JP2008083288A - 模擬レゾルバ、模擬レゾルバの調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部からの設定入力により簡易に自動調整できる擬似レゾルバを提供する。
【解決手段】擬似回転機器から入力される角度信号に基づいて正弦波を生成する正弦波生成手段２２と、前記角度信号に基づいて余弦波を生成する余弦波生成手段２３と、生成された正弦波及び余弦波夫々のオフセットを調整するオフセット調整手段２４と、オフセット調整された正弦波を角度検出手段２ａから入力される基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号を出力する第一変調手段２５と、オフセット調整された余弦波を前記基準信号に基づいて変調して第二角度成分信号を出力する第二変調手段２６と、第一角度成分信号及び第二角度成分信号のゲインを調整するゲイン調整手段２７を備え、外部入力された設定値に基づいて前記オフセット及びゲインを自動調整する調整手段２８を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、擬似回転機器の回転状態を示す波形信号を生成する模擬レゾルバ及び模擬レゾルバの調整方法に関する。

永久磁石同期モータ等の回転機器では、前記回転機器を制御する制御部が、前記回転機器の極の切替時に、前記回転機器を構成する回転体の磁極位置を認識している必要があり、この磁極位置の検出のためにレゾルバ等の位置センサが用いられている。

しかし、位置センサを使用した装置を用いた場合、前記位置センサをズレなく正確に取り付ける必要があり、また、前記位置センサを正確に取り付けるためには煩雑な調整作業が必要となる問題があった。

そこで、このような問題を解決するための提案がなされており、例えば、特許文献１では、予め、位置センサとしてのレゾルバによって検出されたモータの角度に基づいて角度補正値を算出して記憶回路に記憶しておき、その後、角度補正回路が前記角度補正値を用いて、前記レゾルバによって検出されたモータの角度を補正することによって、前記レゾルバの実際の取付位置にズレがあっても、前記角度補正回路で補正することによりズレを解消するように構成された電気自動車用制御装置が提案されている。

一方、上述のような永久同期磁石モータを、実機の挙動を実時間で模擬するシミュレーション装置において模擬する場合は、前記位置センサ（レゾルバ）も模擬する必要があり、このような模擬レゾルバでは、前記シミュレーション装置と接続した電子制御装置（ＥＣＵ）から模擬レゾルバのコイル（但し、模擬レゾルバなので実際にコイルが存在するわけではない）に電流を流して磁化させるための信号として入力される基準信号に対して、前記シミュレーション装置の一部を構成する模擬レゾルバが磁極位置を示す信号を演算出力する。

しかし、ＥＣＵとシミュレーション装置を接続した場合、模擬レゾルバから出力される磁極位置を示す信号に含まれるゲインとオフセットが、製造業者や使用される車種等によって異なるために、前記ゲインと前記オフセットが接続したＥＣＵにとって適切な値となるようにシミュレーション装置側にて調整する必要があった。

そこで、模擬レゾルバを、擬似回転機器から入力される角度信号に基づいて正弦波を生成する正弦波生成手段と、前記角度信号に基づいて余弦波を生成する余弦波生成手段と、生成された正弦波及び余弦波夫々のオフセットを調整するオフセット調整手段と、オフセット調整された正弦波を角度検出手段から入力される基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号を出力する第一変調手段と、オフセット調整された余弦波を前記基準信号に基づいて変調して第二角度成分信号を出力する第二変調手段と、夫々の角度成分信号のゲインを調整するゲイン調整手段を備えて構成し、前記シミュレーション装置の出荷時に、人手によって前記ゲインと前記オフセットの設定を行なっていた。
特開２００１−８３０７号公報

しかし、上述のような調整作業は、擬似レゾルバを構成するハードウェアのオフセット調整手段やゲイン調整手段の所定の端子にオシロスコープ等の波形観測装置を接続して、波形を確認しながら、それらに組み込まれた抵抗やポテンショメータを手作業で調整するという極めて煩雑な作業が要求され、工数が増加する要因となっていた。

また、予めシミュレーション装置と接続されるＥＣＵに対応して、個別にゲインとオフセットが調整されるものであったために、その後に異なるＥＣＵに接続するときには改めて調整しなければならず、汎用性が損なわれるという問題があった。

例えば、顧客が前記シミュレーション装置を別のＥＣＵと接続して使用することを望んだ場合、前記シミュレーション装置の販売側のサービスマン等が出荷先の顧客の元へ出向いて再調整をする必要があるが、出荷先に調整設備がない等の理由で出荷先での調整が難しいという問題があった。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、外部からの設定入力により簡易に自動調整することができる擬似レゾルバを提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による模擬レゾルバの特徴構成は、擬似回転機器から入力される角度信号に基づいて正弦波を生成する正弦波生成手段と、前記角度信号に基づいて余弦波を生成する余弦波生成手段と、生成された正弦波及び余弦波夫々のオフセットを調整するオフセット調整手段と、オフセット調整された正弦波を角度検出手段から入力される基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号を出力する第一変調手段と、オフセット調整された余弦波を前記基準信号に基づいて変調して第二角度成分信号を出力する第二変調手段と、第一角度成分信号及び第二角度成分信号のゲインを調整するゲイン調整手段を備え、外部入力された設定値に基づいて前記オフセット及びゲインを自動調整する調整手段を備えている点にある。

上述の構成によれば、外部のホストＰＣ等から設定値を入力するだけで、オフセット調整手段がオフセット値を自動調整し、ゲイン調整手段がゲインを自動調整することから、人間がポテンショメータを使用するとき等のような複数回の調整が不要であり、また、出荷先での調整が可能であるので、従来のような煩雑な調整は不要となる。

以上説明した通り、本発明によれば、外部からの設定入力により簡易に自動調整することができる擬似レゾルバを提供することができるようになった。

以下に、車両の各部を模擬する複数のシミュレーション装置がネットワーク接続された分散型シミュレーションシステムを例に、本発明によるシミュレーション装置を説明する。

図１に示すように、評価対象である制御系２、３、４と夫々ローカル接続され、前記制御系２、３、４により制御される被制御系を模擬する複数のシミュレーション装置（以下、「シミュレータ」と記す。）２０、３０、４０と、各シミュレータ２０、３０、４０を管理して前記制御系を評価するホストコンピュータ（以下、「ホストＰＣ」と記す。）５とがネットワーク（イーサネット（ゼロックス社の登録商標））６により接続され、各シミュレータ２０、２１、３０、４０が所定の単位模擬演算処理を所定周期で繰り返すことにより前記被制御系全体の動作、つまり車両の動作を模擬する分散型シミュレーションシステム１が構成されている。

前記シミュレータ２１は、前記シミュレータ２０をマスタシミュレータとするスレーブシミュレータであり、ローカルネットワーク８を介して前記マスタシミュレータ２０と接続され、前記ホストＰＣ５からのデータを前記ローカルネットワーク８を介して受信するように構成されている。

前記シミュレータ２０、２１、３０、４０は、エンジンやモータ・ジェネレータ及びブレーキ等のハイブリッド車両の各機能ブロックを模擬するもので、具体的にはシミュレータ２０、２１はエンジンシステムを模擬し、シミュレータ３０はブレーキシステムを模擬し、シミュレータ４０はモータ・ジェネレータシステムを模擬するものである。本実施形態ではこれらのうちモータ・ジェネレータシステム中のレゾルバを模擬するシステムを中心に説明するが、実際には、上述したシステム以外にも車両の他の機能ブロックを構成する複数のシミュレータが前記ネットワーク６に接続されている。

各シミュレータ２０、２１、３０、４０には、それらを電子制御するマイクロコンピュータを備えた制御系としての電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と記す。）２、３、４がローカル接続され、各ＥＣＵ２、３、４からの制御指令に基づいて所定の模擬演算を実行し、その結果を各ＥＣＵ２、３、４に出力するように構成されている。尚、ＥＣＵとしては、ＣＰＵボードに実装された実機搭載可能な形態に限らず、ＥＣＵの開発段階等にＥＣＵをエミュレートするＰＣとその動作プログラムや周辺機器などから構成される擬似ＥＣＵが前記シミュレータに接続されることも可能である。

前記ホストＰＣ５は、前記シミュレータ２０、２１、３０、４０に移植する複数のモデルプログラム（エンジンやブレーキ等の車両の機能ブロックである被制御系を数式で模擬するプログラムで、以下「モデル」とも記す。）や、シミュレーション条件を設定する制御プログラムが格納され、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）を介したオペレータからの設定条件に基づき、前記ネットワーク６を介して前記シミュレータ２０、２１、３０、４０にモデルプログラムを移植するとともに、所定のシミュレーション条件を入力してシミュレーションを実行制御する。

前記ホストＰＣ５は、後述するノード単位で各シミュレータ２０、２１、３０、４０を認識し、その表示部に前記設定条件やノード構成、さらには、各シミュレータ２０、２１、３０、４０から吸い上げた各部の計測データ、例えばエンジン回転数や油温等のデータがグラフィカルに表示されるように構成され、オペレータが表示画面を操作または確認しながら各ＥＣＵ２、３、４の評価が行えるように構成されている。

前記シミュレータ２０、２１、３０、４０は単独、または協働でモデル演算を実行する。即ち、動作が複雑または演算による負荷が多大となる等のモデルは、当該モデル用のハードウェア構成を備えた単独のシミュレータで演算するのではなく、それらの機能を分割したハードウェア構成を備えた複数のシミュレータで演算するように構成されている。

夫々のモデルを演算するハードウェアの単位を「ノード」といい、前記ノードが複数のシミュレータから構成される場合、前記ノードは１つのマスタシミュレータと単一または複数のスレーブシミュレータから構成される。本実施例において、前記シミュレータ２０、２１は協働してエンジンシステムを構成するモデルを演算し、前記シミュレータ２０がマスタシミュレータ、前記シミュレータ２１がスレーブシミュレータに設定され、マスタシミュレータが前記ネットワーク６に接続され、スレーブシミュレータはマスタシミュレータにローカル接続されている。即ち、ＥＣＵ２はエンジン制御ＥＣＵ、ＥＣＵ３はブレーキ制御ＥＣＵ、ＥＣＵ４はモータ・ジェネレータ制御ＥＣＵとなる。

レゾルバの動作をシミュレーションする本発明における模擬レゾルバは、上述の分散型シミュレーションシステムにおけるモータ・ジェネレータ用シミュレータ（シミュレータ４０）の一部として構成されており、前記ＥＣＵ２より入力した基準信号Ｖｒｅｆに対して、〔数１〕、〔数２〕に示すような磁極位置を示す信号、即ち角度成分信号を前記ＥＣＵ２に対して演算出力するように構成されている。なお、前記模擬レゾルバは、前記シミュレータ２０において、その構成要素の一部であるＲＡＭなど（図示せず）に記憶された制御プログラムで実現される。

〔数１〕、〔数２〕において、θは永久同期磁石モータの磁極位置に対応した角度信号、ｋは変圧比（ゲイン）、ａはオフセットである。

また、前記擬似レゾルバは、図２に示すように、モータ・ジェネレータにおけるモータを模擬する部位である擬似回転機器から入力される角度信号に基づいて正弦波を生成する正弦波生成手段２２と、前記角度信号に基づいて余弦波を生成する余弦波生成手段２３と、生成された正弦波及び余弦波夫々のオフセットを調整するオフセット調整手段２４と、オフセット調整された正弦波を角度検出手段２ａから入力される基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号を出力する第一変調手段２５と、オフセット調整された余弦波を前記基準信号に基づいて変調して第二角度成分信号を出力する第二変調手段２６と、第一角度成分信号及び第二角度成分信号のゲインを調整するゲイン調整手段２７と、外部入力された設定値に基づいて前記オフセット及びゲインを自動調整する調整手段２８と、前記オフセット調整手段２４及びゲイン調整手段２７による調整結果を評価する評価手段２９とを備えて構成されている。

前記正弦波生成手段２２は、擬似回転機器から入力される角度信号θから正弦波ｓｉｎθを生成して出力するように構成されている。

前記擬似回転機器は、例えば、前記分散型シミュレーションシステム１がシミュレーション動作をしている場合は、エンジンの各機能ブロックを模擬するシミュレータ２０またはシミュレータ２１の前記各機能ブロックの一つとして構成されている。

しかし、前記擬似レゾルバにおけるオフセットとゲインの調整を行なっている場合は、前記擬似回転機器は停止しているため、前記擬似回転機器から入力される角度信号θは後述する調整手段２８によって前記ホストＰＣ５から入力されるように構成されている。

前記余弦波生成手段２３は、前記正弦波生成手段２２と同一の擬似回転機器から入力される角度信号θから余弦波ｃｏｓθを生成して出力するように構成されている。

前記オフセット調整手段２４は、前記正弦波生成手段２２の出力に基づいてオフセットａを調整するオフセット調整手段２４ａと、前記余弦波生成手段２３の出力に基づいてオフセットａを調整するオフセット調整手段２４ｂより構成されている。以下、前記オフセット調整手段２４ａに基づいて説明する。

図３に示すように、前記オフセット調整手段２４ａは、正弦波が零となる角度信号θ、例えばθ＝０°に対して、目標値としてのオフセットａの設定値ＯＳ１と前記ゲイン調整手段２７（２７ａ）から出力されて前記オフセット調整手段２４ａにフィードバックされてきた角度成分信号Ｖｓｉｎの現在値ＯＳ２に基づいて制御量を算出するＰＩ制御手段２４ａ１と、前記制御量と前記設定値ＯＳ１を比較する比較手段２４ａ２とを備えて構成されている。

前記設定値ＯＳ１は、当該模擬レゾルバを使用する車種や製造業者等によって定まるオフセット値であって、調整手段２８から前記ＰＩ制御手段２４ａ１および比較手段２４ａ２に入力される。

前記角度信号成分Ｖｓｉｎの現在値ＯＳ２は、現在のオフセットａを示す値である。つまり、前記オフセット調整手段２４ａにおいてオフセット調整する場合は、前記角度信号θがθ＝０°に設定されていることから、前記角度成分信号Ｖｓｉｎを表した式である〔数１〕にθ＝０°を代入することにより、ｓｉｎθを含む成分が零となる結果、前記角度成分信号Ｖｓｉｎはオフセットａの成分のみとなるので、前記現在値ＯＳ２は現在のオフセットａを示す値となるのである。

前記ＰＩ制御手段２４ａ１は、前記設定値ＯＳ１と前記角度成分信号の現在値ＯＳ２の偏差ｅ１を算出した後、〔数３〕に基づくＰＩ制御を行なって制御量ｙ１を算出するように構成されている。

〔数３〕において、ｙは制御量ｙ１を示し、ｅは偏差ｅ１を示し、Ｋｐは比例ゲイン、つまり前記現在値ＯＳ２の初期値と前記設定値ＯＳ１によって決定される定数を示し、Ｔｉは積分時間、つまりある一定の大きさの制御量が継続して出力されたときに、〔数３〕における第一成分（Ｐ成分）と第二成分（Ｉ成分）が同じ値になるのに要する時間を示す。

前記比較手段２４ａ２は、前記ＰＩ制御手段２４ａ１で算出された制御量ｙ１と前記設定値ＯＳ１を比較して、両者の差分が零または予め設定した閾値以下であれば、調整手段２８に対して調整完了信号を出力するように構成されている。

同様に、前記オフセット調整手段２４ｂは、余弦波が零となる角度信号θ、即ちθ＝９０°に対して、前記設定値ＯＳ１とゲイン調整手段２７（２７ｂ）から出力されてきた角度成分信号とに基づいて制御量を算出する動作を、前記制御量と前記設定値ＯＳ１が同一または予め設定した閾値以下となるまで繰り返すように構成されている。

以下、前記オフセット調整手段２４ａにおけるオフセットの調整動作を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。

調整手段２８において、当該模擬レゾルバを使用する車種や製造業者等によって定まるオフセットを設定値ＯＳ１と設定する（ＳＡ１）。また、ゲイン調整手段２７ａから出力されてオフセット調整手段２４ａにフィードバックされてきた角度成分信号Ｖｓｉｎを現在値ＯＳ２とする（ＳＡ２）。

ＰＩ制御手段２４ａ１において、前記設定値ＯＳ１から前記現在値ＯＳ２を減じることで偏差ｅ１を算出し（ＳＡ３）、前記偏差ｅ１を〔数３〕に適用して制御量ｙ１を算出する（ＳＡ４）。

そして、比較手段２４ａ２において、前記制御量ｙ１と前記設定値ＯＳ１の差分が零または予め設定した閾値以下である場合は（ＳＡ５）、前記調整手段２８に対して調整完了信号を出力する（ＳＡ６）。

ステップＳＡ５において、前記制御量ｙ１と前記設定値ＯＳ１の差分が零または予め設定した閾値以下でない場合は、前記制御量ｙ１をオフセットａとして後段の第一変調手段２５へ出力して処理を行ない、その結果、ゲイン調整手段２７ａから前記オフセット調整手段２４ａへフィードバックされてきた信号を新たな現在値ＯＳ２として、前記設定値ＯＳ１から当該現在値ＯＳ２を減じることで新たな偏差ｅ１を算出する（ＳＡ３）。以上の動作を、前記制御量ｙ１と前記設定値ＯＳ１の差分が零または前記閾値以下となるまで繰り返す。

上述のように、正弦波または余弦波が零となる角度信号に対して制御量算出を行なうことで、〔数１〕、〔数２〕に示す角度成分信号のうち、オフセットａ以外の部分を零とできるので、オフセット調整を容易に行なうことができる。

前記第一変調手段２５は、前記オフセット調整手段２４でオフセットａを調整された前記正弦波を、前記角度検出手段２ａから入力される基準信号Ｖｒｅｆに基づいて変調した〔数１〕に示すような第一角度成分信号Ｖｓｉｎを出力するように構成されている。ただし、前記第一変調手段２５より出力された第一角度成分信号ではゲインは未調整である。

前記角度検出手段２ａは、前記ＥＣＵ２の構成要素の一つであって、前記擬似回転機器の回転角度を検出するための基準信号Ｖｒｅｆを出力するように構成されている。

前記基準信号Ｖｒｅｆは、現実のレゾルバを励磁させるレゾルバ励磁信号に対応した信号、つまり前記擬似レゾルバを励磁させるレゾルバ励磁信号でありサインカーブ（ｓｉｎ（ωｔ））で表される。

前記第二変調手段２６は、前記オフセット調整手段２４でオフセットａを調整された前記余弦波を、前記角度検出手段２ａから入力される基準信号Ｖｒｅｆに基づいて変調した〔数２〕に示すような第一角度成分信号Ｖｃｏｓを出力するように構成されている。ただし、前記第二変調手段２５より出力された第二角度成分信号においても前記第一角度成分信号と同様、ゲインは未調整である。

前記ゲイン調整手段２７は、前記第一変調手段２５の出力に基づいてゲインを調整するゲイン調整手段２７ａと、前記第二変調手段２６の出力に基づいてゲインを調整するゲイン調整手段２７ｂより構成されている。以下、前記ゲイン調整手段２７ａに基づいて説明する。

図５に示すように、前記ゲイン調整手段２７ａは、前記ＥＣＵ２から出力された前記基準信号Ｖｒｅｆを交流から直流に変換する、つまり平滑化する平滑化手段２７ａ１と、前記平滑化手段２７ａ１で平滑化された基準信号Ｖｒｅｆと目標値としてのゲインの設定値ＧＡ１とを乗算する乗算手段２７ａ２と、前記乗算手段２７ａ２の出力と前記角度成分信号Ｖｓｉｎの現在値であって平滑化された平滑現在値ＧＡ２とに基づいて制御量を算出した後、当該制御量と前記第一変調手段２５の出力を乗算して角度成分信号Ｖｓｉｎを出力するＰＩ制御手段２７ａ３とを備えて構成されている。

前記ＰＩ制御手段２７ａ３は、前記乗算手段２７ａ２の出力と前記平滑現在値ＧＡ２とに基づいて制御量を算出するＰＩ制御部２７ａ４と、前記ＰＩ制御部２７ａ４からの出力である制御量と前記第一変調手段２５の出力を乗算して角度成分信号を出力する乗算手段２７ａ５と、前記乗算手段２７ａ５の出力である前記角度成分信号Ｖｓｉｎを平滑化して前記ＰＩ制御部２７ａ４へ平滑現在値ＧＡ２として出力する平滑化手段２７ａ６と、前記乗算手段２７ａ２の出力と前記平滑化手段２７ａ６の出力（平滑現在値ＧＡ２）とを比較する比較手段２７ａ７を備えて構成されている。

前記設定値ＧＡ１は、当該模擬レゾルバを使用する車種や製造業者等によって定まるゲインであって、前記調整手段２８から前記乗算手段２７ａ２に入力される。

前記平滑現在値ＧＡ２について詳述する。前記ゲイン調整手段２７ａにおいて前記角度信号θがθ＝９０°に設定されていることから、前記乗算手段２７ａ５から出力された信号、つまり前記角度成分信号Ｖｓｉｎにおいて、〔数１〕にθ＝９０°を代入することにより、ｓｉｎθを含む成分が最大値である「１」となる結果、前記角度成分信号Ｖｓｉｎの現在値は〔数１〕からｓｉｎθ＝１とした値となる。前記現在値は、なお交流成分であるＶｒｅｆを有しているので、前記平滑化手段２７ａ６を介することで平滑現在値ＧＡ２として出力される。

前記ＰＩ制御部２７ａ４は、前記乗算手段２７ａ２の出力と前記平滑現在値ＧＡ２との偏差ｅ２を算出した後、〔数３〕に基づくＰＩ制御を行なって制御量ｙ２を算出する。なお、〔数３〕において、ｅは前記偏差ｅ２を示し、ｙは前記制御量ｙ２を示す。

前記比較手段２７ａ７は、前記乗算手段２７ａ５の出力と前記平滑現在値ＧＡ２とを比較して、両者の差分が零または予め設定した閾値以下であれば、調整手段２８に対して調整完了信号を出力するように構成されている。

つまり、前記比較手段２７ａ７は、前記平滑化手段２７ａ１を介した信号と前記平滑化手段２７ａ６を介した信号、即ち、両信号共に直流成分よりなる信号を比較している。

同様に、前記ゲイン調整手段２７ｂは、余弦波が最大となる角度信号θ、即ちθ＝０°に対して、前記設定値ＧＡ１と平滑化手段（図示せず）の出力との乗算値と前記ゲイン調整手段２７ｂにおける平滑現在値とに基づいて制御量を算出する動作を、前記乗算手段２７ａ２の出力と前記平滑現在値ＧＡ２が同一または予め設定した閾値以下となるまで繰り返すように構成されている。

以下、前記ゲイン調整手段２７におけるゲインの調整動作を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。

調整手段２８において、当該模擬レゾルバを使用する車種や製造業者等によって定まるゲインを設定値ＧＡ１として、前記設定値ＧＡ１と基準信号Ｖｒｅｆを乗算手段２７ａ２で乗算した値を目標値とする（ＳＢ１）。また、乗算手段２７ａ５から出力されて平滑化手段２７ａ６を介した出力値を平滑現在値ＧＡ２とする（ＳＢ２）。

ＰＩ制御部２７ａ４において、前記目標値から前記平滑現在値ＧＡ２を減じることで偏差ｅ２を算出し（ＳＢ３）、前記偏差ｅ２を〔数３〕に適用して制御量ｙ２を算出する（ＳＢ４）。

そして、乗算手段２７ａ５において、前記制御量ｙ２と第一変調手段２５の出力とを乗算することで角度成分信号Ｖｓｉｎを算出し（ＳＢ５）、比較手段２７ａ７において、前記乗算手段２７ａ２の出力（目標値）と前記平滑化手段２７ａ６の出力（平滑現在値ＧＡ２）の差分が零または予め設定した閾値以下である場合は（ＳＢ６）、前記調整手段２８に対して調整完了信号を出力する（ＳＢ７）。

ステップＳＢ６において、前記目標値と前記平滑現在値ＧＡ２の差分が零または予め設定した閾値以下でない場合は、前記角度成分信号Ｖｓｉｎから前記平滑化手段２７ａ６を介したフィードバック信号を新たな平滑現在値ＧＡ２として、前記目標値から当該平滑現在値ＧＡ２を減じることで新たな偏差ｅ２を算出する（ＳＢ３）。以上の動作を、前記角度成分信号Ｖｓｉｎと前記目標値の差分が零または前記閾値以下となるまで繰り返す。

上述のように、正弦波または余弦波が最大、つまり「１」となる角度信号θに対して制御量算出を行なうことで、〔数１〕、〔数２〕に示す角度成分信号において、角度信号θによるｓｉｎカーブまたはｃｏｓカーブを排除することができるので、ゲイン調整を容易に行なうことができる。

前記調整手段２８は、動作モードを選択するモード選択手段２８１と、オフセットやゲインといった設定値を外部入力する設定値入力手段２８２とを備えて構成されている。

前記モード選択手段２８１は、模擬レゾルバを前記シミュレータ２０の一部としてシミュレーション動作させる通常モードと、前記模擬レゾルバをシミュレーション動作させずにオフセットやゲインの調整を行なう調整モードの何れかに切り替えるように構成されており、前記調整モードに切り替えたときは、前記設定値入力手段２８２によって入力された設定値に基づいて当該模擬レゾルバのオフセットとゲインを自動調整させるように構成されている。

つまり、前記調整手段２８は、前記模擬レゾルバのオフセットとゲインの自動調整処理を制御するように構成されており、例えば、前記オフセット調整手段２４や前記ゲイン調整手段２７から調整完了信号を受け取ると、新たな角度信号θの指定といった調整に必要な処理を実行する。

前記設定値入力手段２８２は、前記モード選択手段２８１で調整モードに設定されている場合に、オフセットやゲインの設定値をキーボードやマウス等で入力するように構成されている。例えば、ホストＰＣ５の画面上に表示される入力画面に選択したモードや各設定値といった情報を入力することで、前記模擬レゾルバを当該モードや当該設定値で動作させるように構成されている。

前記評価手段２９は、前記オフセット調整手段２４及びゲイン調整手段２７による調整結果を評価する。

詳述すると、前記オフセット調整手段２４において、正弦波が零となる角度信号θ＝０°および余弦波が零となる角度信号θ＝９０°で調整したオフセットと、前記ゲイン調整手段２７において、正弦波が最大となる角度信号θ＝９０°および余弦波が最大となる角度信号θ＝０°で調整したゲインで模擬レゾルバを動作させるに当たり、角度信号θ＝４５°とした場合に、２つの角度成分信号ＶｓｉｎおよびＶｃｏｓが等しくなるか否かを判定して、その結果を前記調整手段２８へ出力するように構成されている。

前記角度成分信号ＶｓｉｎとＶｃｏｓが等しい場合は、前記オフセットａと前記ゲインｋの調整が完了したことを、等しくない場合は、調整が失敗したことを意味する。

前記評価手段２９を用いることによって、例えば、角度信号θ＝０°または９０°といった単一のパラメータを用いて調整したオフセットやゲインが正しく調整できているか否かを的確に判断することができる。

以下、模擬レゾルバによる調整動作を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。

設定値入力手段２８２において目標値となるオフセットおよびゲインを入力した上で（ＳＣ１）、モード選択手段２８１において調整モードに切り替えると（ＳＣ２）、模擬レゾルバは調整を開始してホストＰＣ５の表示画面上には「調整中」と表示される（ＳＣ３）。

前記模擬レゾルバの調整は、調整手段２８において予め定められた順序で実行する。即ち、本実施形態では、始めに角度信号θ＝０°として（ＳＣ４）、オフセット調整手段２４ａでのオフセット調整と（ＳＣ５）、ゲイン調整手段２７ｂでのゲイン調整を行い（ＳＣ６）、次に、角度信号θ＝９０°として（ＳＣ７）、オフセット調整手段２４ｂでのオフセット調整と（ＳＣ８）、ゲイン調整手段２７ａでのゲイン調整を行い（ＳＣ９）、最後に、角度信号θ＝４５°として（ＳＣ１０）、評価手段２９が角度成分信号ＶｓｉｎとＶｃｏｓが等しいか否かの判断を行う（ＳＣ１１）。

これらの処理は、前記オフセット調整手段２４または前記ゲイン調整手段２７が、ある処理が完了したことを調整完了信号によって前記調整手段２８に知らせることによって、前記調整手段２８において予め定められた順序での実行を可能としている。

なお、角度信号θ＝０°とθ＝９０°の調整は逆の順序であってもよく、角度信号θ＝０°とθ＝９０°の調整におけるオフセット調整とゲイン調整の順序も逆であってもよい。

評価手段２９において前記角度成分信号ＶｓｉｎとＶｃｏｓが等しいと判断された場合は（ＳＣ１１）、前記表示画面上には「完了」と表示されて調整を完了する（ＳＣ１２）。

一方、前記角度成分信号ＶｓｉｎとＶｃｏｓが等しくないと判断された場合は（ＳＣ１１）、調整手段２８において予め設定された制限時間をオーバーしているか否かの判定を行ない（ＳＣ１３）、前記制限時間をオーバーしている場合は前記表示画面上に「失敗」の表示をして調整未完了のまま処理を終了し（ＳＣ１４）、前記制限時間をオーバーしていない場合は、再び、ステップＳＣ４から調整を行ない、前記角度成分信号ＶｓｉｎとＶｃｏｓが等しくなって正常に調整が完了するか、前記制限時間をオーバーして調整未完了のまま処理を終了するまで、調整を繰り返す。

以下、別実施形態について説明する。

前記模擬レゾルバは、図２に破線で示すように、前記オフセット調整手段２４及びゲイン調整手段２７による調整制御量を記憶する記憶手段５０を備え、次回調整時の初期値として設定されるような構成であってもよい。

詳述すると、オフセット調整手段２４またはゲイン調整手段２７のＰＩ制御手段において調整が完了すると、調整完了時の最終的な制御量は、前記記憶手段５０に車種や製造業者等の情報と共に格納され、次回、同一の車種や製造業者等の調整が行なわれる場合に、前記オフセット調整手段２４または前記ゲイン調整手段２７は、記憶された制御量を前記記憶手段５０から読み出して、当該制御量を初期値として偏差（ｅ１またはｅ２）を算出する。

調整されるオフセットやゲインは、車種や製造業者等が同一であれば略等しくなることから、ある車種や製造業者について模擬レゾルバを使用する場合、以前に同一の車種または製造業者について調整完了した制御量が記憶されていると、前記オフセット調整手段２４またはゲイン調整手段２７で処理が行なわれるとき、〔数３〕に基づく演算を行なう回数が少なくなる。つまり、前記記憶手段５０に調整制御量を記憶しておくことで、自動調整処理をより迅速に行なうことが可能となるのである。

上述の実施形態では、模擬レゾルバは、シミュレータ２０内のＲＡＭに記憶された制御プログラムで実現される構成について説明したが、前記模擬レゾルバは、ＡＳＩＣ等の論理回路で実現される構成であってもよい。

上述した何れの実施形態も、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において、各部の具体的構成は適宜変更設計できることはいうまでもない。

分散型シミュレーションシステムの構成図 模擬レゾルバのブロック構成図 オフセット調整手段のブロック構成図 オフセット調整の説明に用いるフローチャート ゲイン調整手段のブロック構成図 ゲイン調整の説明に用いるフローチャート 模擬レゾルバの自動調整の説明に用いるフローチャート

符号の説明

２：ＥＣＵ
５：ホストＰＣ
２０：シミュレータ
２２：正弦波生成手段
２３：余弦波生成手段
２４：オフセット調整手段
２５：第一変調手段
２６：第二変調手段
２７：ゲイン調整手段
２８：調整手段
２９：評価手段
５０：記憶手段
２８１：モード選択手段
２８２：設定値入力手段
２ａ：角度検出手段

Claims (6)

1. 擬似回転機器から入力される角度信号に基づいて正弦波を生成する正弦波生成手段と、前記角度信号に基づいて余弦波を生成する余弦波生成手段と、生成された正弦波及び余弦波夫々のオフセットを調整するオフセット調整手段と、オフセット調整された正弦波を角度検出手段から入力される基準信号に基づいて変調して第一角度成分信号を出力する第一変調手段と、オフセット調整された余弦波を前記基準信号に基づいて変調して第二角度成分信号を出力する第二変調手段と、第一角度成分信号及び第二角度成分信号のゲインを調整するゲイン調整手段を備え、外部入力された設定値に基づいて前記オフセット及びゲインを自動調整する調整手段を備えている模擬レゾルバ。
2. 前記ゲイン調整手段は、正弦波または余弦波が最大となる角度信号に対して、基準信号を平滑化した値と設定値との乗算値と、前記角度成分信号を平滑化した値に基づいて制御量を算出するＰＩ制御手段で構成されている請求項１記載の模擬レゾルバ。
3. 前記オフセット調整手段は、正弦波または余弦波が零となる角度信号に対して、設定値と前記角度成分信号に基づいて制御量を算出するＰＩ制御手段で構成されている請求項１または２記載の模擬レゾルバ。
4. 前記オフセット調整手段及びゲイン調整手段による調整結果を評価する評価手段を備えている請求項１から３の何れかに記載の模擬レゾルバ。
5. 前記オフセット調整手段及びゲイン調整手段による調整制御量を記憶する記憶手段を備え、次回調整時の初期値として設定される請求項１から４の何れかに記載の模擬レゾルバ。
6. 擬似回転機器から入力される角度信号に基づいて正弦波及び余弦波を生成する信号生成ステップと、生成された正弦波及び余弦波夫々のオフセットを調整するオフセット調整ステップと、オフセット調整された正弦波及び余弦波を角度検出手段から入力される基準信号に基づいて変調して角度成分信号を出力する変調ステップと、変調された角度成分信号のゲインを調整するゲイン調整ステップを備え、外部入力された設定値に基づいて前記オフセット及びゲインを自動調整する自動調整ステップを備えている模擬レゾルバの調整方法。