JP2018112450A - Rotational angle detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転角度検出装置に関し、詳しくは、レゾルバと、レゾルバデジタルコンバータと、を備える回転角度検出装置に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device, and more particularly to a rotation angle detection device including a resolver and a resolver digital converter.
従来、この種の回転角度検出装置としては、レゾルバと、レゾルバデジタルコンバータ(R/D変換器)と、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。レゾルバデジタルコンバータは、レゾルバからのsin信号(sin相信号)やcos信号(cos相信号)をデジタル角度信号に変換する。この装置では、レゾルバからのsin信号とcos信号との二乗和が値1となることを用いてsin信号やcos信号の異常を検出している。 Conventionally, as this type of rotation angle detection device, a device including a resolver and a resolver digital converter (R / D converter) has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The resolver digital converter converts a sin signal (sin phase signal) and a cos signal (cos phase signal) from the resolver into a digital angle signal. In this apparatus, an abnormality in the sin signal and the cos signal is detected by using the fact that the sum of squares of the sin signal and the cos signal from the resolver becomes 1.
しかしながら、上述の回転角度検出装置では、sin信号やcos信号が値0と値1との間の中間値で固定される異常が生じたときに、sin信号とcos信号との二乗和が値1となる場合がある。この場合、sin信号やcos信号に異常が生じているにも拘わらず正常であると誤判定してしまう。
However, in the above-described rotation angle detection device, when an abnormality occurs in which the sin signal or the cos signal is fixed at an intermediate value between the
本発明の回転角度検出装置は、レゾルバからのsin信号やcos信号に異常が生じているにも拘わらず正常であると誤判定することを抑制することを主目的とする。 The main object of the rotation angle detection device of the present invention is to prevent erroneous determination as normal despite the occurrence of an abnormality in the sine signal and cos signal from the resolver.
本発明の回転角度検出装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The rotation angle detection device of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の回転角度検出装置は、
回転軸に取り付けられるレゾルバと、
前記レゾルバからのsin信号およびcos信号をデジタル値に変換し、前記デジタル値から前記回転軸の回転角度を演算するレゾルバデジタルコンバータと、
前記sin信号または前記cos信号に異常が生じているか否かを判定する異常判定装置と、
を備える回転角度検出装置であって、
前記レゾルバデジタルコンバータは、
前記回転軸の角速度を演算する第1演算部、
を有し、
前記異常判定装置は、
前記sin信号の時間微分値および前記cos信号の時間微分値を演算する第2演算部と、
前記演算された角速度に前記cos信号を乗じた第1乗算値および前記演算された角速度に値−1と前記sin信号とを乗じた第2乗算値を演算する第3演算部と、
前記sin信号の時間微分値と前記第1乗算値とを比較して、前記sin信号の時間微分値と前記第1乗算値とが一致しないときには前記sin信号に異常が生じていると判定し、前記cos信号の時間微分値と前記第2乗算値とを比較して、前記cos信号の時間微分値と前記第2乗算値とが一致しないときには前記cos信号に異常が生じていると判定する判定部と、
を有する、
ことを要旨とする。
The rotation angle detection device of the present invention is
A resolver attached to the rotating shaft;
A resolver digital converter that converts a sin signal and a cos signal from the resolver into digital values, and calculates a rotation angle of the rotation shaft from the digital values;
An abnormality determination device for determining whether an abnormality has occurred in the sin signal or the cos signal;
A rotation angle detection device comprising:
The resolver digital converter is:
A first calculation unit for calculating an angular velocity of the rotating shaft;
Have
The abnormality determination device is
A second calculation unit for calculating a time differential value of the sin signal and a time differential value of the cos signal;
A third calculation unit for calculating a first multiplication value obtained by multiplying the calculated angular velocity by the cos signal and a second multiplication value obtained by multiplying the calculated angular velocity by a value −1 and the sin signal;
The time differential value of the sin signal is compared with the first multiplication value, and when the time differential value of the sin signal and the first multiplication value do not match, it is determined that an abnormality has occurred in the sin signal, Judgment by comparing the time differential value of the cos signal with the second multiplication value and determining that an abnormality has occurred in the cos signal when the time differential value of the cos signal does not match the second multiplication value And
Having
This is the gist.
この本発明の回転角度検出装置では、レゾルバデジタルコンバータの第1演算部は、レゾルバからのsin信号およびcos信号から角速度を演算する。異常判定装置の第2演算部は、sin信号の時間微分値およびcos信号の時間微分値を演算し、第3演算部は、演算された角速度にcos信号を乗じた第1乗算値および演算された角速度に値−1とsin信号とを乗じた第2乗算値を演算する。異常判定部は、sin信号の微分値と第1乗算値とを比較し、sin信号の時間微分値と第1乗算値とが一致しないときにはsin信号に異常が生じていると判定する。sin信号が正常であるときには、sin信号の時間微分値と第1乗算値とは等しくなる。sin信号が一定値(時間に対して変化しない値)となる異常が生じたときには、sin信号の時間微分値が値0となるから、sin信号の時間微分値と第1乗算値とは異なる値となることがある。したがって、sin信号の時間微分値と第1乗算値とを比較し、sin信号の時間微分値と第1乗算値とが一致しないときにはsin信号に異常が生じていると判定することにより、sin信号が一定値となる異常が生じたときにsin信号が正常であると誤判定することを抑制できる。また、cos信号が正常であるときには、cos信号の時間微分値と第2乗算値とが等しくなる。cos信号が一定値(時間に対して変化しない値)となる異常が生じたときには、cos信号の時間微分値が値0となり、cos信号の時間微分値と第2乗算値とが異なる値となる。したがって、cos信号の時間微分値と第2乗算値とを比較し、cos信号の時間微分値と第2乗算値とが一致しないときにはcos信号に異常が生じていると判定することにより、cos信号が一定値となる異常が生じているときにcos信号が正常であると誤判定することを抑制できる。この結果、レゾルバからのsin信号やcos信号に異常が生じているにも拘わらず正常であると誤判定することを抑制できる。 In the rotation angle detection device of the present invention, the first calculation unit of the resolver digital converter calculates the angular velocity from the sin signal and the cos signal from the resolver. The second calculation unit of the abnormality determination device calculates the time differential value of the sin signal and the time differential value of the cos signal, and the third calculation unit calculates and calculates the first multiplication value obtained by multiplying the calculated angular velocity by the cos signal. A second multiplication value obtained by multiplying the obtained angular velocity by the value -1 and the sin signal is calculated. The abnormality determining unit compares the differential value of the sin signal with the first multiplication value, and determines that an abnormality has occurred in the sin signal when the time differential value of the sin signal does not match the first multiplication value. When the sin signal is normal, the time differential value of the sin signal is equal to the first multiplication value. When an abnormality occurs in which the sin signal becomes a constant value (a value that does not change with time), the time differential value of the sin signal becomes 0, so that the time differential value of the sin signal is different from the first multiplication value. It may become. Therefore, by comparing the time differential value of the sin signal with the first multiplication value and determining that the sin signal has an abnormality when the time differential value of the sin signal does not match the first multiplication value, the sin signal It is possible to suppress erroneous determination that the sine signal is normal when an abnormality in which becomes a constant value occurs. When the cos signal is normal, the time differential value of the cos signal is equal to the second multiplication value. When an abnormality occurs in which the cos signal has a constant value (a value that does not change with time), the time differential value of the cos signal is 0, and the time differential value of the cos signal is different from the second multiplication value. . Therefore, the time differential value of the cos signal is compared with the second multiplication value, and when the time differential value of the cos signal and the second multiplication value do not match, it is determined that an abnormality has occurred in the cos signal, whereby the cos signal It is possible to suppress erroneous determination that the cos signal is normal when there is an abnormality in which becomes a constant value. As a result, it is possible to suppress erroneous determination as normal despite the occurrence of abnormality in the sin signal and cos signal from the resolver.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の第1実施例としての回転角度検出装置20の構成の概略を示す構成図である。図2は、レゾルバ22がモータMの回転子に連結された回転軸Aに取り付けられている様子を説明するための説明図である。回転角度検出装置20は、例えば、回転軸Aの回転角度を検出する装置として構成されており、レゾルバ22と、マイクロコンピュータ30と、を備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a rotation
レゾルバ22は、図2に示すように、回転軸Aに取り付けられ、回転軸Aと一体で回転する磁性体としてのロータ124と、図示しない発振回路から励磁信号として一定周波数の交流電流が印加される励磁コイル125や電気的に90度ずれて(位相差が90度となるよう)配置された出力コイル126,127を内蔵する磁性体としてのステータ128と、を備える。図3は、出力コイル126,127の出力信号の時間変化の一例を示す説明図である。出力コイル126,127の出力信号は、楕円形状のロータ124の回転によって生じるロータ124とステータ128との間隙の変化に伴って発生する信号であり、図3に示すように、ピーク値を補完したときにそれぞれ正弦波状,余弦波状となる信号である(以下、正弦波状となる信号を「sin信号X」,余弦波状となる信号を「cos信号Y」という)。sin信号X,cos信号Yの電圧振幅x,yは、レゾルバ22の角速度ωを用いて次式(1),(2)により演算することができる。以下、「sin信号X,cos信号Yの電圧振幅x、y」を単に「sin信号X,cos信号Y」と称することがある。式(1),(2)中、「A」は、整数である。
As shown in FIG. 2, the
x=A・sin(ωt)・・・(1)
y=A・cos(ωt)・・・(2)
x = A ・ sin (ωt) ・ ・ ・ (1)
y = A ・ cos (ωt) ・ ・ ・ (2)
マイクロコンピュータ30は、図示しないCPUを中心に構成されており、CPUの他に、ADコンバータ32と、レゾルバデジタルコンバータ(以下、「RDコンバータ」という)34と、演算器36と、を備える。マイクロコンピュータ30は、その他に、図示しないROMやRAM,入出力ポート,通信ポートなどを備えている。
The
ADコンバータ32は、レゾルバ22からのsin信号X,cos信号Yを入力し、入力したsin信号X,cos信号Yをデジタル値に変換して出力する。
The
RDコンバータ34は、ADコンバータ32からのsin信号X,cos信号Yからレゾルバ角φを演算する。RDコンバータ34は、レゾルバ角φと角速度ωと角速度ωに値−1を乗じた角速度(−ω)を演算して出力する。
The
演算器36は、微分や乗算などの演算や比較演算などを行なう装置として構成されている。
The
こうして構成された回転角度検出装置20では、レゾルバ22からのsin信号X,cos信号Yがマイクロコンピュータ30に入力されると、マイクロコンピュータ30のADコンバータ32がsin信号X,cos信号Yをデジタル値に変換してRDコンバータ34に出力する。sin信号X,cos信号Yのデジタル値を入力したRDコンバータ34は、sin信号Xとcos信号Yからレゾルバ22の回転角度(レゾルバ角,すなわち、回転軸Aの回転角度)φを演算して出力する。
In the rotation
次に、こうして構成された回転角度検出装置20の動作、特にレゾルバ22からのsin信号X,cos信号Yに異常が生じているか否かを判定する際の動作について説明する。
Next, the operation of the rotation
マイクロコンピュータ30にレゾルバ22からのsin信号X,cos信号Yが入力されると、マイクロコンピュータ30はADコンバータ32によりsin信号X,cos信号Yをデジタル値に変換してRDコンバータ34と演算器36とに出力する。
When the sin signal X and the cos signal Y from the
デジタル値を入力されたRDコンバータ34は、それぞれのデジタル値からレゾルバ22の角速度ω,(−ω)を演算して演算器36に出力する。
The
sin信号X,cos信号Yのデジタル値,レゾルバ22の角速度ω,(−ω)を入力された演算器36は、sin信号X,cos信号Yのデジタル値を用いてsin信号X,cos信号Yの時間微分値dX/dt,dY/dtと、cos信号Yと角速度ωとの積ωYと、sin信号Xと角速度(−ω)との積−ωXとを演算する。
The
そして、演算器36は、時間微分値dX/dtと積ωYとを比較し、比較結果を示す信号Rsinを出力する。時間微分値dX/dtと積ωYとが等しいときには、sin信号Xが正常であると判定して、信号Rsinとしてsin信号Xが正常であることを示す信号を出力し、時間微分値dX/dtと積ωYとが異なるときには、sin信号Xに異常(例えば、時間に応じて変化しない異常(信号固着異常)など)が生じていると判定して、信号Rsinとしてsin信号Xに異常が生じていることを示す信号を出力する。ここで、時間微分値dX/dtと積ωYとを比較することによりsin信号Xに異常が生じているか否かを判定できる理由について説明する。
Then, the
sin信号Xが正常であるときには、上述した式(1),(2)を用いて時間微分値dX/dt,積ωYを次式(3),(4)により求めることができる。したがって、sin信号Xが正常であるときには、時間微分値dX/dtと積ωYとが等しくなる。sin信号Xに異常が生じると、時間微分値dX/dtが値0で一定の値となり、時間微分値dX/dtと積ωYとが異なる値となることがある。したがって、時間微分値dX/dtと積ωYとを比較することにより、sin信号Xに異常が生じているか否かを判定することができる。このように、時間微分値dX/dtと積ωYとを比較してsin信号Xに異常が生じているか否かを判定することにより、sin信号Xに異常が生じているにも拘わらず正常であると誤判定することを抑制できる。 When the sin signal X is normal, the time differential value dX / dt and the product ωY can be obtained by the following equations (3) and (4) using the equations (1) and (2) described above. Therefore, when the sin signal X is normal, the time differential value dX / dt and the product ωY are equal. When an abnormality occurs in the sin signal X, the time differential value dX / dt is a constant value of 0, and the time differential value dX / dt and the product ωY may be different values. Therefore, it is possible to determine whether or not an abnormality has occurred in the sin signal X by comparing the time differential value dX / dt and the product ωY. In this way, by comparing the time differential value dX / dt and the product ωY to determine whether or not an abnormality has occurred in the sin signal X, it is normal even though the abnormality has occurred in the sin signal X. It can suppress misjudging that there exists.
dX/dt=A・ω・cos(ω・t)・・・(3)
ωY=A・ω・cos(ω・t)・・・(4)
dX / dt = A ・ ω ・ cos (ω ・ t) ・ ・ ・ (3)
ωY = A ・ ω ・ cos (ω ・ t) ・ ・ ・ (4)
演算器36は、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とを比較し、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とが等しいときには、cos信号Yが正常であると判定して、信号Rcosとしてcos信号Yが正常であることを示す信号を出力し、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とが異なるときには、cos信号Yに異常(例えば、信号固着異常など)が生じていると判定して、信号Rcosとしてcos信号Yに異常が生じていることを示す信号を出力する。cos信号Yが正常であるときには、上述した式(1),(2)を用いて時間微分値dY/dt,積(−ωX)を次式(5),(6)により求めることができる。cos信号Yが正常であるときには、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とが等しくなり、cos信号Yに信号固着異常が生じると、時間微分値dY/dtが値0となり、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とが異なる値となる。したがって、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とを比較することにより、cos信号Yに異常が生じているか否かを判定することができる。これにより、cos信号Yに異常が生じているにも拘わらず正常であると誤判定することを抑制できる。
The
dY/dt=-A・ω・sin(ω・t)・・・(5)
-ωX=-A・ω・sin(ω・t)・・・(6)
dY / dt = -A ・ ω ・ sin (ω ・ t) ・ ・ ・ (5)
-ωX = -A ・ ω ・ sin (ω ・ t) ・ ・ ・ (6)
以上説明した第1実施例の回転角度検出装置20によれば、RDコンバータ34は、sin信号X,cos信号Yのデジタル値からレゾルバ22の角速度ω,(−ω)を演算して演算器36に出力し、演算器36は、入力されたデジタル値を用いてsin信号X,cos信号Yの時間微分値dX/dt,dY/dtと、cos信号Yと角速度ωとの積ωYと、sin信号Xと角速度(−ω)との積−ωXとを演算し、時間微分値dX/dtと積ωYとを比較し、時間微分値dX/dtと積ωYとが異なるときには、sin信号XYに異常が生じていると判定し、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とを比較し、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とが異なるときには、cos信号Yに異常が生じていると判定する。これにより、sin信号Xやcos信号Yに異常が生じているにも拘わらず正常であると誤判定することを抑制できる。
According to the rotation
図4は、本発明の第2実施例としての回転角度検出装置220の構成の概略を示す構成図である。回転角度検出装置220は、回転角度検出装置20と同様に、モータMの回転軸Aの回転角度を検出する装置として構成されており、レゾルバ222と、ロータリーエンコーダ223と、バッファアンプ234と、マイクロコンピュータ224と、乗算型D/Aコンバータ236,238と、微分回路240,242と、コンパレータ244,246と、を備えている。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of the rotation
レゾルバ222は、上述したレゾルバ22と同様の構成なので、詳細な説明を省略する。レゾルバ222は、sin信号X,cos信号Yをバッファアンプ234に出力する。
Since the
バッファアンプ234は、レゾルバ222からのsin信号Xをデジタル値に変換してマイクロコンピュータ224と乗算型D/Aコンバータ236と微分回路242とに出力する。バッファアンプ234は、レゾルバ222からのcos信号Yをデジタル値に変換してマイクロコンピュータ224と乗算型D/Aコンバータ236と微分回路240とに出力する。
The
ロータリーエンコーダ223は、例えば、モータの回転子に連結された回転軸にスリットを有する回転板が取り付けられた光学式の周知のインクリメンタル形ロータリーエンコーダとして構成されている。ロータリーエンコーダ223は、互いに位相が90度ずれたA相パルス信号,B相パルス信号をマイクロコンピュータ224に出力する。
The
マイクロコンピュータ224は、図示しないCPUを中心に構成されており、CPUの他に、図示しないROMやRAM,入出力ポート,通信ポートなどを備えている。マイクロコンピュータ224は、ロータリーエンコーダ223からのA相パルス信号,B相パルス信号のパルス数をカウントし、ロータリーエンコーダ223の2回転につき2回だけ立ち上がるZ相パルス信号とカウント結果とを生成する。そして、バッファアンプ234からのsin信号X,cos信号Yからレゾルバ角φを演算する。マイクロコンピュータ224は、Z相パルス信号とカウント結果とからレゾルバ22の角速度ωと角速度ωに値−1を乗じた角速度(−ω)を演算して出力する。
The
乗算型D/Aコンバータ236は、マイクロコンピュータ224からの角速度ωとバッファアンプ234からのcos信号Yのデジタル値とからcos信号Yと角速度ωとの積ωYを演算してコンパレータ244に出力する。乗算型D/Aコンバータ238は、マイクロコンピュータ224からの角速度(−ω)とバッファアンプ234からのsin信号Xのデジタル値からsin信号Xと角速度(−ω)との積(−ωX)を演算してコンパレータ246に出力する。
The multiplying D /
微分回路240は、バッファアンプ234から入力されるsin信号Xのデジタル値からsin信号Xの時間微分値dX/dtを演算してコンパレータ244に出力する。微分回路242は、バッファアンプ234から入力されるcos信号Yのデジタル値からcos信号Yの時間微分値dY/dtをコンパレータ246に出力する。
The differentiating
コンパレータ244は、乗算型D/Aコンバータ236から入力される積ωYと微分回路240から入力される時間微分値dX/dtとを比較する。そして、時間微分値dX/dtと積ωYとが等しいときには、sin信号Xが正常であると判定して、信号Rsinとしてsin信号Xが正常であることを示す信号を出力する。時間微分値dX/dtと積ωYとが異なるときには、sin信号Xに異常が生じていると判定して、信号Rsinとしてsin信X号に異常が生じていることを示す信号を出力する。上述したように、sin信号Xが正常であるときには、時間微分値dX/dtは積ωYに等しくなり、sin信号Xに異常が生じると、時間微分値dX/dtと積ωYとが異なる値となる。したがって、乗算型D/Aコンバータ236から入力される積ωYと微分回路240から入力される時間微分値dX/dtとを比較することにより、sin信号Xに異常が生じているにも拘わらず正常であると誤判定することを抑制できる。
The
コンパレータ246は、乗算型D/Aコンバータ238から入力される積(−ωX)と微分回路242から入力される時間微分値dY/dtとを比較して、比較結果を示す信号Rcosを出力する。時間微分値dY/dtと積(−ωX)とが等しいときには、cos信号Yが正常であると判定して、信号Rcosとしてcos信号Yが正常であることを示す信号を出力する。時間微分値dY/dtと積(−ωX)とが異なるときには、cos信号Yに異常が生じていると判定して、信号Rcosとしてcos信号Yに異常が生じていることを示す信号を出力する。上述したように、cos信号Yが正常であるときには、時間微分値dY/dtは積(−ωX)に等しくなり、cos信号Yに信号固着異常が生じると、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とが異なる値となる。したがって、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とを比較することにより、cos信号Yに異常が生じているにも拘わらず正常であると誤判定することを抑制できる。
The
以上説明した第2実施例の回転角度検出装置220では、マイクロコンピュータ224は、ロータリーエンコーダ223の出力から角速度ω,(−ω)を演算して乗算型D/Aコンバータ236,238に出力し、乗算型D/Aコンバータ236は、cos信号Yと角速度ωとの積ωYを演算し、微分回路240は、sin信号Xの時間微分値dX/dtを演算し、コンパレータ244は、積ωYと時間微分値dX/dtとを比較し、時間微分値dX/dtと積ωYとが異なるときには、sin信号Xに異常が生じていると判定する。乗算型D/Aコンバータ238は、sin信号Xと角速度(−ω)との積(−ωX)を演算し、微分回路242は、cos信号Yの時間微分値dY/dtを演算し、コンパレータ246は、積(−ωX)と時間微分値dY/dtとを比較し、時間微分値dY/dtと積(−ωY)とが異なるときには、cos信号Yに異常が生じていると判定する。これにより、sin信号Xやcos信号Yに異常が生じているにも拘わらず正常であると誤判定することを抑制できる。
In the
第2実施例の回転角度検出装置220では、ロータリーエンコーダ223からのA相パルス信号とB相パルス信号とに基づいてレゾルバ222の角速度ω,(−ω)を演算しているが、ロータリーエンコーダ223とマイクロコンピュータ224とを備えていないものとし、レゾルバ222からのsin信号X,cos信号Yから角速度ω,(−ω)を演算してもよい。
In the rotation
第1,第2実施例の回転角度検出装置20,220では、レゾルバ22,222をモータMの回転軸Aに取り付けているが、レゾルバ22,222を取り付ける対象は、モータMの回転軸Aに取り付けるものに限定されるものではなく、回転する回転軸に取り付けるものであれば如何なるものとしても構わない。
In the rotation
第1,第2実施例では、本発明を、レゾルバ22と、マイクロコンピュータ30と、を備える回転角度検出装置20や、レゾルバ222と、バッファアンプ234と、ロータリーエンコーダ223と、マイクロコンピュータ224と、乗算型D/Aコンバータ236,238と、微分回路240,242と、コンパレータ244,246と、を備える回転角度検出装置220に適用したものについて例示している。しかしながら、こうした構成に限定されるものではなく、図5の変形例の回転角度検出装置320に例示するように、レゾルバ322と、角速度演算器(RDコンバータ)324と、微分演算器326と、乗算演算器328と、比較演算器330と、を備えるものであれば如何なるものとしても構わない。変形例の回転角度検出装置320では、レゾルバ322は、レゾルバ22,222と同様の構成である。角速度演算器(RDコンバータ)324は、レゾルバ322からのsin信号X,cos信号Yを用いてレゾルバ角φと角速度ω、(−ω)を演算する。微分演算器326は、レゾルバ322からのsin信号X,cos信号Yの時間微分値dX/dt,dY/dtを演算する。乗算演算器328は、レゾルバ322からのcos信号Yと角速度演算器324からの角速度ωとの積ωYと,レゾルバ322からのsin信号Xと角速度演算器324からの角速度(−ω)との積(−ωX)と、を演算する。比較演算器330は、時間微分値dX/dtと積ωYとを比較すると共に時間微分値dY/dtと積(−ωX)とを比較し、時間微分値dX/dtと積ωYとが異なるときにはsin信号Xに異常が生じていると判定し、時間微分値dY/dtと積(−ωX)とが異なるときにはcos信号Yに異常が生じていると判定する。変形例の回転角度検出装置320では、微分演算器326と乗算演算器328と比較演算器330とをハードウェアで構成しているが、微分演算器326と乗算演算器328と比較演算器230と同一の機能をソフトウェアで構成しても構わない。
In the first and second embodiments, the present invention relates to a rotation
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。第1実施例では、レゾルバ22が「レゾルバ」に相当し、ADコンバータ32とRDコンバータ34とが「レゾルバデジタルコンバータ」,「第1演算部」に相当し、演算器36が「異常判定装置」,「第2演算部」,「第3演算部」,「判定部」に相当する。第2実施例では、レゾルバ222が「レゾルバ」に相当し、マイクロコンピュータ224とバッファアンプ234とが「レゾルバデジタルコンバータ」に相当し、微分回路240,242が「第2演算部」に相当し、乗算型D/Aコンバータ236,238が「第3演算部」に相当し、コンパレータ244,246が「判定部」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the first embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problem. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、回転角度検出装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of rotation angle detection devices.
20,220,320 回転角度検出装置、22,222,322 レゾルバ、30,224 マイクロコンピュータ、32 ADコンバータ、34 レゾルバデジタルコンバータ(RDコンバータ)、36 演算器、M モータ、A 回転軸、124 ロータ、125 励磁コイル、126,127 出力コイル、128 ステータ、223 ロータリーエンコーダ、234 バッファアンプ、236,238 乗算型D/Aコンバータ,240,242 微分回路、244,246 コンパレータ、324 角速度演算器、326 微分演算器、328 乗算演算器、330 比較演算器。 20, 220, 320 Rotation angle detection device, 22, 222, 322 Resolver, 30, 224 Microcomputer, 32 AD converter, 34 Resolver digital converter (RD converter), 36 arithmetic unit, M motor, A rotating shaft, 124 rotor, 125 excitation coil, 126, 127 output coil, 128 stator, 223 rotary encoder, 234 buffer amplifier, 236, 238 multiplication type D / A converter, 240, 242 differentiation circuit, 244, 246 comparator, 324 angular velocity calculator, 326 differentiation calculation , 328 multiplication operation unit, 330 comparison operation unit.
Claims (1)
前記レゾルバからのsin信号およびcos信号をデジタル値に変換し、前記デジタル値から前記回転軸の回転角度を演算するレゾルバデジタルコンバータと、
前記sin信号または前記cos信号に異常が生じているか否かを判定する異常判定装置と、
を備える回転角度検出装置であって、
前記レゾルバデジタルコンバータは、
前記回転軸の角速度を演算する第1演算部、
を有し、
前記異常判定装置は、
前記sin信号の時間微分値および前記cos信号の時間微分値を演算する第2演算部と、
前記演算された角速度に前記cos信号を乗じた第1乗算値および前記演算された角速度に値−1と前記sin信号とを乗じた第2乗算値を演算する第3演算部と、
前記sin信号の時間微分値と前記第1乗算値とを比較して、前記sin信号の時間微分値と前記第1乗算値とが一致しないときには前記sin信号に異常が生じていると判定し、前記cos信号の時間微分値と前記第2乗算値とを比較して、前記cos信号の時間微分値と前記第2乗算値とが一致しないときには前記cos信号に異常が生じていると判定する判定部と、
を有する、
回転角度検出装置。 A resolver attached to the rotating shaft;
A resolver digital converter that converts a sin signal and a cos signal from the resolver into digital values, and calculates a rotation angle of the rotation shaft from the digital values;
An abnormality determination device for determining whether an abnormality has occurred in the sin signal or the cos signal;
A rotation angle detection device comprising:
The resolver digital converter is:
A first calculation unit for calculating an angular velocity of the rotating shaft;
Have
The abnormality determination device is
A second calculation unit for calculating a time differential value of the sin signal and a time differential value of the cos signal;
A third calculation unit for calculating a first multiplication value obtained by multiplying the calculated angular velocity by the cos signal and a second multiplication value obtained by multiplying the calculated angular velocity by a value −1 and the sin signal;
The time differential value of the sin signal is compared with the first multiplication value, and when the time differential value of the sin signal and the first multiplication value do not match, it is determined that an abnormality has occurred in the sin signal, Judgment by comparing the time differential value of the cos signal with the second multiplication value and determining that an abnormality has occurred in the cos signal when the time differential value of the cos signal does not match the second multiplication value And
Having
Rotation angle detection device.
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