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JP2004325166A - Rotation angle detector - Google Patents

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Publication number
JP2004325166A
JP2004325166A JP2003118153A JP2003118153A JP2004325166A JP 2004325166 A JP2004325166 A JP 2004325166A JP 2003118153 A JP2003118153 A JP 2003118153A JP 2003118153 A JP2003118153 A JP 2003118153A JP 2004325166 A JP2004325166 A JP 2004325166A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotation angle
counter
reset
value
conversion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003118153A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Abe
哲郎 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2003118153A priority Critical patent/JP2004325166A/en
Publication of JP2004325166A publication Critical patent/JP2004325166A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

【課題】シリアルI/F信号線を設けることなく、R/D変換IC内のカウンタのカウンタ値とモータ制御用CPU内のカウンタのカウンタ値を一致させる。
【解決手段】CPU電源5の投入直後、もしくはCPU電源5の瞬低から復帰直後にR/D変換IC2内のカウンタ20およびモータ制御用CPU内のカウンタ30をリセットし、その後カウンタ30、カウンタ20の順にリセット解除し、カウンタ20のリセット解除から所定の時間後に両カウンタ20、30のカウンタ値φとカウンタ値ψが合う構成とした。
【選択図】 図1
A counter value of a counter in an R / D conversion IC is made to match a counter value of a counter in a motor control CPU without providing a serial I / F signal line.
Immediately after turning on a CPU power supply or immediately after returning from an instantaneous drop of the CPU power supply, a counter in the R / D conversion IC and a counter in the motor control CPU are reset. , And the counter value φ and the counter value の of the counters 20 and 30 match each other a predetermined time after the reset of the counter 20 is released.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レゾルバを用いて電動機などの回転機の回転角を検出する回転角検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献】特開平11−337371号公報。
【0003】
上記特許文献に示された回転角検出装置ではR/D変換IC(レゾルバ/デジタルコンバータ)とモータ制御用CPUの間にシリアルI/F信号線を設け、モータ制御用CPU内のカウンタ値をこのシリアルI/F信号線を介して得たR/D変換IC内のカウンタ値に設定することで、両者のカウンタの値を一致させていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この従来例において、シリアルI/F信号線を設けるため、R/D変換ICにシリアルI/F信号用の専用回路が必要となり、回路規模が増大するとともに、モータ制御用CPU側にもシリアルI/F用端子および回路が必要となり、モータ制御用CPUのランクアップにより、小型化、低コスト化の障害となる問題があった。
【0005】
本発明は上述の課題を解決するためになされたもので、シリアルI/F信号線を設けることなく、R/D変換ICのカウンタ値とモータ制御用CPUのカウンタ値を一致させることができる回転角検出装置を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明においては、回転角検出手段の電源状態を検出し、電源が投入された、若しくは電源の電圧が所定値未満から所定値以上に復帰した事が検出された場合に、R/D変換手段および回転角検出手段内のカウンタのリセット処理を行い、リセット解除は、回転角検出手段内のカウンタ、R/D変換手段内のカウンタの順でリセット処理を解除する構成とした。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、回転角検出手段の電源の投入、あるいは瞬低から復帰後に、回転角検出手段内のカウンタおよびR/D変換手段内のカウンタの両方をリセットし、リセット解除は回転角検出手段内のカウンタ、R/D変換手段内のカウンタの順でリセット処理を解除する簡単な構成で、R/D変換手段内のカウンタ値に回転角検出手段内のカウンタ値を合わせることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【0009】
本発明の第1の実施の形態について、図1、2、3、4を用いて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態を示す回路構成図であり、この図1を用いて、第1の実施の形態の構成を説明する。レゾルバ1の1次巻線に励磁信号f(t)を入力し、90゜の位相差を持って配置された2次巻線にレゾルバ1が取り付けられたモータの回転角θに応じて振幅変調された信号、sinθ・f(t)およびcosθ・f(t)が得られる。R/D変換IC2(R/D変換手段)では、レゾルバ1が示す回転角θの変換結果φを示すUP/DOWNカウンタ20(第1のカウンタ)が設けられ、レゾルバ1から出力されるsinθ・f(t)およびcosθ・f(t)の2つの信号と、変換結果φから求められる2つの関数sinφおよびcosφをsinφ/cosφ生成手段26で生成し、積和演算(掛算器21、減算器22)し、sin(θ−φ)・f(t)を求めた後、励磁信号f(t)で同期検波手段23することにより、回転角θとカウンタ20のカウンタ値φの差sin(θ−φ)が求められる。カウンタ値φを増減することで、この値がゼロになるように帰還作動回路をカウンタ20、sinφ/cosφ生成手段26、積和演算(掛算器21、減算器22)、同期検波手段23、補償器25で構成しており、カウンタ値φを回転角θに一致させている。このカウンタ値φはエンコーダI/F27(3相信号出力手段)により、軸の回転方向と回転量を示すA、B信号、回転角がゼロを横切るタイミング(U相信号の立ち上がり)に出力されるZ信号、絶対角度から求められる3相U、V、W信号として出力される。パワーオンリセット回路28(第3のリセット手段)はR/D変換IC用電源4(R/D変換手段の電源)の投入時に、自らを初期化するために設けられているリセット回路である。
【0010】
モータ制御用CPU3(回転角検出手段)内のカウンタ30(第2のカウンタ)はエンコーダI/F27からのA、B、Z信号を受け、A、B信号のエッジ数を計測することでカウントを行い回転量を読み取り、Z信号でカウンタ30をリセットすることで、カウンタ値φとカウンタ30のカウンタ値ψを一致させることができる。ただし電源投入直後の初期状態ではこのZ信号が出力されないため、カウンタ値φとカウンタ値ψは一致していない。モータはこのカウンタ30の状態により、制御される。回転角推定手段32はU、V、W信号から大まかな回転角推定を行う。リセットシーケンス発生手段34(第1のリセット手段、第2のリセット手段およびリセット解除手段)は電源投入/瞬低検出手段33(電源状態検出手段)からの指示により、カウンタ20のリセット81とカウンタ30のリセット83およびカウンタ20と30のリセット解除82、84を行う。電源投入/瞬低検出手段33はCPU電源5(回転角検出手段の電源)の電源投入と、CPU電源5の電圧が瞬低等により電圧が下がった状態の所定値未満から所定値以上に復帰したことを検出する。比較診断手段31(異常判定手段)は回転角推定手段32の出力とカウンタ値ψを比較し、回転角検出装置が異常か否か判断する。
【0011】
図2は本第1の実施の形態の動作を示すタイムチャートであり、図3は本第1の実施の形態のモータ制御用CPU3の動作を示すフローチャートである。この図2および図3を用いて、本第1の実施の形態の動作を説明する。まず図2を用いて、R/D変換IC2の初期化追従作動について説明する。R/D変換IC2は、R/D変換IC用電源4投入時にはR/D変換IC2内部を自ら初期化するためにパワーオンリセット回路28により初期化されるため、カウンタ20のカウンタ値φはレゾルバ回転角θ(初期値:α)と一致していないので、パワーオンリセット時間b経過後のパワーオンリセット解除後はカウンタ値φを増減し、レゾルバ回転角θ(α)に一致するように帰還作動する。この帰還作動によりパワーオンリセット解除後、所定の期間cが経過した後、カウンタ値φ(α)が実際のレゾルバ回転角θ(α)に一致する。このパワーオンリセット解除からレゾルバ回転角θ(α)とカウンタ値φ(α)の両者が一致するまでの期間を初期化追従期間cと呼ぶ。初期化追従期間cにおいては、カウンタ値φはリセット状態から、レゾルバ回転角θに向かって、単調増加または単調減少する。初期化追従期間c終了後は、レゾルバ回転角θが変化しても、それをトラッキングしてカウンタ値φも変化するため、許容される変化量を超えない限り、常にレゾルバ回転角θとカウンタ値φの差はほぼゼロとなり、一致しているとみなすことができる。モータ制御にR/D変換IC2の変換結果を用いる場合は、初期化追従期間c終了後のカウンタ値φを用いるのが、一般的である。
【0012】
通常、カウンタ20のリセット作動はパワーオンリセット回路28により初期化される。この初期化(パワーオンリセット時間b)および、初期化追従期間cの合計時間t1(例えば数十ms)は、モータ制御用CPU3のリセット時間t2(例えば数十ms)とモータ制御用CPU3自体のソフトによる初期化時間t3(例えば数百ms)の合計時間と比較して充分短いのが一般的であるため、モータ制御用CPU3がモータ制御を開始する時点では、カウンタ値φは、レゾルバ回転角θに一致しているため、モータ制御に必要な回転角の変換値φを提供できる状態となっている。しかしながら、上記作動のみでは、モータ制御開始時にカウンタ値φとカウンタ値ψが一致していない。
【0013】
次に図3のフローチャートおよび図2を用いて、モータ制御用CPU3の動作とカウンタ20および30の動作を説明する。まずR/D変換IC用電源4とCPU電源5の投入(あるいはCPU電源5の電圧が所定値未満から所定値以上に復帰した)後、モータ制御用CPU3のリセットと初期化を始める(S100)。モータ制御用CPU3のリセット完了(時間t2後)(S101)、モータ制御用CPU3のソフトを含めた初期化完了(時間t3後)(S102)、ソフトの初期化ばらつき等を考慮し、時間余裕a1を取った後、カウンタ20リセット(S103)、続いてカウンタ30リセット(S104)、この操作によりカウンタ20およびカウンタ30の値はゼロとなり、一致する。続いてカウンタ30のリセットを解除(S105)し、カウンタ30のA、B信号による計測を許可する。その後、カウンタ20のリセットを解除(S106)する。このカウンタ20のリセット解除により、カウンタ20は初期化追従作動を行い、カウンタ20のカウンタ値φの増減に応じて、A、B信号が出力され、カウンタ30はカウンタ20の初期化追従作動中に発生するA、B信号を計測することで、カウンタ20の初期化追従終了時にはレゾルバ回転角θ、カウンタ値φ、カウンタ値ψの3つの値が全て一致する。なお、初期化追従期間cはレゾルバ回転角θの初期値αによっても変化するため、カウンタ値ψがカウンタ値φに一致したと判断する時間は、カウンタ20のリセット解除82からR/D変換IC2の帰還作動回路の帰還利得によって決まるカウンタ20の初期化追従期間cの最大値cmaxに対して、十分な余裕時間a2を含めた所定の待ち時間τの経過後である。
【0014】
なお、所定の待ち時間τの後、本発明ではカウンタ値φの増減に応じて、出力されるA、B信号をカウントすることによって得られたカウンタ値ψとエンコーダIF27から出力されるU、V、W信号によって決まる角度ψ′との差Δψが、所定値を超えた場合に、回転角検出装置が異常と判断する診断も併せて実施している。図4に示すようにU、V、W信号の組み合わせにより、60゜分解能で回転角の推定ができる。例えばU/V/W=ハイレベル/ローレベル/ハイレベルの組み合わせを検出した場合、この組み合わせが取るべき角度範囲の中央値を推定回転角ψ′とすれば、ψ′=30゜と求められる(S108)。このときカウンタ値ψは0〜60゜の範囲を取るはずであり、推定回転角ψ′とカウンタ値ψの差Δψ(=ψ−ψ′)は−30゜〜30゜となる。これに分解能誤差などの若干の余裕を見込んで閾値ψTHを求め、|Δψ|<ψTHの範囲を超えた場合(S109)、エンコーダI/F27、もしくはA、B、Z、U、V、W信号線のいずれか、またはカウンタ30や、R/D変換IC2あるいはモータ制御用CPU3の入出力ポートなどの故障による異常、すなわち回転角検出装置の異常と判断することができる。特に異常がなかった場合、モータの通常制御状態に移行し、モータはカウンタ30のカウンタ値ψに基づき制御され、回転動作し、レゾルバ回転角θは初期値αから変化する。
【0015】
本第1の実施の形態によれば、CPU電源5の投入直後、もしくはCPU電源5の瞬低から復帰直後にカウンタ20およびカウンタ30をリセットし、カウンタ30、カウンタ20の順にリセット解除するという、簡単な回路構成で、専用のシリアルインターフェース回路を用いることなく、カウンタ20とカウンタ30のカウンタ値φとψを一致させることができる。更にカウンタ値φとカウンタ値ψが一致した後に、U、V、W相出力の状態から推定できるレゾルバ回転角範囲とカウンタ値ψを比較することにより、エンコーダI/F27、もしくはA、B、Z、U、V、W信号線のいずれか、またはカウンタ30や、R/D変換IC2あるいはモータ制御用CPU3の入出力ポートなどの故障が判断でき、カウンタ値ψの信頼性を向上させることが可能となっている。
【0016】
次に図5、6、7を用いて、本第2の実施の形態について説明する。図5は本第2の実施の形態を示す回路構成図であり、この図5を用いて、第2の実施の形態の構成を説明する。なお、図1と同じ構成については説明を省略する。電源制御回路35(電源制御手段、および第2のリセット手段、リセット解除手段)は電源投入/瞬低検出手段33からの指示により、R/D変換IC用電源オン/オフ回路6へのオン85/オフ86制御およびカウンタ30のリセット83、リセット解除84を行う。R/D変換IC用電源オン/オフ回路6は電源制御回路35からの制御を受け、R/D変換IC用電源4(R/D変換手段の電源)をオン/オフする。
【0017】
図6は本第2の実施の形態の動作を示すタイムチャートであり、図7は本第2の実施の形態のモータ制御用CPU3の動作を示すフローチャートである。この図6および図7を用いて、本第2の実施の形態の動作を説明する。まずR/D変換IC用電源4とCPU電源5の投入(あるいはCPU電源5の電圧が所定値未満から所定値以上に復帰した)後、モータ制御用CPU3のリセットと初期化を始め、モータ制御用CPU3の初期化完了まで(S100〜S102)は図3のフローチャートと同じである。モータ制御用CPU3のソフトを含めた初期化完了(時間t3後)(S102)、ソフトの初期化ばらつき等を考慮し、時間余裕a1を取った(モータ制御用CPU3がセットアップされた安定状態)後、カウンタ30をリセット(S104)し、次いでR/D変換IC用電源4をオフ(S203)した後、カウンタ30のリセット解除(S105)を行い、R/D変換IC2からのA、B出力等の待ち受け状態を作った後、R/D変換IC用電源4をオン(S206)する。R/D変換IC用電源4のオンによりカウンタ20はR/D変換IC2内にあるパワーオンリセット回路28でリセットされる。パワーオンリセット時間b後、カウンタ20は初期化追従作動を行い、カウンタ20のカウンタ値φの増減に応じて、A、B信号が出力され、カウンタ30はカウンタ20の初期化追従作動中に発生するA、B信号を計測することで、カウンタ20の初期化追従終了時にはレゾルバ回転角θ、カウンタ値φ、カウンタ値ψの3つの値が全て一致する。なお、初期化追従期間cはレゾルバ回転角θの初期値αによっても変化するため、カウンタ値ψがカウンタ値φに一致したと判断する時間は、R/D変換IC用電源4のオンからパワーオンリセット時間bと、R/D変換IC2の帰還作動回路の帰還利得によって決まるカウンタ20の初期化追従期間cの最大値cmaxに対して、十分な余裕時間a2を含めた所定の待ち時間τ1の経過後である。S207で所定時間をτ1経過したかどうかの判定後の動作については先に述べた第1の実施の形態と同じである。
【0018】
本第2の実施の形態によれば、CPU電源5の投入直後、もしくはCPU電源5の瞬低から復帰直後にR/D変換IC用電源4をオフ/オンさせる動作と、カウンタ30のリセットおよびリセット解除と言う簡単な構成で、CPU電源5の投入直後、もしくはCPU電源5の瞬低から復帰直後にカウンタ値φとψを一致させることができる。更にカウンタ値φとカウンタ値ψが一致した後に、U、V、W相出力の状態から推定できるレゾルバ回転角範囲とカウンタ値ψを比較することにより、エンコーダI/F27、もしくはA、B、Z、U、V、W信号線のいずれか、またはカウンタ30や、R/D変換IC2あるいはモータ制御用CPU3の入出力ポートなどの故障が判断でき、カウンタ値ψの信頼性を向上させることが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す回路構成図。
【図2】第1の実施の形態の動作を示すタイムチャート。
【図3】第1の実施の形態のモータ制御用CPU3の動作を示すフローチャート。
【図4】U、V、W相出力の動作を示すタイムチャート。
【図5】第2の実施の形態を示す回路構成図。
【図6】第2の実施の形態の動作を示すタイムチャート。
【図7】第2の実施の形態のモータ制御用CPU3の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
1…レゾルバ
2…R/D変換IC
3…モータ制御用CPU
4…R/D変換IC用電源
5…CPU電源
20…UP/DOWNカウンタ
27…エンコーダ信号I/F
28…パワーオンリセット回路
30…カウンタ
31…比較診断手段
32…回転角推定手段
33…電源投入/瞬低検出手段
34…リセットシーケンス発生手段
35…電源制御回路
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotation angle detection device that detects a rotation angle of a rotating machine such as an electric motor using a resolver.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document] JP-A-11-337371.
[0003]
In the rotation angle detection device disclosed in the above-mentioned patent document, a serial I / F signal line is provided between an R / D conversion IC (resolver / digital converter) and a motor control CPU, and the counter value in the motor control CPU is set to this value. By setting the counter value in the R / D conversion IC obtained via the serial I / F signal line, the values of both counters are matched.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In this conventional example, since a serial I / F signal line is provided, a dedicated circuit for the serial I / F signal is required in the R / D conversion IC, and the circuit scale is increased. A / F terminal and a circuit are required, and there is a problem that an increase in the rank of the motor control CPU hinders downsizing and cost reduction.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and is capable of rotating a counter value of an R / D conversion IC and a counter value of a motor control CPU without providing a serial I / F signal line. It is an object to provide an angle detection device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, in the present invention, the power supply state of the rotation angle detecting means is detected, and it is detected that the power supply is turned on or that the voltage of the power supply has returned from a value lower than a predetermined value to a value higher than a predetermined value. In this case, the reset processing of the counters in the R / D conversion means and the rotation angle detection means is performed, and the reset release cancels the reset processing in the order of the counter in the rotation angle detection means and the counter in the R / D conversion means. Configuration.
[0007]
【The invention's effect】
According to the present invention, both the counter in the rotation angle detecting means and the counter in the R / D conversion means are reset after turning on the power of the rotation angle detecting means or returning from the sag, and the reset release is performed when the rotation angle is detected. With a simple configuration in which the reset processing is canceled in the order of the counter in the means and the counter in the R / D conversion means, the counter value in the rotation angle detection means can be matched with the counter value in the R / D conversion means.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings described below, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
[0009]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. The configuration of the first embodiment will be described with reference to FIG. An excitation signal f (t) is input to the primary winding of the resolver 1, and amplitude modulation is performed in accordance with the rotation angle θ of the motor in which the resolver 1 is attached to the secondary winding arranged with a phase difference of 90 °. The obtained signals are sin θ · f (t) and cos θ · f (t). The R / D conversion IC 2 (R / D conversion means) is provided with an UP / DOWN counter 20 (first counter) indicating the conversion result φ of the rotation angle θ indicated by the resolver 1. f (t) and two signals of cosθ · f (t) and two functions sinφ and cosφ obtained from the conversion result φ are generated by the sinφ / cosφ generating means 26, and the product-sum operation (multiplier 21, subtractor 22) Then, after obtaining sin (θ−φ) · f (t), the synchronous detection means 23 is used for the excitation signal f (t) to obtain the difference sin (θ) between the rotation angle θ and the counter value φ of the counter 20. −φ) is required. By increasing or decreasing the counter value φ, the feedback operation circuit is provided with a counter 20, a sinφ / cosφ generating means 26, a product-sum operation (multiplier 21, subtractor 22), a synchronous detection means 23, and a compensation so that the value becomes zero. The counter value φ matches the rotation angle θ. The counter value φ is output by the encoder I / F 27 (three-phase signal output means) at the timing when the A and B signals indicating the rotation direction and the rotation amount of the shaft and the rotation angle cross zero (the rising edge of the U-phase signal). The Z signal is output as three-phase U, V, and W signals obtained from the absolute angle. The power-on reset circuit 28 (third reset means) is a reset circuit provided to initialize itself when the power supply 4 for the R / D conversion IC (power supply for the R / D conversion means) is turned on.
[0010]
The counter 30 (second counter) in the motor control CPU 3 (rotation angle detecting means) receives the A, B, and Z signals from the encoder I / F 27, and counts by measuring the number of edges of the A and B signals. By reading the rotation amount and resetting the counter 30 with the Z signal, the counter value φ and the counter value の of the counter 30 can be matched. However, since the Z signal is not output in the initial state immediately after the power is turned on, the counter value φ does not match the counter value ψ. The motor is controlled by the state of the counter 30. The rotation angle estimation means 32 roughly estimates the rotation angle from the U, V, and W signals. The reset sequence generation means 34 (first reset means, second reset means and reset release means) are provided with a reset 81 of the counter 20 and a counter 30 in response to an instruction from the power-on / sag detection means 33 (power state detection means). 83 and reset cancellations 82 and 84 of the counters 20 and 30. The power-on / sag detection means 33 turns on the power of the CPU power supply 5 (the power supply for the rotation angle detection means) and returns the voltage of the CPU power supply 5 from a value lower than a predetermined value in a state where the voltage has dropped due to a voltage sag or the like to a predetermined value or more. Detect that it has done. The comparative diagnosis means 31 (abnormality determination means) compares the output of the rotation angle estimation means 32 with the counter value ψ to determine whether or not the rotation angle detection device is abnormal.
[0011]
FIG. 2 is a time chart showing the operation of the first embodiment, and FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the motor control CPU 3 of the first embodiment. The operation of the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, the initialization following operation of the R / D conversion IC 2 will be described with reference to FIG. Since the R / D conversion IC 2 is initialized by the power-on reset circuit 28 in order to initialize the inside of the R / D conversion IC 2 when the power supply 4 for the R / D conversion IC is turned on, the counter value φ of the counter 20 is a resolver. Since it does not match the rotation angle θ (initial value: α), the counter value φ is increased or decreased after the power-on reset is released after the elapse of the power-on reset time b, and feedback is performed so as to match the resolver rotation angle θ (α). Operate. The counter value φ (α) matches the actual resolver rotation angle θ (α) after a predetermined period c has elapsed after the power-on reset is released by this feedback operation. The period from the release of the power-on reset until the resolver rotation angle θ (α) and the counter value φ (α) match is referred to as an initialization follow-up period c. In the initialization follow-up period c, the counter value φ monotonically increases or decreases from the reset state toward the resolver rotation angle θ. After the end of the initialization follow-up period c, even if the resolver rotation angle θ changes, the counter value φ changes by tracking the change, so that the resolver rotation angle θ and the counter value are always changed as long as the change amount does not exceed an allowable change amount. The difference between φ is almost zero, and can be regarded as coincident. When the conversion result of the R / D conversion IC 2 is used for motor control, it is general to use the counter value φ after the end of the initialization follow-up period c.
[0012]
Normally, the reset operation of the counter 20 is initialized by the power-on reset circuit 28. The total time t1 (for example, several tens ms) of the initialization (power-on reset time b) and the initialization follow-up period c is determined by the reset time t2 (for example, several tens ms) of the motor control CPU 3 and the motor control CPU 3 itself. In general, the counter value φ is equal to the resolver rotation angle at the time when the motor control CPU 3 starts the motor control, since it is generally sufficiently shorter than the total time of the initialization time t3 (for example, several hundred ms) by software. θ, the conversion value φ of the rotation angle required for motor control can be provided. However, with only the above operation, the counter value φ does not match the counter value 時 に at the start of motor control.
[0013]
Next, the operation of the motor control CPU 3 and the operations of the counters 20 and 30 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and FIG. First, after turning on the power supply 4 for the R / D conversion IC and the CPU power supply 5 (or the voltage of the CPU power supply 5 has returned from a value lower than a predetermined value to a value equal to or higher than a predetermined value), resetting and initialization of the motor control CPU 3 are started (S100). . Completion of reset of motor control CPU 3 (after time t2) (S101), completion of initialization of motor control CPU 3 including software (after time t3) (S102), time allowance a1 in consideration of software initialization variation and the like. After taking the value, the counter 20 is reset (S103), and then the counter 30 is reset (S104). By this operation, the values of the counter 20 and the counter 30 become zero and coincide with each other. Subsequently, the reset of the counter 30 is released (S105), and the measurement by the A and B signals of the counter 30 is permitted. Thereafter, the reset of the counter 20 is released (S106). When the reset of the counter 20 is released, the counter 20 performs the initialization following operation, and the A and B signals are output according to the increase / decrease of the counter value φ of the counter 20, and the counter 30 operates during the initialization following operation of the counter 20. By measuring the generated A and B signals, all three values of the resolver rotation angle θ, the counter value φ, and the counter value ψ coincide with each other when the initialization of the counter 20 is completed. Since the initialization follow-up period c also changes depending on the initial value α of the resolver rotation angle θ, the time for determining that the counter value 一致 coincides with the counter value φ is determined by the reset release 82 of the counter 20 from the R / D conversion IC 2 After the elapse of a predetermined waiting time τ including a sufficient margin time a2 with respect to the maximum value c max of the initialization follow-up period c of the counter 20 determined by the feedback gain of the feedback operation circuit.
[0014]
After the predetermined waiting time τ, according to the present invention, the counter value 得 obtained by counting the output A and B signals and the U and V output from the encoder IF 27 according to the increase and decrease of the counter value φ. , W signal, the difference Δψ from the angle ψ ′ exceeds a predetermined value, the diagnosis that the rotation angle detecting device determines that the rotation angle is abnormal is also performed. As shown in FIG. 4, the rotation angle can be estimated with a resolution of 60 ° by a combination of the U, V, and W signals. For example, when a combination of U / V / W = high level / low level / high level is detected, if the median value of the angle range to be taken by this combination is assumed to be the estimated rotation angle ψ ′, 求 め ′ = 30 ° is obtained. (S108). At this time, the counter value を 取 る should be in the range of 0 to 60 °, and the difference Δψ (= ψ−ψ ′) between the estimated rotation angle ψ ′ and the counter value ゜ becomes −30 ° to 30 °. The threshold value ψ TH is calculated in consideration of some margin such as a resolution error, and if the threshold value exceeds the range of | Δψ | <ψ TH (S109), the encoder I / F27 or A, B, Z, U, V, An abnormality due to a failure of any one of the W signal lines or the input / output port of the counter 30, the R / D conversion IC 2, or the motor control CPU 3, that is, an abnormality of the rotation angle detecting device can be determined. If there is no abnormality, the motor shifts to the normal control state, the motor is controlled based on the counter value の of the counter 30, rotates, and the resolver rotation angle θ changes from the initial value α.
[0015]
According to the first embodiment, the counter 20 and the counter 30 are reset immediately after the CPU power supply 5 is turned on or immediately after the CPU power supply 5 recovers from an instantaneous drop, and the reset is released in the order of the counter 30 and the counter 20. With a simple circuit configuration, the counter values φ and の of the counter 20 and the counter 30 can be matched without using a dedicated serial interface circuit. Further, after the counter value φ and the counter value 一致 coincide with each other, the encoder I / F 27 or A, B, and Z are compared by comparing the resolver rotation angle range that can be estimated from the state of the U, V, and W phase outputs with the counter value ψ. , U, V, or W signal line, or the failure of the counter 30, the R / D conversion IC 2, or the input / output port of the motor control CPU 3, etc., can be determined, and the reliability of the counter value ψ can be improved. It has become.
[0016]
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a circuit diagram showing the second embodiment. The configuration of the second embodiment will be described with reference to FIG. The description of the same configuration as in FIG. 1 is omitted. The power supply control circuit 35 (power supply control means, second reset means, and reset release means) turns on / off the power on / off circuit 6 for the R / D conversion IC 6 according to an instruction from the power on / sag detection means 33. / OFF 86 control and reset 83 and reset release 84 of the counter 30 are performed. The power supply on / off circuit 6 for the R / D conversion IC is controlled by the power supply control circuit 35 to turn on / off the power supply 4 for the R / D conversion IC (power supply for the R / D conversion means).
[0017]
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the second embodiment, and FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the motor control CPU 3 of the second embodiment. The operation of the second embodiment will be described with reference to FIGS. First, after the power supply 4 for the R / D conversion IC and the CPU power supply 5 are turned on (or the voltage of the CPU power supply 5 returns from a value lower than a predetermined value to a predetermined value or more), resetting and initialization of the motor control CPU 3 are started. Until the initialization of the CPU 3 is completed (S100 to S102), it is the same as the flowchart of FIG. After the initialization of the motor control CPU 3 including the software is completed (after the time t3) (S102), and after taking a time margin a1 in consideration of the initialization variation of the software (the stable state in which the motor control CPU 3 is set up). After resetting the counter 30 (S104), and then turning off the power supply 4 for the R / D conversion IC (S203), the reset of the counter 30 is released (S105), and outputs A and B from the R / D conversion IC 2 etc. Then, the power supply 4 for the R / D conversion IC is turned on (S206). When the power supply 4 for the R / D conversion IC is turned on, the counter 20 is reset by a power-on reset circuit 28 in the R / D conversion IC 2. After the power-on reset time b, the counter 20 performs the initialization following operation, and the A and B signals are output according to the increase or decrease of the counter value φ of the counter 20, and the counter 30 generates during the initialization following operation of the counter 20. By measuring the signals A and B, all three values of the resolver rotation angle θ, the counter value φ, and the counter value ψ coincide with each other when the initialization of the counter 20 is completed. Since the initialization follow-up period c also changes depending on the initial value α of the resolver rotation angle θ, the time when it is determined that the counter value 一致 coincides with the counter value φ is from the time when the power supply 4 for the R / D conversion IC is turned on to the power supply. A predetermined waiting time τ1 including a sufficient margin time a2 with respect to the ON reset time b and the maximum value c max of the initialization follow-up period c of the counter 20 determined by the feedback gain of the feedback operation circuit of the R / D conversion IC2. After the passage of. The operation after determining whether or not the predetermined time period τ1 has elapsed in S207 is the same as that in the first embodiment described above.
[0018]
According to the second embodiment, the operation of turning off / on the R / D conversion IC power supply 4 immediately after turning on the CPU power supply 5 or immediately after the CPU power supply 5 recovers from an instantaneous drop, resetting and resetting the counter 30 With a simple configuration called reset release, the counter value φ and 一致 can be matched immediately after the CPU power supply 5 is turned on or immediately after the CPU power supply 5 recovers from a momentary drop. Further, after the counter value φ and the counter value 一致 coincide with each other, the encoder I / F 27 or A, B, and Z are compared by comparing the resolver rotation angle range that can be estimated from the state of the U, V, and W phase outputs with the counter value ψ. , U, V, or W signal line, or the failure of the counter 30, the R / D conversion IC 2, or the input / output port of the motor control CPU 3, etc., can be determined, and the reliability of the counter value ψ can be improved. It has become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a time chart showing the operation of the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a motor control CPU 3 according to the first embodiment.
FIG. 4 is a time chart showing operations of U, V, and W phase outputs.
FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment.
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the second embodiment.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of a motor control CPU 3 according to the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1. Resolver 2. R / D conversion IC
3: CPU for motor control
4 R / D conversion IC power supply 5 CPU power supply 20 UP / DOWN counter 27 Encoder signal I / F
28 power-on reset circuit 30 counter 31 comparative diagnostic means 32 rotation angle estimating means 33 power-on / voltage drop detecting means 34 reset sequence generating means 35 power control circuit

Claims (4)

回転機の回転角に応じた信号を出力するレゾルバと、
前記回転角に一致する様にカウント値を増減する第1のカウンタを備え、かつ前記第1のカウンタの増減に応じた信号を出力するR/D変換手段と、
前記R/D変換手段から出力された信号に基づいてカウント値を増減する第2のカウンタを備え、かつ前記第2のカウンタのカウント値に基づいて前記回転角を検出する回転角検出手段と、
を備えた回転機の回転角検出装置において、
少なくとも前記回転角検出手段の電源が投入された、若しくは前記電源の電圧が所定値未満から所定値以上に復帰した事を検出する電源状態検出手段と、
前記第1のカウンタのリセット処理を行う第1のリセット手段と、
前記第2のカウンタのリセット処理を行う第2のリセット手投と、
前記第1のカウンタおよび前記第2のカウンタのリセット処理を解除するリセット解除手段と
を備え、前記第1のリセット手段と前記第2のリセット手段は、前記電源状態検出手段によって、前記電源が投入された、若しくは前記電源の電圧が前記所定値未満から前記所定値以上に復帰した事が検出された場合に、前記第1および前記第2のカウンタのリセット処理を行い、前記リセット解除手段は、前記第2のカウンタ、前記第1のカウンタの順でリセット処理を解除すること
、を特徴とする回転角検出装置。
A resolver that outputs a signal according to the rotation angle of the rotating machine,
R / D conversion means comprising a first counter for increasing or decreasing the count value so as to match the rotation angle, and outputting a signal corresponding to the increase or decrease of the first counter;
A rotation angle detection unit that includes a second counter that increases and decreases a count value based on a signal output from the R / D conversion unit, and that detects the rotation angle based on the count value of the second counter;
In a rotation angle detection device for a rotating machine having
Power supply state detection means for detecting that at least the power of the rotation angle detection means has been turned on, or that the voltage of the power supply has returned to a predetermined value or more from less than a predetermined value,
First reset means for resetting the first counter;
A second reset operation for resetting the second counter;
Reset canceling means for canceling reset processing of the first counter and the second counter, wherein the first reset means and the second reset means are turned on by the power state detecting means. Performed, or when it is detected that the voltage of the power supply has returned from the value less than the predetermined value to the value equal to or more than the predetermined value, performs reset processing of the first and second counters, and the reset canceling means includes: A rotation angle detection device, wherein reset processing is canceled in the order of the second counter and the first counter.
前記R/D変換手段が前記第1のカウンタのカウント値に基づいてU、V、W相信号を出力する3相信号出力手段を備え、前記回転角検出手段が前記U、V、W相信号に基づいて60度の分解能で回転機の回転角度を推定する回転角堆定手段と、前記第1のカウンタのリセット処理解除から所定時間後の前記回転角検出手段の検出角度と、前記回転角推定手段によって推定された回転角度とを比較し、所定値以上の差が有った場合に回転角検出装置が異常と判定する異常判定手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の回転角検出装置。The R / D conversion means includes three-phase signal output means for outputting U, V, and W phase signals based on the count value of the first counter, and the rotation angle detection means includes the U, V, and W phase signals. Rotation angle estimating means for estimating the rotation angle of the rotating machine at a resolution of 60 degrees based on the rotation angle, a detection angle of the rotation angle detection means a predetermined time after reset processing of the first counter is canceled, and 2. The rotation according to claim 1, further comprising an abnormality determination unit that compares the rotation angle estimated by the estimation unit and determines that the rotation angle detection device is abnormal when there is a difference equal to or more than a predetermined value. Angle detector. 回転機の回転角に応じた信号を出力するレゾルバと、
前記回転角に一致する様にカウント値を増減する第1のカウンタを備え、かつ前記第1のカウンタの増減に応じた信号を出力するR/D変換手段と、
前記R/D変換手段から出力された信号に基づいてカウント値を増減する第2のカウンタを備え、かつ前記第2のカウンタのカウント値に基づいて前記回転角を検出する回転角検出手段と
を備えた回転機の回転角検出装置において、
R/D変換手段の電源を投入可能な電源制御手段と、
前記R/D変換手段の電源の投入時に前記第1のカウンタをリセットする第3のリセット手段と、
少なくとも回転角検出手段の電源が投入された、若しくは前記回転角検出手段の電源の電圧が所定値未満から所定値以上に復帰した事を検出する電源状態検出手段と、
前記電源状態検出手段によって、前記回転角検出手段の電源が投入された、若しくは前記回転角検出手段の電源の電圧が所定値未満から所定値以上に復帰した事が検出された場合に、前記第2のカウンタのリセットを行う第2のリセット手段と
を備え、前記電源制御手段は、前記第2のリセット手段によって前記第2のカウンタのリセットが行われた後に、前記R/D変換手段の電源を投入して、前記第3のリセット手段によって前記第1のカウンタをリセットすること
、を特徴とする回転角検出装置。
A resolver that outputs a signal according to the rotation angle of the rotating machine,
R / D conversion means comprising a first counter for increasing or decreasing the count value so as to match the rotation angle, and outputting a signal corresponding to the increase or decrease of the first counter;
A second counter for increasing or decreasing a count value based on a signal output from the R / D conversion means, and a rotation angle detection means for detecting the rotation angle based on the count value of the second counter. In the rotation angle detection device of the rotating machine provided with,
Power control means capable of turning on the power of the R / D conversion means;
Third reset means for resetting the first counter when the power of the R / D conversion means is turned on;
Power supply state detection means for detecting that at least the power of the rotation angle detection means has been turned on, or that the voltage of the power supply of the rotation angle detection means has returned from less than a predetermined value to a predetermined value or more,
When the power of the rotation angle detection unit is turned on or the voltage of the power supply of the rotation angle detection unit is returned from a value less than a predetermined value to a value equal to or more than a predetermined value by the power state detection unit, And a second reset unit for resetting the second counter. The power supply control unit is configured to reset the power of the R / D conversion unit after the second reset unit resets the second counter. And resetting the first counter by the third reset means.
前記R/D変換手段が前記第1のカウンタのカウント値に基づいてU、V、W相信号を出力する3相信号出力手段を備え、前記回転角検出手段が前記U、V、W相信号に基づいて60度の分解能で回転機の回転角度を堆定する回転角推定手段と、前記第3のリセット手段による前記第1のカウンタのリセット処理開始から所定時間後の前記回転角検出手段の検出角度と、前記回転角推定手段によって推定された回転角度とを比較し、所定値以上の差が有った場合に回転角検出装置が異常と判定する異常判定手段を備えることを特徴とする請求項3に記載の回転角検出装置。The R / D conversion means includes three-phase signal output means for outputting U, V, and W phase signals based on the count value of the first counter, and the rotation angle detection means includes the U, V, and W phase signals. A rotation angle estimating means for determining a rotation angle of the rotating machine at a resolution of 60 degrees based on the rotation angle of the rotating machine; It is characterized by comprising abnormality determination means for comparing the detected angle with the rotation angle estimated by the rotation angle estimation means, and determining that the rotation angle detection device is abnormal when there is a difference equal to or more than a predetermined value. The rotation angle detection device according to claim 3.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006177913A (en) * 2004-12-24 2006-07-06 Denso Corp Position detecting device
JP2008219756A (en) * 2007-03-07 2008-09-18 Japan Aviation Electronics Industry Ltd Tracking loop type digital angle converter, angle / digital converter
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