JPH04184120A - レゾルバの駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転軸の回転位置または速度を検出するレ
ゾルバの駆動制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第３図は２相励磁１相出力のレゾルバの概念的構成を示
すもので、９０度の機械的角度差をもって配置した１次
巻線１．２にｓｔｕ＃ｔ　ｓ　ｅｏｓｌｌｌｔの励磁信
号（−次信号）を加えたとすると、２次巻線３の位置（
回転角）がθのときには、２次巻線３には以下の信号が
発生する。

ｅ　−ｋｓｉｎ（ｍｔ＋（１）　　　ｋ　；定数　　・
（１）したがって、−次信号５１ａ１１Ｉｔと上記式（
１）で示す２次巻線３の出力信号との位相差を求めれば
、２次巻線３を取り付けた回転軸の回転角θを求めるこ
とができる。

第４図は、−射的なレゾルバ駆動制御回路を示すもので
、このレゾルバ駆動制御回路は、発振器１０、カウンタ
２０、メモリ３０およびＤ／Ａ変換器４０からなる構成
によってレゾルバ５０に−次信号５ｌｌｌ＃ｔ　、　ｃ
ｏｓｍｔを供給すると共に、ラッチ６ｏおよびＣＰＵ７
０からなる構成によって回転角θや回転速度ωを検出す
るようにしている。

カウンタ２０はカウント上限が予め設定されたサイクリ
ックカウンタであり、発振器１ｏの発振パルスを順次カ
ウントし、そのカウント値をメモリ３０およびラッチ６
０に出力する。第５図（ａ）は、カウンタ２０の出力が
周期的に（周期Ｔ）カウントアツプされている様子を示
している。

メモリ３０には、レゾルバ５０に出力する一次信号ｓｌ
＋＃ｔ　、　ｃｏｓｓｔを形成するためのデータが予め
記憶されており、カウンタ２０の出力をアドレス信号と
して記憶データが読み出される。具体的には、ｓｌｎ＃
ｔ　５ｃｏｓ＃ｔが交互に（時分割に）がっカウンタ２
０の１力ウント周期Ｔ中に１周期分のｓ１ｍ＊ｔ　、　
ｃｏｓｍｔのデータが読み出されるようにデータが記憶
されている。

Ｄ／Ａ変換器４０は２チヤンネルであり、メモリ３０か
ら出力される５１ｆｉ＃ｔ　％　ＣＯ１＃ｔのデータを
デジタル／アナログ変換し、その変換信号を励磁信号ｓ
ｔｎｍｔ　、　ｃｏｓｍｔとしてレゾルバ５０に出力す
る（第５図（ｂ））。

レゾルバ５０からは回転軸の回転に応じて先の（１）式
に示したような信号ｅが出力される（第５図（ｄ））。

ゼロクロス検出回路８０は、レゾルバ５０の出力信号ｅ
の例えば、負極性から正極性へのゼロクロスを検出し、
検出信号ＬＴをラッチ６０に出力する（第５図（ｅ））
。このゼロクロス検出信号ＬＴはラッチ６０のラッチタ
イミング信号となる。

ラッチ６０は、このラッチタイミング信号ＬＴが入力さ
れる度に、カウンタ２０のカウント値をラッチする（第
５図（ｆ））。したがって、ラッチ６０の出力は励磁信
号ｓｌｎωｔとレゾルバ５０の出力の位相差θ、すなわ
ち２次巻線を取り付けた回転軸の位置を表わしているこ
とになる。

ＣＰＵ７０は、ラッチ６０のラッチデータを上記励磁信
号５ｉｌｌｊｔまたはＣＯ５１ｔの周期に同期したタイ
ミングで読み込むことで、上記ラッチデータを定期的に
サンプリングするものであり、この場合はゼロクロス検
出回路９０で一時信号ｓ１ｎωｔの負極性から正極性へ
のゼロクロスを検出し、このゼロクロス検出信号をＣＰ
Ｕ７０の読込みタイミング信号として用いるようにして
いる。例えば、ＣＰＵ７０では、ゼロクロス検出回路９
０の検出信号を所定時間ｔｉだけ遅延し、この遅延終了
時をサンプリングタイミングとすることでラッチデータ
を読み込むようにする（（第５図（Ｃ））。

この結果、ＣＰＵ７０には、第５図（ｇ）に示すような
回転軸の位置データがサンプリングされる。

ＣＰＵ７０では、サンプリングしたデータθを用いて回
転軸の回転速度ωを演算する。すなわち、ＣＰＵ７０の
サンプリング周期Ｔは一定であるので、ＣＰＵ７０は前
回のサンプリング値θｎ−１と今回のサンプリング値θ
ｎの差 ωｎ冒θｎ−１−θｎ　　　・・・（２）を求めること
で回転速度ωを演算する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来方式によれば、ＣＰＵ７０の位置データのサ
ンプリングタイミングが一定周期であるのに対し、ラッ
チ６０のラッチタイミングは回転軸の回転に応じて様々
に変化する。このため、従来装置においては、ラッチ周
期がサンプリング周期に比べて大きくなる場合と小さく
なる場合とがあり、各時点における正しい位置および速
度を検出できない場合がある。

例エバ、１５図（ｆ）、（ｇ）　のＦｆ号ＥＲＲで示す
箇所では、ＣＰＵ７０の読み込みタイミングの後でラッ
チタイミングＬＴが発生しているので、このときのサン
プリングデータは前回と同じ位置データとなり、この結
果検出速度は零となってしまう。

この発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、常
に正確な位置および速度検出をなし得るレゾルバの駆動
制御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、レゾルバの励磁信号とレゾルバの２次巻
線の出力との位相差データをレゾルバに対する励磁信号
の周期に同期して一定周期でサンブリングして２次巻線
の回転位置を検出するレゾルバの駆動制御装置において
、前記レゾルバの２次巻線の出力の１周期毎のゼロクロ
スに対応するタイミングで計時動作を開始し、前記レゾ
ルバの励磁信号の１周期毎のゼロクロスに対応するタイ
ミングで計時動作を終了する計時手段と、前記前記レゾ
ルバの励磁信号の１周期毎のゼロクロスに対応するタイ
ミングの直後に前記計時手段の計時値をサンプリングし
、このサンプリング値に基ずき２次巻線の回転位置を検
出する回転位置検出手段とを具えるようにする。

〔作用〕

すなわち、かかる本発明の構成によれば、レゾルバの励
磁信号とレゾルバの２次巻線の出力との位相差データに
対応する前記計時手段の計時出力を、一定周期であるレ
ゾルバの励磁信号の１周期毎のゼロクロスに対応するタ
イミングで計時動作を終了させることで得るとともに、
この計時動作終了直後に計時手段の計時出力をサンプリ
ングすることで、常に最新の前記位相差データをサンプ
リングするようにする。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面にしたがって詳細に
説明する。

第１図はこの発明の実施例を示すものであり、先の第４
図に示した構成と同じ機能を果たす構成要素については
同一符号を付し、重複する説明は省略する。

第１図において、発振器１０、カウンタ２０、メモリ３
０およびＤ／Ａ変換器４０からなる構成は先の第４図に
示したものと全く同じであり、これらの構成によってレ
ゾルバ５０に一次信号５１ｆｉＩＩＩｔ　５ｃＯ１１ｔ
を供給する。

すなわち、カウンタ２０からは第２図（ａ）に示すよう
に、周期的に（周期Ｔ）カウントアツプされるカウント
値が出力され、該カウント値をアドレスとしたメモリ３
０からのデータ出力によってＤ／Ａ変換器４０からは第
２図（ｂ）に示すような励磁信号５１ｆｉｌＩｌｔ　５
ｅＯｓωｔがレゾルバ５０に印加される。

そして、レゾルバ５０からは回転軸の回転に応じて先の
（１）式に示したような信号ｅが出力される（第２図（
ｄ））。

ゼロクロス検出回路９０は一時信号ｓｌｎ＆ｌｔの負極
性から正極性へのゼロクロスを検出し、検出信号ＺＲＩ
をラッチ１００およびＣＰ　Ｕ　１２０１．：入力する
（第２図（Ｃ））。

ゼロクロス検出回路８０は、レゾルバ５０の出力信号ｅ
の、負極性から正極性へのゼロクロスを検出し、検出信
号ＺＲ２をカウンタ１００に入力する（第２図（ｅ））
。

カウンタ１００は、先のカウンタ２０同様、発振器１０
の発振パルスを順次カウントカウントするものであり、
ゼロクロス検出回路８０の検出信号ＺＲ２が入力される
度にリセットされて初期値からのカウント動作を開始す
るものである（第２図（ｆ））。

ラッチ１１０は、ゼロクロス検出回路９０の検出信号Ｚ
ＲＩが入力される度に、カウンタ１００のカウント値を
ラッチする（第２図（ｇ））。したかって、ラッチ６０
の出力は励磁信号ｓｉｎωｔとレゾルバ５０の出力の位
相差θを２πから差し引いた角度位置（２π−θ）、す
なわち２次巻線を取り付けた回転軸の位置を表わしてい
ることになる。

ＣＰＵ１２０は、ゼロクロス検出回路９０の検出信号Ｚ
ＲＩが入力された時点をごく微小時間Δｌ遅延した時刻
に、すなわちゼロクロス検出回路９゜の検出信号ＺＲＩ
が入力された直後に、ラッチ１１０のラッチデータを読
み込むことて、上記ラッチデータを定期的にサンプリン
グするものである（第２図（ｈ）、（ｉ））。具体的に
は、ゼロクロス検出回路９０の検出信号ＺＲＩが入力さ
れた時点にＣＰＵ１２０に割り込みがかかり、この割り
込みによってＣＰＵ１２０は上記ラッチデータをサンプ
リングしようとするが、このときの処理に若干の時間遅
れが発生するので、結果的にゼロクロス検出回路９０の
検出信号ＺＲＩが人力された時点がごく微小時間Δを遅
延された時刻にデータのサンプリングが行われることに
なる。

この結果、ＣＰＵ１２０には、第２図（ｉ）に示すよう
な回転軸の位置データがサンプリングされる。

ＣＰＵ１２０では、サンプリングしたデータθを用いて
回転軸の回転位置φ（−２π−θ）を求めると共に、こ
の回転位置データφを用いて回転速度ωを演算する。す
なわち、ＣＰＵ１２０のサンプリング周期Ｔは一定であ
るので、ＣＰＵ７０は前回のサンプリング値φｍ−１と
今回のサンプリング値φｎの差 ωｎ−φｎ−１−φｎ を求めることで回転速度ωを演算する。

かかる実施例構成によれば、レゾルバの位置データφ（
−２π−θ）がラッチされるラッチ１１０のラッチデー
タを、データがラッチされた直後にＣＰＵ１２０がサン
プリングするようにしているので、ＣＰＵ１２０は常に
最新の前記位相差データをサンプリングできるようにな
り、これによりレゾルバの位置および速度の検出精度を
向上させることができる。

なお、ラッチ１１０のラッチタイミングおよびＣＰＵ１
２０のサンプリングタイミングは、−次信号の他のゼロ
クロスタイミング（例えば正極性から負極性へのゼロク
ロス）でも良い。カウンタ１００のカウント開始タイミ
ングも同様であり、二次信号の他のゼロクロスタイミン
グを利用するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、レゾルバの位置
データが更新された直後にこの位置データをサンプリン
グするようにしているので、常に最新の前記位置データ
をサンプリングできるようになり、これによりレゾルバ
の位置および速度の検出精度を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
実施例の作用を示すタイムチャート、第３図はレゾルバ
の概念的構成を示す図、第４図は従来のレゾルバ駆動制
御装置を、例示する図、第５図は第４図のレゾルバ駆動
制御装置の各部の作用を示すタイムチャートである。 １．２・・・１次巻線、３・・・２次巻線、１０・・・
発振器、２０．１００・・・カウンタ、３０・・・メモ
リ、４０・・・Ｄ／Ａ変換器、５０・・・レゾルバ、　
６０．１１０・−・ラッチ、７０．１２０・・・ＣＰＵ
、　　８０．９０・・・ゼロクロス検出回路 第１図 襲１ｎｕｔ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レゾルバの励磁信号とレゾルバの２次巻線の出力との位
   相差データをレゾルバに対する励磁信号の周期に同期し
   て一定周期でサンプリングして２次巻線の回転位置を検
   出するレゾルバの駆動制御装置において、 前記レゾルバの２次巻線の出力の１周期毎のゼロクロス
   に対応するタイミングで計時動作を開始し、前記レゾル
   バの励磁信号の１周期毎のゼロクロスに対応するタイミ
   ングで計時動作を終了する計時手段と、 前記前記レゾルバ励磁信号の１周期毎のゼロクロスに対
   応するタイミングの直後に前記計時手段の計時値をサン
   プリングし、このサンプリング値に基ずき２次巻線の回
   転位置を検出する回転位置検出手段と、 を具えるレゾルバの駆動制御装置。