(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータに向かい合い、円弧形状を有すると共に複数の突極を有するステータと、
前記複数の突極に巻かれた第１の出力巻線、第２の出力巻線および励磁巻線を有する３つ以上の角度検出セクションと、
前記角度検出セクションからの配線が接続され、前記第１の出力巻線および前記第２の出力巻線からの出力に基づいて前記ロータの回転情報を算出する演算回路と
を備え、
前記３つ以上の角度検出セクションのそれぞれは、前記円弧形状を所定の角度範囲で分割した各領域に配置され、
前記演算回路は、前記３つ以上の角度検出セクションのそれぞれから得られた角度データを比較し、前記角度検出セクションの正常または不良を判定する機能を備えたレゾルバを有し、
前記レゾルバが２つ同軸状に配置され、
一方のレゾルバの出力の一部が他方のレゾルバの前記演算回路に入力され、
前記他方のレゾルバの出力の一部が前記一方のレゾルバの前記演算回路に入力されていることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記演算回路は、前記３つ以上の角度検出セクションのそれぞれから得られた角度データを比較し、２つの角度検出セクションから得られた角度データが一致し、他の一つの角度検出セクションから得られた角度データが前記一致する角度データと異なる場合に、前記一致する角度データが得られた前記２つの角度検出セクションの動作を正常と判定し、前記一致する角度データと異なる角度データが得られた前記他の一つの角度検出セクションの動作を不良と判定する機能を備えることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記角度検出セクションにおける前記複数の突極に、前記第１の出力巻線と前記第２の出力巻線が一つおきに交互に巻かれていることを特徴とする請求項１または２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記角度検出セクションの端部の突極には、前記励磁巻線が巻かれ、前記第１の出力巻線および前記第２の出力巻線が巻かれていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項５】
前記角度検出セクションは３つであり、その中の一つのセクションの出力が前記他方のレゾルバの前記演算回路に入力されることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項６】
前記一方のレゾルバのロータがトーションバーの一部に固定され、
前記他方のレゾルバのロータが前記トーションバーの他部に固定され、
前記演算回路は、前記トーションバーに加わるトルクを算出することを特徴とする請求項１または５に記載の計測装置。
【請求項７】
前記一方のレゾルバの軸倍数と前記他方のレゾルバの軸倍数の差が１であることを特徴とする請求項５または６に記載の計測装置。
【請求項８】
複数の突極を有し、前記複数の突極に巻かれた第１の出力巻線、第２の出力巻線および励磁巻線を有する角度検出セクションを３つ以上備えたステータと、前記ステータに対向するロータとを有した第１のレゾルバおよび第２のレゾルバを同軸状に配置した多重レゾルバ部と、
前記第１のレゾルバに含まれる角度検出セクションの一つからの出力が接続された第１の演算回路と、
前記第２のレゾルバに含まれる角度検出セクションの一つからの出力が接続された第２の演算回路と
を備え、
前記第１の演算回路には、前記第２のレゾルバに含まれる角度検出セクションの他の一つからの出力が接続され、
前記第２の演算回路には、前記第１のレゾルバに含まれる角度検出セクションの他の一つからの出力が接続され、
前記第１および前記第２の演算回路のそれぞれは、前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバに含まれる前記３つ以上の角度検出セクションのそれぞれから得られた角度データを比較し、２つの角度検出セクションから得られた角度データが一致し、他の一つの角度検出セクションから得られた角度データが前記一致する角度データと異なる場合に、前記一致する角度データが得られた前記２つの角度検出セクションの動作を正常と判定し、前記一致する角度データと異なる角度データが得られた前記他の一つの角度検出セクションの動作を不良と判定することを特徴とする計測装置。
【請求項９】
前記第１の演算回路において算出された前記第１のレゾルバが検出した角度の角度データと、前記第２の演算回路において算出された前記第２のレゾルバが検出した角度の角度データとに基づいて前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバによりその回転が検出される軸に働くトルクを算出するトルク算出手段を備えることを特徴とする請求項８に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記第１の演算回路において算出された前記第１のレゾルバが検出した角度の角度データと、前記第２の演算回路において算出された前記第１のレゾルバが検出した角度の角度データとを比較し、前記第１のレゾルバに含まれる角度検出セクションの不具合を検出する第１の不具合検出手段と、
前記第２の演算回路において算出された前記第２のレゾルバが検出した角度の角度データと、前記第１の演算回路において算出された前記第２のレゾルバが検出した角度の角度データとを比較し、前記第２のレゾルバに含まれる角度検出セクションの不具合を検出する第２の不具合検出手段と
を更に備えることを特徴とする請求項８または９に記載の計測装置。
【請求項１１】
前記第１のレゾルバが備える前記角度検出セクションは３つであり、その中の２つの出力が前記第１の演算回路に入力され、他の一つの出力が前記第２の演算回路に入力され、
前記第２のレゾルバが備える前記角度検出セクションは３つであり、その中の２つの出力が前記第２の演算回路に入力され、他の一つの出力が前記第１の演算回路に入力されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１２】
前記第１のレゾルバの軸倍数と前記第２のレゾルバの軸倍数の差が１であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の計測装置。
【請求項１３】
複数の突極を有し、前記複数の突極に巻かれた第１の出力巻線、第２の出力巻線および励磁巻線を有する角度検出セクションを３つ以上備えたステータと、前記ステータに対向するロータと、前記角度検出セクションからの配線が接続され、前記第１の出力巻線および前記第２の出力巻線からの出力に基づいて前記ロータの回転情報を算出する演算回路とを有した第１のレゾルバおよび第２のレゾルバを同軸状に配置し、一方のレゾルバの出力の一部が他方のレゾルバの前記演算回路に入力され、前記他方のレゾルバの出力の一部が前記一方のレゾルバの前記演算回路に入力される構成における信号を処理する方法であって、
前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにおける前記３つ以上の角度検出セクションから得られた角度データを比較し、２つの角度検出セクションから得られた角度データが一致し、他の一つの角度検出セクションから得られた角度データが前記一致する角度データと異なる場合に、前記一致する角度データが得られた前記２つの角度検出セクションの動作を正常と判定し、前記一致する角度データと異なる角度データが得られた前記他の一つの角度検出セクションの動作を不良と判定するステップと、
前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにおける前記一致する角度データに基づいて前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにより回転角度の検出が行われる軸部材に働くトルクを算出するトルク算出ステップと
を有することを特徴とする信号処理方法。
【請求項１４】
複数の突極を有し、前記複数の突極に巻かれた第１の出力巻線、第２の出力巻線および励磁巻線を有する角度検出セクションを３つ以上備えたステータと、前記ステータに対向するロータと、前記角度検出セクションからの配線が接続され、前記第１の出力巻線および前記第２の出力巻線からの出力に基づいて前記ロータの回転情報を算出する演算回路とを有した第１のレゾルバおよび第２のレゾルバを同軸状に配置し、一方のレゾルバの出力の一部が他方のレゾルバの前記演算回路に入力され、前記他方のレゾルバの出力の一部が前記一方のレゾルバの前記演算回路に入力される構成における信号を処理するために、コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、
前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにおける前記３つ以上の角度検出セクションから得られた角度データを比較し、２つの角度検出セクションから得られた角度データが一致し、他の一つの角度検出セクションから得られた角度データが前記一致する角度データと異なる場合に、前記一致する角度データが得られた前記２つの角度検出セクションの動作を正常と判定し、前記一致する角度データと異なる角度データが得られた前記他の一つの角度検出セクションの動作を不良と判定するステップと、
前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにおける前記一致する角度データに基づいて前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにより回転角度の検出が行われる軸部材に働くトルクを算出するトルク算出ステップと
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバを利用した計測装置、レゾルバから出力される信号の処理方法およびレゾルバから出力される信号の処理を行うためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転を検出する装置としてレゾルバが知られている。レゾルバは、回転子の回転角度のＸおよびＹ成分に応じた変調を受けた２種類のアナログ信号を出力するための２つの巻線（ｓｉｎ出力用の巻線とｃｏｓ出力用の巻線）と、この巻線に誘導電圧を生じさせるための磁力を生成する励磁コイルを備えている。この励磁コイルに励磁用の交番電流が流されると、交番磁界が生成される。そしてこの交番磁界が回転子の磁極によって変調される。この変調は、回転子の角度位置の影響を受けるので、上記の２つの巻線から出力される信号をＲＤコンバータにおいて処理することで、回転子の角度変位に関する情報を得ることができる。
【０００３】
一つのレゾルバにおいて、上記の角度検出構造を複数系統持たせる構造が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１には、２系統の出力系を備えたレゾルバを得るために、ステータの１８０°毎に区切られた領域の一方に第１の検出コイル群を配置し、他方に第２の検出コイル群を配置した構造が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８９６８（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の多重に出力が得られるレゾルバは、例えば、車の操舵軸（ハンドルの軸）の回転角の検出に利用される。操舵軸の回転角の検出では、事故防止の観点から誤検出の防止が重要となる。そのため、上記のような多重に角度検出構造を備えたレゾルバが利用され、一つの角度検出機構が不良であっても他の角度検出機構を用いることができるシステムが採用されている。
【０００６】
ところで、引用文献１に記載されているような、一つのレゾルバに複数の角度検出機構を多重化した構造では、各角度検出機構から出力される配線の取り扱いが問題となる。基本的なレゾルバの角度検出構造は、励磁電流を流すための配線２本、ｓｉｎ成分とｃｏｓ成分の出力を得るための配線が各２本必要であり、１セクションで６本の配線を引き出す必要がある。このため、一つのレゾルバにＮセクションの角度検出構造を多重化した場合、レゾルバからＲＤコンバータへの配線は６Ｎ本となる。上述した車の操舵軸には、他のセンサも取り付けられており、狭い空間に多数の配線を引き回すことは、製造コストや保守性の観点から好ましくない。
【０００７】
また、レアショート等の不完全な不具合を確実に検出することができる構成も望まれる。また、多重化された角度検出機構のいずれかに不良が発生した場合、その不良セクションの検出に止まらず、正確な角度データが出力される構成が望まれる。従来技術では、レゾルバ以外の角度センサを組み合わせる等して、不良発生時には、他の角度センサの出力を利用してのレゾルバ内の正常なセクションの検出、さらにこの正常なセクションへの切換を行い、正確な角度データの出力が行われるように工夫している。しかしながら、他のセンサを併用するこのような構成は、システムが複雑になり、占有スペースの増大、高コスト化、配線引き回しの煩雑化、保守性の低下、部品点数が増えることによる故障率の増大、といった問題がある。また、補助的に用いる角度センサの精度がレゾルバと同程度に高くないと、レアショートやレア断線を確実に検出できない場合がある等の問題もある。
【０００８】
そこで本発明は、複数の角度検出機構からの出力に基づく、不具合箇所の特定、その際の正確な角度データの取得、レアショートの確実な検出をできるだけシンプルな構成により実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、ロータと、前記ロータに向かい合い、円弧形状を有すると共に複数の突極を有するステータと、前記複数の突極に巻かれた第１の出力巻線、第２の出力巻線および励磁巻線を有する３つ以上の角度検出セクションと、前記角度検出セクションからの配線が接続され、前記第１の出力巻線および前記第２の出力巻線からの出力に基づいて前記ロータの回転情報を算出する演算回路とを備え、前記３つ以上の角度検出セクションのそれぞれは、前記円弧形状を所定の角度範囲で分割した各領域に配置され、前記演算回路は、前記３つ以上の角度検出セクションのそれぞれから得られた角度データを比較し、前記角度検出セクションの正常または不良を判定する機能を備えたレゾルバを有し、前記レゾルバが２つ同軸状に配置され、一方のレゾルバの出力の一部が他方のレゾルバの前記演算回路に入力され、前記他方のレゾルバの出力の一部が前記一方のレゾルバの前記演算回路に入力されていることを特徴とする計測装置である。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、一つの回転軸に関する回転情報が、複数の系統から出力される。ここで、回転情報というのは、角度の値、角度変化の値、回転速度、回転速度の変化の値から選ばれた一または複数の情報のことをいう。円弧形状というのは、円弧が円周上に延在し閉じた形状（つまり輪状）であっても良いし、その一部を切り取った、あるいはその一部から切り取られた形状であってもよい。すなわち、ステータの形状は、輪状であっても良いし、輪状の一部を構成する形状であってもよい。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、複数の角度検出セクションの出力を演算回路で比較することで、角度検出セクションの不具合を判定することができ、さらに正常な角度検出セクションの出力を利用した角度検出を行うことができる。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、複数の角度検出セクションを備えた２つのレゾルバが、一つの軸に同軸構造で配置される。そして、各レゾルバからの出力を２つの演算回路に襷がけで入力する構造とする。この態様では、一つのレゾルバの異なる角度検出セクションの出力が異なる演算回路で処理される。このため、演算回路の不具合（例えば、熱や静電気による半導体集積回路の不良）に対する冗長性が確保される。
【００１３】
ここで、異なる演算回路は、少なくとも電源系が独立している回路ユニットとして定義される。電源系が独立であれば、回路が形成されている基板が同一であっても、また別であっても構わない。また、演算回路は、ワンチップ化あるいはワンパッケージ化されていてもよいし、複数のデバイスが基板上に配置されることで構成されていてもよい。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記演算回路は、前記３つ以上の角度検出セクションのそれぞれから得られた角度データを比較し、２つの角度検出セクションから得られた角度データが一致し、他の一つの角度検出セクションから得られた角度データが前記一致する角度データと異なる場合に、前記一致する角度データが得られた前記２つの角度検出セクションの動作を正常と判定し、前記一致する角度データと異なる角度データが得られた前記他の一つの角度検出セクションの動作を不良と判定する機能を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、各角度検出セクションからの出力を比較することで、角度検出セクションの断線やレアショートを判定することができる。すなわち、正常であれば、各角度検出セクションからの出力は一致するが、不具合があれば、各角度検出セクションからの出力が一致しなくなる。これにより、角度検出セクションの不具合を判定することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、角度検出セクションにおける複数の突極に、第１の出力巻線と第２の出力巻線が一つおきに交互に巻かれていることを特徴とする。請求項３に記載の発明によれば、ｓｉｎ出力とｃｏｓ出力の巻線が同一の突極に巻かれないので、各出力の信号純度を高くすることができ、また両信号同士の干渉が抑えられるので、高精度の角度情報を得ることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、角度検出セクションの端部の突極には、励磁巻線が巻かれ、第１の出力巻線および前記第２の出力巻線が巻かれていないことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、円弧形状に延在する角度検出セクションの両端部の突極において、ｓｉｎ出力とｃｏｓ出力を得るための巻線が巻かれておらず、励磁用の巻線のみが巻かれる。このため、角度検出セクション両端の出力巻線の位置における励磁コイルの作る磁場の乱れや磁束密度の低下が抑えられ、ｓｉｎ出力用の巻線とｃｏｓ出力用の巻線による角度情報の検出精度を高めることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、角度検出セクションは３つであり、その中の一つのセクションの出力が他方のレゾルバの演算回路に入力されることを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、各角度検出セクションの出力が一致しない場合に、一致する出力の組を真値として出力することで、不良の角度検出セクションの検出を行うのと同時に正確な角度データの出力を行うことができる。
【００２０】
なお、４以上の角度検出セクションを用意することも可能であるが、２以上の角度検出セクションで同時に不具合が発生する確率は低く、また一つの角度検出セクションにおける突極の数が少なくなることに起因する計測精度の低下を許容する必要があるので、実用上は角度検出セクションを３個とするのが、検出精度と安全上の冗長性のバランスを確保する上で妥当である。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項１または５に記載の発明において、一方のレゾルバのロータがトーションバーの一部に固定され、他方のレゾルバのロータがトーションバーの他部に固定され、演算回路は、前記トーションバーに加わるトルクを算出することを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、２つのレゾルバの出力から、トーションバーの捻れが検出され、それに基づいてトーションバーを捻ろうとするトルクが算出される。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の発明において、一方のレゾルバの軸倍数と他方のレゾルバの軸倍数の差が１であることを特徴とする。ここで、軸倍数というのは、ロータが１回転する間に出力されるｓｉｎおよびｃｏｓ波形が何周期分であるかを示すパラメータである。例えば、ロータが１回転する間に出力されるｓｉｎおよびｃｏｓ波形が５周期分であれば、そのレゾルバの軸倍数は、５となる。なお、軸倍数は、ロータの磁極の数に一致する。
【００２４】
レゾルバからのｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力は、周期性を示すので、これらの出力からだけでは、ロータの絶対角度位置は分からない。しかしながら、軸倍数が１違う２つのレゾルバを同軸配置した場合、ロータ１回転でｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力に１周期分の差が生じるので、この差を積算することで、ロータの角度位置が１回転の中のどの位置にあるのかを知ることができる。この原理を利用することで、請求項５の計測装置は、ロータの絶対角を検出することができる。なお、この絶対角を得るための演算も回路基板上の演算回路において行われるようにすることが好ましい。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、複数の突極を有し、前記複数の突極に巻かれた第１の出力巻線、第２の出力巻線および励磁巻線を有する角度検出セクションを３つ以上備えたステータと、前記ステータに対向するロータとを有した第１のレゾルバおよび第２のレゾルバを同軸状に配置した多重レゾルバ部と、前記第１のレゾルバに含まれる角度検出セクションの一つからの出力が接続された第１の演算回路と、前記第２のレゾルバに含まれる角度検出セクションの一つからの出力が接続された第２の演算回路とを備え、前記第１の演算回路には、前記第２のレゾルバに含まれる角度検出セクションの他の一つからの出力が接続され、前記第２の演算回路には、前記第１のレゾルバに含まれる角度検出セクションの他の一つからの出力が接続され、前記第１および前記第２の演算回路のそれぞれは、前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバに含まれる前記３つ以上の角度検出セクションのそれぞれから得られた角度データを比較し、２つの角度検出セクションから得られた角度データが一致し、他の一つの角度検出セクションから得られた角度データが前記一致する角度データと異なる場合に、前記一致する角度データが得られた前記２つの角度検出セクションの動作を正常と判定し、前記一致する角度データと異なる角度データが得られた前記他の一つの角度検出セクションの動作を不良と判定することを特徴とする計測装置である。
【００２６】
請求項８に記載の発明によれば、２つのレゾルバに対して２つの演算回路が用意され、この演算回路のそれぞれには、２つのレゾルバの角度検出セクションからの出力が入力される。すなわち、１つの演算回路に着目すると、そこには、第１のレゾルバの角度検出セクションからの出力と第２のレゾルバの角度検出セクションからの出力が入力される。この構成によれば、レゾルバ内の角度検出セクションの一つに不具合が生じても残りの正常な角度検出セクションの出力から正確な角度データを取得することができる。また、一方の演算回路に不具合が生じても他方の演算回路を用いた角度データの算出を行うことができる。こうして、レゾルバの多重化による冗長性と、演算回路の多重化による冗長性とを確保することができる。
【００２７】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、第１の演算回路において算出された第１のレゾルバが検出した角度の角度データと、第２の演算回路において算出された第２のレゾルバが検出した角度の角度データとに基づいて第１のレゾルバおよび第２のレゾルバによりその回転が検出される軸に働くトルクを算出するトルク算出手段を備えることを特徴とする。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、２つのレゾルバが検出する角度情報に基づいて、軸に働くトルクを検出することができる。このトルクの検出は、上述したレゾルバと演算回路の冗長化により、高い信頼性で行うことができる。
【００２９】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の計測装置において、第１の演算回路において算出された第１のレゾルバが検出した角度の角度データと、第２の演算回路において算出された第１のレゾルバが検出した角度の角度データとを比較し、第１のレゾルバに含まれる角度検出セクションの不具合を検出する第１の不具合検出手段と、第２の演算回路において算出された第２のレゾルバが検出した角度の角度データと、第１の演算回路において算出された第２のレゾルバが検出した角度の角度データとを比較し、第２のレゾルバに含まれる角度検出セクションの不具合を検出する第２の不具合検出手段とを更に備えることを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、多重化されたレゾルバに含まれる角度検出セクションの不具合の判定が２つの演算回路において独立に行われる。このため、レゾルバ内の角度検出機構の不具合検出機能の冗長性を高くすることができる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明は、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の計測装置において、第１のレゾルバが備える角度検出セクションは３つであり、その中の２つの出力が第１の演算回路に入力され、他の一つの出力が第２の演算回路に入力され、第２のレゾルバが備える角度検出セクションは３つであり、その中の２つの出力が第２の演算回路に入力され、他の一つの出力が第１の演算回路に入力されることを特徴とする。
【００３２】
請求項１１に記載の発明によれば、一つのレゾルバに角度検出セクションを３つ配置することで、一つの角度検出セクションに不具合が生じても、他の２つに角度検出セクションの出力に基づく演算データを照合することで、それらの正常を確認することができ、それにより不具合の検出と同時に正常値の出力を行うことができる。また、演算回路を２つ用い、第１の演算回路に第１のレゾルバからの２系統の出力と、第２のレゾルバからの１系統の出力とが入力され、第２の演算回路に第２のレゾルバからの２系統の出力と、第１のレゾルバからの１系統の出力とが入力されるようにすることで、仮に一方の演算回路に不具合が生じても、他方の演算回路による第１のレゾルバの出力および第２のレゾルバの出力に基づく各種の演算（例えば、軸に加わるトルクの算出）を行うことができる。このため、例えばトルクの検出に適用した場合、トルクの誤検出に起因する安全性が損なわれる事態を避けることができる。
【００３３】
請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の発明において、第１のレゾルバの軸倍数と第２のレゾルバの軸倍数の差が１であることを特徴とする。
【００３４】
請求項１３に記載の発明は、複数の突極を有し、前記複数の突極に巻かれた第１の出力巻線、第２の出力巻線および励磁巻線を有する角度検出セクションを３つ以上備えたステータと、前記ステータに対向するロータと、前記角度検出セクションからの配線が接続され、前記第１の出力巻線および前記第２の出力巻線からの出力に基づいて前記ロータの回転情報を算出する演算回路とを有した第１のレゾルバおよび第２のレゾルバを同軸状に配置し、一方のレゾルバの出力の一部が他方のレゾルバの前記演算回路に入力され、前記他方のレゾルバの出力の一部が前記一方のレゾルバの前記演算回路に入力される構成における信号を処理する方法であって、前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにおける前記３つ以上の角度検出セクションから得られた角度データを比較し、２つの角度検出セクションから得られた角度データが一致し、他の一つの角度検出セクションから得られた角度データが前記一致する角度データと異なる場合に、前記一致する角度データが得られた前記２つの角度検出セクションの動作を正常と判定し、前記一致する角度データと異なる角度データが得られた前記他の一つの角度検出セクションの動作を不良と判定するステップと、前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにおける前記一致する角度データに基づいて前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにより回転角度の検出が行われる軸部材に働くトルクを算出するトルク算出ステップとを有することを特徴とする信号処理方法。
【００３５】
請求項１３に記載の発明によれば、多重化されたレゾルバの角度検出セクションの不具合に対する冗長性を確保したトルク検出を行うことができる。これにより、トルクの誤検出に起因する不都合を避けることができる。
【００３６】
請求項１４に記載の発明は、複数の突極を有し、前記複数の突極に巻かれた第１の出力巻線、第２の出力巻線および励磁巻線を有する角度検出セクションを３つ以上備えたステータと、前記ステータに対向するロータと、前記角度検出セクションからの配線が接続され、前記第１の出力巻線および前記第２の出力巻線からの出力に基づいて前記ロータの回転情報を算出する演算回路とを有した第１のレゾルバおよび第２のレゾルバを同軸状に配置し、一方のレゾルバの出力の一部が他方のレゾルバの前記演算回路に入力され、前記他方のレゾルバの出力の一部が前記一方のレゾルバの前記演算回路に入力される構成における信号を処理するために、コンピュータに読み取らせて実行させるプログラムであって、前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにおける前記３つ以上の角度検出セクションから得られた角度データを比較し、２つの角度検出セクションから得られた角度データが一致し、他の一つの角度検出セクションから得られた角度データが前記一致する角度データと異なる場合に、前記一致する角度データが得られた前記２つの角度検出セクションの動作を正常と判定し、前記一致する角度データと異なる角度データが得られた前記他の一つの角度検出セクションの動作を不良と判定するステップと、前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにおける前記一致する角度データに基づいて前記第１のレゾルバおよび前記第２のレゾルバにより回転角度の検出が行われる軸部材に働くトルクを算出するトルク算出ステップとを実行させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、複数の角度検出構造からの出力に基づく、不具合箇所の特定、その際の正確な角度データの取得、レアショートの確実な検出をできるだけシンプルな構成により実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（１） 第１の実施形態
（レゾルバの構造）
以下、複数の回転角度情報を出力するために多重化され、不具合に対する冗長性を有し、さらに多重化されることで問題となる配線の引き回しの煩雑さを解決したレゾルバの一例を説明する。
【００３９】
図１は、本発明を利用したレゾルバの一例を示す側断面図と内部の正面図である。図１には、軸部材１０１の回転情報を検出するレゾルバ１００が示されている。レゾルバ１００の各構造は、ケーシング１０２内に収められている。ケーシング１０２の内側には、ステータ１０３が固定されている。ステータ１０３は、鋼板等の磁性体を重ねた磁性材料である。ステータ１０３には、ステータ巻線１０４が巻かれている。ステータ巻線１０４には、励磁用の励磁巻線、ｓｉｎ出力成分を出力するｓｉｎ出力用巻線、およびｃｏｓ出力成分を出力するｃｏｓ出力用巻線がある。
【００４０】
図２は、ステータ巻線の巻き方の一例を示す概念図である。図２は、図１におけるステータ１０３を軸部材１０１の軸方向から見た状態が示されている。図２に示すように、ステータ１０３の断面は、環状（輪状）を有し、その内側には、符号２１〜２６により一部が示される内側に突出した突極が２４個形成されている。これら突極は、円周の内側（中心方向）に向かって突出した凸型を有している。図２には、それぞれ独立に励磁コイル、ｓｉｎ出力用コイルおよびｃｏｓ出力用コイルを備えた３つの角度検出セクション２００、２１０および２２０が示されている。角度検出セクション２００、２１０および２２０は、それぞれ同じ機能を有している。
【００４１】
また、図１および２には、軸部材１０１に固定されたロータ１０５が示されている。ロータ１０５は、磁性体で構成され、側面方向から見ると円筒形状であり、軸方向から見ると、周囲の６箇所に凸部を備えた断面形状を有している。ロータ１０５の中心には、軸部材１０１が貫通した状態で固定されている。図示する例では、ロータ１０５の磁極は６個であり、軸倍角は６である。
【００４２】
角度検出セクション２００は、円弧形状を有し、ステータ１０３の一部分である円弧状の部分を利用して構成されている。角度検出セクション２００は、突極２１と２２、およびそれら突極の間の突極を利用して構成されている。突極２１および２２とその間には、合計６個の突極が配置され、それらの全てには励磁用の巻線２０１が順次巻かれ、各突極部分が励磁コイルとして機能するようにされている。突極２１と２２との間に挟まれた４つの突極には、一つおきに交互にｓｉｎ出力用巻線２０２、およびｃｏｓ出力用巻線２０３が巻かれ、それぞれｓｉｎ出力用コイルとｃｏｓ出力用コイルが構成されている。すなわち、突極２１および２２には、励磁用の巻線２０１だけが巻かれ、突極２１と２２の間の４個の突極には、励磁用の巻線２０１に加えて、ｓｉｎ出力用巻線２０２またはｃｏｓ出力用巻線２０３が巻かれている。こうするのは、ｓｉｎ出力用コイルおよびｃｏｓ出力用コイルのそれぞれを構成する突極部分における励磁電流に起因する磁場の強さを均一化させるためである。また、ｓｉｎ出力用コイルとｃｏｓ出力用コイルを一つおきに突極に巻くのは、ｓｉｎ出力とｃｏｓ出力の信号純度を高め、また両信号同士の干渉を抑えるためである。
【００４３】
ｓｉｎ出力用巻線２０２とｃｏｓ出力用巻線２０３とは、位相差が９０°の信号を出力するように、巻かれる突極の位置がずらされている。この例では、突極一つ分ずらされている。この例では、全突極の数は、２４であり、突極が一つずれると角度位相差が１５°（３６０°／２４）生じる。また、この例の軸倍角は６とされている。したがって、ロータ１０５が回転すると、ｓｉｎ出力用巻線２０２とｃｏｓ出力用巻線２０３とに誘起される信号には、１５°×６＝９０°の位相差が生じる。
【００４４】
なお、符号２０１ａは、励磁用の巻線２０１の一端であり、符号２０１ｂは、励磁用の巻線２０１の他端である。符号２０２ａは、ｓｉｎ出力用巻線２０２の一端であり、符号２０２ｂは、ｓｉｎ出力用巻線２０２の他端である。符号２０３ａは、ｃｏｓ出力用巻線２０３の一端であり、符号２０３ｂは、ｃｏｓ出力用巻線２０３の他端である。
【００４５】
このように、角度検出セクション２００からは、励磁用の巻線２０１からの２本の配線（符号２０１ａおよび２０１ｂ）と、ｓｉｎ出力用巻線２０２からの２本の配線（符号２０２ａおよび２０２ｂ）と、ｃｏｓ出力用巻線２０３からの２本の配線（符号２０３ａおよび２０３ｂ）の計６本が引き出される。
【００４６】
角度検出セクション２１０は、円弧形状を有し、ステータ１０３の一部分である円弧状の部分を利用して構成されている。角度検出セクション２１０は、突極２３と２４、およびその間の突極を利用して構成されている。突極２３および２４と、その間には、合計で６個の突極が配置され、それらの全てには、励磁用の巻線２１１が順次巻かれ、各突極部分が励磁コイルとして機能するようにされている。突極２３と２４との間に挟まれた４つの突極には、一つおきに交互にｓｉｎ出力用巻線２１２、およびｃｏｓ出力用巻線２１３が巻かれ、それぞれｓｉｎ出力用コイルとｃｏｓ出力用コイルが構成されている。すなわち、突極２３および２４とその間の４個の突極（計６個の突極）の内の両端の突極（つまり突極２３および突極２４）には、励磁用の巻線２１１だけが巻かれて、ｓｉｎ出力用巻線２１２およびｃｏｓ出力用巻線２１３は巻かれていない。
【００４７】
ｓｉｎ出力用巻線２１２とｃｏｓ出力用巻線２１３とは、位相差が９０°の信号を出力するように、巻かれる突極の位置がずらされている。この例では、突極一つ分ずらされている。
【００４８】
なお、符号２１１ａは、励磁用の巻線２１１の一端であり、符号２１１ｂは、励磁用の巻線２１１の他端である。符号２１２ａは、ｓｉｎ出力用巻線２１２の一端であり、符号２１２ｂは、ｓｉｎ出力用巻線２１２の他端である。符号２１３ａは、ｃｏｓ出力用巻線２１３の一端であり、符号２１３ｂは、ｃｏｓ出力用巻線２１３の他端である。
【００４９】
このように、角度検出セクション２１０からは、励磁用の巻線２１１からの２本の配線（符号２１１ａおよび２１１ｂ）と、ｓｉｎ出力用巻線２１２からの２本の配線（符号２１２ａおよび２１２ｂ）と、ｃｏｓ出力用巻線２１３からの２本の配線（符号２１３ａおよび２１３ｂ）の計６本が引き出される。
【００５０】
角度検出セクション２２０は、円弧形状を有し、ステータ１０３の一部分である円弧状の部分を利用して構成されている。角度検出セクション２２０は、突極２５と２６、およびその間の突極を利用して構成されている。突極２５および２６とその間には、合計で６個の突極が配置されている。この６個の突極全てには、励磁用の巻線２２１が順次巻かれ、各突極部分が励磁コイルとして機能するようにされている。突極２５と２６との間に挟まれた４つの突極には、一つおきに交互にｓｉｎ出力用巻線２２２および、ｃｏｓ出力用巻線２２３が巻かれ、それぞれｓｉｎ出力用コイルとｃｏｓ出力用コイルが構成されている。すなわち、突極２５および２６とその間の４個の突極（計６個の突極）の内の両端の突極（つまり突極２５および突極２６）には、励磁用の巻線２２１だけが巻かれて、ｓｉｎ出力用巻線２２２およびｃｏｓ出力用巻線２２３は巻かれていない。
【００５１】
ｓｉｎ出力用巻線２２２とｃｏｓ出力用巻線２２３とは、位相差が９０°の信号を出力するように、巻かれる突極の位置がずらされている。この例では、突極一つ分ずらされている。
【００５２】
なお、符号２２１ａは、励磁用の巻線２２１の一端であり、符号２２１ｂは、励磁用の巻線２２１の他端である。符号２２２ａは、ｓｉｎ出力用巻線２２２の一端であり、符号２２２ｂは、ｓｉｎ出力用巻線２２２の他端である。符号２２３ａは、ｃｏｓ出力用巻線２２３の一端であり、符号２２３ｂは、ｃｏｓ出力用巻線２２３の他端である。
【００５３】
このように、角度検出セクション２２０からは、励磁用の巻線２２１からの２本の配線（符号２２１ａおよび２２１ｂ）と、ｓｉｎ出力用巻線２２２からの２本の配線（符号２２２ａおよび２２２ｂ）と、ｃｏｓ出力用巻線２２３からの２本の配線（符号２２３ａおよび２２３ｂ）の計６本が引き出される。
【００５４】
図１（Ａ）に戻り、ステータ１０３には、スタッドピン１０７が立てられ、そこに回路基板１０６が固定されている。つまり、ステータ１０３には、スタッドピン１０７により回路基板１０６が固定されている。図１（Ｂ）には、回路基板１０６が示されている。回路基板１０６は、中央が円形に抜けた幅広の円環形状を有し、フッ素樹脂やエポキシ樹脂等の公知の絶縁材料で構成されている。回路基板１０６上には、集積回路１０８その他（図示省略）の電子デバイスが配置されている。回路基板１０６は、ステータ巻線１０４からの引き出し配線１０９が接続されている。この接続は、接続ピンへの絡げ配線や公知のボンディング法により行われている。上述したように、ステータ巻線１０４から回路基板１０６への引き出し配線１０９は、角度検出セクション２００、２１０および２２０から各６本であり、合計で１８本である。
【００５５】
この構造によれば、回路基板１０６は、ステータに固定された状態でケーシング１０２の内部に収められている。回路基板１０６上に配置された回路は、（１）角度検出セクション２００、２１０および２２０へ励磁電流を供給する機能、（２）角度検出セクション２００、２１０および２２０からのｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力を受け、それらに基づき角度データを算出する機能、（３）不具合のある角度検出セクションを検出する機能を備えている。各角度検出セクションと回路基板１０６上の回路との関係は後述する。
【００５６】
この例において、回路基板１０６上の回路は、軸部材１０１（ロータ１０５）の角度データおよび不具合発生時に不具合のある角度検出セクションを特定するデータを出力する。回路基板１０６上の回路は、これらデータを出力するためのインターフェース回路を備えている。なお、これらデータをレゾルバ１００の外部に引き出す配線やコネクタ等は、図１では図示省略されている。
【００５７】
上記データを取り扱う規格としては、例えば、ISO11898およびISO11519として標準化されているCAN（Controller Area Network）の規格に準拠したものを挙げることができる。CANのようなパケット化されたデータを取り扱う通信規格を用いることで、レゾルバ１００から引き出される配線を減らすことができる。なお、レゾルバ１００へは、回路基板１０６上の回路を動作させるための電源の配線および励磁電流の基となる電源の配線が必要とされるが、これは、図示省略した電源配線から回路基板１０６に供給される。また、回路基板１０６上には、３端子レギュレータ等のローカル安定化電源回路が搭載され、回路基板１０６上の回路に安定した電圧が供給されるようにされている。
【００５８】
図１に戻り、軸部材１０１には、ベアリング１１０を介して、ケーシング１０２が固定されている。この構造によれば、ケーシング１０２に対して軸部材１０１が相対的に回転可能となる。
【００５９】
（電気系の構成）
図３は、図１に示すレゾルバ１００内の電気系の構成を示すブロック図である。図示するように回路基板１０６上には、３系統の回路群が配置されている。各回路群は、角度演算機能とデータ比較機能を備えている。また、図示されていないが、不具合のある角度検出セクションを検出し、その旨をエラー信号として出力する機能を有している。
【００６０】
図３に示すように、回路基板１０６上には、処理回路３０１、ローパスフィルタ３０２〜３０４、アンプ３０５〜３０７が配置されている。処理回路３０１は、コンピュータとしての機能を有し、Ａ／Ｄコンバータ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびインターフェース機能を備え、角度検出セクション２２０の動作制御および角度検出セクション２２０から出力されるデータの処理を行う。
【００６１】
処理回路３０１は、ローパスフィルタ３０２を介して、アンプ３０５に励磁電流の基となる信号を出力する。この信号は、アンプ３０５において増幅され、励磁電流として角度検出セクション２２０における励磁用の巻線２２１に供給される。
【００６２】
また処理回路３０１には、角度検出セクション２２０のｓｉｎ出力用の巻線２２２からの信号が入力される。この信号は、アンプ３０６により増幅され、ローパスフィルタ３０３を介して処理回路３０１に入力される。また処理回路３０１には、角度検出セクション２２０のｃｏｓ出力用の巻線２２３からの信号が入力される。この信号は、アンプ３０７により増幅され、ローパスフィルタ３０４を介して処理回路３０１に入力される。
【００６３】
処理回路３０１は、角度検出セクション２２０からのｓｉｎ出力とｃｏｓ出力とに基づき、軸部材１０１の回転角を算出する。この処理は、従来におけるレゾルバからのアナログ信号をデジタルの角度データに変換するＲ／Ｄコンバータ内における処理と同様である。
【００６４】
また、処理回路３０１は、このＲ／Ｄ変換時に補正処理を行う。この処理は、以下のようにして行われる。まず、Ｒ／Ｄ変換された算出値と、実際のロータ１０５の角度との関係を予め調べておき、そのテーブルデータあるいはその関係から求めた校正曲線や校正関数を処理回路３０１内の図示省略したＲＯＭ内に記憶させておく。そして実際の計測時に、このＲＯＭ内のデータを用いてＲ／Ｄ変換時に補正を行い、補正された角度データを得る。こうすることで、レゾルバ１００における部品寸法精度の誤差や軸部材１０１の偏心、巻線の巻むらといった要因に起因する測定誤差を補正した角度データを得ることができる。特にこの例では、各角度検出セクションにおける利用できる突極の数に制限があるので、検出精度を高める上で上記のデータの補正は有効である。
【００６５】
また図３に示すように、回路基板１０６上には、処理回路３１１、ローパスフィルタ３１２〜３１４、アンプ３１５〜３１７が配置されている。処理回路３１１は、Ａ／Ｄコンバータ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびインターフェース機能を備え、角度検出セクション２００の動作制御および角度検出セクション２００から出力されるデータの処理を行う。
【００６６】
まず、処理回路３１１は、ローパスフィルタ３１２を介して、アンプ３１５に励磁電流の基となる信号を出力する。この信号は、アンプ３１５において増幅され、励磁電流として角度検出セクション２００における励磁用の巻線２０１に供給される。
【００６７】
また処理回路３１１には、角度検出セクション２００のｓｉｎ出力用の巻線２０２からの信号が入力される。この信号は、アンプ３１６により増幅され、ローパスフィルタ３１３を介して処理回路３１１に入力される。また処理回路３１１には、角度検出セクション２００のｃｏｓ出力用の巻線２０３からの信号が入力される。この信号は、アンプ３１７により増幅され、ローパスフィルタ３１４を介して処理回路３１１に入力される。
【００６８】
処理回路３１１は、角度検出セクション２００からのｓｉｎ出力とｃｏｓ出力とに基づき、軸部材１０１の回転角を算出する。この処理は、従来におけるレゾルバからのアナログ信号をデジタルの角度データに変換するＲ／Ｄコンバータ内における処理と同じである。また、処理回路３１１は、このＲ／Ｄ変換時に補正処理を行う。この処理は、処理回路３０１の場合と同じである。
【００６９】
また図３に示すように、回路基板１０６上には、処理回路３２１、ローパスフィルタ３２２〜３２４、アンプ３２５〜３２７が配置されている。処理回路３２１は、Ａ／Ｄコンバータ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびインターフェース機能を備え、角度検出セクション２１０の動作制御および角度検出セクション２１０から出力されるデータの処理を行う。
【００７０】
まず、処理回路３２１は、ローパスフィルタ３２２を介して、アンプ３２５に励磁電流の基となる信号を出力する。この信号は、アンプ３２５において増幅され、励磁電流として角度検出セクション２１０における励磁用の巻線２１１に供給される。
【００７１】
また処理回路３２１には、角度検出セクション２１０のｓｉｎ出力用の巻線２１２からの信号が入力される。この信号は、アンプ３２６により増幅され、ローパスフィルタ３２３を介して処理回路３２１に入力される。また処理回路３２１には、角度検出セクション２１０のｃｏｓ出力用の巻線２１３からの信号が入力される。この信号は、アンプ３２７により増幅され、ローパスフィルタ３２４を介して処理回路３２１に入力される。
【００７２】
処理回路３２１は、角度検出セクション２１０からのｓｉｎ出力とｃｏｓ出力とに基づき、軸部材１０１の回転角を算出する。この処理は、従来におけるレゾルバからのアナログ信号をデジタルの角度データに変換するＲ／Ｄコンバータ内における処理と同じである。また、処理回路３２１は、このＲ／Ｄ変換時に補正処理を行う。この処理は、処理回路３０１の場合と同じである。
【００７３】
（動作）
図１〜３に示すレゾルバの動作の一例を説明する。各角度検出セクションに励磁電流を流すと、ロータ１０５は励起電流が作る磁場により磁化される。ロータ１０５の断面形状は円形ではなく、図示するように６箇所の凸部を備えているので、励磁電流が流された状態でロータ１０５が回転すると、各角度検出セクションにおけるｓｉｎ出力用の巻線とｃｏｓ出力用の巻線には、ロータの回転の状態の影響を受け、位相が９０°異なる誘導電流が誘起される。
【００７４】
これらの誘導電圧は、ロータの回転角をθ、ｓｉｎ出力の出力電圧をＶｘ、ｃｏｓ出力の出力電圧をＶｙ、励磁の電圧をＥｓｉｎωｔ、励磁巻線、各出力巻線、およびステータとロータの特性で決まる定数をＫとすると、下記の「数１」および「数２」により示される。
【００７５】
【数１】
0005090847.tif 000002
【００７６】
【数２】
0005090847.tif 000003
【００７７】
これら誘導電圧は、各角度検出セクションにおけるｓｉｎ出力用の巻線とｃｏｓ出力用の巻線からそれぞれ出力され、アンプおよびローパスフィルタを通過後に処理回路３０１、３１１および３２１にそれぞれ入力される。各処理回路は、各出力をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換し、所定の処理を施すことで、角度θに関する情報を算出する。こうして、処理回路３０１、処理回路３１１および処理回路３２１において、個別に軸部材１０１の角度データが算出される。また、この角度データの演算の際、前述した補正処理が行われる。
【００７８】
処理回路３０１は、算出した角度データを処理回路３１１および３２１に送る。同様に、処理回路３１１は、角度検出セクション２００からのｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力から算出した角度データを、処理回路３０１および３２１に送る。同様に、処理回路３２１は、角度検出セクション２１０からのｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力から算出した角度データを、処理回路３０１および３１１に送る。
【００７９】
各処理回路は、他の２つの処理回路から送られてきた角度データを自身で算出した角度データと比較する。各角度検出セクションの巻線に断線、レア断線、ショートあるいはレアショートといった不具合が発生していなければ、各角度検出セクションからの出力に基づいた角度データは、互いに一致する。この場合、動作状態に異常はなく、いずれかの処理回路で算出された角度データが外部に出力される。この例では、処理回路３０１と３１１において算出された角度データが外部に出力される。ここで、２系統の出力が行われるのは、データの伝送に冗長性を持たせるためである。また、出力されるデータは、ＣＡＮ等の適当な規格のパケット信号に変換され、それが出力される。出力される２系統のデータは、冗長性を高めるために別の配線ケーブルを介して伝送されてもよいし、同じ配線ケーブルを利用して出力されるのでもよい。
【００８０】
ここで、処理回路３０１、３１１および３２１は、他の２つの処理回路からの角度データが、自身で算出した角度データと一致しない場合、一致しない角度データを出力した角度検出セクションの組を他の処理回路に通知する。この通知を受けた処理回路は、それを自身の判定結果と突き合わせ、同じ判定結果を得た組み合わせがある場合、その旨を先の通知を発した処理回路に返信する。
【００８１】
この返信を他の２つの処理回路から受けた場合、当該処理回路は、自身が担当する角度検出セクションに、断線、レア断線、ショートあるいはレアシートといった不具合が発生したと判定し、当該角度検出セクションの不良を伝えるエラー信号を出力する。このエラー信号により、図示省略したシステム全体を制御している制御装置が、不具合が発生した角度検出セクションを特定した情報を得ることができる。一方において、上述した返信を他の２つの処理回路から受けなかった処理回路は、自身で算出した角度データを所定のデータ伝送規格に変換し、外部に出力する。
【００８２】
この処理によれば、３つある角度データを比較し、他の２つのデータと一致しないデータの基となる信号を出力した角度検出セクションを不良と判定し、また一致したデータの組を真値として採用する。こうすることで、不良箇所の特定と真値の出力とが行われ、システム全体の安全性と冗長性が確保される。また、データの一致不一致に基づいた判定を行うので、レアショートやレア断線を確実に検出することができる。また、不具合発生と判定された角度検出セクションを以後利用しないようにすることで、不正確なデータに基づく好ましくない事態の発生を防止することができる。
【００８３】
以下、一例を挙げて具体的に説明する。仮に角度検出セクション２２０の励磁巻線に断線が発生しているとする。この場合、処理回路３０１において、角度検出セクション２２０からのｓｉｎ出力データおよびｃｏｓ出力データに基づいて算出した角度データと、処理回路３１１および３２１から処理回路３０１に送られてきた角度データとは、それぞれが一致しない。したがって、その旨を知らせるデータが処理回路３０１から処理回路３１１および３２１に送信される。また、処理回路３０１は、自身が算出した角度データが他の２つの処理回路が算出した角度データとそれぞれ一致しない旨の返信を、処理回路３１１および３２１から受けるので、角度検出セクション２２０に不具合発生と判定を下し、エラー信号を出力する。このエラー信号を図示しない制御系で認識することで、角度検出セクション２２０における不具合発生がシステム内において認識される。
【００８４】
処理回路３１１では、自身で算出した角度データと、処理回路３０１から送られてきた角度データとの比較が行われるが、この結果は、「不一致」となる。したがって、その旨を知らせるデータが処理回路３１１から処理回路３１０および３２１に送信される。一方、処理回路３１１では、自身で算出した角度データと、処理回路３２１から送られてきた角度データとの比較が行われるが、この結果は、「一致」となる。したがって、処理回路３１１は、自身が担当する角度検出セクション２００が正常であると判定し、角度検出セクション２００から出力されたｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力に基づく角度データを外部に出力する。
【００８５】
また、処理回路３２１では、自身で算出した角度データと、処理回路３０１から送られてきた角度データとの比較が行われるが、この結果は、「不一致」となる。したがって、その旨を知らせるデータが処理回路３２１から処理回路３０１および３１１に送信される。一方、処理回路３２１では、自身で算出した角度データと、処理回路３１１から送られてきた角度データとの比較が行われるが、この結果は、「一致」となる。したがって、処理回路３２１は、自身が担当する角度検出セクション２１０が正常であると判定し、角度検出セクション２１０から出力されたｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力に基づく角度データを外部に出力する。こうして、３つある角度検出セクションの内の一つに不具合が発生した場合、それが特定されると共に、残りの正常な２つの角度検出セクションの出力を利用して正確な角度データを得ることができる。
【００８６】
ここでは、ｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力に基づく角度データを比較する例を示したが、角度データとして、ｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力をＡ／Ｄコンバータによりデジタル化したデータを利用してもよい。ｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力をデジタル化しただけのデータでは、回転角に関する情報は直接得られないが、ここでは、各角度検出セクションからの出力が一致するか否かが重要であるので、デジタル化されたｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力をここでの角度データとして利用することもできる。なお、この演算を行う際は、ｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力をデジタル化したデータに、予め取得しておいた校正用データに基づくデジタル補正を行い、部品精度や巻線の巻き方のバラツキに起因する検出誤差を極力排除するように努めることが望ましい。
【００８７】
（実施形態の優位性）
以上説明した図１〜３に示す例では、３セクション計１８本の配線をレゾルバから引き出す必要がない。このため、配線の引き回しに係る煩雑さが発生しない。また、３つある角度検出セクションの一つに断線等の不具合が生じた場合に、そのセクションを確定でき、また正常な出力を得ることができる。
【００８８】
（２） 第２の実施形態
（計測装置の構造）
以下、図１に示すレゾルバの機能を２つ内蔵した計測装置の一例、およびこの計測装置を用いた車の操舵軸（ステアリングの軸）に加わるトルクの検出機構の一例を説明する。図４（Ａ）は、本発明を利用した計測装置の一例を示す側断面図である。
【００８９】
図４（Ａ）には、計測装置４００が示されている。計測装置４００は、図１に示すステータおよびロータの基本構造を有したレゾルバを単位ユニットとし、それをケーシング４０２内に２つ内蔵している。すなわち、計測装置４００は、第１の実施形態で説明した出力系が３重化されたレゾルバが２ユニット複合化された構造を有している。
【００９０】
まず、第１のユニット５１０について説明する。第１のユニット５１０は、ステータ１０３ａを備えている。ステータ１０３ａは、ケーシング４０２の内側に固定されている。ステータ１０３ａには、ステータ巻線１０４ａが巻かれている。ステータ１０３ａの形状およびステータ巻線１０４ａがステータ１０３ａの突極に巻かれる構造は、図２に示す場合と同じである。また、その軸倍角も図２の場合と同じ６である。
【００９１】
ステータ１０３ａの内側には、ロータ１０５ａが位置している。ロータ１０５ａの中心には、第１の円筒部材４０３が貫通した状態で固定されている。この第１の円筒部材４０３は、ベアリング１１０ａを介してケーシング４０２に回転自在な状態で固定されている。第１の円筒部材４０３の内側には、車の操舵軸４０１が貫通しており、ボルト４０４により、第１の円筒部材４０３と操舵軸４０１とは結合されている。
【００９２】
ステータ１０３ａには、第１の実施形態の場合と同様に、スタッドピン１０７ａを介して回路基板１０６ａが固定されている。回路基板１０６ａ上には、所定の回路の一部を構成する集積回路１０８ａが配置されている。回路基板１０６ａには、３端子レギュレータ等のローカル安定化電源回路が搭載され、回路基板１０６ａ上の回路に安定した電圧が供給されるようにされている。その他、回路基板１０６ａ上に配置されている回路の詳細は、後述する。回路基板１０６ａには、ステータ巻線１０４ａからの引き出し配線１０９ａが接続されている。第１の実施形態の場合と同様に、ステータ巻線１０４ａから回路基板１０６ａへの引き出し配線１０９ａは、３つの角度検出セクションから各６本であり、合計で１８本である。回路基板１０６ａ上には、対向する位置に配置された回路基板１０６ｂへの電気的な接続を行うためのコネクタ１１１ａが配置されている。
【００９３】
次に第２のユニット５２０について説明する。第２のユニット５２０は、ステータ１０３ｂを備えている。ステータ１０３ｂは、ケーシング４０２の内側に固定されている。ステータ１０３ｂには、ステータ巻線１０４ｂが巻かれている。ステータ１０３ｂの形状およびステータ巻線１０４ｂがステータ１０３ｂの突極に巻かれる構造は、図２に示す場合と一部異なっている。以下この点について説明する。
【００９４】
図５は、ステータ１０３ｂの巻線の状態を示す正面図である。図５に示すように、この例では、ステータ１０３ｂの突極の数は、図２の場合と異なり２０個である（図２の場合は、２４個）。これは、第２のユニット５２０の軸倍角が５倍角に設定されていることに起因する。角度検出セクションは、図２に示す場合と同じ構造を有する。すなわち、一つ角度検出セクションは、連続して配置された６個の突極から構成され、この６個の突極の全てに励磁用の巻線が巻かれ、両端を除くその間の４個の突極にｓｉｎ出力用の巻線とｃｏｓ出力用の巻線とが交互に巻かれた構造を有している。また、それに対応してロータ１０５ｂは、等角配置された凸部を５個有した断面構造とされている。
【００９５】
図４（Ａ）および図５に示すように、ステータ１０３ｂの内側には、ロータ１０５ｂが位置している。ロータ１０５ｂの中心には、第２の円筒部材４０５が貫通した状態で固定されている。この第２の円筒部材４０５は、ベアリング１１０ｂを介してケーシング４０２に回転自在な状態で固定されている。第２の円筒部材４０５の内側には、操舵軸４０１が貫通しており、ボルト４０６により、第２の円筒部材４０５と操舵軸４０１とは結合されている。
【００９６】
ボルト４０４による第１の円筒部材４０３と操舵軸４０１との結合位置と、ボルト４０６による第２の円筒部材４０５と操舵軸４０１との結合位置とは、数十ｍｍ離れている。こうすることで、第１のユニット５１０と第２のユニット５２０が検出する角度データに両結合位置間で発生する操舵軸４０１の捻れが効果的に反映され、操舵軸４０１に働くトルクの検出感度および検出精度を高めることができる。
【００９７】
ステータ１０３ｂには、第１の実施形態の場合と同様に、スタッドピン１０７ｂを介して回路基板１０６ｂが固定されている。回路基板１０６ｂ上には、所定の回路の一部を構成する集積回路１０８ｂが配置されている。回路基板１０６ｂには、３端子レギュレータ等のローカル安定化電源回路が搭載され、回路基板１０６ｂ上の回路に安定した電圧が供給されるようにされている。その他、回路基板１０６ｂ上に配置されている回路の詳細は、後述する。回路基板１０６ｂには、ステータ巻線１０４ｂからの引き出し配線１０９ｂが接続されている。第１の実施形態の場合と同様に、ステータ巻線１０４ｂから回路基板１０６ｂへの引き出し配線１０９ｂは、３つの角度検出セクションから各６本であり、合計で１８本である。回路基板１０６ｂ上には、対向する位置に配置された回路基板１０６ａへの電気的な接続を行うためのコネクタ１１１ｂが配置されている。コネクタ１１１ａと１１１ｂは、一方が差し込み側、他方が受け側となる構造とされている。なお、このコネクタ部分は、配線やコネクタ付きの配線により結線されていてもよい。
【００９８】
以上説明したように、多重化されたレゾルバユニットである第１のユニット５１０と第２のユニット５２０とは、それぞれの回路基板１０６ａと１０６ｂとが対向する位置関係で同じ軸線上に配置されている。そして、コネクタ１１１ａおよび１１１ｂにより、２つの回路基板は接続されている。また、第１のユニットが操舵軸４０１の一部の回転角を検出し、第２のユニットが操舵軸４０１の他部の回転角を検出する構造とされている。
【００９９】
（電気系の構成）
図６は、図４（Ａ）に示す計測装置４００内の電気系の構成を示すブロック図である。図示するように回路基板１０６ａおよび１０６ｂ上には、それぞれ３系統の回路群を構成する処理回路５０１、５０２、５０３、５０４、５０５および５０６が配置されている。各処理回路は、角度演算機能、データ比較機能、トルク演算機能、不具合判定機能、およびエラー信号出力機能を備えている。また、各処理回路は、演算結果や判定結果を所定の通信規格のデータ信号に変換するインターフェース機能を備えている。
【０１００】
図６には、図４（Ａ）に関連して説明した３重の角度検出機能を有する第１のユニット５１０と第２のユニット５２０が示されている。第１のユニット５１０は、角度検出セクション５１１、５１２および５１３を備えている。また回路基板１０６ａ上には、上述した機能を有する処理回路５０１、５０２および５０３が配置されている。ここで、処理回路５０１は、角度検出セクション５１１に励磁電流を流し、角度検出セクション５１１から出力されるｓｉｎ出力とｃｏｓ出力とを処理する。処理回路５０２は、角度検出セクション５１２に励磁電流を流し、角度検出セクション５１２から出力されるｓｉｎ出力とｃｏｓ出力とを処理する。処理回路５０３は、第２のユニット５２０の角度検出セクション５２１に励磁電流を流し、角度検出セクション５２１から出力されるｓｉｎ出力とｃｏｓ出力とを処理する。
【０１０１】
角度検出セクションと対応する処理回路との電気的な結線は、励磁用の配線、ｓｉｎ出力用の配線、ｃｏｓ出力用の配線の計３系統であり、配線数は、計１８本である。なお、アンプやローパスフィルタを含めた構成の詳細は、図３に関連して説明した内容と同じであるので、説明は省略する。
【０１０２】
第２のユニット５２０は、角度検出セクション５２１、５２２および５２３を備えている。回路基板１０６ｂ上には、上述した機能を有する処理回路５０４、５０５および５０６が配置されている。ここで、処理回路５０６は、角度検出セクション５２３に励磁電流を流し、角度検出セクション５２３から出力されるｓｉｎ出力とｃｏｓ出力とを処理する。処理回路５０５は、角度検出セクション５２２に励磁電流を流し、角度検出セクション５２２から出力されるｓｉｎ出力とｃｏｓ出力とを処理する。処理回路５０４は、第１のユニット５１０の角度検出セクション５１３に励磁電流を流し、角度検出セクション５１３から出力されるｓｉｎ出力とｃｏｓ出力とを処理する。
【０１０３】
すなわち図６に示す計測装置は、レゾルバとしての機能を有する第１のユニット５１０側の演算装置に、同様にレゾルバとして機能する第２のユニット５２０の中の一つの角度検出セクションの励磁配線、ｓｉｎ出力配線およびｃｏｓ出力配線を接続し、一方、第２のユニット５２０側の演算装置に、同様にレゾルバとして機能する第１のユニット５１０の中の一つの角度検出セクションの励磁配線、ｓｉｎ出力配線およびｃｏｓ出力配線を接続したたすきがけ構造とされている。
【０１０４】
（計測装置の動作）
以下、図４（Ａ）および図６に示す計測装置４００の動作の一例を説明する。ここでは、計測装置４００を用いて操舵軸４０１に加わるトルクを検出する動作の一例を説明する。図７は、計測装置４００の動作の一例を示すフローチャートである。
【０１０５】
処理が開始されると（ステップＳ１０１）、処理回路５０１〜５０６のそれぞれにおいて、角度検出セクション５１１〜５１３および角度検出セクション５２１〜５２３から出力されたｓｉｎ出力成分およびｃｏｓ出力成分に基づいて、角度データが算出される。そして、同一ユニットの出力に基づく２群の角度データが、各データ群内において一致するか否か、が判定される（ステップＳ１０２）。すなわち処理回路５０１、５０２および５０４において算出された角度データが互いに比較され、それらが一致するか否か、が判定され、また処理回路５０３、５０５および５０６において算出された角度データが互いに比較され、それらが一致するか否か、が判定される（ステップＳ１０２）。この判定は、各処理回路において行われても良いし、いずれかの処理回路でまとめて行われても良い。
【０１０６】
ステップＳ１０２の判定がＹＥＳであれば、それは各角度検出セクションに不具合の発生がないことになる。この場合、処理回路５０１または５０２が算出した角度データと処理回路５０３が算出した角度データとが比較され、その差が算出される。この差は、図４のボルト４０４の位置とボルト４０６の位置の間における操舵軸４０１の捻れ角である。この捻れ角と操舵軸４０１に働くトルクとの関係は、予め実験的に求めておき、そのテーブルデータは、各処理回路のＲＯＭ内に格納されている。したがって、このテーブルデータと上記角度データの差の値から操舵軸４０１に働くトルクが算出される（ステップＳ１０３）。この演算は、処理回路５０１〜５０３のいずれで行っても良い。
【０１０７】
また、上記の演算が回路基板１０６ａにおいて行われるタイミングで、同様の演算が回路基板１０６ｂにおいても行われる。すなわち、処理回路５０５または５０６が算出した角度データと処理回路５０４が算出した角度データとが比較され、その差が算出される。この差と、処理回路内のＲＯＭに格納されたデータテーブルとに基づいて、操舵軸４０１に働くトルクが算出される。
【０１０８】
回路基板１０６ａおよび１０６ｂにおいて算出されたトルクデータは、当該演算を行った処理回路が備えるインターフェース機能により、所定のデータ通信規格に変換され、それぞれ外部に出力される。ここで、同じデータを２つ出力するのは、冗長性を得るためである。
【０１０９】
ステップＳ１０２の判定がＮＯである場合、第１のユニット５１０および第２のユニット５２０からの出力に基づく３つの角度データの中に一致するものがあるのか否か、が判定される（ステップＳ１０４）。すなわち、ステップＳ１０４では、処理回路５０１、５０２および５０４のそれぞれにおいて算出された角度データが互いに比較され、その中に一致する組み合わせがあるのか否か、が判定される。また、ステップＳ１０４では、処理回路５０３、５０５および５０６のそれぞれにおいて算出された角度データが互いに比較され、その中に一致する組み合わせがあるのか否か、が判定される。
【０１１０】
ステップ１０４の処理において、一致する角度データがあれば、３つの角度データの中で一致せずに孤立した一つのデータを特定し、そのデータの基となるｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力を出力した角度検出セクションを特定する。そして、この特定された角度検出セクションを認識できるデータを外部にエラー信号として出力する（ステップＳ１０５）。
【０１１１】
ステップＳ１０５の後、上記の一致した角度データがユニット毎に選択され（ステップＳ１０６）、その一致した角度データに基づいてトルクの算出が行われる。トルクの算出方法は、ステップＳ１０３の場合と同じである。
【０１１２】
また、ステップＳ１０４の判定において、同一ユニットにおける一致する角度データがなければ、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、同一ユニットにおける３つの角度データのそれぞれを、一つ前に算出した角度データ、すなわち時系列順に算出される角度データの一つ前のタイミングで算出された角度データと比較する。この一つ前の角度データは、各処理回路のＲＡＭに記憶させておいたものを用いる。
【０１１３】
そして、一つ前の角度データに最も近い値を真値として選択する（ステップＳ１０８）。このようにするのは、角度検出セクションに断線やショート等の不具合が発生した場合、通常の角度変化よりも大きいデータの変化が生じると考えられるからである。また、真値として選択されなかった角度データの基になる信号を出力した角度検出セクションを不具合箇所として特定し、この特定情報を含むエラー信号を出力する（ステップＳ１０９）。
【０１１４】
ステップＳ１０９の処理を行った後、選択された角度データに基づくトルクの算出が行われる（ステップＳ１１０）。なお、一方のユニットに関して、ステップＳ１０２の判定の結果がＮＯであり、他方のユニットでＹＥＳである場合、ＹＥＳ側のユニットでは、一致した角度データが選択され、ＮＯ側のユニットでは、ステップＳ１０６またはＳ１０８の処理において角度データが選択される。そして、これら角度データに基づいてトルクの算出が行われる。
【０１１５】
ステップＳ１０３、ステップＳ１０７またはステップＳ１１０のいずれかの処理が行われた後、処理を終了するか、を判定し（ステップＳ１１１）、処理を終了するのであれば、処理を終了し（ステップＳ１１２）、処理を継続するのであれば、ステップＳ１０２以下の処理を再度実行する。なお、ステップＳ１１１の判定では、例えば、エンジンキーがＯＦＦにされた場合やギアがパーキングの位置に入れられ、操舵軸がロックされた場合にＹＥＳの判定が行われる。
【０１１６】
以上説明した動作は、処理回路５０１〜５０６の少なくとも一つにおけるＲＯＭの中に格納されプログラムにより実行される。このプログラムは、サーバ内に格納され、通信回線を介して供給することや、適当な記憶媒体に格納して供給することもできる。
【０１１７】
また、ステップＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１０８、およびＳ１１０の処理は、どの処理回路で行っても良い。また、これらの処理を行う回路を別に配置してもよい。ただし、いずれかの処理回路で行われるようにした方が、全体の構成が簡略化される。
【０１１８】
（具体例１）
以下具体的な例を説明する。ここでは、図６に示す角度検出セクション５１１のｓｉｎ出力用の巻線に断線が発生し、他に不具合が生じない場合を仮定する。この場合、処理回路５０１で算出する角度データは、処理回路５０２および５０４が算出する角度データと一致しない。したがって、ステップＳ１０２の判定はＮＯとなり、ステップＳ１０４に進む。
【０１１９】
一方、角度検出セクション５１２と５１３に不具合はないので、ステップＳ１０４の判定は、ＹＥＳとなる。そして、一致しなかった角度データの基となる信号を出力した角度検出セクションとして、角度検出セクション５１１が特定され、その特定情報を含むエラー信号が出力される（ステップＳ１０５）。さらに一致した角度データを算出した処理回路５０２と５０４の角度データが選択され（ステップＳ１０６）、この角度データと処理回路５０３が算出した角度データに基づいてトルクの算出が行われる（ステップＳ１０７）。なお、処理回路５０３が算出した角度データの代わりに、処理回路５０５または５０６が算出した角度データを用いても良い。
【０１２０】
（具体例２）
ここでは、図６に示す角度検出セクション５２１のｓｉｎ出力用の巻線に断線が発生し、さらに角度検出セクション５２２のｓｉｎ出力用の巻線とｃｏｓ出力用の巻線にショートが発生した場合を仮定する。
【０１２１】
この場合、処理回路５０３、処理回路５０５および５０６が算出する角度データは、互いに一致しない。したがって、ステップＳ１０２の判定は、ＮＯとなり、ステップＳ１０４の判定もＮＯとなる。そしてステップＳ１０８の処理が実行される。
【０１２２】
この場合、ステップＳ１０８では、処理回路５０３、５０５および５０６において、一つ前の角度データが読み出され、当該処理の対象となる角度データと比較される。そして、処理回路５０３、５０５および５０６において算出された角度データの中で、一つ前の角度データに比較して最も変化の小さい角度データが真値として選択される。ここでは、正常な角度検出セクション５２３からの出力に基づく角度データが最も変化の小さい角度データとなるので、それが真値として選択される。そして、真値として選択されなかった角度データの基になる信号を出力した角度検出セクション５２１と５２２が不具合箇所として特定され、その特定情報を含むエラー信号が出力される（ステップＳ１０９）。
【０１２３】
そして、ステップＳ１０８において選択された角度データと処理回路５０４が算出した角度データに基づいてトルクの算出が行われる（ステップＳ１１０）。なお、処理回路５０４が算出した角度データの代わりに、処理回路５０１または５０２が算出した角度データを用いても良い。
【０１２４】
（具体例３）
ここでは、回路基板１０６ｂの図示しない電源ＩＣに不良が発生し、回路基板１０６ｂの機能がダウンした場合を仮定する。この場合、回路基板１０６ｂからの出力は行われないが、回路基板１０６ｂから第２のユニット５２０の角度検出セクション５２１に対して、励磁電流が供給される。また、角度検出セクション５２１のｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力が処理回路５０３に入力され、第２のユニット５２０が検出した角度情報に基づく角度データが処理回路５０３において算出される。このため、回路基板１０６ａにおける演算により図４（Ａ）の操舵軸４０１に加わるトルクの検出が可能となる。
【０１２５】
（他の機能）
図６に示す計測装置４００は、図４（Ａ）の操舵軸４０１に加わるトルクを算出し、それを検出する以外に、操舵軸４０１の回転角を計測し、その計測値を出力することもできる。この場合、第１のユニット５１０と第２のユニット５２０の軸倍角が１異なることを利用して、操舵軸４０１の絶対角を検出することができる。
【０１２６】
この場合、以下の演算がいずれかの処理回路において行われる。すなわち、第１のユニット５１０の軸倍角は６であるので、そのｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力は、ロータ１０５ａが１回転する間に６周期分が出力される。他方、第２のユニット５２０の軸倍角は５であるので、そのｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力は、ロータ１０５ｂが１回転する間に５周期分が出力される。したがって、その差の積算値は、操舵軸４０１の絶対角０°〜３６０°の間で徐々に増加する値となる。この値に基づき、操舵軸４０１（図４（Ａ）参照）の絶対角を算出することができる。
【０１２７】
なお、第１のユニット５１０と第２のユニット５２０とは、操舵軸４０１の捻れの分、計測角度が異なっているので、上記の絶対角の算出値には、その分の誤差が含まれる。この誤差は、第１のユニット５１０からの出力に基づく角度データと第２のユニット５２０からの出力に基づく角度データとの差に基づいて補正が可能である。すなわち、両角度データの差、その正負、上述した手法により算出した絶対角により、捻れによる誤差を修正した絶対角の検出値を得ることができる。
【０１２８】
（実施形態の優位性）
以上説明した図４（Ａ）および図５に示す計測装置は、３セクション計１８本の配線をレゾルバから引き出す必要がない。このため、配線の引き回しに係る煩雑さが発生しない。また、３つある角度検出セクションの一つに断線等の不具合が生じた場合に、そのセクションを特定でき、また正常なトルク出力を得ることができる。さらに３つある角度検出セクションの二つに断線等の不具合が生じた場合に、そのセクションを特定でき、また正確なトルク値の出力を得ることができる。さらに演算回路ブロックの一方に不具合が生じても正確なトルク値の出力を得ることができる。
【０１２９】
（３）第３の実施形態
図４（Ａ）に示すデザインにおいて、回路基板１０６ａと１０６ｂをケーシング４０２の外側に固定してもよい。この場合、回路基板１０６ａおよび１０６ｂは、ケーシング４０２を介してステータ１０３ａおよび１０３ｂに対して固定されることになる。
【０１３０】
また、図４（Ａ）に示すデザインにおいて、回路基板１０６ａと１０６ｂを一体化した回路基板１０６ｃをステータ１０３ａおよび/または１０３ｂに固定してもよい（図４（Ｂ）参照）。また、回路基板１０６ａと１０６ｂを一体化し、それをケーシング４０２の内側または外側に固定してもよい。
【０１３１】
（４）第４の実施形態
図８は、発明を利用した他の計測装置の一例を示すブロック図である。この例は、図６に示す構成の変形であり、各多重レゾルバ（第１および第２のユニット）から回路基板への襷がけ配線をせず、各多重レゾルバに対応させて回路基板を配置した例である。なお、全体の構造の概要は、図４に示すものと同じであり、動作手順も図７に示す内容と同じである。
【０１３２】
図８には、計測装置４１０が示されている。計測装置４１０において、第１のユニット５１０の３つの角度検出セクション５１１〜５１３は、回路基板１０６ａに結線されている。すなわち、第１のユニット５１０の角度検出セクション５１１は、処理回路５０１に結線され、角度検出セクション５１２は、処理回路５０２に結線され、角度検出セクション５１３は、処理回路５０３に結線されている。また、第２のユニット５２０の角度検出セクション５２１は、処理回路５０４に結線され、角度検出セクション５２２は、処理回路５０５に結線され、角度検出セクション５２３は、処理回路５０６に結線されている。そして、回路基板１０６ａと１０６ｂとの間でデータのやり取りが行えるようにされている。
【０１３３】
（５）第５の実施形態
図９は、発明を利用した他の計測装置の一例を示すブロック図である。図９には、計測装置６００が示されている。計測装置６００は、第１の多重レゾルバである第１のユニット６１０と第２の多重レゾルバである第２のユニット６２０を備えている。第１のユニット６１０の軸倍角は６であり、２つの角度検出セクション６１１および６１２を備えている。第２のユニット６２０の軸倍角は５であり、２つの角度検出セクション６２１および６２２を備えている。また、計測装置６００は、図４に示すように、操舵軸に働くトルクを検出する目的で使用される。
【０１３４】
計測装置６００は、回路基板６３１と６３２を備えている。回路基板６３１は、処理回路６４１と６４２を備え、回路基板６３２は、処理回路６５１と６５２を備えている。第１のユニット６１０の角度検出セクション６１１は、回路基板６３１の処理回路６４１に結線されている。第２のユニット６２０の角度検出セクション６２１は、回路基板６３１の処理回路６４２に結線されている。また、第１のユニット６１０の角度検出セクション６１２は、回路基板６３２の処理回路６５１に結線されている。第２のユニット６２０の角度検出セクション６２２は、回路基板６３２の処理回路６５２に結線されている。
【０１３５】
この例では、２つの多重レゾルバ（同一のユニット）からの２組の出力（ｓｉｎ出力およびｃｏｓ出力）が、それぞれ異なる回路基板で処理される。このため、多重レゾルバ内における角度検出セクションの不具合と処理回路の不具合に対する冗長性を確保することができる。
【０１３６】
以下、計測装置６００の動作の一例を説明する。角度検出セクション６１１のｓｉｎ出力とｃｏｓ出力は、処理回路６４１においてデジタルの角度データに変換される。また、角度検出セクション６１２のｓｉｎ出力とｃｏｓ出力は、処理回路６５１においてデジタルの角度データに変換される。そして、回路基板６３１と６３２との間で通信が行われて上記２つの角度データの比較が、処理回路６４１または６５１において行われる。この処理は、第２のユニット６２０の出力に対しても行われる。
【０１３７】
同一ユニットの２系統の出力それぞれに基づく角度データが一致する場合、第１のユニット６１０から得られた角度データと、第２のユニット６２０から得られた角度データとに基づいて、処理回路６４１および６５２のそれぞれにおいて、図示省略した操舵軸に加わるトルクを算出する。
【０１３８】
仮に、角度検出セクション６１１の出力に基づく角度データと、角度検出セクション６１２の出力に基づく角度データとが一致しないとする。この場合、処理回路６４１および６５１において、一つ前の角度データが参照され、上記一致しなかった角度データのそれぞれと比較される。そして、上記一致しなかった２つの角度データの内、一つ前のデータにより近い角度データが真値として採用される。そして、この真値として採用された角度データに基づいて、当該角度データを算出した処理回路において、トルクの算出が行われる。なお、角度検出セクション６２１の出力に基づく角度データと、角度検出セクション６２２の出力に基づく角度データとが一致しない場合も同様の処理が行われる。
【０１３９】
（６）第６の実施形態
図４に示す計測装置４００を利用した操舵軸の角度検出システムの一例を説明する。図１０は、車の操舵軸の角度検出システムの一例を示す概念図である。図１０には、ハンドル７０１によって操作される操舵系が示されている。ハンドル７０１には、操舵軸７０２が固定され、操舵軸７０２の途中には、取り付け部材７０３によって円盤７０４が固定されている。また、図４に示す計測装置４００が、操舵軸７０２に取り付けられている。
【０１４０】
円盤７０４は、円周上に交互に極性の異なる磁極が形成されている。この磁極の動きがＭＲセンサによって検出され、その出力が計測装置４００の回路基板（例えば、図４の回路基板１０６ａまたは１０６ｂ）に入力される。計測装置４００は、自身の角度情報計測機能に加えて、ＭＲセンサ７０５からの出力を利用して、角度情報の算出を行う。この構成によれば、ＭＲセンサ７０５からの角度情報を用いて、角度検出機構の更なる冗長化や、角度検出精度の向上を計ることができる。なお、ＭＲセンサ７０５は、磁気抵抗素子を用いた磁気検出センサであり、近くを磁極が通過した際に、その磁気を検出し、それを電気抵抗の変化として出力する。
【０１４１】
ここでは、計測装置４００内でＭＲセンサ７０５の出力信号を処理する例を説明したが、計測装置４００からの出力とＭＲセンサ７０５からの出力をさらに別の処理回路で処理するようにしてもよい。また、ＭＲセンサ７０５の出力をＭＲセンサ用の演算回路で処理し、その結果を計測装置４００内の演算回路に入力するようにしてもよい。また、ＭＲセンサ７０５の出力をＭＲセンサ用の演算回路で処理し、その結果と計測装置４００の出力とを他の演算回路に入力し、そこでさらに処理を行うようにしてもよい。
【０１４２】
（７）第７の実施形態
本発明を利用した操舵軸の角度検出システムの他の一例を説明する。図１１は、本発明を利用した操舵軸の角度検出システムの一例を示す概念図である。図１１には、操舵軸の回転を補助するＥＰＳモータの回転情報を検出する多重レゾルバ型ＥＰＳモータ回転検出センサ９０１が示されている。ＥＰＳというのは、Electric-power- Steeringの略であり、電気モータにより、ハンドル操作に必要なトルクの補助を行う機構の総称である。
【０１４３】
この例において、多重レゾルバ型ＥＰＳモータ回転検出センサ９０１は、図１〜３に示すレゾルバ１００が採用されている。多重レゾルバ型ＥＰＳモータ回転検出センサ９０１は、図示しないＥＳＰモータの回転情報を検出し、それをCAN（Controller Area Network）等のネットワーク規格に準拠したデータに変換し、ネットワーク配線９０２を介してコントロールユニット９０３に送る。
【０１４４】
また、図示しない操舵軸には、図４〜６にその構成を利用し、図７にその動作手順を示した多重レゾルバ型トルクセンサ９０４が配置されている。多重レゾルバ型トルクセンサ９０４は、図示しない操舵軸に加わるトルク値を計測し、それをCAN（Controller Area Network）等のネットワーク規格に準拠したデータに変換し、ネットワーク配線９０５を介してコントロールユニット９０３に送る。
【０１４５】
また、図示しない操舵軸には、ＭＲ型ハンドル角度センサ９０６が配置されている。ＭＲ型ハンドル角度センサ９０６は、図示しない操舵軸の回転角を計測し、それをCAN（Controller Area Network）等のネットワーク規格に準拠したデータに変換し、ネットワーク配線９０７を介してコントロールユニット９０３に送る。
【０１４６】
コントロールユニット９０３は、多重レゾルバ型ＥＰＳモータ回転検出センサ９０１からＥＰＳモータの回転角や回転速度等の回転情報を取得し、多重レゾルバ型トルクセンサ９０４から操舵軸に加わるトルクを取得し、ＭＲ型ハンドル角度センサ９０６から操舵軸の回転角を取得する。これらの情報に基づきコントロールユニット９０３は、運転者がハンドルの操作に要する負担が軽減されるように、ＥＰＳモータの動作を制御する。
【０１４７】
多重レゾルバ型ＥＰＳモータ回転検出センサ９０１は、角度検出セクションが３重化された図３に示すブロック構成を有している。このため、励磁用の巻線、ｓｉｎ出力用の巻線、およびｃｏｓ出力用の巻線の断線、レア断線、ショート、レアショートに起因する不具合に対する冗長性が多重化され、高い信頼性でもってＥＰＳモータの回転検出を行うことができる。
【０１４８】
多重レゾルバ型トルクセンサ９０４は、図６に示すブロック構成を有し、レゾルバを３重化、演算回路を２重化した冗長性を有している。このため、励磁用の巻線、ｓｉｎ出力用の巻線、およびｃｏｓ出力用の巻線の断線、レア断線、ショート、レアショートに起因する不具合に対する冗長性が３重化され、また熱、静電気、電源部品の不良（例えばレギュレータＩＣの不良や電源部の電解コンデンサーの不良）に起因する演算回路の不具合に対する冗長性が２重化される。この構成によれば、高い信頼性でもって操舵軸のトルク検出をおこなうことができ、操舵軸のトルクの誤検出に起因する不都合の発生を防止することができる。
【０１４９】
また、図１１に示すシステムでは、Ｒ／Ｄコンバータおよび不具合検出機能が各レゾルバ部分に一体化され、各センサ９０１、９０４および９０６からコントロールユニット９０３へのデータの伝送が、パケット化されたデータの伝送により行われる。このため、１系統当たり６本の配線が必要な角度検出セクションを多重化した構造を、多重レゾルバ型ＥＰＳモータ回転検出センサ９０１および多重レゾルバ型トルクセンサ９０４に採用しても、そこから６Ｎ本の配線を引き回す必要はなく、各センサとコントロールユニット９０３との間の配線の煩雑化を避けることができる。すなわち、安全性に対する冗長性と配線の簡素化を同時に達成することができる。
【０１５０】
（８）第８の実施形態
図２および図５では、円弧形状を有するステータとして、正面から突極が円周上に配置された構造の例が示されている。しかしながら、円弧形状を有するステータの形状は、この構造に限定されるものではない。以下、この一例を説明する。
【０１５１】
図１２は、本発明に利用できるステータの構造を示す概念図である。図１２には、ステータ９１０とロータ９１１とが示されている。ステータ９１０は、正面形状がリング形状ではなく、リング形状の一部が取り除かれた円弧形状とされている。ステータ９１０の両端は、生成する磁束の乱れを抑えるための凸部９１２および９１３とされ、その間の１２個の突極を利用して、３つの角度検出セクション９２１、９２２および９２３が構成されている。
【０１５２】
各角度検出セクションにおける巻線構造の詳細は省略するが、概略以下のようにされている。すなわち、角度検出セクションを構成する４つの突極の全てには励磁用の巻線が巻かれている。そして、両端の内側の２個の突極の一つがｓｉｎ出力用の巻線が巻かれ、他の一つがｃｏｓ出力用の巻線が巻かれている。この例は、軸倍角が６であり、ｓｉｎ出力用の巻線とｃｏｓ出力用の巻線の位置は、両出力用巻線の出力が９０°の位相差が持つ関係に調整されている。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明は、多重化されたレゾルバおよびそれを用いた計測方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】発明を利用したレゾルバの概要の一例を示す側断面図（Ａ）と内部の正面図（Ｂ）である。
【図２】ステータの巻線の状態の一例を示す概念図である。
【図３】図１のレゾルバの電気的な構成の一例を示すブロック図である。
【図４】発明を利用した計測装置の概要の一例を示す側断面図（Ａ）と、その他の一例を示す側断面図（Ｂ）である。
【図５】ステータの巻線の状態の一例を示す概念図である。
【図６】図４の計測装置の電気的な構成の一例を示すブロック図である。
【図７】実施形態の動作手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】図４の計測装置の電気的な構成の他の一例を示すブロック図である。
【図９】発明を利用した計測装置の構成の他の一例を示すブロック図である。
【図１０】発明を適用した操舵システムの例の概要を示す概念図である。
【図１１】発明を利用した操舵システムの他の一例の概要を示す概念図である。
【図１２】発明に利用可能なステータの構造の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１００…レゾルバ、１０１…軸部材、１０２…ケーシング、１０３…ステータ、１０４…ステータ巻線、１０５…ロータ、１０６…回路基板、１０７…スタッドピン、１０８…集積回路、１０９…引き出し配線、１１０…ベアリング、１１１ａ…コネクタ、１１１ｂ…コネクタ、２００…角度検出セクション、２１０…角度検出セクション、２２０…角度検出セクション、２０１…励磁用の巻線、２０２…ｓｉｎ出力用の巻線、２０３…ｃｏｓ出力用の巻線、３０１…処理回路、３１１…処理回路、３２１…処理回路、５１０…第１のユニット、５２０…第２のユニット、５０１…処理回路、５０２…処理回路、５０３…処理回路、５０４…処理回路、５０５…処理回路、５０６…処理回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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