JP2019124508A - Rotation angle detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転角度検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device.
従来、この種の回転角度検出装置としては、９０度の位相差を有する２つの交流の励磁信号を与えるとモータの回転角度情報を含む出力信号を出力する第１レゾルバと、第１レゾルバに励磁信号を与えると共に出力信号からモータの回転角度を検出する第１制御手段と、で第１回転角度検出ユニットを構成し、同様に第２レゾルバと第２制御手段とで第２回転角度検出ユニットを構成し、第１，第２回転角度検出ユニットで回転角度検出装置を構成するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この回転角度検出装置では、第１，第２回転角度検出ユニットのうち一方の回転角度検出ユニットの励磁信号の相順を他方の回転角度検出ユニットの励磁信号の相順とは逆となるようにする。これにより、互いの磁気的干渉を防止している。 Conventionally, as this type of rotation angle detection device, a first resolver that outputs an output signal including rotation angle information of a motor when two AC excitation signals having a phase difference of 90 degrees are given, and excitation to the first resolver A first control means for giving a signal and detecting a rotational angle of the motor from an output signal constitutes a first rotational angle detection unit, and similarly a second rotational angle detection unit is composed of a second resolver and a second control means. It has been proposed to configure a rotation angle detection device with first and second rotation angle detection units (see, for example, Patent Document 1). In this rotation angle detection device, the phase sequence of the excitation signal of one of the first and second rotation angle detection units is reversed to the phase sequence of the excitation signal of the other rotation angle detection unit. Do. This prevents mutual magnetic interference.
こうした回転角度検出装置では、通常時には、メイン励磁回路からレゾルバに励磁信号を与え、メイン励磁回路からの励磁信号に周期異常が生じると、サブ励磁回路からレゾルバに励磁信号を与える、即ち、レゾルバに与える励磁信号を切り替えるものも考えられている。この場合、切替タイミングによっては、レゾルバに与えられる励磁信号が乱れてレゾルバからの出力信号が乱れ、モータの回転角度の検出値が乱れることがある。 In such a rotation angle detection device, normally, an excitation signal is given from the main excitation circuit to the resolver, and when a cycle abnormality occurs in the excitation signal from the main excitation circuit, an excitation signal is given from the sub excitation circuit to the resolver. It is also conceivable to switch the excitation signal to be given. In this case, depending on the switching timing, the excitation signal supplied to the resolver may be disturbed, the output signal from the resolver may be disturbed, and the detected value of the rotation angle of the motor may be disturbed.
本発明の回転角度検出装置は、モータの回転角度の検出値が乱れるのを抑制することを主目的とする。 The rotation angle detection device of the present invention has as its main object to suppress disturbance of a detection value of a rotation angle of a motor.
本発明の回転角度検出装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The rotation angle detection device of the present invention adopts the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明の回転角度検出装置は、
モータの回転軸に取り付けられたレゾルバと、
メイン励磁信号を出力すると共に前記レゾルバからの出力信号に基づいて前記モータの回転角度を演算するメインコンピュータと、
サブ励磁信号を出力するサブコンピュータと、
前記メイン励磁信号を前記レゾルバに伝達する第１状態と、前記サブ励磁信号を前記レゾルバに伝達する第２状態と、を切替可能な切替部と、
を備える回転角度検出装置であって、
前記サブコンピュータは、前記メイン励磁信号を監視し、前記切替部が前記第１状態のときに前記メイン励磁信号の周期異常を検知したときには、前記メイン励磁信号のゼロクロスのタイミングに合わせて、前記切替部に前記第１状態から前記第２状態に切り替えさせると共に前記サブ励磁信号の出力を開始する、
ことを要旨とする。
The rotation angle detection device of the present invention is
A resolver attached to the rotating shaft of the motor,
A main computer that outputs a main excitation signal and calculates a rotation angle of the motor based on an output signal from the resolver;
A sub computer that outputs a sub excitation signal,
A switching unit capable of switching between a first state for transmitting the main excitation signal to the resolver and a second state for transmitting the sub excitation signal to the resolver;
A rotation angle detection device comprising
The sub computer monitors the main excitation signal, and when the switching unit detects the abnormal cycle of the main excitation signal in the first state, the switching is performed in accordance with the timing of the zero cross of the main excitation signal. Causing the unit to switch from the first state to the second state and to start the output of the sub excitation signal
Make it a gist.
この本発明の回転角度検出装置では、サブコンピュータは、メインコンピュータからのメイン励磁信号を監視し、切替部が第１状態（メイン励磁信号をレゾルバに伝達する状態）のときにメイン励磁信号の周期異常を検知したときには、メイン励磁信号のゼロクロスのタイミングに合わせて、切替部に第１状態から第２状態（サブ励磁信号をレゾルバに伝達する状態）に切り替えさせると共にサブ励磁信号の出力を開始する。これにより、レゾルバに印加される励磁信号をメイン励磁信号からサブ励磁信号に滑らかに切り替えることができる。この結果、レゾルバに印加される励磁信号が乱れるのを抑制し、レゾルバからの出力信号が乱れるのを抑制し、メインコンピュータでのモータの回転角度の演算値（検出値）が乱れるのを抑制することができる。 In the rotation angle detection device according to the present invention, the sub computer monitors the main excitation signal from the main computer, and the cycle of the main excitation signal when the switching unit is in the first state (the state in which the main excitation signal is transmitted to the resolver). When an abnormality is detected, the switching unit switches from the first state to the second state (a state in which the sub excitation signal is transmitted to the resolver) and starts the output of the sub excitation signal according to the timing of the zero crossing of the main excitation signal. . Thus, the excitation signal applied to the resolver can be smoothly switched from the main excitation signal to the sub excitation signal. As a result, the disturbance of the excitation signal applied to the resolver is suppressed, the disturbance of the output signal from the resolver is suppressed, and the disturbance of the calculated value (detection value) of the rotation angle of the motor in the main computer is suppressed. be able to.
本発明の回転角度検出装置において、前記サブコンピュータは、前記メイン励磁信号のゼロクロスのタイミングの間隔を監視し、前記間隔が所定範囲内のときには、前記メイン励磁信号が正常であると判定し、前記間隔が前記所定範囲外のときには、前記メイン励磁信号が周期異常であると判定するものとしてもよい。 In the rotation angle detection device according to the present invention, the sub computer monitors an interval of timing of the zero cross of the main excitation signal, and when the interval is within a predetermined range, determines that the main excitation signal is normal. When the interval is outside the predetermined range, it may be determined that the main excitation signal is abnormal in cycle.
こうした本発明の回転角度装置において、前記サブコンピュータは、前記切替部が前記第１状態のときに前記メイン励磁信号の停止を検知したときには、直ちに前記切替部に前記第１状態から前記第２状態に切り替えさせるものとしてもよい。こうすれば、レゾルバに印加される励磁信号の停止時間を短くし、レゾルバからの出力信号の停止時間を短くし、メインコンピュータでモータの回転角度を演算（検出）できない時間を短くすることができる。 In the rotation angle device according to the present invention, when the sub computer detects the stop of the main excitation signal when the switching unit is in the first state, the sub computer immediately sends the switching unit to the second state from the first state. It may be switched to This makes it possible to shorten the stop time of the excitation signal applied to the resolver, shorten the stop time of the output signal from the resolver, and shorten the time when the main computer can not calculate (detect) the rotational angle of the motor. .
この場合、前記サブコンピュータは、前記メイン励磁信号のゼロクロスのタイミングの間隔を監視し、前記メイン励磁信号の前回のゼロクロスのタイミングから所定時間に亘ってゼロクロスがないときには、前記メイン励磁信号の停止であると判定するものとしてもよい。 In this case, the sub computer monitors the interval of the zero cross timing of the main excitation signal, and stops the main excitation signal when there is no zero cross for a predetermined time from the previous zero cross timing of the main excitation signal. It may be determined to be present.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described using examples.
図１は、本発明の一実施例としての回転角度検出装置を備える駆動装置１０の構成の概略を示す構成図である。駆動装置１０は、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、図示するように、モータ１１，１２と、モータ１１，１２を駆動するインバータ１３，１４と、インバータ１３，１４に電力ラインを介して接続されたバッテリ１５と、モータ１１，１２の回転角度を検出すると共にモータ１１，１２を駆動制御する制御部２０と、を備える。実施例の「回転角度検出装置」としては、制御部２０が該当する。 FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a configuration of a drive device 10 provided with a rotation angle detection device as one embodiment of the present invention. Drive device 10 is mounted on an electric car or a hybrid car, and as shown in the figure, is connected to motors 11 12, inverters 13 14 for driving motors 11 12, and inverters 13 14 via power lines. And a control unit 20 that detects the rotation angles of the motors 11 and 12 and controls the driving of the motors 11 and 12. The control unit 20 corresponds to the “rotation angle detection device” in the embodiment.
制御部２０は、レゾルバ２１，２２と、切替部２３と、増幅回路２４と、ゼロクロス検知回路２５と、減衰回路２７，２８と、メインマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）３１およびサブマイコン３２と、を備える。 The control unit 20 includes resolvers 21 and 22, a switching unit 23, an amplification circuit 24, a zero cross detection circuit 25, attenuation circuits 27 and 28, a main microcomputer (hereinafter referred to as "microcomputer") 31 and a sub microcomputer 32. And.
レゾルバ２１は、図示しないが、モータ１１の回転軸と一体に回転する磁性体としてのロータと、励磁コイルや電気的に９０度ずれて（位相差が９０度となるように）配置された２つの出力コイルが内蔵された磁性体としてのステータと、を備える。励磁コイルには、メインマイコン３１からのメイン励磁信号またはサブマイコン３２からのサブ励磁信号が切替部２３や増幅回路２４を介して印加される。２つの出力コイルからは、楕円形状のロータの回転によって生じるロータとステータとの間隙の変化に伴って発生し、ピーク値を補完したときにそれぞれ正弦波状、余弦波状となる出力信号（以下、それぞれ「ＳＩＮ信号」、「ＣＯＳ信号」という）が出力される。レゾルバ２２は、レゾルバ２１と同様に構成されている。 Although not illustrated, the resolver 21 is disposed so as to have a rotor as a magnetic body that rotates integrally with the rotation shaft of the motor 11 and an excitation coil or an electrical 90 ° offset (so that the phase difference becomes 90 °) 2 And a stator as a magnetic body in which two output coils are incorporated. The main excitation signal from the main microcomputer 31 or the sub excitation signal from the sub microcomputer 32 is applied to the excitation coil through the switching unit 23 and the amplifier circuit 24. The two output coils are generated with the change of the gap between the rotor and the stator caused by the rotation of the elliptical rotor, and output signals that become sine wave and cosine wave respectively when the peak value is complemented (hereinafter referred to as “SIN signal” and “COS signal” are output. The resolver 22 is configured in the same manner as the resolver 21.
切替部２３は、メインマイコン３１からのメイン励磁信号を増幅回路２４を介してレゾルバ２１，２２に伝達する第１状態と、サブマイコン３２からのサブ励磁信号を増幅回路２４を介してレゾルバ２１，２２に伝達する第２状態と、を切替可能に構成されている。増幅回路２４は、切替部２３からの励磁信号（メイン励磁信号またはサブ励磁信号）を増幅してレゾルバ２１，２２に出力する。 The switching unit 23 has a first state for transmitting the main excitation signal from the main microcomputer 31 to the resolvers 21 and 22 via the amplifier circuit 24 and the sub excitation signal from the sub microcomputer 32 via the amplifier circuit 24 for the resolver 21, It is configured to be switchable from the second state to be transmitted to 22. The amplification circuit 24 amplifies the excitation signal (main excitation signal or sub excitation signal) from the switching unit 23 and outputs the amplified signal to the resolvers 21 and 22.
ゼロクロス検知回路２５は、切替部２３からの励磁信号（メイン励磁信号またはサブ励磁信号）に基づくゼロクロス信号をメインマイコン３１およびサブマイコン３２に出力する。ゼロクロス信号は、切替部２３からの励磁信号がゼロクロスするタイミングでＬｏレベルとＨｉレベルとが切り替わる信号、具体的には、メイン励磁信号がゼロを跨いで負から正になるときにＬｏレベルからＨｉレベルに切り替わり、メイン励磁信号がゼロを跨いで正から負になるときにＨｉレベルからＬｏレベルに切り替わる信号である。減衰回路２７は、レゾルバ２１からの出力信号（ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号）を減衰してメインマイコン３１に出力する。減衰回路２８は、レゾルバ２２からの出力信号（ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号）を減衰してサブマイコン３２に出力する。 The zero cross detection circuit 25 outputs a zero cross signal based on the excitation signal (main excitation signal or sub excitation signal) from the switching unit 23 to the main microcomputer 31 and the sub microcomputer 32. The zero cross signal is a signal that switches between the Lo level and the Hi level at the timing when the excitation signal from the switching unit 23 crosses zero, specifically, from the Lo level to Hi when the main excitation signal goes from negative to positive across zero. It is a signal that switches to the level, and switches from the Hi level to the Lo level when the main excitation signal changes from positive to negative across zero. The attenuation circuit 27 attenuates the output signal (SIN signal and COS signal) from the resolver 21 and outputs it to the main microcomputer 31. The attenuation circuit 28 attenuates the output signal (SIN signal and COS signal) from the resolver 22 and outputs it to the sub-microcomputer 32.
メインマイコン３１は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵに加えて、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。メインマイコン３１からは、切替部２３へのメイン励磁信号が出力され、メインマイコン３１には、レゾルバ２１からの出力信号（ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号）が減衰回路２７を介して入力されると共にゼロクロス検知回路２５からのゼロクロス信号が入力され、メインマイコン３１は、レゾルバ２１から減衰回路２７を介して入力される信号（減衰後のＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号）に基づいて、モータ１１の回転角度θｍ１を演算（検出）する。また、メインマイコン３１からは、インバータ１３の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号も出力される。メインマイコン３１は、サブマイコン３２と通信可能に接続されている。 Although not shown, the main microcomputer 31 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and in addition to the CPU, a ROM that stores processing programs, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and a communication port Equipped with A main excitation signal to the switching unit 23 is output from the main microcomputer 31, and an output signal (SIN signal and COS signal) from the resolver 21 is input to the main microcomputer 31 via the attenuation circuit 27 and zero cross detection is performed. The zero cross signal from the circuit 25 is input, and the main microcomputer 31 calculates the rotation angle θm1 of the motor 11 based on the signals (SIN signal and COS signal after attenuation) input from the resolver 21 via the attenuation circuit 27. (To detect. Further, from the main microcomputer 31, switching control signals to a plurality of switching elements of the inverter 13 are also output. The main microcomputer 31 is communicably connected to the sub microcomputer 32.
サブマイコン３２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵに加えて、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。サブマイコン３２からは、切替部２３へのサブ励磁信号および切替信号（第１状態と第２状態との切替を指示するための信号）が出力され、サブマイコン３２には、レゾルバ２２からの出力信号（ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号）が減衰回路２８を介して入力されると共にゼロクロス検知回路２５からのゼロクロス信号が入力され、サブマイコン３２は、レゾルバ２２から減衰回路２８を介して入力される信号（減衰後のＳＩＮ信号およびＣＯＳ信号）に基づいて、モータ１２の回転角度θｍ２を演算（検出）する。また、サブマイコン３２からは、インバータ１４の複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号も出力される。メインマイコン３２は、上述したように、メインマイコン３１と通信可能に接続されている。 The sub-microcomputer 32, although not shown, is configured as a microprocessor centered on a CPU, and in addition to the CPU, a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, a communication port Equipped with The sub-microcomputer 32 outputs a sub-excitation signal to the switching unit 23 and a switching signal (a signal for instructing switching between the first state and the second state), and the sub-microcomputer 32 outputs an output from the resolver 22. The signals (SIN signal and COS signal) are input through the attenuation circuit 28 and the zero cross signal from the zero cross detection circuit 25 is input, and the sub-microcomputer 32 is a signal input through the attenuation circuit 28 from the resolver 22 ( Based on the attenuated SIN signal and COS signal, the rotation angle θm2 of the motor 12 is calculated (detected). The sub-microcomputer 32 also outputs switching control signals to a plurality of switching elements of the inverter 14. The main microcomputer 32 is communicably connected to the main microcomputer 31 as described above.
こうして構成された駆動装置１０では、メインマイコン３１は、モータ１１の回転角度θｍ１およびモータ１１に要求されるトルク指令Ｔｍ１＊に基づいて、モータ１１がトルク指令Ｔｍ１＊で駆動されるようにインバータ１３の複数のスイッチング素子をスイッチング制御することにより、モータ１１を駆動制御する。また、サブマイコン３２は、モータ１２の回転角度θｍ２およびモータ１２に要求されるトルク指令Ｔｍ２＊に基づいて、モータ１１がトルク指令Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ１４の複数のスイッチング素子をスイッチング制御することにより、モータ１２を駆動制御する。 In drive device 10 configured in this manner, main microcomputer 31 controls inverter 13 such that motor 11 is driven by torque command Tm1 * based on rotation angle θm1 of motor 11 and torque command Tm1 * required for motor 11. The drive control of the motor 11 is performed by switching control of the plurality of switching elements. Further, the sub-microcomputer 32 switches the plurality of switching elements of the inverter 14 so that the motor 11 is driven by the torque command Tm2 * based on the rotation angle θm2 of the motor 12 and the torque command Tm2 * required of the motor 12 By controlling, the drive control of the motor 12 is performed.
次に、こうして構成された実施例の駆動装置１０が備える制御部２０の動作、特に、レゾルバ２１，２２への励磁信号の印加に関する動作について説明する。図２は、メインマイコン３１およびサブマイコン３２によるシーケンスの一例を示す説明図である。このシーケンスは、システム起動時に実行が開始される。なお、通常時には、メインマイコン３１からのメイン励磁信号やサブマイコン３２からのサブ励磁信号の周期は所定時間Ｔ１であり、切替部２３は、第１状態（メインマイコン３１からのメイン励磁信号を増幅回路２４を介してレゾルバ２１，２２に伝達する状態）になっている。ここで、所定時間Ｔ１としては、例えば８μｓｅｃや１０μｓｅｃ、１２μｓｅｃなどが用いられる。 Next, an operation of the control unit 20 provided in the drive device 10 of the embodiment configured as described above, particularly, an operation regarding application of an excitation signal to the resolvers 21 and 22 will be described. FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a sequence of the main microcomputer 31 and the sub microcomputer 32. As shown in FIG. This sequence is started at system startup. Under normal conditions, the cycle of the main excitation signal from the main microcomputer 31 and the sub excitation signal from the sub microcomputer 32 is a predetermined time T1, and the switching unit 23 is in the first state (amplifies the main excitation signal from the main microcomputer 31). It is in a state of being transmitted to the resolvers 21 and 22 via the circuit 24). Here, for example, 8 μsec, 10 μsec, 12 μsec or the like is used as the predetermined time T1.
図２のシーケンスが実行されると、最初に、サブマイコン３２は、ゼロクロス検知回路２５からの信号に基づいて、切替部２３からの励磁信号、即ち、メイン励磁信号が正常であるか異常であるかを判定する（ステップＳ１００，Ｓ１０２）。図３は、メイン励磁信号の周期が所定時間Ｔ１のときのメイン励磁信号およびゼロクロス信号の一例を示す説明図である。図示するように、メイン励磁信号の周期が所定時間Ｔ１のときには、ゼロクロス検知回路２５からのゼロクロス信号は、間隔（Ｔ１／２）で切り替わる。実施例では、これを考慮して、ゼロクロス信号が前回に切り替わってから閾値（Ｔ１／２−α）以上で且つ閾値（Ｔ１／２＋α）以下の範囲内で切り替わったときには、メイン励磁信号が正常であると判定し、この範囲内で切り替わらなかったときには、メイン励磁信号が異常（周期異常または停止）であると判定するものとした。ここで、所定値αとしては、例えば、所定時間Ｔ１の２％や２．５％、３％などの値が用いられる。 When the sequence of FIG. 2 is executed, first, the sub-microcomputer 32 is based on the signal from the zero cross detection circuit 25 and the excitation signal from the switching unit 23, ie, the main excitation signal is normal or abnormal. It is determined (steps S100 and S102). FIG. 3 is an explanatory view showing an example of the main excitation signal and the zero cross signal when the cycle of the main excitation signal is a predetermined time T1. As shown, when the cycle of the main excitation signal is a predetermined time T1, the zero cross signal from the zero cross detection circuit 25 switches at an interval (T1 / 2). In the embodiment, taking this into consideration, the main excitation signal is normal when the zero-crossing signal is switched to the previous time and switched within the range above the threshold (T1 / 2−α) and below the threshold (T1 / 2 + α). If it is determined that the main excitation signal is not switched within this range, it is determined that the main excitation signal is abnormal (periodic abnormality or stop). Here, as the predetermined value α, for example, a value such as 2%, 2.5%, or 3% of the predetermined time T1 is used.
ステップＳ１００，Ｓ１０２でサブマイコン３２がメイン励磁信号が正常であると判定したときには、サブマイコン３２は、所定周期Ｐごとにサブ励磁信号をメイン励磁信号に同期させる同期処理を実行する（ステップＳ１１０）。ここで、所定周期Ｐとしては、例えば、９００周期や１０００周期、１１００周期などが用いられる。図４は、同期処理の様子の一例を示す説明図である。図示するように、同期処理では、サブマイコン３２は、所定周期Ｐごとにゼロクロス信号の立ち下がりのタイミングで、サブ励磁信号を停止させると共に出力開始タイマを起動し、出力開始タイマのタイマ値Ｔｉがコンペア値（閾値）Ｔｉｒｅｆ１に至ったときに、サブマイコン３２によるサブ励磁信号の生成を再開する。コンペア値Ｔｉｒｅｆ１としては、ゼロクロス信号の立ち上がりのタイミングに相当する値Ｔｉ１から所定時間Δｔ１に相当する値ΔＴｉ１を減じた値（Ｔｉ１−ΔＴｉ１）が用いられる。所定時間Δｔ１は、サブマイコン３２のレジスタ操作に起因する遅れ（サブ励磁信号の生成から出力までに要する時間）である。このようにして、ゼロクロス信号の立ち上がりのタイミングで、サブマイコン３２からのサブ励磁信号の出力が再開されるようにする（サブ励磁信号をメイン励磁信号に同期させる）。 When the sub-microcomputer 32 determines that the main excitation signal is normal in steps S100 and S102, the sub-microcomputer 32 executes synchronization processing to synchronize the sub-excitation signal with the main excitation signal at predetermined intervals P (step S110). . Here, as the predetermined cycle P, for example, 900 cycles, 1000 cycles, 1100 cycles, and the like are used. FIG. 4 is an explanatory view showing an example of the state of synchronization processing. As shown in the figure, in the synchronous processing, the sub-microcomputer 32 stops the sub excitation signal and starts the output start timer at the falling timing of the zero cross signal every predetermined period P, and the timer value Ti of the output start timer When the compare value (threshold) Tiref1 is reached, generation of the sub excitation signal by the sub microcomputer 32 is resumed. As the compare value Tiref1, a value (Ti1−ΔTi1) obtained by subtracting the value ΔTi1 corresponding to the predetermined time Δt1 from the value Ti1 corresponding to the rising timing of the zero cross signal is used. The predetermined time Δt1 is a delay due to the register operation of the sub-microcomputer 32 (the time required from the generation of the sub excitation signal to the output). In this manner, the output of the sub excitation signal from the sub microcomputer 32 is resumed (the sub excitation signal is synchronized with the main excitation signal) at the rise timing of the zero cross signal.
ステップＳ１００，Ｓ１０２でサブマイコン３２がメイン励磁信号が異常であると判定したときには、メインマイコン３１およびサブマイコン３２は、モータ１１，１２を駆動停止する（ステップＳ１２０）。続いて、サブマイコン３２は、メイン励磁信号の異常がメイン励磁信号の停止であるのかメイン励磁信号の周期異常であるのかを判定する（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０の処理では、ゼロクロス信号が前回に切り替わってから閾値（Ｔ１／２−α）未満で切り変わったときや閾値（Ｔ１／２＋α）よりも長く且つ所定時間Ｔ２以下で切り替わったときには、メイン励磁信号の周期異常であると判定し、ゼロクロス信号が前回に切り替わってから所定時間Ｔ２が経過するまでに切り替わりがないときには、メイン励磁信号の停止であると判定するものとした。所定時間Ｔ２としては、例えば、所定時間Ｔ１と同一の時間やそれよりも若干短い時間などが用いられる。 When the sub-microcomputer 32 determines that the main excitation signal is abnormal in steps S100 and S102, the main microcomputer 31 and the sub-microcomputer 32 stop driving the motors 11 and 12 (step S120). Subsequently, the sub-microcomputer 32 determines whether the abnormality of the main excitation signal is the stop of the main excitation signal or the cycle abnormality of the main excitation signal (step S130). In the process of step S130, when the zero-crossing signal is switched to the previous time and switched at less than the threshold (T1 / 2−α) or at longer than the threshold (T1 / 2 + α) and switched for a predetermined time T2 or less, main excitation When it is determined that the cycle of the signal is abnormal and there is no switching before the predetermined time T2 elapses since the zero cross signal was switched to the previous time, it is determined that the main excitation signal is stopped. As the predetermined time T2, for example, the same time as the predetermined time T1 or a time slightly shorter than that may be used.
ステップＳ１３０，Ｓ１３２でサブマイコン３２がメイン励磁信号の停止であると判定したときには、サブマイコン３２は、直ちに、切替部２３を第２状態（サブマイコン３２からのサブ励磁信号を増幅回路２４を介してレゾルバ２１，２２に伝達する状態）にさせる（ステップＳ１４０）。 If the sub-microcomputer 32 determines in steps S130 and S132 that the sub-microcomputer 32 has stopped the main excitation signal, the sub-microcomputer 32 immediately switches the switching unit 23 to the second state (a sub-excitation signal from the sub-microcomputer 32 is transmitted via the amplifier circuit 24). State to be transmitted to the resolvers 21 and 22) (step S140).
図５は、このときの様子の一例を示す説明図である。図示するように、メイン励磁信号が停止すると（時刻ｔ１１）、サブマイコン３２は、ゼロクロス信号の様子からメイン励磁信号の停止を検知し（時刻ｔ１２）、直ちに切替部２３に切替信号を出力して切替部２３を第２状態にさせる。これにより、レゾルバ２１，２２にサブマイコン３２からのサブ励磁信号が増幅回路２４を介して印加されるようになる。こうした処理により、レゾルバ２１，２２に印加される励磁信号の停止時間を短くし、レゾルバ２１，２２からの出力信号の停止時間を短くし、メインマイコン３１およびサブマイコン３２でモータ１１，１２の回転角度θｍ１，θｍ２を検出できない時間を短くすることができる。 FIG. 5 is an explanatory view showing an example of this situation. As illustrated, when the main excitation signal is stopped (time t11), the sub-microcomputer 32 detects the stop of the main excitation signal from the state of the zero cross signal (time t12), and immediately outputs the switching signal to the switching unit 23 The switching unit 23 is brought into the second state. As a result, the sub excitation signal from the sub microcomputer 32 is applied to the resolvers 21 and 22 through the amplification circuit 24. By such processing, the stop time of the excitation signal applied to the resolvers 21 and 22 is shortened, the stop time of the output signals from the resolvers 21 and 22 is shortened, and the main microcomputer 31 and the sub microcomputer 32 rotate the motors 11 and 12. The time when the angles θm1 and θm2 can not be detected can be shortened.
ステップＳ１３０，Ｓ１３２でサブマイコン３２がメイン励磁信号の周期異常であると判定したときには、サブマイコン３２は、メイン励磁信号のゼロクロスのタイミングに合わせて、切替部２３を第２状態にさせると共にサブ励磁信号の出力を開始する（ステップＳ１５０）。 When the sub-microcomputer 32 determines that the cycle of the main excitation signal is abnormal in steps S130 and S132, the sub-microcomputer 32 causes the switching unit 23 to be in the second state according to the timing of the zero cross of the main excitation signal and performs sub-excitation. The output of a signal is started (step S150).
図６は、このときの様子の一例を示す説明図である。図示するように、メイン励磁信号の周期異常が開始すると（時刻ｔ２１）、サブマイコン３２は、ゼロクロス信号の様子からメイン励磁信号の周期異常を検知し（時刻ｔ２２）、その後に、ゼロクロス信号の立ち上がりのタイミングで、サブ励磁信号を停止すると共に、そのときのメイン励磁信号の周期（ゼロクロス信号の周期）に基づいて出力開始タイマのコンペア値（閾値）Ｔｉｒｅｆ２，Ｔｉｒｅｆ３を設定する（時刻ｔ２３）。コンペア値Ｔｉｒｅｆ２，Ｔｉｒｅｆ３としては、ゼロクロス信号の立ち上がりのタイミングに相当する値Ｔｉ２から所定時間Δｔ１，Δｔ２に相当する値ΔＴｉ１，ΔＴｉ２を減じた値（Ｔｉ２−ΔＴｉ１），（Ｔｉ２−ΔＴｉ２）が用いられる。所定時間Δｔ１は、上述したように、サブマイコン３２のレジスタ操作に起因する遅れ（サブ励磁信号の生成から出力までに要する時間）である。所定時間Δｔ２は、サブマイコン３２のレジスタ操作に起因する遅れ（切替信号の生成から出力までに要する時間）および切替部２３での切替処理に起因する遅れ（第１状態から第２状態に切り替えるのに要する時間）である。以下、コンペア値Ｔｉｒｅｆ２よりもコンペア値Ｔｉｒｅｆ３が小さい場合として説明する。 FIG. 6 is an explanatory view showing an example of this situation. As shown in the figure, when the cycle abnormality of the main excitation signal starts (time t21), the sub-microcomputer 32 detects the cycle abnormality of the main excitation signal from the appearance of the zero cross signal (time t22), and then the rising edge of the zero cross signal At the timing t2, the sub excitation signal is stopped, and the compare values (thresholds) Tiref2 and Tiref3 of the output start timer are set based on the period of the main excitation signal (period of the zero cross signal) at that time (time t23). As the compare values Tiref2 and Tiref3, values (Ti2−ΔTi1) and (Ti2−ΔTi2) obtained by subtracting the values ΔTi1 and ΔTi2 corresponding to the predetermined time Δt1 and Δt2 from the value Ti2 corresponding to the rising timing of the zero cross signal are used. . As described above, the predetermined time Δt1 is a delay caused by the register operation of the sub-microcomputer 32 (the time required from generation of the sub excitation signal to output). The predetermined time Δt2 is a delay due to the register operation of the sub-microcomputer 32 (a time required from generation to output of the switching signal) and a delay due to the switching process in the switching unit 23 (from the first state to the second state) Time required to Hereinafter, the case where the compare value Tiref3 is smaller than the compare value Tiref2 will be described.
そして、サブマイコン３２は、ゼロクロス信号の立ち下がりのタイミングで出力開始タイマを起動し（時刻ｔ２４）、出力開始タイマのタイマ値Ｔｉがコンペア値Ｔｉｒｅｆ３に至ったときに切替信号を生成し（時刻ｔ２５）、タイマ値Ｔｉがコンペア値Ｔｉｒｅｆ２に至ったときにサブ励磁信号の生成を開始する（時刻ｔ２６）。すると、サブマイコン３２から切替信号が切替部２３に出力され、メイン励磁信号のゼロクロスのタイミングに合わせて、切替部２３が第１状態から第２状態に切り替えると共にサブマイコン３２からのサブ励磁信号の出力が再開される（時刻ｔ２７）。このようにすることにより、レゾルバ２１，２２に印加される励磁信号（増幅後の励磁信号）をメイン励磁信号からサブ励磁信号に滑らかに切り替えることができる。これにより、レゾルバ２１，２２に印加される励磁信号が乱れるのを抑制し、レゾルバ２１，２２からの出力信号が乱れるのを抑制し、メインマイコン３１およびサブマイコン３２で検出されるモータ１１，１２の回転角度θｍ１，θｍ２が乱れるのを抑制することができる。 Then, the sub-microcomputer 32 activates the output start timer at the falling timing of the zero cross signal (time t24), and generates a switching signal when the timer value Ti of the output start timer reaches the compare value Tiref3 (time t25). ), Generation of the sub excitation signal is started when the timer value Ti reaches the compare value Tiref2 (time t26). Then, the switching signal is output from the sub-microcomputer 32 to the switching unit 23, and the switching unit 23 switches from the first state to the second state according to the timing of the zero crossing of the main excitation signal. The output is resumed (time t27). By doing this, it is possible to smoothly switch the excitation signal (the excitation signal after amplification) applied to the resolvers 21 and 22 from the main excitation signal to the sub excitation signal. Thereby, the disturbance of the excitation signal applied to resolvers 21 and 22 is suppressed, and the disturbance of output signals from resolvers 21 and 22 is suppressed, and motors 11 and 12 detected by main microcomputer 31 and sub microcomputer 32. It is possible to suppress that the rotational angles θm1 and θm2 of the above are disturbed.
こうしてステップＳ１４０またはステップＳ１５０で切替部２３を第１状態から第２状態に切り替えると、モータ１１，１２の回転数が共に安定するのを待って（ステップＳ１６０）、モータ１１，１２の駆動停止を解除し、モータ１１，１２からのトルクの出力を再開して（ステップＳ１７０）、本シーケンスを終了する。モータ１１，１２の回転数が共に安定するのを待ってからモータ１１，１２からのトルクの出力を再開することにより、モータ１１，１２に供給する電流の乱れひいてはトルク変動を抑制することができる。 In this way, when the switching unit 23 is switched from the first state to the second state in step S140 or step S150, it waits for both the rotational speeds of the motors 11 and 12 to be stabilized (step S160). Then, the torque output from the motors 11 and 12 is resumed (step S170), and this sequence ends. It is possible to suppress the disturbance of the current supplied to the motors 11, 12 and thus the torque fluctuation by resuming the output of the torque from the motors 11, 12 after waiting for both the rotational speeds of the motors 11, 12 to be stabilized. .
以上説明した実施例の駆動装置１０が備える制御部２０では、サブマイコン３２は、メインマイコン３１からのメイン励磁信号の周期異常を検知すると、メイン励磁信号のゼロクロスのタイミングに合わせて、切替部２３に第１状態から第２状態に切り替えさせると共にサブ励磁信号の出力を開始する。これにより、レゾルバ２１，２２に印加される励磁信号をメイン励磁信号からサブ励磁信号に滑らかに切り替えることができる。この結果、レゾルバ２１，２２に印加される励磁信号が乱れるのを抑制し、レゾルバ２１，２２からの出力信号が乱れるのを抑制し、メインマイコン３１およびサブマイコン３２でのモータ１１，１２の回転角度θｍ１，θｍ２の演算値（検出値）が乱れるのを抑制することができる。 In the control unit 20 included in the drive device 10 of the embodiment described above, when the sub-microcomputer 32 detects an abnormal cycle of the main excitation signal from the main microcomputer 31, the sub-microcomputer 32 switches the switching unit 23 according to the timing of the zero cross of the main excitation signal. Switches from the first state to the second state and starts the output of the sub excitation signal. Thereby, the excitation signal applied to the resolvers 21 and 22 can be smoothly switched from the main excitation signal to the sub excitation signal. As a result, the disturbance of the excitation signal applied to resolvers 21 and 22 is suppressed, and the disturbance of output signals from resolvers 21 and 22 is suppressed, and rotation of motors 11 and 12 in main microcomputer 31 and sub microcomputer 32 is performed. It is possible to prevent the calculated values (detected values) of the angles θm1 and θm2 from being disturbed.
実施例の駆動装置１０が備える制御部２０では、サブマイコン３２は、メインマイコン３１からのメイン励磁信号の停止を検知したときには、直ちに切替部２３に第１状態から第２状態に切り替えさせるものとした。しかし、このときには、切替部２３に第１状態から第２状態に切り替えさせないものとしてもよい。即ち、モータ１１，１２の駆動停止を保持するものとしてもよい。 In the control unit 20 included in the drive device 10 according to the embodiment, when the sub-microcomputer 32 detects the stop of the main excitation signal from the main microcomputer 31, it causes the switching unit 23 to switch from the first state to the second state immediately. did. However, at this time, the switching unit 23 may not switch from the first state to the second state. That is, the driving stop of the motors 11 and 12 may be held.
実施例の駆動装置１０では、２つのモータ１１，１２を備えるものとしたが、図７の変形例の駆動装置１０Ｂに示すように、１つのモータ１１を備えるものとしてもよい。図７の駆動装置１０Ｂは、図１の駆動装置１０からモータ１２やインバータ１４、レゾルバ２３、減衰回路２８を除いたものに相当する。 In the drive device 10 of the embodiment, the two motors 11 and 12 are provided. However, as shown in the drive device 10B of the modified example of FIG. 7, one motor 11 may be provided. The drive device 10B of FIG. 7 corresponds to the drive device 10 of FIG. 1 excluding the motor 12, the inverter 14, the resolver 23, and the attenuation circuit 28.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、レゾルバ２１，２２が「レゾルバ」に相当し、メインマイコン３１が「メインコンピュータ」に相当し、サブマイコン３２が「サブコンピュータ」に相当し、切替部２３が「切替部」に相当する。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section of "Means for Solving the Problems" will be described. In the embodiment, the resolvers 21 and 22 correspond to "resolvers", the main microcomputer 31 corresponds to a "main computer", the sub microcomputer 32 corresponds to a "sub computer", and the switching unit 23 corresponds to a "switching unit" Do.
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 In addition, the correspondence of the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the section of the means for solving the problem implements the invention described in the column of the means for solving the problem in the example. The present invention is not limited to the elements of the invention described in the section of “Means for Solving the Problems”, as it is an example for specifically explaining the mode for carrying out the invention. That is, the interpretation of the invention described in the section of the means for solving the problem should be made based on the description of the section, and the embodiment is an embodiment of the invention described in the section of the means for solving the problem. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all by these Examples, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it becomes various forms Of course it can be implemented.
本発明は、回転角度検出装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention is applicable to the manufacturing industry etc. of a rotation angle detection device.
１０ 駆動装置、１１，１２ モータ、１３，１４ インバータ、１５ バッテリ、２０ 制御装置、２１，２２ レゾルバ、２３ 切替部、２４ 増幅回路、２５ ゼロクロス検知回路、２７，２８ 減衰回路、３１ メインマイコン、３２ サブマイコン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 drive device, 11,12 motor, 13,14 inverter, 15 battery, 20 control device, 21,22 resolver, 23 switching part, 24 amplification circuit, 25 zero cross detection circuit, 27, 28 attenuation circuit, 31 main microcomputer, 32 Sub microcomputer.
Claims (1)
メイン励磁信号を出力すると共に前記レゾルバからの出力信号に基づいて前記モータの回転角度を演算するメインコンピュータと、
サブ励磁信号を出力するサブコンピュータと、
前記メイン励磁信号を前記レゾルバに伝達する第１状態と、前記サブ励磁信号を前記レゾルバに伝達する第２状態と、を切替可能な切替部と、
を備える回転角度検出装置であって、
前記サブコンピュータは、前記メイン励磁信号を監視し、前記切替部が前記第１状態のときに前記メイン励磁信号の周期異常を検知したときには、前記メイン励磁信号のゼロクロスのタイミングに合わせて、前記切替部に前記第１状態から前記第２状態に切り替えさせると共に前記サブ励磁信号の出力を開始する、
回転角度検出装置。 A resolver attached to the rotating shaft of the motor,
A main computer that outputs a main excitation signal and calculates a rotation angle of the motor based on an output signal from the resolver;
A sub computer that outputs a sub excitation signal,
A switching unit capable of switching between a first state for transmitting the main excitation signal to the resolver and a second state for transmitting the sub excitation signal to the resolver;
A rotation angle detection device comprising
The sub computer monitors the main excitation signal, and when the switching unit detects the abnormal cycle of the main excitation signal in the first state, the switching is performed in accordance with the timing of the zero cross of the main excitation signal. Causing the unit to switch from the first state to the second state and to start the output of the sub excitation signal
Rotation angle detection device.
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