JP2010043899A

JP2010043899A - Rotation angle detection device

Info

Publication number: JP2010043899A
Application number: JP2008206984A
Authority: JP
Inventors: Shohei Sunahara; 昌平砂原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-08-11
Filing date: 2008-08-11
Publication date: 2010-02-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation angle detection device capable of detecting accurately a rotation angle without providing a serial communication circuit used for reading an initial angle. <P>SOLUTION: This rotation angle detection device is equipped with a resolver for outputting a signal corresponding to a rotation angle of a rotating machine, counters 1, 2 a counted value from which is changed based on an output signal from the resolver, and a microcomputer 90 for calculating a rotation angle based on an encoder pulse operated in conjunction with a change of a counted value from the counter 1. A counted value from the counter 2 is changed coincidently with the rotation angle, and the counted value from the counter 1 is reset in the state where the counted value from the counter 2 is coincident with an initial value of the rotation angle, and thereafter is changed so as to follow the counted value from the counter 2. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転機の回転角に応じた信号を出力するレゾルバによって、その回転角を検出する回転角検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device that detects a rotation angle by a resolver that outputs a signal corresponding to the rotation angle of a rotating machine.

従来、電動機などの回転機の回転角に応じた信号を出力するレゾルバと、前記レゾルバの出力に基づき、回転角が所定角度増加したか減少したかを示す増減信号と回転角の絶対値を示す信号とを出力するＲ／Ｄコンバータと、初期値として前記回転角の絶対値を読み込み、以降前記増減信号を累積して回転機の回転角を算出する手段とを有する回転角検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この回転角検出装置は、回転機の回転角の初期値（初期角度）をシリアルＩ／Ｆから読み出し、その後は、回転機が正回転しているか逆回転しているかを表すＡ相信号及びＢ相信号、並びに基準点で出力されるＺ相信号に基づいて、読み出された初期角度からの更新を行うことによって、回転機の回転角を算出するものである。
特開平１１−３３７３７１号公報 Conventionally, a resolver that outputs a signal according to the rotation angle of a rotating machine such as an electric motor, an increase / decrease signal indicating whether the rotation angle has increased or decreased by a predetermined angle, and an absolute value of the rotation angle based on the output of the resolver There is known a rotation angle detection device having an R / D converter that outputs a signal and means for reading the absolute value of the rotation angle as an initial value and thereafter accumulating the increase / decrease signal to calculate the rotation angle of the rotating machine. (For example, refer to Patent Document 1). This rotation angle detection device reads an initial value (initial angle) of the rotation angle of the rotating machine from the serial I / F, and thereafter, an A-phase signal indicating whether the rotating machine is rotating forward or backward and B The rotation angle of the rotating machine is calculated by updating from the read initial angle based on the phase signal and the Z-phase signal output at the reference point.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-337371

しかしながら、上述の従来技術では、初期角度をシリアル通信によって読み出すためのＩ／Ｆ回路や通信線などのシリアル通信回路が必要となるため、回路規模が大きくなってしまう。 However, in the above-described prior art, a serial communication circuit such as an I / F circuit and a communication line for reading the initial angle by serial communication is required, so that the circuit scale becomes large.

そこで、本発明は、初期角度の読み込みに使用しているシリアル通信回路を設けずに、回転角を正確に検出することができる、回転角検出装置の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rotation angle detection device that can accurately detect a rotation angle without providing a serial communication circuit used for reading an initial angle.

上記目的を達成するため、本発明に係る回転角検出装置は、
回転機の回転角に応じた信号を出力するレゾルバと、
前記レゾルバの出力信号に基づいてカウント値が変化する第１及び第２のカウンタと、
前記第１のカウンタのカウント値の変化に連動するエンコーダパルスに基づいて前記回転角を算出する回転角算出手段とを備え、
前記第２のカウンタのカウント値は、前記回転角に一致するように変化し、
前記第１のカウンタのカウント値は、前記第２のカウンタのカウント値が前記回転角の初期値に一致している状態でリセットされた後に、前記第２のカウンタのカウント値に追従するように変化する、ことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a rotation angle detection device according to the present invention includes:
A resolver that outputs a signal according to the rotation angle of the rotating machine;
First and second counters whose count values change based on the output signal of the resolver;
Rotation angle calculation means for calculating the rotation angle based on an encoder pulse interlocking with a change in the count value of the first counter,
The count value of the second counter changes to match the rotation angle,
The count value of the first counter follows the count value of the second counter after being reset in a state where the count value of the second counter matches the initial value of the rotation angle. It is characterized by changing.

ここで、前記第１のカウンタのカウント値を前記第２のカウンタのカウント値に追従させるためのサーボ系制御回路に構成される回路が、前記レゾルバの出力信号を前記カウント値に変換するＲＤ変換のためのサーボ系制御回路に構成される回路と共通すると好適である。 Here, RD conversion in which a circuit configured in a servo system control circuit for causing the count value of the first counter to follow the count value of the second counter converts the output signal of the resolver into the count value It is preferable that the circuit is configured in common with the servo system control circuit.

本発明によれば、初期角度の読み込みに使用しているシリアル通信回路を設けずに、回転角を正確に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately detect the rotation angle without providing the serial communication circuit used for reading the initial angle.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の一実施形態である回転角検出装置１００の構成を表すブロック図である。回転角検出装置１００は、車両に搭載されるモータの回転角を検出可能である。図１には、いわゆるハイブリッド車用のモータ／ジェネレータ（ＭＧ）の回転角θを検出する構成例が示されている。回転角検出装置１００は、ＭＧの回転角θを検出する回転角検出部１０と、信号処理部であるＭＧ−ＥＣＵ５０とを備えている。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a rotation angle detection device 100 according to an embodiment of the present invention. The rotation angle detection device 100 can detect the rotation angle of a motor mounted on the vehicle. FIG. 1 shows a configuration example for detecting a rotation angle θ of a so-called hybrid vehicle motor / generator (MG). The rotation angle detection device 100 includes a rotation angle detection unit 10 that detects the rotation angle θ of the MG, and an MG-ECU 50 that is a signal processing unit.

回転角検出部１０は、角度検出センサ（レゾルバ２０）を備える。レゾルバ２０は、ＭＧの回転軸に配置される。レゾルバ２０は、励磁相を形成する励磁コイル２２と、ｓｉｎ相を形成する検知コイル２４と、ｃｏｓ相を形成する検知コイル２６とを備える。 The rotation angle detection unit 10 includes an angle detection sensor (resolver 20). The resolver 20 is arrange | positioned at the rotating shaft of MG. The resolver 20 includes an excitation coil 22 that forms an excitation phase, a detection coil 24 that forms a sin phase, and a detection coil 26 that forms a cos phase.

一方、ＭＧ−ＥＣＵ５０は、励磁コイル２２にワイヤハーネス４１を介して接続される励磁回路６０と、ワイヤハーネス４３，４５を介して入力されるレゾルバ２０の検知信号（レゾルバ信号）をＭＧの回転角θを表すデジタル信号φにＲＤ変換するレゾルバデジタル変換器（Ｒ／Ｄコンバータ）８０と、車両の走行を制御する走行制御用マイクロコンピュータ（マイコン）を備える電子制御装置（例えば、ＨＶ−ＥＣＵ）からのトルク指令値に基づいてＭＧを制御するモータ制御用マイコン９０とを備える。 On the other hand, the MG-ECU 50 uses the excitation circuit 60 connected to the excitation coil 22 via the wire harness 41 and the detection signal (resolver signal) of the resolver 20 input via the wire harnesses 43 and 45 as the rotation angle of the MG. From an electronic control device (for example, HV-ECU) including a resolver digital converter (R / D converter) 80 that performs RD conversion into a digital signal φ representing θ and a traveling control microcomputer (microcomputer) that controls traveling of the vehicle. And a motor control microcomputer 90 for controlling the MG based on the torque command value.

励磁回路６０は、所定の周波数の信号を生成する発振回路６１とその出力を増幅するアンプ６２とを備える。動作時、励磁回路６０は、所定の周波数の交流の入力電圧を励磁信号（Ｒｅｆ信号）として生成し、その交流電圧を励磁コイル２２の両端に印加する。励磁コイル２２が励磁されてそれに磁気力が発生すると、それに伴い、検知コイル２４，２６が起電する。所定の周波数の励磁信号を励磁コイル２２に供給することによって、検知コイル２４にはｓｉｎ相の電圧が起電し、検知コイル２６にはｃｏｓ相の電圧が起電することになる。すなわち、レゾルバ２０は、ＭＧの回転角θによりＲｅｆ信号をｓｉｎ／ｃｏｓ信号に振幅変調して出力する。 The excitation circuit 60 includes an oscillation circuit 61 that generates a signal having a predetermined frequency and an amplifier 62 that amplifies the output. In operation, the excitation circuit 60 generates an alternating input voltage having a predetermined frequency as an excitation signal (Ref signal), and applies the alternating voltage to both ends of the excitation coil 22. When the exciting coil 22 is excited and a magnetic force is generated, the detection coils 24 and 26 are energized accordingly. By supplying an excitation signal having a predetermined frequency to the excitation coil 22, a sin phase voltage is generated in the detection coil 24, and a cos phase voltage is generated in the detection coil 26. That is, the resolver 20 amplitude-modulates the Ref signal into a sin / cos signal according to the rotation angle θ of the MG, and outputs it.

Ｒ／Ｄコンバータ８０は、検知コイル２４によるｓｉｎ相の出力信号と検知コイル２６によるｃｏｓ相の出力信号が入力される。詳細は後述するが、Ｒ／Ｄコンバータ８０は、ｓｉｎ相の出力信号とｃｏｓ相の出力信号とに基づいてＭＧの回転角θを表すデジタル信号φを生成し、デジタル信号φに基づいて生成されたエンコーダパルス（Ｚ相パルス，Ａ相パルス，Ｂ相パルス）とモータ制御用マイコン９０からの初期角度要求信号とによってＭＧの初期角度αをマイコン９０に読み込ませる。 The R / D converter 80 receives a sin-phase output signal from the detection coil 24 and a cos-phase output signal from the detection coil 26. Although details will be described later, the R / D converter 80 generates a digital signal φ representing the rotation angle θ of the MG based on the sin phase output signal and the cos phase output signal, and is generated based on the digital signal φ. The initial angle α of the MG is read into the microcomputer 90 by the encoder pulse (Z phase pulse, A phase pulse, B phase pulse) and the initial angle request signal from the motor control microcomputer 90.

モータ制御用マイコン９０は、Ｒ／Ｄコンバータ８０からのエンコーダパルスに従って初期角度αからの更新を行うことによりＭＧの回転角θを認識する。そして、モータ制御用マイコン９０は、ＭＧに流れる電流を検出する電流検出センサによって検出される電流値とＲ／Ｄコンバータ８０により得られる回転角θとをフィードバック入力として取得して、走行制御用マイコンからのトルク指令に係るトルクがＭＧから出力されるようにインバータ回路７０を動作させることによってＭＧの回転を制御する。すなわち、マイコン９０は、上述のフィードバック入力とトルク指令値とに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の三相交流をＭＧに印加するためのＰＷＭ信号を演算する。そして、マイコン９０は、演算したＵ，Ｖ，Ｗ相のＰＷＭ信号をインバータ回路７０に出力し、インバータ回路７０に構成されているＩＧＢＴ等のスイッチング素子をオン／オフ制御して、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の三相交流電流を生成して、ＭＧに通電することによりＭＧを駆動する。なお、電流検出センサは、例えば、Ｖ相とＷ相の電流値ＩＶとＩＷを検出するとよい。 The motor control microcomputer 90 recognizes the rotation angle θ of the MG by updating from the initial angle α according to the encoder pulse from the R / D converter 80. Then, the motor control microcomputer 90 acquires the current value detected by the current detection sensor that detects the current flowing through the MG and the rotation angle θ obtained by the R / D converter 80 as a feedback input, and the travel control microcomputer The rotation of the MG is controlled by operating the inverter circuit 70 so that the torque related to the torque command from the MG is output from the MG. That is, the microcomputer 90 calculates a PWM signal for applying a U, V, W phase three-phase alternating current to the MG based on the feedback input and the torque command value. The microcomputer 90 outputs the calculated U, V, and W phase PWM signals to the inverter circuit 70, and controls on / off of switching elements such as IGBTs configured in the inverter circuit 70. The MG is driven by generating a W-phase three-phase alternating current and energizing the MG. The current detection sensor may detect, for example, the current values IV and IW of the V phase and the W phase.

続いて、ＭＧの回転角θの検出動作について詳細に説明する。励磁回路６０から励磁信号sinωtを励磁コイル２２に供給することによって、ＭＧの回転角θに応じて変調された電圧が発生する。検知コイル２４には電圧sinωt sinθが起電し、検知コイル２６には電圧sinωt cosθが起電し、これらの電圧は、レゾルバ信号としてＲ／Ｄコンバータ８０に入力される。 Next, the operation for detecting the rotation angle θ of the MG will be described in detail. By supplying the excitation signal sinωt from the excitation circuit 60 to the excitation coil 22, a voltage modulated according to the rotation angle θ of the MG is generated. A voltage sinωt sinθ is generated in the detection coil 24, and a voltage sinωt cosθ is generated in the detection coil 26, and these voltages are input to the R / D converter 80 as a resolver signal.

図２は、Ｒ／Ｄコンバータ８０の構成を表すブロック図である。Ｒ／Ｄコンバータ８０は、レゾルバ２０の出力信号（レゾルバ信号）に基づいてカウント値が変化するカウンタとして、第１のカウンタ（カウンタ１）と第２のカウンタ（カウンタ２）とを備えるとともに、カウンタ２のカウント値φ２の変化には連動させずにカウンタ１のカウント値φ１の変化に連動させたエンコーダパルスを出力するエンコーダ部８６とを備える。また、Ｒ／Ｄコンバータ８０は、掛算器８１と、減算器８２と、同期検波器８３と、積分器８４と、電圧制御発振器８５とを備える。図２のＲ／Ｄコンバータ８０は、レゾルバ信号を回転角θに相当するデジタル信号φに変換するＲＤ変換のサーボ系制御と、カウンタ２のカウント値φ２にカウンタ１のカウント値φ１を追従させるカウンタ追従（詳細は後述）のサーボ系制御とを共通のサーボ系制御回路で実現している。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the R / D converter 80. The R / D converter 80 includes a first counter (counter 1) and a second counter (counter 2) as counters whose count values change based on the output signal (resolver signal) of the resolver 20, and the counter And an encoder unit 86 that outputs an encoder pulse linked to the change of the count value φ1 of the counter 1 without being linked to the change of the count value φ2 of 2. The R / D converter 80 includes a multiplier 81, a subtracter 82, a synchronous detector 83, an integrator 84, and a voltage controlled oscillator 85. The R / D converter 80 shown in FIG. 2 includes a servo system control for RD conversion that converts the resolver signal into a digital signal φ corresponding to the rotation angle θ, and a counter that causes the count value φ1 of the counter 1 to follow the count value φ2 of the counter 2. The servo system control for tracking (details will be described later) is realized by a common servo system control circuit.

ＲＤ変換のサーボ系制御を行う場合、Ｒ／Ｄコンバータ８０は、レゾルバ信号のそれぞれにcosφ１とsinφ１を掛算器８１で乗算した後に、その乗算結果を減算器８２で互いに減算することによって、sinωt sin（θ−φ１）を算出する。この信号と励磁信号sinωtが同期検波器８３に入力され、同期検波器８３は変調成分sin（θ−φ１）のみ出力する。積分器８４は、同期検波器８３の出力sin（θ−φ１）を積分する。電圧制御発振器８５は、積分器８４から出力される積分値が正の所定値を超えるとカウンタ１のカウント値φ１を増加させる一方で、積分器８４から出力される積分値が当該正の所定値と絶対値が等しい負の所定値未満であるとカウンタ１のカウント値φ１を減少させる。カウンタ１のカウント値φ１は掛算器８１にフィードバックされる。このフィードバック回路は、位相（θ−φ１）が零になるように、すなわちカウント値φ１が回転角θに一致するようにフィードバック演算する。フィードバック演算により回転角θに一致したときのカウント値φ１が、実際の回転角θに対応した値となる。つまり、レゾルバ信号をカウント値φ１に変換するＲＤ変換におけるサーボ系フィードバック回路は、掛算器８１と、減算器８２と、同期検波器８３と、積分器８４と、電圧制御発振器８５と、カウンタ１とから構成される。 When performing servo system control of RD conversion, the R / D converter 80 multiplies each of the resolver signals by cos φ1 and sin φ1 by a multiplier 81, and then subtracts the multiplication result from each other by a subtractor 82, thereby sin sin t sin (Θ−φ1) is calculated. This signal and the excitation signal sinωt are input to the synchronous detector 83, and the synchronous detector 83 outputs only the modulation component sin (θ−φ1). The integrator 84 integrates the output sin (θ−φ1) of the synchronous detector 83. The voltage controlled oscillator 85 increases the count value φ1 of the counter 1 when the integral value output from the integrator 84 exceeds a positive predetermined value, while the integral value output from the integrator 84 is the positive predetermined value. If the absolute value is less than the negative predetermined value, the count value φ1 of the counter 1 is decreased. The count value φ1 of the counter 1 is fed back to the multiplier 81. This feedback circuit performs a feedback calculation so that the phase (θ−φ1) becomes zero, that is, the count value φ1 coincides with the rotation angle θ. The count value φ1 when it coincides with the rotation angle θ by feedback calculation becomes a value corresponding to the actual rotation angle θ. That is, the servo system feedback circuit in the RD conversion that converts the resolver signal into the count value φ1 includes a multiplier 81, a subtractor 82, a synchronous detector 83, an integrator 84, a voltage controlled oscillator 85, a counter 1 and the like. Consists of

Ｒ／Ｄコンバータ８０は、カウンタ２のカウント値φ２についても上述のφ１の場合と同様に、カウント値φ２が回転角θに一致するようにフィードバック演算する。つまり、レゾルバ信号をカウント値φ２に変換するＲＤ変換におけるサーボ系フィードバック回路は、掛算器８１と、減算器８２と、同期検波器８３と、積分器８４と、電圧制御発振器８５と、カウンタ２とから構成される。 The R / D converter 80 also performs a feedback calculation for the count value φ2 of the counter 2 so that the count value φ2 matches the rotation angle θ as in the case of φ1 described above. That is, the servo system feedback circuit in the RD conversion for converting the resolver signal into the count value φ2 includes a multiplier 81, a subtractor 82, a synchronous detector 83, an integrator 84, a voltage controlled oscillator 85, a counter 2 and the like. Consists of

エンコーダ部８６は、カウンタ１の下位のビット（例えば、１２ビットのカウンタ１であれば、下位の２ビット）の変化に基づき、ＭＧの回転方向を表すＡ相信号とＢ相信号を出力する。これらの相信号は、互いに位相が９０°ずれた方形波信号であり、Ａ相の位相が進んでいる場合はＭＧが正転していることを示し、逆にＢ相が進んでいる場合は逆転していることを示す。カウント値φ１がカウントアップまたはダウンされるごとにＡ相、Ｂ相信号が出力される。また、エンコーダ部８６は、カウンタ１のカウント値φ１が零になると、Ｚ相信号を出力する。このＺ相信号は、ＭＧの１回転につき１回出力される。 The encoder unit 86 outputs an A-phase signal and a B-phase signal indicating the rotation direction of the MG based on the change of the lower bits of the counter 1 (for example, the lower 2 bits if the counter 1 is 12 bits). These phase signals are square wave signals whose phases are shifted from each other by 90 °. When the phase of the A phase is advanced, it indicates that the MG is rotating forward, and conversely, when the B phase is advanced. Indicates reverse. A-phase and B-phase signals are output each time the count value φ1 is counted up or down. Further, the encoder unit 86 outputs a Z-phase signal when the count value φ1 of the counter 1 becomes zero. This Z-phase signal is output once per MG rotation.

図３は、Ｒ／Ｄコンバータ８０とモータ制御用マイコン９０の構成を表すブロック図である。マイコン９０のエンコーダ部９１は、Ｒ／Ｄコンバータ８０から出力されるエンコーダパルスを受信する。マイコン９０の第３のカウンタ（カウンタ３）のカウント値ψは、エンコーダ部９１によって得られるＡ相信号がＢ相信号に対して進んでいれば増加し、Ａ相信号がＢ相信号に対して遅れていれば減少する。また、カウンタ３は、エンコーダ部９１によって得られるＺ相信号が検出されると、カウント値ψを零にリセットする。カウンタ１のカウント値φ１とカウンタ３のカウント値ψが一致することで、カウント値ψはＭＧの回転角θを表すことになる。したがって、マイコン９０は、カウント値ψを検出することによって、回転角θを検出することができる。 FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the R / D converter 80 and the motor control microcomputer 90. The encoder unit 91 of the microcomputer 90 receives the encoder pulse output from the R / D converter 80. The count value ψ of the third counter (counter 3) of the microcomputer 90 increases if the A-phase signal obtained by the encoder section 91 is advanced with respect to the B-phase signal, and the A-phase signal is compared with the B-phase signal. Decrease if late. Further, when the Z-phase signal obtained by the encoder unit 91 is detected, the counter 3 resets the count value ψ to zero. When the count value φ1 of the counter 1 matches the count value ψ of the counter 3, the count value ψ represents the rotation angle θ of the MG. Therefore, the microcomputer 90 can detect the rotation angle θ by detecting the count value ψ.

しかしながら、マイコン９０は、ＭＧの初期角度αを検出しなければ、Ａ，Ｂ，Ｚ相信号からなるエンコーダパルスを受信しても、ＭＧの回転角θを正確に検出することができない。そこで、初期角度αの検出から最終的に回転角θが検出されるまでの動作について、図３，４を参照しながら説明する。図４は、Ｒ／Ｄコンバータ８０とモータ制御用マイコン９０の動作を表すタイミングチャートである。 However, if the microcomputer 90 does not detect the initial angle α of the MG, the microcomputer 90 cannot accurately detect the rotation angle θ of the MG even if it receives an encoder pulse composed of A, B, and Z phase signals. The operation from the detection of the initial angle α to the final detection of the rotation angle θ will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a timing chart showing the operations of the R / D converter 80 and the motor control microcomputer 90.

Ｒ／Ｄコンバータ８０の起動時におけるパワーオンリセットの解除時点ｔ１では、カウンタ１のカウント値φ１とカウンタ２のカウント値φ２はリセットによって共に零である。パワーオンリセットが解除されたＲ／Ｄコンバータ８０は、励磁信号の出力を開始する。カウンタ１のカウント値φ１とカウンタ２のカウント値φ２は、共に、その励磁信号に応答したレゾルバ信号に基づき、上述の帰還動作によって、回転角θに一致するように変動する。そして、回転角θに一致したときのカウント値φ１とカウントφ２が、回転角θの初期値（すなわち、初期角度α）に相当することになる（タイミングｔ２）。パワーオンリセットの解除時点ｔ１から初期角度αの検出時点ｔ２までの追従期間において、カウンタ１のカウント値φ１の変化に連動してＡ相とＢ相のパルスが図示の通り出力されるが、マイコン９０は、この時点で初期角度αを読み込んでいないので、カウンタ３のカウント値ψは不定である。 At the release time t1 of the power-on reset when the R / D converter 80 is started, the count value φ1 of the counter 1 and the count value φ2 of the counter 2 are both zero by reset. The R / D converter 80 from which the power-on reset has been released starts outputting an excitation signal. Both the count value φ1 of the counter 1 and the count value φ2 of the counter 2 vary so as to coincide with the rotation angle θ by the above-described feedback operation based on the resolver signal in response to the excitation signal. Then, the count value φ1 and the count φ2 when they coincide with the rotation angle θ correspond to the initial value of the rotation angle θ (ie, the initial angle α) (timing t2). In the follow-up period from the power-on reset release time t1 to the detection time t2 of the initial angle α, the A-phase and B-phase pulses are output as shown in conjunction with the change in the count value φ1 of the counter 1, but the microcomputer 90, since the initial angle α is not read at this point, the count value ψ of the counter 3 is indefinite.

マイコン９０の角度要求部９２は、Ｒ／Ｄコンバータ８０が初期角度αの読み込みを完了した後に、初期角度αを取得すべく角度要求信号を出力する（タイミングｔ３）。Ｒ／Ｄコンバータ８０の初期角度αの読み込み時間は予めスペックとして規定されているので、パワーオンリセットの解除時点からその読み込み時間より長いタイミングで、角度要求信号を出力すればよい。角度要求信号は、カウンタ１のカウンタ値を零にリセットするためのトリガー信号であるため、例えば、一つのパルス信号であればよい。 The angle request unit 92 of the microcomputer 90 outputs an angle request signal to acquire the initial angle α after the R / D converter 80 completes reading of the initial angle α (timing t3). Since the reading time of the initial angle α of the R / D converter 80 is defined in advance as a specification, the angle request signal may be output at a timing longer than the reading time from the time when the power-on reset is released. Since the angle request signal is a trigger signal for resetting the counter value of the counter 1 to zero, for example, it may be a single pulse signal.

角度要求信号を受信したＲ／Ｄコンバータ８０のリセット回路８７は、カウンタ１をリセットすることにより、カウント値φ１を零にする。そして、カウンタ１を、サーボ系にて、リセットされずに回転角θの現在位置を保持しているカウンタ２にサーボ追従させる。つまり、角度要求信号の受信によりカウンタ１のカウント値φ１をリセットしたＲ／Ｄコンバータ８０は、カウンタ２のカウント値φ２にカウンタ１のカウント値φ１を追従させるカウンタ追従のサーボ系制御を行う。 The reset circuit 87 of the R / D converter 80 that has received the angle request signal resets the counter 1 to set the count value φ1 to zero. The counter 1 is servo-followed by the servo system to the counter 2 that holds the current position of the rotation angle θ without being reset. That is, the R / D converter 80 that has reset the count value φ1 of the counter 1 by receiving the angle request signal performs counter tracking servo system control that causes the count value φ1 of the counter 1 to follow the count value φ2 of the counter 2.

カウンタ追従におけるサーボ系フィードバック回路は、図２に示されるように、減算器８２と、積分器８４と、電圧制御発振器８５と、カウンタ１と、カウンタ２とから構成される。つまり、カウンタ１のカウント値φ１をカウンタ２のカウント値φ２に一致させるサーボ系を構成するフィードバック回路において、減算器８２、積分器８４、電圧制御発振器８５は、Ｒ／Ｄコンバータ８０でのＲＤ変換に使用するものと共有している。ＲＤ変換の場合の減算器８２の入力は、角度偏差量であるが、カウンタ追従の場合の減算器８２の入力は、カウント値φ１とカウント値φ２との偏差に置き換えられる。減算器８２の出力値が積分器８４に入力される。積分器８４の出力値が所定の一定値を超える場合には電圧制御発振器８５がカウンタ１のカウント値φ１を増加させ、所定の一定値未満の場合には電圧制御発振器８５はカウンタ１のカウント値φ１を減少させる。このサーボ系制御によって、カウンタ１のカウント値φ１とカウンタ２のカウント値φ２はほぼ同じ値で安定する。 As shown in FIG. 2, the servo system feedback circuit in the counter tracking is composed of a subtracter 82, an integrator 84, a voltage control oscillator 85, a counter 1, and a counter 2. That is, in the feedback circuit constituting the servo system that matches the count value φ1 of the counter 1 with the count value φ2 of the counter 2, the subtractor 82, the integrator 84, and the voltage controlled oscillator 85 are RD converted by the R / D converter 80. Share with what you use. The input of the subtractor 82 in the case of RD conversion is an angle deviation amount, but the input of the subtracter 82 in the case of counter tracking is replaced with a deviation between the count value φ1 and the count value φ2. The output value of the subtracter 82 is input to the integrator 84. When the output value of the integrator 84 exceeds a predetermined constant value, the voltage control oscillator 85 increases the count value φ1 of the counter 1, and when the output value is less than the predetermined constant value, the voltage control oscillator 85 increases the count value of the counter 1. Reduce φ1. By this servo system control, the count value φ1 of the counter 1 and the count value φ2 of the counter 2 are stabilized at substantially the same value.

図４に示されるように、回転角θの初期角度αに一致するカウント値φ２にカウント値φ１が一致するまでのサーボ追従期間ｔ３−ｔ４において、カウンタ１のカウント値φ１の変化に連動してエンコーダパルスがエンコーダ部８６から出力される。 As shown in FIG. 4, in the servo follow-up period t3-t4 until the count value φ1 matches the count value φ2 that matches the initial angle α of the rotation angle θ, the counter value 1 of the counter 1 changes in conjunction with the change. Encoder pulses are output from the encoder unit 86.

一方、マイコン９０は、角度要求信号の出力に同期して自身のカウンタ３をリセットすることにより、カウント値ψを零にする。カウンタ３は、エンコーダ部９１に入力されるエンコーダパルスに従って増減する（サーボ追従期間ｔ３−ｔ４）。 On the other hand, the microcomputer 90 resets its counter 3 in synchronization with the output of the angle request signal, thereby setting the count value ψ to zero. The counter 3 increases / decreases in accordance with the encoder pulse input to the encoder unit 91 (servo tracking period t3-t4).

そして、カウンタ１のカウント値φ１がカウンタ２のカウント値φ２にサーボ系により一致した時点ｔ４で、カウンタ３のカウント値ψは、初期角度αに相当するカウント値φ２に一致することになる。したがって、マイコン９０は、この一致時点のカウント値ψを読み込むことで、初期角度αを認識することができる。そして、初期角度αの認識後のｔ５以降では、ＭＧの回転により出力されるエンコーダパルスに従って、マイコン９０は、初期角度αからの更新を行うことによって、ＭＧの回転により変動する回転角θを正確に検出することができる。 At time t4 when the count value φ1 of the counter 1 matches the count value φ2 of the counter 2 by the servo system, the count value ψ of the counter 3 matches the count value φ2 corresponding to the initial angle α. Therefore, the microcomputer 90 can recognize the initial angle α by reading the count value ψ at the coincidence time. After t5 after recognizing the initial angle α, the microcomputer 90 updates the initial angle α in accordance with the encoder pulse output by the rotation of the MG, thereby accurately determining the rotation angle θ that varies due to the rotation of the MG. Can be detected.

以上、上述の実施例によれば、初期角度αをシリアル通信によって送信する必要がないため、通信線等のシリアル通信回路を設けずに、初期角度αをマイコン９０に読み込ませることができ、正確な回転角をマイコン９０側で検出することができる。また、本発明によれば、シリアル通信によって読み込んだ絶対値角度を格納するレジスタ等の絶対値データ格納部をマイコン９０側に設け、その絶対値角度を制御用データ格納部に転送する必要がないため、その絶対値データ格納部も削減することができる。このように、シリアル通信に関連する回路を削除することができるため、回転角検出装置の小型化を図ることができる。 As described above, according to the above-described embodiment, since it is not necessary to transmit the initial angle α by serial communication, the initial angle α can be read by the microcomputer 90 without providing a serial communication circuit such as a communication line. An accurate rotation angle can be detected on the microcomputer 90 side. Further, according to the present invention, an absolute value data storage unit such as a register for storing an absolute value angle read by serial communication is provided on the microcomputer 90 side, and there is no need to transfer the absolute value angle to the control data storage unit. Therefore, the absolute value data storage unit can also be reduced. As described above, since the circuit related to serial communication can be eliminated, the rotation angle detecting device can be downsized.

また、上述の実施例では、カウンタ追従のサーボ系制御回路が必要となるが、従来のＲＤ変換のサーボ系制御回路と共通化することができるので、カウンタ追従制御による回路規模の増加を最小限に抑えることができる。 In the above-described embodiment, a servo system control circuit for counter tracking is required, but since it can be shared with a conventional servo system control circuit for RD conversion, an increase in circuit scale due to counter tracking control is minimized. Can be suppressed.

本発明の一実施形態である回転角検出装置１００の構成を表すブロック図である。It is a block diagram showing the structure of the rotation angle detection apparatus 100 which is one Embodiment of this invention. Ｒ／Ｄコンバータ８０の構成を表すブロック図である。3 is a block diagram illustrating a configuration of an R / D converter 80. FIG. Ｒ／Ｄコンバータ８０とモータ制御用マイコン９０の構成を表すブロック図である。3 is a block diagram showing the configuration of an R / D converter 80 and a motor control microcomputer 90. FIG. Ｒ／Ｄコンバータ８０とモータ制御用マイコン９０の動作を表すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing operations of an R / D converter 80 and a motor control microcomputer 90.

Explanation of symbols

１０回転角検出部
２０レゾルバ
２２励磁コイル
２４，２６検知コイル
５０ＭＧ−ＥＣＵ
６０励磁回路
７０インバータ回路
８０Ｒ／Ｄコンバータ
９０モータ制御用マイコン
１００回転角検出装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotation angle detection part 20 Resolver 22 Excitation coil 24,26 Detection coil 50 MG-ECU
60 Excitation Circuit 70 Inverter Circuit 80 R / D Converter 90 Microcomputer for Motor Control 100 Rotation Angle Detection Device

Claims

A resolver that outputs a signal according to the rotation angle of the rotating machine;
First and second counters whose count values change based on the output signal of the resolver;
Rotation angle calculation means for calculating the rotation angle based on an encoder pulse interlocking with a change in the count value of the first counter,
The count value of the second counter changes to match the rotation angle,
The count value of the first counter follows the count value of the second counter after being reset in a state where the count value of the second counter matches the initial value of the rotation angle. A rotating angle detector that changes.

A circuit configured in a servo system control circuit for causing the count value of the first counter to follow the count value of the second counter is for RD conversion that converts the output signal of the resolver into the count value. The rotation angle detection device according to claim 1, which is common to a circuit configured in a servo system control circuit.