JP2005204388A - Apparatus and method for generating rotating angle detecting timing - Google Patents
Apparatus and method for generating rotating angle detecting timing Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005204388A JP2005204388A JP2004007152A JP2004007152A JP2005204388A JP 2005204388 A JP2005204388 A JP 2005204388A JP 2004007152 A JP2004007152 A JP 2004007152A JP 2004007152 A JP2004007152 A JP 2004007152A JP 2005204388 A JP2005204388 A JP 2005204388A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- timing
- excitation signal
- rotation angle
- period
- angle detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、回転体の回転角を検出するためのタイミングを生成する、回転角検出タイミング生成装置および回転角検出タイミング生成方法に関するものである。 The present invention relates to a rotation angle detection timing generation device and a rotation angle detection timing generation method for generating a timing for detecting a rotation angle of a rotating body.
例えば、ブラシレスモータ等の回転体においては、電気角度に応じた回転磁界を発生させるために、ロータの回転位置(回転角)をレゾルバ等の検出器により検出し、この検出信号に基づき三相ブリッジを制御部が駆動する方式が採られる。また、制御部は、これら検出器により回転体の回転方向も検出している。 For example, in a rotating body such as a brushless motor, the rotational position (rotation angle) of the rotor is detected by a detector such as a resolver in order to generate a rotating magnetic field corresponding to the electrical angle, and a three-phase bridge is detected based on this detection signal. A method in which the control unit drives is adopted. The control unit also detects the rotational direction of the rotating body using these detectors.
レゾルバは、回転トランスの一種であり、2個のステータ巻線と1個のロータ巻線を備えている。2個のステータ巻線は、機械的に90度の角度で配置されている。ステータ巻線との磁気結合により得られる信号の振幅は、ロータ(軸)の位置とステータとの相対位置の関数になる。このため、レゾルバからは、入力された励磁信号に基づいて、軸角度のsin成分(正弦波)およびcos成分(余弦波)で変調された、2種類の出力信号が得られる。 The resolver is a kind of rotary transformer, and includes two stator windings and one rotor winding. The two stator windings are mechanically arranged at a 90 degree angle. The amplitude of the signal obtained by magnetic coupling with the stator winding is a function of the position of the rotor (shaft) and the relative position of the stator. For this reason, from the resolver, two types of output signals modulated with a sin component (sine wave) and a cos component (cosine wave) of the shaft angle are obtained based on the input excitation signal.
回転体の位置を検出する場合には、励磁信号の電圧値が最大となる時期(即ち、図5(a)において、sinωt=1となるとき)にsin成分およびcos成分の出力信号を検出することが知られている。(特許文献1参照)。この励磁信号の電圧値が最大となる時期を検出する方法としては、励磁信号の電圧値を微分して、この微分値に基づいて、励磁信号の電圧値が最大となったかどうかを判定する方法が一般的に知られている。 When detecting the position of the rotating body, the output signals of the sin component and the cos component are detected at the time when the voltage value of the excitation signal becomes maximum (that is, when sin ωt = 1 in FIG. 5A). It is known. (See Patent Document 1). As a method of detecting the time when the voltage value of the excitation signal becomes maximum, a method of differentiating the voltage value of the excitation signal and determining whether the voltage value of the excitation signal has become maximum based on this differential value. Is generally known.
上述した電圧を微分してsinωt=1となる時期を検出する方法では、大容量即ち体格の大きなコンデンサが必要となる。このように、コンデンサの体格が大型となるため、コンデンサをIC等に内蔵できないという欠点がある。よって、回路規模が大きくなり、その回路を実装する基板および基板を収納するハウジングの大型化を招いてしまう。この結果、コストの上昇に繋がる。また、微小な電気的なノイズにも誤動作を引き起こす可能性があり、安定した出力を得ることができないという懸念点もある。 In the above-described method of differentiating the voltage and detecting the time when sin ωt = 1, a capacitor having a large capacity, that is, a large physique is required. As described above, since the size of the capacitor becomes large, there is a drawback that the capacitor cannot be built in an IC or the like. Therefore, the circuit scale becomes large, and the size of the board on which the circuit is mounted and the housing that houses the board are increased. As a result, the cost increases. In addition, there is a concern that even a minute electric noise may cause a malfunction, and a stable output cannot be obtained.
上記問題点を背景として、本発明の課題は、コンデンサ等の大型部品を用いずに低コストで実現可能な回転角検出タイミング生成装置および回転角検出タイミング生成方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a rotation angle detection timing generation device and a rotation angle detection timing generation method that can be realized at low cost without using large components such as capacitors.
本発明は、上記課題を解決するための回転角検出タイミング生成装置を提供するものである。即ち、請求項1によれば、
回転体の回転角に応じて互いに所定の位相差をもつ2種類の正弦波信号電圧を発生するレゾルバと、2種類の正弦波信号電圧を発生させるための励磁信号をレゾルバに供給する励磁信号供給手段と、励磁信号(正弦波)の特定位相タイミング(位相角“ωt=0”)である励磁信号が平均電圧から立ち上がったときを検出する検出手段と、励磁信号の周期を計測する周期計測手段と、計測された励磁信号の周期の値から、励磁信号が平均電圧から立ち上がったときから励磁信号の値が最大となるまでの時間を求める演算手段と、励磁信号が平均電圧から立ち上がったときからの経過時間が演算された時間と一致したときを、2種類の正弦波信号電圧の値を測定するためのタイミングとするタイミング生成手段とを備えることを特徴とする回転角検出タイミング生成装置である。
The present invention provides a rotation angle detection timing generation device for solving the above-described problems. That is, according to
An excitation signal supply that supplies two types of sine wave signal voltages having a predetermined phase difference to each other according to the rotation angle of the rotating body and an excitation signal for generating two types of sine wave signal voltages to the resolver. Means, detection means for detecting when the excitation signal at a specific phase timing (phase angle “ωt = 0”) of the excitation signal (sine wave) rises from the average voltage, and period measurement means for measuring the period of the excitation signal From the measured excitation signal cycle value, the calculation means to obtain the time from when the excitation signal rises from the average voltage until the excitation signal value becomes maximum, and from when the excitation signal rises from the average voltage And a timing generation means for setting a timing for measuring the values of two kinds of sinusoidal signal voltages when the elapsed time of the time coincides with the calculated time. A detection timing generator.
上記構成では、励磁信号の周期に基づいて演算によって2種類の正弦波信号電圧の値を測定するためのタイミングを生成している。このため、励磁信号の値が平均電圧から立ち上がったときさえ検出できればよい。よって、従来技術のように励磁信号の全域において波形の微分を行なう必要がなくなり。そのための回路あるいは演算プログラムが不要となり、その分のコストを低減できる。 In the above configuration, the timing for measuring the values of the two types of sine wave signal voltages is generated by calculation based on the period of the excitation signal. For this reason, it is only necessary to detect even when the value of the excitation signal rises from the average voltage. Therefore, there is no need to differentiate the waveform over the entire excitation signal as in the prior art. A circuit or calculation program for that purpose is unnecessary, and the cost can be reduced accordingly.
請求項2によれば、本発明の回転角検出タイミング生成装置における検出手段、周期計測手段、演算手段及びタイミング生成手段は、ディジタル論理回路により構成することができる。 According to the second aspect, the detection means, the period measurement means, the calculation means, and the timing generation means in the rotation angle detection timing generation apparatus of the present invention can be configured by a digital logic circuit.
例えば、励磁信号の値が平均電圧から立ち上がったときを検出する検出回路(検出手段)と、励磁信号の値が平均電圧から立ち上がったときを基準に励磁信号の周期を計測する周期計測回路(周期計測手段)と、計測された励磁信号の周期の値から、励磁信号の値が平均電圧から立ち上がったときから励磁信号の値が最大となるまでの時間を求める演算回路(演算手段)と、励磁信号の値が平均電圧から立ち上がったときからの経過時間が演算された時間と一致したときを、2種類の正弦波信号電圧の値を測定するためのタイミングとするタイミング生成回路(タイミング生成手段)という構成をとることができる。 For example, a detection circuit (detection means) that detects when the value of the excitation signal rises from the average voltage, and a period measurement circuit (cycle) that measures the period of the excitation signal based on when the value of the excitation signal rises from the average voltage Measuring means), an arithmetic circuit (calculating means) for calculating the time from when the excitation signal value rises from the average voltage to the maximum excitation signal value from the measured excitation signal cycle value, and excitation Timing generation circuit (timing generation means) that uses a timing for measuring the values of two types of sinusoidal signal voltages when the elapsed time from when the signal value rises from the average voltage coincides with the calculated time The configuration can be taken.
ディジタル論理回路はICによって構成され、コンデンサ等の大型の部品を必要としない。上記構成によって、ディジタル論理回路を実装する基板および基板を収納する筐体を小型化することができ、製造コストを低減できる。 The digital logic circuit is constituted by an IC and does not require a large component such as a capacitor. With the above structure, the board on which the digital logic circuit is mounted and the housing for housing the board can be reduced in size, and the manufacturing cost can be reduced.
請求項3によれば、本発明の回転角検出タイミング生成装置におけるタイミング生成回路は、励磁信号の値が平均電圧から立ち上がったときを検出してから励磁信号の周期をクリアするまでのディレイ期間を生成するディレイ期間生成回路を含み、ディレイ期間中にタイミングを生成し、ディレイ期間終了後に励磁信号の周期の値をクリアする構成をとることができる。本構成によって、測定された励磁信号の周期を確実にタイミング生成に用いることができ、かつ次の励磁信号の波形の周期も測定可能となる。
According to
請求項4によれば、本発明の回転角検出タイミング生成装置は、運転者のステアリング動作を補助するための電動モータを備えた電動パワーステアリング装置の制御装置に適用され、電動モータの回転角を検出するために用いることができる。電動モータの回転角を検出する手段としてレゾルバが広く用いられている。本構成によって、適切な時期に電動モータの回転角を検出することができるので、電動パワーステアリング制御装置の制御の精度が向上する。
According to
請求項5によれば、本発明の回転角検出タイミング生成方法は、回転体の回転角に応じて互いに所定の位相差をもつ2種類の出力信号を発生するレゾルバに入力される第1の工程と、2種類の出力信号を発生させるための正弦波である励磁信号の周期を計測する第2の工程と、その周期から励磁信号の所定の位相タイミングに基づいて、励磁信号が最大となるまでの時間を求める第3の工程と、励磁信号の所定の位相タイミングから演算された時間まで経過したときに、2種類の出力信号を測定するためのタイミングを生成する第4の工程とによって構成されることを特徴とする。 According to claim 5, the rotation angle detection timing generation method of the present invention is a first step of inputting to a resolver that generates two types of output signals having a predetermined phase difference from each other according to the rotation angle of the rotating body. And a second step of measuring the period of the excitation signal, which is a sine wave for generating two types of output signals, and from the period until the excitation signal becomes maximum based on a predetermined phase timing of the excitation signal And a fourth step of generating a timing for measuring two types of output signals when a time calculated from a predetermined phase timing of the excitation signal has elapsed. It is characterized by that.
上記構成によって、従来技術のように励磁信号の全域において励磁信号の波形の微分を行なう必要がなくなり。そのための回路あるいは演算プログラムが不要となり、その分のコストを低減できる。 With the above configuration, it is not necessary to differentiate the waveform of the excitation signal over the entire excitation signal as in the prior art. A circuit or calculation program for that purpose is unnecessary, and the cost can be reduced accordingly.
請求項6によれば、本発明の回転角検出タイミング生成方法の第4の工程におけるタイミングの生成は、励磁信号の値が平均電圧から立ち上がったときを検出してから励磁信号の周期をクリアするまでのディレイ期間中に実施し、ディレイ期間終了後に励磁信号の周期の値をクリアするものである。本構成によって、測定された励磁信号の周期を確実にタイミング生成に用いることができ、かつ次の励磁信号の波形の周期も測定可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, the generation of the timing in the fourth step of the rotation angle detection timing generation method of the present invention clears the period of the excitation signal after detecting when the value of the excitation signal rises from the average voltage. This is performed during the delay period until the excitation signal period is cleared after the delay period ends. With this configuration, the measured excitation signal cycle can be reliably used for timing generation, and the waveform cycle of the next excitation signal can also be measured.
請求項7によれば、本発明の回転角検出タイミング生成方法は、運転者のステアリング動作を補助するための電動モータを備えた電動パワーステアリング装置の制御装置に適用され、電動モータの回転角を検出するために用いることができる。電動モータの回転角を検出する手段としてレゾルバが広く用いられている。本構成によって、適切な時期に電動モータの回転角を検出することができるので、電動パワーステアリング制御装置の制御の精度が向上する。 According to claim 7, the rotation angle detection timing generation method of the present invention is applied to a control device for an electric power steering apparatus including an electric motor for assisting a driver's steering operation, and the rotation angle of the electric motor is determined. Can be used to detect. A resolver is widely used as means for detecting the rotation angle of an electric motor. With this configuration, the rotation angle of the electric motor can be detected at an appropriate time, so that the control accuracy of the electric power steering control device is improved.
請求項8によれば、本発明の回転角検出タイミング生成装置および回転角検出タイミング生成方法における励磁信号の所定の位相タイミングを、励磁信号(正弦波)の波形がゼロから立ち上がったときである構成をとることができる。一般に信号波形がゼロから立ち上がったときを検出する方法は、周知のオペアンプ等の集積回路で比較的容易に実現できる。また、正弦波は正と負の両方の値をとるため、負の値から正の値に変化した(ゼロクロス)タイミングを以って波形がゼロから立ち上がったと判定することができる。このゼロクロスタイミングを検出する方法が正弦波の他の値を検出する方法に比べて最も簡易な回路構成で実現することができる。よって、回路を構成する部品も最小限で済み、コストの上昇にはつながらない。
According to
ところで、上述したように、レゾルバにより回転体の位置を検出する場合には、励磁信号の電圧値が最大となる時期(即ち、図5(a)において、sinωt=1となるとき)にsin成分およびcos成分の出力信号を検出する必要がある。このsinωt=1となる時期は、正弦波であるレゾルバの励磁信号が平均電圧から立ち上がったときを基準として周期の1/4時間タイミングであることが知られている。よって、励磁信号の値が平均電圧から立ち上がったときからの経過時間が励磁信号の周期の値の1/4の時間と一致したときを回転角検出タイミングとすれば、最も適切な回転角検出タイミング生成装置および回転角検出タイミング生成方法を構成することができる。 Incidentally, as described above, when the position of the rotating body is detected by the resolver, the sine component at the time when the voltage value of the excitation signal becomes maximum (that is, when sin ωt = 1 in FIG. 5A). And the output signal of the cos component needs to be detected. It is known that the time when sin ωt = 1 is a ¼ hour timing of the cycle with reference to the time when the excitation signal of the resolver which is a sine wave rises from the average voltage. Therefore, if the rotation angle detection timing is when the elapsed time from when the value of the excitation signal rises from the average voltage coincides with ¼ of the period value of the excitation signal, the most appropriate rotation angle detection timing A generation device and a rotation angle detection timing generation method can be configured.
コンデンサ等の大型部品を用いずに低コストで実現可能な回転角検出タイミング生成装置および回転角検出タイミング生成方法を、励磁信号の値が平均電圧から立ち上がったときからの経過時間が励磁信号の周期の値の1/4の時間と一致したときを回転角検出タイミングとすることにより実現した。 The rotation angle detection timing generation device and the rotation angle detection timing generation method that can be realized at low cost without using large parts such as capacitors, the time elapsed from when the value of the excitation signal rises from the average voltage is the period of the excitation signal. This is realized by setting the rotation angle detection timing to coincide with the time of 1/4 of the value of.
以下、本発明の回転角検出タイミング生成装置および回転角検出タイミング生成方法について図面を用いて説明する。図1は本発明の回転角検出タイミング生成方法に基づく回転角検出タイミング生成装置を三相ブラシレスDCモータの制御装置に適用したブロック回路図である。なお、本発明の回転角検出タイミング生成装置および回転角検出タイミング生成方法の適用範囲を三相ブラシレスDCモータの制御装置に限定するものではない。 Hereinafter, a rotation angle detection timing generation device and a rotation angle detection timing generation method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block circuit diagram in which a rotation angle detection timing generation device based on a rotation angle detection timing generation method of the present invention is applied to a control device for a three-phase brushless DC motor. Note that the application range of the rotation angle detection timing generation device and the rotation angle detection timing generation method of the present invention is not limited to the control device for a three-phase brushless DC motor.
1は三相ブラシレスDCモータ(以下、単にモータとも略称する)、2はモータ1の駆動制御等を行なうための制御回路、3はモータ1を駆動するための三相インバータ装置を含む駆動回路、4,5は電流センサ、6はレゾルバ、8は平滑コンデンサである。
1 is a three-phase brushless DC motor (hereinafter also simply referred to as a motor), 2 is a control circuit for performing drive control of the
駆動回路3は、制御回路2から入力される三相インバータ回路駆動用の3相ゲート制御信号電圧に基づいて、三相交流電圧を形成してモータ1に印加する。三相インバータ回路3の回路構成および動作自体は通常のものであり、周知であるので詳細の説明については省略する。
The
レゾルバ6は、モータ1の回転軸に固定されたロータに巻装されて正弦波励磁電圧Vsinωtが印加される励磁巻線と、互いに電気角θ=π/2(90°)離れてステータに巻装された一対の出力巻線とを有し、両出力巻線は、一対の出力電圧としてSIN出力信号電圧、COS出力信号電圧を出力する。従って、SIN出力信号電圧はVm×sinωt×sinθ、COS出力信号電圧は、Vm×sinωt×cosθとなる。以下、振幅の最大値Vmを1と仮定した場合には、SIN出力信号電圧をSIN出力信号(sinωt×sinθ)と呼称し、COS出力信号電圧をCOS出力信号(sinωt×cosθ)と呼称する。同様に、正弦波励磁電圧V×sinωtにおいて、振幅の最大値Vを1と仮定した場合には、正弦波励磁電圧V×sinωtはsinωtとなるので、これを励磁信号と呼称する。
The resolver 6 is wound around a rotor fixed to the rotation shaft of the
励磁信号は、図1のように制御回路2からのパルス信号などの基準信号が入力され、基準信号に基づいて励磁信号発生回路7(本発明の励磁信号供給手段)によって所定の振幅の波形となりレゾルバ6に供給される。また、励磁信号発生回路7が制御回路2に内蔵される構成としてもよい。
As shown in FIG. 1, a reference signal such as a pulse signal from the
制御回路2は周知のマイクロコンピュータおよびその周辺回路を含み、電流センサ4,5から入力された2相電流から他の1相電流を形成し、これら3相電流と、レゾルバ6からの回転角信号と、外部からの指令に基づいて三相インバータ回路3に出力する合計6つの3相ゲート電圧信号の大きさとタイミングを決定して三相インバータ回路3に出力し、三相ブラシレスDCモータ1を駆動制御する。この種の三相ブラシレスDCモータ駆動制御自体は種々のバリエーションを含めてもはや周知であり、かつ、本発明の要旨でもないので、詳細な説明は省略する。なお、制御回路2は、専用のハードウエアロジックやデジタルシグナルプロッセッサで構成してもよい。
The
図5(a)はレゾルバ6の励磁信号sinωt、図5(b)はSIN出力信号sinωt×sinθ、図5(c)はCOS出力信号sinωt×cosθの波形例を示したものである。ここで、レゾルバ6から出力されるSIN出力信号とCOS出力信号とは、レゾルバ6に入力される励磁信号sinωtの瞬時値が1となるタイミングにおいて、SIN出力信号sinωt×sinθはsinθとなり、COS出力信号sinωt×cosθはcosθとなる。この励磁信号sinωt=1となるタイミングでサンプリングしたSIN出力信号sinθ、COS出力信号cosθを、図5(d)に示す。 5A shows an example of the waveform of the excitation signal sin ωt of the resolver 6, FIG. 5B shows the waveform of the SIN output signal sin ωt × sin θ, and FIG. 5C shows the waveform of the COS output signal sin ωt × cos θ. Here, the SIN output signal sin ωt × sin θ becomes sin θ at the timing when the instantaneous value of the excitation signal sin ωt input to the resolver 6 becomes 1 for the SIN output signal and the COS output signal output from the resolver 6, and the COS output. The signal sin ωt × cos θ becomes cos θ. FIG. 5D shows the SIN output signal sin θ and the COS output signal cos θ sampled at a timing when the excitation signal sin ωt = 1.
また、制御回路2には、回転角検出タイミング生成回路10が接続されている。図2にこの回転角検出タイミング生成回路10の詳細を示す。回転角検出タイミング生成回路10は、立ち上がり信号検出部21(本発明の検出手段),タイミング生成部22(演算手段,タイミング生成手段,周期計測手段),アップカウンタ19およびダウンカウンタ20(演算手段,タイミング生成手段)によって構成される。以下、図2,図3および図4を用いて、それぞれの動作について述べる。
The
立ち上がり信号検出部21には励磁信号VREZIが励磁信号発生回路7から入力され、これを周知の比較回路11に入力する。比較回路11の電圧しきい値は0Vに設定されているので、図3のように励磁信号VREZIが正の値をとる場合にはHレベルを、負の値をとる場合はLレベルを出力する。また、励磁信号VREZIが負の値から正の値に変化するときに、比較回路11からの出力波形はLレベルからHレベルに変化する。これが、いわゆる立ち上がり波形で、この状態では励磁信号VREZIの値はゼロとなる。このタイミング(ゼロクロス点)を検出することをゼロクロス検出という。
An excitation signal VREZI is input from the excitation signal generation circuit 7 to the rising
比較回路11からの出力は2つに分岐され、その一方はディレイ回路12に入力される。ディレイ回路12は、入力された波形よりも所定の時間(t1)だけ遅らせて出力するものである(図3参照)。ディレイ回路12からの出力は正負を反転されてAND回路13に入力される。
The output from the
比較回路11から分岐されたもう一方の出力はAND回路13にそのまま入力される。AND回路13は周知の2つの入力の論理積を出力するもので、ディレイ回路12からの(反転)入力および比較回路11からの入力に対して、図3のように比較回路11の波形のLレベルからHレベルの立ち上がり時のみにパルス幅がt1のパルス波形を出力する。このパルス波形によって、比較回路11の波形の立ち上がり(即ち励磁信号VREZIのゼロクロス点)を確実に検出することができる。また、AND回路13は励磁信号VREZIのゼロクロス点を検出する毎に、すなわち、励磁信号VREZI波形の一周期毎にパルス波形を出力している。よって、AND回路13から出力されるパルス波形の立ち上がりから、次にAND回路13から出力されるパルス波形の立ち上がりまでの時間が励磁信号VREZI波形の一周期の時間となる。
The other output branched from the
AND回路13で生成されたパルス波形は、周知の2つの入力の論理和を出力するOR回路14に入力される。このOR回路14のもう一方の入力は、回路リセット信号fRESに接続されているが、回路リセット信号fRESは、回転角検出タイミング生成回路10が正常動作時には常にLレベルとなっているので論理和の生成に全く影響せず、OR回路14からの出力がそのままRSフリップフロップ15に入力される。
The pulse waveform generated by the AND
OR回路14を経由してAND回路13からのパルス波形が周知のRSフリップフロップ15に入力されると、RSフリップフロップ15はダウンカウンタ20に対して指令信号(パルス信号:図4参照)を送り、ダウンカウンタ20はアップカウンタ19からカウンタ値を読み込み、ダウンカウントを開始する。以下、詳細について述べる。
When the pulse waveform from the AND
RSフリップフロップ15からの信号はタイミング生成部22の周知のDフリップフロップ16にも入力される。タイミング生成部22ではRSフリップフロップ15からの指令に基づいてアップカウンタ19のカウンタ値がダウンカウンタ20に読み込まれた後に、アップカウンタ19のカウンタ値をゼロクリアするようにするためのディレイ時間を生成している。よって、本構成ではDフリップフロップ16,17,および18の3個で構成されているが、Dフリップフロップのディレイ特性およびダウンカウンタ20のカウンタ値読み込み時間によってDフリップフロップの個数は変化する。
The signal from the RS flip-
図4のように、RSフリップフロップ15の出力QがHレベルとなり、Dフリップフロップ16の入力DがHレベルが入力されて所定の時間(例えばt2)経過すると、Dフリップフロップ16の出力Qが所定の時間(例えばt3)Hレベルになる。Dフリップフロップ16の出力QがLレベルからHレベルに変化してDフリップフロップ17の入力Dに入力されてt2時間後にDフリップフロップ17の出力Qがt3時間Hレベルになる。同様に、Dフリップフロップ17の出力QがLレベルからHレベルに変化してt2時間後にDフリップフロップ18の出力Qがt3時間Hレベルになる。そして、Dフリップフロップ18の出力QがHレベルからLレベルに変化するタイミングでアップカウンタ19のカウンタ値がゼロクリアされる。つまり、RSフリップフロップ15の出力QがHレベルとなってからアップカウンタ19のカウンタ値がゼロクリアされるまでの時間Tは、t2(Dフリップフロップ16のディレイ時間)+t2(Dフリップフロップ17のディレイ時間)+t2(Dフリップフロップ18のディレイ時間)+t3(Dフリップフロップ18のHレベル出力時間)となる。この時間Tの間にアップカウンタ19のカウンタ値がダウンカウンタ20に読み込まれるようにする。
As shown in FIG. 4, when the output Q of the RS flip-
また、タイミング生成部22のDフリップフロップ16,17,および18は、クロックfQの信号を基準に動作している。なお、Dフリップフロップ17の出力QがLレベルからHレベルになったときに、この信号がRSフリップフロップ15のR1端子に入力され、RSフリップフロップ15の出力QがHレベルからLレベルになる。
Further, the D flip-
アップカウンタ19は周知のカウンタ回路であり、本実施例では二進数の10ビットカウンタを使用している。回路リセット信号fRESあるいはDフリップフロップ18からのリセット信号が入力されると、クロックfQからの信号に基づいてカウンタ値0から210−1までカウント(アップカウント)する。カウンタ値が210−1を超えると再び0からカウントを始める(図3参照)。
The up
Dフリップフロップ18の出力Qの状態がHレベルからLレベルに変化すると、アップカウンタ19のカウンタ値はゼロクリアされ、再度カウンタ値0からアップカウントを始める。そして、次にAND回路13からパルス波形が出力されるタイミング(すなわち励磁信号VREZI波形の一周期分の時間が経過した後)で再びゼロクリアされ、再度カウンタ値0からアップカウントを始める(図3参照)。よって、ゼロクリアされる直前のカウンタ値が励磁信号VREZI波形の一周期分の時間ということになる。
When the state of the output Q of the D flip-
ダウンカウンタ20も周知のカウンタ回路であり、本実施例では二進数の10ビットカウンタを使用している。回路リセット信号fRESからのリセット信号が入力されると、クロックfQからの信号に基づいてカウンタ値210−1から0までカウント(ダウンカウント)する。カウンタ値が0となった場合は再び210−1からカウントを始める。また、ダウンカウント中にカウンタ値を書き換えられた場合には、該書き換えられた値からダウンカウントを始める(図4参照)。
The
AND回路13からパルス波形が出力され、RSフリップフロップ15の出力QがLレベルからHレベルに変化して、その情報がダウンカウンタ20のC5端子に入力されると、ダウンカウンタ20はアップカウンタ19の現在のカウンタ値を読み出してダウンカウンタ20自身のカウンタ値を該読み出したカウンタ値の1/4の値に書き換える。
When a pulse waveform is output from the AND
図2において、アップカウンタ19のデータ出力部19a,ダウンカウンタ20のデータ入力部20aを、最下位ビット([1]の位置)から順にb0,b1,・・・,b9([512]の位置)ビット名をつけると、アップカウンタ19のデータ出力部19aのb2([4])がダウンカウンタ20のデータ入力部20aのb0([1])に接続され、アップカウンタ19のデータ出力部19aのb9([512])がダウンカウンタ20のデータ入力部20aのb7([128])に接続されるというように、ダウンカウンタ20ではアップカウンタ19の値が2ビット分下位ビット側にシフトした形でカウンタ値の読み込みが行なわれている。
In FIG. 2, the
例えば、二進数で”1010111100”(十進数では700)を2ビット分下位ビット側にシフトすると下位2ビットが切り捨てられて、”10101111”となり十進数では135となり、元の値(700)の1/4となる。図2のように、アップカウンタ19のデータ出力部19aとダウンカウンタ20データ入力部20aを接続することで容易に励磁信号VREZI波形の1/4周期分の時間を得ることができる。
For example, when “1010111100” (700 in decimal) is shifted by 2 bits to the lower bit side in binary, the lower 2 bits are truncated to “10101111” to 135 in decimal, which is 1 of the original value (700). / 4. As shown in FIG. 2, by connecting the
アップカウンタ19のカウンタ値を基にダウンカウントを再開してカウンタ値が0になると、ダウンカウンタ20は再びカウンタ値210−1からダウンカウントを始めるとともに、1/4時間タイミング出力端子f1/4REZに所定のパルス波形を制御回路2に出力する(図3参照)。
When the down-counting is restarted based on the counter value of the up-
1/4時間タイミング出力端子f1/4REZからのパルス波形が入力された場合に、制御回路2はレゾルバ6からSIN出力信号およびCOS出力信号を取り込む。そして、SIN出力信号およびCOS出力信号に基づいてモータ1の回転角を算出し、その回転角からモータ1の状態を検出し、制御回路2からの制御指令に応じた動作をしているかどうかを判定し、その判定結果からモータ1に新たな制御指令を行なうなどの駆動制御を行なう。
When the pulse waveform from the 1/4 time timing output terminal f1 / 4REZ is input, the
(電動パワーステアリング装置への適用例)
本発明の回転角検出タイミング生成装置および回転角検出タイミング生成方法は、車両の電動パワーステアリング(EPS=Electronic Power Steering)装置にも好適である。図6は電動パワーステアリング装置101の概略構成図である。操舵ハンドル110が操舵軸112aに接続されて、この操舵軸112aの下端は運転者の操舵ハンドル110の動きを検出するトルクセンサ111に接続されており、ピニオンシャフト112bの上端がトルクセンサ111に接続されている。また、ピニオンシャフト112bの下端には、ピニオン(図示せず)が設けられ、このピニオンがステアリングギヤボックス116内においてラックバー118に噛合されている。更に、ラックバー118の両端には、それぞれタイロッド120の一端が接続されると共に各タイロッド120の他端にはナックルアーム122を介して操舵輪124が接続されている。また、ピニオンシャフト112bには電動モータ115が歯車(図示せず)を介して取り付けられている。なお、電動モータ115はラックバー118に同軸的に取り付ける方法を採ってもよい。
(Application example to electric power steering system)
The rotation angle detection timing generation device and rotation angle detection timing generation method of the present invention are also suitable for an electric power steering (EPS) device of a vehicle. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the electric
操舵制御部130は周知のCPU131,RAM132,ROM133,入出力インターフェースであるI/O134およびこれらの構成を接続するバスライン135が備えられている。CPU131は、ROM133およびRAM132に記憶されたプログラムおよびデータにより制御を行なう。ROM133は、プログラム格納領域133aとデータ記憶領域133bとを有している。プログラム格納領域133aにはEPS制御プログラム133pが格納される。データ記憶領域133bにはEPS制御プログラム133pの動作に必要なデータが格納されている。
The
操舵制御部130においてCPU131がROM133に格納されたEPS制御プログラムを実行することにより、トルクセンサ111で検出されたトルクおよび操舵角センサ113で検出された操舵角に対応した電動モータ115で発生させる駆動トルクを算出し、モータドライバ114を介して電動モータ115に、算出した駆動トルクを発生させるための電圧を印加する。このとき、レゾルバ109によって電動モータ115の回転角度を検出し、駆動トルクに対応した回転を行なっているかを調べ、その結果に応じて電動モータ115に印加する電圧を求める。
In the
このように、電動パワーステアリング装置101にはレゾルバ109が使用されているので、本発明の回転角検出タイミング生成装置および回転角検出タイミング生成方法を用いれば、レゾルバ109によって電動モータ115の回転角度を精度よく測定でき、その結果、電動パワーステアリング装置101の制御の精度も向上する。
Thus, since the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments, and the knowledge of those skilled in the art can be used without departing from the spirit of the claims. Various modifications based on this are possible.
1 三相ブラシレスDCモータ
2 制御回路
3 駆動回路
4,5 電流センサ
6 レゾルバ
7 励磁信号発生回路(励磁信号供給手段)
10 回転角検出タイミング生成回路(演算手段,タイミング生成手段,周期計測手段)
11 比較回路
12 ディレイ回路
13 AND回路
14 OR回路
15 RSフリップフロップ
16,17,18 Dフリップフロップ
19 アップカウンタ(演算手段,タイミング生成手段)
20 ダウンカウンタ(演算手段,タイミング生成手段)
21 立ち上がり信号検出部(検出手段,検出回路)
22 タイミング生成部(演算手段,タイミング生成手段,周期計測手段,
101 電動パワーステアリング制御装置
DESCRIPTION OF
10 Rotation angle detection timing generation circuit (calculation means, timing generation means, period measurement means)
DESCRIPTION OF
20 Down counter (calculation means, timing generation means)
21 Rising signal detector (detection means, detection circuit)
22 Timing generator (calculation means, timing generation means, period measurement means,
101 Electric power steering control device
Claims (8)
前記2種類の出力信号を発生させるための正弦波である励磁信号を生成し、且つ生成した前記励磁信号を前記レゾルバに供給する励磁信号供給手段と、
前記励磁信号の所定の位相タイミングを検出する検出手段と、
前記励磁信号の周期を計測する周期計測手段と、
前記周期計測手段で計測された前記励磁信号の周期に基づいて、前記所定の位相タイミングから前記励磁信号が最大となるまでの時間を演算する演算手段と、
前記所定の位相タイミングから前記演算手段で演算された時間が経過したときに、前記2種類の出力信号を測定するためのタイミングを生成するタイミング生成手段と、
を備えることを特徴とする回転角検出タイミング生成装置。 A resolver that generates two types of output signals having a predetermined phase difference from each other according to the rotation angle of the rotating body;
Excitation signal supply means for generating an excitation signal that is a sine wave for generating the two types of output signals, and supplying the generated excitation signal to the resolver;
Detecting means for detecting a predetermined phase timing of the excitation signal;
Period measuring means for measuring the period of the excitation signal;
Based on the period of the excitation signal measured by the period measurement means, calculation means for calculating a time from the predetermined phase timing until the excitation signal becomes maximum,
Timing generating means for generating a timing for measuring the two types of output signals when a time calculated by the calculating means has elapsed from the predetermined phase timing;
A rotation angle detection timing generation device comprising:
前記2種類の出力信号を発生させるための正弦波である励磁信号の周期を計測する第2の工程と、
その周期から前記励磁信号の所定の位相タイミングに基づいて、前記励磁信号が最大となるまでの時間を求める第3の工程と、
前記励磁信号の所定の位相タイミングから前記演算された時間まで経過したときに、前記2種類の出力信号を測定するためのタイミングを生成する第4の工程と、
からなる回転角検出タイミング生成方法。 A first step that is input to a resolver that generates two types of output signals having a predetermined phase difference between each other according to the rotation angle of the rotating body;
A second step of measuring a period of an excitation signal that is a sine wave for generating the two types of output signals;
A third step of obtaining a time until the excitation signal becomes maximum based on a predetermined phase timing of the excitation signal from the cycle;
A fourth step of generating a timing for measuring the two kinds of output signals when the calculated time elapses from a predetermined phase timing of the excitation signal;
A rotation angle detection timing generation method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004007152A JP2005204388A (en) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | Apparatus and method for generating rotating angle detecting timing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004007152A JP2005204388A (en) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | Apparatus and method for generating rotating angle detecting timing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005204388A true JP2005204388A (en) | 2005-07-28 |
Family
ID=34820894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004007152A Pending JP2005204388A (en) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | Apparatus and method for generating rotating angle detecting timing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005204388A (en) |
-
2004
- 2004-01-14 JP JP2004007152A patent/JP2005204388A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3593050B2 (en) | Abnormality detection method and device for position detection device and electric power steering device | |
TWI669489B (en) | Angle detecting device, motor including the angle detecting device, torque sensor, electric power steering device, and automobile | |
JP4191172B2 (en) | Hall sensor alignment of brushless DC motor | |
JP5058554B2 (en) | Electric power steering device | |
US10099719B2 (en) | Apparatus and method for measuring offset of EPS motor position sensor | |
KR100698536B1 (en) | Torque direction detecting device for brushless motor | |
US20100280714A1 (en) | Motor controller and electric power steering apparatus | |
US8654498B2 (en) | Electromechanical device, movable body, robot, method of measuring temperature of electromechanical device | |
JP2011099846A (en) | Rotation angle detection device, and electric power steering device using the same | |
JP3630410B2 (en) | Position detection apparatus and abnormality detection apparatus | |
JP6669318B2 (en) | Electric power steering apparatus and method for detecting rotation angle of motor for electric power steering apparatus | |
CN107856740B (en) | Method and system for calculating steering angle of steering wheel | |
KR20110024218A (en) | Method and apparatus for recognizing rotor position, and electric power steering system using the same | |
JP2001264114A (en) | Rotational angle detecting device, brushless motor, and motor-driven power steering device | |
JP4337452B2 (en) | Rotation angle detection device and rotation angle detection method | |
JP2005204388A (en) | Apparatus and method for generating rotating angle detecting timing | |
JP6149271B2 (en) | Angle sensor, torque sensor and power steering device | |
JP2017195659A (en) | Electronic control device and motor control device | |
KR101268266B1 (en) | Position Sensor of Synchronous Motor for Steering Apparatus of Vehicle | |
CN112514238A (en) | Position estimation method, motor control device, and motor system | |
JP2009133793A (en) | Apparatus for detecting abnormality of resolver | |
CN112534706A (en) | Position estimation method, motor control device, and motor system | |
JP2020137222A (en) | Motor controller | |
JP7105942B1 (en) | Control device | |
JP3612452B2 (en) | Motor control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081029 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081030 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090401 |