JP5952583B2

JP5952583B2 - Resolver excitation device

Info

Publication number: JP5952583B2
Application number: JP2012033219A
Authority: JP
Inventors: 啓樹齋藤
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2032-02-17
Also published as: JP2013170847A

Description

本発明は、レゾルバ励磁装置に関する。 The present invention relates to a resolver excitation device.

近年、自動車業界では環境性能向上の観点から、ハイブリッド車、電気自動車及び燃料電池車等の開発が進められており、これら次世代車両の動力用モータとして好適なＩＰＭ（Interior Permanent Magnet：磁石埋め込み型）モータの需要が高まっている。このＩＰＭモータは、回転子の角度（回転角）に応じてきめ細かく電流を制御することで高い効率を得ることができる。ＩＰＭモータの回転角を検出するための回転角センサとしては、高い耐環境性能を誇るレゾルバが用いられている。 In recent years, the automobile industry has been developing hybrid vehicles, electric vehicles, fuel cell vehicles, etc. from the viewpoint of improving environmental performance. IPM (Interior Permanent Magnet) suitable as a power motor for these next-generation vehicles ) The demand for motors is increasing. This IPM motor can obtain high efficiency by controlling the current finely according to the angle (rotation angle) of the rotor. As a rotation angle sensor for detecting the rotation angle of the IPM motor, a resolver having high environmental resistance is used.

周知のように、レゾルバに励磁信号Ａsinωtを入力すると、レゾルバからその回転角θに応じて変調された２相の信号、ＫＡsinωt・sinθ及びＫＡsinωt・cosθが出力される（Ｋはレゾルバの変圧比）。これら２相のレゾルバ出力信号から回転角θを得るための手段として、トラッキングループ方式のＲ／Ｄコンバータ（レゾルバ／デジタル変換器）が一般的に用いられている（特許文献１参照）。 As is well known, when the excitation signal Asinωt is input to the resolver, two-phase signals KAsinωt · sinθ and KAsinωt · cosθ modulated according to the rotation angle θ are output from the resolver (K is the transformation ratio of the resolver). . As means for obtaining the rotation angle θ from these two-phase resolver output signals, a tracking loop type R / D converter (resolver / digital converter) is generally used (see Patent Document 1).

変圧比Ｋの異なる複数のレゾルバを同一のＲ／Ｄコンバータで対応させる場合、レゾルバ励磁回路（励磁信号を生成する回路）のゲインをレゾルバに合わせて調整する必要があるため、レゾルバの種類が増えた場合、回路側の調整や回路基板の機種数が増え、管理工数が増えてしまうという問題がある。 When a plurality of resolvers with different transformation ratios K are handled by the same R / D converter, the type of resolver increases because it is necessary to adjust the gain of the resolver excitation circuit (the circuit that generates the excitation signal) according to the resolver. In this case, there is a problem that the adjustment on the circuit side and the number of circuit board models increase, and the number of man-hours for management increases.

このような問題に対して、下記特許文献２には、２相のレゾルバ出力信号を復調して得られる、ＫＡsinθ及びＫＡcosθを、それぞれ二乗して加算することにより、Ｋ^２Ａ^２（sin^２θ＋cos^２θ）＝Ｋ^２Ａ^２を算出し、その平方根を励磁信号の振幅Ａで除算することで変圧比Ｋを算出し、その変圧比Ｋと基準変圧比Ｋｏとの比率γｏ（＝Ｋ／Ｋｏ）を求め、この比率γｏを用いて励磁信号Ａsinωtの振幅Ａを補正することにより、レゾルバの変圧比Ｋの変動に対して、レゾルバ出力を一定に保つ技術が開示されている。 In order to deal with such a problem, the following Patent Document 2 discloses that K ² A ² (sin ² θ + cos) is obtained by squaring and adding KA sin θ and KA cos θ obtained by demodulating a two-phase resolver output signal. ² θ) = K ² A ² is calculated, and the transformation ratio K is calculated by dividing the square root by the amplitude A of the excitation signal, and the ratio γo (= K / Ko) between the transformation ratio K and the reference transformation ratio Ko is calculated. ) And correcting the amplitude A of the excitation signal Asinωt using this ratio γo, a technique for keeping the resolver output constant with respect to the change in the transformer transformation ratio K is disclosed.

特開２００４−３２５１６６号公報JP 2004-325166 A 特開２００９−２５０６８号公報JP 2009-25068 A

上記特許文献２の技術は、レゾルバの変圧比Ｋを算出するために、二乗和や平方根などの演算量の多い処理を行う必要があり、メモリ容量の増大や計算精度の低下を招くなどの問題があった。 The technique disclosed in Patent Document 2 requires processing with a large amount of calculation such as sum of squares and square root in order to calculate the transformation ratio K of the resolver, resulting in an increase in memory capacity and a decrease in calculation accuracy. was there.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも比較的少ない演算量で、レゾルバの変圧比の変動に対して、レゾルバ出力を一定に保つことが可能なレゾルバ励磁装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a resolver exciter that can keep a resolver output constant with respect to a change in a transformer's transformation ratio with a relatively small amount of calculation compared to the prior art. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明では、レゾルバ励磁装置に係る第１の解決手段として、レゾルバに励磁信号を出力すると共に前記レゾルバからその回転角に応じて出力される２相のレゾルバ出力信号を入力するレゾルバ励磁装置において、外部設定が可能なゲインにより前記励磁信号を増幅して前記レゾルバに出力する増幅回路と、前記レゾルバから入力される前記２相のレゾルバ出力信号を基に前記回転角に等しいデジタル角度を出力するレゾルバ／デジタル変換器と、前記デジタル角度を基に前記２相のレゾルバ出力信号の一方を選択し、その選択したレゾルバ出力信号から前記レゾルバの変圧比を算出し、その算出結果に応じて前記２相のレゾルバ出力信号の振幅が一定となるよう前記増幅回路のゲインを設定する信号処理装置とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, as a first solution means for a resolver excitation device, a two-phase resolver output signal is outputted from the resolver according to its rotation angle while outputting an excitation signal to the resolver. In the resolver excitation device that inputs the rotation angle based on the amplification circuit that amplifies the excitation signal with a gain that can be set externally and outputs the amplified excitation signal to the resolver, and the two-phase resolver output signal that is input from the resolver A resolver / digital converter that outputs a digital angle equal to the one of the two-phase resolver output signals based on the digital angle, and calculates a transformation ratio of the resolver from the selected resolver output signal. A signal processing device for setting the gain of the amplifier circuit so that the amplitude of the two-phase resolver output signal is constant according to the calculation result; Characterized in that it comprises.

また、本発明では、レゾルバ励磁装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記信号処理装置は、予め定義されている前記レゾルバの変圧比を変数とする関数に対して、前記変圧比の算出結果を代入することにより、前記増幅回路で設定すべきゲインを算出することを特徴とする。 Further, in the present invention, as a second solving means relating to the resolver excitation device, in the first solving means, the signal processing device is adapted to a function having a variable transformation ratio of the resolver as a variable. The gain to be set in the amplifier circuit is calculated by substituting the calculation result of the transformation ratio.

また、本発明では、レゾルバ励磁装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記関数は、前記レゾルバの変圧比を変数とする単調減少関数であることを特徴とする。 According to the present invention, as a third solving means relating to the resolver excitation device, in the second solving means, the function is a monotonously decreasing function having a transformation ratio of the resolver as a variable.

また、本発明では、レゾルバ励磁装置に係る第４の解決手段として、上記第２または第３の解決手段において、前記信号処理装置は、前記関数から算出されたゲインが、予め前記レゾルバの回転角ごとに設定されている上限値と下限値との間に含まれている場合に、前記増幅回路のゲイン設定を実施することを特徴とする。 Further, in the present invention, as a fourth solving means relating to the resolver excitation device, in the second or third solving means, the signal processing device may be configured such that the gain calculated from the function has a rotation angle of the resolver in advance. The gain setting of the amplifying circuit is performed when it is included between an upper limit value and a lower limit value set for each.

本発明によれば、前記レゾルバ／デジタル変換器から出力されるデジタル角度を基に前記２相のレゾルバ出力信号の一方を選択し、その選択したレゾルバ出力信号から前記レゾルバの変圧比を算出し、その算出結果に応じて前記２相のレゾルバ出力信号の振幅が一定となるよう前記増幅回路のゲインを設定するので、従来よりも比較的少ない演算量で、レゾルバの変圧比の変動に対して、レゾルバ出力を一定に保つことが可能となる。 According to the present invention, one of the two-phase resolver output signals is selected based on the digital angle output from the resolver / digital converter, and the transformation ratio of the resolver is calculated from the selected resolver output signal. Since the gain of the amplification circuit is set so that the amplitude of the two-phase resolver output signal is constant according to the calculation result, with a relatively small amount of calculation compared to the conventional method, It becomes possible to keep the resolver output constant.

本実施形態に係るレゾルバ励磁装置１のブロック構成図である。It is a block block diagram of the resolver excitation apparatus 1 which concerns on this embodiment. ＣＰＵ３５が、レゾルバ２の励磁制御中に一定周期で繰り返し実施するレゾルバデータ処理を表すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating resolver data processing that is repeatedly performed by the CPU 35 at a constant period during excitation control of the resolver 2. ＣＰＵ３５が、レゾルバデータ処理中に実施するサブルーチンである更新ゲイン設定処理を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the update gain setting process which is a subroutine which CPU35 implements during resolver data processing.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るレゾルバ励磁装置１のブロック構成図である。レゾルバ励磁装置１は、レゾルバ２に励磁信号Ｓ１を出力すると共に、レゾルバ２からその回転角θに応じて出力される２相のレゾルバ出力信号Ｓ２及びＳ３の振幅を、レゾルバ２の変圧比Ｋの変動に対して一定に保持する、つまりレゾルバ出力振幅を一定に保つものであり、図１に示すように、増幅回路１０、Ｒ／Ｄコンバータ２０及びＭＰＵ(Micro Processing Unit)３０を備えている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a resolver excitation device 1 according to this embodiment. The resolver excitation device 1 outputs an excitation signal S1 to the resolver 2, and the amplitudes of the two-phase resolver output signals S2 and S3 output from the resolver 2 according to the rotation angle θ are expressed by the transformation ratio K of the resolver 2. The resolver output amplitude is kept constant with respect to fluctuations, that is, the resolver output amplitude is kept constant, and includes an amplifier circuit 10, an R / D converter 20, and an MPU (Micro Processing Unit) 30, as shown in FIG.

なお、本実施形態では、各信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を以下のように定義する。
Ｓ１＝Ａsinωt
Ｓ２＝ＫＡsinωt・sinθ
Ｓ３＝ＫＡsinωt・cosθ
（ただし、Ａは増幅回路１０のゲイン、Ｋはレゾルバ２の変圧比） In the present embodiment, the signals S1, S2, and S3 are defined as follows.
S1 = Asinωt
S2 = KAsinωt ・ sinθ
S3 = KAsinωt ・ cosθ
(Where A is the gain of the amplifier circuit 10 and K is the transformation ratio of the resolver 2)

増幅回路１０は、例えば外部からのゲイン設定が可能なプログラマブルゲインアンプであり、ＭＰＵ３０から入力される正弦波信号Ｓ０（＝sinωt）を、ＭＰＵ３０によって設定されたゲインＡで増幅することで励磁信号Ｓ１を生成してレゾルバ２に出力する。なお、本実施形態では、ＭＰＵ３０から増幅回路１０に出力される正弦波信号Ｓ０の振幅が「１」に正規化されていることに注意されたい。つまり、本実施形態において、励磁信号Ｓ１の振幅は、増幅回路１０のゲインＡと等しい。 The amplifier circuit 10 is, for example, a programmable gain amplifier capable of setting a gain from the outside, and amplifies the sine wave signal S0 (= sinωt) input from the MPU 30 with the gain A set by the MPU 30, thereby exciting the signal S1. Is output to the resolver 2. Note that in the present embodiment, the amplitude of the sine wave signal S0 output from the MPU 30 to the amplifier circuit 10 is normalized to “1”. That is, in this embodiment, the amplitude of the excitation signal S1 is equal to the gain A of the amplifier circuit 10.

Ｒ／Ｄコンバータ２０は、励磁信号Ｓ１で励磁されたレゾルバ２から、その回転角θに応じて出力される２相のレゾルバ出力信号Ｓ２及びＳ３を入力とし、レゾルバ２の回転角θに等しいデジタル角度φを出力するトラッキングループ方式のレゾルバ／デジタル変換器である。このＲ／Ｄコンバータ２０の回路構成及び動作原理については、前述の特許文献１及び２に記載されているように既に公知であるので、詳細な説明は省略する。 The R / D converter 20 receives two-phase resolver output signals S2 and S3 output according to the rotation angle θ from the resolver 2 excited by the excitation signal S1, and is digitally equal to the rotation angle θ of the resolver 2. This is a tracking loop type resolver / digital converter that outputs an angle φ. Since the circuit configuration and operation principle of the R / D converter 20 are already known as described in Patent Documents 1 and 2, detailed description thereof is omitted.

簡単に説明すると、トラッキングループ方式のＲ／Ｄコンバータ２０は、Ｓ２×cosφ−Ｓ３×sinφを演算し、その演算結果ＫＡsinωt・sin(θ-φ)を励磁信号Ｓ１で同期検波することで制御偏差ε＝sin(θ-φ)を求め、この制御偏差εを電圧制御発振器に入力し、この電圧制御発振器の出力パルスをカウンタで計数して出力角度φを求め、この出力角度φを最初の演算にフィードバックする。このように形成されるフィードバックループは、制御偏差εを零にするように動作するため、結局、Ｒ／Ｄコンバータ２０の出力角度φは、レゾルバ２の回転角θに等しくなる。 Briefly, the tracking loop type R / D converter 20 calculates S2 × cosφ−S3 × sinφ, and synchronously detects the calculation result KAsinωt · sin (θ−φ) with the excitation signal S1, thereby controlling deviation. ε = sin (θ-φ) is obtained, this control deviation ε is input to the voltage controlled oscillator, the output pulse of this voltage controlled oscillator is counted by a counter to obtain the output angle φ, and this output angle φ is first calculated. To give feedback. Since the feedback loop formed in this way operates so that the control deviation ε becomes zero, the output angle φ of the R / D converter 20 is eventually equal to the rotation angle θ of the resolver 2.

ＭＰＵ３０は、増幅回路１０から入力される励磁信号Ｓ１と、Ｒ／Ｄコンバータ２０の出力角度φ（＝レゾルバ２の回転角θ）と、レゾルバ２から入力される２相のレゾルバ出力信号Ｓ２及びＳ３とに基づいて、レゾルバ２の変圧比Ｋを算出し、その算出結果に応じてレゾルバ出力信号Ｓ２及びＳ３の振幅が一定となるよう増幅回路１０のゲインＡを設定する信号処理装置である。 The MPU 30 includes the excitation signal S1 input from the amplifier circuit 10, the output angle φ of the R / D converter 20 (= the rotation angle θ of the resolver 2), and the two-phase resolver output signals S2 and S3 input from the resolver 2. Is a signal processing device that calculates the transformation ratio K of the resolver 2 and sets the gain A of the amplifier circuit 10 so that the amplitudes of the resolver output signals S2 and S3 are constant according to the calculation result.

具体的には、このＭＰＵ３０は、Ｄ／Ａコンバータ３１、Ａ／Ｄコンバータ３２、ＲＯＭ(Read Only Memory)３３、ＲＡＭ(Random Access Memory)３４及びＣＰＵ(Central Processing Unit)３５を備えている。 Specifically, the MPU 30 includes a D / A converter 31, an A / D converter 32, a ROM (Read Only Memory) 33, a RAM (Random Access Memory) 34, and a CPU (Central Processing Unit) 35.

Ｄ／Ａコンバータ３１は、ＣＰＵ３５から入力されるデジタル信号の正弦波信号ＤＳ０を、アナログ信号の正弦波信号Ｓ０に変換して増幅回路１０に出力する。Ａ／Ｄコンバータ３２は、アナログ信号の励磁信号Ｓ１及び２相のレゾルバ出力信号Ｓ２、Ｓ３を、デジタル信号の励磁信号ＤＳ１及び２相のレゾルバ出力信号ＤＳ２、ＤＳ３に変換してＣＰＵ３５に出力する。 The D / A converter 31 converts the digital sine wave signal DS0 input from the CPU 35 into an analog sine wave signal S0 and outputs the analog signal to the amplifier circuit 10. The A / D converter 32 converts the analog excitation signal S1 and the two-phase resolver output signals S2 and S3 into the digital excitation signal DS1 and the two-phase resolver output signals DS2 and DS3 and outputs them to the CPU 35.

ＲＯＭ３３は、ＣＰＵ３５が実行する制御プログラムや設定データなどを予め記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭ３４は、ＣＰＵ３５がＲＯＭ３３に記憶されている制御プログラムに従って各種処理を実行する際に、データの一時保存先として使用される揮発性のワーキングメモリである。 The ROM 33 is a nonvolatile memory that stores in advance control programs executed by the CPU 35, setting data, and the like. The RAM 34 is a volatile working memory used as a temporary storage destination of data when the CPU 35 executes various processes according to the control program stored in the ROM 33.

ＣＰＵ３５は、ＲＯＭ３３に記憶されている制御プログラムに従って、レゾルバ２の励磁制御を実施する。具体的には、ＣＰＵ３５は、Ｄ／Ａコンバータ３１に正弦波信号ＤＳ０を出力することにより、Ｄ／Ａコンバータ３１及び増幅回路１０を介してレゾルバ２に励磁信号Ｓ１を供給する一方、Ａ／Ｄコンバータ３２から入力される励磁信号ＤＳ１及びレゾルバ出力信号ＤＳ２、ＤＳ３と、Ｒ／Ｄコンバータ２０の出力角度φとに基づいて、レゾルバ２の変圧比Ｋを算出し、その算出結果に応じてレゾルバ出力信号Ｓ２及びＳ３の振幅が一定となるよう増幅回路１０のゲインＡを設定する。 The CPU 35 performs excitation control of the resolver 2 according to the control program stored in the ROM 33. Specifically, the CPU 35 outputs the sine wave signal DS0 to the D / A converter 31, thereby supplying the excitation signal S1 to the resolver 2 via the D / A converter 31 and the amplifier circuit 10, while the A / D Based on the excitation signal DS1 and resolver output signals DS2 and DS3 input from the converter 32 and the output angle φ of the R / D converter 20, the transformation ratio K of the resolver 2 is calculated, and the resolver output is determined according to the calculation result. The gain A of the amplifier circuit 10 is set so that the amplitudes of the signals S2 and S3 are constant.

図２は、ＣＰＵ３５が、レゾルバ２の励磁制御中に実施するレゾルバデータ処理を表すフローチャートである。上述したように、ＣＰＵ３５は、レゾルバ２の励磁制御中において、Ｄ／Ａコンバータ３１に正弦波信号ＤＳ０を出力することでレゾルバ２に励磁信号Ｓ１を供給しているが、この間、一定周期で図２に示すレゾルバデータ処理を繰り返し実施している。 FIG. 2 is a flowchart showing resolver data processing performed by the CPU 35 during excitation control of the resolver 2. As described above, during the excitation control of the resolver 2, the CPU 35 supplies the excitation signal S1 to the resolver 2 by outputting the sine wave signal DS0 to the D / A converter 31. The resolver data processing shown in Fig. 2 is repeatedly performed.

図２に示すように、ＣＰＵ３５は、今回のレゾルバデータ処理を開始すると、まず、Ａ／Ｄコンバータ３２から励磁信号ＤＳ１及びレゾルバ出力信号ＤＳ２、ＤＳ３の今回値を取り込み（ステップＳｔ１）、さらに、Ｒ／Ｄコンバータ２０から出力角度φ、つまりレゾルバ２の回転角θの今回値を取り込む（ステップＳｔ２）。 As shown in FIG. 2, when starting the current resolver data processing, the CPU 35 first takes in the current values of the excitation signal DS1 and the resolver output signals DS2 and DS3 from the A / D converter 32 (step St1), and further R The current value of the output angle φ, that is, the rotation angle θ of the resolver 2 is fetched from the / D converter 20 (step St2).

そして、ＣＰＵ３５は、増幅回路１０のゲイン調整を実施すべきか否かを判断し（ステップＳｔ３）、「Ｎｏ」の場合には今回のレゾルバデータ処理を終了する一方、「Ｙｅｓ」の場合にはサブルーチンである更新ゲイン設定処理を実行する（ステップＳｔ４）。 Then, the CPU 35 determines whether or not the gain of the amplifier circuit 10 should be adjusted (step St3). If “No”, the current resolver data processing is terminated, whereas if “Yes”, the subroutine is executed. The update gain setting process is executed (step St4).

ここで、イニシャル時（製造バラツキによってレゾルバ２の変圧比Ｋが異なる）や例えば２０°Ｃ以上の温度変化（温度上昇によるインピーダンスの増加によってレゾルバ２の変圧比Ｋが下がる）等の場合には、レゾルバ２の変圧比Ｋが変動するため、増幅回路１０のゲインＡを調整して、レゾルバ出力信号Ｓ２、Ｓ３の振幅を一定に保つ（レゾルバ出力を一定に保つ）必要がある。 Here, in the case of initial time (transformation ratio K of resolver 2 varies depending on manufacturing variations), for example, temperature change of 20 ° C. or more (transformation ratio K of resolver 2 decreases due to increase in impedance due to temperature rise), etc. Since the transformation ratio K of the resolver 2 varies, it is necessary to adjust the gain A of the amplifier circuit 10 to keep the amplitudes of the resolver output signals S2 and S3 constant (keep the resolver output constant).

ＣＰＵ３５は、上記ステップＳｔ３において、イニシャル時や温度変化などのゲイン調整の契機となる条件が成立したか否かを判断することにより、増幅回路１０のゲイン調整を実施すべきか否かを判断する。このような処理を設けることで、ゲイン調整が不要な場合には、更新ゲイン設定処理を省略でき、ＣＰＵ３５の処理負荷を軽減できる。 In step St <b> 3, the CPU 35 determines whether or not the gain adjustment of the amplifier circuit 10 should be performed by determining whether or not a condition that triggers gain adjustment such as initial time or temperature change is satisfied. By providing such processing, when gain adjustment is unnecessary, the update gain setting processing can be omitted, and the processing load on the CPU 35 can be reduced.

図３は、上記ステップＳｔ４の処理、つまりサブルーチンである更新ゲイン設定処理を表すフローチャートである。ＣＰＵ３５は、更新ゲイン設定処理を開始すると、まず、レゾルバ回転角θの今回値が、０°＜θ＜４５°、或いは１３５°＜θ＜２２５°、或いは３１５°＜θ＜３６０°の範囲に存在するか否かを判定する（ステップＳｔ４１）。 FIG. 3 is a flowchart showing the process of step St4, that is, the update gain setting process which is a subroutine. When the CPU 35 starts the update gain setting process, first, the current value of the resolver rotation angle θ is in a range of 0 ° <θ <45 °, or 135 ° <θ <225 °, or 315 ° <θ <360 °. It is determined whether or not it exists (step St41).

ＣＰＵ３５は、上記ステップＳｔ４１にて「Ｙｅｓ」の場合、cosθの成分を含んでいるレゾルバ出力信号ＤＳ３の今回値を選択して後述のステップＳｔ４４へ移行する（ステップＳｔ４２）。一方、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳｔ４１にて「Ｎｏ」の場合、sinθの成分を含んでいるレゾルバ出力信号ＤＳ２の今回値を選択して後述のステップＳｔ４４へ移行する（ステップＳｔ４３）。 If “Yes” in step St41, the CPU 35 selects the current value of the resolver output signal DS3 including the cos θ component, and proceeds to step St44 described later (step St42). On the other hand, if “No” in step St41, the CPU 35 selects the current value of the resolver output signal DS2 including the sin θ component, and proceeds to step St44 described later (step St43).

このように、レゾルバ回転角θの存在範囲により、cosθ成分とsinθ成分とのどちらの絶対値が大きいのかわかるので、絶対値の大きい成分を含むレゾルバ出力信号ＤＳ２或いはＤＳ３を演算対象として選択する。これにより、後述の演算によるレゾルバ２の変圧比Ｋの計算精度を上げることが可能となる。 As described above, since the absolute value of the cos θ component or the sin θ component is larger depending on the existence range of the resolver rotation angle θ, the resolver output signal DS2 or DS3 including the component having a large absolute value is selected as a calculation target. Thereby, it becomes possible to raise the calculation accuracy of the transformation ratio K of the resolver 2 by the calculation mentioned later.

続いて、ＣＰＵ３５は、上記のように演算対象として選択したレゾルバ出力信号ＤＳ２或いはＤＳ３の今回値からレゾルバ２の変圧比Ｋを算出する（ステップＳｔ４４）。例えば、演算対象としてレゾルバ出力信号ＤＳ２が選択された場合を想定すると、ＤＳ２＝ＫＡsinωt・sinθであるので、レゾルバ回転角θの今回値からsinθを算出し、ＤＳ２をそのsinθで除算すればＫＡsinωtが得られ、さらに、このＫＡsinωtを、励磁信号ＤＳ１（＝Ａsinωt）の今回値で除算すれば、現在の変圧比Ｋを算出できる。 Subsequently, the CPU 35 calculates the transformation ratio K of the resolver 2 from the current value of the resolver output signal DS2 or DS3 selected as the calculation target as described above (step St44). For example, assuming that the resolver output signal DS2 is selected as a calculation target, DS2 = KAsinωt · sinθ. Therefore, if sinθ is calculated from the current value of the resolver rotation angle θ and DS2 is divided by the sinθ, KAsinωt is Further, if this KAsinωt is divided by the current value of the excitation signal DS1 (= Asinωt), the current transformation ratio K can be calculated.

続いて、ＣＰＵ３５は、変圧比Ｋの算出結果に応じてレゾルバ出力が一定となるような増幅回路１０のゲインＡを算出する（ステップＳｔ４５）。例えば、ＣＰＵ３５は、予め定義されているレゾルバ２の変圧比Ｋを変数とする関数に対して、変圧比Ｋの算出結果を代入することにより、増幅回路１０で設定すべきゲインＡを算出する。ここで、現在時点ｔでの変圧比Ｋ(t)の関数として更新ゲインＡ(t+1)を表すと、Ａ(t+1)＝ｆ(Ｋ(t))となる。また、この関数は、例えば下記（１）式に示すような単調減少関数とすることが好ましい。
Ａ(t+1)＝Ｃ１／（Ｋ(t)＋Ｃ２）＋Ｃ３ …（１）
（ただし、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は定数） Subsequently, the CPU 35 calculates the gain A of the amplifier circuit 10 so that the resolver output becomes constant according to the calculation result of the transformation ratio K (step St45). For example, the CPU 35 calculates the gain A to be set by the amplifier circuit 10 by substituting the calculation result of the transformation ratio K into a function having the transformation ratio K of the resolver 2 as a variable. Here, when the update gain A (t + 1) is expressed as a function of the transformation ratio K (t) at the current time point t, A (t + 1) = f (K (t)). Further, this function is preferably a monotonically decreasing function as shown in the following formula (1), for example.
A (t + 1) = C1 / (K (t) + C2) + C3 (1)
(However, C1, C2, and C3 are constants)

このような単調減数関数とすることにより、変圧比Ｋが小さくレゾルバ出力が低下する場合には増幅回路１０のゲインＡ（更新ゲインＡ(t+1)）が大きくなる一方、変圧比Ｋが大きくレゾルバ出力が増大する場合には増幅回路１０のゲインＡが小さくなるので、レゾルバ出力（レゾルバ出力信号Ｓ２、Ｓ３の振幅）を一定に保つことができる。 By using such a monotonic subtraction function, when the transformation ratio K is small and the resolver output is lowered, the gain A (update gain A (t + 1)) of the amplifier circuit 10 is increased, while the transformation ratio K is large. When the resolver output increases, the gain A of the amplifier circuit 10 decreases, so that the resolver output (the amplitudes of the resolver output signals S2 and S3) can be kept constant.

続いて、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳｔ４５で算出したゲインＡが、予めレゾルバ２の回転角θごとに設定されている上限値ＭＡＸ(θ)と下限値ＭＩＮ(θ)との間に含まれているか否かを判定する（ステップＳｔ４６）。なお、これら上限値ＭＡＸ(θ)と下限値ＭＩＮ(θ)は、レゾルバ回転角θに対応付けられたテーブルデータとして、予めＲＯＭ３３に記憶されている。このように、ゲインＡのリミット判定を行うことにより、レゾルバ２の励磁制御を仕様範囲内で適切に実施することができる。 Subsequently, the CPU 35 determines whether the gain A calculated in step St45 is included between the upper limit value MAX (θ) and the lower limit value MIN (θ) set in advance for each rotation angle θ of the resolver 2. It is determined whether or not (step St46). The upper limit MAX (θ) and the lower limit MIN (θ) are stored in advance in the ROM 33 as table data associated with the resolver rotation angle θ. Thus, by performing the gain A limit determination, the excitation control of the resolver 2 can be appropriately performed within the specification range.

そして、ＣＰＵ３５は、上記ステップＳｔ４６にて「Ｎｏ」の場合には上記ステップＳｔ４４の処理に戻って変圧比Ｋの再演算を行う一方、「Ｙｅｓ」の場合には増幅回路１０のゲインＡを、ステップＳｔ４５で算出したゲインＡ（更新ゲインＡ(t+1)）に設定（更新）した後、更新ゲイン設定処理を終了する（ステップＳｔ４７）。 Then, if “No” in step St46, the CPU 35 returns to the process of step St44 and recalculates the transformation ratio K, whereas if “Yes”, the gain A of the amplifier circuit 10 is calculated. After setting (updating) the gain A (updated gain A (t + 1)) calculated in step St45, the update gain setting process is terminated (step St47).

以上のように、本実施形態によれば、Ｒ／Ｄコンバータ２０の出力角度φ（レゾルバ回転角θ）を基に２相のレゾルバ出力信号ＤＳ２、ＤＳ３の一方を選択し、その選択した信号からレゾルバ２の変圧比Ｋを算出し、その算出結果に応じてレゾルバ出力が一定となるよう増幅回路１０のゲインＡを設定するので、従来よりも比較的少ない演算量で、レゾルバ２の変圧比Ｋの変動に対して、レゾルバ出力を一定に保つことが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, one of the two-phase resolver output signals DS2 and DS3 is selected based on the output angle φ (resolver rotation angle θ) of the R / D converter 20, and the selected signal is used. The transformation ratio K of the resolver 2 is calculated, and the gain A of the amplifier circuit 10 is set so that the resolver output becomes constant according to the calculation result. It is possible to keep the resolver output constant with respect to the fluctuations of.

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において実施形態を変更しても良いことは勿論である。例えば、上記実施形態では、レゾルバ２の変圧比Ｋを変数とする関数を単調減少関数とする場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、変圧比Ｋが小さくレゾルバ出力が低下する場合にはゲインＡが大きくなり、変圧比Ｋが大きくレゾルバ出力が増大する場合にはゲインＡが小さくなるような関数であれば、どのような関数を用いても良い。
また、上記実施形態では、ＭＰＵ３０の外部にＲ／Ｄコンバータ２０が設けられている場合を例示したが、ＭＰＵ３０の内部にＲ／Ｄコンバータ２０が設けられていても良い。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, you may change embodiment in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, in the above-described embodiment, the case where the function using the transformation ratio K of the resolver 2 as a variable is a monotonically decreasing function, but the present invention is not limited to this, and the case where the transformation ratio K is small and the resolver output is reduced. Any function may be used as long as the gain A increases and the gain A decreases when the transformer ratio K is large and the resolver output increases.
Moreover, although the case where the R / D converter 20 is provided outside the MPU 30 is illustrated in the above embodiment, the R / D converter 20 may be provided inside the MPU 30.

１…レゾルバ励磁装置、２…レゾルバ、１０…増幅回路、２０…Ｒ／Ｄコンバータ（レゾルバ／デジタル変換器）、３０…ＭＰＵ（信号処理装置）、３１…Ｄ／Ａコンバータ、３２…Ｄ／Ａコンバータ、３３…ＲＯＭ、３４…ＲＡＭ、３５…ＣＰＵ、Ｓ１…励磁信号、Ｓ２、Ｓ３…レゾルバ出力信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Resolver excitation device, 2 ... Resolver, 10 ... Amplifying circuit, 20 ... R / D converter (resolver / digital converter), 30 ... MPU (signal processing device), 31 ... D / A converter, 32 ... D / A Converter 33 ... ROM 34 ... RAM 35 ... CPU S1 Excitation signal S2, S3 Resolver output signal

Claims

In a resolver excitation device that outputs an excitation signal to a resolver and inputs a two-phase resolver output signal that is output from the resolver according to its rotation angle,
An amplification circuit that amplifies the excitation signal with a gain that can be set externally and outputs the amplified excitation signal to the resolver;
A resolver / digital converter that outputs a digital angle equal to the rotation angle based on the two-phase resolver output signal input from the resolver;
One of the two-phase resolver output signals is selected based on the digital angle, and the transformer transformation ratio is calculated from the selected resolver output signal and the excitation signal, and the two-phase resolver output signal is calculated according to the calculation result. A signal processing device for setting the gain of the amplifier circuit so that the amplitude of the resolver output signal is constant;
A resolver excitation device comprising: