JP2008304326A - Excitation signal output device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正弦波状の励磁信号が入力されると、回転角度に応じた正弦波状の信号を出力する回転角度検出装置に対して、励磁信号を出力する励磁信号出力装置に関する。 The present invention relates to an excitation signal output device that outputs an excitation signal to a rotation angle detection device that outputs a sinusoidal signal corresponding to a rotation angle when a sinusoidal excitation signal is input.
従来、回転角度検出装置として、例えば特開2006−349561号公報に開示されているレゾルバがある。このレゾルバは、正弦波状の励磁信号が入力されると、回転角度に応じた正弦波状の信号を出力する。 Conventionally, as a rotation angle detection device, for example, there is a resolver disclosed in JP-A-2006-349561. The resolver outputs a sinusoidal signal corresponding to the rotation angle when a sinusoidal excitation signal is input.
ところで、レゾルバは、温度変化に伴って出力信号の振幅が変化する特性を有している。出力信号の振幅が小さくなると、回転角度の分解能が低下してしまう。そこで、温度変化に伴って励磁信号の振幅を変化させ、出力信号の振幅を一定に保つようにしている。具体的には、励磁信号出力回路の出力ゲインをスイッチによって切替えるようにしている。 By the way, the resolver has a characteristic in which the amplitude of the output signal changes as the temperature changes. When the amplitude of the output signal decreases, the resolution of the rotation angle decreases. Therefore, the amplitude of the excitation signal is changed in accordance with the temperature change, and the amplitude of the output signal is kept constant. Specifically, the output gain of the excitation signal output circuit is switched by a switch.
しかし、この場合、出力ゲインを離散的にしか切替えられない。そのため、レゾルバの出力信号の振幅を一定に保つことが困難であった。また、出力ゲインを4種類設定する場合、スイッチを切替えるために、少なくとも2本の信号線が必要になる。これに対し、8種類設定する場合、少なくとも3本の信号線が必要になる。そのため、信号線が増加し、回路構成が複雑になるという問題もあった。 However, in this case, the output gain can be switched only discretely. For this reason, it is difficult to keep the amplitude of the output signal of the resolver constant. When four types of output gains are set, at least two signal lines are required to switch the switches. On the other hand, when eight types are set, at least three signal lines are required. For this reason, there is a problem that the number of signal lines increases and the circuit configuration becomes complicated.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で、正弦波状の出力信号の振幅を連続的に可変でき、回転角度検出装置の特性低下を抑えられる励磁信号出力装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an excitation signal output device that can continuously vary the amplitude of a sine wave-like output signal with a simple configuration and can suppress deterioration in characteristics of the rotation angle detection device. The purpose is to provide.
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、第1正弦波信号と第2正弦波信号とを加算又は減算するとともに、回転角度検出装置の出力信号の振幅に基づいて第1正弦波信号に対する第2正弦波信号の位相を調整することにより、簡素な構成で、正弦波状の出力信号の振幅を連続的に可変でき、回転角度検出装置の特性の低下を抑えられることを思いつき、本発明を完成するに至った。 Therefore, as a result of extensive research and trial and error, the present inventor adds or subtracts the first sine wave signal and the second sine wave signal, and outputs the output signal of the rotation angle detection device. By adjusting the phase of the second sine wave signal with respect to the first sine wave signal based on the amplitude, the amplitude of the sinusoidal output signal can be continuously varied with a simple configuration, and the characteristics of the rotation angle detector are degraded. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、請求項1に記載の励磁信号出力装置は、正弦波状の励磁信号が入力されると、回転角度に応じた正弦波状の信号を出力する回転角度検出装置に対して、励磁信号を出力する励磁信号出力装置において、第1正弦波信号を出力する第1正弦波信号出力手段と、第1正弦波信号と振幅が同一で位相が異なる第2正弦波信号を出力する第2正弦波信号出力手段と、第1正弦波信号と第2正弦波信号とを加算又は減算し、励磁信号として出力する励磁信号出力手段と、回転角度検出装置の出力信号の振幅に基づいて、第1正弦波信号に対する第2正弦波信号の位相を調整する位相調整手段とを有することを特徴とする。 That is, when the sine wave excitation signal is input, the excitation signal output device according to claim 1 outputs the excitation signal to the rotation angle detection device that outputs a sine wave signal corresponding to the rotation angle. In the excitation signal output device, a first sine wave signal output means for outputting a first sine wave signal, and a second sine wave signal output for outputting a second sine wave signal having the same amplitude and different phase from the first sine wave signal. A first sine wave signal based on the amplitude of the output signal of the rotation angle detector and the excitation signal output means for adding or subtracting the first sine wave signal and the second sine wave signal to output as an excitation signal; And a phase adjusting means for adjusting the phase of the second sine wave signal with respect to.
この構成によれば、簡素な構成で、正弦波状の励磁信号の振幅を連続的に可変でき、回転角度検出装置の特性低下を抑えることができる。第1正弦波信号と、第1正弦波信号と振幅が同一で位相が異なる第2正弦波信号とを加算又は減算すると、振幅が第2正弦波信号の位相に依存した正弦波信号となる。そのため、位相調整手段によって、第2正弦波信号の位相を調整することで、励磁信号の振幅を連続的に可変することができる。しかも、従来のように、ゲインを切替えるスイッチや、切替えのための多くの信号線が必要ないため、構成を簡素化することができる。ところで、回転角度検出装置は、温度変化によって出力信号の振幅が変化する場合がある。この場合、回転角度検出装置の特性低下を招くこととなる。しかし、位相調整手段は、回転角度検出装置の出力信号の振幅に基づいて第2正弦波信号の位相を調整し、励磁信号の振幅を可変する。そのため、出力信号の振幅の変化を抑えることができる。従って、回転角度検出装置の特性低下を抑えることができる。 According to this configuration, the amplitude of the sinusoidal excitation signal can be continuously varied with a simple configuration, and deterioration in characteristics of the rotation angle detection device can be suppressed. When the first sine wave signal and the second sine wave signal having the same amplitude and different phase from the first sine wave signal are added or subtracted, a sine wave signal whose amplitude depends on the phase of the second sine wave signal is obtained. Therefore, the amplitude of the excitation signal can be continuously varied by adjusting the phase of the second sine wave signal by the phase adjusting means. In addition, unlike the prior art, there is no need for a switch for switching the gain and many signal lines for switching, so that the configuration can be simplified. By the way, in the rotation angle detection device, the amplitude of the output signal may change due to a temperature change. In this case, the characteristic of the rotation angle detection device is deteriorated. However, the phase adjusting means adjusts the phase of the second sine wave signal based on the amplitude of the output signal of the rotation angle detection device, and varies the amplitude of the excitation signal. Therefore, the change in the amplitude of the output signal can be suppressed. Accordingly, it is possible to suppress a deterioration in characteristics of the rotation angle detection device.
請求項2に記載の励磁信号出力装置は、請求項1に記載の励磁信号出力装置において、位相調整手段は、回転角度検出装置の出力信号の振幅最大値が所定の範囲内になるように、第1正弦波信号に対する第2正弦波信号の位相を調整することを特徴とする。この構成によれば、回転角度検出装置の特性低下を確実に抑えることができる。回転角度検出装置は、温度変化によって出力信号の振幅最大値が変化する場合がある。この場合、回転角度検出装置の特性低下を招くこととなる。しかし、位相調整手段は、回転角度検出装置の出力信号の振幅最大値が所定の範囲内になるように第2正弦波信号の位相を調整し、励磁信号の振幅を可変する。そのため、出力信号の振幅最大値の変化を抑えることができる。従って、回転角度検出装置の特性低下を確実に抑えることができる。なお、振幅最大値が一定になるように第2正弦波信号の位相を調整するとより好ましい。 The excitation signal output device according to claim 2 is the excitation signal output device according to claim 1, wherein the phase adjustment means is configured so that the maximum amplitude value of the output signal of the rotation angle detection device is within a predetermined range. The phase of the second sine wave signal with respect to the first sine wave signal is adjusted. According to this structure, the characteristic fall of a rotation angle detection apparatus can be suppressed reliably. In the rotation angle detection device, the maximum amplitude value of the output signal may change due to a temperature change. In this case, the characteristic of the rotation angle detection device is deteriorated. However, the phase adjusting means adjusts the phase of the second sine wave signal so that the maximum amplitude value of the output signal of the rotation angle detection device is within a predetermined range, and varies the amplitude of the excitation signal. Therefore, a change in the maximum amplitude value of the output signal can be suppressed. Accordingly, it is possible to reliably suppress the deterioration of the characteristics of the rotation angle detection device. It is more preferable to adjust the phase of the second sine wave signal so that the maximum amplitude value is constant.
請求項3に記載の励磁信号出力装置は、請求項1又は2に記載の励磁信号出力装置において、回転角度検出装置は、レゾルバであることを特徴とする。この構成によれば、正弦波状の励磁信号が入力されることにより、回転角度に応じた正弦波状の信号を確実に出力することができる。 An excitation signal output device according to a third aspect is the excitation signal output device according to the first or second aspect, wherein the rotation angle detection device is a resolver. According to this configuration, by inputting a sinusoidal excitation signal, it is possible to reliably output a sinusoidal signal corresponding to the rotation angle.
請求項4に記載の励磁信号出力装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の励磁信号出力装置において、第1正弦波信号出力手段及び第2正弦波信号出力手段は、正弦波状のPWM(Pulse Width Modulation)信号を出力するPWM信号出力手段と、PWM信号を積分する積分手段とを有することを特徴とする。この構成によれば、簡素な構成で、第1正弦波信号及び第2正弦波信号を確実に出力することができる。
The excitation signal output device according to
請求項5に記載の励磁信号出力装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の励磁信号出力装置において、第1正弦波信号出力手段は、第1正弦波信号に対応した第1PWM信号を出力する第1PWM信号出力手段と、第1PWM信号を積分する第1積分手段とを有し、第2正弦波信号出力手段は、第2正弦波信号に対応した第2PWM信号を出力する第2PWM信号出力手段と、第2PWM信号を積分する第2積分手段とを有し、位相調整手段は、回転角度検出装置の出力信号に基づいて、第1PWM信号に対する第2PWM信号の位相を調整することを特徴とする。この構成によれば、簡素な構成で、第1正弦波信号及び第2正弦波信号を確実に出力することができる。また、第1正弦波信号に対する第2正弦波信号の位相を確実に調整することができる。 The excitation signal output device according to claim 5 is the excitation signal output device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first sine wave signal output means outputs the first PWM signal corresponding to the first sine wave signal. The first PWM signal output means for outputting and the first integration means for integrating the first PWM signal, and the second sine wave signal output means outputs the second PWM signal corresponding to the second sine wave signal. An output means and a second integration means for integrating the second PWM signal, wherein the phase adjustment means adjusts the phase of the second PWM signal with respect to the first PWM signal based on the output signal of the rotation angle detector; And According to this configuration, the first sine wave signal and the second sine wave signal can be reliably output with a simple configuration. In addition, the phase of the second sine wave signal with respect to the first sine wave signal can be reliably adjusted.
請求項6に記載の励磁信号出力装置は、請求項5に記載の励磁信号出力装置において、第1PWM信号出力手段、第2PWM信号出力手段及び位相調整手段は、マイクロコンピュータによって構成されていることを特徴とする。この構成によれば、部品点数を削減することができる。 The excitation signal output device according to claim 6 is the excitation signal output device according to claim 5, wherein the first PWM signal output means, the second PWM signal output means and the phase adjustment means are constituted by a microcomputer. Features. According to this configuration, the number of parts can be reduced.
請求項7に記載の励磁信号出力装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の励磁信号出力装置において、第1正弦波信号出力手段及び第2正弦波信号出力手段は、パルス信号を出力するパルス信号出力手段と、パルス信号の所定周波数成分を通過させるフィルタ手段と
を有することを特徴とする。この構成によれば、簡素な構成で、第1正弦波信号及び第2正弦波信号を確実に出力することができる。
The excitation signal output device according to claim 7 is the excitation signal output device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first sine wave signal output means and the second sine wave signal output means output a pulse signal. And a pulse signal output means for filtering and a filter means for passing a predetermined frequency component of the pulse signal. According to this configuration, the first sine wave signal and the second sine wave signal can be reliably output with a simple configuration.
請求項8に記載の励磁信号出力装置は、請求項7に記載の励磁信号出力装置において、フィルタ手段は、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタであることを特徴とする。この構成によれば、パルス信号の所定周波数を確実に通過させることができる。 The excitation signal output device according to claim 8 is the excitation signal output device according to claim 7, wherein the filter means is a low-pass filter or a band-pass filter. According to this configuration, it is possible to reliably pass a predetermined frequency of the pulse signal.
請求項9に記載の励磁信号出力装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の励磁信号出力装置において、第1正弦波信号出力手段は、第1正弦波信号に対応した周波数成分を含む第1パルス信号を出力する第1パルス信号出力手段と、第1パルス信号の第1正弦波信号に対応した周波数成分を通過させる第1フィルタ手段とを有し、第2正弦波信号出力手段は、第2正弦波信号に対応した周波数成分を含む第2パルス信号を出力する第2パルス信号出力手段と、第2パルス信号の第2正弦波信号に対応した周波数成分を通過させる第2フィルタ手段とを有し、位相調整手段は、回転角度検出装置の出力信号に基づいて、第1パルス信号に対する第2パルス信号の位相を調整することを特徴とする。この構成によれば、簡素な構成で、第1正弦波信号及び第2正弦波信号を確実に出力することができる。また、第1正弦波信号に対する第2正弦波信号の位相を確実に調整することができる。 The excitation signal output device according to claim 9 is the excitation signal output device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first sine wave signal output means includes a frequency component corresponding to the first sine wave signal. The first pulse signal output means for outputting the first pulse signal and the first filter means for passing the frequency component corresponding to the first sine wave signal of the first pulse signal, the second sine wave signal output means , Second pulse signal output means for outputting a second pulse signal including a frequency component corresponding to the second sine wave signal, and second filter means for passing the frequency component corresponding to the second sine wave signal of the second pulse signal The phase adjustment means adjusts the phase of the second pulse signal with respect to the first pulse signal based on the output signal of the rotation angle detection device. According to this configuration, the first sine wave signal and the second sine wave signal can be reliably output with a simple configuration. In addition, the phase of the second sine wave signal with respect to the first sine wave signal can be reliably adjusted.
請求項10に記載の励磁信号出力装置は、請求項9に記載の励磁信号出力装置において、第1フィルタ手段及び第2フィルタ手段は、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタであることを特徴とする。この構成によれば、第1パルス信号の第1正弦波信号に対応した周波数成分を確実に通過させることができる。また、第2パルス信号の第2正弦波信号に対応した周波数成分を確実に通過させることができる。 The excitation signal output device according to claim 10 is the excitation signal output device according to claim 9, wherein the first filter means and the second filter means are low-pass filters or band-pass filters. According to this configuration, it is possible to reliably pass the frequency component corresponding to the first sine wave signal of the first pulse signal. In addition, it is possible to reliably pass the frequency component corresponding to the second sine wave signal of the second pulse signal.
請求項11に記載の励磁信号出力装置は、請求項9又は10に記載の励磁信号出力装置において、第1パルス信号出力手段、第2パルス信号出力手段及び位相調整手段は、マイクロコンピュータによって構成されていることを特徴とする。この構成によれば、部品点数を削減することができる。 The excitation signal output device according to claim 11 is the excitation signal output device according to claim 9 or 10, wherein the first pulse signal output means, the second pulse signal output means, and the phase adjustment means are constituted by a microcomputer. It is characterized by. According to this configuration, the number of parts can be reduced.
請求項12に記載の励磁信号出力装置は、請求項1〜11のいずれかに記載の励磁信号出力装置において、励磁信号出力手段は、オペアンプを用いた加算回路又は減算回路によって構成されていることを特徴とする。この構成によれば、第1正弦波信号と第2正弦波信号とを確実に加算又は減算することができる。 The excitation signal output device according to claim 12 is the excitation signal output device according to any one of claims 1 to 11, wherein the excitation signal output means is constituted by an addition circuit or a subtraction circuit using an operational amplifier. It is characterized by. According to this configuration, the first sine wave signal and the second sine wave signal can be reliably added or subtracted.
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る励磁信号出力装置を、レゾルバの出力信号に基づいてモータを制御する制御装置に適用した例を示す。 Next, an embodiment is given and this invention is demonstrated in detail. In the present embodiment, an example in which the excitation signal output device according to the present invention is applied to a control device that controls a motor based on an output signal of a resolver will be described.
まず、図1を参照して制御装置の構成について説明する。ここで、図1は、本実施形態における制御装置のブロック図である。 First, the configuration of the control device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a block diagram of the control device in the present embodiment.
図1に示すように、制御装置1は、レゾルバ2(回転角度検出装置)と、励磁信号出力部3(励磁信号出力装置)と、出力信号処理部4とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the control device 1 includes a resolver 2 (rotation angle detection device), an excitation signal output unit 3 (excitation signal output device), and an output
レゾルバ2は、正弦波状の信号が入力されると、回転角度θに応じた2つの正弦波状の信号を出力する装置である。レゾルバ2の入力端子は励磁信号出力部3に、2つの出力端子は出力信号処理部4にそれぞれ接続されている。
The resolver 2 is a device that outputs two sinusoidal signals corresponding to the rotation angle θ when a sinusoidal signal is input. The resolver 2 has an input terminal connected to the excitation signal output unit 3 and two output terminals connected to the output
励磁信号出力部3は、レゾルバ2に正弦波状の信号を出力するブロックである。具体的には、時間に対して正弦波状に変化する信号を出力するブロックである。また、レゾルバ2の出力信号の振幅に基づいて出力信号の振幅を調整するブロックでもある。励磁信号出力部3は、第1正弦波信号出力部30(第1正弦波信号出力手段)と、第2正弦波信号出力部31(第2正弦波信号出力手段)と、励磁信号出力部32(励磁信号出力手段)と、位相調整部33(位相調整手段)とから構成されている。
The excitation signal output unit 3 is a block that outputs a sinusoidal signal to the resolver 2. Specifically, it is a block that outputs a signal that changes sinusoidally with respect to time. Further, it is also a block that adjusts the amplitude of the output signal based on the amplitude of the output signal of the resolver 2. The excitation signal output unit 3 includes a first sine wave signal output unit 30 (first sine wave signal output unit), a second sine wave signal output unit 31 (second sine wave signal output unit), and an excitation
第1正弦波信号出力部30は、第1正弦波信号sin(ωt)を出力するブロックである。第1正弦波信号出力部30は、第1PWM信号出力部300(PWM信号出力手段、第1PWM信号出力手段)と、積分回路301(積分手段)とから構成されている。
The first sine wave
第1PWM信号出力部300は、sin(ωt)に対応したPWM信号、具体的には第1PWM信号を出力するブロックである。積分回路301は、第1PWM信号を積分する回路である。積分回路301は、抵抗301aと、コンデンサ301bとから構成されている。抵抗301aの一端は、第1PWM信号出力部300の出力端子に接続されている。また、他端は、コンデンサ301bを介して接地されている。
The first PWM
第2正弦波信号出力部31は、第1正弦波信号と振幅が同一で位相が異なる第2正弦波信号sin(ωt+α)を出力するブロックである。ここで、位相αは、位相調整部33によって調整される。第2正弦波信号出力部31は、第2PWM信号出力部310(PWM信号出力手段、第2PWM信号出力手段)と、積分回路311(積分手段)とから構成されている。
The second sine wave
第2PWM信号出力部310は、sin(ωt+α)に対応したPWM信号、具体的には第2PWM信号を出力するブロックである。積分回路311は、第2PWM信号を積分する回路である。積分回路311は、抵抗311aと、コンデンサ311bとから構成されている。抵抗の311aの一端は、第2PWM信号出力部310の出力端子に接続されている。また、他端は、コンデンサ311bを介して接地されている。
The second PWM
励磁信号出力部32は、第1正弦波信号sin(ωt)と、第2正弦波信号sin(ωt+α)とを加算し、励磁信号として出力するブロックである。励磁信号は、数1に示すように、第1正弦波信号sin(ωt)に対する第2正弦波信号sin(ωt+α)の位相αによって、振幅を連続的に可変することができる正弦波となる。
The excitation
励磁信号出力部32は、オペアンプ320aと、抵抗320b〜320dとから構成されている。オペアンプ320aの非反転入力端子は、基準電源に接続されている。基準電源の電圧は、回路用電源の電圧5Vの1/2、2.5Vに設定されている。また、反転入力端子は、抵抗320b、320cを介して積分回路301、311の出力端子、具体的には抵抗301a、311aの他端に接続されている。さらに、出力端子は、抵抗320dを介して反転入力端子に接続されている。また、コンデンサ34を介してレゾルバ2の入力端子に接続されている。これにより、0Vを中心に変化する励磁信号が、レゾルバ2に入力されることとなる。
The excitation
位相調整部33は、出力信号処理部4の出力に基づいて第1正弦波信号sin(ωt)に対する第2正弦波信号sin(ωt+α)の位相αを調整するブロックである。具体的には、出力信号処理部4が出力するレゾルバ2の出力信号の振幅最大値がほぼ一定となるように位相αを調整する。より具体的には、第1PWM信号に対する第2PWM信号の位相を調整する。位相調整部33の入力端子は出力信号処理部4に、出力端子は第2PWM信号出力部310にそれぞれ接続されている。
The
出力信号処理部4は、レゾルバ2の2つの出力信号に基づいて回転角度θを算出する
ブロックである。また、位相調整部33に出力信号の振幅最大値を出力するブロックでもある。出力信号処理部4は、出力信号変換部40と、演算部41とから構成されている。
The output
出力信号変換部40は、レゾルバ2の2つの出力信号を電圧変換するブロックである。具体的には、0Vを中心に変化するレゾルバ2の正弦波状の出力信号を、2.5Vを中心に変化するよう変換する。出力信号変換部40の入力端子は、レゾルバ2の出力端子にそれぞれ接続されている。
The
演算部41は、出力信号変換部40の出力信号に基づいて回転角度θを算出するブロックである。また、位相調整部33に対してレゾルバ2の出力信号の振幅最大値を出力するブロックでもある。演算部41の入力端子は、出力信号変換部40の出力端子にそれぞれ接続されている。また、レゾルバ2の出力信号の最大値を出力する出力端子は、位相調整部33の入力端子に接続されている。さらに、回転角度θを出力する出力端子は、モータ駆動回路(図略)に接続されることとなる。
The
なお、第1PWM信号出力部300、第2PWM信号出力部310、位相調整部33、及び演算部41は、マイクロコンピュータによって一体的に構成されている。
The first PWM
次に、図1を参照して制御装置1の動作について説明する。電圧が供給されると、各部は動作を開始する。第1PWM信号出力部300は、sin(ωt)に対応した第1PWM信号を出力する。第1PWM信号が出力されると、積分回路301は、第1PWM信号を積分し、第1正弦波信号sin(ωt)を出力する。一方、第2PWM信号出力部310は、sin(ωt+α)に対応した第2PWM信号を出力する。第2PWM信号が出力されると、積分回路311は、第2PWM信号を積分し、第2正弦波信号sin(ωt+α)を出力する。励磁信号出力部32は、第1正弦波信号sin(ωt)と、第2正弦波信号sin(ωt+α)とを加算し、励磁信号2cos(α/2)・sin(ωt+α/2)を出力する。励磁信号2cos(α/2)・sin(ωt+α/2)が出力されると、レゾルバ2は、数2に示すように、回転角度θに応じた2つの正弦波状の信号を出力する。
Next, the operation of the control device 1 will be described with reference to FIG. When a voltage is supplied, each unit starts operating. The first PWM
出力信号変換部40は、レゾルバ2の出力信号を電圧変換し出力する。レゾルバ2の出力信号が変換されると、演算部41は、出力信号に基づいて回転角度θを算出し、モータ駆動回路に出力する。具体的には、レゾルバ2の出力信号からtanθを算出し、予め設定されている回転角度θとtanθとの関係を示すテーブルを参照して、回転角度θを求める。また、演算部41は、レゾルバ2の出力信号から振幅最大値A’を求め、位相調整部33に出力する。
The
ところで、温度が変化すると、レゾルバ2の構造によって決まる入出力変換係数Aが変化する。それに伴って、レゾルバ2の出力信号の振幅最大値A’も変化する。振幅最大値A’が小さくなると、回転角度θの分解能が低下してしまう。しかし、位相調整部33は、第1正弦波信号sin(ωt)に対する第2正弦波信号sin(ωt+α)の位相αを調整することで、励磁信号2cos(α/2)・sin(ωt+α/2)の振幅を連続的に可変することができる。その結果、レゾルバ2の出力信号の振幅最大値A’を可変することができる。位相調整部33は、温度変化に係わらず振幅最大値A’がほぼ一定となるように位相αを調整する。これにより、回転角度θの分解能の低下を抑え、常に、ほぼ一定の分解能を安定して確保することができる。
By the way, when the temperature changes, the input / output conversion coefficient A determined by the structure of the resolver 2 changes. Along with this, the amplitude maximum value A ′ of the output signal of the resolver 2 also changes. When the maximum amplitude value A ′ decreases, the resolution of the rotation angle θ decreases. However, the
最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、簡素な構成で、正弦波状の励磁信号の振幅を連続的に可変でき、レゾルバ2の特性低下を抑えることができる。第1正弦波信号sin(ωt)と、第2正弦波信号sin(ωt+α)とを加算すると、振幅が第2正弦波信号の位相αに依存した励磁信号2cos(α/2)・sin(ωt+α/2)となる。そのため、位相調整部33によって、第2正弦波信号sin(ωt+α)の位相αを調整することで、励磁信号2cos(α/2)・sin(ωt+α/2)の振幅を連続的に可変することができる。しかも、従来のように、ゲインを切替えるスイッチや、切替えのための多くの信号線が必要ないため、構成を簡素化することができる。ところで、レゾルバ2は、温度変化によって出力信号の振幅最大値A’が変化する。振幅最大値A’が小さくなると、回転角度θの分解能が低下してしまう。しかし、位相調整部33は、レゾルバ2の出力信号の振幅最大値A’がほぼ一定となるように第2正弦波信号の位相αを調整し、励磁信号の振幅を可変する。そのため、出力信号の振幅最大値A’の変化を抑えることができる。従って、回転角度θの分解能の低下を抑えることができる。
Finally, the effect will be described. According to the present embodiment, the amplitude of the sinusoidal excitation signal can be continuously varied with a simple configuration, and the degradation of the characteristics of the resolver 2 can be suppressed. When the first sine wave signal sin (ωt) and the second sine wave signal sin (ωt + α) are added, the excitation signal 2 cos (α / 2) · sin (ωt + α) whose amplitude depends on the phase α of the second sine wave signal. / 2). Therefore, the amplitude of the excitation signal 2 cos (α / 2) · sin (ωt + α / 2) can be continuously varied by adjusting the phase α of the second sine wave signal sin (ωt + α) by the
また、本実施形態によれば、第1正弦波信号出力部30及び第2正弦波信号出力部31は、それぞれ、PWM信号を出力する第1PWM信号出力部300及び第2PWM信号出力部310と、積分回路301、311とから構成されている。そのため、簡素な構成で、第1正弦波信号及び第2正弦波信号を確実に出力することができる。
In addition, according to the present embodiment, the first sine wave
さらに、本実施形態によれば、位相調整部33は、レゾルバ2の出力信号に基づいて第1PWM信号に対する第2PWM信号の位相を調整する。そのため、簡素な構成で、レゾルバ2の出力信号に基づいて第1正弦波信号に対する第2正弦波信号の位相αを調整することができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the
加えて、本実施形態によれば、第1PWM信号出力部300、第2PWM信号出力部310、位相調整部33、及び演算部41は、マイクロコンピュータによって一体的に構成されている。そのため、部品点数を削減することができる。また、励磁信号出力部32は、オペアンプ320aを用いた加算回路によって構成されている。そのため、第1正弦波信号と第2正弦波信号とを確実に加算することができる。
In addition, according to the present embodiment, the first PWM
なお、本実施形態では、第1正弦波信号sin(ωt)と第2正弦波信号sin(ωt+α)とを加算し、励磁信号として出力する例を挙げているが、これに限られるものではない。第1正弦波信号sin(ωt)から第2正弦波信号sin(ωt+α)を減算し、励磁信号として出力してもよい。この場合も、数3に示すように、第1正弦波信号sin(ωt)に対する第2正弦波信号sin(ωt+α)の位相αによって励磁信号の振幅を連続的に可変することができる。 In this embodiment, the first sine wave signal sin (ωt) and the second sine wave signal sin (ωt + α) are added and output as an excitation signal. However, the present invention is not limited to this. . The second sine wave signal sin (ωt + α) may be subtracted from the first sine wave signal sin (ωt) and output as an excitation signal. Also in this case, as shown in Equation 3, the amplitude of the excitation signal can be continuously varied by the phase α of the second sine wave signal sin (ωt + α) with respect to the first sine wave signal sin (ωt).
そのため、同様の効果を得ることができる。 Therefore, the same effect can be obtained.
また、本実施形態では、第1正弦波信号出力部30が、第1PWM信号出力部300と、積分回路301とから構成され、第2正弦波信号出力部31が、第2PWM信号出力部310と、積分回路311とから構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。第1正弦波信号出力部は、第1正弦波信号sin(ωt)に対応した周波数成分を含む第1パルス信号を出力する第1パルス信号出力部(パルス信号出力手段、第1パルス信号出力手段)と、第1パルス信号の第1正弦波信号sin(ωt)に対応した周波数成分を通過させる第1フィルタ部(フィルタ手段、第1フィルタ手段)とによって構成されていてもよい。第2正弦波信号出力部は、第2正弦波信号sin(ωt+α)に対応した周波数成分を含む第2パルス信号を出力する第2パルス信号出力部(パルス信号出力手段、第2パルス信号出力手段)と、第2パルス信号の第2正弦波信号sin(ωt+α)に対応した周波数成分を通過させる第2フィルタ部(フィルタ手段、第2フィルタ手段)とによって構成されていてもよい。第1フィルタ部及び第2フィルタ部は、ローパスフィルタ又はバンドパスフィルタであるとよい。この場合も同様に、第1正弦波信号sin(ωt)及び第2正弦波信号sin(ωt+α)を出力することができる。
In the present embodiment, the first sine wave
さらに、本実施形態では、位相調整部33が、第1PWM信号に対する第2PWM信号の位相を調整することで、第1正弦波信号sin(ωt)に対する第2正弦波信号sin(ωt+α)の位相αを調整する例を挙げているが、これに限られるものではない。前述したように、第1正弦波信号出力部が、第1パルス信号出力部と、第1フィルタ部とによって、第2正弦波信号出力部が、第2パルス信号出力部と、第2フィルタ部とによって構成されている場合、位相調整部が、第1パルス信号に対する第2パルス信号の位相を調整してもよい。この場合も同様に、第1正弦波信号sin(ωt)に対する第2正弦波信号sin(ωt+α)の位相αを調整することができる。なお、第1パルス信号出力部、第2パルス信号出力部及び位相調整部は、マイクコンピュータによって構成されているとよい。
Further, in the present embodiment, the
1・・・制御装置、2・・・レゾルバ(回転角度検出装置)、3・・・励磁信号出力部(励磁信号出力手段)、30・・・第1正弦波信号出力部(第1正弦波信号出力手段)、300・・・第1PWM信号出力部(PWM信号出力手段、第1PWM信号出力手段)、301・・・積分回路(積分手段)、301a・・・抵抗、301b・・・コンデンサ、31・・・第2正弦波信号出力部(第2正弦波信号出力手段)、310・・・第2PWM信号出力部(PWM信号出力手段、第2PWM信号出力手段)、311・・・積分回路(積分手段)、311a・・・抵抗、311b・・・コンデンサ、32・・・励磁信号出力部(励磁信号出力手段)、320a・・・オペアンプ、320b〜320d・・・抵抗、33・・・位相調整部(位相調整手段)、34・・・コンデンサ、4・・・出力信号処理部、40・・・出力信号変換部、41・・・演算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control apparatus, 2 ... Resolver (rotation angle detection apparatus), 3 ... Excitation signal output part (excitation signal output means), 30 ... 1st sine wave signal output part (1st sine wave) Signal output means), 300 ... first PWM signal output section (PWM signal output means, first PWM signal output means), 301 ... integration circuit (integration means), 301a ... resistance, 301b ... capacitor, 31... Second sine wave signal output section (second sine wave signal output means), 310... Second PWM signal output section (PWM signal output means, second PWM signal output means), 311. Integration means), 311a ... resistor, 311b ... capacitor, 32 ... excitation signal output section (excitation signal output means), 320a ... op amp, 320b-320d ... resistance, 33 ... phase Adjustment section (phase adjustment Means), 34 ... capacitors, 4 ... output signal processing unit, 40 ... output signal conversion unit, 41 ... arithmetic unit
Claims (12)
第1正弦波信号を出力する第1正弦波信号出力手段と、前記第1正弦波信号と振幅が同一で位相が異なる第2正弦波信号を出力する第2正弦波信号出力手段と、前記第1正弦波信号と前記第2正弦波信号とを加算又は減算し、励磁信号として出力する励磁信号出力手段と、前記回転角度検出装置の出力信号の振幅に基づいて、前記第1正弦波信号に対する前記第2正弦波信号の位相を調整する位相調整手段とを有することを特徴とする励磁信号出力装置。 In the excitation signal output device that outputs the excitation signal to the rotation angle detection device that outputs the sinusoidal signal according to the rotation angle when the sinusoidal excitation signal is input,
A first sine wave signal output means for outputting a first sine wave signal; a second sine wave signal output means for outputting a second sine wave signal having the same amplitude and different phase as the first sine wave signal; The excitation signal output means for adding or subtracting the 1 sine wave signal and the second sine wave signal and outputting the result as an excitation signal, and the amplitude of the output signal of the rotation angle detection device, An excitation signal output device comprising phase adjusting means for adjusting the phase of the second sine wave signal.
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