JP2015169464A - Motor rotation angle detection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor rotation angle detection device which is capable of suppressing the reduction in resolution and accuracy in the case that two signals cannot be simultaneously subjected to A/D conversion.SOLUTION: A rotation angle detection device 1 includes a resolver 3 for outputting first and second signals corresponding to a rotation angle of an electric motor M and detects a rotation angle of the electric motor. The rotation angle detection device 1 detects the rotation angle of the electric motor on the basis of a voltage at a peak position of amplitude of the first signal outputted from the resolver and a voltage at a timing shifted from a peak position of amplitude of a second signal by a prescribed time. In the case that the first and second signals cannot be simultaneously subjected to A/D conversion, both of the first and second signals outputted from the resolver can be handled as acquisition values of peak positions by performing correction processing on the voltage at the timing shifted by the prescribed time, and the reduction in resolution and accuracy can be suppressed.

Description

本発明は、レゾルバを用いてモータの回転角度を検出する回転角度検出装置に関する。   The present invention relates to a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a motor using a resolver.

車載の電動アクチュエータにおいて、モータ駆動では効率性などから永久磁石ブラシレスモータが用いられる場合があり、モータの回転角度をレゾルバで検出する手法が知られている。この手法では、レゾルバに励磁信号を入力し、該レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号に基づきモータの回転角度を算出する。
ここで、2つの信号のA/D変換を同時に行えない(2つのA/D変換機能を充てられない)場合には、例えば特許文献1のように周期をずらして測定したり、あるいは特許文献2のように、信号波形の1周期内で理論的に同一値となるタイミングを組み合わせて測定したりしている。
In an on-vehicle electric actuator, a permanent magnet brushless motor may be used in terms of efficiency in motor driving, and a method of detecting a rotation angle of the motor with a resolver is known. In this method, an excitation signal is input to the resolver, and the rotation angle of the motor is calculated based on a sine wave signal and a cosine wave signal output from the resolver.
Here, when A / D conversion of two signals cannot be performed at the same time (two A / D conversion functions cannot be used), for example, measurement is performed with a period shifted as in Patent Document 1, or Patent Document As shown in Fig. 2, measurement is performed by combining timings that theoretically have the same value within one period of the signal waveform.

特開2011−223826号公報JP 2011-223826 A 特開2000−39337号公報JP 2000-39337 A

しかしながら、前者の技術では、2つの信号のA/D変換を行うタイミングが大きくずれるため、モータの回転角度の算出精度が低下する。一方、後者の技術では、励磁信号波形の最大振幅の前と後で電圧を取得するため、分解能と精度が最も良いタイミングを外していることになる。
このため、前者は過渡追随時などにおける精度の低下を招き、後者は分解能と精度が最も良い検出タイミングを活用できない、という課題がある。
However, in the former technique, the timing for performing the A / D conversion of the two signals greatly deviates, and the calculation accuracy of the rotation angle of the motor decreases. On the other hand, in the latter technique, since the voltage is acquired before and after the maximum amplitude of the excitation signal waveform, the timing with the best resolution and accuracy is removed.
For this reason, the former causes a decrease in accuracy during transient tracking, and the latter has a problem that the detection timing with the best resolution and accuracy cannot be used.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、2つの信号のA/D変換を同時に行えない場合に、分解能と精度の低下を抑制できるモータの回転角度検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the object of the present invention is to provide a rotation angle of a motor that can suppress degradation in resolution and accuracy when A / D conversion of two signals cannot be performed simultaneously. It is to provide a detection device.

本発明のモータの回転角度検出装置では、レゾルバから出力される2つの信号の一方をピーク位置で、他方をピーク位置から所定時間ずらした位置で取得し、これらの出力値に基づきモータの回転角度を検出するようにした。   In the motor rotation angle detection device of the present invention, one of the two signals output from the resolver is acquired at the peak position, and the other is acquired at a position shifted from the peak position for a predetermined time, and the rotation angle of the motor is based on these output values. It was made to detect.

本発明によれば、レゾルバから出力される2つの信号のA/D変換を同時に行えない場合に、ピーク位置から所定時間ずらして取得した出力値に対して補正処理を行うことで、レゾルバから出力される2つの信号の双方をピーク位置の取得値として扱うことができ、分解能と精度の低下を抑制できる。   According to the present invention, when the A / D conversion of two signals output from the resolver cannot be performed at the same time, the correction is performed on the output value obtained by shifting the peak position by a predetermined time, thereby outputting from the resolver. Both of the two signals to be processed can be handled as the acquired values of the peak position, and the decrease in resolution and accuracy can be suppressed.

本発明の実施形態に係るモータの回転角度検出装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a motor rotation angle detection device according to an embodiment of the present invention. 図1に示した回転角度検出装置における第1の検出動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the 1st detection operation in the rotation angle detection apparatus shown in FIG. 図2における補正側の信号取得処理動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a correction-side signal acquisition processing operation in FIG. 2. 図2におけるピーク側の信号取得処理動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a signal acquisition processing operation on a peak side in FIG. 2. 図1に示した回転角度検出装置における第2の検出動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the 2nd detection operation in the rotation angle detection apparatus shown in FIG. 図5における補正側の信号取得処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal acquisition processing operation of the correction | amendment side in FIG. 図5におけるピーク側の信号取得処理動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a signal acquisition processing operation on the peak side in FIG. 5. 図1に示した回転角度検出装置における第3の検出動作を示すタイミングチャートである。FIG. 6 is a timing chart showing a third detection operation in the rotation angle detection device shown in FIG. 1. FIG. 図8における補正側の信号取得処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal acquisition processing operation of the correction | amendment side in FIG. 図8におけるピーク側の信号取得処理動作を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating a signal acquisition processing operation on the peak side in FIG. 8. 図1に示した回転角度検出装置における第4の検出動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the 4th detection operation in the rotation angle detection apparatus shown in FIG. 図11における補正側の信号取得処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the signal acquisition processing operation of the correction | amendment side in FIG. 図11におけるピーク側の信号取得処理動作を示すフローチャートである。12 is a flowchart showing a signal acquisition processing operation on the peak side in FIG. 本発明の実施形態に係るモータの回転角度検出装置をVCRに適用する場合の概略構成図である。It is a schematic block diagram at the time of applying the rotation angle detection apparatus of the motor which concerns on embodiment of this invention to VCR. 図14に示したVCRにおけるモータの回転角度と、レゾルバから出力される正弦波信号及び余弦波信号の電圧値との関係について説明するための波形図である。It is a wave form diagram for demonstrating the relationship between the rotation angle of the motor in VCR shown in FIG. 14, and the voltage value of the sine wave signal and cosine wave signal which are output from a resolver.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
図1は、本発明の実施形態に係るモータの回転角度検出装置の概略構成を示している。回転角度検出装置1は、モータ制御装置2から励磁信号が入力され、モータ(電動モータ)Mの回転角度に応じた正弦波信号と余弦波信号を出力するレゾルバ3と、このレゾルバ3から出力される正弦波信号と余弦波信号をA/D変換するA/D変換器4と、このA/D変換器4から出力されるデジタルデータを演算処理してアークタンジェント(Arctan)を取る演算装置5を含んで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a motor rotation angle detection device according to an embodiment of the present invention. The rotation angle detection device 1 receives an excitation signal from the motor control device 2, outputs a sine wave signal and a cosine wave signal corresponding to the rotation angle of the motor (electric motor) M, and outputs from the resolver 3. An A / D converter 4 for A / D converting the sine wave signal and the cosine wave signal, and an arithmetic unit 5 for calculating the arc tangent by calculating the digital data output from the A / D converter 4 It is comprised including.

レゾルバ3は、モータMの回転子に取り付けられ、モータMと一体的に回転する回転子3aと、モータ制御装置2から励磁信号が供給される励磁コイル3bと、回転子3aを介して励磁コイル3bの磁力により起電力を発生する一対の検出コイル3c,3dとを備えている。ここで、一対の検出コイル3c,3dは、正弦波及び余弦波の交流電圧(レゾルバ信号)を発生させるために、90°の位相差をもって配置されている。   The resolver 3 is attached to the rotor of the motor M, and rotates as a rotor 3a integrally with the motor M, an excitation coil 3b to which an excitation signal is supplied from the motor control device 2, and an excitation coil via the rotor 3a. And a pair of detection coils 3c and 3d that generate an electromotive force by the magnetic force of 3b. Here, the pair of detection coils 3c and 3d are arranged with a phase difference of 90 ° in order to generate AC voltages (resolver signals) of sine waves and cosine waves.

そして、モータMの回転に伴ってレゾルバ3の回転子3aが回転すると、回転子3aの回転角度に応じて、検出コイル3c,3dから、それぞれ正弦波信号と余弦波信号が出力される。モータMの回転角度は、これら正弦波信号と余弦波信号の電圧値をA/D変換器4に入力してA/D変換を行い、デジタルデータに変換した後、演算装置5でアークタンジェント(Arctan)を取ることで算出する。算出した回転角度は、モータ制御装置2に入力することで、モータMをフィードバック制御する。   When the rotor 3a of the resolver 3 rotates with the rotation of the motor M, a sine wave signal and a cosine wave signal are output from the detection coils 3c and 3d, respectively, according to the rotation angle of the rotor 3a. The rotation angle of the motor M is determined by inputting the voltage values of the sine wave signal and the cosine wave signal to the A / D converter 4 and performing A / D conversion to convert them into digital data. Calculated by taking Arctan). The calculated rotation angle is input to the motor control device 2 to feedback control the motor M.

回転角度検出装置1の第1の検出動作は、図2のタイミングチャートに示すように、レゾルバ3に入力される励磁信号の周期と振幅が一定であることを利用するものである。すなわち、励磁信号の周期と振幅が一定であることから、励磁信号の最大振幅に対して振幅比(α)が一定となるタイミングがわかる。そこで、励磁信号のピーク位置の所定時間(β)前のタイミングで、正弦波信号の電圧値を検出してA/D変換を行い、最大振幅との比率から補正処理を行い、励磁信号の振幅の最大値(ピーク位置)に近似した補正値をA/D変換して用いる。一方、余弦波信号は励磁信号のピーク位置の電圧値を検出してA/D変換して用いる。これらの正弦波信号と余弦波信号から取得した電圧値のアークタンジェントを取ることで、モータMの回転角度を算出する。   The first detection operation of the rotation angle detection apparatus 1 utilizes the fact that the period and amplitude of the excitation signal input to the resolver 3 are constant as shown in the timing chart of FIG. That is, since the period and amplitude of the excitation signal are constant, the timing at which the amplitude ratio (α) is constant with respect to the maximum amplitude of the excitation signal is known. Therefore, the voltage value of the sine wave signal is detected at a timing before the peak position of the excitation signal (β), A / D conversion is performed, correction processing is performed from the ratio to the maximum amplitude, and the amplitude of the excitation signal is determined. A correction value approximated to the maximum value (peak position) is used after A / D conversion. On the other hand, the cosine wave signal is used after detecting the voltage value at the peak position of the excitation signal and performing A / D conversion. The rotation angle of the motor M is calculated by taking the arc tangent of the voltage value acquired from these sine wave signal and cosine wave signal.

一例として、励磁信号のピーク位置である時刻t1,t5,t9,t13,t17の振幅に対して、振幅比α=0.9(90%)の電圧を検出したい場合、励磁信号の周期Tは一定(例えばT=100μs)であることから、励磁信号の前回のピーク位置から92.77μs経過した時点であることが分かる。よって、前回のピーク位置から92.77μs経過した時点の正弦波信号の電圧値に対して、0.9の逆数(=1÷0.9=1.11)を乗算し、補正値として使用する。   As an example, when it is desired to detect a voltage with an amplitude ratio α = 0.9 (90%) with respect to the amplitude at times t1, t5, t9, t13, and t17, which are peak positions of the excitation signal, the period T of the excitation signal is Since it is constant (for example, T = 100 μs), it can be seen that 92.77 μs has elapsed from the previous peak position of the excitation signal. Therefore, the voltage value of the sine wave signal when 92.77 μs has elapsed from the previous peak position is multiplied by the reciprocal of 0.9 (= 1 ÷ 0.9 = 1.11) and used as a correction value. .

従って、補正側(正弦波信号側)の電圧取得処理タイミングは、励磁信号のピーク位置である時刻t1,t5,t9,t13,t17に対して、それぞれ所定時間β(本例では7.23μs)前の時刻t0,t4,t8,t12,t16である。このように、電圧取得処理タイミングが、ピーク位置より所定時間β前でありながら、励磁信号のピーク位置の時刻t1,t5,t9,t13,t17における正弦波信号の電圧値を取得したのと等価になる。一方、ピーク側(余弦波信号側)の電圧取得処理タイミングは、励磁信号のピーク位置の時刻t1,t5,t9,t13,t17である。モータ角更新タイミングは、ピーク側の電圧取得処理タイミングであり、時刻t1,t5,t9,t13,t17となる。   Therefore, the voltage acquisition processing timing on the correction side (side of the sine wave signal) is a predetermined time β (7.23 μs in this example) with respect to times t1, t5, t9, t13, and t17, which are peak positions of the excitation signal. The previous times t0, t4, t8, t12, and t16. As described above, the voltage acquisition processing timing is equivalent to the acquisition of the voltage value of the sine wave signal at the times t1, t5, t9, t13, and t17 of the peak position of the excitation signal while the predetermined time β is before the peak position. become. On the other hand, the voltage acquisition processing timing on the peak side (cosine wave signal side) is times t1, t5, t9, t13, and t17 of the peak position of the excitation signal. The motor angle update timing is the voltage acquisition processing timing on the peak side, and is time t1, t5, t9, t13, t17.

次に、取得した電圧値の処理動作について、図3及び図4のフローチャートにより詳しく説明する。図3は、図2における補正側の電圧取得処理動作を示すフローチャートである。ステップS1では、例えば時刻t0のタイミングで正弦波信号の電圧値を取得し、A/D変換を行う。ここで、正弦波信号の電圧値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS2では、取得した正弦波信号の電圧値をVsin1とし、次のステップS3で電圧値Vsin1に対して時刻t1のタイミングの正弦波信号の電圧値に対応させる補正処理を行う。この補正処理では、「Vsin1hosei=Vsin1×補正係数」の演算を行う。補正係数は、振幅比α=0.9の場合、1.11である。
Next, the processing operation of the acquired voltage value will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the voltage acquisition processing operation on the correction side in FIG. In step S1, for example, the voltage value of the sine wave signal is acquired at the timing of time t0, and A / D conversion is performed. Here, the voltage value range of the sine wave signal is −1 to +1.
In step S2, the voltage value of the acquired sine wave signal is set to Vsin1, and in the next step S3, the voltage value Vsin1 is corrected so as to correspond to the voltage value of the sine wave signal at the timing of time t1. In this correction processing, calculation of “Vsin1hosei = Vsin1 × correction coefficient” is performed. The correction coefficient is 1.11 when the amplitude ratio α = 0.9.

同様に、時刻t4,t8,t12,t16のタイミングで正弦波信号の電圧値を取得し、補正処理を行って時刻t5,t9,t13,t17のタイミングの正弦波信号の電圧値に対応する電圧値を算出する。
このように、励磁信号の振幅及び周期は常に一定であることから、励磁信号が最大振幅となる時点に対して所定時間ずらしたタイミングで、正弦波信号の電圧値を取得してA/D変換を行い、そのデジタルデータに対して最大振幅に対する振幅比で補正することで、励磁信号が最大振幅の時と近似となる正弦波信号の電圧値が得られる。
Similarly, a voltage value corresponding to the voltage value of the sine wave signal at timings t5, t9, t13, and t17 is obtained by acquiring the voltage value of the sine wave signal at timings t4, t8, t12, and t16. Calculate the value.
Since the amplitude and period of the excitation signal are always constant in this way, the voltage value of the sine wave signal is acquired and A / D converted at a timing shifted by a predetermined time with respect to the time when the excitation signal has the maximum amplitude. And correcting the digital data with the amplitude ratio with respect to the maximum amplitude, the voltage value of the sine wave signal approximate to that when the excitation signal has the maximum amplitude is obtained.

図4は、ピーク側の電圧取得処理動作を示すフローチャートであり、ステップS4では、例えば時刻t1のタイミングで余弦波信号の電圧値を取得し、A/D変換を行う。この余弦波信号の電圧値の範囲も−1〜+1とする。ステップS5では、取得した余弦波信号の電圧値をVcos1とし、次のステップS6でモータ角度演算を行う。モータ角度演算は、Vsin1hoseiとVcos1からアークタンジェントを用いて算出する。
以降は同様に、時刻t5,t9,t13,t17のタイミングで余弦波信号の電圧値を取得し、補正処理で算出した時刻t5,t9,t13,t17の正弦波信号の電圧値に対応する電圧値Vsin1hoseiを用いてモータ角度演算を行う。
FIG. 4 is a flowchart showing the voltage acquisition processing operation on the peak side. In step S4, for example, the voltage value of the cosine wave signal is acquired at the timing of time t1, and A / D conversion is performed. The voltage value range of this cosine wave signal is also −1 to +1. In step S5, the voltage value of the acquired cosine wave signal is set to Vcos1, and the motor angle is calculated in the next step S6. The motor angle calculation is calculated from Vsin1hosei and Vcos1 using an arc tangent.
Thereafter, similarly, the voltage corresponding to the voltage value of the sine wave signal at the times t5, t9, t13, and t17 calculated by the correction process is acquired at the timing of the times t5, t9, t13, and t17. The motor angle is calculated using the value Vsin1hosei.

上記のような構成によれば、レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号から取得した電圧値のA/D変換を同時に行えない場合に、ずらした側に対して補正処理を行うことで、レゾルバから出力される2つの信号波形の双方が励磁信号のピーク位置の出力値として扱えるので、分解能と精度の低下を抑制できる。
本第1の実施形態は、モータの回転角度の更新タイミングが比較的少ないことで、演算装置5の処理負荷を軽減したい場合に有効である。
また、励磁信号のピーク位置に対して、それぞれ所定時間前のタイミングで正弦波信号の電圧値を検出するので、余弦波信号の検出タイミングまでの時間βを利用して補正処理の演算を行うことができる。
According to the above configuration, when A / D conversion of the voltage value acquired from the sine wave signal and cosine wave signal output from the resolver cannot be performed at the same time, correction processing is performed on the shifted side. Since both the two signal waveforms output from the resolver can be handled as the output value of the peak position of the excitation signal, it is possible to suppress a decrease in resolution and accuracy.
The first embodiment is effective when it is desired to reduce the processing load of the arithmetic device 5 because the update timing of the rotation angle of the motor is relatively small.
Also, since the voltage value of the sine wave signal is detected at a timing before a predetermined time with respect to the peak position of the excitation signal, the correction processing is calculated using the time β until the detection timing of the cosine wave signal. Can do.

なお、上記第1の実施形態では、励磁信号の振幅が最大振幅となる時点に対して所定時間ずらしたタイミングで正弦波信号の電圧値を取得してA/D変換を行い、補正処理するようにしたが、余弦波信号の電圧値を取得してA/D変換を行い、補正処理するようにしても良いのはもちろんである。この場合には、励磁信号が最大振幅となるタイミングで正弦波信号の電圧値を取得してA/D変換を行うことになる。   In the first embodiment, the voltage value of the sine wave signal is acquired at a timing shifted by a predetermined time with respect to the time point when the amplitude of the excitation signal becomes the maximum amplitude, and A / D conversion is performed to perform correction processing. However, as a matter of course, the voltage value of the cosine wave signal may be acquired, A / D converted, and corrected. In this case, the voltage value of the sine wave signal is acquired at the timing when the excitation signal has the maximum amplitude, and A / D conversion is performed.

[第2の実施形態]
図5は、第2の検出動作を示すタイミングチャートである。本第2の検出動作は、励磁信号の振幅の上下のピーク位置において、正弦波信号と余弦波信号の電圧値を取得してモータMの角度更新タイミングを増やすと共に、基準電圧を求めてモータの回転角度を検出するものである。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a timing chart showing the second detection operation. In the second detection operation, the voltage values of the sine wave signal and the cosine wave signal are acquired at the upper and lower peak positions of the amplitude of the excitation signal to increase the angle update timing of the motor M, and the reference voltage is obtained to obtain the reference voltage of the motor. The rotation angle is detected.

補正側(正弦波信号側)の電圧取得処理タイミングは、励磁信号の上下のピーク位置である時刻t1,t3,t5,t7,t9,t11,t13,t15,t17に対して、それぞれ所定時間β前の時刻t0,t2,t4,t6,t8,t10,t12,t14,t16である。上述したように、電圧取得処理タイミングは、ピーク位置より所定時間β前でありながら、補正処理を行うことで、励磁信号のピーク位置の時刻t1,t3,t5,t7,t9,t11,t13,t15,t17における正弦波信号の電圧値を取得したのと等価になる。一方、ピーク側(余弦波信号側)の電圧取得処理タイミングは、励磁信号の上下のピーク位置である時刻t1,t3,t5,t7,t9,t11,t13,t15,t17である。そして、モータ角更新タイミングは、ピーク側の電圧取得処理タイミングであり、時刻t1,t3,t5,t7,t9,t11,t13,t15,t17となる。   The voltage acquisition processing timing on the correction side (sine wave signal side) is a predetermined time β with respect to times t1, t3, t5, t7, t9, t11, t13, t15, and t17, which are the upper and lower peak positions of the excitation signal. The previous times t0, t2, t4, t6, t8, t10, t12, t14, and t16. As described above, while the voltage acquisition processing timing is a predetermined time β before the peak position, the correction processing is performed, so that the time t1, t3, t5, t7, t9, t11, t13, This is equivalent to acquiring the voltage value of the sine wave signal at t15 and t17. On the other hand, the voltage acquisition processing timing on the peak side (cosine wave signal side) is times t1, t3, t5, t7, t9, t11, t13, t15, t17, which are the upper and lower peak positions of the excitation signal. The motor angle update timing is a peak-side voltage acquisition processing timing, and is time t1, t3, t5, t7, t9, t11, t13, t15, t17.

また、例えば時刻t4のタイミングでは、時刻t2−t4間の正弦波信号の平均値から基準電圧を求め、例えば時刻t5のタイミングでは、時刻t3−t5間の余弦波信号の平均値から基準電圧を求める。時刻t8のタイミングでは、時刻t6−t8間の正弦波信号の平均値から基準電圧を求め、時刻t9のタイミングでは、時刻t7−t9間の余弦波信号の平均値から基準電圧を求める。以下、同様にして、時刻t12,t16のタイミングでは、時刻t10−t12間、t14−t16間の正弦波信号のそれぞれの平均値から基準電圧を求め、時刻t13,t17のタイミングでは、時刻t11−t13間、t15−t17間の余弦波信号のそれぞれの平均値から基準電圧を求める。
基準電圧の更新タイミングは、時刻t0,t1,t4,t5,t8,t9,t12,t13,t16,t17となる。ここで、基準電圧更新フラグFLAG_cenは、時刻t1以前、時刻t3−t5間、時刻t7−t9間、時刻t11−t13間、及び時刻t15−t17間に“1”、すなわち更新となる。
For example, at the timing of time t4, the reference voltage is obtained from the average value of the sine wave signal between time t2 and t4. For example, at the timing of time t5, the reference voltage is calculated from the average value of the cosine wave signal between time t3 and t5. Ask. At the timing of time t8, the reference voltage is obtained from the average value of the sine wave signal between times t6 and t8, and at the timing of time t9, the reference voltage is obtained from the average value of the cosine wave signal between times t7 and t9. Similarly, at times t12 and t16, a reference voltage is obtained from the average values of the sine wave signals between times t10 and t12 and between t14 and t16, and at times t13 and t17, the time t11− The reference voltage is obtained from the average values of the cosine wave signals between t13 and t15-t17.
The update timing of the reference voltage is time t0, t1, t4, t5, t8, t9, t12, t13, t16, t17. Here, the reference voltage update flag FLAG_cen is “1”, that is, updated before time t1, between time t3 and t5, between time t7 and t9, between time t11 and t13, and between time t15 and t17.

次に、取得した電圧の処理動作について、図6及び図7のフローチャートにより詳しく説明する。図6は、図5における補正側の電圧取得処理動作を示すフローチャートである。ステップS11では、正弦波信号の電圧値を取得し、A/D変換を行う。この正弦波信号の電圧値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS12では、基準電圧更新タイミングか否かを判定する。この判定は、基準電圧更新フラグFLAG_cen=1か否かで行う。例えば時刻t0のタイミングでフラグFLAG_cenが“1”の場合には、取得した正弦波信号の電圧値をVsin2とし(ステップS13)、このVsin2に対して次のステップS14で補正処理を行う。補正処理では、「Vsin2hosei=Vsin2×補正係数」の演算を行う。補正係数は、振幅比α=0.9の場合、1.11である。
Next, the processing operation of the acquired voltage will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing the voltage acquisition processing operation on the correction side in FIG. In step S11, the voltage value of the sine wave signal is acquired and A / D conversion is performed. The voltage value range of the sine wave signal is −1 to +1.
In step S12, it is determined whether it is a reference voltage update timing. This determination is made based on whether or not the reference voltage update flag FLAG_cen = 1. For example, when the flag FLAG_cen is “1” at the time t0, the voltage value of the acquired sine wave signal is set to Vsin2 (step S13), and correction processing is performed on the Vsin2 in the next step S14. In the correction process, the calculation of “Vsin2hosei = Vsin2 × correction coefficient” is performed. The correction coefficient is 1.11 when the amplitude ratio α = 0.9.

ステップS15では、基準電圧Vscenの算出を行う。基準電圧Vscenは、前回の補正値Vsin1hoseiとの平均値、すなわち、「Vscen=(Vsin1hosei+Vsin2hosei)/2」である。ステップS16では、補正値Vsin2hoseiと基準電圧Vscenとの差電圧Vs3ho(Vs3ho=Vsin2hosei−Vscen)を算出する。
続く、時刻t4,t8,t12,t16における正弦波信号の電圧値の取得動作も同様である。
In step S15, the reference voltage Vscen is calculated. The reference voltage Vscen is an average value with the previous correction value Vsin1hosei, that is, “Vscen = (Vsin1hosei + Vsin2hosei) / 2”. In step S16, a difference voltage Vs3ho (Vs3ho = Vsin2hosei−Vscen) between the correction value Vsin2hosei and the reference voltage Vscen is calculated.
The operation for acquiring the voltage value of the sine wave signal at times t4, t8, t12, and t16 is the same.

一方、ステップS12で、基準電圧の更新タイミングではない、例えば時刻t2のタイミングでフラグFLAG_cenが“0”の場合には、取得した正弦波信号の電圧値をVsin1とし(ステップS17)、このVsin1に対して次のステップS18で補正処理を行う。補正処理では、「Vsin1hosei=Vsin1×補正係数」の演算を行う。補正係数は、振幅比α=0.9の場合、1.11である。ステップS19では、補正値Vsin1hoseiと基準電圧Vscenとの差電圧Vs3ho(Vs3ho=Vsin1hosei−Vscen)を算出する。
続く、時刻t6,t10,t14,t18における正弦波信号の電圧値の取得動作も同様である。
On the other hand, if the flag FLAG_cen is “0” at the timing t2, which is not the update timing of the reference voltage in step S12, the voltage value of the acquired sine wave signal is set to Vsin1 (step S17). On the other hand, correction processing is performed in the next step S18. In the correction process, the calculation of “Vsin1hosei = Vsin1 × correction coefficient” is performed. The correction coefficient is 1.11 when the amplitude ratio α = 0.9. In step S19, a difference voltage Vs3ho (Vs3ho = Vsin1hosei−Vscen) between the correction value Vsin1hosei and the reference voltage Vscen is calculated.
The operation for acquiring the voltage value of the sine wave signal at times t6, t10, t14, and t18 is the same.

図7は、ピーク側の電圧取得処理動作を示すフローチャートであり、ステップS21では、余弦波信号を取得し、A/D変換を行う。この余弦波信号値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS22では、基準電圧更新タイミングか否かを判定する。この判定は、基準電圧更新フラグFLAG_cen=1か否かで行う。例えば時刻t1のタイミングでフラグFLAG_cenが“1”の場合には、取得した余弦波信号の電圧値をVcos2とし(ステップS23)、このVcos2に対して次のステップS24で基準電圧Vccenの算出を行う。基準電圧Vccenは、前回の取得値Vcos1との平均値、すなわち、「Vccen=(Vcos1+Vcos2)/2」である。ステップS25では、電圧値Vcos2と基準電圧Vccenとの差電圧Vcos3(Vcos3=Vcos2−Vccen)を算出する。続いて、フラグFLAG_cenを“0”にクリア(FLAG_cen=0)する。
続く、時刻t5,t9,t13,t17における余弦波信号の電圧値の取得動作も同様である。
FIG. 7 is a flowchart showing the voltage acquisition processing operation on the peak side. In step S21, a cosine wave signal is acquired and A / D conversion is performed. The range of the cosine wave signal value is −1 to +1.
In step S22, it is determined whether it is a reference voltage update timing. This determination is made based on whether or not the reference voltage update flag FLAG_cen = 1. For example, when the flag FLAG_cen is “1” at time t1, the voltage value of the acquired cosine wave signal is set to Vcos2 (step S23), and the reference voltage Vccen is calculated for the Vcos2 in the next step S24. . The reference voltage Vccen is an average value with the previous acquired value Vcos1, that is, “Vccen = (Vcos1 + Vcos2) / 2”. In step S25, a difference voltage Vcos3 (Vcos3 = Vcos2-Vccen) between the voltage value Vcos2 and the reference voltage Vccen is calculated. Subsequently, the flag FLAG_cen is cleared to “0” (FLAG_cen = 0).
The subsequent operation for acquiring the voltage value of the cosine wave signal at times t5, t9, t13, and t17 is the same.

一方、ステップS22で、基準電圧の更新タイミングではないと判定されたとき、例えば時刻t3のタイミングでフラグFLAG_cenが“0”の場合には、取得した余弦波信号の電圧値をVcos1とし(ステップS27)、次のステップS28でこのVcos1に対して「Vcos3=Vcos1−Vccen」を算出する。続いて、フラグFLAG_cenを“1”にセット(FLAG_cen=1)する。
続く、時刻t7,t11,t15,t19における余弦波信号の電圧値の取得動作も同様である。
そして、ステップS30でモータ角度の演算を行う。この演算では、正弦波信号の差電圧Vs3hoと余弦波信号の差電圧Vcos3とからアークタンジェントを用いてモータ角度を算出する。
On the other hand, when it is determined in step S22 that it is not the update timing of the reference voltage, for example, when the flag FLAG_cen is “0” at the timing of time t3, the voltage value of the acquired cosine wave signal is set to Vcos1 (step S27). In the next step S28, "Vcos3 = Vcos1-Vccen" is calculated for this Vcos1. Subsequently, the flag FLAG_cen is set to “1” (FLAG_cen = 1).
The subsequent operation of acquiring the voltage value of the cosine wave signal at times t7, t11, t15, and t19 is the same.
In step S30, the motor angle is calculated. In this calculation, the motor angle is calculated using arc tangent from the difference voltage Vs3ho of the sine wave signal and the difference voltage Vcos3 of the cosine wave signal.

上記のような第2の検出動作によれば、第1の検出動作と同様に、レゾルバ3から出力される2つの信号波形の双方がピーク位置の出力値として扱えるので、分解能と精度の低下を抑制できる。しかも、第1の検出動作に比べてモータ回転角度更新タイミングが多いので、より高精度化が図れる。   According to the second detection operation as described above, both the two signal waveforms output from the resolver 3 can be handled as the output value of the peak position, similarly to the first detection operation, so that the resolution and accuracy are reduced. Can be suppressed. In addition, since the motor rotation angle update timing is greater than in the first detection operation, higher accuracy can be achieved.

なお、上記第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、励磁信号が最大振幅となる時点に対して所定時間ずらしたタイミングで正弦波信号の電圧値を取得してA/D変換を行い、補正処理するようにしたが、余弦波信号の電圧値を取得してA/D変換を行い、補正処理するようにしても良いのはもちろんである。この場合には、励磁信号が最大振幅となるタイミングで正弦波信号の電圧値を取得してA/D変換を行うことになる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, the voltage value of the sine wave signal is acquired at a timing shifted by a predetermined time with respect to the time point when the excitation signal has the maximum amplitude, and A / D conversion is performed. However, the correction processing may be performed by acquiring the voltage value of the cosine wave signal and performing A / D conversion. In this case, the voltage value of the sine wave signal is acquired at the timing when the excitation signal has the maximum amplitude, and A / D conversion is performed.

[第3の実施形態]
図8は、第3の検出動作を示すタイミングチャートである。本第3の検出動作は、励磁信号のピーク位置のタイミングで取得する信号を、余弦波信号と正弦波信号で交互に取得するものである。
正弦波信号の電圧取得処理タイミングは、時刻t0,t5,t8,t13,t16であり、余弦波信号の電圧取得処理タイミングは、時刻t1,t4,t9,t12,t17である。ここで、補正側として取得する電圧値は、時刻t0,t8,t16には正弦波信号、時刻t4,t12には余弦波信号である。また、ピーク側として取得する電圧値は、時刻t1,t9,t17には余弦波信号、時刻t5,t13には正弦波信号である。モータ角更新タイミングは、ピーク側の電圧取得処理タイミングであり、時刻t1,t5,t9,t13,t17となる。補正側更新フラグFLAG_hoseiは、時刻t1−t5間、時刻t9−t13間、及び時刻t17以降が“1”となる。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a timing chart showing the third detection operation. In the third detection operation, a signal acquired at the timing of the peak position of the excitation signal is alternately acquired as a cosine wave signal and a sine wave signal.
The voltage acquisition processing timing of the sine wave signal is time t0, t5, t8, t13, t16, and the voltage acquisition processing timing of the cosine wave signal is time t1, t4, t9, t12, t17. Here, the voltage values acquired on the correction side are sine wave signals at times t0, t8, and t16, and cosine wave signals at times t4 and t12. The voltage value acquired as the peak side is a cosine wave signal at times t1, t9, and t17, and a sine wave signal at times t5 and t13. The motor angle update timing is the voltage acquisition processing timing on the peak side, and is time t1, t5, t9, t13, t17. The correction-side update flag FLAG_hosei is “1” between times t1 and t5, between times t9 and t13, and after time t17.

次に、取得した電圧の処理動作について、図9及び図10のフローチャートにより詳しく説明する。図9は、図8における補正側の電圧取得処理動作を示すフローチャートである。ステップS31では、補正対象が正弦波信号か否かを判定する。この判定には補正側更新フラグFLAG_hoseiを用い、FLAG_hosei=0であれば正弦波信号を取得し、FLAG_hosei=1であれば余弦波信号を取得する。例えば時刻t0のタイミングでは、正弦波信号の電圧値を取得し、A/D変換を行う(ステップS32)。この正弦波信号の電圧値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS33では、取得した正弦波信号の電圧値をVsin1とし、このVsin1に対して次のステップS34で補正処理を行う。補正処理では、「Vsin1hosei=Vsin1×補正係数」の演算を行う。補正係数は、振幅比α=0.9の場合、1.11である。ステップS35では、補正処理で得られた電圧Vsin1hoseiを正弦波信号のピーク値Vsinpeakとする。
Next, the processing operation of the acquired voltage will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 9 is a flowchart showing the voltage acquisition processing operation on the correction side in FIG. In step S31, it is determined whether the correction target is a sine wave signal. For this determination, the correction side update flag FLAG_hosei is used. If FLAG_hosei = 0, a sine wave signal is acquired, and if FLAG_hosei = 1, a cosine wave signal is acquired. For example, at the timing of time t0, the voltage value of the sine wave signal is acquired and A / D conversion is performed (step S32). The voltage value range of the sine wave signal is −1 to +1.
In step S33, the voltage value of the acquired sine wave signal is set to Vsin1, and correction processing is performed on this Vsin1 in the next step S34. In the correction process, the calculation of “Vsin1hosei = Vsin1 × correction coefficient” is performed. The correction coefficient is 1.11 when the amplitude ratio α = 0.9. In step S35, the voltage Vsin1hosei obtained by the correction process is set as the peak value Vsinpeak of the sine wave signal.

一方、ステップS31で、FLAG_hosei=1の場合、例えば時刻t4のタイミングで余弦波信号を取得し、A/D変換を行う(ステップS36)。この余弦波信号の電圧値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS37では、取得した余弦波信号の電圧値をVcos1とし、このVcos1に対して次のステップS38で補正処理を行う。補正処理では、「Vcos1hosei=Vcos1×補正係数」の演算を行う。補正係数は、振幅比α=0.9の場合、1.11である。ステップS39では、補正処理で得られた電圧Vcos1hoseiを余弦波信号のピーク値Vcospeakとする。
続く、時刻t8,t12,t16では、正弦波信号、余弦波信号、正弦波信号の電圧値をそれぞれ取得してA/D変換を行った後、補正処理を行う。
On the other hand, if FLAG_hosei = 1 in step S31, a cosine wave signal is acquired, for example, at the timing of time t4, and A / D conversion is performed (step S36). The voltage value range of the cosine wave signal is −1 to +1.
In step S37, the voltage value of the acquired cosine wave signal is set to Vcos1, and correction processing is performed on this Vcos1 in the next step S38. In the correction process, the calculation of “Vcos1hosei = Vcos1 × correction coefficient” is performed. The correction coefficient is 1.11 when the amplitude ratio α = 0.9. In step S39, the voltage Vcos1hosei obtained by the correction process is set as the peak value Vcospeak of the cosine wave signal.
At subsequent times t8, t12, and t16, the voltage values of the sine wave signal, the cosine wave signal, and the sine wave signal are acquired and subjected to A / D conversion, and then correction processing is performed.

図10は、ピーク側の電圧取得処理動作を示すフローチャートであり、ステップS41では、補正対象が正弦波信号か否かを判定する。この判定には補正側更新フラグFLAG_hoseiを用い、FLAG_hosei=0であれば余弦波信号の電圧値を取得し、フラグFLAG_hosei=1であれば正弦波信号の電圧値を取得する。例えば時刻t1のタイミングでは、余弦波信号の電圧値を取得し、A/D変換を行う(ステップS42)。この余弦波信号値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS43では、取得した余弦波信号の電圧値をVcos2とし、このVcos2を余弦波信号のピーク値Vcospeakとする(ステップS44)。ステップS45では、フラグFLAG_hoseiを“1”にセットする。
FIG. 10 is a flowchart showing the voltage acquisition processing operation on the peak side. In step S41, it is determined whether or not the correction target is a sine wave signal. For this determination, the correction side update flag FLAG_hosei is used. If FLAG_hosei = 0, the voltage value of the cosine wave signal is acquired, and if the flag FLAG_hosei = 1, the voltage value of the sine wave signal is acquired. For example, at the timing of time t1, the voltage value of the cosine wave signal is acquired and A / D conversion is performed (step S42). The range of the cosine wave signal value is −1 to +1.
In step S43, the voltage value of the acquired cosine wave signal is set to Vcos2, and this Vcos2 is set to the peak value Vcospeak of the cosine wave signal (step S44). In step S45, the flag FLAG_hosei is set to “1”.

一方、ステップS41で、FLAG_hosei=1の場合、例えば時刻t5のタイミングでは正弦波信号を取得し、A/D変換を行う(ステップS46)。この正弦波信号の電圧値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS47では、取得した正弦波信号の電圧値をVsin2とし、このVsin2を正弦波信号のピーク値Vsinpeakとする。ステップS49では、フラグFLAG_hoseiを“0”にクリアする。
続く、時刻t9,t13,t17では、余弦波信号、正弦波信号、余弦波信号の電圧値をそれぞれ取得してA/D変換を行う。
次のステップS50では、モータ角度の演算を行う。この演算では、正弦波信号のピーク値Vsinpeakと余弦波信号のピーク値Vcospeakからアークタンジェントを用いてモータ角度を算出する。
On the other hand, if FLAG_hosei = 1 in step S41, a sine wave signal is acquired, for example, at the timing of time t5, and A / D conversion is performed (step S46). The voltage value range of the sine wave signal is −1 to +1.
In step S47, the voltage value of the acquired sine wave signal is set to Vsin2, and this Vsin2 is set to the peak value Vsinpeak of the sine wave signal. In step S49, the flag FLAG_hosei is cleared to “0”.
At times t9, t13, and t17, voltage values of the cosine wave signal, sine wave signal, and cosine wave signal are acquired and A / D conversion is performed.
In the next step S50, the motor angle is calculated. In this calculation, the motor angle is calculated using the arc tangent from the peak value Vsinpeak of the sine wave signal and the peak value Vcospeak of the cosine wave signal.

上記のような第3の検出動作によれば、第1、第2の検出動作と同様に、レゾルバから出力される2つの信号波形の双方がピーク位置の出力値として扱えるので、分解能の低下を抑制でき、精度の劣化を抑制できる。しかも、ピーク位置のタイミングでA/D変換する信号を正弦波信号と余弦波信号で交互に切り換えることにより、片方だけで補正を行う場合に比べて精度悪化を分散して均等にできる。   According to the third detection operation as described above, both the two signal waveforms output from the resolver can be handled as the output value of the peak position, similarly to the first and second detection operations, so that the resolution is reduced. It is possible to suppress the deterioration of accuracy. In addition, by alternately switching the signal to be A / D converted at the timing of the peak position between the sine wave signal and the cosine wave signal, the accuracy deterioration can be distributed and evenly distributed as compared with the case where correction is performed with only one of the signals.

[第4の実施形態]
図11は、第4の検出動作を示すタイミングチャートである。本第4の検出動作は、余弦波信号と正弦波信号のうち振幅が大きい方に対して補正処理を行うものである。
図11に示す例では、余弦波信号の電圧取得処理タイミングを、時刻t0,t4,t8,t13,t17とし、時刻t0,t4,t8で取得した電圧値に対して補正処理を行う。また、正弦波信号の電圧取得処理タイミングを、時刻t1,t5,t9,t12,t16とし、時刻t12,t16で取得した電圧値に対して補正処理を行うようにしている。
そして、モータ角更新タイミングは、ピーク側の電圧取得処理タイミングであり、時刻t1,t5,t9,t13,t17となる。補正側更新フラグFLAG_hoseiは、時刻t9までの期間が“1”、時刻t9以降が“0”である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 11 is a timing chart showing the fourth detection operation. In the fourth detection operation, a correction process is performed on a cosine wave signal or a sine wave signal having a larger amplitude.
In the example shown in FIG. 11, the voltage acquisition processing timing of the cosine wave signal is time t0, t4, t8, t13, t17, and correction processing is performed on the voltage values acquired at time t0, t4, t8. The voltage acquisition processing timing of the sine wave signal is set to times t1, t5, t9, t12, and t16, and correction processing is performed on the voltage values acquired at times t12 and t16.
The motor angle update timing is the voltage acquisition processing timing on the peak side, and is time t1, t5, t9, t13, t17. The correction side update flag FLAG_hosei is “1” during the period up to time t9, and “0” after time t9.

次に、取得した電圧の処理動作について、図12及び図13のフローチャートにより詳しく説明する。図12は、図11における補正側の電圧取得処理動作を示すフローチャートである。ステップS51では、補正対象が正弦波信号か否かを判定する。この判定には補正側更新フラグFLAG_hoseiを用い、FLAG_hosei=0であれば正弦波信号の電圧値を取得し、FLAG_hosei=1であれば余弦波信号の電圧値を取得する。   Next, the processing operation of the acquired voltage will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 12 is a flowchart showing the correction-side voltage acquisition processing operation in FIG. In step S51, it is determined whether the correction target is a sine wave signal. For this determination, the correction-side update flag FLAG_hosei is used. If FLAG_hosei = 0, the voltage value of the sine wave signal is acquired, and if FLAG_hosei = 1, the voltage value of the cosine wave signal is acquired.

例えば時刻t0,t4,t8のタイミングでは、余弦波信号の電圧値を取得してA/D変換を行う(ステップS56)。この余弦波信号の電圧値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS57では、取得した余弦波信号の電圧値をVcos1とし、このVcos1に対して次のステップS58で補正処理を行う。補正処理では、「Vcos1hosei=Vcos1×補正係数」の演算を行う。補正係数は、振幅比α=0.9の場合、1.11である。ステップS59では、補正処理で得られたVcos1hoseiを余弦波信号のピーク値Vcospeakとする。
For example, at the times t0, t4, and t8, the voltage value of the cosine wave signal is acquired and A / D conversion is performed (step S56). The voltage value range of the cosine wave signal is −1 to +1.
In step S57, the voltage value of the acquired cosine wave signal is set to Vcos1, and correction processing is performed on this Vcos1 in the next step S58. In the correction process, the calculation of “Vcos1hosei = Vcos1 × correction coefficient” is performed. The correction coefficient is 1.11 when the amplitude ratio α = 0.9. In step S59, Vcos1hosei obtained by the correction process is set as the peak value Vcospeak of the cosine wave signal.

一方、ステップS51で、FLAG_hosei=0の場合、例えば時刻t12,t16のタイミングでは正弦波信号を取得し、A/D変換を行う(ステップS52)。この正弦波信号の電圧値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS53では、取得した正弦波信号の電圧値をVsin1とし、このVsin1に対して次のステップS54で補正処理を行う。補正処理では、「Vsin1hosei=Vsin1×補正係数」の演算を行う。補正係数は、振幅比α=0.9の場合、1.11である。ステップS55では、補正処理で得られたVsin1hoseiを正弦波信号のピーク値Vsinpeakとする。
On the other hand, if FLAG_hosei = 0 in step S51, for example, a sine wave signal is acquired at timings t12 and t16, and A / D conversion is performed (step S52). The voltage value range of the sine wave signal is −1 to +1.
In step S53, the voltage value of the acquired sine wave signal is set to Vsin1, and correction processing is performed on this Vsin1 in the next step S54. In the correction process, the calculation of “Vsin1hosei = Vsin1 × correction coefficient” is performed. The correction coefficient is 1.11 when the amplitude ratio α = 0.9. In step S55, Vsin1hosei obtained by the correction process is set as the peak value Vsinpeak of the sine wave signal.

図13は、ピーク側の電圧取得処理動作を示すフローチャートである。ステップS61では、補正対象が正弦波信号か否かを判定する。この判定には補正側更新フラグFLAG_hoseiを用い、FLAG_hosei=0であれば余弦波信号の電圧値を取得し、FLAG_hosei=1であれば正弦波信号の電圧値を取得する。例えば時刻t1,t5,t9のタイミングでは、正弦波信号の電圧値を取得し、A/D変換を行う(ステップS65)。この正弦波信号の電圧値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS66では、取得した正弦波信号の電圧値をVsin2とし、このVsin2を正弦波信号のピーク値Vsinpeakとする(ステップS67)。
FIG. 13 is a flowchart showing the voltage acquisition processing operation on the peak side. In step S61, it is determined whether the correction target is a sine wave signal. For this determination, the correction side update flag FLAG_hosei is used. If FLAG_hosei = 0, the voltage value of the cosine wave signal is acquired, and if FLAG_hosei = 1, the voltage value of the sine wave signal is acquired. For example, at the timings of times t1, t5, and t9, the voltage value of the sine wave signal is acquired and A / D conversion is performed (step S65). The voltage value range of the sine wave signal is −1 to +1.
In step S66, the voltage value of the acquired sine wave signal is set to Vsin2, and this Vsin2 is set to the peak value Vsinpeak of the sine wave signal (step S67).

一方、ステップS61で、FLAG_hosei=0の場合、例えば時刻t13,t17のタイミングでは余弦波信号の電圧値を取得し、A/D変換を行う(ステップS62)。この余弦波信号の電圧値の範囲は−1〜+1とする。
ステップS63では、取得した余弦波信号の電圧値をVcos2とし、このVcos2を余弦波信号のピーク値Vcospeakとする(ステップS64)。
On the other hand, if FLAG_hosei = 0 in step S61, for example, the voltage value of the cosine wave signal is acquired at the timings t13 and t17, and A / D conversion is performed (step S62). The voltage value range of the cosine wave signal is −1 to +1.
In step S63, the voltage value of the acquired cosine wave signal is set to Vcos2, and this Vcos2 is set to the peak value Vcospeak of the cosine wave signal (step S64).

次のステップS68では、ステップS64またはS59の余弦波信号のピーク値Vcospeakの絶対値とステップS67またはS55の正弦波信号のピーク値Vsinpeakの絶対値を比較する。「|Vcospeak|≧|Vsinpeak|」の関係を満たすときには、フラグFLAG_hoseiを“1”にセットし(ステップS69)、満たさないときにはフラグFLAG_hoseiを“0”にクリアする(ステップS70)。
次のステップS71では、モータ角度の演算を行う。この演算では、正弦波信号のピーク値Vsinpeakと余弦波信号のピーク値Vcospeakとからアークタンジェントを用いてモータ角度を算出する。
In the next step S68, the absolute value of the peak value Vcospeak of the cosine wave signal in step S64 or S59 is compared with the absolute value of the peak value Vsinpeak of the sine wave signal in step S67 or S55. When the relationship of “| Vcospeak | ≧ | Vsinpeak |” is satisfied, the flag FLAG_hosei is set to “1” (step S69). Otherwise, the flag FLAG_hosei is cleared to “0” (step S70).
In the next step S71, the motor angle is calculated. In this calculation, the motor angle is calculated using the arc tangent from the peak value Vsinpeak of the sine wave signal and the peak value Vcospeak of the cosine wave signal.

上記のような第4の検出動作によれば、第1乃至第3の検出動作と同様に、レゾルバから出力される2つの信号波形の双方がピーク位置の出力値として扱えるので、分解能と精度の低下を抑制できる。しかも、余弦波信号と正弦波信号の振幅が大きい方の波形に対して補正処理を行う構成とすることで、分解能の悪い小振幅領域では補正処理を行わないので精度を向上できる。   According to the fourth detection operation as described above, both the two signal waveforms output from the resolver can be handled as the output value of the peak position as in the first to third detection operations. Reduction can be suppressed. In addition, by adopting a configuration in which the correction processing is performed on the waveform having the larger amplitude of the cosine wave signal and the sine wave signal, the correction processing is not performed in a small amplitude region with poor resolution, so that the accuracy can be improved.

[第5の実施形態]
本第5の実施形態は、上述した第1乃至第4の実施形態において、異常が発生した場合の制御例である。異常の検出は、取得した電圧値及び算出値を記憶しておき、前回値と比較して急激な変化が生じた場合に異常と判断することで行う。検出した電圧値が異常と判断した場合には、正弦波信号及び余弦波信号の電圧値の両方を、前回値を用いて角度算出を行う。あるいは、異常と判断された一方の信号の電圧値のみ前回値を用い、他方は今回値を用いて角度算出を行う。
[Fifth Embodiment]
The fifth embodiment is an example of control when an abnormality occurs in the first to fourth embodiments described above. Abnormality is detected by storing the acquired voltage value and calculated value, and determining that an abnormality has occurred when a sudden change has occurred compared to the previous value. When it is determined that the detected voltage value is abnormal, the angle calculation is performed using the previous values of both the voltage values of the sine wave signal and the cosine wave signal. Alternatively, only the voltage value of one signal determined to be abnormal is used for the previous value, and the other is used for angle calculation using the current value.

同様に、補正のために算出した電圧値に、前回と比較して急激な変化が生じた場合にも異常と判定する。異常と判断した場合には、補正を行う前の取得値を用いて角度算出を行う。あるいは前回の角度算出値を用いる。
このように、学習しておいた前回値を用いて異常を判定することで、異常が発生した場合の影響を抑制できる。
Similarly, it is determined that the voltage value calculated for correction is abnormal when a sudden change occurs compared to the previous time. If it is determined that there is an abnormality, the angle is calculated using the acquired value before correction. Alternatively, the previous angle calculation value is used.
Thus, by determining abnormality using the learned previous value, it is possible to suppress the influence when abnormality occurs.

<適用例>
図14は、本発明の実施形態に係るモータの回転角度検出装置をVCR(Variable Compression Ratio)に適用する場合の概略構成図である。エンジン11には、VCR機構12が搭載されている。VCR機構12は、ブラシレスモータ(電動アクチュエータ)Mによって駆動され、エンジン1の圧縮比を走行状態に応じて変更する。VCR機構12は、例えばブラシレスモータMの制御によりコントロールシャフトを回転させ、コントロールポイントを移動させることで、上死点時のピストン位置の変化により圧縮比を変化させている。
<Application example>
FIG. 14 is a schematic configuration diagram when the rotation angle detection device for a motor according to the embodiment of the present invention is applied to a VCR (Variable Compression Ratio). The engine 11 is equipped with a VCR mechanism 12. The VCR mechanism 12 is driven by a brushless motor (electric actuator) M, and changes the compression ratio of the engine 1 according to the running state. For example, the VCR mechanism 12 rotates the control shaft under the control of the brushless motor M and moves the control point, thereby changing the compression ratio by changing the piston position at the top dead center.

ブラシレスモータMには、このモータの回転角度を検出するレゾルバ(相対角度センサ)13が取り付けられており、レゾルバ13から出力される正弦波信号と余弦波信号が、VCRコントローラ(VCR−CU)14に入力される。エンジンコントロールユニット(ECU)15は、VCR機構12の制御位置の目標値を演算し、VCRコントローラ14へCAN(Controller Area Network)により送信する。VCRコントローラ14は、受信した目標値になるようにブラシレスモータMを三相電流で制御する。ブラシレスモータMの制御によりコントロールシャフトが回転し、上死点時のピストン位置の変化により圧縮比を変更する。   A resolver (relative angle sensor) 13 for detecting the rotation angle of the motor is attached to the brushless motor M, and a sine wave signal and a cosine wave signal output from the resolver 13 are converted into a VCR controller (VCR-CU) 14. Is input. The engine control unit (ECU) 15 calculates a target value of the control position of the VCR mechanism 12 and transmits it to the VCR controller 14 by CAN (Controller Area Network). The VCR controller 14 controls the brushless motor M with a three-phase current so that the received target value is obtained. The control shaft is rotated by the control of the brushless motor M, and the compression ratio is changed by the change of the piston position at the top dead center.

レゾルバ13には、ECU15あるいはVCR−CU14から励磁信号が入力され、モータMの回転角度に応じた正弦波信号と余弦波信号を出力する。これら正弦波信号と余弦波信号の電圧値を取得し、VCR−CU14にて回転角度を算出し、ECU15に供給する。本例においては、VCR−CU14は図1におけるモータ制御装置2に対応し、A/D変換器4と演算装置5としても機能する。VCR−CU14は、例えば第4の検出動作で説明した手順に従ってブラシレスモータMの回転角度を算出し、この回転角度に基づきVCR−CU14によりVCR機構12をフィードバック制御する。   The resolver 13 receives an excitation signal from the ECU 15 or the VCR-CU 14 and outputs a sine wave signal and a cosine wave signal corresponding to the rotation angle of the motor M. The voltage values of the sine wave signal and the cosine wave signal are acquired, the rotation angle is calculated by the VCR-CU 14 and supplied to the ECU 15. In this example, the VCR-CU 14 corresponds to the motor control device 2 in FIG. 1 and also functions as the A / D converter 4 and the arithmetic device 5. For example, the VCR-CU 14 calculates the rotation angle of the brushless motor M according to the procedure described in the fourth detection operation, and feedback-controls the VCR mechanism 12 by the VCR-CU 14 based on the rotation angle.

図15は、図14に示したVCRにおけるモータの回転角度と正弦波信号及び余弦波信号の電圧値との関係について説明するための波形図である。エンジンの圧縮比をコントロールするシステムにおいては、高圧縮比で保持する場合と低圧縮比で保持する場合の使用頻度が高い。そこで、回転角度と圧縮比の関係を、振幅が小さい領域が使用頻度の高い領域になるのを避けるような構成とするのが望ましい。よって、圧縮比が低い領域と高い領域のモータ角度が45°〜315°の範囲としている。   FIG. 15 is a waveform diagram for explaining the relationship between the rotation angle of the motor and the voltage values of the sine wave signal and the cosine wave signal in the VCR shown in FIG. In a system that controls the compression ratio of an engine, the frequency of use is high when the compression ratio is maintained at a high compression ratio and when the compression ratio is maintained at a low compression ratio. Therefore, it is desirable that the relationship between the rotation angle and the compression ratio is configured so as to avoid a region having a small amplitude from being a region that is frequently used. Therefore, the motor angle in the region where the compression ratio is low and the region where the compression ratio is high is in the range of 45 ° to 315 °.

すなわち、モータ角度が90°と270°付近の領域A1,A2は、余弦波信号の電圧値が0付近の領域Bに入り、モータ角度が180°付近の領域A3は、正弦波信号の電圧値が0付近の領域Bに入る。これに対し、モータ角度が45°付近の圧縮比が低い領域C1は、正弦波信号と余弦波信号の電圧値が共に振幅が比較的大きく、モータ角度が315°付近の圧縮比が高い領域C2は、正弦波信号の電圧値が正、余弦波信号の電圧値は負であるものの、やはり振幅が比較的大きい。従って、振幅が大きい領域C1,C2が使用頻度の高い領域になる。   That is, the regions A1 and A2 where the motor angle is near 90 ° and 270 ° enter the region B where the voltage value of the cosine wave signal is near 0, and the region A3 where the motor angle is near 180 ° is the voltage value of the sine wave signal. Enters region B near zero. On the other hand, in a region C1 where the compression ratio is low at a motor angle of about 45 °, both the voltage values of the sine wave signal and cosine wave signal have relatively large amplitudes, and a region C2 where the compression ratio is high at a motor angle of about 315 °. Although the voltage value of the sine wave signal is positive and the voltage value of the cosine wave signal is negative, the amplitude is still relatively large. Therefore, the areas C1 and C2 having a large amplitude are frequently used areas.

上述したように、本発明では、正弦波信号、余弦波信号に対して同タイミングでA/D変換できない場合であっても、正弦波または余弦波どちらかは、励磁信号の振幅が最大となる点の出力信号の電圧を取得し、もう一方はタイミングをずらして取得し、補正を行うことで、実質的に同じタイミングの正弦波信号と余弦波信号の電圧値を簡単な処理によって取得することができる。また、振幅が最大の点で出力信号の電圧値を取得できるため、分解能も高くなり、より正確な出力信号の電圧値を取得することができ、精度の良いモータ回転角度の検出が可能となる。   As described above, in the present invention, the amplitude of the excitation signal is maximized for either the sine wave or the cosine wave even when the A / D conversion cannot be performed at the same timing for the sine wave signal and the cosine wave signal. Obtain the voltage of the point output signal, and obtain the voltage value of the sine wave signal and cosine wave signal at substantially the same timing by performing a simple process by acquiring the voltage by shifting the timing and performing the correction. Can do. In addition, since the voltage value of the output signal can be acquired at the point where the amplitude is maximum, the resolution is increased, the voltage value of the output signal can be acquired more accurately, and the motor rotation angle can be accurately detected. .

なお、本発明は上述した第1乃至第5の実施形態及び適用例に限定されるものではなく、モータ制御においてレゾルバを用いて角度検出を行うもの全般に適用可能である。
(変形例1)
また、上記各実施形態では、励磁信号のピーク位置に対して、それぞれ所定時間前のタイミングで正弦波信号の電圧値を検出するようにしたが、所定時間後のタイミングで正弦波信号の電圧値を検出することもできる。
The present invention is not limited to the first to fifth embodiments and application examples described above, and can be applied to any apparatus that performs angle detection using a resolver in motor control.
(Modification 1)
In each of the above embodiments, the voltage value of the sine wave signal is detected at a timing before a predetermined time with respect to the peak position of the excitation signal, but the voltage value of the sine wave signal at a timing after the predetermined time. Can also be detected.

(変形例2)
更に、上記各実施形態では、回転角度検出装置1がレゾルバ3、A/D変換器4及び演算装置5を備え、レゾルバ3から出力される正弦波信号と余弦波信号をA/D変換器4と演算装置5で処理してモータの回転角を検出する場合について説明した。しかし、適用例に示したようにA/D変換器4と演算装置5の機能の一部または全部をモータ制御装置やECU内に設けられているマイクロコンピュータなどの処理装置を用いて実現することもできる。
(Modification 2)
Further, in each of the above embodiments, the rotation angle detection device 1 includes the resolver 3, the A / D converter 4, and the arithmetic device 5, and the sine wave signal and the cosine wave signal output from the resolver 3 are converted into the A / D converter 4. A case has been described in which the rotation angle of the motor is detected by processing in the arithmetic unit 5. However, as shown in the application example, part or all of the functions of the A / D converter 4 and the arithmetic unit 5 are realized by using a processing device such as a motor control device or a microcomputer provided in the ECU. You can also.

1…回転角度検出装置、2…モータ制御装置、3,13…レゾルバ、4…A/D変換器、5…演算装置、M…モータ(電動モータ)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotation angle detection apparatus, 2 ... Motor control apparatus, 3, 13 ... Resolver, 4 ... A / D converter, 5 ... Arithmetic unit, M ... Motor (electric motor)

Claims (4)

電動モータの回転角度に応じた第1、第2の信号を出力するレゾルバを含み、該電動モータの回転角度を検出する回転角度検出装置であって、
前記レゾルバから出力される第1の信号における振幅のピーク位置の電圧値と、第2の信号における振幅のピーク位置から所定時間ずれたタイミングの電圧値とに基づいて、前記電動モータの回転角度を検出する、ことを特徴とするモータの回転角度検出装置。
A rotation angle detection device that includes a resolver that outputs first and second signals according to the rotation angle of the electric motor, and detects the rotation angle of the electric motor,
Based on the voltage value at the peak position of the amplitude in the first signal output from the resolver and the voltage value at a timing shifted from the peak position of the amplitude in the second signal by a predetermined time, the rotation angle of the electric motor is determined. An apparatus for detecting a rotation angle of a motor.
前記所定時間ずれたタイミングの電圧値を、前記レゾルバに入力する励磁信号における振幅のピーク位置との振幅比で補正して用いる、ことを特徴とする請求項1に記載のモータの回転角度検出装置。   2. The motor rotation angle detection device according to claim 1, wherein the voltage value at a timing shifted by a predetermined time is corrected by an amplitude ratio with an amplitude peak position in an excitation signal input to the resolver. . 前記所定時間ずれたタイミングは、前記第2の信号における振幅のピーク位置に対して所定時間前のタイミングである、ことを特徴とする請求項1または2に記載のモータの回転角度検出装置。   3. The motor rotation angle detection device according to claim 1, wherein the timing shifted by a predetermined time is a timing before a predetermined time with respect to an amplitude peak position in the second signal. 前記レゾルバから出力される第1、第2の信号の電圧値を、1つのA/D変換器でA/D変換する、ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1つの項に記載のモータの回転角度検出装置。   The voltage value of the 1st, 2nd signal output from the said resolver is A / D-converted with one A / D converter, The one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Motor rotation angle detection device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017223571A (en) * 2016-06-16 2017-12-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 Diagnosis device and diagnosis method for rotation angle sensor
WO2018173504A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 Rotation angle detection device and phase shift detection method thereof
US11826517B2 (en) 2016-10-18 2023-11-28 Boston Scientific Scimed, Inc. Guide extension catheter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004061157A (en) * 2002-07-25 2004-02-26 Toyota Motor Corp Signal processing apparatus and signal processing method of resolver
JP2011223826A (en) * 2010-04-14 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp Rotation position detection device for brushless motor
US20140055129A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Hamilton Sundstrand Corporation Resolver interface

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004061157A (en) * 2002-07-25 2004-02-26 Toyota Motor Corp Signal processing apparatus and signal processing method of resolver
JP2011223826A (en) * 2010-04-14 2011-11-04 Mitsubishi Electric Corp Rotation position detection device for brushless motor
US20140055129A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Hamilton Sundstrand Corporation Resolver interface

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017223571A (en) * 2016-06-16 2017-12-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 Diagnosis device and diagnosis method for rotation angle sensor
US11826517B2 (en) 2016-10-18 2023-11-28 Boston Scientific Scimed, Inc. Guide extension catheter
WO2018173504A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 Rotation angle detection device and phase shift detection method thereof
JP2018163000A (en) * 2017-03-24 2018-10-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 Rotation angle detector
CN110366671A (en) * 2017-03-24 2019-10-22 日立汽车系统株式会社 Rotation angle detection apparatus and its phase offset detection method
US10859008B2 (en) 2017-03-24 2020-12-08 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Rotational angle determining device and phase shift detection method therefor
CN110366671B (en) * 2017-03-24 2021-11-05 日立安斯泰莫株式会社 Rotation angle detection device and phase shift detection method thereof

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