JP2013257284A - 冗長型レゾルバ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】どちらの励磁信号に異常が生じたのかを判別できるようにする。
【解決手段】励磁信号生成器１２，２２がそれぞれ生成する励磁信号の周波数ω₁，ω₂及びレゾルバ１１，２１の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ１３，２３のサンプルタイミング信号の周波数ω₃を、ω₂＝ｋ₁×ω₁，ω_３＝ｋ₂×ω₂（ｋ₁，ｋ₂：２以上の整数）とし、Ａ／Ｄコンバータ１３，２３の出力にそれぞれ係数ｎ１_i，ｎ２_iを乗算する。ｎ１_i，ｎ２_iは、サンプルタイミング信号のサンプルタイミングをｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）とした時、ｎ１_i＝ｃｏｓ（（２π／（ｋ₁×ｋ₂））×ｉ＋φ），ｎ２_i＝ｃｏｓ（（２π／ｋ₂）×ｉ＋φ）とする。
【選択図】図１

Description

この発明は冗長性を確保すべく、２つのレゾルバを用いてそれぞれ回転角を検出する構成とされた冗長型のレゾルバ装置に関する。

特許文献１にはこの種の冗長型レゾルバ装置が記載されている。特許文献１では、２つのレゾルバを２つの励磁手段により互いに非同期で励磁して、それらの励磁された各レゾルバの出力をそれぞれ所定サンプリング同期でサンプリングした結果に基づいて、それぞれ対象の回転角を演算するものとし、２つの励磁手段による各レゾルバの励磁周波数と、レゾルバ出力をサンプリングするサンプリング周波数とを、両励磁周波数の差がサンプリング周波数の整数倍になるように設定すると共に、２つの励磁手段により励磁された各レゾルバの出力のサンプリングを出力振幅のピークタイミングで行うものとなっている。

特許文献１ではこのようにレゾルバ出力のサンプリングを常にその出力振幅のピークタイミングで行うことにより、回転角の演算が常に均一かつ高い精度で行われるようにし、これにより２つのレゾルバが近接配置されて互いの励磁により磁気干渉が発生しても、回転角の検出精度を高く維持することができるようにしている。

特開２００９−２１０２８１号公報

ところで、レゾルバにおいて、例えば励磁回路が短絡して故障した場合、励磁回路や励磁コイルに過大な電流が流れる可能性があるため、安全のために励磁回路の電源を遮断する必要があり、そのためには励磁信号の異常を検出する必要がある。

この点について言えば、上述した特許文献１に記載されている冗長型レゾルバ装置では、例えば故障により一方の励磁信号が消失した場合に、どちらの励磁信号が消失したのか検出することができないといった問題がある。

図１４はこの様子を示したものであり、図１４では特許文献１に記載されている条件に合致させ、励磁信号−１及び励磁信号−２の励磁周波数をそれぞれ１０ｋＨｚ，１２ｋＨｚとし、サンプリング周波数を２ｋＨｚ（０．５ｍｓ間隔）とし、レゾルバ出力信号は磁気干渉が発生している状態として示している。

特許文献１ではレゾルバ出力をサンプリングするタイミングは、励磁信号−１と励磁信号−２の両方がピークとなるタイミングであり、このため一方の励磁信号が消失しても、もう一方の励磁信号により角度を検出することが可能であり、励磁信号の消失を検出することができない。従って、励磁回路の電源を遮断することができず、例えば過大な電流が流れたままで使用することになり、これにより余計なエネルギを消費するばかりか、発火などの危険な状況になることも考えられる。

この発明の目的はこの問題に鑑み、レゾルバを２つ有する冗長型レゾルバ装置において、例えば一方のレゾルバの励磁信号が消失した場合に、どちらの励磁信号に異常が生じたのかを判別することができるようにした冗長型レゾルバ装置を提供することにある。

請求項１の発明によれば、レゾルバを２つ有する冗長型レゾルバ装置は、第１のレゾルバの励磁コイルに供給する第１の励磁信号を生成する第１の励磁信号生成器と、第２のレゾルバの励磁コイルに供給する第２の励磁信号を第１の励磁信号に同期して生成する第２の励磁信号生成器と、第１のレゾルバの出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、第１の係数を生成する第１の係数生成器と、第１のＡ／Ｄコンバータの出力と第１の係数を乗算する第１の乗算器と、第１の乗算器の出力を加算する第１のフィルタと、第１のフィルタの出力から角度を計算する第１の角度計算器と、第２のレゾルバの出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、第２の係数を生成する第２の係数生成器と、第２のＡ／Ｄコンバータの出力と第２の係数を乗算する第２の乗算器と、第２の乗算器の出力を加算する第２のフィルタと、第２のフィルタの出力から角度を計算する第２の角度計算器と、第１及び第２のＡ／Ｄコンバータのサンプルタイミング信号を第１の励磁信号に同期して生成するサンプルタイミング生成器とを備え、第１及び第２の励磁信号の周波数をω₁，ω₂とし、サンプルタイミング信号の周波数をω₃とした時、
ω₂＝ｋ₁×ω₁
ω_３＝ｋ₂×ω₂ 但し、ｋ₁，ｋ₂：２以上の整数
とし、サンプルタイミング信号のサンプルタイミングをｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）、第１及び第２の係数をｎ１_i,ｎ２_iとした時、

とする。

請求項２の発明では請求項１の発明において、ｋ₁を偶数とし、ｓｉｇｎ［ ］を、

と定義した時、ｎ１_i及びｎ２_iを、

とする。

請求項３の発明によれば、レゾルバを２つ有する冗長型レゾルバ装置は、第１のレゾルバの励磁コイルに供給する第１の励磁信号を生成する第１の励磁信号生成器と、第２のレゾルバの励磁コイルに供給する第２の励磁信号を第１の励磁信号に同期して生成する第２の励磁信号生成器と、第１のレゾルバの出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、第１の係数を生成する第１の係数生成器と、第１の係数に基づき、第１のＡ／Ｄコンバータの出力の符号を切り替える第１の切替器と、第１の切替器の出力を加算する第１のフィルタと、第１のフィルタの出力から角度を計算する第１の角度計算器と、第２のレゾルバの出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、第２の係数を生成する第２の係数生成器と、第２の係数に基づき、第２のＡ／Ｄコンバータの出力の符号を切り替える第２の切替器と、第２の切替器の出力を加算する第２のフィルタと、第２のフィルタの出力から角度を計算する第２の角度計算器と、第１及び第２のＡ／Ｄコンバータのサンプルタイミング信号を第１の励磁信号に同期して生成するサンプルタイミング生成器とを備え、第１及び第２の励磁信号の周波数をω₁，ω₂とし、サンプルタイミング信号の周波数をω₃とした時、
ω₂＝ｋ₁×ω₁ 但し、ｋ₁：２以上の偶数
ω_３＝ｋ₂×ω₂ ｋ₂：２以上の整数
とし、サンプルタイミング信号のサンプルタイミングをｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）、第１及び第２の係数をｎ１_i,ｎ２_iとし、ｓｉｇｎ［ ］を、

と定義した時、

とする。

この発明によれば、例えば一方の励磁信号生成器が故障し、励磁信号が消失した場合に、どちらの励磁信号生成器が故障したのかを判別することができる。よって、故障した方の励磁信号生成器の電源を遮断することができ、その点で安全性に優れた冗長型レゾルバ装置を提供することができる。

この発明による冗長型レゾルバ装置の一実施例の機能構成を示すブロック図。 図１におけるレゾルバ１１の出力及びＡ／Ｄコンバータ１３のサンプルタイミングの一例を示す図。 図１における係数生成器１４が生成する係数ｎ１_iの一例を示す図。 各サンプルタイミングのＡ／Ｄコンバータ１３の出力、係数ｎ１_i、乗算器１５の出力の一例を示す表。 図１におけるレゾルバ２１の出力及びＡ／Ｄコンバータ２３のサンプルタイミングの一例を示す図。 図１における係数生成器２４が生成する係数ｎ２_iの一例を示す図。 各サンプルタイミングのＡ／Ｄコンバータ２３の出力、係数ｎ２_i、乗算器２５の出力の一例を示す表。 図１におけるレゾルバ１１の、レゾルバ２１からの干渉成分のみによる出力及びＡ／Ｄコンバータ１３のサンプルタイミングの一例を示す図。 図８の場合におけるＡ／Ｄコンバータ１３の出力、係数ｎ１_i、乗算器１５の出力の一例を示す表。 図１におけるレゾルバ２１の、レゾルバ１１からの干渉成分のみによる出力及びＡ／Ｄコンバータ２３のサンプルタイミングの一例を示す図。 図１０の場合におけるＡ／Ｄコンバータ２３の出力、係数ｎ２_i、乗算器２５の出力の一例を示す表。 この発明による冗長型レゾルバ装置の他の実施例の機能構成を示すブロック図。 図１２における切替器の詳細を示す図。 従来の冗長型レゾルバ装置におけるレゾルバ出力のサンプリングのタイミングを示す図。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。

図１はこの発明による冗長型レゾルバ装置の一実施例の構成を示したものである。

冗長型レゾルバ装置は第１及び第２の２つのレゾルバ１１，２１を有する。２つのレゾルバ１１，２１は同じ角度を検出する必要があるため、非常に近接して配置される。

第１の励磁信号生成器１２はレゾルバ１１の励磁コイルに供給する第１の励磁信号を生成し、第２の励磁信号生成器２２はレゾルバ２１に供給する第２の励磁信号を生成する。

レゾルバ１１の出力は第１のＡ／Ｄコンバータ１３に入力されてＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄコンバータ１３の出力は第１の乗算器１５に入力され、乗算器１５はＡ／Ｄコンバータ１３の出力と第１の係数生成器１４から入力される第１の係数を乗算する。乗算器１５の出力は第１のフィルタ１６に入力されて加算される。フィルタ１６の出力は第１の角度計算器１７に入力され、角度計算器１７はフィルタ１６の出力からレゾルバ１１の角度θを計算して出力する。

同様に、レゾルバ２１の出力は第２のＡ／Ｄコンバータ２３に入力されてＡ／Ｄ変換され、第２の乗算器２５はＡ／Ｄコンバータ２３の出力と第２の係数生成器２４から入力される第２の係数を乗算する。乗算器２５の出力は第２のフィルタ２６に入力されて加算され、フィルタ２６の出力は第２の角度計算器２７に入力される。角度計算器２７はフィルタ２６の出力からレゾルバ２１の角度θを計算して出力する。

一方、クロック発生器３１が発生するクロックはカウンタ３２に入力され、カウンタ３２はクロックをカウントしてカウント値を励磁信号生成器１２，２２、係数生成器１４，２４及びＡ／Ｄコンバータ１３，２３のサンプルタイミング信号を生成するサンプルタイミング生成器３３にそれぞれ入力する。励磁信号生成器１２，２２、係数生成器１４，２４及びサンプルタイミング生成器３３はそれぞれ内部にテーブルを持ち、入力されるカウント値に対応してそれぞれ第１の励磁信号、第２の励磁信号、第１の係数、第２の係数及びサンプルタイミング信号を出力する。これにより、これら各信号は互いに同期した信号となる。

上記のような構成において、この例では第１の励磁信号の周波数ω₁と第２の励磁信号の周波数ω₂の関係を、
ω₂＝ｋ₁×ω₁ 但し、ｋ₁：２以上の整数
とし、さらに第２の励磁信号の周波数ω₂とサンプルタイミング信号の周波数ω₃の関係を、
ω_３＝ｋ₂×ω₂ 但し、ｋ₂：２以上の整数
とする。また、サンプルタイミング信号のサンプルタイミングをｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）で表した時、係数生成器１４が生成する第１の係数ｎ１_i及び係数生成器２４が生成する第２の係数ｎ２_iは位相差をφとし、

とする。φはｋ_２＝２のときは、＋９０°，−９０°以外とする。ｋ_２が３以上の場合は、どのような値でもかまわない。

このように、ω₁，ω₂，ω₃の関係を規定し、また係数ｎ１_i，ｎ２_iを算出することにより、この例ではレゾルバ１１，２１の各出力からレゾルバ１１，２１相互の磁気干渉による干渉成分を除去することができるものとなっている。よって、例えば一方の励磁信号生成器が故障し、励磁信号が消失した場合、励磁信号生成器が故障した方のレゾルバの出力は０となるため、どちらの励磁信号生成器が故障したのかを判別することができる。

以下、この点について詳述する。

まず、最初にレゾルバ１１，２１相互に磁気干渉がないとして、レゾルバ１１，２１の出力からレゾルバ角度（回転角）θがそれぞれ得られることについて説明する。
（１−１）レゾルバ１１
励磁信号をＡｃｏｓ（ω₁ｔ）（Ａは振幅）とする。レゾルバ出力はｓｉｎ出力とｃｏｓ出力の２つがあり、下記となる。

ｓｉｎ出力：Ｂｓｉｎθｃｏｓ（ω₁ｔ）
ｃｏｓ出力：Ｂｃｏｓθｃｏｓ（ω₁ｔ）
θはレゾルバ角度であり、Ｂは励磁信号の振幅Ａにレゾルバ変圧比を掛けたものである。

サンプルタイミング信号の周波数ω₃は、
ω₃＝ｋ₁×ｋ₂×ω₁
であり、励磁信号の周波数ω₁のｋ₁×ｋ₂倍となる。従って、サンプルタイミング間隔は励磁信号の１周期をＴ₁とすると、Ｔ₁／（ｋ₁×ｋ₂）となる。これを角度（ｒａｄ）で表すと、２π／（ｋ₁×ｋ₂）となり、各ｉでのサンプルタイミングは、｛２π／（ｋ₁×ｋ₂）｝×ｉとなる。

レゾルバ出力（ｓｉｎ出力）はＢｓｉｎθｃｏｓ（ω₁ｔ）であるので、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力は、

となる。よって、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力に（１）式の係数ｎ１_iを乗算する乗算器１５の出力は、

となり、これを整理すると、

となる。フィルタ１６は乗算器１５の出力をｉ＝０〜（ｋ₁×ｋ₂−１）の１周期分ｋ₁×ｋ₂個加算する。ｋ₁，ｋ₂は２以上の整数であるから、

となるので、フィルタ１６の出力（ｓｉｎ出力）は、
（Ｂｓｉｎθ・ｃｏｓφ／２）×ｋ₁×ｋ₂
となる。レゾルバ１１のｃｏｓ出力も同様の処理により、フィルタ１６のｃｏｓ出力は、
（Ｂｃｏｓθ・ｃｏｓφ／２）×ｋ₁×ｋ₂
となる。フィルタ１６の出力の値は、ｓｉｎ出力はｓｉｎθに、ｃｏｓ出力はｃｏｓθに比例しており、

により、レゾルバ角度θを求めることができ、角度計算器１７はこの計算を実行してレゾルバ角度θを出力する。
（１−２）レゾルバ２１
基本的にレゾルバ１１と同じであるが、励磁信号の周波数ω₂とサンプルタイミング信号の周波数ω₃の関係が異なる。

励磁信号をＡｃｏｓ（ω₂ｔ）とする。振幅はレゾルバ１１の励磁信号の振幅と同じとしているが、異なっていてもよい。レゾルバ出力は下記となる。

ｓｉｎ出力：Ｂｓｉｎθｃｏｓ（ω₂ｔ）
ｃｏｓ出力：Ｂｃｏｓθｃｏｓ（ω₂ｔ）
サンプルタイミング信号の周波数ω₃は励磁信号の周波数ω₂のｋ₂倍であり、サンプルタイミング間隔は励磁信号の１周期をＴ_２とすると、Ｔ_２／ｋ₂となる。これを角度（ｒａｄ）で表すと、２π／ｋ₂となり、各ｉでのサンプルタイミングは、（２π／ｋ₂）×ｉとなる。

レゾルバ出力（ｓｉｎ出力）はＢｓｉｎθｃｏｓ（ω₂ｔ）であるので、Ａ／Ｄコンバータ２３の出力は、

となる。よって、Ａ／Ｄコンバータ２３の出力に（２）式の係数ｎ２_ｉを乗算する乗算器２５の出力は、

となり、これを整理すると、

となる。フィルタ２６は乗算器２５の出力をｉ＝０〜（ｋ₂−１）の１周期分ｋ₂個加算する。ｋ₂は２以上の整数であるから、

となるので、フィルタ２６の出力（ｓｉｎ出力）は、
（Ｂｓｉｎθ・ｃｏｓφ／２）×ｋ₂
となる。レゾルバ２１のｃｏｓ出力も同様の処理により、フィルタ２６のｃｏｓ出力は、
（Ｂｃｏｓθ・ｃｏｓφ／２）×ｋ₂
となる。角度計算器２７は、

により、レゾルバ角度θを求めて出力する。

次に、レゾルバ１１，２１相互に磁気干渉がある場合について説明する。
（２−１）レゾルバ１１
レゾルバ出力は下記となる。

ｓｉｎ出力：Ｂｓｉｎθｃｏｓ（ω₁ｔ）＋Ｃｃｏｓ（ω₂ｔ）
ｃｏｓ出力：Ｂｃｏｓθｃｏｓ（ω₁ｔ）＋Ｃｃｏｓ（ω₂ｔ）
Ｃｃｏｓ（ω₂ｔ）はレゾルバ２１の励磁信号による干渉成分であり、Ｃは振幅である。信号成分は（１−１）項の場合と同じなので、以下、干渉成分のみを考える。

サンプルタイミング信号の周波数ω₃は干渉成分の周波数ω₂のｋ₂倍であり、サンプルタイミング周期は励磁信号の１周期をＴ_２とすると、Ｔ_２／ｋ₂となる。これを角度（ｒａｄ）で表すと、２π／ｋ₂となり、各ｉでのサンプルタイミングは、（２π／ｋ₂）×ｉとなる。

干渉成分（ｓｉｎ出力）はＣｃｏｓ（ω₂ｔ）であるので、Ａ／Ｄコンバータ１３の出力は、

となる。よって、乗算器１５の出力は、

となり、これを整理すると、

となる。フィルタ１６は乗算器１５の出力をｉ＝０〜（ｋ₁×ｋ₂−１）の１周期分ｋ₁×ｋ₂個加算する。ｋ₁，ｋ₂は２以上の整数であるから、ｃｏｓの項は０になるので、フィルタ１６の出力は０となる。レゾルバ１１のｃｏｓ出力に含まれる干渉成分も同様にフィルタ１６の出力では０となり、よってレゾルバ２１の励磁信号によるレゾルバ１１への干渉成分は除去される。
（２−２）レゾルバ２１
レゾルバ出力は下記となる。

ｓｉｎ出力：Ｂｓｉｎθｃｏｓ（ω₂ｔ）＋Ｃｃｏｓ（ω₁ｔ）
ｃｏｓ出力：Ｂｃｏｓθｃｏｓ（ω₂ｔ）＋Ｃｃｏｓ（ω₁ｔ）
Ｃｃｏｓ（ω₁ｔ）はレゾルバ１１の励磁信号による干渉成分であり、Ｃは振幅である。信号成分は（１−２）項の場合と同じなので、以下、干渉成分のみを考える。

サンプルタイミング信号の周波数ω₃は干渉成分の周波数ω₁のｋ₁×ｋ₂倍であり、サンプルタイミング周期は励磁信号の１周期をＴ₁とすると、Ｔ₁／（ｋ₁×ｋ₂）となる。これを角度（ｒａｄ）で表すと、２π／（ｋ₁×ｋ₂）となり、各ｉでのサンプルタイミングは、｛２π／（ｋ₁×ｋ₂）｝×ｉとなる。

干渉成分（ｓｉｎ出力）はＣｃｏｓ（ω₁ｔ）であるので、Ａ／Ｄコンバータ２３の出力は、

となる。よって、乗算器２５の出力は、

となり、これを整理すると、

となる。フィルタ２６は乗算器２５の出力をｉ＝０〜（ｋ₁×ｋ₂−１）の１周期分ｋ₁×ｋ₂個加算する。ｋ₁，ｋ₂は２以上の整数であるから、ｃｏｓの項は０になるので、フィルタ２６の出力は０となる。レゾルバ２１のｃｏｓ出力に含まれる干渉成分も同様にフィルタ２６の出力では０となり、よってレゾルバ１１の励磁信号によるレゾルバ２１への干渉成分は除去される。

以上説明したように、レゾルバ１１，２１相互の磁気干渉による干渉成分は除去されるため、励磁信号生成器が故障し、励磁信号が消失した場合、励磁信号生成器が故障した方のレゾルバのフィルタ出力は０となる。
次に、上述した（１−１），（１−２），（２−１），（２−２）項の内容を数値例をもとに具体的に説明する。

ω₁＝１０ｋＨｚ，ｋ₁＝ｋ₂＝２，θ＝３０度，Ｂ＝２とする。
（３−１）レゾルバ１１（磁気干渉がない場合）
レゾルバ１１のｓｉｎ出力の振幅Ｂｓｉｎθは２×ｓｉｎ３０°＝１となり、ｃｏｓ出力の振幅Ｂｃｏｓθは２×ｃｏｓ３０°＝√３となる。ｓｉｎ出力を図２に示す。サンプルタイミング信号の周波数ω₃はｋ₁×ｋ₂×ω₁＝４×ω₁であるから、１周期当たり４回のサンプリングが行われる。サンプルタイミングを図２中に●で示す。波形１周期分のサンプリング結果（Ａ／Ｄコンバータ出力）は図４の表１に示したようになる。なお、２周期目以降（ｉ＝４以降）はｉ＝０〜３の値の繰り返しとなる。

係数ｎ１_iは、φ＝０とすると、

であり、ｋ₁×ｋ₂＝４であるから、１周期当たり４個のサンプリング点がある。このとき、ｎ１_i＝ｃｏｓ（（π／２）×ｉ）となり、各ｉに対する値は図３に示したように０度から９０度毎の値となり、波形１周期分における各ｉに対する値は図４の表１に示したようになる。なお、２周期目以降（ｉ＝４以降）はｉ＝０〜３の値の繰り返しとなる。

乗算器１５の出力はＡ／Ｄコンバータ１３の出力と係数ｎ１_iの積であるから、図４の表１に示したようになる。乗算器１５の出力を加算するフィルタ１６の１周期分の値は表１より「２」となる。レゾルバ１１のｃｏｓ出力はｓｉｎ出力の振幅を√３倍した波形であるから、この１周期分のフィルタ１６のｃｏｓ出力は「２√３」となる。

レゾルバ角度θは、

となる。
（３−２）レゾルバ２１（磁気干渉がない場合）
レゾルバ２１のｓｉｎ出力の振幅Ｂｓｉｎθは２×ｓｉｎ３０°＝１となり、ｃｏｓ出力の振幅Ｂｃｏｓθは２×ｃｏｓ３０°＝√３となる。ｓｉｎ出力を図５に示す。サンプルタイミング信号の周波数ω₃はｋ₂×ω₂＝２×ω₂であるから、１周期当たり２回のサンプリングが行われる。サンプルタイミングを図５中に●で示す。波形１周期分のサンプリング結果（Ａ／Ｄコンバータ出力）は図７の表２に示したようになる。なお、２周期目以降（ｉ＝２以降）はｉ＝０，１の値の繰り返しとなる。

係数ｎ２_iは、φ＝０とすると、

であり、ｋ₂＝２より１周期当たり２個のサンプリング点がある。このとき、ｎ２_i＝ｃｏｓ（π×ｉ）となり、各ｉに対する値は図６に示したように０度から１８０度毎の値となり、波形１周期分における各ｉに対する値は図７の表２に示したようになる。なお、２周期目以降（ｉ＝２以降）はｉ＝０，１の値の繰り返しとなる。

乗算器２５の出力はＡ／Ｄコンバータ２３の出力と係数ｎ２_iの積であるから、図７の表２に示したようになる。乗算器２５の出力を加算するフィルタ２６の１周期分の値は表２より「２」となる。レゾルバ２１のｃｏｓ出力はｓｉｎ出力の振幅を√３倍した波形であるから、この１周期分のフィルタ２６のｃｏｓ出力は「２√３」となる。

よって、レゾルバ角度θは、（３−１）項の場合と同様、３０度となる。
（４−１）レゾルバ１１（磁気干渉がある場合）
干渉成分Ｃｃｏｓ（ω₂ｔ）の振幅ＣをＣ＝１とする。干渉成分を図８に示す。サンプルタイミングは図２と同じであり、図８中に●で示す。波形２周期分のサンプリング結果（Ａ／Ｄコンバータ出力）は図９の表３に示したようになる。なお、干渉成分はｉ＝０，１で１周期であるが、係数ｎ１_i（図３参照）がｉ＝０〜３の繰り返しであるため、２周期分を示す。係数ｎ１_iは図４の表１と同じであり、図９の表３に示したようになる。２周期目以降（ｉ＝４以降）はｉ＝０〜３の値の繰り返しとなる。

乗算器１５の出力はＡ／Ｄコンバータ１３の出力と係数ｎ１_iの積であるから、図９の表３に示したようになる。乗算器１５の出力を加算するフィルタ１６の１周期分の値は表３より「０」となる。即ち、レゾルバ２１からレゾルバ１１への干渉成分はフィルタ出力では「０」となる。
（４−２）レゾルバ２１（磁気干渉がある場合）
干渉成分Ｃｃｏｓ（ω₁ｔ）の振幅ＣをＣ＝１とする。干渉成分を図１０に示す。サンプルタイミングは図５と同じであり、図１０中に●で示す。波形１周期分のサンプリング結果（Ａ／Ｄコンバータ出力）は図１１の表４に示したようになる。係数ｎ２_ｉは図７の表２と同じであるが、干渉成分がｉ＝０〜３で１周期であるため、２周期分を示す。係数ｎ２_iは図１１の表４に示したようになる。

乗算器２５の出力はＡ／Ｄコンバータ２３の出力と係数ｎ２_iの積であるから、図１１の表４に示したようになる。乗算器２５の出力を加算するフィルタ２６の１周期分の値は表４より「０」となる。即ち、レゾルバ１１からレゾルバ２１への干渉成分はフィルタ出力では「０」となる。

上記においては、係数生成器１４が生成する係数ｎ１_i及び係数生成器２４が生成する係数ｎ２_iは、それぞれ（１）式及び（２）式により算出するものとしているが、ｋ₁が偶数の場合は、下記のようにしてもよい。

ｎ１_i及びｎ２_iをこのようにすれば、乗算器１５，２５は符号を切り替えるだけでよく、処理を簡略化することができる。

一方、係数ｎ１_i及びｎ２_iを（３）式及び（４）式によって算出するものとし、つまり係数ｎ１_i，ｎ２_iが１，０，−１のみの場合は、図１２に示したような構成とすることができる。図１２は乗算器１５，２５に替えて切替器１８，２８を用いるものとなっている。

図１３は切替器１８の構成例を示したものであり、切替器１８は２の補数生成器１８ａと０生成器１８ｂとを備え、係数（１，０，−１のいずれか）に応じて入力の符号を切り替えて出力するものとなっている。即ち、係数が１の場合は入力をそのまま出力し、係数が−１の場合は入力の符号を正負切り替えて出力する。また、係数が０の場合は０を出力する。切替器２８も同様の構成とされる。

乗算器１５，２５は通常、回路規模が大きくなるため、係数ｎ１_i，ｎ２_iを１，０，−１のみとすれば、乗算器１５，２５に替えてこのような簡易な構成の切替器１８，２８を用いることができる。

以上、この発明の実施例について説明したが、この発明によれば、レゾルバ同士が漏れ磁界により磁気干渉しても干渉成分は除去されるため、一方の励磁信号生成器が故障して励磁信号が消失した場合に、本来の信号成分、干渉成分ともフィルタ出力が０となるため、どちらの励磁信号生成器が故障したのか判別することができ、加えて干渉成分が除去されるため、干渉成分による角度検出誤差を排除することができ、よって検出精度に優れた冗長型レゾルバ装置を得ることができる。

１１，２１ レゾルバ １２，２２ 励磁信号生成器
１３，２３ Ａ／Ｄコンバータ １４，２４ 係数生成器
１５，２５ 乗算器 １６，２６ フィルタ
１７，２７ 角度計算器 １８，２８ 切替器
１８ａ ２の補数生成器 １８ｂ ０生成器
３１ クロック発生器 ３２ カウンタ
３３ サンプルタイミング生成器

Claims (3)

1. レゾルバを２つ有する冗長型レゾルバ装置であって、
   第１のレゾルバの励磁コイルに供給する第１の励磁信号を生成する第１の励磁信号生成器と、
   第２のレゾルバの励磁コイルに供給する第２の励磁信号を前記第１の励磁信号に同期して生成する第２の励磁信号生成器と、
   前記第１のレゾルバの出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、
   第１の係数を生成する第１の係数生成器と、
   前記第１のＡ／Ｄコンバータの出力と前記第１の係数を乗算する第１の乗算器と、
   前記第１の乗算器の出力を加算する第１のフィルタと、
   前記第１のフィルタの出力から角度を計算する第１の角度計算器と、
   前記第２のレゾルバの出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、
   第２の係数を生成する第２の係数生成器と、
   前記第２のＡ／Ｄコンバータの出力と前記第２の係数を乗算する第２の乗算器と、
   前記第２の乗算器の出力を加算する第２のフィルタと、
   前記第２のフィルタの出力から角度を計算する第２の角度計算器と、
   前記第１及び第２のＡ／Ｄコンバータのサンプルタイミング信号を前記第１の励磁信号に同期して生成するサンプルタイミング生成器とを備え、
   前記第１及び第２の励磁信号の周波数をω₁，ω₂とし、前記サンプルタイミング信号の周波数をω₃とした時、
   ω₂＝ｋ₁×ω₁
   ω_３＝ｋ₂×ω₂ 但し、ｋ₁，ｋ₂：２以上の整数
   とされ、
   前記サンプルタイミング信号のサンプルタイミングをｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）、前記第１及び第２の係数をｎ１_i,ｎ２_iとした時、
   

   

   とされていることを特徴とする冗長型レゾルバ装置。
2. 請求項１記載の冗長型レゾルバ装置において、
   前記ｋ₁を偶数とし、ｓｉｇｎ［ ］を、
   

   

   と定義した時、前記ｎ１_i及びｎ２_iを、
   

   

   とすることを特徴とする冗長型レゾルバ装置。
3. レゾルバを２つ有する冗長型レゾルバ装置であって、
   第１のレゾルバの励磁コイルに供給する第１の励磁信号を生成する第１の励磁信号生成器と、
   第２のレゾルバの励磁コイルに供給する第２の励磁信号を前記第１の励磁信号に同期して生成する第２の励磁信号生成器と、
   前記第１のレゾルバの出力をＡ／Ｄ変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、
   第１の係数を生成する第１の係数生成器と、
   前記第１の係数に基づき、前記第１のＡ／Ｄコンバータの出力の符号を切り替える第１の切替器と、
   前記第１の切替器の出力を加算する第１のフィルタと、
   前記第１のフィルタの出力から角度を計算する第１の角度計算器と、
   前記第２のレゾルバの出力をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、
   第２の係数を生成する第２の係数生成器と、
   前記第２の係数に基づき、前記第２のＡ／Ｄコンバータの出力の符号を切り替える第２の切替器と、
   前記第２の切替器の出力を加算する第２のフィルタと、
   前記第２のフィルタの出力から角度を計算する第２の角度計算器と、
   前記第１及び第２のＡ／Ｄコンバータのサンプルタイミング信号を前記第１の励磁信号に同期して生成するサンプルタイミング生成器とを備え、
   前記第１及び第２の励磁信号の周波数をω₁，ω₂とし、前記サンプルタイミング信号の周波数をω₃とした時、
   ω₂＝ｋ₁×ω₁ 但し、ｋ₁：２以上の偶数
   ω_３＝ｋ₂×ω₂ ｋ₂：２以上の整数
   とされ、
   前記サンプルタイミング信号のサンプルタイミングをｉ（ｉ＝０，１，２，３，…）、前記第１及び第２の係数をｎ１_i,ｎ２_iとし、ｓｉｇｎ［ ］を、
   

   

   と定義した時、
   

   

   とされていることを特徴とする冗長型レゾルバ装置。

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