JP2009222435A - レゾルバ - Google Patents

Abstract

【課題】
ＢＬモータの近傍に設置されても、磁気干渉の影響を受けることなく正確に角度検出を行うことのできるとともに、冗長系を構成できるレゾルバを提供することを課題とする。
【解決手段】
ティース位置（１）と、この対角にあるティース位置（６）とにある２組のティース４Ａ及び４Ｂの中心軸が直線ｌ上に位置するようにＢＬモータに接続されるとともに、ティース位置（１）及び（６）にある２組のティース４Ａ及び４ＢにおけるＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂの巻数が零に設定されているので、出力されるＳＩＮ波状の信号は、ＢＬモータの二系統の三相巻線に電流を通流させるタイミングに微小なずれが生じたとしても、その影響を最小限にとどめることができるので、精度の高い角度検出を行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動機の回転位置を検出するレゾルバに関する。

従来より、三相交流ブラシレスモータ（以下、ＢＬ（Blush less）モータ）の回転位置の検出にはレゾルバが用いられている。レゾルバは、磁気変動を利用して回転位置を検出するため、ＢＬモータの励磁によって生じる磁気の影響を受けないように種々の工夫がなされている。

例えば、モータの同相巻線を対向する一対のモータ用ティースに巻回し、このモータと同軸に接続されるレゾルバの出力巻線を対向する一対のレゾルバ用ティースに巻回し、一対のモータ用ティースに施された巻線と、一対のレゾルバ用ティースに施された出力巻線のうちの一方の出力巻線との巻線方向を一対のティース間で互いに同一方向にするとともに、他方の巻線方向を一対のティース間で互いに反対方向にすることにより、モータとレゾルバで生じる磁界を相殺させるレゾルバ付のＢＬモータが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１５９４６２号公報

ところで、冗長系を構成するためにＢＬモータの三相巻線（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を（Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１，Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２）に二分割し、別々のドライバで駆動する場合には、分割された二系統で同期を取ることが困難になる場合がある。

例えば、二系統の三相巻線に電流を通流させるタイミングに微小なずれが生じると、モータの三相巻線から生じる磁界は一定ではなくなり、局所的に強度の異なる磁界が生じて磁気干渉が発生するため、上述のようなレゾルバでは磁界の影響を相殺することが困難になるという課題があった。

また、モータの三相巻線を二系統に分割することに対応してレゾルバを二系統に分けると、レゾルバの励磁の同期にずれが生じた場合に、二つのレゾルバの角度信号にずれが生じるという課題があった。

そこで、本発明は、相巻線が二系統に分割されたＢＬモータの近傍に設置されても、磁気干渉の影響を受けることなく正確に角度検出を行うことができるとともに、冗長系を構成できるレゾルバを提供することを目的とする。

本発明の一局面のレゾルバは、一対の相巻線を複数相分含む巻線回路を二系統有する電動機の回転位置を検出するレゾルバであって、前記電動機の回転軸に同軸状に接続され、一対のＳＩＮ巻線、及び一対の第１励磁巻線を含む第１センサと、前記第１センサを介して前記電動機に接続されるとともに、前記電動機の回転軸に同軸状に接続され、一対のＣＯＳ巻線、及び一対の第２励磁巻線を含む第２センサと、前記第１センサの一方のＳＩＮ巻線と、前記第２センサの一方のＣＯＳ巻線との出力に基づき、第１レゾルバ出力を演算する第１演算処理手段と、前記第１センサの他方のＳＩＮ巻線と、前記第２センサの他方のＣＯＳ巻線との出力に基づき、第２レゾルバ出力を演算する第２演算処理手段とを含み、前記一対のＳＩＮ巻線の巻き数が零の位置は、前記電動機のいずれかの一対の相巻線が巻回される一対の巻回位置の中心である。

また、前記第１センサは、前記一対のＳＩＮ巻線及び前記一対の第１励磁巻線を巻回するための複数のティースをステータの径方向における内側と外側に有し、一方のＳＩＮ巻線と一方の第１励磁巻線とが内側のティースに巻回されるとともに、他方のＳＩＮ巻線と他方の第１励磁巻線とが外側のティースに巻回されており、前記第２センサは、前記一対のＣＯＳ巻線及び前記一対の第２励磁巻線を巻回するための複数のティースをステータの径方向における内側と外側に有し、一方のＣＯＳ巻線と一方の第２励磁巻線とが内側のティースに巻回されるとともに、他方のＣＯＳ巻線と他方の第２励磁巻線とが外側のティースに巻回されており、前記第１演算処理手段は、前記第１センサの内側又は外側のいずれか一方のティースに巻回されたＳＩＮ巻線と、前記第２センサの内側又は外側のいずれか一方のティースに巻回されたＣＯＳ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第１レゾルバ出力を得るように構成されており、前記第２演算処理手段は、前記第１センサの内側又は外側のいずれか他方のティースに巻回されたＳＩＮ巻線と、前記第２センサの内側又は外側のいずれか他方のティースに巻回されたＣＯＳ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第２レゾルバ出力を得るように構成されていてもよい。

この場合に、前記第１演算処理手段は、前記第１センサの内側のティースに巻回されたＳＩＮ巻線と、前記第２センサの内側のティースに巻回されたＣＯＳ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第１レゾルバ出力を得るように構成されており、前記第２演算処理手段は、前記第１センサの外側のティースに巻回されたＳＩＮ巻線と、前記第２センサの外側のティースに巻回されたＣＯＳ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第２レゾルバ出力を得るように構成されていてもよい。

本発明の他の局面のレゾルバは、一対の相巻線を複数相分含む巻線回路を二系統有する電動機の回転位置を検出するレゾルバであって、前記電動機の回転軸に同軸状に接続され、一対のＣＯＳ巻線、及び一対の第１励磁巻線を含む第１センサと、前記第１センサを介して前記電動機に接続されるとともに、前記電動機の回転軸に同軸状に接続され、一対のＳＩＮ巻線、及び一対の第２励磁巻線を含む第２センサと、前記第１センサの一方のＣＯＳ巻線と、前記第２センサの一方のＳＩＮ巻線との出力に基づき、第１レゾルバ出力を演算する第１演算処理手段と、前記第１センサの他方のＣＯＳ巻線と、前記第２センサの他方のＳＩＮ巻線との出力に基づき、第２レゾルバ出力を演算する第２演算処理手段とを含み、前記一対のＣＯＳ巻線の巻き数が零の位置は、前記電動機のいずれかの一対の相巻線が巻回される一対の巻回位置の中心に対して、機械角でＴ／４周期遅らせた位置（ＴはＣＯＳ巻線の巻線周期）である。

また、前記第１センサは、前記一対のＣＯＳ巻線及び前記一対の第１励磁巻線を巻回するための複数のティースをステータの径方向における内側と外側に有し、一方のＣＯＳ巻線と一方の第１励磁巻線とが内側のティースに巻回されるとともに、他方のＣＯＳ巻線と他方の第１励磁巻線とが外側のティースに巻回されており、前記第２センサは、前記一対のＳＩＮ巻線及び前記一対の第２励磁巻線を巻回するための複数のティースをステータの径方向における内側と外側に有し、一方のＳＩＮ巻線と一方の第２励磁巻線とが内側のティースに巻回されるとともに、他方のＳＩＮ巻線と他方の第２励磁巻線とが外側のティースに巻回されており、前記第１演算処理手段は、前記第１センサの内側又は外側のいずれか一方のティースに巻回されたＣＯＳ巻線と、前記第２センサの内側又は外側のいずれか一方のティースに巻回されたＳＩＮ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第１レゾルバ出力を得るように構成されており、前記第２演算処理手段は、前記第１センサの内側又は外側のいずれか他方のティースに巻回されたＣＯＳ巻線と、前記第２センサの内側又は外側のいずれか他方のティースに巻回されたＳＩＮ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第２レゾルバ出力を得るように構成されていてもよい。

この場合に、前記第１演算処理手段は、前記第１センサの内側のティースに巻回されたＣＯＳ巻線と、前記第２センサの内側のティースに巻回されたＳＩＮ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第１レゾルバ出力を得るように構成されており、前記第２演算処理手段は、前記第１センサの外側のティースに巻回されたＣＯＳ巻線と、前記第２センサの外側のティースに巻回されたＳＩＮ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第２レゾルバ出力を得るように構成されていてもよい。

また、前記第１センサの外側のティースに対向して回転する第１アウターロータと、前記第２センサの外側のティースに対向して回転する第２アウターロータとが一体化されていてもよい。

本発明によれば、相巻線が二系統に分割されたＢＬモータの近傍に設置されても、磁気干渉の影響を受けることなく正確に角度検出を行うことができるとともに、冗長系を構成できるレゾルバを提供できるという特有の効果が得られる。

以下、本発明のレゾルバを適用した実施の形態について説明する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１のレゾルバの実装状態を示す斜視図である。

実施の形態１のレゾルバは、２つのセンサＡ及びＢを含み、これらのセンサＡ及びＢは、図１に示すようにＢＬモータに取り付けられており、その回転軸１はＢＬモータの回転軸に同軸状に接続されている。

このようなＢＬモータは、例えば、車両に搭載される電動パワーステアリング装置の電動モータや、ハイブリッド式の車両のアシスト用の電動モータで構成される。センサＡ及びＢの回転軸１は、ＢＬモータの回転軸の回転に伴って回転される。

なお、ＢＬモータの三相巻線は冗長系を構成するために二系統（Ｕ１−Ｕ１’、Ｖ１−Ｖ１’、Ｗ１−Ｗ１’とＵ２−Ｕ２’、Ｖ２−Ｖ２’、Ｗ２−Ｗ２’）に分割されている。

図２は、実施の形態１のレゾルバの断面構成を示す図であり、（ａ）は回転軸の長手方向に沿った断面を示し、（ｂ）は回転軸に垂直な断面を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面を表すが、ＢＬモータの巻線との位置関係を説明する便宜上、二系統の三相巻線（Ｕ１−Ｕ１’、Ｖ１−Ｖ１’、Ｗ１−Ｗ１’とＵ２−Ｕ２’、Ｖ２−Ｖ２’、Ｗ２−Ｗ２’）を径方向外側にずらして示す。

図２（ａ）に示すように、センサＡ及びＢは同一の構造を有し、ＢＬモータにセンサＡ、センサＢの順に接続されている。

ここで、センサＡの構造について代表的に説明すると、回転軸１には、インナーロータ２及びアウターロータ３が軸支されており、回転軸１とともに回動するように構成されている。

また、図２（ｂ）に示すように、インナーロータ２には、磁気変動を誘発するための７つの凸部２Ａが外周に沿って形成されており、アウターロータ３には、同じく７つの凸部３Ａが内周に沿って形成されている。

インナーロータ２とアウターロータ３とは、凸部２Ａの頂部と凸部３Ａの頂部とが回転軸１の中心を含む同一直線上に位置し、かつ、相隣接する凸部２Ａ同士の境界と、相隣接する凸部３Ａ同士の境界とが回転軸１の中心を含む同一直線上に位置するように、位置合わせされた状態で回転軸１に軸支されている。

なお、回転軸１には非磁性体で構成される位置決め用のキー１Ａが形成されており、センサＡ及びＢの電気角が零の位置の一致が図られている。

センサＡのステータ４は、図２（ｂ）に示すように、インナーロータ２とアウターロータ３との間に同心状に配設されており、その内外周には巻線を巻回するためのティース４Ａ（内周側）及び４Ｂ（外周側）が各々１０個ずつ等間隔で設けられている。なお、ステータ４は、実施の形態１のレゾルバの筐体５の内壁部５Ａから径方向内側に延伸する支持部５Ｂに嵌着されている。以上の構造は、センサＡとＢで同一である。

センサＡのステータ４には、内周側のティース４ＡにＳＩＮ巻線６ａと励磁巻線７ａが巻回されるとともに、外周側のティース４ＢにＳＩＮ巻線６ｂと励磁巻線７ｂが巻回されている。

また、センサＢのステータ４には、内周側のティース４ＡにＣＯＳ巻線８ａと励磁巻線９ａが巻回されるとともに、外周側のティース４ＢにＣＯＳ巻線８ｂと励磁巻線９ｂが巻回されている。

ここで、ＢＬモータの三相巻線Ｕ１−Ｕ１’の巻線Ｕ１と巻線Ｕ１’とが配設されている位置の中心と、三相巻線Ｕ２−Ｕ２’の巻線Ｕ２と巻線Ｕ２’とが配設されている位置の中心とを通る直線を直線ｌとする。

また、１０組のティース４Ａ及び４Ｂの位置を表すために、図２（ｂ）に示すようにティース位置（１）を規定し、このティース位置（１）を基点に時計回りにティース位置（１０）まであるものとする。

本実施の形態のレゾルバのセンサＡ及びＢは、ティース位置（１）と、この対角にあるティース位置（６）とにある２組のティース４Ａ及び４Ｂの中心軸が直線ｌ上に位置するように、ＢＬモータに接続されている。また、これに加えて、ティース位置（１）及び（６）にある２組のティース４Ａ及び４ＢにおけるＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂの巻数が、零に設定されている。

表１は、センサＡのティース位置、ロータとティースのギャップ（インナーロータ２とティース４Ａとのギャップであり、アウターロータ３とティース４Ｂとのギャップでもある）、ＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂの巻回方向と巻き数、及び、三相巻線によって発生する磁界の径方向における方向を示す表である。

なお、この表１に示すギャップと磁界の方向は、ＢＬモータの電気角が０度の状態におけるものである。

また、三相巻線は、巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２、及びＷ２と、巻線Ｕ１’Ｖ１’、Ｗ１’、Ｕ２’、Ｖ２’、及びＷ２’とで巻回方向が逆にされているため、ＢＬモータの電気角が０度の状態では、巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２、及びＷ２において径方向内向きの磁界が発生し、巻線Ｕ１’Ｖ１’、Ｗ１’、Ｕ２’、Ｖ２’、及びＷ２’において径方向外向きの磁界が発生するように構成されている。このため、表１には、各ティース位置で最も近い巻線による磁界を表示してある。

ＳＩＮ巻線６ａは、ティース位置（１）〜（１０）においてＳＩＮ波が２周期分得られるように巻回されており、その両端はティース位置（１）で引き出され、後述するＥＣＵ１０Ａに接続されている。ティース位置（１）及び（６）ではティース４Ａへの巻き数は零である。

これは、ティース位置（１）〜（１０）においてティース４Ｂに巻回されるＳＩＮ巻線６ｂについても同様であり、ティース位置（１）で外部に引き出されるＳＩＮ巻線６ｂの両端は、後述するＥＣＵ１０Ｂに接続されている。

ティース位置の対称性から、ティース位置（３）と（８）、ティース位置（２）と（７）、ティース位置（１）と（６）、ティース位置（５）と（９）、及び、ティース位置（４）と（８）における、ロータとティースのギャップ、巻線の巻回方向と巻き数、及び、磁界の方向は、それぞれ同一である。

センサＡについては、上述のように、ティース位置（１）と、この対角にあるティース位置（６）とにある２組のティース４Ａ及び４Ｂの中心軸が直線ｌ上に位置するように、ＢＬモータに接続されるとともに、ティース位置（１）及び（６）にある２組のティース４Ａ及び４ＢにおけるＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂの巻数が零に設定されている。

これに対して、センサＢは、ＣＯＳ巻線８ａ及び８ｂにより、センサＡのＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂに対して位相が９０度遅れた信号を出力できるように、ティース４Ａ及び４Ｂへの巻き方が調節されており、ＣＯＳ巻線８ａは後述するＥＣＵ１０Ａに接続され、ＣＯＳ巻線８ｂは後述するＥＣＵ１０Ｂに接続されている。

図３は、実施の形態１のレゾルバのステータ４の一部を拡大して示す図である。ここに示すように、ステータ４は内周側及び外周側にティース４Ａ及び４Ｂを有するとともに、周方向にわたって形成されるスリット４Ｃを有する。

このスリット４Ｃは、ティース４Ａと４Ｂに巻回されるＳＩＮ巻線、ＣＯＳ巻線、及び励磁巻線に電流が流れた際に生じる磁界により、ステータ４の内周側と外周側で磁気干渉が発生するのを抑制するために設けられており、このスリット４Ｃによって磁気抵抗が増大するように構成されている。

なお、スリット４Ｃは、図２（ｂ）に示すように、周方向に沿ってステータ４に等間隔で形成されており、各スリット４Ｃの両端は、分岐されていてもよく、さらに、各スリット間に円形の貫通孔状のスリット４Ｄが形成されていてもよい。

図４は、実施の形態１のレゾルバの回路構成を示す図である。この図に示すように、センサＡは、一対のＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂと、一対の励磁巻線７ａ及び７ｂを含む。また、センサＢは、一対のＣＯＳ巻線８ａ及び８ｂと、一対の励磁巻線９ａ及び９ｂを含む。

実施の形態１のレゾルバは、２つの演算処理手段であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０Ａ及び１０Ｂを備える。ＥＣＵ１０Ａ及び１０Ｂは、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを中心として構成される。

センサＡ及びＢの内周側のティース４Ａに巻回される励磁巻線７ａ及び９ａはＥＣＵ１０Ａの励磁信号出力端子に並列に接続され、励磁信号が同時に印加される（すなわち励磁動作の同期が取られる）ように構成される。

また、センサＡ及びＢの外周側のティース４Ｂに巻回される励磁巻線７ｂ及び９ｂはＥＣＵ１０Ｂの励磁信号出力端子に並列に接続され、励磁信号が同時に印加される（すなわち励磁動作の同期が取られる）ように構成される。

図５は、実施の形態１のレゾルバの出力回路の構成を示す図である。

この図に示すように、センサＡの内周側のティース４Ａに巻回されているＳＩＮ巻線６ａと、センサＢの内周側のティース４Ａに巻回されているＣＯＳ巻線８ａとは、ＥＣＵ１０Ａに接続されている。

ＥＣＵ１０Ａは、励磁巻線７ａ及び９ａに励磁信号を印加し、ＳＩＮ巻線６ａ及びＣＯＳ巻線８ａから得られる出力に基づいてインナーロータ２の回転角度（すなわち回転軸１の回転角度）を検出する。

また、センサＡの外周側のティース４Ｂに巻回されているＳＩＮ巻線６ｂと、センサＢの外周側のティース４Ｂに巻回されているＣＯＳ巻線８ｂとは、ＥＣＵ１０Ｂに接続されている。

ＥＣＵ１０Ｂは、励磁巻線７ｂ及び９ｂに励磁信号を印加し、ＳＩＮ巻線６ｂ及びＣＯＳ巻線８ｂから得られる出力に基づいてアウターロータ３の回転角度（すなわち回転軸１の回転角度）を検出する。

ここで、レゾルバにおける回転角度を検出する原理について簡単に説明する。レゾルバの励磁巻線７ａ及び９ａには、一定周波数の励磁信号が印加される。

レゾルバは、インナーロータ２が一回転する過程においてｋ周期（ｋは整数：図２では“７”）の信号、すなわち、３６０°／ｋごとに同一レベルの信号を出力するように構成されている。これは、インナーロータ２が凸部２Ａを有するため、回転に伴って凸部２Ａと励磁巻線７ａ及び９ａとの間のギャップが連続的に変動するためである。

ＳＩＮ巻線６ａ及びＣＯＳ巻線８ａは、それぞれ、励磁巻線６ａ及び８ａへの励磁信号が極大，極小となるタイミングにおいて誘導電圧がインナーロータ２の回転角度位置に応じて正弦波状または余弦波状に変化するように構成されており（表１参照）、互いに９０°だけ位相のずれた電流，電圧を出力する。

ＳＩＮ巻線６ａ及びＣＯＳ巻線８ａは共に、ＥＣＵ１０Ａに接続されているため、ＥＣＵ１０Ａは、ＳＩＮ巻線６ａ及びＣＯＳ巻線８ａの双方から供給される各コイル信号をそれぞれ“０”からオフセットされた出力電圧に変換し、両出力電圧の関係に基づいて０°と３６０°／ｋとの範囲におけるインナーロータ２、すなわち、回転軸１の回転角度位置を検出する。

これは、ＥＣＵ１０Ｂに接続される、励磁巻線７ｂ及び９ｂと、ＳＩＮ巻線６ｂ及びＣＯＳ巻線８ｂとの間においても同様であり、アウターロータ３が凸部３Ａを有するため、回転に伴って凸部３Ａと励磁巻線７ｂ及び９ｂとの間のギャップが連続的に変動し、３６０°／ｋごとに同一レベルの信号が出力され、これにより回転角度が検出される。

以上のように、実施の形態１のレゾルバによれば、ＢＬモータに隣接して順次接続されたセンサＡ及びＢを用いて、回転角度の検出を行う。

センサＡは、冗長系を構成するために三相巻線が二系統に分割されたＢＬモータに近い側に配設されるので、ＢＬモータの二系統の三相巻線に電流を通流させるタイミングに微小なずれが生じた場合には、局所的に強度の異なる磁界が生じて磁気干渉の影響を受け易い。一方、センサＢは、ＢＬモータとの間にセンサＡがあるため、センサＡよりは磁気干渉の影響は受けにくい。

また、図２（ｂ）に示すように、ティース位置（１）と、この対角にあるティース位置（６）とにある２組のティース４Ａ及び４Ｂの中心軸が直線ｌ上に位置するように、ＢＬモータに接続されるとともに、ティース位置（１）及び（６）にある２組のティース４Ａ及び４ＢにおけるＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂの巻数が零に設定されており、さらに、ＳＩＮ巻線６ａの巻線方向及び巻数は、ティース位置（２）及び（３）とティース位置（１０）及び（９）とでティース位置（１）に対して対称であり、ＳＩＮ巻線６ｂの巻線方向及び巻数は、ティース位置（７）及び（８）とティース位置（５）及び（４）とでティース位置（１）に対して対称にされている。

これにより、ＳＩＮ巻線６ａにティース位置（２）及び（３）で発生したノイズは、ティース位置（１０）及び（９）で発生するノイズによってキャンセルされ、ＳＩＮ巻線６ｂにティース位置（７）及び（８）で発生したノイズは、ティース位置（５）及び（４）で発生するノイズによってキャンセルされる。

このため、センサＡのＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂは、三相巻線が二系統に分割されたＢＬモータの励磁に位相差が生じ、これにより局所的に強度の異なる磁界が生じて磁気干渉が発生しても、その影響を最小限にとどめることができるように構成されている。

図６は、本実施の形態のレゾルバの動作説明図であり、（ａ）は本実施の形態のレゾルバが接続されるＢＬモータの通電パターンを示す図、（ｂ）はレゾルバの励磁信号、ＳＩＮ出力、及びＣＯＳ出力の波形を示す図である。なお、図６（ｂ）は、センサＡのＳＩＮ巻線６ａの出力と、センサＢのＣＯＳ巻線８ａの出力とを示す。これらはＥＣＵ１０Ａに入力される。

図６（ａ）に示すように、ＢＬモータは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相が順次通電されることによって駆動される。なお、Ｕ相（Ｕ１−Ｕ１’、Ｕ２−Ｕ２’）、Ｖ相（Ｖ１−Ｖ１’、Ｖ２−Ｖ２’）、Ｗ相（Ｗ１−Ｗ１’、Ｗ２−Ｗ２’）である。

この結果、図６（ｂ）に示すように、レゾルバのセンサＡの励磁巻線７ａと、センサＢの励磁巻線８ａとに励磁信号が印加されると、センサＡのＳＩＮ巻線６ａから図６（ｂ）に示すＳＩＮ波状の信号が出力されるとともに、センサＢのＣＯＳ巻線８ａから図６（ｂ）に示すＣＯＳ波状の信号が出力される。

ＢＬモータに近い側に配設されるセンサＡは、ティース位置（１）と、この対角にあるティース位置（６）とにある２組のティース４Ａ及び４Ｂの中心軸が直線ｌ上に位置するようにＢＬモータに接続されるとともに、ティース位置（１）及び（６）にある２組のティース４Ａ及び４ＢにおけるＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂの巻数が零に設定されているので、出力されるＳＩＮ波状の信号は、ＢＬモータの二系統の三相巻線に電流を通流させるタイミングに微小なずれが生じたとしても、その影響を最小限にとどめることができる。このため、精度の高い角度検出を行うことができる。

以上、このようなセンサＡ及びＢを用いたレゾルバにおいて、ＥＣＵ１０Ａではモータに近い側のセンサＡの内周側の励磁巻線７ａと、モータから遠い側のセンサＢの励磁巻線９ａとを同時に励磁し、センサＡ及びＢの内周側にあるＳＩＮ巻線６ａ及びＣＯＳ巻線８ａから得られるＳＩＮ波信号及びＣＯＳ波信号に基づいて回転軸１の回転角度を演算するため、ＢＬモータに局所的に強度の異なる磁界が生じて磁気干渉が発生しても、磁気干渉の影響を最小限にとどめることができ、精度の高い角度検出を行うことができる。

また、同様に、ＥＣＵ１０Ｂではモータに近い側のセンサＡの外周側の励磁巻線７ｂと、モータから遠い側のセンサＢの励磁巻線９ｂとを同時に励磁し、センサＡ及びＢの外周側にあるＳＩＮ巻線６ｂ及びＣＯＳ巻線８ｂから得られるＳＩＮ波信号及びＣＯＳ波信号に基づいて回転軸１の回転角度を演算するため、ＢＬモータに局所的に強度の異なる磁界が生じて磁気干渉が発生しても、磁気干渉の影響を最小限にとどめることができ、精度の高い角度検出を行うことができる。

また、以上のようにしてセンサＡ及びＢにＳＩＮ巻線（６ａ、６ｂ）とＣＯＳ巻線（８ａ、８ｂ）を一対ずつ巻回して２系統の出力を得ることにより、一対のＥＣＵ１０Ａ及び１０Ｂを含み、冗長系を有するレゾルバを提供することができる。

また、以上の説明では、センサＡ及びＢのインナーロータ２の凸部２Ａ及びアウターロータ３の凸部３Ａが７個の形態について説明したが、これらの凸部の個数は７つに限定されるものではなく、用途に応じて適宜変更することができる。

なお、以上の説明では、ＢＬモータに近い側にＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂが巻回されたセンサＡを配置する形態について説明したが、ＣＯＳ巻線８ａ及び８ｂが巻回されたセンサＢとセンサＡの位置を入れ替えてもよい。

この場合、ＢＬモータに局所的に強度の異なる磁界が生じて磁気干渉が発生した場合には、センサＢのＣＯＳ巻線８ａ及び８ｂが磁気干渉の影響を受けやすく、センサＡのＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂが磁気干渉の影響を受けにくくなる。

このため、センサＢのＣＯＳ巻線８ａ及び８ｂの巻数が零となる位置は、ＢＬモータのいずれかの三相巻線が巻回される一対の巻回位置の中心に対して、機械角でＴ／４周期遅らせた位置（ＴはＣＯＳ巻線の巻線周期）となるように、ＢＬモータに対してセンサＢを接続すればよい。すなわち、図２（ｂ）に示すようにＣＯＳ巻線８ａ及び８ｂの巻線周期が１８０度の場合は、図２（ｂ）におけるティース位置（１）と（６）が時計回りに４５度（１８０度／４）回転した位置にくるようにセンサＢを取り付ければよい。

また、図１に示すように、ＢＬモータにＳＩＮ巻線６ａ及び６ｂが巻回されたセンサＡが接続され、このセンサＡにＣＯＳ用巻線８ａ及び８ｂが巻回されたセンサＢが接続される場合においても、センサＢのＣＯＳ巻線８ａ及び８ｂの巻数が零となるティース４Ａ及び４Ｂの位置が、ＢＬモータのいずれかの三相巻線が巻回される一対の巻回位置の中心に対して、機械角でＴ／４周期遅らせた位置（ＴはＣＯＳ巻線の巻線周期）となるようにしてもよい。これは、特に、センサＢにおいても磁気干渉の影響を受ける可能性がある場合に有効である。

［実施の形態２］
図７は、実施の形態２のレゾルバの構成を示す図であり、（ａ）は回転軸に垂直な断面を示し、（ｂ）は回転軸の長手方向に沿った断面を示す。この図７（ａ）は、図７（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面を表す。

図７（ａ）に示すセンサＡの断面は、図２（ｂ）に示す実施の形態１のセンサＡと同一の構造であり、これはセンサＢの断面構造においても同様であるが、実施の形態２では、図７（ｂ）に示すように、センサＢの向きが実施の形態１とは逆になっており、センサＡとＢのアウターロータ３が非磁性体３Ａを介して一体的に構成されている点が実施の形態１と異なる。その他の構成は実施の形態１のレゾルバに準ずるため、説明を省略する。

このような実施の形態２のレゾルバによれば、センサＡとＢのアウターロータ３を一体的に構成できるので、製造コストの削減や設置スペースの削減を図ることができる。

以上、本発明の例示的な実施の形態のレゾルバについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

図１は、実施の形態１のレゾルバの実装状態を示す斜視図である。 実施の形態１のレゾルバの断面構成を示す図であり、（ａ）は回転軸の長手方向に沿った断面を示し、（ｂ）は回転軸に垂直な断面を示す。 実施の形態１のレゾルバのステータ４の一部を拡大して示す図である。 実施の形態１のレゾルバの回路構成を示す図である。 実施の形態１のレゾルバの出力回路の構成を示す図である。 本実施の形態のレゾルバの動作説明図であり、（ａ）は本実施の形態のレゾルバが接続されるＢＬモータの通電パターンを示す図、（ｂ）はレゾルバの励磁信号、ＳＩＮ出力、及びＣＯＳ出力の波形を示す図である。 実施の形態２のレゾルバの構成を示す図であり、（ａ）は回転軸に垂直な断面を示し、（ｂ）は回転軸の長手方向に沿った断面を示す。

符号の説明

Ａ、Ｂ センサ
１ 回転軸
１Ａ キー
２ インナーロータ
２Ａ、３Ａ 凸部
３ アウターロータ
４ ステータ
４Ａ、４Ｂ ティース
４Ｃ、４Ｄ スリット
５ 筐体
５Ａ 内壁部
５Ｂ 支持部
６ａ、６ｂ ＳＩＮ巻線
７ａ、７ｂ、９ａ、９ｂ 励磁巻線
８ａ、８ｂ ＣＯＳ巻線
１０Ａ、１０Ｂ ＥＣＵ

Claims (7)

1. 一対の相巻線を複数相分含む巻線回路を二系統有する電動機の回転位置を検出するレゾルバであって、
   前記電動機の回転軸に同軸状に接続され、一対のＳＩＮ巻線、及び一対の第１励磁巻線を含む第１センサと、
   前記第１センサを介して前記電動機に接続されるとともに、前記電動機の回転軸に同軸状に接続され、一対のＣＯＳ巻線、及び一対の第２励磁巻線を含む第２センサと、
   前記第１センサの一方のＳＩＮ巻線と、前記第２センサの一方のＣＯＳ巻線との出力に基づき、第１レゾルバ出力を演算する第１演算処理手段と、
   前記第１センサの他方のＳＩＮ巻線と、前記第２センサの他方のＣＯＳ巻線との出力に基づき、第２レゾルバ出力を演算する第２演算処理手段と
   を含み、前記一対のＳＩＮ巻線の巻き数が零の位置は、前記電動機のいずれかの一対の相巻線が巻回される一対の巻回位置の中心である、レゾルバ。
2. 前記第１センサは、前記一対のＳＩＮ巻線及び前記一対の第１励磁巻線を巻回するための複数のティースをステータの径方向における内側と外側に有し、一方のＳＩＮ巻線と一方の第１励磁巻線とが内側のティースに巻回されるとともに、他方のＳＩＮ巻線と他方の第１励磁巻線とが外側のティースに巻回されており、
   前記第２センサは、前記一対のＣＯＳ巻線及び前記一対の第２励磁巻線を巻回するための複数のティースをステータの径方向における内側と外側に有し、一方のＣＯＳ巻線と一方の第２励磁巻線とが内側のティースに巻回されるとともに、他方のＣＯＳ巻線と他方の第２励磁巻線とが外側のティースに巻回されており、
   前記第１演算処理手段は、前記第１センサの内側又は外側のいずれか一方のティースに巻回されたＳＩＮ巻線と、前記第２センサの内側又は外側のいずれか一方のティースに巻回されたＣＯＳ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第１レゾルバ出力を得るように構成されており、
   前記第２演算処理手段は、前記第１センサの内側又は外側のいずれか他方のティースに巻回されたＳＩＮ巻線と、前記第２センサの内側又は外側のいずれか他方のティースに巻回されたＣＯＳ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第２レゾルバ出力を得るように構成されている、請求項１に記載のレゾルバ。
3. 前記第１演算処理手段は、前記第１センサの内側のティースに巻回されたＳＩＮ巻線と、前記第２センサの内側のティースに巻回されたＣＯＳ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第１レゾルバ出力を得るように構成されており、
   前記第２演算処理手段は、前記第１センサの外側のティースに巻回されたＳＩＮ巻線と、前記第２センサの外側のティースに巻回されたＣＯＳ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第２レゾルバ出力を得るように構成されている、請求項２に記載のレゾルバ。
4. 一対の相巻線を複数相分含む巻線回路を二系統有する電動機の回転位置を検出するレゾルバであって、
   前記電動機の回転軸に同軸状に接続され、一対のＣＯＳ巻線、及び一対の第１励磁巻線を含む第１センサと、
   前記第１センサを介して前記電動機に接続されるとともに、前記電動機の回転軸に同軸状に接続され、一対のＳＩＮ巻線、及び一対の第２励磁巻線を含む第２センサと、
   前記第１センサの一方のＣＯＳ巻線と、前記第２センサの一方のＳＩＮ巻線との出力に基づき、第１レゾルバ出力を演算する第１演算処理手段と、
   前記第１センサの他方のＣＯＳ巻線と、前記第２センサの他方のＳＩＮ巻線との出力に基づき、第２レゾルバ出力を演算する第２演算処理手段と
   を含み、前記一対のＣＯＳ巻線の巻き数が零の位置は、前記電動機のいずれかの一対の相巻線が巻回される一対の巻回位置の中心に対して、機械角でＴ／４周期遅らせた位置（ＴはＣＯＳ巻線の巻線周期）である、レゾルバ。
5. 前記第１センサは、前記一対のＣＯＳ巻線及び前記一対の第１励磁巻線を巻回するための複数のティースをステータの径方向における内側と外側に有し、一方のＣＯＳ巻線と一方の第１励磁巻線とが内側のティースに巻回されるとともに、他方のＣＯＳ巻線と他方の第１励磁巻線とが外側のティースに巻回されており、
   前記第２センサは、前記一対のＳＩＮ巻線及び前記一対の第２励磁巻線を巻回するための複数のティースをステータの径方向における内側と外側に有し、一方のＳＩＮ巻線と一方の第２励磁巻線とが内側のティースに巻回されるとともに、他方のＳＩＮ巻線と他方の第２励磁巻線とが外側のティースに巻回されており、
   前記第１演算処理手段は、前記第１センサの内側又は外側のいずれか一方のティースに巻回されたＣＯＳ巻線と、前記第２センサの内側又は外側のいずれか一方のティースに巻回されたＳＩＮ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第１レゾルバ出力を得るように構成されており、
   前記第２演算処理手段は、前記第１センサの内側又は外側のいずれか他方のティースに巻回されたＣＯＳ巻線と、前記第２センサの内側又は外側のいずれか他方のティースに巻回されたＳＩＮ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第２レゾルバ出力を得るように構成されている、請求項４に記載のレゾルバ。
6. 前記第１演算処理手段は、前記第１センサの内側のティースに巻回されたＣＯＳ巻線と、前記第２センサの内側のティースに巻回されたＳＩＮ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第１レゾルバ出力を得るように構成されており、
   前記第２演算処理手段は、前記第１センサの外側のティースに巻回されたＣＯＳ巻線と、前記第２センサの外側のティースに巻回されたＳＩＮ巻線とより得られる出力信号に基づき前記第２レゾルバ出力を得るように構成されている、請求項５に記載のレゾルバ。
7. 前記第１センサの外側のティースに対向して回転する第１アウターロータと、前記第２センサの外側のティースに対向して回転する第２アウターロータとが一体化されている、請求項２、３、５、又は６のいずれか一項に記載のレゾルバ。