JP2024158039A - Signal processing section of angle detection device - Google Patents
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Abstract
【課題】角度検出装置の信号処理部の構成を簡素化することができる角度検出装置の信号処理部を得る。【解決手段】この角度検出装置の信号処理部1は、基準信号を生成する基準信号生成部101と、基準信号を用いて2相の励磁信号を生成する励磁信号生成部102と、2相の励磁信号が入力されたレゾルバ2から出力されたレゾルバ出力を角度データに変換して角度データを出力する変換部103と、変換部103に異常が発生したことを検出する変換監視部104と、を備え、変換部103は、基準信号から角度データだけ位相がずれた位相データをフィードバック信号として用いて角度データを算出するとともに位相データを出力し、変換監視部104は、位相データとレゾルバ出力とを用いて、変換部103に異常が発生したことを検出する。【選択図】図1[Problem] To obtain a signal processing unit for an angle detection device that can simplify the configuration of the signal processing unit of the angle detection device. [Solution] The signal processing unit 1 of this angle detection device includes a reference signal generating unit 101 that generates a reference signal, an excitation signal generating unit 102 that generates a two-phase excitation signal using the reference signal, a conversion unit 103 that converts a resolver output output from a resolver 2 to which the two-phase excitation signal is input into angle data and outputs the angle data, and a conversion monitoring unit 104 that detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit 103, the conversion unit 103 uses phase data that is shifted in phase from the reference signal by the angle data as a feedback signal to calculate the angle data and outputs the phase data, and the conversion monitoring unit 104 detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit 103 using the phase data and the resolver output. [Selected Figure] Figure 1
Description
この発明は、角度検出装置の信号処理部に関する。 This invention relates to a signal processing unit of an angle detection device.
従来、励磁信号生成部と、変換部と、を備えている角度検出装置の信号処理部が知られている。励磁信号生成部は、励磁信号を生成する。励磁信号生成部によって生成された励磁信号は、レゾルバに入力される。励磁信号が入力されたレゾルバからレゾルバ信号が出力される。レゾルバから出力されたレゾルバ信号は、変換部に入力される。変換部は、レゾルバ信号を角度データに変換して角度データを出力する。変換部から出力された角度データは、被制御装置を制御する制御装置に入力される。また、レゾルバから出力されたレゾルバ信号は、制御装置に入力される。制御装置は、レゾルバ信号を用いて角度データを算出する。また、制御装置は、変換部から出力された角度データと制御装置が算出した角度データとを用いて、変換部に異常が発生したことを検出する(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a signal processing unit of an angle detection device is known that includes an excitation signal generating unit and a conversion unit. The excitation signal generating unit generates an excitation signal. The excitation signal generated by the excitation signal generating unit is input to a resolver. A resolver signal is output from the resolver to which the excitation signal is input. The resolver signal output from the resolver is input to the conversion unit. The conversion unit converts the resolver signal into angle data and outputs the angle data. The angle data output from the conversion unit is input to a control device that controls a controlled device. The resolver signal output from the resolver is input to the control device. The control device calculates the angle data using the resolver signal. The control device detects that an abnormality has occurred in the conversion unit using the angle data output from the conversion unit and the angle data calculated by the control device (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載された構成では、変換部に異常が発生したことを検出するために、レゾルバ信号をアナログデータからデジタルデータに変換するA/D変換装置が必要になる。これにより、角度検出装置の信号処理部の構成が複雑になってしまうという問題点があった。 However, the configuration described in Patent Document 1 requires an A/D conversion device that converts the resolver signal from analog data to digital data in order to detect the occurrence of an abnormality in the conversion unit. This creates the problem of a complex configuration for the signal processing unit of the angle detection device.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、角度検出装置の信号処理部の構成を簡素化することができる角度検出装置の信号処理部を提供するものである。 This invention has been made to solve the problems described above, and its purpose is to provide a signal processing unit for an angle detection device that can simplify the configuration of the signal processing unit of the angle detection device.
この発明に係る角度検出装置の信号処理部は、基準信号を生成する基準信号生成部と、基準信号生成部によって生成された基準信号を用いて2相の励磁信号を生成する励磁信号生成部と、2相の励磁信号が入力されたレゾルバから出力されたレゾルバ出力を角度データに変換して角度データを出力する変換部と、変換部に異常が発生したことを検出する変換監視部と、を備え、変換部は、基準信号から角度データだけ位相がずれた位相データをフィードバック信号として用いて角度データを算出するとともに位相データを出力し、変換監視部は、位相データとレゾルバ出力とを用いて、変換部に異常が発生したことを検出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、レゾルバ出力は、2相のレゾルバ信号から構成されており、変換部は、位相データから変換された2相の周期信号のそれぞれを2相のレゾルバ信号のそれぞれに対応させて乗算し、それぞれの乗算結果の差分から得られる制御偏差がゼロになるように角度データを算出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、レゾルバ出力は、1相のレゾルバ信号から構成されており、変換部は、位相データから変換された1相の周期信号を1相のレゾルバ信号に乗算して得られる制御偏差がゼロになるように角度データを算出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、レゾルバ出力は、1相のレゾルバ信号から構成されており、変換部は、1相のレゾルバ信号から変換されたレゾルバ位相データと位相データをもとに生成されるフィードバック位相データとの差分から得られる制御偏差がゼロになるように角度データを算出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、変換部は、位相データに対して位相が90度ずれた移相データを出力し、変換監視部は、位相データおよび移相データと2相のレゾルバ信号とを用いて、変換部に異常が発生したことを検出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、変換監視部は、位相データと1相のレゾルバ信号とを用いて、変換部に異常が発生したことを検出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部は、基準信号を生成する基準信号生成部と、基準信号生成部によって生成された基準信号を用いて2相の励磁信号を生成する励磁信号生成部と、2相の励磁信号が入力されたレゾルバから出力されたレゾルバ出力を角度データに変換して角度データを出力する変換部と、変換部に異常が発生したことを検出する変換監視部と、を備え、変換部は、基準信号から角度データだけ位相がずれた位相データをフィードバック信号として用いて角度データを算出するとともに位相データの極性を反転させた反転位相データを出力し、変換監視部は、反転位相データとレゾルバ出力とを用いて、変換部に異常が発生したことを検出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、レゾルバ出力は、2相のレゾルバ信号から構成されており、変換部は、位相データから変換された2相の周期信号のそれぞれを2相のレゾルバ信号のそれぞれに対応させて乗算し、それぞれの乗算結果の差分から得られる制御偏差がゼロになるように角度データを算出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、レゾルバ出力は、1相のレゾルバ信号から構成されており、変換部は、位相データから変換された1相の周期信号を1相のレゾルバ信号に乗算して得られる制御偏差がゼロになるように角度データを算出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、レゾルバ出力は、1相のレゾルバ信号から構成されており、変換部は、1相のレゾルバ信号から変換されたレゾルバ位相データと位相データをもとに生成されるフィードバック位相データとの差分から得られる制御偏差がゼロになるように角度データを算出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、変換部は、位相データに対して位相が90度ずれた移相データの極性を反転させた反転移相データを出力し、変換監視部は、反転位相データおよび反転移相データと2相のレゾルバ信号とを用いて、変換部に異常が発生したことを検出する。
また、この発明に係る角度検出装置の信号処理部では、変換監視部は、反転位相データと1相のレゾルバ信号とを用いて、変換部に異常が発生したことを検出する。
The signal processing unit of the angle detection device according to the present invention includes a reference signal generating unit that generates a reference signal, an excitation signal generating unit that generates a two-phase excitation signal using the reference signal generated by the reference signal generating unit, a conversion unit that converts a resolver output output from a resolver to which the two-phase excitation signal has been input into angle data and outputs the angle data, and a conversion monitoring unit that detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit, wherein the conversion unit calculates angle data using phase data that is shifted in phase from the reference signal by the angle data as a feedback signal and outputs the phase data, and the conversion monitoring unit detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit using the phase data and the resolver output.
In addition, in the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention, the resolver output is composed of two-phase resolver signals, and the conversion unit multiplies each of the two-phase periodic signals converted from the phase data by each of the two-phase resolver signals, and calculates angle data so that the control deviation obtained from the difference between the respective multiplication results becomes zero.
In addition, in the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention, the resolver output is composed of a one-phase resolver signal, and the conversion unit calculates angle data so that the control deviation obtained by multiplying the one-phase resolver signal by the one-phase periodic signal converted from the phase data is zero.
In addition, in the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention, the resolver output is composed of a one-phase resolver signal, and the conversion unit calculates angle data so that the control deviation obtained from the difference between the resolver phase data converted from the one-phase resolver signal and the feedback phase data generated based on the phase data becomes zero.
In addition, in the signal processing unit of the angle detection device of the present invention, the conversion unit outputs phase-shift data that is shifted in phase by 90 degrees from the phase data, and the conversion monitoring unit detects that an abnormality has occurred in the conversion unit using the phase data, the phase-shift data, and the two-phase resolver signal.
Furthermore, in the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention, the conversion monitoring unit detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit by using the phase data and the one-phase resolver signal.
In addition, the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention includes a reference signal generating unit that generates a reference signal, an excitation signal generating unit that generates a two-phase excitation signal using the reference signal generated by the reference signal generating unit, a conversion unit that converts a resolver output output from a resolver to which the two-phase excitation signal has been input into angle data and outputs the angle data, and a conversion monitoring unit that detects that an abnormality has occurred in the conversion unit, wherein the conversion unit calculates angle data using phase data whose phase is shifted from the reference signal by the angle data as a feedback signal and outputs inverted phase data in which the polarity of the phase data is inverted, and the conversion monitoring unit detects that an abnormality has occurred in the conversion unit using the inverted phase data and the resolver output.
In addition, in the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention, the resolver output is composed of two-phase resolver signals, and the conversion unit multiplies each of the two-phase periodic signals converted from the phase data by each of the two-phase resolver signals, and calculates angle data so that the control deviation obtained from the difference between the respective multiplication results becomes zero.
In addition, in the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention, the resolver output is composed of a one-phase resolver signal, and the conversion unit calculates angle data so that the control deviation obtained by multiplying the one-phase resolver signal by the one-phase periodic signal converted from the phase data is zero.
In addition, in the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention, the resolver output is composed of a one-phase resolver signal, and the conversion unit calculates angle data so that the control deviation obtained from the difference between the resolver phase data converted from the one-phase resolver signal and the feedback phase data generated based on the phase data becomes zero.
Furthermore, in the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention, the conversion unit outputs inverse phase transition data obtained by inverting the polarity of phase-shift data that is shifted in phase by 90 degrees relative to the phase data, and the conversion monitoring unit detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit by using the inverted phase data, the inverse phase transition data, and the two-phase resolver signal.
Furthermore, in the signal processing unit of the angle detection device according to the present invention, the conversion monitoring unit detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit by using the inverted phase data and the one-phase resolver signal.
この発明に係る角度検出装置の信号処理部によれば、角度検出装置の信号処理部の構成を簡素化することができる。 The signal processing unit of the angle detection device according to the present invention can simplify the configuration of the signal processing unit of the angle detection device.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る角度検出装置の信号処理部を備えた角度検出装置を示すブロック図である。角度検出装置は、信号処理部1と、レゾルバ2と、を備えている。レゾルバ2は、2相励磁1相出力型のレゾルバ2になっている。
Embodiment 1.
1 is a block diagram showing an angle detection device including a signal processing unit of the angle detection device according to embodiment 1. The angle detection device includes a signal processing unit 1 and a resolver 2. The resolver 2 is a two-phase excitation, one-phase output type resolver 2.
信号処理部1は、基準信号生成部101と、励磁信号生成部102と、変換部103と、変換監視部104と、を備えている。 The signal processing unit 1 includes a reference signal generating unit 101, an excitation signal generating unit 102, a conversion unit 103, and a conversion monitoring unit 104.
基準信号生成部101は、基準信号ωRtを生成する。基準信号生成部101によって生成された基準信号ωRtは、励磁信号生成部102に入力される。基準信号ωRtが入力された励磁信号生成部102は、基準信号ωRtを用いて2相の励磁信号を生成する。2相の励磁信号のうちの一方の励磁信号を第1励磁信号sinωRtとし、他方の励磁信号を第2励磁信号cosωRtとする。励磁信号生成部102によって生成された2相の励磁信号のそれぞれは、レゾルバ2に入力される。 The reference signal generating unit 101 generates a reference signal ω R t. The reference signal ω R t generated by the reference signal generating unit 101 is input to the excitation signal generating unit 102. The excitation signal generating unit 102, to which the reference signal ω R t has been input, generates a two-phase excitation signal using the reference signal ω R t. One of the two-phase excitation signals is a first excitation signal sin ω R t, and the other excitation signal is a second excitation signal cos ω R t. Each of the two-phase excitation signals generated by the excitation signal generating unit 102 is input to the resolver 2.
2相の励磁信号が入力されたレゾルバ2から、レゾルバ2における固定子に対する回転子の回転角度θに対応したレゾルバ出力が出力される。実施の形態1に係る角度検出装置の信号処理部1では、レゾルバ出力は、1相のレゾルバ信号から構成されている。したがって、2相の励磁信号が入力されたレゾルバ2から、レゾルバ2における固定子に対する回転子の回転角度θに対応した1相のレゾルバ信号が出力される。1相のレゾルバ信号は、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)である。なお、1相のレゾルバ信号は、第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)であってもよい。レゾルバ2から出力された1相のレゾルバ信号は、変換部103に入力される。 A resolver output corresponding to a rotation angle θ of the rotor relative to the stator in the resolver 2 is output from the resolver 2 to which a two-phase excitation signal is input. In the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the first embodiment, the resolver output is composed of a one-phase resolver signal. Therefore, a one-phase resolver signal corresponding to a rotation angle θ of the rotor relative to the stator in the resolver 2 is output from the resolver 2 to which a two-phase excitation signal is input. The one-phase resolver signal is a first resolver signal sin(ω R t-θ). The one-phase resolver signal may be a second resolver signal cos(ω R t-θ). The one-phase resolver signal output from the resolver 2 is input to the conversion unit 103.
変換部103は、1相のレゾルバ信号を角度データφに変換して角度データφを出力する。角度データφは、回転角度θを示す。 The conversion unit 103 converts the one-phase resolver signal into angle data φ and outputs the angle data φ. The angle data φ indicates the rotation angle θ.
変換監視部104は、変換部103に異常が発生したことを検出する。 The conversion monitoring unit 104 detects that an abnormality has occurred in the conversion unit 103.
図2は、図1の変換部103を示すブロック図である。変換部103は、コンパレータ105と、PFC(phase frequency comparator)106と、制御則107と、ACC(accumulator)108と、減算部109と、位相信号生成部110と、を備えている。 Figure 2 is a block diagram showing the conversion unit 103 in Figure 1. The conversion unit 103 includes a comparator 105, a PFC (phase frequency comparator) 106, a control law 107, an ACC (accumulator) 108, a subtraction unit 109, and a phase signal generation unit 110.
コンパレータ105には、レゾルバ2から出力された第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力される。コンパレータ105に第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力されることによって、コンパレータ105からレゾルバ位相データωRt-θが出力される。 The comparator 105 receives the first resolver signal sin(ω R t-θ) output from the resolver 2. When the first resolver signal sin(ω R t-θ) is input to the comparator 105, the comparator 105 outputs resolver phase data ω R t-θ.
変換部103では、フィードバック信号として、後述する位相データωRt-φが用いられる。位相信号生成部110は、位相データωRt-φをもとに生成されるフィードバック位相データを出力する。位相信号生成部110は、位相調整されたフィードバック位相データを出力する。PFC106には、コンパレータ105から出力されたレゾルバ位相データωRt-θと、位相信号生成部110から出力されたフィードバック位相データとが入力される。PFC106は、レゾルバ位相データωRt-θとフィードバック位相データとの差分を算出して、算出結果を制御偏差εとして出力する。 The conversion unit 103 uses phase data ω R t-φ, which will be described later, as a feedback signal. The phase signal generation unit 110 outputs feedback phase data generated based on the phase data ω R t-φ. The phase signal generation unit 110 outputs the feedback phase data whose phase has been adjusted. The PFC 106 receives the resolver phase data ω R t-θ output from the comparator 105 and the feedback phase data output from the phase signal generation unit 110. The PFC 106 calculates the difference between the resolver phase data ω R t-θ and the feedback phase data, and outputs the calculation result as a control deviation ε.
制御則107には、PFC106から出力された制御偏差εが入力される。制御則107は、制御偏差εがゼロになるように角度データφの角速度信号を算出し、算出結果を出力する。 The control deviation ε output from the PFC 106 is input to the control law 107. The control law 107 calculates the angular velocity signal of the angle data φ so that the control deviation ε becomes zero, and outputs the calculation result.
ACC108には、制御則107から出力された角度データφの角速度信号が入力される。ACC108は、角度データφの角速度信号を積分して、積分結果を出力する。ACC108から出力される積分結果は、角度データφになる。 The angular velocity signal of the angle data φ output from the control law 107 is input to the ACC 108. The ACC 108 integrates the angular velocity signal of the angle data φ and outputs the integration result. The integration result output from the ACC 108 becomes the angle data φ.
減算部109には、ACC108から出力された角度データφと、基準信号生成部101によって生成された基準信号ωRtとが入力される。減算部109は、角度データφと基準信号ωRtとの差分を算出する。基準信号ωRtから角度データφだけ位相がずれたデータを位相データωRt-φとする。減算部109は、算出結果である位相データωRt-φを出力する。 The subtraction unit 109 receives the angle data φ output from the ACC 108 and the reference signal ω R t generated by the reference signal generation unit 101. The subtraction unit 109 calculates the difference between the angle data φ and the reference signal ω R t. Data whose phase is shifted from the reference signal ω R t by the angle data φ is set as phase data ω R t-φ. The subtraction unit 109 outputs the phase data ω R t-φ which is the calculation result.
位相信号生成部110には、減算部109から出力された位相データωRt-φが入力される。位相信号生成部110は、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)に対応して位相データωRt-φの位相ずれ量を調整し、調整したフィードバック位相データを出力する。なお、1相のレゾルバ信号が第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)である場合には、位相信号生成部110は、第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)に対応して位相データωRt-φの位相ずれ量を調整し、調整したフィードバック移動データを出力する。なお、1相のレゾルバ信号が第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)である場合には、コンパレータ105からレゾルバ位相データωRt-θ+90°が出力されるため、位相信号生成部110では、調整されるフィードバック位相データの位相ずれ量として90度が考慮される。また、センサの位相ずれは、実際には製造ばらつきが原因になって、0度または90度からずれる場合がある。したがって、位相ずれを設定に応じて調整し、0度または90度からのずれが吸収できるようになっている。 The phase signal generating unit 110 receives the phase data ω R t-φ output from the subtraction unit 109. The phase signal generating unit 110 adjusts the phase shift amount of the phase data ω R t-φ in response to the first resolver signal sin(ω R t-θ) and outputs the adjusted feedback phase data. When the one-phase resolver signal is the second resolver signal cos(ω R t-θ), the phase signal generating unit 110 adjusts the phase shift amount of the phase data ω R t-φ in response to the second resolver signal cos(ω R t-θ) and outputs the adjusted feedback movement data. When the one-phase resolver signal is the second resolver signal cos(ω R t-θ), the resolver phase data ω R t-θ+90° is output from the comparator 105, so that the phase signal generating unit 110 considers 90 degrees as the phase shift amount of the feedback phase data to be adjusted. In addition, the phase shift of the sensor may actually deviate from 0 degrees or 90 degrees due to manufacturing variations. Therefore, the phase shift is adjusted according to the settings so that the deviation from 0 degrees or 90 degrees can be absorbed.
したがって、変換部103は、1相のレゾルバ信号から変換されたレゾルバ位相データωRt-θとフィードバック位相データとの差分から得られる制御偏差εがゼロになるように角度データφを算出する。 Therefore, the conversion unit 103 calculates the angle data φ so that the control deviation ε obtained from the difference between the resolver phase data ω R t−θ converted from the one-phase resolver signal and the feedback phase data becomes zero.
図3は、図1の変換監視部104を示すブロック図である。変換監視部104は、コンパレータ111と、位相比較部112と、位相差判定部113と、を備えている。 Figure 3 is a block diagram showing the conversion monitoring unit 104 in Figure 1. The conversion monitoring unit 104 includes a comparator 111, a phase comparison unit 112, and a phase difference determination unit 113.
コンパレータ111には、レゾルバ2から出力された第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力される。コンパレータ111に第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力されることによって、コンパレータ111からレゾルバ位相データωRt-θが出力される。 The comparator 111 receives the first resolver signal sin(ω R t-θ) output from the resolver 2. When the first resolver signal sin(ω R t-θ) is input to the comparator 111, the comparator 111 outputs resolver phase data ω R t-θ.
位相比較部112には、コンパレータ111から出力されたレゾルバ位相データωRt-θと、変換部103から出力された位相データωRt-φとが入力される。位相比較部112は、レゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φとの間の位相差を算出して、算出結果を出力する。 The phase comparison unit 112 receives the resolver phase data ω R t-θ output from the comparator 111 and the phase data ω R t-φ output from the conversion unit 103. The phase comparison unit 112 calculates the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ, and outputs the calculation result.
位相差判定部113には、位相比較部112の算出結果が入力される。また、位相差判定部113には、判定基準値Tth1が予め設定されている。判定基準値Tth1は、変換部103に異常が発生したことを検出するための判定に用いられる基準値である。位相差判定部113は、レゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φとの間の位相差が判定基準値Tth1を超えているか否かに基づいて、変換部103に異常が発生したことを検出する。位相差判定部113が変換部103に異常が発生したことを検出した場合に、位相差判定部113は、異常検出信号を出力する。 The calculation result of the phase comparison unit 112 is input to the phase difference determination unit 113. A determination reference value T th1 is preset in the phase difference determination unit 113. The determination reference value T th1 is a reference value used for determination to detect occurrence of an abnormality in the conversion unit 103. The phase difference determination unit 113 detects occurrence of an abnormality in the conversion unit 103 based on whether or not the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ exceeds the determination reference value T th1 . When the phase difference determination unit 113 detects occurrence of an abnormality in the conversion unit 103, the phase difference determination unit 113 outputs an abnormality detection signal.
変換部103から出力された角度データφおよび変換監視部104から出力された異常検出信号は、図示しない制御装置に入力される。制御装置は、角度データφおよび異常検出信号を用いて、図示しない被制御装置を制御する。 The angle data φ output from the conversion unit 103 and the abnormality detection signal output from the conversion monitoring unit 104 are input to a control device (not shown). The control device uses the angle data φ and the abnormality detection signal to control a controlled device (not shown).
図4は、図1の変換監視部104が変換部103の異常を検出する方法を示す説明図である。図4の(a)では、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)がコンパレータ111に入力される例が示されている。コンパレータ111に第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力されることによって、図4の(b)に示すレゾルバ位相データωRt-θがコンパレータ111から出力される。レゾルバ位相データωRt-θは、電圧の値がHおよびLの何れか一方の値になるデータである。 Fig. 4 is an explanatory diagram showing a method in which the conversion monitoring unit 104 in Fig. 1 detects an abnormality in the conversion unit 103. Fig. 4(a) shows an example in which the first resolver signal sin(ω R t-θ) is input to the comparator 111. When the first resolver signal sin(ω R t-θ) is input to the comparator 111, resolver phase data ω R t-θ shown in Fig. 4(b) is output from the comparator 111. The resolver phase data ω R t-θ is data in which the voltage value is either H or L.
図4の(b)に示すレゾルバ位相データωRt-θおよび図4の(c)に示す位相データωRt-φが位相比較部112に入力される。図4(c)では、変換部103に異常が発生している場合に変換部103から出力された位相データωRt-φが示されている。変換部103に異常が発生していない場合には、レゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φとの間に位相ずれが発生しない。位相比較部112では、レゾルバ位相データωRt-θおよび位相データωRt-φの排他的論理和を算出する。図4の(d)は、算出された排他的論理和を示している。 The resolver phase data ω R t-θ shown in (b) of FIG. 4 and the phase data ω R t-φ shown in (c) of FIG. 4 are input to the phase comparator 112. FIG. 4(c) shows the phase data ω R t-φ output from the converter 103 when an abnormality occurs in the converter 103. When no abnormality occurs in the converter 103, no phase shift occurs between the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ. The phase comparator 112 calculates the exclusive OR of the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ. FIG. 4(d) shows the calculated exclusive OR.
図4の(e)に示すように、位相差判定部113は、算出された排他的論理和のうちで、Hの状態の時間だけカウントアップを行い、Lの状態ではカウントをリセットする。また、位相差判定部113は、カウントアップされた値が予め設定された判定閾値を超えた場合に、変換部103に異常が発生したことを検出する。判定閾値は、判定基準値Tth1に対応する値である。 4(e), the phase difference determination unit 113 counts up the time during which the calculated exclusive OR is in the H state, and resets the count when the calculated exclusive OR is in the L state. When the counted-up value exceeds a preset determination threshold, the phase difference determination unit 113 detects that an abnormality has occurred in the conversion unit 103. The determination threshold is a value corresponding to the determination reference value T th1 .
図4の(f)に示すように、変換部103に異常が発生したことを位相差判定部113が検出した場合に、位相差判定部113は、異常検出信号を出力する。図4の(f)では、位相差判定部113から出力された電圧の値がHの状態が、位相差判定部113が異常検出信号を出力した状態に対応する。 As shown in (f) of FIG. 4, when the phase difference determination unit 113 detects that an abnormality has occurred in the conversion unit 103, the phase difference determination unit 113 outputs an abnormality detection signal. In (f) of FIG. 4, the state in which the voltage value output from the phase difference determination unit 113 is H corresponds to the state in which the phase difference determination unit 113 has output the abnormality detection signal.
以上説明したように、実施の形態1に係る角度検出装置の信号処理部1は、基準信号生成部101と、励磁信号生成部102と、変換部103と、変換監視部104と、を備えている。基準信号生成部101は、基準信号ωRtを生成する。励磁信号生成部102は、基準信号生成部101によって生成された基準信号ωRtを用いて2相の励磁信号を生成する。変換部103は、2相の励磁信号が入力されたレゾルバ2から出力されたレゾルバ出力を角度データφに変換して角度データφを出力する。変換監視部104は、変換部103に異常が発生したことを検出する。変換部103は、基準信号ωRtから角度データφだけ位相がずれた位相データωRt-φをフィードバック信号として用いて角度データφを算出するとともに位相データωRt-φを出力する。変換監視部104は、位相データωRt-φとレゾルバ出力とを用いて、変換部103に異常が発生したことを検出する。この構成によれば、フィードバック信号として用いられる位相データωRt-φを用いて、変換部103に異常が発生したことが検出される。これにより、角度検出装置の信号処理部1の構成を簡素化することができる。 As described above, the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the first embodiment includes the reference signal generating unit 101, the excitation signal generating unit 102, the converting unit 103, and the conversion monitoring unit 104. The reference signal generating unit 101 generates a reference signal ω R t. The excitation signal generating unit 102 generates a two-phase excitation signal using the reference signal ω R t generated by the reference signal generating unit 101. The converting unit 103 converts a resolver output output from the resolver 2 to which the two-phase excitation signal is input, into angle data φ, and outputs the angle data φ. The conversion monitoring unit 104 detects that an abnormality has occurred in the converting unit 103. The converting unit 103 calculates the angle data φ using phase data ω R t-φ, which is shifted in phase from the reference signal ω R t by the angle data φ, as a feedback signal, and outputs the phase data ω R t-φ. The conversion monitoring unit 104 uses the phase data ω R t-φ and the resolver output to detect that an abnormality has occurred in the conversion unit 103. According to this configuration, the phase data ω R t-φ used as a feedback signal is used to detect that an abnormality has occurred in the conversion unit 103. This makes it possible to simplify the configuration of the signal processing unit 1 of the angle detection device.
また、実施の形態1に係る角度検出装置の信号処理部1では、レゾルバ出力は、1相のレゾルバ信号から構成されている。変換部103は、1相のレゾルバ信号から変換されたレゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φをもとに生成されるフィードバック位相データとの差分から得られる制御偏差εがゼロになるように角度データφを算出する。この構成によれば、振幅変調方式と比較して、変換部103に対するノイズの影響を小さくすることができ、これにより、変換部103による角度データφの算出の精度を向上させることができる。 Furthermore, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the first embodiment, the resolver output is composed of a one-phase resolver signal. The conversion unit 103 calculates the angle data φ so that the control deviation ε obtained from the difference between the resolver phase data ω R t-θ converted from the one-phase resolver signal and the feedback phase data generated based on the phase data ω R t-φ becomes zero. With this configuration, the influence of noise on the conversion unit 103 can be reduced compared to the amplitude modulation method, and this can improve the accuracy of the calculation of the angle data φ by the conversion unit 103.
また、実施の形態1に係る角度検出装置の信号処理部1では、変換監視部104は、位相データωRt-φと1相のレゾルバ信号とを用いて、変換部103に異常が発生したことを検出する。この構成によれば、変換部103の異常を容易に検出することができる。 Furthermore, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the first embodiment, the conversion monitoring unit 104 uses the phase data ω R t-φ and a one-phase resolver signal to detect the occurrence of an abnormality in the conversion unit 103. According to this configuration, an abnormality in the conversion unit 103 can be easily detected.
実施の形態2.
図5は、実施の形態2に係る角度検出装置の信号処理部を備えた角度検出装置を示すブロック図である。角度検出装置は、信号処理部1と、レゾルバ2と、を備えている。レゾルバ2は、2相励磁1相出力型のレゾルバ2になっている。
Embodiment 2.
5 is a block diagram showing an angle detection device including a signal processing unit of the angle detection device according to embodiment 2. The angle detection device includes a signal processing unit 1 and a resolver 2. The resolver 2 is a two-phase excitation, one-phase output type resolver 2.
信号処理部1は、基準信号生成部101と、励磁信号生成部102と、変換部103と、変換監視部104と、を備えている。 The signal processing unit 1 includes a reference signal generating unit 101, an excitation signal generating unit 102, a conversion unit 103, and a conversion monitoring unit 104.
実施の形態2に係る角度検出装置の信号処理部1における基準信号生成部101および励磁信号生成部102は、実施の形態1に係る角度検出装置の信号処理部1における基準信号生成部101および励磁信号生成部102と同一である。 The reference signal generating unit 101 and the excitation signal generating unit 102 in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 2 are the same as the reference signal generating unit 101 and the excitation signal generating unit 102 in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 1.
変換部103は、位相データωRt-φの極性を反転させた反転位相データ-(ωRt-φ)を出力する。実施の形態2に係る角度検出装置の信号処理部1における変換部103のその他の構成は、実施の形態1に係る角度検出装置の信号処理部1における変換部103と同様である。 The converter 103 outputs inverted phase data −(ω R t−φ) obtained by inverting the polarity of the phase data ω R t−φ. Other configurations of the converter 103 in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the second embodiment are similar to those of the converter 103 in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the first embodiment.
図6は、図5の変換監視部104を示すブロック図である。変換監視部104は、コンパレータ114と、位相比較部115と、位相差判定部116と、反転部140と、を備えている。 Figure 6 is a block diagram showing the conversion monitoring unit 104 of Figure 5. The conversion monitoring unit 104 includes a comparator 114, a phase comparison unit 115, a phase difference determination unit 116, and an inversion unit 140.
コンパレータ114には、レゾルバ2から出力された第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力される。コンパレータ114に第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力されることによって、コンパレータ114からレゾルバ位相データωRt-θが出力される。 The comparator 114 receives the first resolver signal sin(ω R t-θ) output from the resolver 2. When the first resolver signal sin(ω R t-θ) is input to the comparator 114, the comparator 114 outputs resolver phase data ω R t-θ.
反転部140には、変換部103から出力された反転位相データ-(ωRt-φ)が入力される。反転部140に反転位相データ-(ωRt-φ)が入力されることによって、反転部140から位相データωRt-φが出力される。位相比較部115には、コンパレータ114から出力されたレゾルバ位相データωRt-θと、反転部140から出力された位相データωRt-φとが入力される。位相比較部115は、レゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φとの間の位相差を算出して、算出結果を出力する。 The inverting unit 140 receives the inverted phase data -(ω R t-φ) output from the converting unit 103. When the inverted phase data -(ω R t-φ) is input to the inverting unit 140, the inverting unit 140 outputs phase data ω R t-φ. The phase comparing unit 115 receives the resolver phase data ω R t-θ output from the comparator 114 and the phase data ω R t-φ output from the inverting unit 140. The phase comparing unit 115 calculates the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ, and outputs the calculation result.
位相差判定部116には、位相比較部115の算出結果が入力される。また、位相差判定部116には、判定基準値Tth2が予め設定されている。判定基準値Tth2は、変換部103に異常が発生したことを検出するための判定に用いられる基準値である。位相差判定部116は、レゾルバ位相データωRt-θと反転位相データ-(ωRt-φ)との間の位相差が判定基準値Tth2を超えているか否かに基づいて、変換部103に異常が発生したことを検出する。位相差判定部116が変換部103に異常が発生したことを検出した場合に、位相差判定部116は、異常検出信号を出力する。 The phase difference determination unit 116 receives the calculation result of the phase comparison unit 115. A determination reference value T th2 is preset in the phase difference determination unit 116. The determination reference value T th2 is a reference value used for determining whether an abnormality has occurred in the conversion unit 103. The phase difference determination unit 116 detects whether an abnormality has occurred in the conversion unit 103 based on whether the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ and the inverted phase data −(ω R t-φ) exceeds the determination reference value T th2 . When the phase difference determination unit 116 detects that an abnormality has occurred in the conversion unit 103, the phase difference determination unit 116 outputs an abnormality detection signal.
実施の形態2に係る角度検出装置の信号処理部1におけるその他の構成は、実施の形態1に係る角度検出処理部の信号処理部1と同様である。 The other configurations of the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 2 are the same as those of the signal processing unit 1 of the angle detection processing unit according to embodiment 1.
以上説明したように、実施の形態2に係る角度検出装置の信号処理部1は、基準信号生成部101と、励磁信号生成部102と、変換部103と、変換監視部104と、を備えている。基準信号生成部101は、基準信号ωRtを生成する。励磁信号生成部102は、基準信号生成部101によって生成された基準信号ωRtを用いて2相の励磁信号を生成する。変換部103は、2相の励磁信号が入力されたレゾルバ2から出力されたレゾルバ出力を角度データφに変換して角度データφを出力する。変換監視部104は、変換部103に異常が発生したことを検出する。変換部103は、基準信号ωRtから角度データφだけ位相がずれた位相データωRt-φをフィードバック信号として用いて角度データφを算出するとともに位相データωRt-φの極性を反転させた反転位相データ-(ωRt-φ)を出力する。変換監視部104は、反転位相データ-(ωRt-φ)とレゾルバ出力とを用いて、変換部103に異常が発生したことを検出する。この構成によれば、フィードバック信号として用いられる位相データωRt-φの極性を反転させた反転位相データ-(ωRt-φ)を用いて、変換部103に異常が発生したことが検出される。これにより、角度検出装置の信号処理部1の構成を簡素化することができる。 As described above, the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the second embodiment includes the reference signal generating unit 101, the excitation signal generating unit 102, the converting unit 103, and the conversion monitoring unit 104. The reference signal generating unit 101 generates a reference signal ω R t. The excitation signal generating unit 102 generates a two-phase excitation signal using the reference signal ω R t generated by the reference signal generating unit 101. The converting unit 103 converts the resolver output output from the resolver 2 to which the two-phase excitation signal is input, into angle data φ, and outputs the angle data φ. The conversion monitoring unit 104 detects that an abnormality has occurred in the converting unit 103. The converting unit 103 calculates angle data φ using phase data ω R t-φ, which is shifted in phase from the reference signal ω R t by the angle data φ, as a feedback signal, and outputs inverted phase data −(ω R t-φ) obtained by inverting the polarity of the phase data ω R t-φ. The conversion monitoring unit 104 uses the inverted phase data -(ω R t-φ) and the resolver output to detect that an abnormality has occurred in the conversion unit 103. According to this configuration, the occurrence of an abnormality in the conversion unit 103 is detected by using the inverted phase data -(ω R t-φ) obtained by inverting the polarity of the phase data ω R t-φ used as a feedback signal. This makes it possible to simplify the configuration of the signal processing unit 1 of the angle detection device.
また、実施の形態2に係る角度検出装置の信号処理部1では、レゾルバ出力は、1相のレゾルバ信号から構成されている。変換部103は、1相のレゾルバ信号から変換されたレゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φをもとに生成されるフィードバック位相データとの差分から得られる制御偏差εがゼロになるように角度データφを算出する。この構成によれば、振幅変調方式と比較して、変換部103に対するノイズの影響を小さくすることができ、これにより、変換部103による角度データφの算出の精度を向上させることができる。 Furthermore, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the second embodiment, the resolver output is composed of a one-phase resolver signal. The conversion unit 103 calculates the angle data φ so that the control deviation ε obtained from the difference between the resolver phase data ω R t-θ converted from the one-phase resolver signal and the feedback phase data generated based on the phase data ω R t-φ becomes zero. With this configuration, the influence of noise on the conversion unit 103 can be reduced compared to the amplitude modulation method, and this can improve the accuracy of the calculation of the angle data φ by the conversion unit 103.
また、実施の形態2に係る角度検出装置の信号処理部1では、変換監視部104は、反転位相データ-(ωRt-φ)と1相のレゾルバ信号とを用いて、変換部103に異常が発生したことを検出する。この構成によれば、変換部103の異常を容易に検出することができる。 Furthermore, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the second embodiment, the conversion monitoring unit 104 uses the inverted phase data -(ω R t-φ) and the one-phase resolver signal to detect the occurrence of an abnormality in the conversion unit 103. According to this configuration, an abnormality in the conversion unit 103 can be easily detected.
実施の形態3.
図7は、実施の形態3に係る角度検出装置の信号処理部を備えた角度検出装置を示すブロック図である。角度検出装置は、信号処理部1と、レゾルバ2と、を備えている。レゾルバ2は、2相励磁2相出力型のレゾルバ2になっている。
Embodiment 3.
7 is a block diagram showing an angle detection device including a signal processing unit of the angle detection device according to embodiment 3. The angle detection device includes a signal processing unit 1 and a resolver 2. The resolver 2 is a two-phase excitation, two-phase output type resolver 2.
信号処理部1は、基準信号生成部101と、励磁信号生成部102と、変換部103と、変換監視部104と、を備えている。 The signal processing unit 1 includes a reference signal generating unit 101, an excitation signal generating unit 102, a conversion unit 103, and a conversion monitoring unit 104.
2相の励磁信号が入力されたレゾルバ2から、レゾルバ2における固定子に対する回転子の回転角度θに対応したレゾルバ出力が出力される。実施の形態3に係る角度検出装置の信号処理部1では、レゾルバ出力は、2相のレゾルバ信号から構成されている。したがって、2相の励磁信号が入力されたレゾルバ2から、レゾルバ2における固定子に対する回転子の回転角度θに対応した2相のレゾルバ信号が出力される。2相のレゾルバ信号のうちの一方のレゾルバ信号が第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)であり、他方のレゾルバ信号が第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)である。レゾルバ2から出力された2相のレゾルバ信号のそれぞれは、変換部103に入力される。変換部103は、2相のレゾルバ信号を角度データφに変換して角度データφを出力する。角度データφは、回転角度θを示す。 The resolver 2 to which the two-phase excitation signal is input outputs a resolver output corresponding to the rotation angle θ of the rotor relative to the stator in the resolver 2. In the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the third embodiment, the resolver output is composed of a two-phase resolver signal. Therefore, the resolver 2 to which the two-phase excitation signal is input outputs a two-phase resolver signal corresponding to the rotation angle θ of the rotor relative to the stator in the resolver 2. One of the two-phase resolver signals is a first resolver signal sin(ω R t-θ), and the other resolver signal is a second resolver signal cos(ω R t-θ). Each of the two-phase resolver signals output from the resolver 2 is input to the conversion unit 103. The conversion unit 103 converts the two-phase resolver signal into angle data φ and outputs the angle data φ. The angle data φ indicates the rotation angle θ.
図8は、図7の変換部103を示すブロック図である。変換部103は、第1乗算部117と、第2乗算部118と、第1減算部119と、A/D変換部120と、制御則121と、ACC122と、第2減算部123と、移相部124と、三角関数信号変換部125と、を備えている。 Figure 8 is a block diagram showing the conversion unit 103 of Figure 7. The conversion unit 103 includes a first multiplication unit 117, a second multiplication unit 118, a first subtraction unit 119, an A/D conversion unit 120, a control law 121, an ACC 122, a second subtraction unit 123, a phase shift unit 124, and a trigonometric function signal conversion unit 125.
変換部103におけるフィードバック信号をωLtとする。三角関数信号変換部125は、2相の周期信号を生成する。2相の周期信号のうちの一方の周期信号を第1三角関数信号cos(ωLt)とし、他方の周期信号を第2三角関数信号sin(ωLt)とする。三角関数信号変換部125は、第1三角関数信号cos(ωLt)および第2三角関数信号sin(ωLt)を出力する。 The feedback signal in the converter 103 is denoted as ω L t. The trigonometric function signal converter 125 generates two-phase periodic signals. One of the two-phase periodic signals is denoted as a first trigonometric function signal cos(ω L t), and the other periodic signal is denoted as a second trigonometric function signal sin(ω L t). The trigonometric function signal converter 125 outputs the first trigonometric function signal cos(ω L t) and the second trigonometric function signal sin(ω L t).
レゾルバ2から出力された第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)と、三角関数信号変換部125から出力された第1三角関数信号cos(ωLt)とが互いに対応している。第1乗算部117には、レゾルバ2から出力された第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)と、三角関数信号変換部125から出力された第1三角関数信号cos(ωLt)とが入力される。第1乗算部117は、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)と第1三角関数信号cos(ωLt)とを乗算して、乗算結果を出力する。 The first resolver signal sin(ω R t-θ) output from the resolver 2 and the first trigonometric function signal cos(ω L t) output from the trigonometric function signal conversion unit 125 correspond to each other. The first multiplier 117 receives the first resolver signal sin(ω R t-θ) output from the resolver 2 and the first trigonometric function signal cos(ω L t) output from the trigonometric function signal conversion unit 125. The first multiplier 117 multiplies the first resolver signal sin(ω R t-θ) and the first trigonometric function signal cos(ω L t) together and outputs the multiplication result.
レゾルバ2から出力された第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)と、三角関数信号変換部125から出力された第2三角関数信号sin(ωLt)とが互いに対応している。第2乗算部118には、レゾルバ2から出力された第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)と、三角関数信号変換部125から出力された第2三角関数信号sin(ωLt)とが入力される。第2乗算部118は、第1レゾルバ信号cos(ωRt-θ)と第2三角関数信号sin(ωLt)とを乗算して、乗算結果を出力する。 The second resolver signal cos(ω R t-θ) output from the resolver 2 and the second trigonometric function signal sin(ω L t) output from the trigonometric function signal conversion unit 125 correspond to each other. The second multiplier 118 receives the second resolver signal cos(ω R t-θ) output from the resolver 2 and the second trigonometric function signal sin(ω L t) output from the trigonometric function signal conversion unit 125. The second multiplier 118 multiplies the first resolver signal cos(ω R t-θ) and the second trigonometric function signal sin(ω L t) together and outputs the multiplication result.
第1減算部119には、第1乗算部117の乗算結果と、第2乗算部118の乗算結果とが入力される。第1減算部119は、第1乗算部117の乗算結果と、第2乗算部118の乗算結果との差分を算出して、算出結果を制御偏差εとして出力する。制御偏差εは、下記の式(1)を満たす。 The first subtraction unit 119 receives the multiplication result of the first multiplication unit 117 and the multiplication result of the second multiplication unit 118. The first subtraction unit 119 calculates the difference between the multiplication result of the first multiplication unit 117 and the multiplication result of the second multiplication unit 118, and outputs the calculation result as the control deviation ε. The control deviation ε satisfies the following formula (1).
ε=cos(ωRt-θ)・sin(ωLt)-sin(ωRt-θ)・cos(ωLt)=sin(ωLt-ωRt+θ) (1) ε=cos(ω R t-θ)・sin(ω L t)-sin(ω R t-θ)・cos(ω L t)=sin(ω L t-ω R t+θ) (1)
A/D変換部120には、第1減算部119から出力された制御偏差εが入力される。A/D変換部120は、制御偏差εをアナログデータからデジタルデータに変換して、デジタルデータの制御偏差εを出力する。 The control deviation ε output from the first subtraction unit 119 is input to the A/D conversion unit 120. The A/D conversion unit 120 converts the control deviation ε from analog data to digital data, and outputs the control deviation ε as digital data.
制御則121には、A/D変換部120から出力されたデジタルデータの制御偏差εが入力される。制御則121は、制御偏差εがゼロになるように角度データφの角速度信号を算出し、算出結果を出力する。 The control deviation ε, which is digital data output from the A/D conversion unit 120, is input to the control law 121. The control law 121 calculates the angular velocity signal of the angle data φ so that the control deviation ε becomes zero, and outputs the calculation result.
ACC122には、制御則121から出力された角度データφの角速度信号が入力される。ACC122は、角度データφの角速度信号を積分して、積分結果を出力する。ACC122から出力される積分結果は、角度データφになる。 The angular velocity signal of the angle data φ output from the control law 121 is input to the ACC 122. The ACC 122 integrates the angular velocity signal of the angle data φ and outputs the integration result. The integration result output from the ACC 122 becomes the angle data φ.
第2減算部123には、ACC122から出力された角度データφと、基準信号生成部101から出力された基準信号ωRtとが入力される。第2減算部123は、角度データφと基準信号ωRtとの差分を算出する。基準信号ωRtから角度データφだけ位相がずれたデータを位相データωRt-φとする。第2減算部123は、算出結果である位相データωRt-φを出力する。 The second subtraction unit 123 receives the angle data φ output from the ACC 122 and the reference signal ω R t output from the reference signal generation unit 101. The second subtraction unit 123 calculates the difference between the angle data φ and the reference signal ω R t. Data whose phase is shifted from the reference signal ω R t by the angle data φ is set as phase data ω R t-φ. The second subtraction unit 123 outputs the phase data ω R t-φ which is the calculation result.
移相部124には、第2減算部123から出力された位相データωRt-φが入力される。移相部124は、位相データωRt-φに対して位相が90度ずれた移相データωRt-φ+90°を出力する。 The phase data ω R t-φ output from the second subtraction section 123 is input to the phase shift section 124. The phase shift section 124 outputs phase shift data ω R t-φ+90° that is shifted in phase by 90 degrees from the phase data ω R t-φ.
三角関数信号変換部125には、第2減算部123から出力された位相データωRt-φがフィードバック信号ωLtとして入力される。三角関数信号変換部125は、位相データωRt-φを用いて、2相の周期信号を生成する。位相データωRt-φがフィードバック信号ωLtであることから、制御偏差εは、下記の式(2)を満たす。 The phase data ω R t-φ output from the second subtraction unit 123 is input as a feedback signal ω L t to the trigonometric function signal conversion unit 125. The trigonometric function signal conversion unit 125 generates a two-phase periodic signal using the phase data ω R t-φ. Since the phase data ω R t-φ is the feedback signal ω L t, the control deviation ε satisfies the following equation (2).
ε=sin(θ-φ) (2) ε=sin(θ−φ) (2)
したがって、変換部103は、位相データωRt-φから変換された2相の周期信号のそれぞれを2相のレゾルバ信号のそれぞれに対応させて乗算する。また、変換部103は、それぞれの乗算結果の差分から得られる制御偏差εがゼロになるように角度データφを算出する。変換部103は、算出した角度データφを出力する。 Therefore, the conversion unit 103 multiplies each of the two-phase periodic signals converted from the phase data ω R t-φ by each of the two-phase resolver signals. The conversion unit 103 also calculates angle data φ so that the control deviation ε obtained from the difference between the results of each multiplication becomes zero. The conversion unit 103 outputs the calculated angle data φ.
図9は、図7の変換監視部104を示すブロック図である。変換監視部104は、第1コンパレータ126と、第1位相比較部127と、第1位相差判定部128と、第2コンパレータ129と、第2位相比較部130と、第2位相差判定部131と、論理和回路部132と、を備えている。 Figure 9 is a block diagram showing the conversion monitoring unit 104 of Figure 7. The conversion monitoring unit 104 includes a first comparator 126, a first phase comparison unit 127, a first phase difference determination unit 128, a second comparator 129, a second phase comparison unit 130, a second phase difference determination unit 131, and a logical sum circuit unit 132.
第1コンパレータ126には、レゾルバ2から出力された第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力される。第1コンパレータ126に第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力されることによって、第1コンパレータ126からレゾルバ位相データωRt-θが出力される。 The first comparator 126 receives a first resolver signal sin(ω R t-θ) output from the resolver 2. When the first resolver signal sin(ω R t-θ) is input to the first comparator 126, the first comparator 126 outputs resolver phase data ω R t-θ.
第1位相比較部127には、第1コンパレータ126から出力されたレゾルバ位相データωRt-θと、変換部103から出力された位相データωRt-φとが入力される。第1位相比較部127は、レゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φとの間の位相差を算出して、算出結果を出力する。 The first phase comparison unit 127 receives the resolver phase data ω R t-θ output from the first comparator 126 and the phase data ω R t-φ output from the conversion unit 103. The first phase comparison unit 127 calculates the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ, and outputs the calculation result.
第1位相差判定部128には、第1位相比較部127の算出結果が入力される。また、第1位相差判定部128には、判定基準値Tth3が予め設定されている。判定基準値Tth3は、変換部103に異常が発生したことを検出するための判定に用いられる基準値である。第1位相差判定部128は、レゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φとの間の位相差が判定基準値Tth3を超えているか否かに基づいて、変換部103に異常が発生したことを検出する。第1位相差判定部128が変換部103に異常が発生したことを検出した場合に、第1位相差判定部128は、異常検出信号を出力する。 The calculation result of the first phase comparison unit 127 is input to the first phase difference determination unit 128. A determination reference value T th3 is preset in the first phase difference determination unit 128. The determination reference value T th3 is a reference value used for determination to detect occurrence of an abnormality in the conversion unit 103. The first phase difference determination unit 128 detects occurrence of an abnormality in the conversion unit 103 based on whether or not the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ exceeds the determination reference value T th3 . When the first phase difference determination unit 128 detects occurrence of an abnormality in the conversion unit 103, the first phase difference determination unit 128 outputs an abnormality detection signal.
第2コンパレータ129には、レゾルバ2から出力された第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)が入力される。第2コンパレータ129に第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)が入力されることによって、第2コンパレータ129からレゾルバ位相データωRt-θ+90°が出力される。 The second comparator 129 receives the second resolver signal cos(ω R t-θ) output from the resolver 2. When the second resolver signal cos(ω R t-θ) is input to the second comparator 129, the second comparator 129 outputs resolver phase data ω R t-θ+90°.
第2位相比較部130には、第2コンパレータ129から出力されたレゾルバ位相データωRt-θ+90°と、変換部103から出力された移相データωRt-φ+90°とが入力される。第2位相比較部130は、レゾルバ位相データωRt-θ+90°と移相データωRt-φ+90°との間の位相差を算出して、算出結果を出力する。 The second phase comparison unit 130 receives the resolver phase data ω R t-θ+90° output from the second comparator 129 and the phase shift data ω R t-φ+90° output from the conversion unit 103. The second phase comparison unit 130 calculates the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ+90° and the phase shift data ω R t-φ+90°, and outputs the calculation result.
第2位相差判定部131には、第2位相比較部130の算出結果が入力される。また、第2位相差判定部131には、判定基準値Tth4が予め設定されている。判定基準値Tth4は、変換部103に異常が発生したことを検出するための判定に用いられる基準値である。第2位相差判定部131は、レゾルバ位相データωRt-θ+90°と移相データωRt-φ+90°との間の位相差が判定基準値Tth4を超えているか否かに基づいて、変換部103に異常が発生したことを検出する。第2位相差判定部131が変換部103に異常が発生したことを検出した場合に、第2位相差判定部131は、異常検出信号を出力する。 The calculation result of the second phase comparison unit 130 is input to the second phase difference determination unit 131. A determination reference value T th4 is preset in the second phase difference determination unit 131. The determination reference value T th4 is a reference value used for determining whether an abnormality has occurred in the conversion unit 103. The second phase difference determination unit 131 detects that an abnormality has occurred in the conversion unit 103 based on whether or not the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ+90° and the phase shift data ω R t-φ+90° exceeds the determination reference value T th4 . When the second phase difference determination unit 131 detects that an abnormality has occurred in the conversion unit 103, the second phase difference determination unit 131 outputs an abnormality detection signal.
論理和回路部132には、第1位相差判定部128から出力された異常検出信号および第2位相差判定部131から出力された異常検出信号が入力される。第1位相差判定部128から出力された異常検出信号および第2位相差判定部131から出力された異常検出信号の少なくとも何れか一方が論理和回路部132に入力された場合に、論理和回路部132は異常検出信号を出力する。 The logical sum circuit unit 132 receives the abnormality detection signal output from the first phase difference determination unit 128 and the abnormality detection signal output from the second phase difference determination unit 131. When at least one of the abnormality detection signal output from the first phase difference determination unit 128 and the abnormality detection signal output from the second phase difference determination unit 131 is input to the logical sum circuit unit 132, the logical sum circuit unit 132 outputs an abnormality detection signal.
実施の形態3に係る角度検出装置の信号処理部1におけるその他の構成は、実施の形態1に係る角度検出装置の信号処理部1と同様である。 The other configurations of the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 3 are the same as those of the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 1.
以上説明したように、実施の形態3に係る角度検出装置の信号処理部1では、レゾルバ出力は、2相のレゾルバ信号から構成されている。変換部103は、位相データωRt-φから変換された2相の周期信号のそれぞれを2相のレゾルバ信号のそれぞれに対応させて乗算し、それぞれの乗算結果の差分から得られる制御偏差εがゼロになるように角度データφを算出する。この構成によれば、変換部103による角度データφの算出の精度を向上させることができる。 As described above, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the third embodiment, the resolver output is composed of two-phase resolver signals. The conversion unit 103 multiplies each of the two-phase periodic signals converted from the phase data ω R t-φ by each of the two-phase resolver signals, and calculates the angle data φ so that the control deviation ε obtained from the difference between the respective multiplication results becomes zero. This configuration can improve the accuracy of the calculation of the angle data φ by the conversion unit 103.
また、実施の形態3に係る角度検出装置の信号処理部1では、変換部103は、位相データωRt-φに対して位相が90度ずれた移相データωRt-φ+90°を出力する。変換監視部104は、位相データωRt-φおよび移相データωRt-φ+90°と2相のレゾルバ信号とを用いて、変換部103に異常が発生したことを検出する。この構成によれば、変換部103の異常を容易に検出することができる。 Furthermore, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the third embodiment, the conversion unit 103 outputs phase-shifted data ω R t-φ+90° that is shifted in phase by 90 degrees from the phase data ω R t-φ. The conversion monitoring unit 104 uses the phase data ω R t -φ, the phase-shifted data ω R t-φ+90°, and the two-phase resolver signal to detect that an abnormality has occurred in the conversion unit 103. With this configuration, an abnormality in the conversion unit 103 can be easily detected.
実施の形態4.
図10は、実施の形態4に係る角度検出装置の信号処理部を備えた角度検出装置を示すブロック図である。角度検出装置は、信号処理部1と、レゾルバ2と、を備えている。レゾルバ2は、2相励磁2相出力型のレゾルバ2になっている。
Embodiment 4.
10 is a block diagram showing an angle detection device including a signal processing unit of the angle detection device according to embodiment 4. The angle detection device includes a signal processing unit 1 and a resolver 2. The resolver 2 is a two-phase excitation, two-phase output type resolver 2.
信号処理部1は、基準信号生成部101と、励磁信号生成部102と、変換部103と、変換監視部104と、を備えている。 The signal processing unit 1 includes a reference signal generating unit 101, an excitation signal generating unit 102, a conversion unit 103, and a conversion monitoring unit 104.
実施の形態4に係る角度検出装置の信号処理部1における基準信号生成部101および励磁信号生成部102は、実施の形態3に係る角度検出装置の信号処理部1における基準信号生成部101および励磁信号生成部102と同一である。 The reference signal generating unit 101 and the excitation signal generating unit 102 in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 4 are the same as the reference signal generating unit 101 and the excitation signal generating unit 102 in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 3.
変換部103は、位相データωRt-φの極性を反転させた反転位相データ-(ωRt-φ)を出力する。また、変換部103は、移相データωRt-φ+90°の極性を反転させた反転移相データ-(ωRt-φ+90°)を出力する。実施の形態4に係る角度検出装置の信号処理部1における変換部103のその他の構成は、実施の形態3に係る角度検出装置の信号処理部1における変換部103と同様である。 The converter 103 outputs inverted phase data -(ω R t-φ) obtained by inverting the polarity of the phase data ω R t-φ. The converter 103 also outputs inverted phase transition data -(ω R t-φ+90°) obtained by inverting the polarity of the phase shift data ω R t-φ+90°. The other configurations of the converter 103 in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 4 are similar to those of the converter 103 in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 3.
図11は、図10の変換監視部104を示すブロック図である。変換監視部104は、第1コンパレータ133と、第1位相比較部134と、第1位相差判定部135と、第2コンパレータ136と、第2位相比較部137と、第2位相差判定部138と、論理和回路部139と、第1反転部141と、第2反転部142と、を備えている。 Figure 11 is a block diagram showing the conversion monitoring unit 104 of Figure 10. The conversion monitoring unit 104 includes a first comparator 133, a first phase comparison unit 134, a first phase difference determination unit 135, a second comparator 136, a second phase comparison unit 137, a second phase difference determination unit 138, a logical sum circuit unit 139, a first inversion unit 141, and a second inversion unit 142.
第1コンパレータ133には、レゾルバ2から出力された第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力される。第1コンパレータ133に第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)が入力されることによって、第1コンパレータ133からレゾルバ位相データωRt-θが出力される。 The first comparator 133 receives the first resolver signal sin(ω R t-θ) output from the resolver 2. When the first resolver signal sin(ω R t-θ) is input to the first comparator 133, the first comparator 133 outputs resolver phase data ω R t-θ.
第1反転部141には、変換部103から出力された反転位相データ-(ωRt-φ)が入力される。第1反転部141に反転位相データ-(ωRt-φ)が入力されることによって、第1反転部141から位相データωRt-φが出力される。第1位相比較部134には、第1コンパレータ133から出力されたレゾルバ位相データωRt-θと、第1反転部141から出力された位相データωRt-φとが入力される。第1位相比較部134は、レゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φとの間の位相差を算出して、算出結果を出力する。 The first inverter 141 receives the inverted phase data -(ω R t-φ) output from the converter 103. When the inverted phase data -(ω R t-φ) is input to the first inverter 141, the first inverter 141 outputs phase data ω R t-φ. The first phase comparator 134 receives the resolver phase data ω R t-θ output from the first comparator 133 and the phase data ω R t-φ output from the first inverter 141. The first phase comparator 134 calculates the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ, and outputs the calculation result.
第1位相差判定部135には、第1位相比較部134の算出結果が入力される。また、第1位相差判定部135には、判定基準値Tth5が予め設定されている。判定基準値Tth5は、変換部103に異常が発生したことを検出するための判定に用いられる基準値である。第1位相差判定部135は、レゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φとの間の位相差が判定基準値Tth5を超えているか否かに基づいて、変換部103に異常が発生したことを検出する。第1位相差判定部135が変換部103に異常が発生したことを検出した場合に、第1位相差判定部135は、異常検出信号を出力する。 The calculation result of the first phase comparison unit 134 is input to the first phase difference determination unit 135. A determination reference value T th5 is preset in the first phase difference determination unit 135. The determination reference value T th5 is a reference value used for determination to detect occurrence of an abnormality in the conversion unit 103. The first phase difference determination unit 135 detects occurrence of an abnormality in the conversion unit 103 based on whether or not the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ exceeds the determination reference value T th5 . When the first phase difference determination unit 135 detects occurrence of an abnormality in the conversion unit 103, the first phase difference determination unit 135 outputs an abnormality detection signal.
第2コンパレータ136には、レゾルバ2から出力された第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)が入力される。第2コンパレータ136に第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)が入力されることによって、第2コンパレータ136からレゾルバ位相データωRt-θ+90°が出力される。 The second comparator 136 receives the second resolver signal cos(ω R t-θ) output from the resolver 2. When the second resolver signal cos(ω R t-θ) is input to the second comparator 136, the second comparator 136 outputs resolver phase data ω R t-θ+90°.
第2反転部142には、変換部103から出力された反転移相データ-(ωRt-φ+90°)が入力される。第2反転部142に反転移相データ-(ωRt-φ+90°)が入力されることによって、第2反転部142から移相データωRt-φ+90°が出力される。第2位相比較部137には、第2コンパレータ129から出力されたレゾルバ位相データωRt-θ+90°と、第2反転部142から出力された移相データωRt-φ+90°とが入力される。第2位相比較部137は、レゾルバ位相データωRt-θ+90°と移相データωRt-φ+90°との間の位相差を算出して、算出結果を出力する。 The second inverter 142 receives the inverse phase transition data -(ω R t-φ+90°) output from the converter 103. By inputting the inverse phase transition data -(ω R t-φ+90°) to the second inverter 142, the second inverter 142 outputs the phase shift data ω R t-φ+90°. The second phase comparator 137 receives the resolver phase data ω R t-θ+90° output from the second comparator 129 and the phase shift data ω R t-φ+90° output from the second inverter 142. The second phase comparator 137 calculates the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ+90° and the phase shift data ω R t-φ+90°, and outputs the calculation result.
第2位相差判定部138には、第2位相比較部137の算出結果が入力される。また、第2位相差判定部138には、判定基準値Tth6が予め設定されている。判定基準値Tth6は、変換部103に異常が発生したことを検出するための判定に用いられる基準値である。第2位相差判定部138は、レゾルバ位相データωRt-θ+90°と移相データωRt-φ+90°との間の位相差が判定基準値Tth6を超えているか否かに基づいて、変換部103に異常が発生したことを検出する。第2位相差判定部138が変換部103に異常が発生したことを検出した場合に、第2位相差判定部138は、異常検出信号を出力する。 The calculation result of the second phase comparison unit 137 is input to the second phase difference determination unit 138. A determination reference value T th6 is preset in the second phase difference determination unit 138. The determination reference value T th6 is a reference value used for determination to detect occurrence of an abnormality in the conversion unit 103. The second phase difference determination unit 138 detects occurrence of an abnormality in the conversion unit 103 based on whether or not the phase difference between the resolver phase data ω R t-θ+90° and the phase shift data ω R t-φ+90° exceeds the determination reference value T th6 . When the second phase difference determination unit 138 detects occurrence of an abnormality in the conversion unit 103, the second phase difference determination unit 138 outputs an abnormality detection signal.
論理和回路部139には、第1位相差判定部135から出力された異常検出信号および第2位相差判定部138から出力された異常検出信号が入力される。第1位相差判定部135から出力された異常検出信号および第2位相差判定部138から出力された異常検出信号の少なくとも何れか一方が論理和回路部139に入力された場合に、論理和回路部139は異常検出信号を出力する。 The logical sum circuit unit 139 receives the abnormality detection signal output from the first phase difference determination unit 135 and the abnormality detection signal output from the second phase difference determination unit 138. When at least one of the abnormality detection signal output from the first phase difference determination unit 135 and the abnormality detection signal output from the second phase difference determination unit 138 is input to the logical sum circuit unit 139, the logical sum circuit unit 139 outputs an abnormality detection signal.
実施の形態4に係る角度検出装置の信号処理部1におけるその他の構成は、実施の形態3に係る角度検出装置の信号処理部1と同様である。 The other configurations of the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 4 are the same as those of the signal processing unit 1 of the angle detection device according to embodiment 3.
以上説明したように、実施の形態4に係る角度検出装置の信号処理部1では、レゾルバ出力は、2相のレゾルバ信号から構成されている。変換部103は、位相データωRt-φから変換された2相の周期信号のそれぞれを2相のレゾルバ信号のそれぞれに対応させて乗算し、それぞれの乗算結果の差分から得られる制御偏差εがゼロになるように角度データφを算出する。この構成によれば、変換部103による角度データφの算出の精度を向上させることができる。 As described above, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the fourth embodiment, the resolver output is composed of two-phase resolver signals. The conversion unit 103 multiplies each of the two-phase periodic signals converted from the phase data ω R t-φ by each of the two-phase resolver signals, and calculates the angle data φ so that the control deviation ε obtained from the difference between the respective multiplication results becomes zero. This configuration can improve the accuracy of the calculation of the angle data φ by the conversion unit 103.
また、実施の形態4に係る角度検出装置の信号処理部1では、変換部103は、位相データωRt-φに対して位相が90度ずれた移相データωRt-φ+90°の極性を反転させた反転移相データ-(ωRt-φ+90°)を出力する。変換監視部104は、反転位相データ-(ωRt-φ)および反転移相データ-(ωRt-φ+90°)と2相のレゾルバ信号とを用いて、変換部103に異常が発生したことを検出する。この構成によれば、変換部103の異常を容易に検出することができる。 Furthermore, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the fourth embodiment, the conversion unit 103 outputs inverse phase transition data -(ω R t-φ+90°) obtained by inverting the polarity of the phase shift data ω R t-φ+90°, which is shifted in phase by 90 degrees from the phase data ω R t-φ. The conversion monitoring unit 104 detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit 103 by using the inverted phase data -(ω R t-φ) and the inverse phase transition data -(ω R t-φ+90°) and the two-phase resolver signal. With this configuration, an abnormality in the conversion unit 103 can be easily detected.
また、各実施の形態に係る角度検出装置の信号処理部1では、変換部103には、基準信号生成部101から基準信号ωRtが入力される構成について説明した。しかしながら、この構成に限らない。変換部103に2相の励磁信号の少なくとも一方が入力され、変換部103が、2相の励磁信号の少なくとも一方を基準信号ωRtに変換する構成であってもよい。 In addition, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to each embodiment, a configuration has been described in which the reference signal ω R t is input to the conversion unit 103 from the reference signal generating unit 101. However, this configuration is not limited to this. A configuration may also be used in which at least one of two-phase excitation signals is input to the conversion unit 103, and the conversion unit 103 converts at least one of the two-phase excitation signals into a reference signal ω R t.
また、実施の形態3、4に係る角度検出装置の信号処理部1では、2相の周期信号として、第1三角関数信号cos(ωLt)および第2三角関数信号sin(ωLt)を用いた構成について説明した。しかしながら、2相の周期信号は、これに限らず、周期的に変化する信号であればよい。2相の周期信号としては、例えば、三角波、正弦波、台形波が挙げられる。 In addition, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the third and fourth embodiments, a configuration has been described in which the first trigonometric function signal cos(ω L t) and the second trigonometric function signal sin(ω L t) are used as the two-phase periodic signal. However, the two-phase periodic signal is not limited to this, and may be any signal that changes periodically. Examples of the two-phase periodic signal include a triangular wave, a sine wave, and a trapezoidal wave.
また、実施の形態3、4に係る角度検出装置の信号処理部1では、2相のレゾルバ信号が第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)および第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)である構成について説明した。しかしながら、2相のレゾルバ信号は、これに限らず、周期的に変換する信号であればよい。2相のレゾルバ信号としては、例えば、三角波、正弦波、台形波が挙げられる。 In addition, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the third and fourth embodiments, the two-phase resolver signal is the first resolver signal sin(ω R t-θ) and the second resolver signal cos(ω R t-θ). However, the two-phase resolver signal is not limited to this, and may be any signal that is periodically converted. Examples of the two-phase resolver signal include a triangular wave, a sine wave, and a trapezoidal wave.
また、実施の形態1、2に係る角度検出装置の信号処理部1では、変換部103がレゾルバ位相データωRt-θと位相データωRt-φとの差分から得られる制御偏差εがゼロになるように角度データφを算出する構成について説明した。しかしながら、これに限らず、変換部103は、実施の形態3、4に係る角度検出装置の信号処理部1における変換部103と同様にして角度データφを算出する構成であってもよい。言い換えれば、変換部103は、位相データωRt-φから変換された1相の周期信号を1相のレゾルバ信号に乗算して得られる制御偏差εがゼロになるように角度データφを算出する構成であってもよい。1相のレゾルバ信号が第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)である場合に、1相の周期信号が第1三角関数信号cos(ωLt)になる。一方、1相のレゾルバ信号が第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)である場合に、1相の周期信号が第2三角関数信号sin(ωLt)になる。 In addition, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the first and second embodiments, the conversion unit 103 is configured to calculate the angle data φ so that the control deviation ε obtained from the difference between the resolver phase data ω R t-θ and the phase data ω R t-φ becomes zero. However, the conversion unit 103 is not limited to this, and may be configured to calculate the angle data φ in the same manner as the conversion unit 103 in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the third and fourth embodiments. In other words, the conversion unit 103 may be configured to calculate the angle data φ so that the control deviation ε obtained by multiplying the one-phase resolver signal by the one-phase periodic signal converted from the phase data ω R t-φ becomes zero. When the one-phase resolver signal is the first resolver signal sin(ω R t-θ), the one-phase periodic signal becomes the first trigonometric function signal cos(ω L t). On the other hand, when the resolver signal of one phase is the second resolver signal cos(ω R t−θ), the periodic signal of one phase becomes the second trigonometric function signal sin(ω L t).
また、実施の形態1、2に係る角度検出装置の信号処理部1では、1相のレゾルバ信号が第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)である構成について説明した。しかしながら、1相のレゾルバ信号は、これに限らず、周期的に変換する信号であればよい。1相のレゾルバ信号としては、例えば、三角波、正弦波、台形波が挙げられる。 In addition, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the first and second embodiments, the one-phase resolver signal is the first resolver signal sin(ω R t-θ). However, the one-phase resolver signal is not limited to this, and may be any signal that is periodically converted. Examples of the one-phase resolver signal include a triangular wave, a sine wave, and a trapezoidal wave.
また、実施の形態1に係る角度検出装置の信号処理部1では、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)と位相データωRt-φとが変換監視部104に入力される構成について説明した。しかしながら、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)の極性を反転させた反転第1レゾルバ信号-(sin(ωRt-θ))と反転位相データ-(ωRt-φ)とが変換監視部104に入力される構成であってもよい。 In addition, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the first embodiment, a configuration has been described in which the first resolver signal sin(ω R t-θ) and the phase data ω R t-φ are input to the conversion monitoring unit 104. However, a configuration may also be used in which an inverted first resolver signal −(sin(ω R t-θ)) obtained by inverting the polarity of the first resolver signal sin(ω R t-θ) and inverted phase data −(ω R t-φ) are input to the conversion monitoring unit 104.
また、実施の形態2に係る角度検出装置の信号処理部1では、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)と反転位相データ-(ωRt-φ)とが変換監視部104に入力される構成について説明した。しかしながら、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)の極性を反転させた反転第1レゾルバ信号-(sin(ωRt-θ))と位相データωRt-φとが変換監視部104に入力される構成であってもよい。 In addition, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the second embodiment, a configuration has been described in which the first resolver signal sin(ω R t-θ) and the inverted phase data −(ω R t-φ) are input to the conversion monitoring unit 104. However, a configuration may also be used in which an inverted first resolver signal −(sin(ω R t -θ)) obtained by inverting the polarity of the first resolver signal sin(ω R t-θ) and the phase data ω R t-φ are input to the conversion monitoring unit 104.
また、実施の形態3に係る角度検出装置の信号処理部1では、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)と位相データωRt-φと第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)と移相データωRt-φ+90°とが変換監視部104に入力される構成について説明した。しかしながら、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)の極性を反転させた反転第1レゾルバ信号-(sin(ωRt-θ))と反転位相データ-(ωRt-φ)と第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)の極性を反転させた反転第2レゾルバ信号-(cos(ωRt-θ))と反転移相データ-(ωRt-φ+90°)とが変換監視部104に入力される構成であってもよい。 In addition, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the third embodiment, a configuration has been described in which the first resolver signal sin(ω R t-θ), the phase data ω R t-φ, the second resolver signal cos(ω R t-θ), and the phase shift data ω R t-φ+90° are input to the conversion monitoring unit 104. However, a configuration may be adopted in which an inverted first resolver signal −(sin(ω R t-θ)) obtained by inverting the polarity of the first resolver signal sin(ω R t-θ), the inverted phase data −(ω R t-φ), an inverted second resolver signal −(cos(ω R t-θ)) obtained by inverting the polarity of the second resolver signal cos(ω R t-θ), and the inverse phase shift data −(ω R t-φ+90°) are input to the conversion monitoring unit 104.
また、実施の形態4に係る角度検出装置の信号処理部1では、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)と反転位相データ-(ωRt-φ)と第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)と反転移相データ-(ωRt-φ+90°)とが変換監視部104に入力される構成について説明した。しかしながら、第1レゾルバ信号sin(ωRt-θ)の極性を反転させた反転第1レゾルバ信号-(sin(ωRt-θ))と位相データωRt-φと第2レゾルバ信号cos(ωRt-θ)の極性を反転させた反転第2レゾルバ信号-(cos(ωRt-θ))と移相データωRt-φ+90°とが変換監視部104に入力される構成であってもよい。 In addition, in the signal processing unit 1 of the angle detection device according to the fourth embodiment, a configuration has been described in which the first resolver signal sin(ω R t-θ), the inverted phase data −(ω R t-φ), the second resolver signal cos(ω R t-θ), and the inverse phase shift data −(ω R t-φ+90°) are input to the conversion monitoring unit 104. However, a configuration may be adopted in which the inverted first resolver signal −(sin(ω R t-θ)) obtained by inverting the polarity of the first resolver signal sin(ω R t-θ), the phase data ω R t-φ, the inverted second resolver signal −(cos(ω R t-θ)) obtained by inverting the polarity of the second resolver signal cos(ω R t-θ), and the phase shift data ω R t-φ+90° are input to the conversion monitoring unit 104.
以上、好ましい各実施の形態に係る角度検出装置の信号処理部1について説明したが、上述した各実施の形態に係る角度検出装置の信号処理部1に制限されることはない。特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した各実施の形態に係る角度検出装置の信号処理部1に種々の変形および変換を加えることができる。 Although the signal processing unit 1 of the angle detection device according to each preferred embodiment has been described above, the present invention is not limited to the signal processing unit 1 of the angle detection device according to each of the above-mentioned embodiments. Various modifications and conversions can be made to the signal processing unit 1 of the angle detection device according to each of the above-mentioned embodiments without departing from the scope of the claims.
1 信号処理部、2 レゾルバ、101 基準信号生成部、102 励磁信号生成部、103 変換部、104 変換監視部、105 コンパレータ、106 PFC、107 制御則、108 ACC、109 減算部、110 位相信号生成部、111 コンパレータ、112 位相比較部、113 位相差判定部、114 コンパレータ、115 位相比較部、116 位相差判定部、117 第1乗算部、118 第2乗算部、119 第1減算部、120 A/D変換部、121 制御則、122 ACC、123 第2減算部、124 移相部、125 三角関数信号変換部、126 第1コンパレータ、127 第1位相比較部、128 第1位相差判定部、129 第2コンパレータ、130 第2位相比較部、131 第2位相差判定部、132 論理和回路部、133 第1コンパレータ、134 第1位相比較部、135 第1位相差判定部、136 第2コンパレータ、137 第2位相比較部、138 第2位相差判定部、139 論理和回路部、140 反転部、141 第1反転部、142 第2反転部。 1 Signal processing unit, 2 Resolver, 101 Reference signal generating unit, 102 Excitation signal generating unit, 103 Conversion unit, 104 Conversion monitoring unit, 105 Comparator, 106 PFC, 107 Control law, 108 ACC, 109 Subtraction unit, 110 Phase signal generating unit, 111 Comparator, 112 Phase comparison unit, 113 Phase difference determination unit, 114 Comparator, 115 Phase comparison unit, 116 Phase difference determination unit, 117 First multiplication unit, 118 Second multiplication unit, 119 First subtraction unit, 120 A/D conversion unit, 121 Control law, 122 ACC, 123 Second subtraction unit, 124 Phase shift unit, 125 Trigonometric function signal conversion unit, 126 First comparator, 127 First phase comparison unit, 128 First phase difference determination unit, 129, second comparator, 130, second phase comparison unit, 131, second phase difference determination unit, 132, logical sum circuit unit, 133, first comparator, 134, first phase comparison unit, 135, first phase difference determination unit, 136, second comparator, 137, second phase comparison unit, 138, second phase difference determination unit, 139, logical sum circuit unit, 140, inversion unit, 141, first inversion unit, 142, second inversion unit.
Claims (12)
前記基準信号生成部(101)によって生成された前記基準信号を用いて2相の励磁信号を生成する励磁信号生成部(102)と、
前記2相の励磁信号が入力されたレゾルバから出力されたレゾルバ出力を角度データに変換して前記角度データを出力する変換部(103)と、
前記変換部(103)に異常が発生したことを検出する変換監視部(104)と、
を備え、
前記変換部(103)は、前記基準信号から前記角度データだけ位相がずれた位相データをフィードバック信号として用いて前記角度データを算出するとともに前記位相データを出力し、
前記変換監視部(104)は、前記位相データと前記レゾルバ出力とを用いて、前記変換部(103)に異常が発生したことを検出する角度検出装置の信号処理部。 A reference signal generating unit (101) for generating a reference signal;
an excitation signal generating unit (102) that generates a two-phase excitation signal using the reference signal generated by the reference signal generating unit (101);
a conversion unit (103) that converts a resolver output output from a resolver to which the two-phase excitation signal is input into angle data and outputs the angle data;
a conversion monitoring unit (104) for detecting an abnormality occurring in the conversion unit (103);
Equipped with
The conversion unit (103) calculates the angle data by using phase data whose phase is shifted from the reference signal by the angle data as a feedback signal, and outputs the phase data;
The conversion monitoring unit (104) is a signal processing unit of the angle detection device that detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit (103) by using the phase data and the resolver output.
前記変換部(103)は、前記位相データから変換された2相の周期信号のそれぞれを前記2相のレゾルバ信号のそれぞれに対応させて乗算し、それぞれの乗算結果の差分から得られる制御偏差がゼロになるように前記角度データを算出する請求項1に記載の角度検出装置の信号処理部。 The resolver output is composed of a two-phase resolver signal,
2. The signal processing unit of the angle detection device according to claim 1, wherein the conversion unit (103) multiplies each of the two-phase periodic signals converted from the phase data by a corresponding one of the two-phase resolver signals, and calculates the angle data so that a control deviation obtained from a difference between the respective multiplication results becomes zero.
前記変換部(103)は、前記位相データから変換された1相の周期信号を前記1相のレゾルバ信号に乗算して得られる制御偏差がゼロになるように前記角度データを算出する請求項1に記載の角度検出装置の信号処理部。 the resolver output is comprised of a one-phase resolver signal;
2. The signal processing unit of the angle detection device according to claim 1, wherein the conversion unit (103) calculates the angle data so that a control deviation obtained by multiplying the one-phase resolver signal by a one-phase periodic signal converted from the phase data becomes zero.
前記変換部(103)は、前記1相のレゾルバ信号から変換されたレゾルバ位相データと前記位相データをもとに生成されるフィードバック位相データとの差分から得られる制御偏差がゼロになるように前記角度データを算出する請求項1に記載の角度検出装置の信号処理部。 the resolver output is comprised of a one-phase resolver signal;
2. The signal processing unit of the angle detection device according to claim 1, wherein the conversion unit (103) calculates the angle data so that a control deviation obtained from a difference between resolver phase data converted from the one-phase resolver signal and feedback phase data generated based on the phase data becomes zero.
前記変換監視部(104)は、前記位相データおよび前記移相データと前記2相のレゾルバ信号とを用いて、前記変換部(103)に異常が発生したことを検出する請求項2に記載の角度検出装置の信号処理部。 The conversion unit (103) outputs phase-shifted data having a phase shift of 90 degrees with respect to the phase data,
3. The signal processing unit of the angle detection device according to claim 2, wherein the conversion monitoring unit (104) detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit (103) by using the phase data, the phase shift data, and the two-phase resolver signal.
前記基準信号生成部(101)によって生成された前記基準信号を用いて2相の励磁信号を生成する励磁信号生成部(102)と、
前記2相の励磁信号が入力されたレゾルバから出力されたレゾルバ出力を角度データに変換して前記角度データを出力する変換部(103)と、
前記変換部(103)に異常が発生したことを検出する変換監視部(104)と、
を備え、
前記変換部(103)は、前記基準信号から前記角度データだけ位相がずれた位相データをフィードバック信号として用いて前記角度データを算出するとともに前記位相データの極性を反転させた反転位相データを出力し、
前記変換監視部(104)は、前記反転位相データと前記レゾルバ出力とを用いて、前記変換部(103)に異常が発生したことを検出する角度検出装置の信号処理部。 A reference signal generating unit (101) for generating a reference signal;
an excitation signal generating unit (102) that generates a two-phase excitation signal using the reference signal generated by the reference signal generating unit (101);
a conversion unit (103) that converts a resolver output output from a resolver to which the two-phase excitation signal is input into angle data and outputs the angle data;
a conversion monitoring unit (104) for detecting an abnormality occurring in the conversion unit (103);
Equipped with
the conversion unit (103) calculates the angle data by using, as a feedback signal, phase data whose phase is shifted by the angle data from the reference signal, and outputs inverted phase data obtained by inverting the polarity of the phase data;
The conversion monitoring unit (104) is a signal processing unit of the angle detection device that detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit (103) by using the inverted phase data and the resolver output.
前記変換部(103)は、前記位相データから変換された2相の周期信号のそれぞれを前記2相のレゾルバ信号のそれぞれに対応させて乗算し、それぞれの乗算結果の差分から得られる制御偏差がゼロになるように前記角度データを算出する請求項7に記載の角度検出装置の信号処理部。 The resolver output is composed of a two-phase resolver signal,
8. The signal processing unit of the angle detection device according to claim 7, wherein the conversion unit (103) multiplies each of the two-phase periodic signals converted from the phase data by a corresponding one of the two-phase resolver signals, and calculates the angle data so that a control deviation obtained from a difference between the respective multiplication results becomes zero.
前記変換部(103)は、前記位相データから変換された1相の周期信号を前記1相のレゾルバ信号に乗算して得られる制御偏差がゼロになるように前記角度データを算出する請求項7に記載の角度検出装置の信号処理部。 the resolver output is comprised of a one-phase resolver signal;
8. The signal processing unit of the angle detection device according to claim 7, wherein the conversion unit (103) calculates the angle data so that a control deviation obtained by multiplying the one-phase resolver signal by a one-phase periodic signal converted from the phase data becomes zero.
前記変換部(103)は、前記1相のレゾルバ信号から変換されたレゾルバ位相データと前記位相データをもとに生成されるフィードバック位相データとの差分から得られる制御偏差がゼロになるように前記角度データを算出する請求項7に記載の角度検出装置の信号処理部。 the resolver output is comprised of a one-phase resolver signal;
8. The signal processing unit of the angle detection device according to claim 7, wherein the conversion unit (103) calculates the angle data so that a control deviation obtained from a difference between resolver phase data converted from the one-phase resolver signal and feedback phase data generated based on the phase data becomes zero.
前記変換監視部(104)は、前記反転位相データおよび前記反転移相データと前記2相のレゾルバ信号とを用いて、前記変換部(103)に異常が発生したことを検出する請求項8に記載の角度検出装置の信号処理部。 The conversion unit (103) outputs inverse phase transition data obtained by inverting the polarity of phase shift data whose phase is shifted by 90 degrees from the phase data,
9. The signal processing unit of the angle detection device according to claim 8, wherein the conversion monitoring unit (104) detects the occurrence of an abnormality in the conversion unit (103) by using the inversion phase data, the inverse transition phase data, and the two-phase resolver signal.
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