JPH07318368A - 回転角度検出装置 - Google Patents

回転角度検出装置

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JPH07318368A
JPH07318368A JP10876794A JP10876794A JPH07318368A JP H07318368 A JPH07318368 A JP H07318368A JP 10876794 A JP10876794 A JP 10876794A JP 10876794 A JP10876794 A JP 10876794A JP H07318368 A JPH07318368 A JP H07318368A
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータが設けられた出力軸の径方向に過大な
外力が加わる結果発生する回転角度の検出誤差を抑制す
ることができるレゾルバにおける回転角度検出装置を提
供する。 【構成】 1回転検出レゾルバ8のステータ3には4個
の励磁突極3が等角度に設けられ、各励磁突極3にはコ
イル5が巻かれたボビン4が装着されている。18極レ
ゾルバ14のステータ9には4個の励磁突極9が等角度
に設けられ、各励磁突極9にはコイル11が巻かれたボ
ビン10が装着されている。132極レゾルバ20のス
テータ15には4個の励磁突極15が等角度に設けら
れ、各励磁突極15にはコイル17が巻かれたボビン1
6が装着されている。出力軸1のステータ3に相対する
位置には偏心ロータ7が、ステータ9に相対する位置に
は多極ロータ13が、ステータ15に相対する位置には
多極ロータ19がそれぞれ設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は1回転検出レゾルバと多
極レゾルバとを備えた回転角度検出装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、ダイレクトドライブモータ内に1
回転検出レゾルバ及び多極レゾルバを組み込み、2つの
レゾルバの出力データに基づいてモータの出力軸の回転
角を高分解能で検出するようにした回転角度検出装置が
用いられている。この1回転検出レゾルバのロータは偏
心して軸支される円盤にて形成され、例えば、その偏心
量がほぼ0.6mmに設定されている。この偏心ロータ
の外周面に相対する位置には励磁突極が設けられてい
る。又、多極レゾルバのロータは例えば132極の突極
を有する歯車状に形成されている。この多極ロータの外
周面に相対する位置にも同様に励磁突極が設けられてい
る。
【0003】1回転検出レゾルバのステータ側のコイル
に基準信号が入力された状態で偏心ロータが回転される
と、コイルからは偏心ロータの回転角、すなわち励磁突
極と偏心ロータとの間隙によりその位置が決定される3
60°を1周期とする正弦波が出力される。この正弦波
はレゾルバ−デジタルコンバータにて、図9に示すよう
な直線状の出力データに変換される。又、多極レゾルバ
のステータ側のコイルに基準信号が入力された状態で多
極ロータが回転されると、コイルからは多極ロータの回
転角、すなわち多極ロータの各極と励磁突極との位置関
係によりその位置が決定される1極当たりの回転角を1
周期とする正弦波が出力される。この正弦波はレゾルバ
−デジタルコンバータにて、同じく図9に示すような各
極に対応する複数の直線状の出力データに変換される。
尚、この複数(132個)の直線をそれぞれ極という。
【0004】この回転角検出装置では、1回転検出レゾ
ルバ及び多極レゾルバの各出力データAma,Bmaに対す
る補正データΔAma,ΔBmaが予め設定されている。そ
して、モータが使用される際、制御コンピュータにモー
タの起動直前位置(以下、初期位置といいθK で表す)
に対応する1回転検出レゾルバ及び多極レゾルバの出力
データAma,Bmaが取り込まれる。尚、この初期位置θ
K における1回転検出レゾルバ及び多極レゾルバの出力
データAma,Bmaをそれぞれ初期位置データといい、A
K ,BK で表す。
【0005】そして、1回転検出レゾルバの初期位置デ
ータAK に対する補正データΔAma(これを便宜上ΔA
K で表す)が読み出される。この初期位置データAK は
補正データΔAK にて補正され、この補正された初期位
置データ(AK +ΔAK )から初期位置データAK に対
する多極レゾルバの極(この場合、初期位置θK におけ
る極であるため、特に初期極TBKという)が算出され
る。この初期極TBKと前記多極レゾルバの初期位置デー
タBK とでアブソリュートデータBakが算出される。続
いて、初期位置データBK に対する補正データΔBma
(これを便宜上ΔBK で表す)が読み出される。そし
て、この補正データΔBK とアブソリュートデータBak
とを加算することにより、モータの起動直前位置、即ち
初期位置θK に対する回転位置データ(他と区別するた
めにこれを回転初期位置データという)が算出される。
【0006】そして、所定時間tが経過して一回目の多
極レゾルバの出力データBma(t)が取り込まれると、
その出力データBma(t)と初期位置データBK とが比
較される。この比較に基づいてその時の出力データBma
(t)に対する多極レゾルバの極TBK(t)を特定し、
この新たに特定した極TBK(t)とその時の出力データ
Bma(t)とでアブソリュートデータBak(t)が求め
られる。続いて、その時の出力データBma(t)に対す
る補正データΔBmaが読み出される。そして、この補正
データΔBmaとアブソリュートデータBak(t)とを加
算することにより、モータの初期位置θK から所定時間
t経過後の回転位置データが算出される。
【0007】以後、所定時間経過する毎に、多極レゾル
バの出力データBmaが取り込まれ、上記した演算が行わ
れてその時々のモータの回転角度θ、即ち回転位置デー
タが求められるようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、モータの使
用時にその回転軸に径方向の外力が作用すると、偏心ロ
ータの中心がステータの中心に対してずれる。又、偏心
ロータの偏心量はほぼ0.6mmに形成されているた
め、132極の多極レゾルバの1極当たりの偏心ロータ
と励磁突極との間隙の変化量はほぼ7μmとなる。外力
が過度に大きくなった場合、偏心ロータの中心とステー
タの中心とが7μmを超えてずれる場合がある。この結
果、1回転検出レゾルバの偏心ロータの回転角に対する
偏心ロータと励磁突極との間隙の関係が変化するため、
偏心ロータの回転角と1回転検出レゾルバの出力データ
との関係が変化する。一方、多極レゾルバはその多極ロ
ータがステータに対してずれても、多極ロータの回転角
と出力データとの関係は基本的に殆ど変化しない。従っ
て、出力軸の回転位置に対する1回転検出レゾルバの出
力データと多極レゾルバの出力データとの関係がずれ
る。
【0009】すなわち、図9に示すように、モータの出
力軸に外力が加わっていない状態で1回転検出レゾルバ
から回転角θK に対応する初期位置データAK が出力さ
れると、この初期位置データAK から多極レゾルバの初
期極TBKが特定される。そして、この初期極TBK及び多
極レゾルバの初期位置データBK から回転角θK に対応
する回転初期位置データが算出される。
【0010】ところが、出力軸に外力が加わって偏心ロ
ータがステータに対してずれていると、例えば、図9に
二点鎖線で示すように、回転角θK で1回転検出レゾル
バから本来ならば回転角θL に対応する出力データAL
が出力される。この結果、この出力データAL にて多極
レゾルバの初期極TBLが特定される。さらに、この初期
極TBL及び多極レゾルバの初期位置データBK から回転
角θL が算出される。従って、初期位置として実際の回
転角θK と異なる回転角θL が算出されるとともに、順
次検出される回転角θが全てずれた値となる。
【0011】又、同様の問題が環境温度の変化によって
も生じている。本発明は上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的はロータが設けられた出
力軸の径方向に過大な外力が加わる結果発生する回転角
度の検出誤差を抑制することができる回転角度検出装置
を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、1回転検出レゾルバと1
回転検出レゾルバと、1つ又は互いに極数が異なる複数
の第1の多極レゾルバと、前記第1のレゾルバよりも極
数が多い第2の多極レゾルバと、1回転検出レゾルバか
ら得られる初期位置データに対する第1の多極レゾルバ
の初期極を割り出す第1の初期極割り出し手段と、前記
初期極と第1の多極レゾルバから得られる初期位置デー
タとから第1の多極レゾルバの初期位置データをアブソ
リュート化したアブソリュートデータを求める第1のア
ブソリュートデータ算出手段と、前記アブソリュートデ
ータに対する第2の多極レゾルバの初期極を割り出す第
2の初期極割り出し手段と、前記初期極と第2の多極レ
ゾルバから得られる初期位置データとから初期位置デー
タをアブソリュート化したアブソリュートデータを求
め、回転初期位置データとして出力する第2のアブソリ
ュートデータ算出手段と、順次得られる第2の多極レゾ
ルバの多極測定データとその前に得られた多極測定デー
タとの比較結果から、得られた多極測定データに第2の
多極レゾルバの極を割り付ける極割り付け手段と、割り
付けられた極と多極測定データとからアブソリュート化
したアブソリュートデータを求め、回転位置データとし
て出力する第3のアブソリュートデータ算出手段とから
構成される。
【0013】又、請求項2に記載の発明は、1回転検出
レゾルバの励磁突極と第1の多極レゾルバの励磁突極と
を同一のステータに設けた。又、請求項3に記載の発明
は、前記1回転検出レゾルバから得られる各1回転設定
データに対して作成され、その1回転設定データを対応
する第1の多極レゾルバから得られる第1の多極設定デ
ータに対して補正するための1回転補正データと、第1
の多極レゾルバから得られる各第1の多極設定データに
対して作成され、その第1の多極設定データを対応する
第2の多極レゾルバから得られる第2の多極設定データ
に対して補正するための第1の多極補正データと、第2
の多極レゾルバから得られる各第2の多極設定データに
対して作成され、その第2の多極設定データを対応する
各回転位置に対して作成された基準データに対して補正
するための第2の多極補正データとを記憶する記憶手段
と、初期位置データに対応する前記1回転補正データを
求め、初期位置データにこの1回転補正データを加算し
て1回転検出レゾルバの補正初期位置データを求める第
1の補正初期位置データ算出手段と、アブソリュートデ
ータに対応する第1の多極補正データを求め、アブソリ
ュートデータにこの第1の多極補正データを加算して第
1の多極レゾルバの補正初期位置データを求める第2の
補正初期位置データ算出手段と、アブソリュートデータ
に対応する第2の多極補正データを求め、アブソリュー
トデータにこの第2の多極補正データを加算して第2の
多極レゾルバの補正初期位置データを求める第3の補正
初期位置データ算出手段と、アブソリュートデータに対
応する第2の多極補正データを求め、アブソリュートデ
ータにこの第2の多極補正データを加算して第2の多極
レゾルバの補正初期位置データを求める補正位置データ
算出手段とを備え、前記第1の初期極割り出し手段は、
前記第1の補正初期位置データ算出手段が求めた補正初
期位置データから第1の多極レゾルバの初期極を割り出
し、前記第2の初期極割り出し手段は、前記第2の補正
初期位置データ算出手段が求めた補正初期位置データか
ら第2の多極レゾルバの初期極を割り出し、前記第3の
補正初期位置データ算出手段は算出した補正初期位置デ
ータを回転初期位置データとして出力し、前記補正位置
データ算出手段は算出した補正位置データを回転位置デ
ータとして出力する。
【0014】
【作用】従って、請求項1に記載の発明によれば、初期
位置に対応する第2の多極レゾルバの初期極が第2の多
極レゾルバよりも極数が少ない第1の多極レゾルバの初
期極と初期位置データから求められたアブソリュートデ
ータにて特定される。そして、第2の多極レゾルバの初
期極と初期位置データとから求められたアブソリュート
データにて回転初期位置データが算出される。この結
果、1回転検出レゾルバの初期位置データに実際の初期
位置に対する出力データに対する誤差があっても、第1
の多極レゾルバの初期極が正確に割り出される。従っ
て、第2の多極レゾルバの初期極が正確に割り出される
ため、回転位置に対応する正確な回転初期位置データが
算出される。又、レゾルバの回転により順次取り込まれ
る出力データの極がその前に取り込まれた出力データと
の比較結果により特定されるため、その出力データに対
する第2の多極レゾルバの極が正確に特定される。この
結果、各出力データに対応する回転位置データが正確に
算出される。
【0015】又、請求項2に記載の発明によれば、1回
転検出レゾルバの励磁突極と第1の多極レゾルバの励磁
突極が同一のステータに設けられるため、1回転レゾル
バのロータと第1の多極レゾルバのロータを近接して配
置することができる。又、部品点数が削減される。
【0016】又、請求項3に記載の発明によれば、1回
転設定データの第1の多極設定データに対する1回転補
正データ、第1の多極設定データの第2の多極設定デー
タに対する第1の多極補正データ、第2の多極設定デー
タの対応する基準データに対する第2の多極補正データ
が予め作成されて記憶される。初期位置に対応する第1
の多極レゾルバの初期極が1回転補正データにて1回転
検出レゾルバの初期位置データが補正された補正初期位
置データから割り出される。次に、第1の多極レゾルバ
の初期位置データが初期極に基づいてアブソリュート化
され、アブソリュートデータが算出される。そして、第
2の多極レゾルバの初期極が第1の多極補正データにて
アブソリュートデータが補正された補正初期位置データ
から割り出される。次に、第2の多極レゾルバの初期位
置データが初期極に基づいてアブソリュート化され、ア
ブソリュートデータが算出される。そして、アブソリュ
ートデータが第2の多極補正データにて補正された補正
初期位置データが回転初期位置データとして出力され
る。この結果、1回転検出レゾルバの初期位置データが
1回転補正データにて補正されるため、初期位置に対す
る正確な初期位置データが算出される。そして、この初
期位置データに、初期位置に対応する出力データに対す
る誤差があっても、第1の多極レゾルバの初期極が正確
に割り出される。従って、第2の多極レゾルバの初期極
が正確に割り出されるため、初期位置に対する正確な回
転初期位置データが算出される。又、第2の多極レゾル
バから順次得られる多極測定データと比較され、その結
果からその多極測定データの極が特定される。そして、
この極に基づいて多極測定データがアブソリュート化さ
れ、算出されたアブソリュートデータが第2の多極補正
データにて補正された補正出力データが回転位置データ
として出力される。この結果、各多極測定データに対す
る極が正確に特定されるとともに、第2の多極補正デー
タにて補正された多極測定データにより正確な回転位置
データとしての補正出力データが得られる。
【0017】
【実施例】
〔第1実施例〕以下、本発明を具体化した第1実施例を
図1〜図3に従って説明する。
【0018】図1,2に示すように、被検出軸としての
出力軸1の回転角の検出が行われるダイレクトドライブ
モータの固定側にはステータ3が設けられている。この
ステータ3には4個の励磁突極3Aが等角度(90°)
の間隔で径方向に設けられている。各励磁突極3Aには
それぞれボビン4が装着され、そのボビン4にはコイル
5が巻かれている。各ボビン4はステータ3側に配設さ
れた円環状の基板6に固着され、各コイル5は基板6を
介してモータ21の外部に導出されている。出力軸1の
励磁突極3Aに相対する位置には、図2に示すように、
円板状の偏心ロータ7が出力軸1に対して偏心した状態
で設けられている。出力軸1の軸芯Oに対するこの偏心
ロータ7の軸芯Pの偏心量はほぼ0.6mmに形成され
ている。本実施例においては、励磁突極3A、コイル5
及び偏心ロータ7にて1回転検出レゾルバ8(以下、1
回転レゾルバという)が構成されている。
【0019】前記ステータ3の下方(図1において)に
はステータ9が設けられている。ステータ9の前記励磁
突極3Aに相対する位置には、4個の励磁突極9Aが設
けられている。各励磁突極9Aにはそれぞれボビン10
が装着され、そのボビン10にはコイル11が巻かれて
いる。各ボビン10はステータ9側に配設された円環状
の基板12に固着され、各コイル11は基板12を介し
てモータの外部に導出されている。出力軸1の励磁突極
9Aに相対する位置には、図2に示すように、18個の
極13Aが等角度(20°)の間隔で形成された歯車状
の多極ロータ13が設けられている。本実施例において
は、励磁突極9A、コイル11及び多極ロータ13にて
第1の多極レゾルバとしての18極レゾルバ14が構成
されている。
【0020】前記ステータ9の下方(図1において)に
はステータ15が設けられている。ステータ15の前記
励磁突極9Aに相対する位置には、4個の励磁突極15
Aが設けられている。各励磁突極15Aにはそれぞれボ
ビン16が装着され、そのボビン16にはコイル17が
巻かれている。各ボビン16はステータ側に配設された
円環状の基板18に固着され、各コイル11は基板18
を介してモータの外部に導出されている。出力軸1の励
磁突極15Aに相対する位置には、図示しない132個
の極が等角度((360/132)°)の間隔で形成さ
れた歯車状の多極ロータ19が設けられている。本実施
例においては、励磁突極15A、コイル17及び多極ロ
ータ19にて第2のレゾルバとしての132極レゾルバ
20が構成されている。
【0021】図3に示すように、1回転レゾルバ8,1
8極レゾルバ14及び132極レゾルバ20はダイレク
トドライブモータ21内に設けられている。この1回転
レゾルバ8,18極レゾルバ14及び132極レゾルバ
20の各励磁突極2A,9A,15Aに備えられた各コ
イル5,11,17の入力側には基準発信器22が接続
され、各コイル5,11,17に基準信号を出力するよ
うになっている。又、各コイル5,11,17の出力側
は切換スイッチ23を介してレゾルバ−デジタルコンバ
ータ(以下、RDコンバータという)24に接続されて
おり、各レソルバ8,14,20から出力される信号が
デジタルデータに変換されるようになっている。RDコ
ンバータ24は制御コンピュータ25に接続されてい
る。
【0022】制御コンピュータ25は中央処理装置
(同、CPU)26、一時記憶メモリ(同、RAM)2
7及び記憶手段としての書き込み可能読出専用メモリ
(同、PROM)28にて構成されている。RPOM2
8には回転位置算出プログラム及び各レゾルバ8,1
4,20に対する補正データΔAma,ΔBma,ΔCmaが
予め設定されている。詳述すると、RDコンバータ24
を介して出力される1回転レゾルバ8からの各出力デー
タAmaに対する補正データΔAma(以下1回転補正デー
タという)がPROM28に記憶されている。又、RD
コンバータ24を介して出力される18極レゾルバ14
からの各出力データBmaに対する補正データΔBma(以
下18極補正データという)がPROM28に記憶され
ている。さらに、RDコンバータ24を介して出力され
る132極レゾルバ20からの各出力データCmaに対す
る補正データΔCma(以下132極補正データという)
がPROM28に記憶されている。
【0023】CPU26は、回転位置算出プログラムに
より、各レゾルバ8,14,20からの初期位置データ
AK ,BK ,CK を取り込むと、先ず、初期位置データ
AKに対する補正データΔAmaを読み出して初期位置デ
ータAK を補正して補正初期位置データAKSを算出す
る。次に、CPU26は、補正初期位置データAKSと初
期位置データBK から18極レゾルバ14の初期極TBK
を求める。そして、この初期極TBKと初期位置データB
K からアブソリュートデータBaKを算出する。次に、C
PU26はこのアブソリュートデータBaKに対する補正
データΔBmaを読み出し、この補正データΔBmaで補正
して補正初期位置データBKSを算出する。そして、CP
U26はこの補正初期位置データBKSと初期位置データ
CK から132極レゾルバ20の初期極TCKを求める。
次に、CPU26はこの初期極TCKと初期位置データC
K からアブソリュートデータCaKを算出する。そして、
このアブソリュートデータCaKに対する補正データΔC
maを読み出し、この補正データΔCmaでアブソリュート
データCaKを補正して補正初期位置データCKSを算出
し、回転初期位置データとして出力するようになってい
る。
【0024】又、CPU26は順次取り込まれる出力デ
ータCma(t)をその前に取り込んだ出力データCK と
比較して、出力データCma(t)の存在する極TCK
(t)を特定する。そして、この極TCK(t)と出力デ
ータCma(t)からアブソリュートデータCaK(t)を
求め、対応する補正データΔCmaで補正して補正位置デ
ータCKS(t)を算出し、回転位置データとして出力す
るようになっている。
【0025】RAM27は、CPU26が算出した各デ
ータを一時記憶するようになっている。次に、前記PR
OM28に記憶される各レゾルバ8,14,20の補正
データΔAma,ΔBma,ΔCmaを作成するための補正デ
ータ作成装置を説明する。
【0026】図4に示すように、補正データΔAma,Δ
Bma,ΔCmaが作成されるダイレクトドライブモータ2
1の出力軸1には測定用モータ31、基準エンコーダ3
2が同軸に接続され、基準エンコーダ32は制御コンピ
ュータ33に接続されている。そして、基準エンコーダ
32はモータ21の回転角に応じた出力データを制御コ
ンピュータ33に出力するようになっている。各レゾル
バ8,14,20には基準発信器34が接続され、各レ
ゾルバ8,14,20は切換スイッチ35を介してそれ
ぞれレゾルバ−デジタルコンバータ(以下、RDコンバ
ータという)36に接続され、RDコンバータ36は制
御コンピュータ33に接続されている。そして、基準発
信器34から測定用信号が出力されるとRDコンバータ
36を介して各レゾルバ8,14,20からその回転角
に応じた出力データAma,Bma,Cmaが制御コンピュー
タ33に出力されるようになっている。又、測定用モー
タ31は制御コンピュータ33にて制御されるようにな
っている。
【0027】制御コンピュータ33はCPU37、前記
制御コンピュータ25に用いられるものと同一のPRO
M28及びRAM38にて構成されている。PROM2
8には補正データ作成プログラムが内蔵されている。C
PU37はこの補正データ作成プログラムにて、RDコ
ンバータ36を介して出力される各レゾルバ8,14,
20からの出力データAma,Bma,Cmaに対応する基準
エンコーダ32の出力データEA ,EB ,EC を取り込
み、各出力データAma,Bma,Cmaに対する補正データ
ΔAma,ΔBma,ΔCmaを算出するようになっている。
又、CPU37は測定用モータ31を回転制御し、切換
スイッチ35を切り換えるようなっている。PROM2
8は算出された補正データΔAma,ΔBma,ΔCmaを記
憶するようになっている。
【0028】1回転レゾルバ8からRDコンバータ36
を介して出力される出力データAmaは、図5に示すよう
に、360°の回転角を1周期とする最大データ値R
(本実施例では212であって、R=4096)の直線状
のグラフとして概略表示される。又、18極レゾルバ1
4からRDコンバータ36を介して出力される出力デー
タBmaは、(360/18)°を1周期とする最大デー
タ値R(212=4096)の複数の直線からなるグラフ
として概略表示される。又、132極レゾルバ20から
RDコンバータ36を介して出力される出力データCma
は、(360/132)°を1周期とする最大データ値
R(212=4096)の複数の直線からなるグラフとし
て概略表示される。
【0029】次に、上記の補正データ作成装置による補
正データの作成方法について説明する。補正データの作
成として、先ず、CPU37は基準データ作成処理を実
行する。基準データ作成処理は、先ず、切換スイッチ3
5を1回転レゾルバ8に切り換え、その出力データAma
の取り込みの待機状態に入るとともに、測定用モータ3
1を駆動してモータ21をその最初の回転位置である初
期位置から回転させる。CPU37は回転に伴ってRD
コンバータ36からの出力データAmaが設定数r(=2
2 =4)変化する毎に、その1回転設定データとしての
出力データAma〔i〕値 0,r,2r,…,(x−2)r,(x−1)r 但し、 x=210=1024 であって1回転当たりの
データ数である。に対応する基準エンコーダ32からの
基準データとしての出力データEA 〔i〕(但し、0≦
i≦x−1 ∴ 0≦i≦1023;iは整数) EA
〔0〕,EA 〔1〕,…,EA 〔x−2〕,EA
〔x−1〕 を求める。そして、その時々の出力データAma〔i〕に
対する基準エンコーダ32の出力データEA 〔i〕の
値、即ち、 (0,EA
〔0〕), (r,EA 〔1〕), ・・・・・・・・ (i・r,EA 〔i〕), ・・・・・・・・ ((x−2)r,EA 〔x−2〕), ((x−1)r,EA 〔(x−1)〕) をRAM38に記憶する。ここで、x(=210 =10
24)は最大データ値R(=212=4096)を設定数
r(=22 =4)で除した値であり、モータ21が36
0°回転する間にCPU37が1回転レゾルバ8から取
り込むデータ数である。
【0030】次に、CPU37は切換スイッチ35を1
8極レゾルバ14に切り換え、その出力データBmaの取
り込みの待機状態に入るとともに、測定用モータ31を
駆動してモータ21を初期位置から回転させる。CPU
37は回転に伴ってRDコンバータ36からの出力デー
タBmaが設定数s(=25 =32)変化する毎に、即ち
18極レゾルバ14からの第1の多極設定データとして
の出力データBma〔v〕値 (0,s,2s,…,(m−1)s)1 , (0,s,2s,…,(m−1)s)2 , ・・・・・・・・・・・・・ (0,s,2s,…,(m−1)s)18 但し、 m=27 =128 であって1極当たりのデー
タ数である。に対応する基準エンコーダ32からの基準
データとしての出力データEB 〔v〕(但し、0≦v≦
y−1 ∴0≦v≦2303;vは整数 ;y=m×18=2304) EB
〔0〕,EB 〔1〕,…,EB 〔y−2〕,EB
〔y−1〕 を求める。そして、その時々の出力データBma〔v〕に
対する基準エンコーダ32の出力データEB 〔v〕の
値、即ち、 (0,EB
〔0〕), (s,EB 〔1〕), ・・・・・・・ ((m−1)s,EB 〔m−1〕), (0,EB 〔m〕), (s,EB 〔m+1〕), ・・・・・・・・ ((m−2)s,EB 〔y−2〕) ((m−1)s,EB 〔y−1〕) をRAM38に記憶する。ここで、m(=27 =12
8)は最大データ値R(=212=4096)を設定数s
(=25 =32)で除した値であり、モータ21が(3
60/18)°回転する毎、即ち1極毎に、CPU37
が18極レゾルバ14から取り込むデータ数である。従
って、18極レゾルバ14が360°回転すると、全体
でy(=m×18=2304)のデータ数となる。
【0031】次に、CPU37は切換スイッチ35を1
32極レゾルバ20に切り換え、その出力データCmaの
取り込みの待機状態に入り、測定用モータ31を駆動し
てモータ21を初期位置から回転させる。CPU37は
回転に伴ってRDコンバータ36からの出力データCma
が設定数t(=27 =128)変化する毎に、即ち、1
32極レゾルバ20からの第2の多極設定データとして
の出力データCma〔p〕値 (0,t,2t,…,(n−1)t)1 , (0,t,2t,…,(n−1)t)2 , ・・・・・・・・・・・・ (0,t,2t,…,(n−1)t)132 但し、 n=25 =32 であって、1極当たりのデー
タ数である。に対応する基準エンコーダ32からの基準
データとしての出力データEC 〔p〕(但し、0≦p≦
z−1 ∴0≦p≦4223;pは整数 ;z=n×132=4224) EC
〔0〕,EC 〔1〕,…,EC 〔z−2〕,EC
〔z−1〕 を求める。そして、その時々の出力データCma〔p〕に
対する基準エンコーダ32の出力データEC 〔p〕の
値、即ち、 (0,EC
〔0〕), (s,EC 〔1〕), ・・・・・・・・ ((n−1)s,EC 〔n−1〕), (0,EC 〔n〕), (s,EC 〔n+1〕), ・・・・・・・・ ((n−2)s ,EC 〔z−2〕) ((n−1)s ,EC 〔z−1〕) をRAM38に記憶する。ここで、n(=25 =32)
は最大データ値R(=2 12=4096)を設定数t(=
7 =128)で除した値であり、モータ21が(36
0/132)°回転する毎、即ち1極毎に、CPU37
が132極レゾルバ20から取り込むデータ数である。
従って、132極レゾルバ20が360°回転すると、
全体でz(=n×132=4224)のデータ数とな
る。
【0032】次に、CPU37は補正データ算出処理を
実行する。補正データ算出処理は、測定した各レゾルバ
8,14,20の各出力データAma〔i〕,Bma
〔v〕,Cma〔p〕の各値に対する基準エンコーダ32
からの出力データEA 〔i〕,EB〔v〕,EC 〔p〕
の各値に基づいて、各レゾルバ8,14,20の各出力
データAma〔i〕,Bma〔v〕,Cma〔p〕に対する補
正データΔAma〔i〕,ΔBma〔v〕,ΔCma〔p〕を
作成する。
【0033】先ず、CPU37は基準エンコーダ32の
出力データEA 〔i〕に対して、 |EA 〔i〕−EB 〔j〕| (0≦j≦y−1 ∴ 0≦j≦2303 ;jは整
数) が最小となる時の出力データEB 〔j〕を求め、出力デ
ータEA 〔i〕の番号iに対する出力データEB 〔j〕
の番号jを求める。そして、1回転レゾルバ8のi番目
の1回転補正データΔAma〔i〕を次式にて算出してP
ROM28に記憶する。
【0034】ΔAma〔i〕=j・s−i・r×18 =32j−4i×18 ここで、j・sは18極レゾルバ14の出力データBma
〔j〕をアブソリュート化した値である。又、i・rは
1回転レゾルバ8の出力データAma〔i〕を表し、i・
r×18はこの出力データAma〔i〕を18極レゾルバ
14の出力データAmaに換算した値である。従って、s
は32、rは4なので、ΔAma=32j−4・i×18
となる。
【0035】同様に、CPU37は基準エンコーダ32
の出力データEB 〔v〕に対して、 |EB 〔v〕−EC 〔w〕| (0≦w≦z−1 ∴ 0≦w≦4223 ;wは整
数) が最小となる時の出力データEC 〔w〕を求め、出力デ
ータEB 〔v〕の番号に対する出力データEC 〔w〕の
番号wを求める。そして、18極レゾルバ14の第1の
多極補正データとしてのv番目の18極補正データΔB
ma〔v〕を次式にて算出してPROM28に記憶する。
【0036】 ΔBma〔v〕=w・t−v・s・(132/18) ここで、w・tは132極レゾルバ20の出力データZ
ma〔p〕をアブソリュート化した値である。又、v・s
は18極レゾルバ14の出力データBma〔v〕を表し、
v・s・(132/18)はこの出力データBma〔v〕
を132極レゾルバ20の出力データCmaに換算した値
である。
【0037】次にCPU37は132極レゾルバ20の
各出力データCma〔p〕に対応する基準エンコーダ32
の出力データEC 〔p〕からその出力データCma〔p〕
に対する基準データIg〔p〕を次式にて求める。
【0038】Ig〔p〕=EC 〔p〕・z・t/Emax (但し、Emax は基準エンコーダ32の最大データ値) ここで、上式の右辺は基準エンコーダ32の出力データ
EC 〔p〕を132極レゾルバ20の出力データCmaに
換算した値である。
【0039】次に、CPU37は各出力データCmaと対
応する基準データIg〔p〕とから第2の多極補正デー
タとしての132極補正データΔCma〔p〕を次式にて
算出してPROM28に記憶する。
【0040】ΔCma〔p〕=Ig〔p〕−p・t ここで、上式の右辺第2項p・tは出力データCma
〔p〕をアブソリュート化した値である。
【0041】以上で、1回転レゾルバ8の各出力データ
Ama〔i〕に対する1回転補正データΔAma〔i〕、1
8極レゾルバ14の各出力データBma〔v〕に対する1
8極補正データΔBma〔v〕及び132極レゾルバ20
の各出力データCma〔p〕に対する132極補正データ
ΔCma〔p〕が作成される。各補正データΔAma
〔i〕,ΔBma〔v〕,ΔCma〔p〕はPROM28に
記憶される。各補正データΔAma〔i〕,ΔBma
〔v〕,ΔCma〔p〕が記憶されたPROM28は回転
角度検出装置の制御コンピュータ25内に内蔵される。
【0042】次に、各レゾルバ8,14,20の補正デ
ータΔAma〔i〕,ΔBma〔v〕,ΔCma〔p〕が作成
されたダイレクトドライブモータ21の出力軸1の回転
角を測定する回転角度検出装置による回転角度の検出方
法について説明する。
【0043】この回転角度検出装置の制御コンピュータ
25には、各レゾルバ8,14,20の補正データΔA
ma〔i〕,ΔBma〔v〕,ΔCma〔p〕が記憶されたP
ROM28が組み込まれる。
【0044】先ず、モータ21の起動直前位置即ち初期
位置において、CPU26は、第1の補正初期位置デー
タ算出手段としての第1の補正初期位置データ算出処理
を行う。第1の補正初期位置データ算出処理は、先ず、
1回転レゾルバ8の初期位置θK に対応する出力データ
(以下初期位置データという)AK 、18極レゾルバ1
4の初期位置に対応する出力データ(以下初期位置デー
タという)BK 、132極レゾルバ20の初期位置に対
応する出力データ(以下初期位置データという)CK を
取り込む。
【0045】そして、CPU26は取り込んだ1回転レ
ゾルバ8の初期位置データAK を設定数rで除し、その
小数点以下を四捨五入して切り捨てた値を求める。その
求めた値に対応する補正出力データΔAma〔i〕を読み
出す。即ち、 ΔAma〔i〕=ΔAma〔[AK /r+0.5]〕 ここで、[ ]はガウス記号であり、上記の式は初期位
置データAK を前記設定数r(=22 )で除した値を四
捨五入した値を意味する。即ち、ΔAma〔[AK /r+
0.5]〕は初期位置データAK に最も近い出力データ
Amaに対応する1回転補正データΔAmaを意味する。次
に、この補正データΔAma〔[ΔAmak/r+0.
5]〕にて1回転レゾルバ8の補正初期位置データAKS
を次式にて算出する。
【0046】 AKS=AK ×18+ΔAma〔[AK /r+0.5]〕 次に、CPU26は18極レゾルバ14の第1の初期極
割り出し手段としての第1の初期極割り出し処理を行
う。第1の初期極割り出し処理は、先ず、1回転レゾル
バ8の補正初期位置データAKSをRDコンバータ24の
最大データ値であるm・s(=R)で除して、その商A
KS(H)及び余りAKS(L)を求める。この商AKS
(H)に1を加えた値は補正初期位置データAKSから決
定される18極レゾルバの仮の初期極TBKとなる。
【0047】 AKS/(m・s)=AKS(H)…AKS(L) 次に、CPU26は、初期位置データBK と余りAKS
(L)との差を求め、この差を前記のデータ値m・sで
除した値Bを次式にて算出する。
【0048】B=(BK −AKS(L))/(m・s) この値Bは18極レゾルバ14の1極当たりのデータ数
に対する初期位置データBK と余りAKA(L)との差の
比を表す。この値Bの値により、補正初期位置データA
KSにて決定された18極レゾルバ14の仮の初期極TBK
(=AKS(H)+1)を実際に初期位置データBK を出
力した真の初期極に修正する。即ち、以下のように18
極レゾルバ14の真の初期極TBK(=RM /(m・s)
+1)を特定する。RM は以下のように決定される。
【0049】−3/8≦B≦3/8 の時は RM =A
KS(H)×(m・s) (この時、初期極はTBK=AKS(H)+1) 5/8≦B<1 の時は RM =(AKS(H)−
1)×(m・s) (この時、初期極はTBK=AKS(H)) −1<B≦−5/8の時は RM =(AKS(H)+1)
×(m・s) (この時、初期極はTBK=AKS(H)+2) ここで、−3/8≦B≦3/8の場合は、初期位置デー
タBk を出力した極TBK(即ち、18極レゾルバ14の
初期極)が1回転レゾルバ8の補正初期位置データAKS
にて割り出された仮の初期極TBK(=AKS(H)+1)
と同じ極になる場合であり、初期極TBKはAKS(H)+
1となる。又、5/8≦B<1の場合は、初期位置デー
タBk を出力した極TBKが仮の初期極の前の極(AKS
(H))であった場合であり、初期極TBKはAKS(H)
となる。又、−1<B≦−5/8の場合は、初期位置デ
ータBK を出力した極TBKが仮の初期極の後の極(AKS
(H)+2)であった場合であり、初期極TBKはAKS
(H)+2となる。
【0050】ここで初期位置データBk と余りAKS
(L)と差は最大でもR/2よりも小さいことが想定さ
れている。何故なら、差がR/2よりも大きい場合を含
めると、初期位置データBk と余りAKS(L)との差か
ら想定される両者の位置関係に2通り以上の組合せが生
じるため、極を特定することができなくなるからであ
る。即ち、Bの値は−1<B<1の範囲にあり、−1/
2<B<1/2の範囲では、初期位置データBK を出力
した極TBKと余りAKSに対応する仮の極が同一の極であ
ることが分かる。又、−1<B<−1/2の範囲では、
初期位置データBK を出力した極TBKが余りAKSに対応
する極の後の極であることが分かる。反対に、1/2<
B<1の範囲では、初期位置データBK を出力した極T
BKが余りAKSに対応する極の前の極であることが分か
る。
【0051】そこで、本実施例で、値Bの範囲を上記の
3つの範囲、即ち、−3/8≦B≦3/8、5/8≦B
<1及び−1<B≦−5/8とし、−5/8<B<−3
/8及び3/8<B<5/8の範囲を除いているのは、
初期位置データAK ,BK の検出誤差により、初期位置
データBK が存在する極と補正初期位置データAKSから
求められた極との関係が誤って判断されるのを防ぐため
である。即ち、CPU26は、この範囲の値Bが得られ
た場合は、データが異常であるとして初期極TBKの割り
出しを行わず、モータ21の回転により次に得られた出
力データAma,Bmaを初期位置データAK ,BK とし
て、初期極TBKの割り出しを行うようになっている。
【0052】次に、CPU26は第1のアブソリュート
データ算出手段としての第1のアブソリュートデータ算
出処理を実行する。第1のアブソリュートデータ算出処
理は、前記第1の初期極割り出し処理において算出した
値RM 及び18極レゾルバ14の初期位置データBK か
ら、18極レゾルバ14のアブソリュートデータBaKを
次式にて算出する。
【0053】BaK=RM +BK 次に、CPU26は第2の補正初期位置データ算出手段
としての第2の補正初期位置データ算出処理を実行す
る。第2の補正初期位置データ算出処理は、18極レゾ
ルバ14の補正初期位置データBKSを次式にて算出す
る。
【0054】BKS=BaK×132/18+ΔBma〔[B
aK/s+0.5]〕 即ち、算出したアブソリュートデータBaKを設定数sで
除し、その小数点以下を四捨五入して切り捨てた値を求
める。その求めた値に対応する18極補正データΔBma
にてアブソリュートデータBaKを132極レゾルバ20
の出力データCmaに換算した値を補正して補正初期位置
データBKSを算出する。
【0055】次に、CPU26は第2の初期極割り出し
手段としての第2の初期極割り出し処理を実行する。第
2の初期極割り出し処理は、算出した18極レゾルバ1
4の補正初期位置データBKSをRDコンバータ24の最
大データ数であるn・t(=R)で除して、その商BKS
(H)及び余りBKS(L)を求める。この商BKS(H)
に1を加えた値は132極レゾルバ20の仮の初期極T
CKとなる。
【0056】 BKS/(n・t)=BKS(H)…BKS(L) 次に、CPU26は初期位置データCK と余りBKS
(L)との差を求め、この差を前記のデータ値n・tで
除した値Cを次式にて算出する。
【0057】C=(CK −BKS(L))/(n・t) この値Cは132極レゾルバ20の1極当たりのデータ
数に対する初期位置データCK と余りBKS(L)との差
の比を表す。この値Cにより、補正初期位置データBKS
にて決定された132極レゾルバ20の仮の初期極TCK
(=BKSH+1)を実際に初期位置データCK を出力し
た真の初期極に修正する。即ち、以下のように132極
レゾルバ20の初期極TCK(=RN /(n・t)+1)
を特定する。RN は以下のように決定される。
【0058】−3/8≦C≦3/8 の時は RN =B
KS(H)×(n・t) (この時、初期極はTCK =BKS(H)+1) 5/8≦C<1 の時は RN =(BKS(H)−
1)×(n・t) (この時、初期極はTCK =BKSH) −1<C≦−5/8の時は RN =(BKS(H)+1)
×(n・t) (この時、初期極はTCK =BKS(H)+2) ここで、−3/8≦C≦3/8の場合は、初期位置デー
タCK を出力した極TCK(即ち、132極レゾルバ20
の初期極)が補正初期位置データBKSにて割り出された
仮の初期極(BKSH+1)と同じ極になる場合であり、
初期極TCKはBKSH+1となる。又、5/8≦C<1の
場合は、初期位置データCKaを出力した極TCKが仮の初
期極TBKの前の極( BKSH)であった場合であり、初期
極TCKはBKSHとなる。又、−1<C≦−5/8の場合
は、初期位置データCK を出力した極TCKが仮の初期極
TBKの後の極(BKSH+2)であった場合であり、初期
極TCKはBKSH+2となる。
【0059】ここで初期位置データCk と余りBKS
(L)と差は最大でもR/2よりも小さいことが想定さ
れている。何故なら、差がR/2よりも大きい場合を含
めると、初期位置データCk と余りBKS(L)との差か
ら想定される両者の位置関係に2通り以上の組合せが生
じるため、極を特定することができなくなるからであ
る。即ち、Cの値は−1<C<1の範囲であり、−1/
2<C<1/2の範囲では、初期位置データCK を出力
した極TCKと余りBKSに対応する仮の極が同一の極であ
ることが分かる。又、−1<C<−1/2の範囲では、
初期位置データCK を出力した極TCKが余りBKSに対応
する極の後の極であることが分かる。反対に、1/2<
C<1の範囲では、初期位置データCK を出力した極T
CKが余りBKSに対応する極の前の極であることが分か
る。
【0060】そこで、本実施例で、値Cの範囲を上記の
3つの範囲、即ち、−3/8≦C≦3/8、5/8≦C
<1及び−1<C≦−5/8とし、−5/8<C<−3
/8及び3/8<C<5/8の範囲を除いているのは、
初期位置データAK ,BK ,CK の検出誤差により、初
期位置データCK が存在する極と補正初期位置データB
KSから求められた極との関係が誤って判断されるのを防
ぐためである。即ち、CPU26は、この範囲の値Cが
得られた場合は、データが異常であるとして初期極TCK
の割り出しを行わず、モータ21の回転により次に得ら
れた出力データAma, Bma,Cmaを初期位置データAK
,BK ,CK として、初期極TCKの割り出しを行うよ
うになっている。
【0061】次に、CPU26は第2のアブソリュート
データ算出手段としての第2のアブソリュートデータ算
出処理を実行する。第2のアブソリュートデータ算出処
理は、前記第2の初期極割り出し処理において算出した
値RN 及び132極レゾルバ20の初期位置データCK
から132極レゾルバ20のアブソリュートデータCaK
を次式にて算出する。
【0062】CaK=RN +CK 次に、CPU26は第3の補正初期位置データ算出手段
としての第3の補正初期位置データ算出処理を実行す
る。第3の補正初期位置データ算出処理は、132極レ
ゾルバ20の補正初期位置データCKSを次式にて算出す
る。
【0063】 CKS=CaK+ΔCma〔[CaK/t+0.5]〕 即ち、算出したアブソリュートデータCaKを設定数tで
除し、その小数点以下を四捨五入して切り捨てた値を求
める。その求めた値に対応する132極補正データΔC
maにてアブソリュートデータCakを補正して補正初期位
置データCKSを算出する。
【0064】そして、CPU26は、算出した補正初期
位置データCKSを初期位置θK における回転初期位置デ
ータとして出力する。次に、CPU26は、初期位置デ
ータAK ,BK 及びCK を取り込んでから予め設定され
た所定時間t経過する毎に、極割り付け手段としての極
割り付け処理、第3のアブソリュートデータ算出手段と
しての第3のアブソリュートデータ算出処理及び補正位
置データ算出手段としての補正位置データ処理を繰り返
し実行する。この時間tは、モータ21の最大回転速度
が132極レゾルバ20の1極に対する回転角を飛び越
さない値に設定されている。
【0065】極割り付け処理は、先ず、時間t後に得ら
れる132極レゾルバ20の出力データCma(t)に付
き、次の不等式が成立するか否かを判断する。 |CK −Cma(t)|≧R/2 |CK −Cma(t)|は(CK −Cma(t))の絶対値
を表す。上記の不等式は132極レゾルバ20の出力デ
ータCma(t)の存在する極TCK(t)が初期位置デー
タCK の存在する初期極TCKと同じか、あるいは隣の極
に移ったかを判断するためのものである。即ち、初期位
置データCK と出力データCma(t)との差を132極
レゾルバ20の1極当たりのデータ数Rの半分と比較す
ることにより、データCK と出力データCma(t)が同
一の極から得られるデータか、それとも隣合う極から得
られたデータであるかを判断する。
【0066】CPU26は不等式が成立しない場合、即
ち132極レゾルバの出力データCma(t)が存在する
極が初期極TCKと同一である場合には、第3のアブソリ
ュートデータ算出処理を行う。第3のアブソリュートデ
ータ算出処理は、出力データCma(t)に対応する13
2極レゾルバ20におけるアブソリュートデータである
アブソリュートデータCaK(t)を次式にて算出する。
【0067】CaK(t)=RN +Cma(t) 但し、RN =(TCK−1)×(n・t) そして、CPU26は補正位置データ算出処理として補
正出力データCKS(t)を次式にて算出し回転位置デー
タとして出力する。
【0068】CKS(t)=CaK(t)+ΔCma〔[CaK
(t)/t+0.5]〕 一方、CPU26は不等式が成立する場合、即ち132
極レゾルバの出力データが存在する極が初期極TCKの隣
の極に移った場合には、極割り付け処理として次式の演
算を行う。
【0069】RN =RN ±(n・t) この式は、132極レゾルバの出力データCma(t)が
存在する極が初期極TCKの隣の極に移ったことを示す。
そして、CPU26は第3のアブソリュートデータ算出
処理としてアブソリュートデータCaK(t)を次式にて
算出する。
【0070】CaK(t)=RN +Cma(t) 但し、RN =RN ±(n・t)=(Tck −1)×(n
・t)±(n・t) そして、CPU26は補正位置データ算出処理として補
正位置データCKS(t)を次式にて算出し、回転位置デ
ータとして出力する。
【0071】CKS(t)=CaK(t)+ΔCma〔[CaK
(t)/t+0.5]〕 以下、CPU26は時間tが経過する毎に、順次132
極レゾルバ20の出力データCma(2t),Cma(3
t),…を取り込む。そして、各出力データCma(2
t),Cma(3t),…を逐次その前に得られた出力デ
ータCma(t),Cma(2t),…と比較し、その比較
結果から極TCK(t),TCK(2t),…の移り変わり
を判断する。この比較結果から新たに対応する極を特定
し、この極と出力データCma(2t),Cma(3t),
…からアブソリュートデータCaKを算出する。さらに、
このアブソリュートデータCaKを132極補正データΔ
Cmaにて補正して補正位置データCKS(t)を算出し、
その回転位置における回転位置データとして出力する。
【0072】以上のようにダイレクトドライブモータ2
1は使用前に前記の補正データ作成装置にて、各レゾル
バ8,14,20の出力データAma〔i〕,Bma
〔v〕,Cma〔p〕に対する補正データΔAma〔i〕,
ΔBma〔v〕,ΔCma〔p〕が作成される。作成された
補正データΔAma〔i〕,ΔBma〔v〕,ΔCma〔p〕
はCPU37内のPROM28に記憶される。補正デー
タΔAma〔i〕,ΔBma〔v〕,ΔCma〔p〕が記憶さ
れたPROM28は回転角度検出装置の制御コンピュー
タ25内に内蔵される。
【0073】図5に示すように、CPU26は、モータ
21の出力軸1に外力が加わっていない状態では、モー
タ21の出力軸1が初期位置θK にある状態で、1回転
レゾルバ8の初期位置データAK を取り込む。CPU2
6はこの初期位置データAKを1回転補正データΔAma
(=ΔAK =ΔAma〔AK /r+0.5〕にて補正し、
補正初期位置データAKSを算出する。そして、この補正
初期位置データAKSに基づいて初期位置θK に対応する
18極レゾルバ14の初期極TBK(=RM /(m・s)
+1)を特定する。
【0074】次に、CPU26はこの特定した初期極T
BK及び18極レゾルバ14の初期位置データBK からア
ブソリュートデータBaKを算出し、対応する18極補正
データΔBmaにて補正して補正初期位置データBKSを算
出する。そして、この補正初期位置データBKSに基づい
て初期位置θK に対応する132極レゾルバ20の初期
極TCK(=RN /(n・t)+1)を特定する。ここ
で、初期位置データAKから算出される132極レゾル
バ20の初期極TCKをTCK〔K 〕で表す。次に、CPU
26は特定した132極レゾルバ20の初期極TCK〔K
〕及び初期位置データCK からアブソリュートデータ
CaKを算出し、対応する132極補正データΔCmaにて
補正して補正初期位置データCKSを算出する。そして、
この補正初期位置データCKSを初期位置θK に対応する
回転初期位置データとして出力する。
【0075】一方、初期位置においてモータ21の出力
軸1に径方向の外力が加わっていると、1回転レゾルバ
8の偏心ロータ7の中心が各励磁突極9の中心に対して
ずれる。この状態では回転角θ−出力データAmaが補正
データ作成時の特性に対して変化するため、例えば図5
に二点鎖線で示すように、初期位置θK において初期位
置データとして本来回転角θW に対応する出力データA
W が取り込まれる。この出力データAW に対応する13
2極レゾルバ20の極をTCK〔W 〕とする。
【0076】この状態で18極レゾルバ14を用いず、
1回転レゾルバ8の初期位置データAK から直接132
極レゾルバ20の初期極TCKを算出する場合は、先ず、
初期位置データAW が1回転補正データΔAmaにて補正
されて補正初期位置データBKSが算出される。そして、
この補正初期位置データBKSから132極レゾルバ20
の初期極TCKが特定される。この場合、132極レゾル
バ20の極数が多いため、補正初期位置データBKSが初
期位置データAK から算出される補正初期位置データに
対して少しずれても、実際の初期位置θK に対する極T
CK〔K 〕とずれた極TCK〔w〕が特定される。次いで、
この極TCK〔w〕と初期位置データCKから初期位置に
対する回転初期位置データが算出される。この結果、実
際の初期位置が回転角θK であるにも係わらず、回転角
θW に対する回転初期位置データが出力される。
【0077】上記の場合において、本実施例のように1
8極レゾルバ14を用いる場合は、初期位置データAK
から補正初期位置データAKSが算出され、この補正初期
位置データAKSから18極レゾルバ14の初期極TBKが
特定される。この場合、18極レゾルバ14の極数が少
ないため、初期位置データとして得られた出力データA
W か求められた補正初期位置データAKSが初期位置デー
タAK から算出される補正初期位置データに対して少し
ずれても、実際の初期位置θK に対する極TBK〔K 〕が
特定される。次いで、この極TBK〔K 〕と18極レゾル
バ14の初期位置データBK から18極レゾルバ14の
補正初期位置データBKSが算出される。この補正初期位
置データBKSから132極レゾルバ20の初期極TCKが
特定される。従って、132極レゾルバ20の初期極T
CKが初期位置に対して精度良く特定された18極レゾル
バ14の極TBKと、1回転レゾルバ8の出力データAK
よりも出力軸1の偏心による影響を受けにくい18極レ
ゾルバ14の初期位置データBK に基づいて特定される
ため、実際の初期位置θK に対する極TCKが精度良く特
定される。そして、この特定された極TCKと、出力軸1
の偏心による影響を受けにくい132極レゾルバ20の
初期位置データCK から回転初期位置データが求められ
るため、精度の高い角度検出が行われる。
【0078】又、CPU26は初期位置データCK を取
り込んでから時間t,2t,…が経過する毎に、再び1
32極レゾルバ20の出力データCma(t),Cma(2
t),…を取り込む。そして、逐次出力データCK ,C
ma(t),…と比較して出力データCma(t),Cma
(2t),…が対応する極TCK(t),TCK(2t),
…の移り変わりを判断し新たに極を特定する。そして、
新たに特定した極TCK(t),TCK(2t),…と出力
データCma(t),Cma(2t),…から出力軸1の各
回転位置θに対応する補正位置データCKS(t),CKS
(2t),…を算出して回転位置データとして出力す
る。即ち、極TCKの移り変わりが精度の高い132極レ
ゾルバ20の出力データCma同士の比較により判断され
るため、出力データCmaに対応する極TCKが精度良く特
定される。そして、特定された極TCKと出力データCma
から回転位置データが算出されるため、精度の高い角度
検出が行われる。
【0079】以上のように、本実施例の回転角度検出装
置によれば、モータ21の出力軸1が径方向の外力を受
け、1回転レゾルバ8の偏心ロータ7の中心がステータ
2の中心に対してずれる結果、初期位置θK に対応する
出力データAK からずれた出力データAW が出力されて
も、出力データAK に対する18極レゾルバ14の初期
極TBKを正確に特定することができる。そして、この初
期極TBKと18極レゾルバ14の初期位置データBK か
らアブソリュートデータBaKを算出して132極レゾル
バ20の初期極TCKを特定し、初期位置データCK のア
ブソリュートデータCaKを算出して回転初期位置データ
を求めることができる。
【0080】さらに、順次取り込まれる132極レゾル
バ20の出力データCma(t),Cma(2t),…と前
に取り込まれた出力データCK ,Cma(t),…との比
較結果から極の移り変わりが判断され、新たに特定した
極と出力データCma(t),ΔCma(2t),…からそ
の回転位置θに対する正確な補正位置データCKS(2
t),CKS(3t),…が算出される。従って、順次そ
の回転位置θに対する正確な回転位置データを得ること
ができる。 (第2実施例)次に、本発明を具体化した第2実施例を
図6〜8に従って説明する。尚、本実施例の回転角度検
出装置は1回転レゾルバ及び18極レゾルバの部分のみ
が異なり、他の部分は同一であるためその符号を等しく
して説明を省略する。
【0081】図6〜8に示すように、ステータ40には
4個の励磁突極41が同一内周面に等角度(90°)の
間隔で径方向に設けられている。この各励磁突極41の
出力軸1方向の上半分(図6において)には、出力軸1
側に突出する副励磁突極42が形成されている。各励磁
突極41にはそれぞれボビン43が装着され、そのボビ
ン43にはコイル44が巻かれている。各ボビン43は
ステータ40側に配設される円環状の基板45に固着さ
れ、各コイル44は基板45を介してモータ21の外部
に導出されている。
【0082】又、ステータ40の前記励磁突極41と同
一の内周面には4個の励磁突極46が、それぞれ前記励
磁突極41の間に径方向に設けられている。この各励磁
突極46の出力軸1方向の下半分(図6において)に
は、出力軸1側に突出する副励磁突極47が形成されて
いる。各励磁突極46にはそれぞれボビン48が装着さ
れ、そのボビン48にはコイル49が巻かれている。各
ボビン48は前記基板45に固着され、各コイル49は
基板45を介してモータ21の外部に導出されている。
【0083】即ち、各励磁突極41,46は、図8に示
すように、ステータ40に対して交互に配置され、その
各副励磁突極42,47がステータ40の軸線方向に交
互にずれた位置に配置されている。
【0084】出力軸1の副励磁突極42に相対する位置
には、図7に示すように、円板状の偏心ロータ50が出
力軸1に対して偏心した状態で設けられている。出力軸
1の軸芯Oに対するこの偏心ロータ50の軸芯Pの偏心
量はほぼ0.6mmに形成されている。又、出力軸1の
副励磁突極47に相対する位置には、18個の極51A
を有する歯車状の多極ロータ51が設けられている。本
実施例では、励磁突極41、コイル44及び偏心ロータ
50にて1回転レゾルバ52が構成され、励磁突極4
6、コイル49及び多極ロータ51にて第1の多極レゾ
ルバとしての18極レゾルバ53が構成されている。
【0085】本実施例の回転角度検出装置は第1実施例
と同一の作用を有する。さらに、本実施例の回転角度検
出装置によれば、1回転レゾルバ52の励磁突極41及
び18極レゾルバ53の励磁突極46が、同一のステー
タ40に設けられる。そして、偏心ロータ50には励磁
突極41に設けられた副励磁突極42が相対されて1回
転レゾルバ52が構成され、多極ロータ51には励磁突
極46に設けられた副励磁突極47が相対されて18極
レゾルバ53が構成されている。この結果、1回転レゾ
ルバ52のロータ50及び18極レゾルバ53のロータ
51を近接して配置することができ、1回転レゾルバ5
2及び18極レゾルバ53の出力軸1方向の長さを縮小
して小型化することができる。
【0086】又、ステータ40が1回転レゾルバ52と
18極レゾルバ53とで共有され部品点数が削減される
ため、部品費及び組立費を低減することができる。尚、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の
趣旨を逸脱しない範囲で例えば次のように構成すること
もできる。
【0087】(1) 上記実施例では、回転角度検出装
置を構成するレゾルバとして1回転レゾルバ8、18極
レゾルバ14及び132極レゾルバ20を備えたが、1
8極レゾルバ14及び132極レゾルバ20の極数は適
宜変更してもよい。
【0088】(2) 上記実施例では、レゾルバを1回
転レゾルバ8を含めて3個にて構成したが、多極レゾル
バの数を3個以上とし、4個以上のレゾルバで構成して
もよい。
【0089】(3) 上記実施例では、132極レゾル
バ20の補正初期位置データCKSを次式にて算出した。 CKS=CaK+ΔCma〔[CaK/t+0.5]〕 これを、次式にて算出してもよい。
【0090】CKS=CaK+{(t−CKS(L))/t}
×ΔCma〔CKS(H)〕+(CKS(L)/t)×ΔCma
〔CKS(H)+1〕 ここで、CaK/t=CKS(H)(商)…CKS(L)(余
り)とする。すなわち、前式ではアブソリュートデータ
CaKをtで除した後、四捨五入して求めた値pに対応す
る補正データΔCma〔p〕をアブソリュートデータCaK
に加えた。従って、この補正データΔCma〔p〕を加え
ることにより、補正誤差が生じていた。これを、補正デ
ータΔCma〔p〕としてCaK/tの両側の整数値CKS
(H)及び(CKS(H)+1)に対応する値pの補正デ
ータΔCma〔p〕を余りCKS(L)にて平均化した補正
データ{(t−CKS(L))/t}×ΔCma〔CKS
(H)〕+(CKS(L)/t)×ΔCma〔CKS(H)+
1〕を用いることにより、補正による誤差を減少するこ
とができる。
【0091】(4) 上記実施例では、18極レゾルバ
14の初期極の修正及び132極レソルバの初期極の修
正に下記の範囲を用いた。 −3/8≦B(C)≦3/8 5/8≦B(C)<1 −1<B(C)≦−5/8 これは初期位置データAK ,BK ,CK に検出誤差があ
った場合のB(C)=−1/2又は1/2の近傍におけ
る極の特定誤りを防止するためであるため、必ずしも−
3/8,3/8又は−5/8,5/8を用いる必要はな
く、例えば、−3/8,3/8の代わりに−7/16,
7/16を用い、−5/8,5/8の代わりに−9/1
6,9/16を用いてもよい。
【0092】(5) 上記実施例では、予め各レゾルバ
8,14,20の補正データΔAma〔i〕,ΔBma
〔v〕,ΔCma〔p〕を作成し、各レゾルバ8,14,
20の各初期位置データAK ,BK ,CK に加算して各
補正初期位置データAKS,BKS,CKSを算出した。これ
を、補正データΔAma〔i〕,ΔBma〔v〕,ΔCma
〔p〕による補正を行わず、初期位置データAK をアブ
ソリュートデータAKSとし、アブソリュートデータBaK
を補正初期位置データBKSとし、さらに、アブソリュー
トデータCaKを補正初期位置データCKSとするようにし
てもよい。
【0093】(6) 上記実施例では、各レゾルバ8,
14,20をダイレクトドライブモータ21内に設けた
場合について実施したが、被検出軸に外部から取りつけ
て被検出軸の回転角度を検出する場合に実施してもよ
い。
【0094】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1に記載の
発明によれば、ロータが設けられた出力軸の径方向に過
大な外力が加わる結果発生する回転角度の検出誤差を抑
制することができる。
【0095】又、請求項2に記載の発明によれば、上記
の効果に加えて1回転レゾルバと多極レゾルバの全体を
小型化することができる。又、部品費及び組立費を削減
することができる。
【0096】又、請求項3に記載の発明によれば、請求
項1に記載の発明の作用に加えて、各レゾルバの初期位
置データが予め設定された補正データにて補正されるた
め、精度の高い角度検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例を具体化した第1実施例としての回転
角度検出装置のレゾルバ部分を示す縦断面図である。
【図2】レゾルバ部分を示す一部を断面化した平面図で
ある。
【図3】回転角度検出装置を示すブロック図である。
【図4】補正データ作成装置を示すブロック図である。
【図5】各レゾルバのRD変換出力データを示すグラフ
である。
【図6】第2実施例の回転角度検出装置のレゾルバ部分
を示す縦断面図である。
【図7】レゾルバ部分を示す一部を断面化した平面図で
ある。
【図8】1回転レゾルバ及び18極レゾルバのステータ
を示す斜視図である。
【図9】従来例の各レゾルバのRD変換出力データを示
すグラフである。
【符号の説明】
8…1回転レゾルバ、14…第1の多極レゾルバとして
の18極レゾルバ、20…第2の多極レゾルバとしての
132極レゾルバ、26…第1の補正初期位置データ算
出手段、第1の初期極割り出し手段、第1のアブソリュ
ートデータ算出手段、第2の補正初期位置データ算出手
段、第2の初期極割り出し手段、第2のアブソリュート
データ算出手段、第3の補正初期位置データ算出手段、
極割り付け手段、第3のアブソリュートデータ算出手段
及び補正位置データ算出手段としてのCPU、28…記
憶手段としてのPROM、41…励磁突極、42…副励
磁突極、46…励磁突極、47…副励磁突極、50…ロ
ータとしての偏心ロータ、51…ロータとしての多極ロ
ータ、52…1回転レゾルバ、53…第1の多極レゾル
バとしての18極レゾルバ、Ama〔i〕…1回転設定デ
ータとしての出力データ、Bma〔v〕…第1の多極設定
データとしての出力データ、Cma〔p〕…第2の多極設
定データとしての出力データ、AK ,BK ,CK …初期
位置データ、BaK,CaK…アブソリュートデータ、TB
K,TCK…初期極、EA 〔i〕,EB 〔v〕,EC
〔p〕…基準データとしての出力データ、j・s,v・
s…アブソリュート化された第1の多極設定データ、w
・t,p・t…アブソリュート化された第2の多極設定
データ、Ig〔p〕…基準データ、AKS,BKS,CKS…
補正初期位置データ、ΔAma〔i〕…1回転補正デー
タ、ΔBma〔v〕…第1の多極補正データとしての18
極補正データ、ΔCmap〕…第2の多極補正データとし
ての132極補正データ、θK …初期位置、Cma(t)
…出力データ、TCK(t)…極、CaK(t)…アブソリ
ュートデータ、CKS(t)…補正位置データ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1回転検出レゾルバ(8)と、 1つ又は互いに極数が異なる複数の第1の多極レゾルバ
    (14)と、 前記第1のレゾルバ(14)よりも極数が多い第2の多
    極レゾルバ(20)と、 1回転検出レゾルバ(8)から得られる初期位置データ
    (AK )に対する第1の多極レゾルバ(14)の初期極
    (TBK)を割り出す第1の初期極割り出し手段(26)
    と、 前記初期極(TBK)と第1の多極レゾルバ(14)から
    得られる初期位置データ(BK )とから第1野多極レゾ
    ルバ(14)の初期位置データ(BK )をアブソリュー
    ト化したアブソリュートデータ(BaK)を求める第1の
    アブソリュートデータ算出手段(26)と、 前記アブソリュートデータ(BaK)に対する第2の多極
    レゾルバ(20)の初期極(TCK)を割り出す第2の初
    期極割り出し手段(26)と、 前記初期極(TCK)と第2の多極レゾルバ(20)から
    得られる初期位置データ(CK )とから初期位置データ
    (CK )をアブソリュート化したアブソリュートデータ
    (CaK)を求め、回転初期位置データとして出力する第
    2のアブソリュートデータ算出手段(26)と、 順次得られる第2の多極レゾルバ(20)の多極測定デ
    ータ(Cma(t))とその前に得られた多極測定データ
    (CK )との比較結果から、得られた多極測定データ
    (Cma(t))に第2の多極レゾルバ(20)の極(T
    CK(t))を割り付ける極割り付け手段(26)と、 割り付けられた極(TCK(t))と多極測定データ(C
    ma(t))とからアブソリュート化したアブソリュート
    データ(CaK(t))を求め、回転位置データとして出
    力する第3のアブソリュートデータ算出手段(26)と
    からなる回転角度検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の回転角度検出装置にお
    いて、 1回転検出レゾルバ(52)の励磁突極(41)と第1
    の多極レゾルバ(14)の励磁突極(46)とを同一の
    ステータ(40)に設けた回転角度検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の回転角度
    検出装置において、 前記1回転検出レゾルバ(8)から得られる各1回転設
    定データ(Ama〔i〕)に対して作成され、その1回転
    設定データ(Ama〔i〕)を対応する第1の多極レゾル
    バ(14)から得られる第1の多極設定データ(Bma
    〔v〕)に対して補正するための1回転補正データ(Δ
    Ama〔i〕)と、 第1の多極レゾルバ(14)から得られる各第1の多極
    設定データ(Bma〔j〕)に対して作成され、その第1
    の多極設定データ(Bma〔j〕)を対応する第2の多極
    レゾルバ(20)から得られる第2の多極設定データ
    (Cma〔p〕)に対して補正するための第1の多極補正
    データ(ΔBma〔v〕)と、 第2の多極レゾルバ(20)から得られる各第2の多極
    設定データ(Cma〔p〕)に対して作成され、その第2
    の多極設定データ(Cma〔p〕)を対応する各回転位置
    に対して作成された基準データ(Ig〔p〕)に対して
    補正するための第2の多極補正データ(ΔCma〔p〕)
    とを記憶する記憶手段(28)と、 初期位置データ(AK )に対応する前記1回転補正デー
    タ(ΔAma〔i〕)を求め、初期位置データ(AK )に
    この1回転補正データ(ΔAma〔i〕)を加算して1回
    転検出レゾルバ(8)の補正初期位置データ(AKS)を
    求める第1の補正初期位置データ算出手段(26)と、 アブソリュートデータ(BaK)に対応する前記第1の多
    極補正データ(ΔBma〔v〕)を求め、アブソリュート
    データ(BaK)にこの第1の多極補正データ(ΔBma
    〔v〕)を加算して第1の多極レゾルバ(14)の補正
    初期位置データ(BKS)を求める第2の補正初期位置デ
    ータ算出手段(26)と、 アブソリュートデータ(CaK)に対応する第2の多極補
    正データ(ΔCma〔p〕)を求め、アブソリュートデー
    タ(CaK)にこの第2の多極補正データ(ΔCma
    〔p〕)を加算して第2の多極レゾルバ(20)の補正
    初期位置データ(CKS)を求める第3の補正初期位置デ
    ータ算出手段(26)と、 アブソリュートデータ(CaK(t))に対応する第2の
    多極補正データ(ΔCma〔p〕)を求め、アブソリュー
    トデータ(CaK(t))にこの第2の多極補正データ
    (ΔCma〔p〕)を加算して第2の多極レゾルバ(2
    0)の補正位置データ(CKS(t))を求める補正位置
    データ算出手段(26)とを備え、 前記第1の初期極割り出し手段(26)は、前記第1の
    補正初期位置データ算出手段(26)が求めた補正初期
    位置データ(AKS)から第1の多極レゾルバ(14)の
    初期極(TBK)を割り出し、 前記第2の初期極割り出し手段(26)は、前記第2の
    補正初期位置データ算出手段(26)が求めた補正初期
    位置データ(BKS)から第2の多極レゾルバ(20)の
    初期極(TCK)を割り出し、 前記第3の補正初期位置データ算出手段(26)は算出
    した補正初期位置データ(CKS)を回転初期位置データ
    として出力し、 前記補正位置データ算出手段(26)は算出した補正位
    置データ(CKS(t))を回転位置データとして出力す
    る回転角度検出装置。
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