングコンデンサと、短絡していない１つの１次側コイルとが共振する共振周波数にする。すなわち、短絡した１次側コイルに接続されたカップリングコンデンサと、短絡していない１次側コイルとが共振する共振周波数にする。その他のカップリングコンデンサや、複数の１次側コイルが共振してもよい。短絡後の励磁周波数は、少なくとも短絡した１次側コイルに接続されたカップリングコンデンサと、少なくとも１つの短絡していない１次側コイルとが共振する共振周波数にすればよい。
【００４６】
ＣＰＵ４０は、いずれかの１次側コイルの短絡を検出すると、発振回路１１から出力する正弦波の周波数である励磁周波数を上記共振周波数まで低下させる。これにより、カップリングコンデンサのインピーダンスが疑似的に大きくなるため、短絡時における励磁回路１０の電流を、第２実施形態に係る位置検出装置よりもさらに抑制できる。よって、電流バッファ１２ｃの電流容量Ｉを、電流バッファ１２ｂの電流容量Ｉよりもさらに小さくし、小型化できる。
【００４７】
また、ＣＰＵ４０は、第２実施形態と同様に、励磁周波数を低下させるとともに、差動増幅回路３１ａｂ，ｂｂのゲインを増加させる。
【００４８】
図５に、第３実施形態に係る位置検出装置のシミュレーション結果を示す。図５（ａ）〜（ｃ）は、１次側コイル２１ｂの出力電圧の時間変化を示している。図５（ａ）は、１次側コイル２１ａ，ｂが短絡していない通常時を示す。図５（ｂ）は、１次側コイル２１ａが短絡した後に、励磁周波数を低減しない場合を示す。図５（ｃ）は、１次側コイル２１ａが短絡した後に、励磁周波数を共振周波数（通常時の周波数の２０分の１）まで低下させた場合を示す。図５（ａ）〜（ｃ）の各図の縦及び横のスケールは同じである。
【００４９】
通常時の出力電圧は最も大きくなっている。１次側コイル２１ａが短絡した後に、励磁周波数を低減しない場合、電流バッファ１２ｃの保護回路により励磁信号の出力が抑制されるため、出力電圧は非常に小さくなっている。そのため、正常なレゾルバ２０ｂを使用して、ＭＧ１又はＭＧ２の回転子の回転角度を検出できない。一方、１次側コイル２１ａが短絡した後に、励磁周波数を共振周波数まで低下させた場合、励磁信号の出力が抑制されないため、出力電圧は通常時の出力電圧の８０％程度の大きさになっている。そのため、正常なレゾルバ２０ｂを使用して、ＭＧ１又はＭＧ２の回転子の回転角度を検出できる。
【００５０】
以上説明した第３実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果を奏するとともに、さらに、励磁回路１０の電流容量Ｉを低減しておくことができる。ひいては、さらにコストを低下させることができる。
【００５１】
（第３実施形態の変形例）
いずれかの１次側コイルが短絡した場合に、短絡が発生する前の励磁周波数が自動的に上記共振周波数になるように、カップリングコンデンサ１３ａ，ｂの容量、及び１次側コイル２１ａ，ｂのインダクタンスを設計しておいてもよい。このようにした場合、短絡発生後に励磁周波数を低下させる必要がないので、短絡発生後に差動増幅回路３１ａｂ，ｂｂのゲインを変化させる必要はない。
【００５２】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る位置検出装置の構成において、第３実施形態に係る位置検出装置と異なる点について、図６を参照して説明する。
【００５３】
第４実施形態に係る位置検出装置では、複数の１次側コイルのうち、他の１次側コイルよりも短絡の可能性が高い１次側コイルに接続されたカップリングコンデンサの容量を、他の１次側コイルに接続されたカップリングコンデンサの容量よりも小さくする。
【００５４】
具体的には、短絡の可能性が高い１次側コイルは、１次側コイルに接続されたハーネスが車両内において最も外側に配策されているものである。車両内において最も外側に配策されているハーネスは、他のハーネスよりも衝突時に車体に接して短絡しやすい。
【００５５】
本実施形態では、図７に示すように、１次側コイル２１ａに接続されたハーネスＬ２は、車両内において最も外側に配策されており、１次側コイル２１ｂに接続されたハーネスＬ１は、車両内においてハーネスＬ２よりも内側に配策されている。
【００５６】
そこで、１次側コイル２１ａに接続されたカップリングコンデンサ１３ａｂの容量を、１次側コイル２１ｂに接続されたカップリングコンデンサ１３ｂよりも小さくする。これにより、第３実施形態の位置検出装置と比較して、短絡後の共振周波数を高くすることができる。そのため、カップリングコンデンサ１３ａｂと１次側コイル２１ｂとを共振させやすい。
【００５７】
従来、カップリングコンデンサの容量は、励磁周波数におけるレゾルバのインピーダンス＞＞カップリングコンデンサのインピーダンスとなるように、値を設定している。従来、コスト削減のため、ばらつき及び温度依存性が大きくコストが低い低精度のカップリングコンデンサを採用し、十分なマージンを取ることで、容量値がばらついても上記関係を満たすようにしていた。
【００５８】
これに対して、本実施形態では、短絡の可能性が高い１次側コイル２１ａに接続されたカップリングコンデンサ１３ａｂは、ばらつき及び温度依存性が小さくコストが高い高精度のカップリングコンデンサを採用する。一方、カップリングコンデンサ１３ｂには従来の低精度のカップリングコンデンサを採用する。これにより、カップリングコンデンサ１３ａｂは、上記関係を満たしつつ、従来よりもマージンを小さくして、容量を小さく設定することができる。
【００５９】
また、電流バッファ１２ｄの電流容量Ｉは、短絡後の励磁周波数におけるカップリングコンデンサ１３ａｂのインピーダンスＸにより、励磁回路１０の出力電圧を除算した値よりも大きく設定しておく。すなわち、短絡後の励磁周波数におけるカップリングコンデンサのインピーダンスＸのうち、最も大きいインピーダンスＸｍにより、励磁回路１０の出力電圧を除算した値よりも大きな値に設定しておく。これにより、さらに電流バッファ１２ｄの電流容量Ｉを低減できる。
【００６０】
ＣＰＵ４０は、短絡を検出した場合に、励磁周波数を、１次側コイル２１ａに接続されたカップリングコンデンサ１３ａと、他の１次側コイルである１次側コイル２１ｂとを共振させる共振周波数にする。さらに、ＣＰＵ４０は、差動増幅回路３１ｂｂのゲインを大きくする。なお、短絡しやすい１次側コイル２１ａの２次側に接続された差動増幅回路３１ａは、短絡発生時に使用される可能性が低いので、ゲインが可変に構成されていなくてもよい。
【００６１】
以上説明した第４実施形態によれば、第１〜３実施形態と同様の効果を奏するとともに、さらに以下の効果を奏する。
【００６２】
・複数の１次側コイル２１ａ，ｂのうち、１次側コイル２１ｂよりも短絡の可能性が高い１次側コイル２１ａに接続されたカップリングコンデンサ１３ａｂの容量が、１次側コイル２１ｂに接続されたカップリングコンデンサ１３ｂの容量よりも小さくされる。これにより、短絡の可能性が高い１次側コイル２１ａが短絡した場合に、共振周波数を高くできる。よって、短絡発生後における位置検出の精度低下を抑制できる。さらに、カップリングコンデンサ１３ａｂの容量を小さくすることにより、装置の大型化及びコストの増加を抑制できる。
【００６３】
・車両内において最も外側に配策されているハーネスＬ２は、内側のハーネスＬ１よりも衝突時に車体に接して短絡しやすい。よって、車両内において最も外側に配策されているハーネスＬ２に接続されたカップリングコンデンサ１３ａｂの容量を、他のカップリングコンデンサ１３ｂの容量よりも小さくすることにより、適切な設計でカップリングコンデンサ１３ａｂの容量を低減し、装置の大型化及びコストの増加を抑制できる。
【００６４】
（他の実施形態）
・レゾルバの数は２つに限らない。図８に示すように、レゾルバの数は３つでもよいし、４つ以上でもよい。なお、図８は、実施形態３に係る位置検出装置において、レゾルバの数を３つにしたものを示している。実施形態１、２及び４に係る位置検出装置でも同様である。
【００６５】
・励磁回路の電流容量Ｉは、１次側コイルに短絡が発生した後の励磁周波数におけるカップリングコンデンサのインピーダンスＸのうち、最も大きいインピーダンスＸｍにより、励磁回路１０の出力電圧を除算した値に設定してもよい。このようにした場合、少なくとも、最も容量の小さいカップリングコンデンサが接続された１次側コイルが短絡した場合には、励磁回路１０の電流が電流容量Ｉを超えることはない。したがって、少なくとも、最も容量の小さいカップリングコンデンサが接続されたレゾルバの１次側コイルに短絡が発生した場合には、正常なレゾルバを使用できるとともに、装置の大型化及びコストの増加を抑制することができる。
【００６６】
・ＣＰＵ４０が実施する処理は、ＩＣを設置してＩＣに実施させてもよいし、専用回路を設置して専用回路に実施させてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０…励磁回路、１３ａ〜ｃ，１３ａｂ…カップリングコンデンサ、２０ａ，ｂ…レゾルバ、２１ａ，ｂ…１次側コイル。
【図１】
0006417921.tif 000002
【図２】
0006417921.tif 000003
【図３】
0006417921.tif 000004
【図４】
0006417921.tif 000005
【図５】
0006417921.tif 000006
【図６】
0006417921.tif 000007
【図７】
0006417921.tif 000008
【図８】
0006417921.tif 000009
【図９】
0006417921.tif 000010