(57)【要約】【課題】レゾルバ信号処理回路の回路構成を簡素化できるとともに、主電源を遮断したときに作動するバックアップ回路の消費電力を低減することができるレゾルバ信号処理装置を提供する。【解決手段】主電源２５から電力の供給を受けているときには、非停電時励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を供給し、主電源２５からの電力の供給が遮断されているときにはバックアップ電源２１から電力を受け、停電時励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を供給するパルス発生回路３と、パルス発生回路３が主電源２５から電力の供給を受けているときには、コイル１２１Ａ，１２１Ｂへ非停電時励磁データに基づく励磁信号を供給し、パルス発生回路３がバックアップ電源２１から電力を受けているときには、停電時励磁データに基づく励磁信号をコイル１２２へ供給する切換スイッチ群５０，５１とを有する。【選択図】図１
2005043109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対回転可能な第１および第２のコイルを有するレゾルバの信号処理を行うレゾルバ信号処理装置であって、
主電源から電力の供給を受けているときには、第１の励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を供給し、前記主電源からの電力の供給が遮断されているときにはバックアップ電源から電力を受け、第２の励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を供給するパルス発生手段と、
前記パルス発生手段が前記主電源から電力の供給を受けているときには、前記第１のコイルへ前記第１の励磁データに基づく励磁信号を供給し、前記パルス発生手段が前記バックアップ電源から電力を受けているときには、前記第２の励磁データに基づく励磁信号を前記第２のコイルへ供給する切換手段と
を有するレゾルバ信号処理装置。
【請求項２】
前記第２のコイルの検出信号に基づいて、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの相対回転位置に応じた回転角度信号を生成する角度変換手段と、
前記第１のコイルの検出信号に基づいて、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの相対回転量を検出する回転量検出手段と
を有する請求項１に記載のレゾルバ信号処理装置。
【請求項３】
前記回転量検出手段は、前記第１のコイルに発生する電圧が印加される差動入力アンプと、
前記差動入力アンプの出力電圧を基準電圧でコンパレートするコンパレータと、
前記コンパレータの出力信号を前記第２の励磁データによるパルス状の励磁信号の励磁タイミングに基づいてラッチして得られた第１相の信号および第２相の信号から、前記相対回転量の情報を検出する回路と
を有する請求項１または２に記載のレゾルバ信号処理装置。
【請求項４】
前記第１のコイルは、位相が互いに異なる２相のコイルを有し、かつ、前記第２のコイルは１相のコイルを有しており、
前記パルス発生手段は、主電源から電力の供給を受けているときには、２相の励磁信号を前記第１のコイルへそれぞれ出力し、前記バックアップ電源から電力を受けているときには、１相の励磁信号を前記第２のコイルへ出力する
請求項１〜３のいずれかに記載のレゾルバ信号処理装置。
【請求項５】
前記第１のコイルは、１相のコイルを有し、かつ、前記第２のコイルは、位相が互いに異なる２相のコイルを有し、
前記パルス発生手段は、主電源から電力の供給を受けているときには、１相の励磁信号を前記第１のコイルへ出力し、前記バックアップ電源から電力を受けているときには、２相の励磁信号を前記第２のコイルへ出力する
請求項１〜３のいずれかに記載のレゾルバ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レゾルバ信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆるレゾルバは、励磁コイルおよび検出コイルを有しており、励磁コイルに励磁信号を印加し、検出コイルに発生する電圧を検出し、この検出した信号に基づいて励磁コイルと検出コイルとの角度位置を検出する。このレゾルバでは、一つの座標系の座標値で位置を検出して位置信号に変換する、いわゆるアブソリュート式のものが知られている。
アブソリュート式のレゾルバでは、主電源をレゾルバの信号処理回路に供給していない停電時においても、回転量を検出しこれを記憶しておく必要がある。すなわち、レゾルバが停電時に何らかの理由で回転した場合に、この停電時の回転量を検出し記憶しておかないと、主電源を投入時に絶対的な座標値を認識することができなくなる。
【０００３】
アブソリュート式のレゾルバとして、たとえば、特許文献１は、主電源をレゾルバの信号処理回路に供給しているときには、連続的に変化する励磁信号を励磁コイルに印加し、主電源を遮断してレゾルバの信号処理回路にバックアップ電源を供給しているときには、切換回路を使用して１相の励磁コイルにパルス状電圧を印加し、２相の検出コイルの出力をコンパレータで基準電圧と比較して得られた信号に基づき、いわゆるＡ相信号およびＢ相信号を得る。このＡ相信号およびＢ相信号に基づいて、主電源を遮断しているときの回転量を生成する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−１１３６５８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に開示された技術では、主電源が供給されているときと、遮断されているときとでそれぞれ異なる励磁電源が必要である。
異なる励磁電源を設けると、部品点数が増加し、また２種類の励磁電源が互いに干渉する可能性があり、レゾルバ位置検出器の性能を低下させる一因となっていた。
一方で、レゾルバ信号処理回路にバックアップ電源を供給しているときの消費電力を低減することへの要請も強い。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、レゾルバ信号処理回路の回路構成を簡素化できるとともに、主電源を遮断したときに作動するバックアップ回路の消費電力を低減することができるレゾルバ信号処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のレゾルバ信号処理装置は、第１および第２のコイルを有するレゾルバの信号処理を行うレゾルバ信号処理装置であって、主電源から電力の供給を受けているときには、第１の励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を供給し、前記主電源からの電力の供給が遮断されているときにはバックアップ電源から電力を受け、第２の励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を供給するパルス発生手段と、前記パルス発生手段が前記主電源から電力の供給を受けているときには、前記第１のコイルへ前記第１の励磁データに基づく励磁信号を供給し、前記パルス発生手段が前記バックアップ電源から電力を受けているときには、前記第２の励磁データに基づく励磁信号を前記第２のコイルへ供給する切換手段とを有する。
【０００８】
本発明のレゾルバ信号処理装置は、前記第２のコイルの検出信号に基づいて、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの相対回転位置に応じた回転角度信号を生成する角度変換手段と、前記第１のコイルの検出信号に基づいて、前記第１のコイルと前記第２のコイルとの相対回転量を検出する回転量検出手段とを有する。
【０００９】
好適には、前記回転量検出手段は、前記第１のコイルに発生する電圧が印加される差動入力アンプと、前記差動入力アンプの出力電圧を基準電圧でコンパレートするコンパレータと、前記コンパレータの出力信号を前記第２の励磁データによるパルス状の励磁信号の励磁タイミングに基づいてラッチして得られた第１相の信号および第２相の信号から、前記相対回転量の情報を検出する回路とを有する。
【００１０】
本発明では、パルス発生手段は、主電源から電力が供給されているときと、バックアップ電源から電力が供給されているときの双方においてパルス状の励磁信号を供給する。切換手段によって、パルス発生手段からの励磁信号の供給先が第１のコイルおよび第２のコイルのいずれかに切り換えられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
図１において、レゾルバ信号処理装置１は、バックアップ回路２と、角度変換回路１０と、切換スイッチ群５０、５１とを有する。
バックアップ回路２は、パルス発生回路３と、非停電時励磁データ保持部４と、停電時励磁データ保持部５と、停電検出回路６と、差動入力アンプ７Ａ，７Ｂと、コンパレータ８Ａ，８Ｂと、回転量検出部９とを有する。
バックアップ回路２には、電源切換回路１３０を介してバックアップ電源２１および主電源２５が電気的に接続されている。
【００１２】
切換スイッチ群５０、５１は本発明の切換手段の一実施態様である。
レゾルバ１２０は本発明のレゾルバ、角度変換回路１０は本発明の角度変換手段、パルス発生回路３は本発明のパルス発生手段、差動入力アンプ７Ａ，７Ｂは本発明の差動入力アンプ、コンパレータ８Ａ，８Ｂは本発明のコンパレータ、回転量検出部９は本発明の回転量検出手段、主電源２５は本発明の主電源、および、バックアップ電源２１は本発明のバックアップ電源のそれぞれ一実施態様である。
【００１３】
レゾルバ１２０は、２相のコイル１２１Ａ，１２１Ｂと、１相のコイル１２２とを有する。
コイル１２１Ａ，１２１Ｂは、レゾルバ１２０の図示しないステータ側に設けられたコイルであり、コイル１２１Ａ，１２１Ｂは電気的に位相が９０°異なる位置に配置されている。
コイル１２２は、レゾルバ１２０の図示しないロータ側に設けられたコイルである。なお、ロータの基準位置からの機械的な回転角度をθとする。
【００１４】
切換スイッチ群５０は、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を有する。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、端子Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを有しており、端子ＴａおよびＴｂと端子Ｔｃとの間を選択的に電気的に接続する。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の切り換えは、コントローラ１００からの切換信号５０ｓに応じて行われる。
スイッチＳＷ１，ＳＷ３の端子Ｔｃは、コイル１２１Ａの両端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ２，ＳＷ４の端子Ｔｃは、コイル１２１Ｂの両端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の端子Ｔａは、パルス発生回路３の出力端Ａ１〜Ａ４にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の端子Ｔｂは、後述する差動入力アンプ７Ａ，７Ｂの入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１５】
切換スイッチ群５１は、２つのスイッチＳＷ５およびＳＷ６を有する。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６は、端子Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを有しており、端子ＴａおよびＴｂと端子Ｔｃとの間を選択的に電気的に接続する。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の切り換えは、コントローラ１００からの切換信号５１ｓに応じて行われる。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の端子Ｔａは、角度変換回路１０の入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の端子Ｔｂは、パルス発生回路３の出力端Ａ１およびＡ３にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の端子Ｔｃは、コイル１２２の両端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１６】
角度変換回路１０は、スイッチＳＷ５およびＳＷ６によって、コイル１２２の両端がそれぞれ電気的に接続されると、コイル１２２のＲ１端子側とＲ２端子側の間に発生する電圧が入力される。
角度変換回路１０は、回転角度θに応じた電圧が入力されると、回転角度θに応じた回転角度信号ＲＤを生成し、コントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、これにより、回転角度θを認識することができる。
なお、角度変換回路１０は、たとえば、データバスによってコントローラ１００と接続され、このデータバスを通じてデータ送信が行われる。また、角度変換回路１０とコントローラ１００との距離が離れている場合には、シリアル通信によってデータ送信を行うこともできる。
角度変換回路１０は、主電源２５から電力が供給されることにより動作する。したがって、主電源２５からの電力供給が遮断されると、角度変換回路１０は動作しない。
【００１７】
主電源２５は、バックアップ回路２、角度変換回路１０およびコントローラ１００へ電力を供給する。
制御電源１４０は、主電源２５へ電力を供給する。したがって、制御電源１４０がオフすると、主電源２５からバックアップ回路２、角度変換回路１０およびコントローラ１００への電力供給は遮断される。
制御電源停電検知回路１１０は、制御電源１４０がオフされたことを検知し、この検知信号１１０ｓをコントローラ１００へ出力する。
【００１８】
電源切換回路１３０は、バックアップ回路２への電力供給を、主電源２５とバックアップ電源２１との間で切り換える回路である。具体的には、主電源２５からバックアップ回路２への電力供給が遮断されると、電源切換回路１３０は、バックアップ電源２１からの電力をバックアップ回路２へ供給する。また、電源切換回路１３０は、主電源２５からの電力供給が再開されると、バックアップ電源２１からバックアップ回路２への電力供給を遮断し、バックアップ回路２へ主電源２５からの電力を供給する。
バックアップ回路２は、電源部２１の主電源２５からの電力の供給が遮断されると、バックアップ電源２１により動作する回路である。
【００１９】
コントローラ１００は、たとえば、レゾルバ１２０をモータ等の制御対象の回転軸に取り付けたときに、レゾルバ１２０（角度変換回路１０）から回転軸の回転角度θの情報を得て、この回転角度θの情報に基づいて制御対象を制御する。
コントローラ１００は、主電源２５から電力を受けて動作する。また、コントローラ１００は、制御電源停電検知回路１１０から検知信号１１０ｓを受けると、角度変換回路１０からレゾルバ１２０の角度を読み取り、絶対値座標のバックアップを行った後、パルス発生回路３へ励磁切換信号１００ａｓを出力する。
また、コントローラ１００は、主電源２５から電力を受けているときには、得スイッチＳＷ１〜Ｓ６の端子Ｔａと端子Ｔｃとの接続を指示する切換信号５０ｓ，５１ｓを切換スイッチ群５０，５１へ出力する。コントローラ１００は、制御電源停電検知回路１１０から検知信号１１０ｓを受けると、スイッチＳＷ１〜Ｓ６の端子Ｔｂと端子Ｔｃとの接続を指示する切換信号５０ｓ，５１ｓを切換スイッチ群５０，５１へ出力する。
【００２０】
停電検知回路６は、主電源２５からバックアップ回路２への電力の供給が遮断されたことを検出する。停電検知回路６は、主電源２５からバックアップ回路２への電力の供給が遮断されたことを検出すると、検出信号６ｓをパルス発生回路３へ出力する。
【００２１】
非停電時励磁データ保持部４は、パルス発生回路３が主電源２５から電力の供給を受けているときに、パルス発生回路３から出力すべき励磁信号の励磁データを保持している。この励磁データが本発明の第１の励磁データの一実施態様である。なお、パルス発生回路３が発生する励磁信号については後述する。
【００２２】
停電時励磁データ保持部５は、主電源２５からのパルス発生回路３への電力供給が遮断され、バックアップ電源２１から電力を受けているときに、パルス発生回路３から出力すべき励磁信号の励磁データを保持している。この励磁データが本発明の第２の励磁データの一実施態様である。なお、パルス発生回路３が発生する励磁信号については後述する。
【００２３】
パルス発生回路３は、主電源２５から電力の供給を受けているときには、非停電時励磁データ保持部４に記憶された励磁データに基づいて、パルス状の励磁信号を出力端Ａ１〜Ａ４から出力する。この励磁信号は、２相のコイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給される。
また、パルス発生回路３は、励磁切換信号１００ａｓが入力されると、停電時励磁データ保持部５に記憶された励磁データに基づいて、所定周期のパルス状の励磁信号を出力端Ａ１からのみ出力する。この励磁信号は、１相のコイル１２２に供給される。なお、出力端Ａ２，Ａ３およびＡ４からは励磁信号は出力されない。
さらに、パルス発生回路３は、停電検知回路６から検出信号６ｓが入力されると、出力端Ａ１から出力する励磁信号の励磁周期を所定倍、たとえば、１６倍に延ばす。
【００２４】
図２に、パルス発生回路３において、非停電時励磁データ保持部４に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す。
パルス発生回路３は、ＶＡ  ＝Ｖ０  ｓｉｎω０  ｔで表されるサイン波信号をパルス幅変調したパルス状の励磁信号Ｖｐａを出力端Ａ１およびＡ３から出力し、励磁信号Ｖｐａをコイル１２１Ａに印加する。
また、パルス発生回路３は、励磁信号Ｖｐａの場合と同様に、ＶＢ  ＝Ｖ０  ｃｏｓω０  ｔで表されるコサイン波信号をパルス幅変調したパルス状の励磁信号ＶｐｂをＡ２およびＡ４から出力し、この励磁信号Ｖｐｂをコイル１２１Ｂに印加する。
なお、パルス幅変調された励磁信号Ｖｐａ、Ｖｐｂのキャリア周波数は、たとえば、数十ｋＨｚの高周波である。
【００２５】
励磁信号Ｖｐａ，Ｖｐｂをコイル１２１Ａ，１２１Ｂに印加すると、コイル１２２には、ｅ＝ｋＶ０  ｓｉｎ（ω０  ｔ＋θ）で表される電圧が誘起される。角度変換回路１０には誘起電圧ｅが入力され、角度変換回路１０はこの誘起電圧ｅに基づいて回転角度θを検出する。回転角度θは、Ａ相およびＢ相のパルス信号として角度変換回路１０からコントローラ１００へ出力される。コントローラ１００では、Ａ相およびＢ相のパルス信号の立ち上がりおよび立ち下がりをカウントすることにより、回転角度θをディジタルデータとして得ることができる。
【００２６】
次に、図３に、パルス発生回路３において、停電時励磁データ保持部５に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す。
パルス発生回路３は、コントローラ１００から励磁切換信号１００ａｓを受け取ると、図３に示すように、パルス幅Ｔ２  の励磁信号Ｐａを所定周期Ｔ１  で出力端Ａ１から出力する。
また、切換スイッチ群５０は、切換信号５０ｓを受けて、差動入力アンプ７Ａ，７Ｂとコイル１２１Ａ，１２１Ｂとを電気的に接続する。
さらに、切換スイッチ群５１は、切換信号５１ｓを受けて、コイル１２２とパルス発生回路３とを電気的に接続する。
【００２７】
コイル１２２には、励磁信号Ｐａが供給される。
励磁信号の切り換えは、非停電時励磁データ保持部４および停電時励磁データ保持部５に記憶された励磁データのうち、読み取るデータを切り換えるだけで行われるため、瞬時に行われる。
【００２８】
パルス発生回路３は、励磁切換信号１００ａｓを受けとった後、停電検知回路６から検出信号６ｓが入力されると、検出信号６ｓが入力されてから所定時間経過後、たとえば、９秒経過後、上記の周期Ｔ１  を１６倍にした励磁信号Ｐａを発生する。
停電検知回路６から検出信号６ｓが入力され、所定時間が経過したときには、バックアップ回路２は、バックアップ電源２１から電力の供給を受けている。
具体的には、延長後の周期Ｔ１  は、たとえば、１２５μｓである。励磁信号Ｐａの周波数は、４ｋＨｚ程度であり、上記したパルス発生回路３が主電源２５から電力供給を受けているときのキャリア周波数よりも低い。
パルス幅Ｔ２  は、たとえば、７μｓ程度である。
【００２９】
図４は、コイル１２１Ａ，１２１Ｂに発生する誘起電圧の回転角度θに応じた変化例を示す図である。
図４に示すように、コイル１２１Ａおよび１２１Ｂの両端に発生する誘起電圧は、ロータの回転角度θに応じて変化する。すなわち、コイル１２２に印加された励磁信号Ｐａは、ロータの回転角度θに応じて変調される。
【００３０】
パルス発生回路３からコイル１２２へ励磁信号Ｐａが供給されると、コイル１２１Ａ，１２１Ｂにはそれに応じた誘起電圧が発生し、この誘起電圧が差動入力アンプ７Ａ，７Ｂに入力される。
差動入力アンプ７Ａは、コイル１２１Ａの両端に発生した誘起電圧を増幅する。
差動入力アンプ７Ｂは、コイル１２１Ｂの両端に発生した誘起電圧を増幅する。
差動入力アンプ７Ａ，７Ｂを用いて増幅すると、特に、レゾルバ信号処理装置１とレゾルバ１２０とを接続するケーブルが長い時に、ハムなどのコモンモードノイズを除去する効果がある。
【００３１】
コンパレータ８Ａは、差動入力アンプ７Ａによって増幅されたコイル１２１Ａに発生した誘起電圧を基準電位によりコンパレートする。
コンパレータ８Ｂは、差動入力アンプ７Ｂによって増幅されたコイル１２１Ｂに発生した誘起電圧を基準電位によりコンパレートする。
【００３２】
図５に、コンパレータ８によりコンパレートされたコンパレート波形の一例を示す。
図５に示すように、コンパレート波形は、ロータの回転角度θに応じて変化する。
回転量検出部９は、このコンパレート波形を、たとえば、励磁信号Ｐａの立ち下がりに同期したラッチタイミングＬｐａ、あるいは、ラッチタイミングＬｐａに対して正負のいずれかの方向に僅かにずらしたタイミングでラッチする。
【００３３】
Ａ相およびＢ相のコンパレート波形をラッチタイミングＬｐａに基づいてラッチすることにより、Ａ相データおよびＢ相データが得られる。このＡ相データが本発明の第１相の信号の一実施態様であり、Ｂ相データが本発明の第２相の信号の一実施態様である。
【００３４】
図６は、Ａ相データおよびＢ相データの一例を示す図である。
図６から分かるように、Ａ相データおよびＢ相データは、位相が９０°異なっている。また、Ａ相データおよびＢ相データは、ロータの回転角度θが１８０°変化する毎に変化する。
したがって、回転量検出部９は、Ａ相データおよびＢ相データの立ち上がりおよび立ち下がりを検出することにより、ロータの回転方向および回転角度θを９０°毎に検出することができる。
これにより、回転量検出部９は、Ａ相データおよびＢ相データから主電源２５が遮断されている間のロータの回転量ｒｄを検出し、これを記憶保持する。
【００３５】
次に、コントローラ１００によりレゾルバ１２０を取り付けたモータ等の制御対象を制御する場合について説明する。なお、制御電源１４０をオフしたときと、制御電源１４０をオンしたときとに分けて説明する。
【００３６】
制御電源１４０のオフ時
まず、制御電源１４０をオフする。制御電源１４０がオフされると、制御電源停電検知回路１１０がこれを検知し、検知信号１１０ｓをコントローラ１００へ出力する。
コントローラ１００は、検知信号１１０ｓを受けて、角度変換回路１０からレゾルバ１２０の現在のロータの回転角度θの回転角度信号ＲＤを読み取る。コントローラ１００は、回転角度θに基づいて、絶対値座標のバックアップを行う。これにより、コントローラ１００には、制御電源１４０をオフしたときの絶対値座標が記憶される。
【００３７】
さらに、コントローラ１００は、励磁切換信号１００ａｓをパルス発生回路３へ出力する。
また、コントローラ１００は、切換スイッチ群５０，５１に対して端子Ｔｃと端子Ｔｂとの接続を指示する切換信号５０ｓ，５１ｓを出力する。
【００３８】
パルス発生回路３は、励磁切換信号１００ａｓを受けると、読み取るデータを非停電時励磁データ保持部４から停電時励磁データ保持部５に切り換える。
また、差動入力アンプ７Ａ，７Ｂとコイル１２１Ａ，１２１Ｂとが接続され、パルス発生回路３の出力端Ａ１，Ａ３とコイル１２２の端部Ｒ１，Ｒ２とが接続される。
これにより、コイル１２２へは、図３に示した励磁信号が供給される。
この後、主電源２５の供給電圧が低下し、バックアップ回路２は、電源切換回路１３０により、主電源２５に代えてバックアップ電源２１から電力の供給を受けることになる。
【００３９】
主電源２５の供給電圧が低下すると、停電検知回路６がこれを検知し、検知信号６ｓをパルス発生回路３に出力する。
パルス発生回路３は、検知信号６ｓを受けた後、所定時間（たとえば、９秒）が経過すると、図３に示した励磁信号の周期Ｔ１  を所定倍（たとえば、１６倍）に延ばす。
回転量検出部９は、この励磁信号に基づいて得られるＡ相データおよびＢ相データから、主電源２５が遮断されている間のロータの回転量ｒｄを検出し、これを記憶保持する。
これにより、主電源２５が遮断されている間のロータの回転量（制御対象の移動量）が常時監視されることになる。
【００４０】
制御電源１４０のオン時
制御電源１４０をオンすると、主電源２５が投入される。主電源２５が投入されると、角度変換回路１０やコントローラ１００が動作可能となる。また、バックアップ回路２も電源切換回路１３０により、主電源２５から電力供給を受けることになる。
また、パルス発生回路３は、停電検知回路６からの検知信号６ｓが解除される。これにより、パルス発生回路３は、図３に示した励磁信号の周期Ｔ１  を元に戻す（１／１６に短縮する）。
コントローラ１００のリセットが解除されると、コントローラ１００は、回転量検出部９より停電中の回転量ｒｄを読みだす。これにより、コントローラ１００は、たとえば、主電源２５からの電力供給が遮断されている間に制御対象が回転したような場合に、この制御対象の回転量を取得することができる。
【００４１】
コントローラ１００は、回転量検出部９より停電中の回転量ｒｄを読みだしたのち、励磁切換信号１００ａｓをパルス発生回路３へ出力する。
さらに、コントローラ１００は、切換スイッチ群５０，５１に対して端子Ｔｃと端子Ｔａとの接続を指示する切換信号５０ｓ，５１ｓを出力する。
パルス発生回路３は、励磁切換信号１００ａｓを受けると、読み取るデータを停電時励磁データ保持部５から非停電時励磁データ保持部４に切り換える。
また、パルス発生回路３の各出力端Ａ１〜Ａ４とコイル１２１Ａ，１２１Ｂの各端部Ｓ１〜Ｓ４とが接続されるとともに、角度変換回路１０とコイル１２２の端部Ｒ１，Ｒ２とが接続される。
これにより、パルス発生回路３は、図２に示した、パルス幅変調された励磁信号Ｖｐａ、Ｖｐｂを励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する。
【００４２】
次いで、コントローラ１００は、角度変換回路１０から現在のロータの回転角度θの回転角度信号ＲＤを読み取る。この回転角度θは、ロータの３６０°内での回転位置を示すデータである。
コントローラ１００は、回転量検出部９に記憶された回転量ｒｄと、角度変換回路１０からの回転角度信号ＲＤとにより、制御対象の絶対的な座標値を認識することが可能となる。
なお、コントローラ１００は、前回に主電源２５を遮断したときの制御対象の絶対的な座標値（あるいは、レゾルバ１００のロータの絶対的な回転量）を記憶しているものとする。前回に記憶した絶対的な座標値に、回転量ｒｄと回転角度信号ＲＤとから算出した停電中の移動量を加算することにより、現在の絶対的な座標値を算出することができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、主電源２５を投入している非停電時とバックアップ電源２１が電力を供給している停電時の双方において、励磁のために共通のパルス発生回路３を用いることができるので、回路構成を簡素化することができる。このため、レゾルバ信号処理装置１の部品の削減が可能となり、低コスト化および信頼性の向上を図ることができる。
また、本実施形態によれば、非停電時には、パルス発生回路３は、４つの出力端Ａ１〜Ａ４から２相のコイル１２１Ａ，１２１Ｂに対して励磁信号を出力し、停電時には、１相のコイル１２２に対して出力端Ａ１からのみ励磁信号を出力する。このため、停電時の消費電力を大幅に抑制することが可能となる。
【００４４】
第２実施形態
図７は、本発明の他の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。なお、図７において、図１に示したレゾルバ信号処理装置１と同一構成部分については同一の符号を使用している。
図７において、レゾルバ信号処理装置１０１は、バックアップ回路１０２と、角度変換回路１６０と、切換スイッチ群１５０、１５１とを有する。
バックアップ回路１０２は、パルス発生回路１０３と、非停電時励磁データ保持部１０４と、停電時励磁データ保持部１０５と、停電検出回路１０６と、差動入力アンプ１０７と、コンパレータ１０８と、回転量検出部１０９とを有する。
バックアップ回路１０２には、電源切換回路１３０を介してバックアップ電源２１および主電源２５が電気的に接続されている。
【００４５】
切換スイッチ群１５０、１５１は本発明の切換手段の一実施態様である。
レゾルバ１２０は本発明のレゾルバ、角度変換回路１６０は本発明の角度変換手段、パルス発生回路１０３は本発明のパルス発生手段、差動入力アンプ１０７は本発明の差動入力アンプ、コンパレータ１０８は本発明のコンパレータ、回転量検出部１０９は本発明の回転量検出手段のそれぞれ一実施態様である。
【００４６】
切換スイッチ群１５０は、４つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を有する。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、端子Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを有しており、端子ＴａおよびＴｂと端子Ｔｃとの間を選択的に電気的に接続する。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の切り換えは、コントローラ１００からの切換信号１５０ｓに応じて行われる。
スイッチＳＷ１，ＳＷ３の端子Ｔｃは、コイル１２１Ａの両端Ｓ１，Ｓ３にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ２，ＳＷ４の端子Ｔｃは、コイル１２１Ｂの両端Ｓ２，Ｓ４にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の端子Ｔａは、パルス発生回路１０３の出力端Ａ１〜Ａ４にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の端子Ｔｂは、角度変換回路１６０の入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００４７】
切換スイッチ群１５１は、２つのスイッチＳＷ５およびＳＷ６を有する。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６は、端子Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃを有しており、端子ＴａおよびＴｂと端子Ｔｃとの間を選択的に電気的に接続する。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の切り換えは、コントローラ１００からの切換信号１５１ｓに応じて行われる。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の端子Ｔａは、差動入力アンプの入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の端子Ｔｂは、パルス発生回路１０３の出力端Ａ１およびＡ３にそれぞれ電気的に接続されている。
スイッチＳＷ５およびＳＷ６の端子Ｔｃは、コイル１２２の両端Ｒ１，Ｒ２にそれぞれ電気的に接続されている。
【００４８】
角度変換回路１６０は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４によって、コイル１２１Ａ，１２１Ｂがパルス発生回路１０３に接続されたときに、コイル１２１Ａ，１２１Ｂに発生する電圧が入力される。
角度変換回路１６０は、回転角度θに応じた電圧が入力されると、回転角度θに応じた回転角度信号ＲＤを生成し、コントローラ１００に出力する。コントローラ１００は、これにより、回転角度θを認識することができる。
角度変換回路１６０は、主電源２５から電力が供給されることにより動作する。したがって、主電源２５からの電力供給が遮断されると、角度変換回路１６０は動作しない。
バックアップ回路１０２は、電源部２１の主電源２５からの電力の供給が遮断されると、バックアップ電源２１により動作する回路である。
【００４９】
コントローラ１００は、上述した第１の実施形態と同様の機能を有する。
コントローラ１００は、制御電源停電検知回路１１０から検知信号１１０ｓを受けると、角度変換回路１６０からレゾルバ１２０の角度を読み取り、絶対値座標のバックアップを行った後、パルス発生回路１０３へ励磁切換信号１００ａｓを出力する。
また、コントローラ１００は、主電源２５から電力を受けているときには、得スイッチＳＷ１〜Ｓ６の端子Ｔａと端子Ｔｃとの接続を指示する切換信号１５０ｓ，１５１ｓを切換スイッチ群１５０，１５１へ出力する。
コントローラ１００は、制御電源停電検知回路１１０から制御電源がオフされることを示す検知信号１１０ｓを受けると、スイッチＳＷ１〜Ｓ６の端子Ｔｂと端子Ｔｃとの接続を指示する切換信号１５０ｓ，１５１ｓを切換スイッチ群１５０，１５１へ出力する。
【００５０】
停電検知回路１０６は、第１の実施形態における停電検知回路６と同一の構成である。
非停電時励磁データ保持部１０４は、パルス発生回路１０３が主電源２５から電力の供給を受けているときに、パルス発生回路１０３から出力すべき励磁信号の励磁データを保持している。この励磁データが本発明の第１の励磁データの一実施態様である。
非停電時励磁データ保持部１０４に記憶されたデータに基づく励磁信号は、たとえば、図２に示したパルス状の励磁信号Ｖｐａである。
【００５１】
停電時励磁データ保持部１０５は、主電源２５からのパルス発生回路１０３への電力供給が遮断され、バックアップ電源２１から電力を受けているときに、パルス発生回路１０３から出力すべき励磁信号の励磁データを保持している。この励磁データが本発明の第２の励磁データの一実施態様である。
【００５２】
パルス発生回路３は、ＶＡ  ＝Ｖ０  ｓｉｎω０  ｔで表されるサイン波信号をパルス幅変調したパルス状の励磁信号Ｖｐａを出力端Ａ１およびＡ３から出力し、図２に示したのと同様の励磁信号Ｖｐａを励磁コイル１２２に印加する。
図８に、パルス発生回路１０３において、停電時励磁データ保持部１０５に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す。
パルス発生回路１０３は、コントローラ１００から励磁切換信号１００ａｓを受け取ると、図８に示すように、パルス幅Ｔ２  の励磁信号ＰａおよびＰｂを所定周期Ｔ１  で発生し、それぞれ励磁コイル１２１ＡのＳ１端子と１２１ＢのＳ２とに出力する。また、励磁信号Ｐａと励磁信号Ｐｂとの間には、位相Ｔ３  が存在する。
励磁信号の切り換えは、ＰＷＭ励磁データ保持部１０４および停電時励磁データ保持部１０５に記憶された励磁データのうち、読み取るデータを切り換えるだけで行われるため、瞬時に行われる。
【００５３】
パルス発生回路１０３は、励磁切換信号１００ａｓを受けとった後、停電検知回路１０６から検出信号１０６ｓが入力されると、検出信号１０６ｓが入力されてから所定時間経過後、たとえば、９秒経過後、上記の周期Ｔ１  を１６倍にした励磁信号ＰａおよびＰｂを発生する。
停電検知回路１０６から検出信号１０６ｓが入力され、所定時間が経過したときには、バックアップ回路１０２は、バックアップ電源２１から電力の供給を受けている。
具体的には、延長後の周期Ｔ１  は、たとえば、１２５μｓである。励磁信号ＰａおよびＰｂの周波数は、４ｋＨｚ程度である。
パルス幅Ｔ２  は、たとえば、７μｓ程度である。位相Ｔ３  は、たとえば、６０μｓ程度である。
【００５４】
差動入力アンプ１０７は、コイル１２２に発生した誘起電圧を増幅する。
図９は、コイル１２２に発生する誘起電圧の回転角度θに応じた変化例を示す図である。
図９に示すように、コイル１２２に発生する誘起電圧は、ロータの回転角度θに応じて変化する。すなわち、励磁信号ＰａおよびＰｂは、ロータの回転角度θに応じて変調される。
【００５５】
コンパレータ１０８は、差動入力アンプ１０７によって増幅されたコイル１２２に発生した誘起電圧を基準電位によりコンパレートする。
図１０に、コンパレータ１０８によりコンパレートされたコンパレート波形の一例を示す。
図１０に示すように、コンパレート波形は、ロータの回転角度θに応じて変化する。
回転量検出部１０９は、このコンパレート波形を、たとえば、励磁信号Ｐａおよび励磁信号Ｐｂの立ち下がりに同期したラッチタイミングＬｐａおよびＬｐｂ、あるいは、ラッチタイミングＬｐａ、Ｌｐｂに対して正負のいずれかの方向に僅かにずらしたタイミングでラッチする。
【００５６】
コンパレート波形をラッチタイミングＬｐａに基づいてラッチすることにより、Ａ相データが得られる。
また、コンパレート波形をラッチタイミングＬｐｂでラッチすることにより、Ｂ相データが得られる。このＡ相データが本発明の第１相信号の一実施態様であり、Ｂ相データが本発明の第２相信号の一実施態様である。
なお、このとき得られるＡ相データおよびＢ相データは、図６に示したＡ相データおよびＢ相データと同様である。
【００５７】
制御電源１４０のオフ時
上記構成のレゾルバ信号処理装置１０１において、制御電源１４０がオフされると、コントローラ１００は、検知信号１１０ｓを受けて、角度変換回路１６０からレゾルバ１２０の現在のロータの回転角度θの回転角度信号ＲＤを読み取る。コントローラ１００は、回転角度θに基づいて、絶対値座標のバックアップを行う。これにより、コントローラ１００には、制御電源１４０をオフしたときの絶対値座標が記憶される。
さらに、コントローラ１００は、励磁切換信号１００ａｓをパルス発生回路１０３へ出力するとともに、切換スイッチ群１５０，１５１に対して端子Ｔｃと端子Ｔｂとの接続を指示する切換信号１５０ｓ，１５１ｓを出力する。
【００５８】
パルス発生回路１０３は、励磁切換信号１００ａｓを受けると、読み取るデータを非停電時励磁データ保持部１０４から停電時励磁データ保持部１０５に切り換える。
また、切換信号１５０ｓ，１５１ｓによって、コイル１２１Ａ，１２１Ｂとパルス発生回路１０３が接続されるとともに、コイル１２２と差動入力アンプ１０７とが接続される。
これにより、コイル１２１Ａ，１２１Ｂへは、図８に示した励磁信号Ｐａ，ｐｂがそれぞれ供給される。
この後、主電源２５の供給電圧が低下し、バックアップ回路１０２は、電源切換回路１３０により、主電源２５に代えてバックアップ電源２１から電力の供給を受けることになる。
【００５９】
主電源２５の供給電圧が低下すると、停電検知回路１０６がこれを検知し、検知信号１０６ｓをパルス発生回路１０３に出力する。
パルス発生回路１０３は、検知信号１０６ｓを受けた後、所定時間（たとえば、９秒）が経過すると、図８に示した励磁信号の周期Ｔ１  を所定倍（たとえば、１６倍）に延ばす。
回転量検出部１０９は、この励磁信号に基づいて得られるＡ相データおよびＢ相データから、主電源２５が遮断されている間のロータの回転量ｒｄを検出し、これを記憶保持する。主電源２５が遮断されている間のロータの回転量（制御対象の移動量）が常時監視されることになる。
【００６０】
制御電源１４０のオン時
制御電源１４０をオンすると、パルス発生回路１０３は、停電検知回路１０６からの検知信号１０６ｓが解除される。これにより、パルス発生回路１０３は、図８に示した励磁信号Ｐａ，Ｐｂの周期Ｔ１  を元に戻す（１／１６に短縮する）。
コントローラ１００のリセットが解除されると、コントローラ１００は、回転量検出部１０９より停電中の回転量ｒｄを読みだす。これにより、コントローラ１００は、たとえば、主電源２５からの電力供給が遮断されている間に制御対象が回転したような場合に、この制御対象の回転量を取得することができる。
【００６１】
コントローラ１００は、回転量検出部１０９より停電中の回転量ｒｄを読みだしたのち、励磁切換信号１００ａｓをパルス発生回路１０３へ出力する。
さらに、コントローラ１００は、切換スイッチ群１５０，１５１に対して端子Ｔｃと端子Ｔａとの接続を指示する切換信号１５０ｓ，１５１ｓを出力する。
パルス発生回路１０３は、励磁切換信号１００ａｓを受けると、読み取るデータを停電時励磁データ保持部１０５から非停電時励磁データ保持部１０４に切り換える。
また、パルス発生回路１０３の出力端Ａ１，Ａ３とコイル１２２の各端部Ｒ１，Ｒ２とが接続されるとともに、角度変換回路１６０とコイル１２１Ａ，１２１Ｂとが接続される。
これにより、パルス発生回路１０３は、図２に示した、パルス幅変調された励磁信号Ｖｐａをコイル１２２に供給する。
【００６２】
次いで、コントローラ１００は、角度変換回路１６０から現在のロータの回転角度θの回転角度信号ＲＤを読み取る。この回転角度θは、ロータの３６０°内での回転位置を示すデータである。
コントローラ１００は、回転量検出部１０９に記憶された回転量ｒｄと、角度変換回路１６０からの回転角度信号ＲＤとにより、制御対象の絶対的な座標値を認識することが可能となる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、レゾルバ信号処理回路の回路構成を簡素化できるとともに、主電源を遮断したときに作動するバックアップ回路の消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】パルス発生回路において、非停電時励磁データ保持部に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す図である。
【図３】パルス発生回路において、停電時励磁データ保持部に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す図である。
【図４】コイルに発生する誘起電圧の回転角度θに応じた変化例を示す図である。
【図５】コンパレータによるコンパレート波形の一例を示すグラフである。
【図６】Ａ相データおよびＢ相データの一例を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】パルス発生回路において、非停電時励磁データ保持部に記憶されたデータに基づいて発生される励磁信号の一例を示す図である。
【図９】コイルに発生する誘起電圧の回転角度θに応じた変化例を示す図である。
【図１０】コンパレータによるコンパレート波形の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１，１０１…レゾルバ信号処理装置
２，１０２…バックアップ回路
３，１０３…パルス発生回路
４，１０４…非停電時励磁データ保持部
５，１０５…停電時励磁データ保持部
６，１０６…停電検知回路
７Ａ，７Ｂ，１０７…差動入力アンプ
８Ａ，８Ｂ，１０８…コンパレータ
９，１０９…回転量検出部
１０，１６０…角度変換回路
２１…バックアップ電源
２５…主電源
１００…コントローラ
１１０…制御電源停電検知回路
１２０…レゾルバ
１３０…電源切換回路
１４０…制御電源
【図１】
2005043109.tif 000003
【図２】
2005043109.tif 000004
【図３】
2005043109.tif 000005
【図４】
2005043109.tif 000006
【図５】
2005043109.tif 000007
【図６】
2005043109.tif 000008
【図７】
2005043109.tif 000009
【図８】
2005043109.tif 000010
【図９】
2005043109.tif 000011
【図１０】
2005043109.tif 000012