JP5018793B2 - Rotational speed measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、モータの回転子の回転位置を電気角で検出して角度移動量を求め、この角度移動量を用いた演算によりモータの回転速度を求める回転速度計測装置に関する。 The present invention relates to a rotational speed measurement device that obtains an angular movement amount by detecting a rotational position of a rotor of a motor by an electrical angle, and obtains a rotational speed of the motor by calculation using the angular movement amount.
従来、モータの回転速度を求める際に回転子の角度移動量を用いるが、レゾルバ等の回転角度検出センサにより回転子の角度を検出してその角度移動量を求める手法が採られている。図1に従来の回転速度計測処理の動作を表すフローチャートを示し、その説明を行う。但し、モータの回転角度検出センサとしてレゾルバが用いられているとする。 Conventionally, when the rotational speed of the motor is obtained, the amount of angular movement of the rotor is used. However, a method has been adopted in which the angle of movement of the rotor is detected by a rotational angle detection sensor such as a resolver. FIG. 1 shows a flowchart representing the operation of a conventional rotational speed measurement process, and will be described. However, it is assumed that a resolver is used as a motor rotation angle detection sensor.
ステップS1において、レゾルバによって検出されたモータの回転子の角度(角度取得関数)を角度データとする。ステップS2において、ある一定時間において、その角度データから前回求められた角度データ(前回角度データ)を減算して一定時間内の角度移動量を求める。 In step S1, the motor rotor angle (angle acquisition function) detected by the resolver is used as angle data. In step S2, the angle movement amount within a fixed time is obtained by subtracting the previously obtained angle data (previous angle data) from the angle data at a certain fixed time.
ステップS3において、その角度移動量が−180°(度)より小さいか否かを判断する。これは図2において、回転子がa点の0又は360°の基準とする位置を跨いだか否かを判断するものである。例えば角度移動量がs点(300°)から正回転方向に160°離れた100°のe点であるとすると、ステップS2で得られる角度移動量は(100°−300°=)−200°となる。すると、ステップ3での判断結果はYesなのでステップS4へ進む。但し、図2において、横軸は回転角度であり、縦軸はレゾルバが検出した回転子の角度に対応したカウント値等のレゾルバ検出値である。
In step S3, it is determined whether or not the amount of angular movement is smaller than −180 ° (degrees). In FIG. 2, it is determined whether or not the rotor has straddled the 0-point or the 360-degree reference position of point a. For example, if the angular movement amount is a point e of 100 ° that is 160 ° away from the s point (300 °) in the positive rotation direction, the angular movement amount obtained in step S2 is (100 ° −300 ° =) − 200 °. It becomes. Then, since the determination result in
ステップS4では、角度移動量に360°を加算して角度移動量fixとする処理を行う。角度移動量が−200°の場合、−200°+360°=160°となる。つまり、検出された角度データを用いてステップS2で算出した角度移動量をそのまま採用すると、a点の0°又は360°を跨ぐ角度データを得た場合には、所望の角度移動量が得られないため、360°を加算し実際の移動量を取得する。 In step S4, 360 ° is added to the angular movement amount to obtain an angular movement amount fix. When the amount of angular movement is −200 °, −200 ° + 360 ° = 160 °. In other words, if the angle movement amount calculated in step S2 using the detected angle data is used as it is, when the angle data over 0 ° or 360 ° of point a is obtained, a desired angle movement amount is obtained. Therefore, 360 ° is added to obtain the actual movement amount.
次に、ステップS5において、上記ステップS1で求めた角度データを前回角度データとする処理を行う。ステップS6において、上記ステップS4で求めた角度移動量fixの160°を用いて次式(1)から回転子の回転速度を演算によって求める。 Next, in step S5, the angle data obtained in step S1 is processed as the previous angle data. In step S6, the rotational speed of the rotor is obtained by calculation from the following equation (1) using the angular movement amount fix of 160 ° obtained in step S4.
回転速度=(ΔCn/Cmax)×(2π/m)×(1/Δt) …(1)
但し、ΔCnは角度移動量、Cmaxは、360°分角度移動量、mは(機械角周期÷電気角周期)で表される整数値、Δtは時間移動量である。o
一方、上記ステップS3において、e点(100°)から負回転方向に160°離れたs点(300°)であるとすると、ステップ2で得られる角度移動量は(300°−100°=)200°となる。すると、判断結果はNoなのでステップS7へ進む。
Rotational speed = (ΔCn / Cmax) × (2π / m) × (1 / Δt) (1)
However, ΔCn is the amount of angular movement, Cmax is the amount of angular movement of 360 °, m is an integer value represented by (mechanical angular period / electrical angular period), and Δt is the amount of temporal movement. o
On the other hand, in step S3, assuming that the point s (300 °) is 160 ° away from the point e (100 °) in the negative rotation direction, the amount of angular movement obtained in
ステップS7では、更にその角度移動量が180°より大きいか否かを判断する。角度移動量が200°である場合、判断結果はYesなので、ステップS8において、角度移動量200°から360°を減算して角度移動量fixとする処理を行う。つまり、200°−360°=−160°となるので、a点から−160°離れた−d点となる。 In step S7, it is further determined whether or not the amount of angular movement is greater than 180 °. If the angle movement amount is 200 °, the determination result is Yes. In step S8, 360 ° is subtracted from the angle movement amount 200 ° to obtain an angle movement amount fix. That is, since 200 ° −360 ° = −160 °, the point −d is −160 ° away from the point a.
次に、ステップS5において、上記ステップS1で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS6において、上記ステップS8で求めた角度移動量fixの−160°を上式(1)に当てはめ、回転子の回転速度を演算によって求める。 Next, in step S5, the angle data obtained in step S1 is processed as the previous angle data. In step S6, −160 ° of the angular movement amount fix obtained in step S8 is expressed by the above equation (1). Fitting and obtaining the rotational speed of the rotor by calculation.
更に、上記ステップS3において、例えば角度移動量がa点から正回転方向に100°離れたe点であるとすると、判断結果はNoなのでステップS7へ進む。ステップS7では、更にその角度移動量が180°より大きいか否かを判断する。このケースでは角度移動量が100°なので判断結果はNoとなり、ステップS9において、その角度移動量100°を角度移動量fixとする処理を行う。次に、ステップS5において、上記ステップS1で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS6において、上記ステップS9で求めた角度移動量fixの−100°を上式(1)に当てはめ、回転子の回転速度を演算によって求める。 Furthermore, in step S3, for example, if the amount of angular movement is point e, which is 100 degrees away from point a in the forward rotation direction, the determination result is No, so the process proceeds to step S7. In step S7, it is further determined whether or not the amount of angular movement is greater than 180 °. In this case, since the angular movement amount is 100 °, the determination result is No, and in step S9, a process of setting the angular movement amount 100 ° as the angular movement amount fix is performed. Next, in step S5, the angle data obtained in step S1 is processed as the previous angle data. In step S6, −100 ° of the angular movement amount fix obtained in step S9 is expressed by the above equation (1). Fitting and obtaining the rotational speed of the rotor by calculation.
このような回転速度の求め方では、角度移動量が180°を超えると回転方向を求めることが出来ない。つまり、180°分の角度移動量に縛られてしまい、更に回転数の高い領域を算出することができない。言い換えれば、角度移動量が180°以内でないと、回転方向有りの回転速度の演算ができないという欠点がある。この欠点を補う技術として特許文献1に記載の回転速度計測装置がある。
With such a method for obtaining the rotational speed, the rotational direction cannot be obtained if the angular movement exceeds 180 °. That is, it is restricted by the amount of angular movement for 180 °, and it is impossible to calculate a region having a higher rotational speed. In other words, there is a drawback that the rotational speed with the rotational direction cannot be calculated unless the angular movement amount is within 180 °. As a technique for compensating for this drawback, there is a rotational speed measuring device described in
この回転速度計測装置は、低速回転時に上述した方法で回転数を算出して回転方向の情報を保持し、高回転領域になるとその回転方向情報を用いて、一定時間内の角度移動量を360°分の角度移動量まで回転数検出範囲を拡大させるようになっている。この回転速度計測処理の動作を図3及び図4に示すフローチャートを参照して説明する。但し、図3及び図4において図1と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。 This rotational speed measuring device calculates the rotational speed by the method described above during low-speed rotation and holds information on the rotational direction. When the rotational speed region is reached, the rotational direction information is used to calculate the amount of angular movement within a certain time period by 360. The rotation speed detection range is expanded up to the angle movement amount of °. The operation of the rotational speed measurement process will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 3 and 4, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図3に示すステップS2で角度移動量を求めた後、ステップS11において、その角度移動量からモータの回転速度が予め定められた回転数である低速回転か否かを判断する。この結果、低速回転であればステップS3に進む。ここでステップS3,S4又はステップS7,S8,S9の処理を行って角度移動量fixを求める。 After obtaining the angular movement amount in step S2 shown in FIG. 3, in step S11, it is determined from the angular movement amount whether or not the rotational speed of the motor is a low speed rotation that is a predetermined rotational speed. As a result, if the rotation speed is low, the process proceeds to step S3. Here, steps S3 and S4 or steps S7, S8, and S9 are performed to determine the angular movement amount fix.
次に、ステップS12において、その角度移動量fixが0°以上か否かを判断する。0°以上の場合、ステップS13において正回転と判断する。0°より小さい場合、ステップS14において負回転と判断する。この後は、ステップS5において、上記ステップS1で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS15において、上記で求めた角度移動量fixを上式(1)に当てはめ、回転子の回転速度を演算によって求める。この際、上記で正回転か負回転かが分かっているので、回転方向有りの回転速度が求められる。 Next, in step S12, it is determined whether or not the angular movement amount fix is 0 ° or more. If the angle is 0 ° or more, it is determined as normal rotation in step S13. If it is smaller than 0 °, it is determined that the rotation is negative in step S14. Thereafter, in step S5, the angle data obtained in step S1 is processed as the previous angle data. In step S15, the angular movement amount fix obtained above is applied to the above equation (1), and the rotor The rotational speed is obtained by calculation. At this time, since it is known whether the rotation is positive or negative, the rotation speed with the rotation direction is obtained.
一方、上記ステップS11において、低速回転でないと判断された場合、言い換えれば高速回転であると判断された場合、図4に示すステップS21へ進む。ステップS21では回転子が正回転であるか否かが判断される。この判断は、上記ステップS12〜S14で判断された正回転又は負回転で行われる。 On the other hand, if it is determined in step S11 that the rotation is not low speed, in other words, if it is determined that the rotation is high speed, the process proceeds to step S21 shown in FIG. In step S21, it is determined whether or not the rotor is rotating forward. This determination is performed by the positive rotation or the negative rotation determined in steps S12 to S14.
例えば正回転と判断された場合、ステップS22において、角度移動量が0°より小さいか否かを判断する。例えば角度移動量が図2に示すs点−y点であるとすると、(200°−300°=)−100°となり、判断結果はYesなのでステップS23へ進む。 For example, if it is determined that the rotation is normal, it is determined in step S22 whether or not the amount of angular movement is smaller than 0 °. For example, if the amount of angular movement is the s point-y point shown in FIG. 2, (200 ° −300 ° =) − 100 ° and the determination result is Yes, so the process proceeds to step S23.
ステップS23では、角度移動量−100°に360°を加算して角度移動量fix=260°とする処理を行う。この後、図3に示すステップS5において上記ステップS1で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS15において、その角度移動量fix=260°を上式(1)に当てはめ、回転子の回転速度を演算によって求める。この際、正回転での回転速度が求められる。 In step S23, 360 ° is added to the angular movement amount −100 ° to perform an angle movement amount fix = 260 °. Thereafter, in step S5 shown in FIG. 3, the angle data obtained in step S1 is processed as the previous angle data. In step S15, the angular movement amount fix = 260 ° is applied to the above equation (1), and the rotation is performed. The rotation speed of the child is obtained by calculation. At this time, the rotational speed at the forward rotation is obtained.
また、上記ステップS22において、角度移動量が0°より小さくない、つまり角度移動量が例えば190°で0°以上であると判断された場合、ステップS24において、角度移動量190°を角度移動量fixとする処理を行う。この後、ステップS5で角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS15でその角度移動量fix=190°を上式(1)に当てはめることで、正回転での回転速度を求める。
If it is determined in step S22 that the angular movement amount is not smaller than 0 °, that is, the angular movement amount is, for example, 190 ° and 0 ° or more, the
一方、上記ステップS21で正回転でないと判断された場合、即ち、負回転と判断された場合、ステップS25において、角度移動量が0°以上か否かを判断する。例えば角度移動量が図2に示すd点−s点であるとすると、(300°−190°)=110°となり、判断結果はYesなのでステップS26へ進む。 On the other hand, if it is determined in step S21 that the rotation is not positive, that is, if it is determined that the rotation is negative, it is determined in step S25 whether or not the angular movement amount is 0 ° or more. For example, if the amount of angular movement is the d point-s point shown in FIG. 2, (300 ° -190 °) = 110 ° , and the determination result is Yes, so the process proceeds to step S26.
ステップS26では、角度移動量100°から360°を減算して角度移動量fix=−260°とする処理を行う。この後、ステップS5で角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS16でその角度移動量fix=−260°を上式(1)に当てはめることで、負回転での回転速度を求める。 In step S26, 360 ° is subtracted from the angular movement amount 100 ° to perform processing for setting the angular movement amount fix = −260 °. Thereafter, the angle data is processed as the previous angle data in step S5, and the angular movement amount fix = −260 ° is applied to the above equation (1) in step S16 to obtain the rotation speed in the negative rotation.
また、上記ステップS25において、角度移動量が0°以上でない、つまり角度移動量が例えば−190で0°よりも小さいと判断された場合、ステップS27において、角度移動量−190°を角度移動量fixとする処理を行う。この後、ステップS5で角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS16でその角度移動量fix=−190°を上式(1)に当てはめることで、負回転での回転速度を求める。 If it is determined in step S25 that the angular movement amount is not 0 ° or more, that is, the angular movement amount is −190, for example, smaller than 0 °, in step S27, the angular movement amount −190 ° is changed to the angular movement amount. Processing to fix is performed. Thereafter, the angle data is processed as the previous angle data in step S5, and the angular movement amount fix = −190 ° is applied to the above equation (1) in step S16 to obtain the rotation speed in the negative rotation.
このように、低速回転時に回転速度を算出すると共に回転方向を保持することで、高速回転時には回転方向を気にすることなく回転速度の演算を行い、最後に先に判断した回転方向を付加することで、回転方向有りの回転速度を求めることができる。 Thus, by calculating the rotation speed and maintaining the rotation direction during low-speed rotation, the rotation speed is calculated without worrying about the rotation direction during high-speed rotation, and finally the previously determined rotation direction is added. Thus, the rotation speed with the rotation direction can be obtained.
しかし、上記の特許文献1は、一定時間内の角度移動量が360°以内であれば回転方向有りの回転数算出が可能となる。言い換えれば、一定時間内の角度移動量が360°以内でないと回転速度を計測することができないという問題がある。つまり、モータの回転速度が所定以上の超高速回転である場合は、レゾルバで一定時間内に検出される回転速度が360°を超えるので、この場合に回転速度を計測することが出来なくなる。
However, in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、モータの回転角度検出センサで一定時間内に検出される回転子の角度移動量が360°を超える超高速回転であっても回転速度を計測することができる回転速度計測装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even if the amount of angular movement of the rotor detected within a predetermined time by the rotation angle detection sensor of the motor is an ultra-high speed rotation exceeding 360 °, the present invention can be rotated. An object of the present invention is to provide a rotational speed measuring device capable of measuring a speed.
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、正回転又はこの逆に負回転する回転体の0°〜360°の回転位置を電気角で検出し、この電気角に対応する整数値である角度検出値を出力する回転角度検出センサと、この回転角度検出センサから出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量を求め、当該角度移動量をもとに回転体の回転方向及び回転速度を求める回転数演算手段とを有する回転速度計測装置において、前記回転数演算手段は、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が180°の角度を超えた際に前記回転体が正回転側に360°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量に360°の角度を加算し、この加算結果を前記回転速度を求めるために用いる角度移動量とすることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、回転角度検出センサで一定時間内に検出される回転体の角度移動量が正回転側に360°を超える超高速回転であっても、角度検出精度を落とすことなく回転速度を計測することができる。 According to this configuration, even if the amount of angular movement of the rotating body detected within a predetermined time by the rotation angle detection sensor is a super high speed rotation exceeding 360 ° on the positive rotation side, the rotation speed is not reduced without reducing the angle detection accuracy. Can be measured.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の回転速度計測装置において、前記回転数演算手段が、前記回転体が正回転側に360°の角度を超えたと判断した際に、この360°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に360°の角度を乗算した値を、次に前記回転角度検出センサから出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とすることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the rotational speed measuring device according to the first aspect, when the rotational speed calculating means determines that the rotational body has exceeded an angle of 360 ° to the positive rotation side, The number of times exceeding the angle of ° is held, and the value obtained by multiplying the number of times of holding by the angle of 360 ° is the angle movement that is the amount of movement of the angle detection value output from the rotation angle detection sensor within a predetermined time. The amount is added to the amount to obtain a new amount of angular movement.
この構成によれば、回転体が360°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に360°の角度を乗算した値を次に求められる角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。従って、回転体が高速回転から更に高速の超高速回転となっても、この際の角度移動量を適正に求めることができる。 According to this configuration, the number of times that the rotating body exceeds the angle of 360 ° is held, and a value obtained by multiplying the number of times of holding by the angle of 360 ° is added to the next obtained angle moving amount, thereby obtaining a new angular moving amount. I tried to do it. Therefore, even if the rotating body changes from high-speed rotation to higher-speed ultra-high-speed rotation, the amount of angular movement at this time can be obtained appropriately.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の回転速度計測装置において、前記回転数演算手段が、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が−180°の角度を超えた際に前記回転体が負回転側に360°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量から−360°の角度を加算し、この結果を前記回転速度を求めるために用いる角度移動量とすることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the rotational speed measuring device according to the first aspect, the rotational speed calculating means is configured such that the difference between the previous angular movement amount and the current angular movement amount exceeds an angle of −180 °. In this case, it is determined that the rotating body has exceeded the 360 ° angle on the negative rotation side, and at this time, an angle of −360 ° is added from the current angular movement amount , and this result is used to obtain the rotational speed. It is characterized by the amount of angular movement used.
この構成によれば、回転角度検出センサで一定時間内に検出される回転体の角度移動量が負回転側に360°を超えた場合であっても、角度検出精度を落とすことなく回転速度を計測することができる。 According to this configuration, even if the amount of angular movement of the rotating body detected within a predetermined time by the rotation angle detection sensor exceeds 360 ° on the negative rotation side, the rotation speed can be increased without reducing the angle detection accuracy. It can be measured.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の回転速度計測装置において、前記回転数演算手段が、前記回転体が負回転側に360°の角度を超えたと判断した際に、当該負回転側に360°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に360°の角度を乗算した値を、次に前記回転角度検出センサから出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とすることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the rotational speed measurement device according to the third aspect, when the rotational speed calculation means determines that the rotating body has exceeded an angle of 360 ° to the negative rotation side, the negative speed is calculated. The number of times the angle exceeding 360 ° is held on the rotation side, and a value obtained by multiplying the number of times held by the angle of 360 ° is the amount of movement of the angle detection value output from the rotation angle detection sensor within a fixed time. It is characterized by adding to the amount of angular movement which is a new amount of angular movement.
この構成によれば、回転体が負回転側に360°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に360°の角度を乗算した値を次に求められる角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。従って、回転体が高速回転から更に高速の超高速回転となっても、この際の角度移動量を適正に求めることができる。 According to this configuration, the number of times that the rotating body exceeds the 360 ° angle on the negative rotation side is held, and a value obtained by multiplying the number of holding times by the 360 ° angle is added to the next obtained angular movement amount to newly The amount of angular movement was set to a proper value. Therefore, even if the rotating body changes from high-speed rotation to higher-speed ultra-high-speed rotation, the amount of angular movement at this time can be obtained appropriately.
以上説明したように本発明によれば、モータの回転角度検出センサで一定時間内に検出される回転子の角度移動量が360°を超える超高速回転であっても回転速度を計測することができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, it is possible to measure the rotational speed even when the angular movement amount of the rotor detected within a certain time by the rotational angle detection sensor of the motor exceeds 360 °. There is an effect that can be done.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, parts corresponding to each other in all the drawings in this specification are denoted by the same reference numerals, and description of the overlapping parts will be omitted as appropriate.
図5は、本発明の実施形態に係る回転速度計測装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the rotational speed measuring device according to the embodiment of the present invention.
図5に示す回転速度計測装置10は、モータ11の回転子(回転体)に設けられる回転角度検出センサであるレゾルバ12と、回転数演算回路13とを備えて構成されている。レゾルバ12は、モータ11の回転子の回転位置を電気角で検出し、これをカウント値等の整数値(レゾルバ検出値)として回転数演算回路13へ出力するものである。回転数演算回路13は、ある一定時間内において回転角情報であるレゾルバ検出値の変化量から電気角の変化を算出してモータ11の回転方向及び回転速度を演算する回転速度計測処理を行うものである。
A rotational
回転数演算回路13が行う回転速度計測処理について図6及び図7を参照して説明する。
The rotational speed measurement process performed by the rotational
まず、図6に示すステップS31において、レゾルバ12によって検出されたモータの回転子の角度(角度取得関数)を角度データ(角度検出値)とする。ステップS32において、ある一定時間内において、その角度データから前回求められた前回角度データを減算して角度移動量を求める。次に、ステップS33において、その角度移動量からモータ11の回転速度が予め定められた回転数である低速回転か否かを判断する。この判断は、例えば低速回転及び高速回転を判断する閾値が角度移動量に対応付けられており、ステップS32で求められた角度移動量が閾値以下であれば低速回転、閾値を越えていれば高速回転と判断される。
First, in step S31 shown in FIG. 6, the angle of the rotor of the motor (angle acquisition function) detected by the
この結果、例えば低速回転であればステップS34へ進む。ステップS34において、その角度移動量が−180°より小さいか否かを判断する。これは図8において、回転子が例えばa点の0又は360°の基準とする位置を跨いだか否かを判断するものである。 As a result, for example, if the rotation speed is low, the process proceeds to step S34. In step S34, it is determined whether or not the amount of angular movement is smaller than −180 °. In FIG. 8, it is determined whether or not the rotor has crossed the reference position of 0 or 360 ° of point a, for example.
但し、図8において、横軸は回転角度であり、この横軸のa点の0又は360°の位置を基準位置とした場合に、モータ11の回転子が時計方向に回転する正回転方向と、反時計方向に回転する負回転方向を矢印で示した。更に、縦軸はレゾルバ12が検出したモータ11の回転子の角度に対応したカウント値等のレゾルバ検出値である。
However, in FIG. 8, the horizontal axis is the rotation angle, and when the position of 0 or 360 ° of point a on the horizontal axis is set as the reference position, the motor 11 rotates in the clockwise direction in which the rotor rotates clockwise. The negative rotation direction that rotates counterclockwise is indicated by an arrow. Further, the vertical axis represents a resolver detection value such as a count value corresponding to the rotor angle of the motor 11 detected by the
例えば、上記ステップS31で検出されたレゾルバ検出値がs点(300°)から正回転方向に160°離れた100°のe点であるとすると、この場合、上記ステップS32で求められる角度移動量は、100°−300°=−200°となる。 For example, if the resolver detection value detected in step S31 is an e point of 100 ° that is 160 ° away from the s point (300 °) in the forward rotation direction, the amount of angular movement obtained in step S32 in this case Is 100 ° −300 ° = −200 °.
この場合、ステップS34の判断結果はYesなのでステップS35へ進む。ステップS35では、角度移動量に360°を加算して角度移動量fixとする処理を行う。角度移動量が−200°の場合、−200°+360°=160°となる。次に、ステップS36において、その角度移動量fix=160°が0°以上か否かを判断する。0°以上の場合、ステップS37において正回転と判断する。0°より小さい場合、ステップS38において負回転と判断する。ここでは、fix=160°なので正回転と判断される。 In this case, since the determination result of step S34 is Yes, the process proceeds to step S35. In step S35, 360 ° is added to the angular movement amount to obtain an angular movement amount fix. When the amount of angular movement is −200 °, −200 ° + 360 ° = 160 °. Next, in step S36, it is determined whether or not the angular movement amount fix = 160 ° is equal to or greater than 0 °. If the angle is 0 ° or more, it is determined as normal rotation in step S37. If it is smaller than 0 °, it is determined that the rotation is negative in step S38. Here, since fix = 160 °, it is determined to be normal rotation.
次に、ステップS39において、上記ステップS31で求めた角度データ300°を前回角度データ=300°とする処理を行い、ステップS40において、上記ステップS35で求めた角度移動量fix=160°を前回角度移動量とする処理を行う。そして、ステップS41において、上記ステップS35で求めた角度移動量fixの160°を用いて前述した式(1)から回転子の正回転の回転速度を演算によって求める。 Next, in step S39, the angle data 300 ° obtained in step S31 is set to the previous angle data = 300 °. In step S40, the angular movement amount fix = 160 ° obtained in step S35 is set to the previous angle data. Processing to make the movement amount. In step S41, the rotational speed of the rotor in the normal rotation is obtained by calculation from the above-described equation (1) using the angular movement amount fix 160 ° obtained in step S35.
一方、上記ステップS34において、例えば角度移動量がe点(100°)から負回転方向に160°離れたs点(300°)であるとすると、ステップ32で得られる角度移動量は(300°−100°=)200°となる。この場合の判断結果はNoなのでステップS42へ進む。ステップS42では、更にその角度移動量が180°より大きいか否かを判断する。ここでは角度移動量が200°なので判断結果はYesとなり、ステップS43において、角度移動量200°から360°を減算して角度移動量fixとする処理を行う。つまり、200°−360°=−160°となるので、e点から−160°離れたs点となる。
On the other hand, in step S34, if the amount of angular movement is, for example, the s point (300 °) that is 160 ° away from the point e (100 °) in the negative rotation direction, the angular movement amount obtained in
次に、ステップS36において、その角度移動量fix=−160°が0°以上か否かを判断する。ここでは、fix=−160°なので0以上では無いので、ステップS38で負回転と判断される。そして、ステップS39及びS40の処理を経て、ステップS41において、その角度移動量fixの−160°を用いて上式(1)から回転子の負回転の回転速度を演算によって求める。 Next, in step S36, it is determined whether or not the angular movement amount fix = −160 ° is equal to or greater than 0 °. Here, since fix = −160 °, it is not greater than 0, and therefore it is determined that the rotation is negative in step S38. Then, through the processing of steps S39 and S40, in step S41, the rotational speed of the negative rotation of the rotor is obtained by calculation from the above equation (1) using −160 ° of the angular movement amount fix.
また、上記ステップS34において、例えば角度移動量がa点から正回転方向に100°離れたe点であるとすると、判断結果はNoなのでステップS42へ進む。ステップS42では、更にその角度移動量100°が180°より大きいか否かを判断する。この判断結果はNoとなり、ステップS44において、その角度移動量100°を角度移動量fix=100°とする処理を行う。次に、ステップS36で角度移動量fix=100°が0°以上なのでステップS37で正回転と判断され、更にステップS39及びS40の処理を経て、ステップS41で角度移動量fixの100°を用いて上式(1)から回転子の正回転の回転速度を演算によって求める。 In step S34, for example, if the amount of angular movement is point e which is 100 degrees away from point a in the forward rotation direction, the determination result is No, and the process proceeds to step S42. In step S42, it is further determined whether or not the angular movement amount 100 ° is larger than 180 °. The determination result is No, and in step S44, processing is performed to set the angular movement amount 100 ° to the angular movement amount fix = 100 °. Next, since the angle movement amount fix = 100 ° is 0 ° or more in step S36, it is determined that the rotation is normal rotation in step S37, and after further processing in steps S39 and S40, in step S41, using 100 ° of the angle movement amount fix. The rotational speed of the positive rotation of the rotor is obtained by calculation from the above equation (1).
一方、上記ステップS33において、低速回転でないと判断された場合、言い換えれば高速回転であると判断された場合、図7に示すステップS45へ進む。ステップS45では回転子が正回転であるか否かが判断される。この判断は、前回の回転速度計測処理において上記ステップS36〜S38で判断された正回転又は負回転で行われる。 On the other hand, if it is determined in step S33 that the rotation is not low speed, in other words, if it is determined that the rotation is high speed, the process proceeds to step S45 shown in FIG. In step S45, it is determined whether or not the rotor is rotating forward. This determination is performed by the positive rotation or the negative rotation determined in the above-described steps S36 to S38 in the previous rotation speed measurement process.
例えば正回転と判断された場合、ステップS46において、角度移動量が0°より小さいか否かを判断する。例えば角度移動量がs点−y点であるとすると、(200°−300°=)−100°となり、判断結果はYesなのでステップS47へ進む。ステップS47では、角度移動量−100°に360°を加算して角度移動量fix=260°とする処理を行う。 For example, if it is determined that the rotation is normal, it is determined in step S46 whether or not the amount of angular movement is smaller than 0 °. For example, if the amount of angular movement is the s point−y point, (200 ° −300 ° =) − 100 ° and the determination result is Yes, so the process proceeds to step S47. In step S47, 360 ° is added to the angular movement amount −100 ° to perform an angle movement amount fix = 260 °.
また、上記ステップS46の判断において、例えば角度移動量が190°であるとすると、判断結果はNoなのでステップS48へ進み、ここで、角度移動量190°を角度移動量fix=190°とする処理を行う。
In the determination in step S46, for example, if the angular movement amount is 190 °, the determination result is No and the process proceeds to step S48, where the
一方、上記ステップS45で正回転でないと判断された場合、即ち、負回転と判断された場合、ステップS49において、角度移動量が0°以上か否かを判断する。例えば角度移動量がd点−y点であるとすると、(200°−190°=)10°となり、判断結果はYesなのでステップS50において、角度移動量100°から360°を減算して角度移動量fix=−260°とする処理を行う。また、上記ステップS49において、例えば角度移動量が−190°である場合は、判断結果はNoなので、ステップS51においてその角度移動量−190を角度移動量fix=−190°とする処理を行う。 On the other hand, if it is determined in step S45 that the rotation is not positive, that is, if it is determined that the rotation is negative, it is determined in step S49 whether or not the angular movement amount is 0 ° or more. For example, if the amount of angular movement is d point-y point, (200 ° -190 ° =) 10 ° and the determination result is Yes, so in step S50, 360 ° is subtracted from the angular movement amount of 100 ° to move the angle. A process of setting the quantity fix = −260 ° is performed. In step S49, for example, when the amount of angular movement is -190 °, the determination result is No. Therefore, in step S51, processing for setting the angular movement amount -190 to angular movement amount fix = -190 ° is performed.
これらステップS47,S48,S50,S51の何れかの処理後、ステップS52において、角度移動量fix+360°超え数×360°の式から角度移動量fixを求める。但し、360°超え数とは、角度移動量が360°を超えた数であり、1つ目の360°を1回超えると「1」となり、2つ目の360°を超えると「2」となるというように増加する整数値であって、後述のステップS55又はS58で求められる。 After any one of these steps S47, S48, S50, and S51, in step S52, the angular movement amount fix is obtained from an equation of angular movement amount fix + number exceeding 360 ° × 360 °. However, the number exceeding 360 ° means the number of angular movements exceeding 360 °, “1” when exceeding the first 360 ° once, and “2” when exceeding the second 360 °. It is an integer value that increases as follows, and is obtained in step S55 or S58 described later.
例えば、ステップS52において、360°超え数が0の場合に角度移動量fix=170°とすると、角度移動量fix=170°となる。この場合、ステップS53において、前回角度移動量(例えば359°)から角度移動量fix=170°が減算されることによりΔ角度移動量=189°が求められる。ステップS54において、Δ角度移動量=189°が180°より大きいか否かが判断される。この例では判断結果がYesなので、ステップS55において、(前回角度移動量+360°)÷360°の式から360°超え数が求められる。例えば、(359°+360°)÷360°=1となり、この整数「1」が360°超え数とされる。この360°超え数=1は、次回処理のステップS52における360°超え数として用いられる。 For example, in step S52, when the number of degrees exceeding 360 ° is 0, if the angle movement amount fix = 170 °, the angle movement amount fix = 170 °. In this case, in Step S53, Δangle movement amount = 189 ° is obtained by subtracting the angle movement amount fix = 170 ° from the previous angle movement amount (for example, 359 °). In step S54, it is determined whether or not Δangle movement amount = 189 ° is larger than 180 °. In this example, since the determination result is Yes, in step S55, the number exceeding 360 ° is obtained from the equation (previous angle movement amount + 360 °) ÷ 360 °. For example, (359 ° + 360 °) ÷ 360 ° = 1, and this integer “1” is a number exceeding 360 °. The number exceeding 360 ° = 1 is used as the number exceeding 360 ° in step S52 of the next process.
更に、ステップS56において、角度移動量fixに360°が加算され、この結果が角度移動量fixとされる。例えば、角度移動量fix=170°+360°=530°が角度移動量fixとされる。図8に530°をf点で示す。 Further, in step S56, 360 ° is added to the angular movement amount fix, and this result is set as the angular movement amount fix. For example, the angular movement amount fix = 170 ° + 360 ° = 530 ° is set as the angular movement amount fix. In FIG. 8, 530 ° is indicated by point f.
この後、図6に示すステップS39において上記ステップS1で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS40において、角度移動量fix=530°を前回角度移動量=530°とする処理を行う。そして、ステップS41において、角度移動量fix=530°を用いて上式(1)から回転子の正回転の回転速度を演算によって求める。 Thereafter, in step S39 shown in FIG. 6, the angle data obtained in step S1 is processed as the previous angle data, and in step S40, the angle movement amount fix = 530 ° is set to the previous angle movement amount = 530 °. I do. Then, in step S41, the rotational speed of the positive rotation of the rotor is obtained by calculation from the above equation (1) using the angular movement amount fix = 530 °.
一方、ステップS52において、例えば360°超え数が0の場合に角度移動量fix=190°とすると、角度移動量fix=(190°+360°超え数×360°)=190°となる。更に、ステップS53において、例えば、前回角度移動量=359°から角度移動量fix=190°が減算され、Δ角度移動量=169°が求められたとする。この場合、ステップS54の判断はNoとなるので、ステップS57で更にそのΔ角度移動量=169°が−180°より小さいか否かが判断される。この判断結果はNoなのでステップS39へ進む。 On the other hand, in step S52, for example, when the number exceeding 360 ° is 0, if the angle moving amount fix = 190 °, the angle moving amount fix = (190 ° + 360 ° exceeding number × 360 °) = 190 °. Furthermore, in step S53, for example, it is assumed that the angle movement amount fix = 190 ° is subtracted from the previous angle movement amount = 359 °, and Δangle movement amount = 169 ° is obtained. In this case, since the determination in step S54 is No, it is further determined in step S57 whether or not the Δ-angle movement amount = 169 ° is smaller than −180 °. Since this determination result is No, the process proceeds to step S39.
この後、ステップS39において上記ステップS1で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS40において、例えば角度移動量fix=190°を前回角度移動量とする処理を行う。そして、ステップS41において、角度移動量fix=190°を用いて上式(1)から回転子の正回転の回転速度を演算によって求める。 Thereafter, in step S39, the angle data obtained in step S1 is processed as the previous angle data, and in step S40, for example, the angle movement amount fix = 190 ° is processed as the previous angle movement amount. In step S41, the rotational speed of the positive rotation of the rotor is calculated from the above equation (1) using the angular movement amount fix = 190 °.
一方、ステップS52において、例えば360°超え数が2の場合に角度移動量fix=−30°とすると、(−30+(−2)×360°)=−750°で、角度移動量fix=−750°となる。図9に−750°をs点で示す。更に、ステップS53において、例えば、前回角度移動量=−1070°から角度移動量fix=−750°が減算され、Δ角度移動量=−320°が求められたとする。この場合、ステップS54の判断はNoとなるので、ステップS57で更にそのΔ角度移動量=−320°が−180°より小さいか否かが判断される。この判断結果はYesなのでステップS58において、360°超え数が求められる。例えば、(前回角度移動量=−1070°−360°)÷360°=−3となり、この整数「−3」が360°超え数として次回のステップS52における360°超え数として用いられる。 On the other hand, in step S52, for example, when the number exceeding 360 ° is 2, assuming that the amount of angular movement fix = −30 °, (−30 + (− 2) × 360 °) = − 750 °, and the amount of angular movement fix = −. 750 °. In FIG. 9, −750 ° is indicated by the s point. Furthermore, in step S53, for example, it is assumed that the angle movement amount fix = −750 ° is subtracted from the previous angle movement amount = −1070 ° to obtain Δangle movement amount = −320 °. In this case, since the determination in step S54 is No, it is further determined in step S57 whether or not the Δ-angle movement amount = −320 ° is smaller than −180 °. Since this determination result is Yes, the number exceeding 360 ° is obtained in step S58. For example, (previous angle movement amount = −1070 ° −360 °) ÷ 360 ° = −3 , and this integer “−3” is used as the number exceeding 360 ° in the next step S52 as the number exceeding 360 °.
更に、ステップS59において、角度移動量fix=−750°から360°が減算され、この結果である−1110°が角度移動量fixとされ、ステップS39へ進む。ステップS39において上記ステップS1で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップS40において、例えば角度移動量fix=−1110°を前回角度移動量とする処理を行う。そして、ステップS41において、角度移動量fix=−1110°を用いて上式(1)から回転子の負回転の回転速度を演算によって求める。 Further, in step S59, 360 ° is subtracted from the angular movement amount fix = −750 °, and the result is −1110 ° as the angular movement amount fix, and the process proceeds to step S39. In step S39, the angle data obtained in step S1 is processed as the previous angle data, and in step S40, for example, the angle movement amount fix = -1110 ° is processed as the previous angle movement amount. In step S41, the rotation speed of the negative rotation of the rotor is obtained by calculation from the above equation (1) using the angular movement amount fix = -1110 °.
このように本実施形態の回転速度計測装置10は、正回転又はこの逆に負回転する回転体の0°〜360°の回転位置を電気角で検出し、この電気角に対応する整数値である角度検出値を出力するレゾルバ12と、このレゾルバ12から出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量及び回転体の回転方向を求め、当該角度移動量をもとに回転体の回転速度を求める回転数演算回路13とを有する。
As described above, the rotational
この特徴は、回転数演算回路13が、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が180°の角度を超えた際に回転体が正回転側に360°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量に360°の角度を加算し、この加算結果を回転速度を求めるために用いる角度移動量とするにようにした。
This feature is that when the difference between the previous angular movement amount and the current angular movement amount exceeds 180 °, the rotational
これによって、レゾルバ12で一定時間内に検出される回転体の角度移動量が正回転側に360°を超える超高速回転であっても、角度検出精度を落とすことなく回転速度を計測することができる。
As a result, even if the amount of angular movement of the rotating body detected by the
また、回転数演算回路13は、回転体が正回転側に360°の角度を超えたと判断した際に、この360°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に360°の角度を乗算した値を、次にレゾルバ12から出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。
Further, when the rotational
これによって、回転体が360°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に360°の角度を乗算した値を次に求められる角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。従って、回転体が高速回転から更に高速の超高速回転となっても、この際の角度移動量を適正に求めることができる。 As a result, the number of times that the rotating body exceeds the angle of 360 ° is held, and a value obtained by multiplying the number of times of holding by the angle of 360 ° is added to the next obtained angle movement amount to obtain a new angle movement amount. I made it. Therefore, even if the rotating body changes from high-speed rotation to higher-speed ultra-high-speed rotation, the amount of angular movement at this time can be obtained appropriately.
また、回転数演算回路13は、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が−180°の角度を超えた際に回転体が負回転側に360°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量から−360°の角度を加算し、この結果を回転速度を求めるために用いる角度移動量とするようにした。
Further, the rotational
これによって、レゾルバ12で一定時間内に検出される回転体の角度移動量が負回転側に360°を超えた場合であっても、角度検出精度を落とすことなく回転速度を計測することができる。
As a result, even when the amount of angular movement of the rotating body detected by the
更に、回転数演算回路13は、回転体が負回転側に360°の角度を超えたと判断した際に、当該負回転側に360°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に360°の角度を乗算した値を、次にレゾルバ12から出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。
Further, when the rotational
これによって、回転体が負回転側に360°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に360°の角度を乗算した値を次に求められる角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。従って、回転体が高速回転から更に高速の超高速回転となっても、この際の角度移動量を適正に求めることができる。 As a result, the number of times that the rotating body has exceeded the 360 ° angle on the negative rotation side is held, and a value obtained by multiplying the number of holding times by the 360 ° angle is added to the amount of angular movement to be obtained next to obtain a new angle movement. I tried to make it an amount. Therefore, even if the rotating body changes from high-speed rotation to higher-speed ultra-high-speed rotation, the amount of angular movement at this time can be obtained appropriately.
10 回転速度計測装置
11 モータ
12 レゾルバ
13 回転数演算回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転数演算手段は、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が180°の角度を超えた際に前記回転体が正回転側に360°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量に360°の角度を加算し、この加算結果を前記回転速度を求めるために用いる角度移動量とすることを特徴とする回転速度計測装置。 A rotation angle detection sensor for detecting a rotation position of 0 ° to 360 ° of a rotating body that rotates forwardly or in the negative direction by an electrical angle and outputs an angle detection value that is an integer value corresponding to the electrical angle; A rotational speed calculation means for obtaining an angular movement amount that is a movement amount of the angle detection value output from the rotational angle detection sensor within a predetermined time, and obtaining a rotational direction and a rotational speed of the rotating body based on the angular movement amount; In the rotational speed measuring device having,
When the difference between the previous angular movement amount and the current angular movement amount exceeds a 180 ° angle, the rotational speed calculation means determines that the rotating body has exceeded a 360 ° angle on the positive rotation side. At the time of determination, a rotational speed measuring device characterized in that an angle of 360 ° is added to the current angular movement amount, and the addition result is used as an angular movement amount used for obtaining the rotational speed.
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