JP4364570B2 - レゾルバ信号処理装置 - Google Patents
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Description
【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するバックアップ機能を有する。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からである。
停電時におけるバックアップ機能をもつレゾルバとしては、たとえば、特許文献１〜特許文献４等に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０５−５６２９号公報
【特許文献２】
特許第３２４８２０１号
【特許文献３】
特開平０６−３３１３８６号公報
【特許文献４】
特許第３３２８９９９号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レゾルバ位置検出器では、レゾルバと、このレゾルバを駆動する駆動回路とは導電線およびコネクタによって接続されている。たとえば、停電時におけるバックアップ機能が作動しているときに、レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路が遮断されると、停電中の回転量を正確に検出できない可能性がある。
このため、レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路が停電中に遮断されたか否かを検出することは重要である。
レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路が遮断されたか否かを検出する方法としては、たとえば、駆動回路にフォトカプラを適用することが考えられる。しかしながら、レゾルバと駆動回路とを結ぶ導電線の長さが長い場合には、導電線のインピーダンスが大きくなり、導電線の断線やコネクタの脱落が起きたとしてもフォトカプラに電流が流れ、レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路の遮断を確実に検知できない可能性がある。
また、駆動回路側に導電線の断線やコネクタの脱落を検出するための回路を設けることも可能であるが、バックアップ時の消費電力が大きくなるという問題がある。
【０００５】
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、レゾルバとこれを駆動する駆動回路とを結ぶ経路の遮断をバックアップ中に確実に検出でき、かつ、バックアップ中の消費電力が低減されたレゾルバ信号処理装置を提供することにある。
【０００６】
【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、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、前記レゾルバと接続され、主電源からの電力の供給が遮断されているときにバックアップ電源から電力の供給を受けて動作するバックアップ回路を有し、前記バックアップ回路は、前記第１のコイルおよび第２のコイルの一方へパルス状の励磁信号を供給するパルス発生手段と、前記第１のコイルおよび第２のコイルの他方によって検出された信号に基づいて、前記バックアップ電源から電力の供給を受けている間に発生した前記第１および第２のコイルの相対回転量を検出する回転量検出手段と、前記第１のコイルおよび第２のコイルの他方によって検出された信号に基づいて、前記レゾルバと前記バックアップ回路との接続経路の遮断の有無を検知する断線検知手段とを有する。
【０００７】
好適には、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、第１の励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を前記第１および第２のコイルの一方に供給し、前記バックアップ電源から電力を受けているときには、第２の励磁データに基づいて、前記相対回転量を検出するための所定周期のパルス状の回転量検出用励磁信号と前記接続経路の遮断の有無を検出するための所定周期のパルス状の断線検知用励磁信号とを前記第１および第２のコイルの一方に供給する。
【０００８】
さらに好適には、前記回転量検出用励磁信号と断線検知用励磁信号とは、極性が反対である。
【０００９】
好適には、前記断線検知用励磁信号の発生周期は、前記回転量検出用励磁信号の発生周期よりも長い。
【００１０】
本発明では、バックアップ回路は、主電源が遮断されるとバックアップ電源によって作動し、パルス発生手段は励磁信号を第１および第２のコイルの一方に供給する。回転量検出手段は、第１および第２のコイルの他方によって検出された信号に基づいて、停電時の第１および第２のコイルの相対回転量を検出する。断線検知手段は、回転量検出手段と同じ第１および第２のコイルの他方によって検出された信号に基づいて接続経路の遮断の有無を検知する。
【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。
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１２とを有する。
バックアップ回路２は、ケーブル３０によってレゾルバ１２０に電気的に接続されている。また、角度変換回路１２は、レゾルバ１２０のコイル１２２と電気的に接続されている。
【００１２】
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／断線検知用励磁データ保持部５と、停電検知回路６と、差動入力アンプ７と、コンパレータ８と、回転量検出部９と、クロック発生回路１０と、断線検知回路１１とを有する。
【００１３】
レゾルバ１２０は本発明のレゾルバ、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７は本発明の差動入力アンプ、コンパレータ８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、断線検知回路１１は本発明の断線検知回路、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。
【００１４】
レゾルバ１２０は、２相の励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂと、１相の検出コイル１２２とを有する。励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂと検出コイル１２２とは、本発明の第１および第２のコイルの一実施態様である。
励磁コイル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、励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂは電気的に位相が９０°異なる位置に配置されている。
励磁コイル１２１Ａは、パルス発生回路３の出力端Ｓ１およびＳ３に接続されている。励磁コイル１２１Ｂは、パルス発生回路３の出力端Ｓ２およびＳ４に接続されている。
【００１５】
検出コイル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。
励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに励磁信号を印加すると、検出コイル１２２のＲ１とＲ２の間に、回転角度θに応じた電圧が発生する。
【００１６】
角度変換回路１２は、検出コイル１２２の両端がそれぞれ電気的に接続され、検出コイル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１２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１２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１２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１２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１２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】
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励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する。
また、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が入力されると、停電時／断線検知用励磁データ保持部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励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する。
さらに、パルス発生回路３は、停電時／断線検知用励磁データ保持部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している間に、停電検知回路６から検出信号６ｓが入力されると、励磁周期を所定倍、たとえば、１６倍に延ばして励磁信号を出力する。
【００２０】
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。
停電時／断線検知用励磁データ保持部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。
【００２１】
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。
【００２２】
ここで、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Ｓ１およびＳ３から出力し、励磁信号Ｖｐａを励磁コイル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を出力端Ｓ２およびＳ４から出力し、この励磁信号Ｖｐｂを励磁コイル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。
【００２３】
励磁信号Ｖｐａ，Ｖｐｂを励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに印加すると、検出コイル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１２には誘起電圧ｅが入力され、角度変換回路１２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１２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。
なお、角度変換回路１２のデータは、データバスを通じてコントローラ１００へ送信される。また、角度変換回路１２とコントローラ１００との距離が離れている場合には、角度変換回路１２のデータはシリアル通信によってコントローラ１００へ送信される。
【００２４】
図３に、パルス発生回路３において、停電時／断線検知用励磁データ保持部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およびＰｂを所定周期Ｔ1 で発生し、それぞれ励磁コイル１２１Ａと１２１Ｂ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。
【００２５】
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およびＰｂ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およびＰｂの周波数は、たとえば、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。励磁信号ＰａおよびＰｂの周波数を低く抑えることにより、消費電力を抑制することが可能となる。
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。
なお、励磁信号Ｐａと励磁信号Ｐｂとは、本発明の回転量検出用励磁信号の一実施態様である。
【００２６】
断線検知用励磁信号
パルス発生回路３は、励磁信号ＰａおよびＰｂに加えて、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを発生する。
断線検知用励磁信号Ｐｃは、励磁コイル１２１Ａに印加され、励磁信号Ｐａに対して極性が反転した信号である。
断線検知用励磁信号Ｐｄは、励磁コイル１２１Ｂに印加され、励磁信号Ｐｂに対して極性が反転した信号である。
断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄは、励磁信号ＰａおよびＰｂに対して所定時間、たとえば、位相Ｔ3 遅れて発生する。
断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生周期Ｔ4 は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂの発生周期Ｔ1 と同じでもよいが、パルス発生回路３の消費する電力を低減する観点から、発生周期Ｔ1 よりも長くするのが好ましい。なお、周期Ｔ4 を周期Ｔ1 よりも延ばした場合には、周期Ｔ4 は周期Ｔ1 の整数倍となる。
【００２７】
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１２）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１２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。励磁切換信号１００ａｓは、非停電時励磁データ保持部４と停電時／断線検知用励磁データ保持部５に記憶されたデータのうち、パルス発生回路３が読み取るべきデータを決定するための信号である。
【００２８】
差動入力アンプ７は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂと断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄとに応じて、検出コイル１２２に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。差動入力アンプ７を用いて増幅すると、特に、ケーブル３０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。
【００２９】
コンパレータ８は、差動入力アンプ７の出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、コンパレート信号を回転量検出部９へ出力する。
回転量検出部９は、コンパレータ８からのコンパレート信号を、たとえば、励磁信号Ｐａおよび励磁信号Ｐｂの励磁タイミングに基づくラッチタイミングでラッチする。そして、得られたＡ相信号およびＢ相信号から、レゾレバ１２０のステータに対するロータの回転量を検出し、これを記憶する。
【００３０】
図４に、差動入力アンプ７およびコンパレータ８の回路の一例を示す。
図４に示すように、差動入力アンプ７は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、オペアンプ２００とで構成されている。また、コンパレータ８は、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６と、オペアンプ２０１とで構成されている。
オペアンプ２００の正入力および負入力には、抵抗Ｒ２を介して検出コイル１２２の端部がそれぞれ接続されている。オペアンプ２００は、正入力および負入力の間の電圧差を増幅する。
オペアンプ２００の正入力は、抵抗Ｒ３を介して基準電圧Ｖｂの供給線に接続されている。
オペアンプ２００の出力は、抵抗Ｒ３を介してオペアンプ２００の負入力に帰還されている。
抵抗Ｒ１は検出コイル１２２に並列に接続されている。
【００３１】
オペアンプ２０１の負入力には、オペアンプ２００の出力が接続されている。オペアンプ２０１の出力は、抵抗Ｒ５を介してオペアンプ２０１の正入力に帰還されている。
オペアンプ２０１の正入力には、抵抗Ｒ６を介してコンパレート電圧Ｖｓの供給線に接続されている。
オペアンプ２０１の出力は、抵抗Ｒ４を介して、電圧Ｖｃｃを供給する電源に接続されている。この電源は、回転量検出部９を構成するロジック回路に電力を供給する。
オペアンプ２０１は、正入力および負入力の間の電圧差を増幅する。
【００３２】
基準電圧Ｖｂは、たとえば、１．５Ｖであり、これに対して、コンパレート電圧Ｖｓはこの基準電圧Ｖｂに対して微小電圧、たとえば数百ｍＶだけ高いか、あるいは低い電圧に設定される。具体的には、コンパレート電圧Ｖｓは、たとえば、１．４Ｖに設定される。
差動入力アンプ７では、基準電圧Ｖｂを基準として、検出コイル１２２に発生した誘起電圧が増幅される。
コンパレータ８では、差動入力アンプ７の出力電圧がコンパレート電圧Ｖｓによってコンパレートされる。
【００３３】
断線検知回路１１は、バックアップ回路２とレゾルバ１２０とを結ぶケーブル３０の断線、あるいは、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との間に用いられているコネクタの脱落による、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路の遮断を検知する。
断線検知回路１１には、コンパレータ８のコンパレート信号ＣＯＭＰが入力される。また、断線検知回路１１には、２つのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２が入力される。
クロック発生回路１０は、２つのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２を生成する。このクロック発生回路１０は、パルス発生回路３が発生する断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生周期に合わせて、２つのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２を発生する。クロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２は、励磁信号Ｐａの発生前に発生し、クロック信号ＣＬＫ２は断線検知用励磁信号Ｐｄの発生後に発生される。
【００３４】
図５は、断線検知回路１１の一構成例を示す回路図である。
図５に示すように、断線検知回路１１は、複数のフリップフロップ回路２５０〜２５４と、アンド回路２５５とを有する。
なお、フリップフロップ回路２５０は、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生周期毎にコンパレート信号ＣＯＭＰの変化の有無を検出する本発明の第１の検出回路の一実施態様である。フリップフロップ回路２５１〜２５４とアンド回路２５５とは、本発明の第２の検出回路を構成している。
【００３５】
フリップフロップ回路２５０の入力端子Ｄには、電圧Ｖｃｃを供給する電源が接続され、クロック端子ＣＬＫには、クロック信号ＣＬＫ１が入力され、リセット端子／ＲＳＴには、コンパレート信号ＣＯＭＰが入力される。
【００３６】
フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑは、フリップフロップ回路２５１の入力端子Ｄに接続され、フリップフロップ回路２５１の出力端子Ｑは、フリップフロップ回路２５２の入力端子Ｄに接続され、フリップフロップ回路２５２の出力端子Ｑは、フリップフロップ回路２５３の入力端子Ｄに接続されている。
【００３７】
フリップフロップ回路２５１〜２５３の各クロック端子ＣＬＫには、クロック信号ＣＬＫ２が入力される。
アンド回路２５５の入力には、フリップフロップ回路２５１〜２５３の各出力端子Ｑが接続されている。
フリップフロップ回路２５４の入力端子Ｄには、電圧Ｖｃｃを供給する電源が接続され、クロック端子ＣＬＫには、アンド回路２５４の出力信号が入力される。フリップフロップ回路２５５の出力端子Ｑの出力信号が検知信号１１ｓとなる。
【００３８】
次に、上記構成のレゾルバ信号処理装置１の動作の一例について説明する。
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１２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。
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。
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。
【００３９】
パルス発生回路３は、停電時／断線検知用励磁データ保持部５から非停電時励磁データ保持部４へ切り換え、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。
次いで、コントローラ１００は、角度変換回路１２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１２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。
【００４０】
制御電源１４０のオフ時
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１２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。
【００４１】
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。
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／断線検知用励磁データ保持部５に切り換える。
これにより、レゾルバ１２０へは、図３に示した励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄ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。
【００４２】
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Ｐａ，Ｐｂの周期Ｔ1 を所定倍（たとえば、１６倍）に延ばす。
なお、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生周期Ｔ4 も励磁信号Ｐａ，Ｐｂの周期Ｔ1 の延長に合わせて延長される。
【００４３】
図６は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂへ供給したときに、検出コイル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。なお図６に示す出力電圧は、差動入力アンプ７の出力である。
図６に示すように、検出コイル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，Ｐｂは、ロータの回転角度θに応じて変調される。
また、図６からわかるように、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを印加することにより、回転角度θがいずれであっても、差動入力アンプ７の出力は、基準電圧Ｖｂに対して正方向および負方向の両側に変化する。すなわち、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを印加しないと、たとえば、回転角度θが０°，２７０°，３１５°，３６０°のような場合には、差動入力アンプ７の出力は、基準電圧Ｖｂに対して正方向または負方向の一方向にしか変化しない。
一方、ケーブル３０の断線やコネクタの脱落により接続経路が遮断されていると、励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄに対する応答は発生しない。
【００４４】
差動入力アンプ７の出力電圧は、コンパレータ８によって、コンパレート電圧Ｖｓでコンパレートされる。
ここで、コンパレータ８において基準電圧Ｖｂではなくコンパレート電圧Ｖｓによってコンパレートする理由について説明する。
図６に示したように、パルス状の励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄに対して検出コイル１２２に発生する電圧（差動入力アンプ７の出力電圧）を基準電圧Ｖｂでコンパレートすると、励磁信号Ｐａ，Ｐｂや断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄに対応しない部分で、ノイズ等の影響によりコンパレート信号が発生する可能性がある。
このため、本実施形態では、コンパレート電圧Ｖｓを基準電圧Ｖｂに対してプラスまたはマイナス方向にわずかに異ならせてコンパレートする。これにより、差動入力アンプ７の出力電圧から、励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄによる変化のみを検出することが可能となる。
【００４５】
図７は、コンパレータ８によりコンパレート電圧Ｖｓでコンパレートしたコンパレート信号の例を示す図である。
図７に示すように、コンパレート信号は、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、このコンパレート信号を、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でラッチする。
【００４６】
コンパレート信号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、図８（ａ）に示すＡ相データが得られる。
コンパレート信号をラッチタイミングＬｐｂでラッチすることにより、図８（ｂ）に示す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。
図８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。
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。
【００４７】
また、図７から分かるように、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを印加したことにより、ケーブル３０の断線等が発生していないときは、コンパレート信号は必ず変化するのがわかる。
すなわち、励磁信号Ｐａ，Ｐｂだけでは、回転角度θによってはコンパレート信号が変化しない場合もあるが、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを補助的に印加することにより、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを印加した時に、確実にコンパレート信号を変化させることが可能となる。
一方、ケーブル３０の断線等が発生しているときには、コンパレート信号は、常に”１”（ハイレベル）となる。
【００４８】
断線検知回路１１には、コンパレータ８からコンパレート信号ＣＯＭＰが入力されるとともに、クロック発生回路１０からクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２が入力される。
図９は、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路１１における各信号のタイミングチャートである。
図９に示すように、クロック信号ＣＬＫ１は、励磁信号Ｐａが入力される時点よりも所定時間だけ前にフリップフロップ回路２５０に入力される。
クロック信号ＣＬＫ２は、断線検知用励磁信号Ｐｄが入力された時点よりも所定時間だけ後にフリップフロップ回路２５１〜２５３に入力される。
なお、図９において、励磁信号Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃについては記載を省略した。
【００４９】
クロック信号ＣＬＫ１が入力されることにより、フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑからの出力信号Ｑ１は、ハイレベルとなる。
その後、フリップフロップ回路２５０のリセット端子／ＲＳＴにコンパレート信号ＣＯＭＰが入力されると、出力信号Ｑ１はローレベルになる。
【００５０】
非断線時においては、フリップフロップ回路２５１〜２５３のクロック端子ＣＬＫにクロック信号ＣＬＫ２が入力される時点で、入力端子Ｄにはローレベルの信号が常に入力されるので、フリップフロップ回路２５１〜２５３の出力端子Ｑからはローレベルの信号が出力される。このため、アンド回路２５５の出力信号は、常にローレベルとなり変化しない。
したがって、最終段のフリップフロップ回路２５４のクロック端子ＣＬＫへ入力される信号が変化しないため、フリップフロップ回路２５４の出力端子Ｑから出力される検知信号１１ｓは、図９に示したように、常にローレベルとなる。なお、最終段のフリップフロップ回路２５４はリセット時に出力端子Ｑからローレベルの信号を出力する。
コントローラ１００は、再び制御電源１４０を投入したときに、この検知信号１１ｓがローレベルの場合には、ケーブル３０の断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生していないと判断する。
【００５１】
図１０は、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されたときの、断線検知回路１１における各信号のタイミングチャートである。
図１０に示すように、断線が発生すると、断線検知回路１１へコンパレート信号ＣＯＭＰが入力されなくなる。断線検知回路１１へコンパレート信号ＣＯＭＰが入力されなくなると、フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑの出力信号Ｑ１は、クロック信号ＣＬＫ１が入力されたのち、”１”（ハイレベル）に維持される。
このため、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生毎に、フリップフロップ回路２５１、２５２および２５３の順に、断線検出結果としての”１”（ハイレベル）の信号を保持する。
フリップフロップ回路２５１、２５２および２５３のすべてが、”１”（ハイレベル）の信号を保持すると、アンド回路２５５の出力信号は、”１”（ハイレベル）の信号となる。
これにより、フリップフロップ回路２５４の出力する検知信号１１ｓは、図９に示すように、”１”（ハイレベル）となる。
【００５２】
コントローラ１００は、再び制御電源１４０を投入したときに、この検知信号１１ｓがハイレベルの場合には、ケーブル３０の断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生したと判断する。
【００５３】
以上のように、本実施形態では、バックアップ回路２のパルス発生回路３が励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂへ停電時の回転量を検出するために供給する励磁信号Ｐａ，Ｐｂに加えて補助的に断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを供給する。断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄが励磁信号Ｐａ，Ｐｂを補助することにより、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との間の接続経路が遮断していないときには、レゾルバ１２０の回転角度θに関わらず、検出コイル１２２の検出する信号を、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生毎に必ず変化させることができる。バックアップ回路２とレゾルバ１２０との間の接続経路が遮断されているときには、検出コイル１２２の検出する信号は変化しないことから、停電中におけるケーブル３０の断線やコネクタの脱落を確実に検知することができる。
また、本実施形態によれば、接続経路の遮断を検出するために、フォトカプラー等を使用する必要がなく、消費電力が増加することがない。
また、断線検知回路１１は、ケーブル３０のインピーダンスの大きさに影響を受けないため、ケーブル３０の延長化が可能となる。
【００５４】
なお、上述した実施形態では、３つのフリップフロップ回路２５１〜２５３を使用してディジタルフィルタを構成した。検知速度と耐ノイズ性の兼ね合いにより、ディジタルフィルタを構成するフリップフロップ回路の個数は適宜変更可能である。
【００５５】
第２実施形態
図１１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１１において、第１の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置と同一の構成部分には同一の符号を使用している。
図１１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１２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／断線検知用励磁データ保持部１０５と、停電検出回路１０６と、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂと、コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂと、回転量検出部１０９と、クロック発生回路１１０と、断線検知回路１１１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。
【００５６】
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、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５７】
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、角度変換回路１２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の両端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５８】
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、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。
【００５９】
停電検知回路１０６は、上述した実施形態に係る停電検知回路６と同様の機能を有し、主電源２５からバックアップ回路１０２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１０６ｓをパルス発生回路１０３へ出力する。
【００６０】
非停電時励磁データ保持部１０４は、上述した第１の実施形態に係る非停電時励磁データ保持部４と同様に、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。
停電時／断線検知用励磁データ保持部１０５は、上述した第１の実施形態に係る停電時／断線検知用励磁データ保持部５と同様に、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。
【００６１】
パルス発生回路１０３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１０４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１０３は、励磁切換信号１００ａｓが入力されると、停電時／断線検知用励磁データ保持部１０５に記憶された励磁データに基づいて、図１２に示す励磁信号Ｐａと断線検知用励磁信号Ｐｃとを出力する。
励磁信号Ｐａは本発明の回転量検出用励磁信号の一実施態様であり、断線検知用励磁信号Ｐｃは本発明の断線検知用励磁信号の一実施態様である。
【００６２】
磁信号Ｐａは、パルス発生回路１０３の出力端Ａ１から所定周期Ｔ1 で発生されるパルス幅Ｔ2 のパルス状の信号である。この励磁信号Ｐａは、コイル１２２に供給される。
断線検知用励磁信号Ｐｃは、パルス発生回路１０３の出力端Ａ３から所定周期Ｔ4 で発生されるパルス幅Ｔ2 のパルス状の信号である。この断線検知用励磁信号Ｐｃはコイル１２２に供給され、励磁信号Ｐａとは極性が反転した信号である。
断線検知用励磁信号Ｐｃは、磁信号Ｐａが発生したのち、所定時間Ｔ3 だけ遅れて発生される。
周期Ｔ1 と周期Ｔ4 とは同じでもよいが、パルス発生回路１０３の消費する電力を低減する観点から、発生周期Ｔ1 よりも長くするのが好ましい。なお、周期Ｔ4 を周期Ｔ1 よりも延ばした場合には、周期Ｔ4 は周期Ｔ1 の整数倍となる。
【００６３】
差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂは、上述した第１の実施形態に係る差動入力アンプ７と同様の構成である。
差動入力アンプ１０７Ａは、励磁信号によってコイル１２１Ａの両端に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。
差動入力アンプ１０７Ｂは、励磁信号によってコイル１２１Ｂの両端に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。
【００６４】
コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂは、上述した第１の実施形態に係るコンパレータ８と同様の構成である。
コンパレータ１０８Ａは、差動入力アンプ１０７Ａの出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、生成したコンパレート信号ＣＯＭＰＡを回転量検出部１０９へ出力する。
コンパレータ１０８Ｂは、差動入力アンプ１０７Ｂの出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、生成したコンパレート信号ＣＯＭＰＢを回転量検出部１０９へ出力する。
なお、コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂにおけるコンパレート電圧は、第１の実施形態と同様に設定される。
【００６５】
回転量検出部１０９は、コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂのコンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢを、たとえば、励磁信号の立ち下がりに同期したラッチタイミング、あるいは、このラッチタイミング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。
Ａ相およびＢ相のコンパレート信号をそれぞれラッチすることにより、図８に示したのと同様のＡ相データおよびＢ相データが得られる。
そして、得られたＡ相信号およびＢ相信号から、レゾルバ１２０のステータに対するロータの回転量を検出し、これを記憶する。
【００６６】
クロック発生回路１１０は、上述した第１の実施形態に係るクロック発生回路１０と同様に、断線検出用励磁信号Ｐｃの発生周期に対応してクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２を生成し、これを断線検知回路１１１へ供給する。
クロック信号ＣＬＫ１は、励磁信号Ｐａが発生される時点より所定時間だけ前に発生され、クロック信号ＣＬＫ２は、断線検知用励磁信号Ｐｃが発生された時点から所定時間だけ後に発生される。
【００６７】
断線検知回路１１１は、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０とを結ぶケーブルの断線、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との間に用いられているコネクタの脱落、切換スイッチ群１５０，１５１の故障等によるバックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路の遮断を検知する。
図１３に断線検知回路１１１の回路構成の一例を示す。
図１３に示す断線検知回路１１１は、上述した第１の実施形態に係る断線検知回路１１のフリップフロップ回路２５０のリセット端子／ＲＳＴの入力段にオア回路２６０を追加したものである。
オア回路２６０は、コンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢが入力され、これらのオアをとってフリップフロップ回路２５０へ出力する。
【００６８】
次に、上記構成のレゾルバ信号処理装置１０１の動作の一例について説明する。
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１２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１０２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１０３は、停電検知回路１０６からの検知信号１０６ｓが解除される。
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。
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。
【００６９】
次いで、コントローラ１００は、角度変換回路１２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１２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。
【００７０】
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／断線検知用励磁データ保持部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１２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１０３は、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。
【００７１】
次いで、コントローラ１００は、角度変換回路１２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１２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。
【００７２】
制御電源１４０のオフ時
制御電源１４０をオフすると、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１２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。
【００７３】
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。
また、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Ｔｂとの接続を指示する切換信号１５０ｓ，１５１ｓを出力する。
【００７４】
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／断線検知用励磁データ保持部１０５に切り換える。
また、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂとコイル１２１Ａ，１２１Ｂとが接続され、パルス発生回路１０３の出力端Ａ１，Ａ３とコイル１２２の端部Ｒ１，Ｒ２とが接続される。
【００７５】
これにより、コイル１２２へは、図１２に示した励磁信号Ｐａおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ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。
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１２に示した励磁信号Ｐａの発生周期Ｔ1 および断線検知用励磁信号Ｐｃの発生周期Ｔ4 を所定倍（たとえば、１６倍）に延ばす。
【００７６】
図１４は、励磁信号Ｐａおよび断線検知用励磁信号Ｐｃをコイル１２２へ供給したときに、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。なお図１４に示す出力電圧は、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力電圧である。
図１４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。
また、図１４からわかるように、断線検知用励磁信号Ｐｃを印加することにより、回転角度θがいずれであっても、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力の少なくとも一方は、基準電圧Ｖｂに対して正方向および負方向の両側に変化する。すなわち、断線検知用励磁信号Ｐｃを印加しないと、たとえば、回転角度θが０°，２７０°，３１５°，３６０°のような場合には、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力は、基準電圧Ｖｂに対して正方向または負方向の一方向にしか変化しない。
一方、ケーブルの断線やコネクタの脱落によりバックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されていると、励磁信号Ｐａおよび断線検知用励磁信号Ｐｃに対する応答は発生しない。
【００７７】
差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力電圧は、コンパレータ１０８によって、コンパレート電圧Ｖｓでコンパレートされる。
このとき、コンパレート電圧Ｖｓを基準電圧Ｖｂに対してプラスまたはマイナス方向にわずかに異ならせてコンパレートする。これにより、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力電圧から、励磁信号Ｐａおよび断線検知用励磁信号Ｐｃによる変化のみを検出することが可能となる。
【００７８】
図１５は、コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂによりコンパレート電圧Ｖｓでコンパレートしたコンパレート信号の例を示す図である。なお、図１５の（ａ）はＡ相（コンパレータ１０８Ａ）のコンパレート信号ＣＯＭＰＡ、（ｂ）はＡ相（コンパレータ１０８Ｂ）のコンパレート信号ＣＯＭＰＢ、（ｃ）はコンパレート信号ＣＯＭＰＡとコンパレート信号ＣＯＭＰＢとのオアをとったものである。
図１５に示すように、コンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢ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、このコンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢ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あるいはこのラッチタイミングＬｐａから所定時間だけずらしたラッチタイミングでラッチする。
【００７９】
コンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢ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、図８に示したのと同様のＡ相データおよびＢ相データが得られる。
【００８０】
また、図１５（ｃ）から分かるように、断線検知用励磁信号Ｐｃを印加したことにより、ケーブルの断線等が発生していないときは、ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢの信号は必ず変化するのがわかる。
すなわち、励磁信号Ｐａだけでは、回転角度θによってはＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢの信号が変化しない場合もあるが、断線検知用励磁信号Ｐｃを補助的に印加することにより、断線検知用励磁信号Ｐｃを印加した時に、確実にコンパレート信号を変化させることが可能となる。
一方、ケーブルの断線等が発生しているときには、コンパレート信号は、常に”１”（ハイレベル）となる。
【００８１】
断線検知回路１１１には、コンパレータ１０８Ａからコンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢが入力されるとともに、クロック発生回路１１０からクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２が入力される。
図１６は、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路１１１における各信号のタイミングチャートである。
図１６に示すように、クロック信号ＣＬＫ１は、励磁信号Ｐａが入力される時点よりも所定時間だけ前にフリップフロップ回路２５０に入力される。
クロック信号ＣＬＫ２は、断線検知用励磁信号Ｐｃが入力された時点よりも所定時間だけ後にフリップフロップ回路２５１〜２５３に入力される。
【００８２】
クロック信号ＣＬＫ１が入力されることにより、フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑからの出力信号Ｑ１は、ハイレベルとなる。
その後、フリップフロップ回路２５０のリセット端子／ＲＳＴにオア回路２６０の出力信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢが入力されると、出力信号Ｑ１はローレベルになる。
【００８３】
非断線時においては、フリップフロップ回路２５１〜２５３のクロック端子ＣＬＫにクロック信号ＣＬＫ２が入力される時点で、入力端子Ｄにはローレベルの信号が常に入力されるので、フリップフロップ回路２５１〜２５３の出力端子Ｑからはローレベルの信号が出力される。このため、アンド回路２５５の出力信号は、常にローレベルとなり変化しない。
したがって、最終段のフリップフロップ回路２５４のクロック端子ＣＬＫへ入力される信号が変化しないため、フリップフロップ回路２５４の出力端子Ｑから出力される検知信号１１１ｓは、図１６に示したように、常にローレベルとなる。
コントローラ１００は、再び制御電源１４０を投入したときに、この検知信号１１ｓがローレベルの場合には、ケーブルの断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生していないと判断する。
【００８４】
図１７は、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されたときの、断線検知回路１１１における各信号のタイミングチャートである。
図１７に示すように、断線が発生すると、断線検知回路１１１へオア回路２６０の出力信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢが入力されなくなる。断線検知回路１１へ信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢが入力されなくなると、フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑの出力信号Ｑ１は、クロック信号ＣＬＫ１が入力されたのち、”１”（ハイレベル）に維持される。
このため、断線検知用励磁信号Ｐｃの発生毎に、フリップフロップ回路２５１、２５２および２５３の順に、断線検出結果としての”１”（ハイレベル）の信号を保持する。
フリップフロップ回路２５１、２５２および２５３のすべてが、”１”（ハイレベル）の信号を保持すると、アンド回路２５５の出力信号は、”１”（ハイレベル）の信号となる。
これにより、フリップフロップ回路２５４の出力する検知信号１１ｓは、図１７に示すように、”１”（ハイレベル）となる。
【００８５】
コントローラ１００は、再び制御電源１４０を投入したときに、この検知信号１１１ｓがハイレベルの場合には、ケーブルの断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生したと判断する。
【００８６】
以上のように、本実施形態では、バックアップ回路１０２のパルス発生回路１０３がコイル１２２へ停電時の回転量を検出するために供給する励磁信号Ｐａに加えて補助的に断線検知用励磁信号Ｐｃを供給する。これにより、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との間の接続経路が遮断していないときには、レゾルバ１２０の回転角度θに関わらず、コイル１２１Ａ，１２１Ｂの検出する信号を、断線検知用励磁信号Ｐｃの発生毎に必ず変化させることができる。バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との間の接続経路が遮断されているときには、コイル１２１Ａ，１２１Ｂの検出する信号は変化しないことから、停電中におけるケーブルの断線やコネクタの脱落を確実に検知することができる。
また、本実施形態によれば、接続経路の遮断を検出するために、フォトカプラー等を使用する必要がなく、消費電力が増加することがない。
また、断線検知回路１１１は、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０とを結ぶケーブルのインピーダンスの大きさに影響を受けないため、ケーブルの延長化が可能となる。
【００８７】
【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／断線検知用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】差動入力アンプおよびコンパレータの回路の一例を示す図である。
【図５】断線検知回路の一例を示す図である。
【図６】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７】コンパレート信号の一例を示すグラフである。
【図８】Ａ相データおよびＢ相データの一例を示す図である。
【図９】バックアップ回路とレゾルバとの接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路における各信号のタイミングチャートである。
【図１０】接続経路が遮断されたときの、断線検知回路における各信号のタイミングチャートである。
【図１１】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１２】パルス発生回路において、停電時／断線検知用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１３】断線検知回路の構成例を示す回路図である。
【図１４】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１５】コンパレート信号およびこれらを合成した信号の例を示すグラフである。
【図１６】バックアップ回路とレゾルバとの接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路における各信号のタイミングチャートである。
【図１７】接続経路が遮断されたときの、断線検知回路における各信号のタイミングチャートである。
【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／断線検知用励磁データ保持部
６，１０６…停電検知回路
７，１０７Ａ，１０７Ｂ…差動入力アンプ
８，１０８Ａ，１０８Ｂ…コンパレータ
９，１０９…回転量検出部
１０，１１０…クロック発生回路
１１，１１１…断線検知回路
１２…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
【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するバックアップ機能を有する。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からである。
停電時におけるバックアップ機能をもつレゾルバとしては、たとえば、特許文献１〜特許文献４等に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０５−５６２９号公報
【特許文献２】
特許第３２４８２０１号
【特許文献３】
特開平０６−３３１３８６号公報
【特許文献４】
特許第３３２８９９９号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レゾルバ位置検出器では、レゾルバと、このレゾルバを駆動する駆動回路とは導電線およびコネクタによって接続されている。たとえば、停電時におけるバックアップ機能が作動しているときに、レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路が遮断されると、停電中の回転量を正確に検出できない可能性がある。
このため、レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路が停電中に遮断されたか否かを検出することは重要である。
レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路が遮断されたか否かを検出する方法としては、たとえば、駆動回路にフォトカプラを適用することが考えられる。しかしながら、レゾルバと駆動回路とを結ぶ導電線の長さが長い場合には、導電線のインピーダンスが大きくなり、導電線の断線やコネクタの脱落が起きたとしてもフォトカプラに電流が流れ、レゾルバと駆動回路とを結ぶ経路の遮断を確実に検知できない可能性がある。
また、駆動回路側に導電線の断線やコネクタの脱落を検出するための回路を設けることも可能であるが、バックアップ時の消費電力が大きくなるという問題がある。
【０００５】
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、レゾルバとこれを駆動する駆動回路とを結ぶ経路の遮断をバックアップ中に確実に検出でき、かつ、バックアップ中の消費電力が低減されたレゾルバ信号処理装置を提供することにある。
【０００６】
【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、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、前記レゾルバと接続され、主電源からの電力の供給が遮断されているときにバックアップ電源から電力の供給を受けて動作するバックアップ回路を有し、前記バックアップ回路は、前記第１のコイルおよび第２のコイルの一方へパルス状の励磁信号を供給するパルス発生手段と、前記第１のコイルおよび第２のコイルの他方によって検出された信号に基づいて、前記バックアップ電源から電力の供給を受けている間に発生した前記第１および第２のコイルの相対回転量を検出する回転量検出手段と、前記第１のコイルおよび第２のコイルの他方によって検出された信号に基づいて、前記レゾルバと前記バックアップ回路との接続経路の遮断の有無を検知する断線検知手段とを有する。
【０００７】
好適には、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、第１の励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を前記第１および第２のコイルの一方に供給し、前記バックアップ電源から電力を受けているときには、第２の励磁データに基づいて、前記相対回転量を検出するための所定周期のパルス状の回転量検出用励磁信号と前記接続経路の遮断の有無を検出するための所定周期のパルス状の断線検知用励磁信号とを前記第１および第２のコイルの一方に供給する。
【０００８】
さらに好適には、前記回転量検出用励磁信号と断線検知用励磁信号とは、極性が反対である。
【０００９】
好適には、前記断線検知用励磁信号の発生周期は、前記回転量検出用励磁信号の発生周期よりも長い。
【００１０】
本発明では、バックアップ回路は、主電源が遮断されるとバックアップ電源によって作動し、パルス発生手段は励磁信号を第１および第２のコイルの一方に供給する。回転量検出手段は、第１および第２のコイルの他方によって検出された信号に基づいて、停電時の第１および第２のコイルの相対回転量を検出する。断線検知手段は、回転量検出手段と同じ第１および第２のコイルの他方によって検出された信号に基づいて接続経路の遮断の有無を検知する。
【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。
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１２とを有する。
バックアップ回路２は、ケーブル３０によってレゾルバ１２０に電気的に接続されている。また、角度変換回路１２は、レゾルバ１２０のコイル１２２と電気的に接続されている。
【００１２】
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／断線検知用励磁データ保持部５と、停電検知回路６と、差動入力アンプ７と、コンパレータ８と、回転量検出部９と、クロック発生回路１０と、断線検知回路１１とを有する。
【００１３】
レゾルバ１２０は本発明のレゾルバ、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７は本発明の差動入力アンプ、コンパレータ８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、断線検知回路１１は本発明の断線検知回路、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。
【００１４】
レゾルバ１２０は、２相の励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂと、１相の検出コイル１２２とを有する。励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂと検出コイル１２２とは、本発明の第１および第２のコイルの一実施態様である。
励磁コイル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、励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂは電気的に位相が９０°異なる位置に配置されている。
励磁コイル１２１Ａは、パルス発生回路３の出力端Ｓ１およびＳ３に接続されている。励磁コイル１２１Ｂは、パルス発生回路３の出力端Ｓ２およびＳ４に接続されている。
【００１５】
検出コイル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。
励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに励磁信号を印加すると、検出コイル１２２のＲ１とＲ２の間に、回転角度θに応じた電圧が発生する。
【００１６】
角度変換回路１２は、検出コイル１２２の両端がそれぞれ電気的に接続され、検出コイル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１２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１２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１２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１２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１２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】
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励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する。
また、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が入力されると、停電時／断線検知用励磁データ保持部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励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに供給する。
さらに、パルス発生回路３は、停電時／断線検知用励磁データ保持部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している間に、停電検知回路６から検出信号６ｓが入力されると、励磁周期を所定倍、たとえば、１６倍に延ばして励磁信号を出力する。
【００２０】
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。
停電時／断線検知用励磁データ保持部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。
【００２１】
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。
【００２２】
ここで、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Ｓ１およびＳ３から出力し、励磁信号Ｖｐａを励磁コイル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を出力端Ｓ２およびＳ４から出力し、この励磁信号Ｖｐｂを励磁コイル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。
【００２３】
励磁信号Ｖｐａ，Ｖｐｂを励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂに印加すると、検出コイル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１２には誘起電圧ｅが入力され、角度変換回路１２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１２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。
なお、角度変換回路１２のデータは、データバスを通じてコントローラ１００へ送信される。また、角度変換回路１２とコントローラ１００との距離が離れている場合には、角度変換回路１２のデータはシリアル通信によってコントローラ１００へ送信される。
【００２４】
図３に、パルス発生回路３において、停電時／断線検知用励磁データ保持部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およびＰｂを所定周期Ｔ1 で発生し、それぞれ励磁コイル１２１Ａと１２１Ｂ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。
【００２５】
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およびＰｂ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およびＰｂの周波数は、たとえば、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。励磁信号ＰａおよびＰｂの周波数を低く抑えることにより、消費電力を抑制することが可能となる。
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。
なお、励磁信号Ｐａと励磁信号Ｐｂとは、本発明の回転量検出用励磁信号の一実施態様である。
【００２６】
断線検知用励磁信号
パルス発生回路３は、励磁信号ＰａおよびＰｂに加えて、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを発生する。
断線検知用励磁信号Ｐｃは、励磁コイル１２１Ａに印加され、励磁信号Ｐａに対して極性が反転した信号である。
断線検知用励磁信号Ｐｄは、励磁コイル１２１Ｂに印加され、励磁信号Ｐｂに対して極性が反転した信号である。
断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄは、励磁信号ＰａおよびＰｂに対して所定時間、たとえば、位相Ｔ3 遅れて発生する。
断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生周期Ｔ4 は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂの発生周期Ｔ1 と同じでもよいが、パルス発生回路３の消費する電力を低減する観点から、発生周期Ｔ1 よりも長くするのが好ましい。なお、周期Ｔ4 を周期Ｔ1 よりも延ばした場合には、周期Ｔ4 は周期Ｔ1 の整数倍となる。
【００２７】
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１２）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１２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。励磁切換信号１００ａｓは、非停電時励磁データ保持部４と停電時／断線検知用励磁データ保持部５に記憶されたデータのうち、パルス発生回路３が読み取るべきデータを決定するための信号である。
【００２８】
差動入力アンプ７は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂと断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄとに応じて、検出コイル１２２に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。差動入力アンプ７を用いて増幅すると、特に、ケーブル３０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。
【００２９】
コンパレータ８は、差動入力アンプ７の出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、コンパレート信号を回転量検出部９へ出力する。
回転量検出部９は、コンパレータ８からのコンパレート信号を、たとえば、励磁信号Ｐａおよび励磁信号Ｐｂの励磁タイミングに基づくラッチタイミングでラッチする。そして、得られたＡ相信号およびＢ相信号から、レゾレバ１２０のステータに対するロータの回転量を検出し、これを記憶する。
【００３０】
図４に、差動入力アンプ７およびコンパレータ８の回路の一例を示す。
図４に示すように、差動入力アンプ７は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、オペアンプ２００とで構成されている。また、コンパレータ８は、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６と、オペアンプ２０１とで構成されている。
オペアンプ２００の正入力および負入力には、抵抗Ｒ２を介して検出コイル１２２の端部がそれぞれ接続されている。オペアンプ２００は、正入力および負入力の間の電圧差を増幅する。
オペアンプ２００の正入力は、抵抗Ｒ３を介して基準電圧Ｖｂの供給線に接続されている。
オペアンプ２００の出力は、抵抗Ｒ３を介してオペアンプ２００の負入力に帰還されている。
抵抗Ｒ１は検出コイル１２２に並列に接続されている。
【００３１】
オペアンプ２０１の負入力には、オペアンプ２００の出力が接続されている。オペアンプ２０１の出力は、抵抗Ｒ５を介してオペアンプ２０１の正入力に帰還されている。
オペアンプ２０１の正入力には、抵抗Ｒ６を介してコンパレート電圧Ｖｓの供給線に接続されている。
オペアンプ２０１の出力は、抵抗Ｒ４を介して、電圧Ｖｃｃを供給する電源に接続されている。この電源は、回転量検出部９を構成するロジック回路に電力を供給する。
オペアンプ２０１は、正入力および負入力の間の電圧差を増幅する。
【００３２】
基準電圧Ｖｂは、たとえば、１．５Ｖであり、これに対して、コンパレート電圧Ｖｓはこの基準電圧Ｖｂに対して微小電圧、たとえば数百ｍＶだけ高いか、あるいは低い電圧に設定される。具体的には、コンパレート電圧Ｖｓは、たとえば、１．４Ｖに設定される。
差動入力アンプ７では、基準電圧Ｖｂを基準として、検出コイル１２２に発生した誘起電圧が増幅される。
コンパレータ８では、差動入力アンプ７の出力電圧がコンパレート電圧Ｖｓによってコンパレートされる。
【００３３】
断線検知回路１１は、バックアップ回路２とレゾルバ１２０とを結ぶケーブル３０の断線、あるいは、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との間に用いられているコネクタの脱落による、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路の遮断を検知する。
断線検知回路１１には、コンパレータ８のコンパレート信号ＣＯＭＰが入力される。また、断線検知回路１１には、２つのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２が入力される。
クロック発生回路１０は、２つのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２を生成する。このクロック発生回路１０は、パルス発生回路３が発生する断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生周期に合わせて、２つのクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２を発生する。クロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２は、励磁信号Ｐａの発生前に発生し、クロック信号ＣＬＫ２は断線検知用励磁信号Ｐｄの発生後に発生される。
【００３４】
図５は、断線検知回路１１の一構成例を示す回路図である。
図５に示すように、断線検知回路１１は、複数のフリップフロップ回路２５０〜２５４と、アンド回路２５５とを有する。
なお、フリップフロップ回路２５０は、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生周期毎にコンパレート信号ＣＯＭＰの変化の有無を検出する本発明の第１の検出回路の一実施態様である。フリップフロップ回路２５１〜２５４とアンド回路２５５とは、本発明の第２の検出回路を構成している。
【００３５】
フリップフロップ回路２５０の入力端子Ｄには、電圧Ｖｃｃを供給する電源が接続され、クロック端子ＣＬＫには、クロック信号ＣＬＫ１が入力され、リセット端子／ＲＳＴには、コンパレート信号ＣＯＭＰが入力される。
【００３６】
フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑは、フリップフロップ回路２５１の入力端子Ｄに接続され、フリップフロップ回路２５１の出力端子Ｑは、フリップフロップ回路２５２の入力端子Ｄに接続され、フリップフロップ回路２５２の出力端子Ｑは、フリップフロップ回路２５３の入力端子Ｄに接続されている。
【００３７】
フリップフロップ回路２５１〜２５３の各クロック端子ＣＬＫには、クロック信号ＣＬＫ２が入力される。
アンド回路２５５の入力には、フリップフロップ回路２５１〜２５３の各出力端子Ｑが接続されている。
フリップフロップ回路２５４の入力端子Ｄには、電圧Ｖｃｃを供給する電源が接続され、クロック端子ＣＬＫには、アンド回路２５４の出力信号が入力される。フリップフロップ回路２５５の出力端子Ｑの出力信号が検知信号１１ｓとなる。
【００３８】
次に、上記構成のレゾルバ信号処理装置１の動作の一例について説明する。
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１２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。
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。
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。
【００３９】
パルス発生回路３は、停電時／断線検知用励磁データ保持部５から非停電時励磁データ保持部４へ切り換え、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。
次いで、コントローラ１００は、角度変換回路１２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１２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。
【００４０】
制御電源１４０のオフ時
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１２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。
【００４１】
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。
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／断線検知用励磁データ保持部５に切り換える。
これにより、レゾルバ１２０へは、図３に示した励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄ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。
【００４２】
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Ｐａ，Ｐｂの周期Ｔ1 を所定倍（たとえば、１６倍）に延ばす。
なお、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生周期Ｔ4 も励磁信号Ｐａ，Ｐｂの周期Ｔ1 の延長に合わせて延長される。
【００４３】
図６は、励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂへ供給したときに、検出コイル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。なお図６に示す出力電圧は、差動入力アンプ７の出力である。
図６に示すように、検出コイル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，Ｐｂは、ロータの回転角度θに応じて変調される。
また、図６からわかるように、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを印加することにより、回転角度θがいずれであっても、差動入力アンプ７の出力は、基準電圧Ｖｂに対して正方向および負方向の両側に変化する。すなわち、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを印加しないと、たとえば、回転角度θが０°，２７０°，３１５°，３６０°のような場合には、差動入力アンプ７の出力は、基準電圧Ｖｂに対して正方向または負方向の一方向にしか変化しない。
一方、ケーブル３０の断線やコネクタの脱落により接続経路が遮断されていると、励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄに対する応答は発生しない。
【００４４】
差動入力アンプ７の出力電圧は、コンパレータ８によって、コンパレート電圧Ｖｓでコンパレートされる。
ここで、コンパレータ８において基準電圧Ｖｂではなくコンパレート電圧Ｖｓによってコンパレートする理由について説明する。
図６に示したように、パルス状の励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄに対して検出コイル１２２に発生する電圧（差動入力アンプ７の出力電圧）を基準電圧Ｖｂでコンパレートすると、励磁信号Ｐａ，Ｐｂや断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄに対応しない部分で、ノイズ等の影響によりコンパレート信号が発生する可能性がある。
このため、本実施形態では、コンパレート電圧Ｖｓを基準電圧Ｖｂに対してプラスまたはマイナス方向にわずかに異ならせてコンパレートする。これにより、差動入力アンプ７の出力電圧から、励磁信号Ｐａ，Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄによる変化のみを検出することが可能となる。
【００４５】
図７は、コンパレータ８によりコンパレート電圧Ｖｓでコンパレートしたコンパレート信号の例を示す図である。
図７に示すように、コンパレート信号は、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、このコンパレート信号を、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でラッチする。
【００４６】
コンパレート信号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、図８（ａ）に示すＡ相データが得られる。
コンパレート信号をラッチタイミングＬｐｂでラッチすることにより、図８（ｂ）に示す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。
図８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。
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。
【００４７】
また、図７から分かるように、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを印加したことにより、ケーブル３０の断線等が発生していないときは、コンパレート信号は必ず変化するのがわかる。
すなわち、励磁信号Ｐａ，Ｐｂだけでは、回転角度θによってはコンパレート信号が変化しない場合もあるが、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを補助的に印加することにより、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを印加した時に、確実にコンパレート信号を変化させることが可能となる。
一方、ケーブル３０の断線等が発生しているときには、コンパレート信号は、常に”１”（ハイレベル）となる。
【００４８】
断線検知回路１１には、コンパレータ８からコンパレート信号ＣＯＭＰが入力されるとともに、クロック発生回路１０からクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２が入力される。
図９は、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路１１における各信号のタイミングチャートである。
図９に示すように、クロック信号ＣＬＫ１は、励磁信号Ｐａが入力される時点よりも所定時間だけ前にフリップフロップ回路２５０に入力される。
クロック信号ＣＬＫ２は、断線検知用励磁信号Ｐｄが入力された時点よりも所定時間だけ後にフリップフロップ回路２５１〜２５３に入力される。
なお、図９において、励磁信号Ｐｂおよび断線検知用励磁信号Ｐｃについては記載を省略した。
【００４９】
クロック信号ＣＬＫ１が入力されることにより、フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑからの出力信号Ｑ１は、ハイレベルとなる。
その後、フリップフロップ回路２５０のリセット端子／ＲＳＴにコンパレート信号ＣＯＭＰが入力されると、出力信号Ｑ１はローレベルになる。
【００５０】
非断線時においては、フリップフロップ回路２５１〜２５３のクロック端子ＣＬＫにクロック信号ＣＬＫ２が入力される時点で、入力端子Ｄにはローレベルの信号が常に入力されるので、フリップフロップ回路２５１〜２５３の出力端子Ｑからはローレベルの信号が出力される。このため、アンド回路２５５の出力信号は、常にローレベルとなり変化しない。
したがって、最終段のフリップフロップ回路２５４のクロック端子ＣＬＫへ入力される信号が変化しないため、フリップフロップ回路２５４の出力端子Ｑから出力される検知信号１１ｓは、図９に示したように、常にローレベルとなる。なお、最終段のフリップフロップ回路２５４はリセット時に出力端子Ｑからローレベルの信号を出力する。
コントローラ１００は、再び制御電源１４０を投入したときに、この検知信号１１ｓがローレベルの場合には、ケーブル３０の断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生していないと判断する。
【００５１】
図１０は、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されたときの、断線検知回路１１における各信号のタイミングチャートである。
図１０に示すように、断線が発生すると、断線検知回路１１へコンパレート信号ＣＯＭＰが入力されなくなる。断線検知回路１１へコンパレート信号ＣＯＭＰが入力されなくなると、フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑの出力信号Ｑ１は、クロック信号ＣＬＫ１が入力されたのち、”１”（ハイレベル）に維持される。
このため、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生毎に、フリップフロップ回路２５１、２５２および２５３の順に、断線検出結果としての”１”（ハイレベル）の信号を保持する。
フリップフロップ回路２５１、２５２および２５３のすべてが、”１”（ハイレベル）の信号を保持すると、アンド回路２５５の出力信号は、”１”（ハイレベル）の信号となる。
これにより、フリップフロップ回路２５４の出力する検知信号１１ｓは、図９に示すように、”１”（ハイレベル）となる。
【００５２】
コントローラ１００は、再び制御電源１４０を投入したときに、この検知信号１１ｓがハイレベルの場合には、ケーブル３０の断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生したと判断する。
【００５３】
以上のように、本実施形態では、バックアップ回路２のパルス発生回路３が励磁コイル１２１Ａ，１２１Ｂへ停電時の回転量を検出するために供給する励磁信号Ｐａ，Ｐｂに加えて補助的に断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄを供給する。断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄが励磁信号Ｐａ，Ｐｂを補助することにより、バックアップ回路２とレゾルバ１２０との間の接続経路が遮断していないときには、レゾルバ１２０の回転角度θに関わらず、検出コイル１２２の検出する信号を、断線検知用励磁信号Ｐｃ，Ｐｄの発生毎に必ず変化させることができる。バックアップ回路２とレゾルバ１２０との間の接続経路が遮断されているときには、検出コイル１２２の検出する信号は変化しないことから、停電中におけるケーブル３０の断線やコネクタの脱落を確実に検知することができる。
また、本実施形態によれば、接続経路の遮断を検出するために、フォトカプラー等を使用する必要がなく、消費電力が増加することがない。
また、断線検知回路１１は、ケーブル３０のインピーダンスの大きさに影響を受けないため、ケーブル３０の延長化が可能となる。
【００５４】
なお、上述した実施形態では、３つのフリップフロップ回路２５１〜２５３を使用してディジタルフィルタを構成した。検知速度と耐ノイズ性の兼ね合いにより、ディジタルフィルタを構成するフリップフロップ回路の個数は適宜変更可能である。
【００５５】
第２実施形態
図１１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１１において、第１の実施形態に係るレゾルバ信号処理装置と同一の構成部分には同一の符号を使用している。
図１１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１２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／断線検知用励磁データ保持部１０５と、停電検出回路１０６と、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂと、コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂと、回転量検出部１０９と、クロック発生回路１１０と、断線検知回路１１１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。
【００５６】
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、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの入力端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５７】
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、角度変換回路１２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の両端にそれぞれ電気的に接続されている。
【００５８】
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、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。
【００５９】
停電検知回路１０６は、上述した実施形態に係る停電検知回路６と同様の機能を有し、主電源２５からバックアップ回路１０２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１０６ｓをパルス発生回路１０３へ出力する。
【００６０】
非停電時励磁データ保持部１０４は、上述した第１の実施形態に係る非停電時励磁データ保持部４と同様に、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。
停電時／断線検知用励磁データ保持部１０５は、上述した第１の実施形態に係る停電時／断線検知用励磁データ保持部５と同様に、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。
【００６１】
パルス発生回路１０３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１０４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１０３は、励磁切換信号１００ａｓが入力されると、停電時／断線検知用励磁データ保持部１０５に記憶された励磁データに基づいて、図１２に示す励磁信号Ｐａと断線検知用励磁信号Ｐｃとを出力する。
励磁信号Ｐａは本発明の回転量検出用励磁信号の一実施態様であり、断線検知用励磁信号Ｐｃは本発明の断線検知用励磁信号の一実施態様である。
【００６２】
磁信号Ｐａは、パルス発生回路１０３の出力端Ａ１から所定周期Ｔ1 で発生されるパルス幅Ｔ2 のパルス状の信号である。この励磁信号Ｐａは、コイル１２２に供給される。
断線検知用励磁信号Ｐｃは、パルス発生回路１０３の出力端Ａ３から所定周期Ｔ4 で発生されるパルス幅Ｔ2 のパルス状の信号である。この断線検知用励磁信号Ｐｃはコイル１２２に供給され、励磁信号Ｐａとは極性が反転した信号である。
断線検知用励磁信号Ｐｃは、磁信号Ｐａが発生したのち、所定時間Ｔ3 だけ遅れて発生される。
周期Ｔ1 と周期Ｔ4 とは同じでもよいが、パルス発生回路１０３の消費する電力を低減する観点から、発生周期Ｔ1 よりも長くするのが好ましい。なお、周期Ｔ4 を周期Ｔ1 よりも延ばした場合には、周期Ｔ4 は周期Ｔ1 の整数倍となる。
【００６３】
差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂは、上述した第１の実施形態に係る差動入力アンプ７と同様の構成である。
差動入力アンプ１０７Ａは、励磁信号によってコイル１２１Ａの両端に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。
差動入力アンプ１０７Ｂは、励磁信号によってコイル１２１Ｂの両端に発生した誘起電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する。
【００６４】
コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂは、上述した第１の実施形態に係るコンパレータ８と同様の構成である。
コンパレータ１０８Ａは、差動入力アンプ１０７Ａの出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、生成したコンパレート信号ＣＯＭＰＡを回転量検出部１０９へ出力する。
コンパレータ１０８Ｂは、差動入力アンプ１０７Ｂの出力電圧を上記した基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートし、生成したコンパレート信号ＣＯＭＰＢを回転量検出部１０９へ出力する。
なお、コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂにおけるコンパレート電圧は、第１の実施形態と同様に設定される。
【００６５】
回転量検出部１０９は、コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂのコンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢを、たとえば、励磁信号の立ち下がりに同期したラッチタイミング、あるいは、このラッチタイミング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。
Ａ相およびＢ相のコンパレート信号をそれぞれラッチすることにより、図８に示したのと同様のＡ相データおよびＢ相データが得られる。
そして、得られたＡ相信号およびＢ相信号から、レゾルバ１２０のステータに対するロータの回転量を検出し、これを記憶する。
【００６６】
クロック発生回路１１０は、上述した第１の実施形態に係るクロック発生回路１０と同様に、断線検出用励磁信号Ｐｃの発生周期に対応してクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２を生成し、これを断線検知回路１１１へ供給する。
クロック信号ＣＬＫ１は、励磁信号Ｐａが発生される時点より所定時間だけ前に発生され、クロック信号ＣＬＫ２は、断線検知用励磁信号Ｐｃが発生された時点から所定時間だけ後に発生される。
【００６７】
断線検知回路１１１は、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０とを結ぶケーブルの断線、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との間に用いられているコネクタの脱落、切換スイッチ群１５０，１５１の故障等によるバックアップ回路２とレゾルバ１２０との接続経路の遮断を検知する。
図１３に断線検知回路１１１の回路構成の一例を示す。
図１３に示す断線検知回路１１１は、上述した第１の実施形態に係る断線検知回路１１のフリップフロップ回路２５０のリセット端子／ＲＳＴの入力段にオア回路２６０を追加したものである。
オア回路２６０は、コンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢが入力され、これらのオアをとってフリップフロップ回路２５０へ出力する。
【００６８】
次に、上記構成のレゾルバ信号処理装置１０１の動作の一例について説明する。
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１２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１０２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１０３は、停電検知回路１０６からの検知信号１０６ｓが解除される。
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。
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。
【００６９】
次いで、コントローラ１００は、角度変換回路１２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１２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。
【００７０】
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／断線検知用励磁データ保持部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１２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１０３は、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。
【００７１】
次いで、コントローラ１００は、角度変換回路１２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１２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。
【００７２】
制御電源１４０のオフ時
制御電源１４０をオフすると、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１２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。
【００７３】
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。
また、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Ｔｂとの接続を指示する切換信号１５０ｓ，１５１ｓを出力する。
【００７４】
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／断線検知用励磁データ保持部１０５に切り換える。
また、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂとコイル１２１Ａ，１２１Ｂとが接続され、パルス発生回路１０３の出力端Ａ１，Ａ３とコイル１２２の端部Ｒ１，Ｒ２とが接続される。
【００７５】
これにより、コイル１２２へは、図１２に示した励磁信号Ｐａおよび断線検知用励磁信号Ｐｃ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。
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１２に示した励磁信号Ｐａの発生周期Ｔ1 および断線検知用励磁信号Ｐｃの発生周期Ｔ4 を所定倍（たとえば、１６倍）に延ばす。
【００７６】
図１４は、励磁信号Ｐａおよび断線検知用励磁信号Ｐｃをコイル１２２へ供給したときに、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。なお図１４に示す出力電圧は、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力電圧である。
図１４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。
また、図１４からわかるように、断線検知用励磁信号Ｐｃを印加することにより、回転角度θがいずれであっても、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力の少なくとも一方は、基準電圧Ｖｂに対して正方向および負方向の両側に変化する。すなわち、断線検知用励磁信号Ｐｃを印加しないと、たとえば、回転角度θが０°，２７０°，３１５°，３６０°のような場合には、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力は、基準電圧Ｖｂに対して正方向または負方向の一方向にしか変化しない。
一方、ケーブルの断線やコネクタの脱落によりバックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されていると、励磁信号Ｐａおよび断線検知用励磁信号Ｐｃに対する応答は発生しない。
【００７７】
差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力電圧は、コンパレータ１０８によって、コンパレート電圧Ｖｓでコンパレートされる。
このとき、コンパレート電圧Ｖｓを基準電圧Ｖｂに対してプラスまたはマイナス方向にわずかに異ならせてコンパレートする。これにより、差動入力アンプ１０７Ａ，１０７Ｂの出力電圧から、励磁信号Ｐａおよび断線検知用励磁信号Ｐｃによる変化のみを検出することが可能となる。
【００７８】
図１５は、コンパレータ１０８Ａ，１０８Ｂによりコンパレート電圧Ｖｓでコンパレートしたコンパレート信号の例を示す図である。なお、図１５の（ａ）はＡ相（コンパレータ１０８Ａ）のコンパレート信号ＣＯＭＰＡ、（ｂ）はＡ相（コンパレータ１０８Ｂ）のコンパレート信号ＣＯＭＰＢ、（ｃ）はコンパレート信号ＣＯＭＰＡとコンパレート信号ＣＯＭＰＢとのオアをとったものである。
図１５に示すように、コンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢ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、このコンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢ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あるいはこのラッチタイミングＬｐａから所定時間だけずらしたラッチタイミングでラッチする。
【００７９】
コンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢ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、図８に示したのと同様のＡ相データおよびＢ相データが得られる。
【００８０】
また、図１５（ｃ）から分かるように、断線検知用励磁信号Ｐｃを印加したことにより、ケーブルの断線等が発生していないときは、ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢの信号は必ず変化するのがわかる。
すなわち、励磁信号Ｐａだけでは、回転角度θによってはＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢの信号が変化しない場合もあるが、断線検知用励磁信号Ｐｃを補助的に印加することにより、断線検知用励磁信号Ｐｃを印加した時に、確実にコンパレート信号を変化させることが可能となる。
一方、ケーブルの断線等が発生しているときには、コンパレート信号は、常に”１”（ハイレベル）となる。
【００８１】
断線検知回路１１１には、コンパレータ１０８Ａからコンパレート信号ＣＯＭＰＡ，ＣＯＭＰＢが入力されるとともに、クロック発生回路１１０からクロック信号ＣＬＫ１，ＣＬＫ２が入力される。
図１６は、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路１１１における各信号のタイミングチャートである。
図１６に示すように、クロック信号ＣＬＫ１は、励磁信号Ｐａが入力される時点よりも所定時間だけ前にフリップフロップ回路２５０に入力される。
クロック信号ＣＬＫ２は、断線検知用励磁信号Ｐｃが入力された時点よりも所定時間だけ後にフリップフロップ回路２５１〜２５３に入力される。
【００８２】
クロック信号ＣＬＫ１が入力されることにより、フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑからの出力信号Ｑ１は、ハイレベルとなる。
その後、フリップフロップ回路２５０のリセット端子／ＲＳＴにオア回路２６０の出力信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢが入力されると、出力信号Ｑ１はローレベルになる。
【００８３】
非断線時においては、フリップフロップ回路２５１〜２５３のクロック端子ＣＬＫにクロック信号ＣＬＫ２が入力される時点で、入力端子Ｄにはローレベルの信号が常に入力されるので、フリップフロップ回路２５１〜２５３の出力端子Ｑからはローレベルの信号が出力される。このため、アンド回路２５５の出力信号は、常にローレベルとなり変化しない。
したがって、最終段のフリップフロップ回路２５４のクロック端子ＣＬＫへ入力される信号が変化しないため、フリップフロップ回路２５４の出力端子Ｑから出力される検知信号１１１ｓは、図１６に示したように、常にローレベルとなる。
コントローラ１００は、再び制御電源１４０を投入したときに、この検知信号１１ｓがローレベルの場合には、ケーブルの断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生していないと判断する。
【００８４】
図１７は、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との接続経路が遮断されたときの、断線検知回路１１１における各信号のタイミングチャートである。
図１７に示すように、断線が発生すると、断線検知回路１１１へオア回路２６０の出力信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢが入力されなくなる。断線検知回路１１へ信号ＣＯＭＰＡ＋ＣＯＭＰＢが入力されなくなると、フリップフロップ回路２５０の出力端子Ｑの出力信号Ｑ１は、クロック信号ＣＬＫ１が入力されたのち、”１”（ハイレベル）に維持される。
このため、断線検知用励磁信号Ｐｃの発生毎に、フリップフロップ回路２５１、２５２および２５３の順に、断線検出結果としての”１”（ハイレベル）の信号を保持する。
フリップフロップ回路２５１、２５２および２５３のすべてが、”１”（ハイレベル）の信号を保持すると、アンド回路２５５の出力信号は、”１”（ハイレベル）の信号となる。
これにより、フリップフロップ回路２５４の出力する検知信号１１ｓは、図１７に示すように、”１”（ハイレベル）となる。
【００８５】
コントローラ１００は、再び制御電源１４０を投入したときに、この検知信号１１１ｓがハイレベルの場合には、ケーブルの断線やコネクタの脱落による接続経路の遮断が発生したと判断する。
【００８６】
以上のように、本実施形態では、バックアップ回路１０２のパルス発生回路１０３がコイル１２２へ停電時の回転量を検出するために供給する励磁信号Ｐａに加えて補助的に断線検知用励磁信号Ｐｃを供給する。これにより、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との間の接続経路が遮断していないときには、レゾルバ１２０の回転角度θに関わらず、コイル１２１Ａ，１２１Ｂの検出する信号を、断線検知用励磁信号Ｐｃの発生毎に必ず変化させることができる。バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０との間の接続経路が遮断されているときには、コイル１２１Ａ，１２１Ｂの検出する信号は変化しないことから、停電中におけるケーブルの断線やコネクタの脱落を確実に検知することができる。
また、本実施形態によれば、接続経路の遮断を検出するために、フォトカプラー等を使用する必要がなく、消費電力が増加することがない。
また、断線検知回路１１１は、バックアップ回路１０２とレゾルバ１２０とを結ぶケーブルのインピーダンスの大きさに影響を受けないため、ケーブルの延長化が可能となる。
【００８７】
【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／断線検知用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】差動入力アンプおよびコンパレータの回路の一例を示す図である。
【図５】断線検知回路の一例を示す図である。
【図６】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７】コンパレート信号の一例を示すグラフである。
【図８】Ａ相データおよびＢ相データの一例を示す図である。
【図９】バックアップ回路とレゾルバとの接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路における各信号のタイミングチャートである。
【図１０】接続経路が遮断されたときの、断線検知回路における各信号のタイミングチャートである。
【図１１】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１２】パルス発生回路において、停電時／断線検知用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１３】断線検知回路の構成例を示す回路図である。
【図１４】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１５】コンパレート信号およびこれらを合成した信号の例を示すグラフである。
【図１６】バックアップ回路とレゾルバとの接続経路が遮断されていないときの、断線検知回路における各信号のタイミングチャートである。
【図１７】接続経路が遮断されたときの、断線検知回路における各信号のタイミングチャートである。
【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／断線検知用励磁データ保持部
６，１０６…停電検知回路
７，１０７Ａ，１０７Ｂ…差動入力アンプ
８，１０８Ａ，１０８Ｂ…コンパレータ
９，１０９…回転量検出部
１０，１１０…クロック発生回路
１１，１１１…断線検知回路
１２…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
Claims (5)
- 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、
前記レゾルバと接続され、主電源からの電力の供給が遮断されているときにバックアップ電源から電力の供給を受けて動作するバックアップ回路を有し、
前記バックアップ回路は、
前記第１のコイルおよび第２のコイルの一方へパルス状の励磁信号を供給するパルス発生手段と、
前記第１のコイルおよび第２のコイルの他方によって検出された信号に基づいて、前記バックアップ電源から電力の供給を受けている間に発生した前記第１および第２のコイルの相対回転量を検出する回転量検出手段と、
前記第１のコイルおよび第２のコイルの前記他方によって検出された信号に基づいて、前記レゾルバと前記バックアップ回路との接続経路の遮断の有無を検知する断線検知手段と
を有し、
前記パルス発生手段は、前記相対回転量を検出するための所定周期のパルス状の回転量検出用励磁信号と前記接続経路の遮断の有無を検出するための所定周期のパルス状の断線検知用励磁信号とを前記第１および第２のコイルの前記一方に供給し、
前記回転量検出用励磁信号と断線検知用励磁信号とは、極性が反対である
レゾルバ信号処理装置。 - 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、第１の励磁データに基づいてパルス状の励磁信号を前記第１および第２のコイルの前記一方又は前記他方に供給し、前記バックアップ電源から電力を受けているときには、第２の励磁データに基づいて、前記回転量検出用励磁信号と前記断線検知用励磁信号とを前記第１および第２のコイルの前記一方に供給する
請求項１に記載のレゾルバ信号処理装置。 - 前記断線検知用励磁信号の発生周期は、前記回転量検出用励磁信号の発生周期よりも長い
請求項１又は２に記載のレゾルバ信号処理装置。 - 前記バックアップ回路は、
前記第１および第２のコイルの他方に発生する電圧が基準電圧で差動入力され、これを増幅する差動入力アンプと、
前記差動入力アンプの出力電圧を前記基準電圧と異なるコンパレート電圧でコンパレートするコンパレータと、
を有し、
前記回転量検出手段は、前記コンパレータのコンパレート信号を前記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相信号および第２相信号から前記相対回転量を検出する回路を有し、
前記断線検知手段は、前記コンパレータのコンパレート信号に基づいて、前記接続経路の遮断の有無を検知する検知信号を生成する断線検知回路を有する
請求項１〜３のいずれかに記載のレゾルバ信号処理装置。 - 前記断線検知回路は、
前記断線検知用励磁信号の発生周期毎に前記コンパレート信号の変化の有無を検出する第１の検出回路と、
前記第１の検出回路の検出結果を複数の前記発生周期に渡って保持し、複数の前記発生周期における前記検出結果に基づいて、前記接続経路の遮断の有無を検知する検知信号を生成する第２の検出回路と
を有する請求項４に記載のレゾルバ信号処理装置。
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