JPH1151692A - デジタル変換器用可変リラクタンス・レゾルバ - Google Patents
デジタル変換器用可変リラクタンス・レゾルバInfo
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/488—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by variable reluctance detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
- G01D5/2046—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サイン値およびコサイン値を処理し、従来の
レゾルバの精度と同様の精度で、位置に対するデジタル
値を得る可変リラクタンス・レゾルバを提供する。 【解決手段】 可変リラクタンス・レゾルバを一定速度
で駆動し、増分デジタル値を記録し、フーリエ変換によ
って処理し、基本波を抽出する。基本波のフーリエ変換
を、可変リラクタンス・レゾルバからの元の値と比較
し、補正値の参照テーブルを備える。
レゾルバの精度と同様の精度で、位置に対するデジタル
値を得る可変リラクタンス・レゾルバを提供する。 【解決手段】 可変リラクタンス・レゾルバを一定速度
で駆動し、増分デジタル値を記録し、フーリエ変換によ
って処理し、基本波を抽出する。基本波のフーリエ変換
を、可変リラクタンス・レゾルバからの元の値と比較
し、補正値の参照テーブルを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル変換器用
可変リラクタンス・レゾルバに関する。
可変リラクタンス・レゾルバに関する。
【０００２】
【従来の技術】レゾルバ(resolver)は、モータ制御シス
テムに広く用いられ、角度位置や速度フィードバックを
与える。一般的に、従来のレゾルバは、回転一次巻線を
含み、スリップ・リング等を介して、キャリア即ち基準
周波数源によって付勢される。また、従来のレゾルバ
は、直交関係に配置された、１対の固定二次巻線も含
む。二次巻線は、キャリア周波数で、振幅包絡線がそれ
ぞれサインθおよびコサインθに対応する信号を与え
る。ここでθは、レゾルバのシャフトの角度位置であ
る。次に、これらの信号を復調し、キャリアを除去し、
振幅包絡線を復元する。更に、サインθおよびコサイン
θ信号値を処理し、シャフト位置である角度θを判定す
る。他のタイプの位置インディケータに対するレゾルバ
の利点は、比較的コストが低いこと、および連続するア
ナログ信号によって得られる分解能が事実上無限である
ことである。
テムに広く用いられ、角度位置や速度フィードバックを
与える。一般的に、従来のレゾルバは、回転一次巻線を
含み、スリップ・リング等を介して、キャリア即ち基準
周波数源によって付勢される。また、従来のレゾルバ
は、直交関係に配置された、１対の固定二次巻線も含
む。二次巻線は、キャリア周波数で、振幅包絡線がそれ
ぞれサインθおよびコサインθに対応する信号を与え
る。ここでθは、レゾルバのシャフトの角度位置であ
る。次に、これらの信号を復調し、キャリアを除去し、
振幅包絡線を復元する。更に、サインθおよびコサイン
θ信号値を処理し、シャフト位置である角度θを判定す
る。他のタイプの位置インディケータに対するレゾルバ
の利点は、比較的コストが低いこと、および連続するア
ナログ信号によって得られる分解能が事実上無限である
ことである。
【０００３】従来のレゾルバに代わる公知の装置に、可
変リラクタンス・レゾルバ(variable reluctance resol
ver)がある。かかるレゾルバは、回転巻線を全く有せ
ず、したがって、スリップ・リングやその他の形態の摺
動接点の必要性が全くない。回転子構造は、比較的単純
な積層状の鉄製突極構造であり、この構造以外の場合に
は回転巻線を保持するために必要とされる、深いスロッ
トが全くない。一次巻線は固定子上にあり、キャリア源
によって付勢される。直交関係にある二次巻線も、固定
子上にある。一次巻線から二次巻線に結合されるエネル
ギは、結合のリラクタンスによって変化し、回転子位置
の関数である。単純な回転子構造のために、可変リラク
タンス・レゾルバは、作成する費用が少なくて済む。
変リラクタンス・レゾルバ(variable reluctance resol
ver)がある。かかるレゾルバは、回転巻線を全く有せ
ず、したがって、スリップ・リングやその他の形態の摺
動接点の必要性が全くない。回転子構造は、比較的単純
な積層状の鉄製突極構造であり、この構造以外の場合に
は回転巻線を保持するために必要とされる、深いスロッ
トが全くない。一次巻線は固定子上にあり、キャリア源
によって付勢される。直交関係にある二次巻線も、固定
子上にある。一次巻線から二次巻線に結合されるエネル
ギは、結合のリラクタンスによって変化し、回転子位置
の関数である。単純な回転子構造のために、可変リラク
タンス・レゾルバは、作成する費用が少なくて済む。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可変リ
ラクタンス・レゾルバは、シャフト位置に対して既知の
関係を有する明白なサインおよびコサイン信号を生成せ
ず、その結果、高い線形性を必要とするサーボの用途で
は殆ど使用することができない。
ラクタンス・レゾルバは、シャフト位置に対して既知の
関係を有する明白なサインおよびコサイン信号を生成せ
ず、その結果、高い線形性を必要とするサーボの用途で
は殆ど使用することができない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来の
レゾルバを用いて得ることができる精度と同様の精度を
有する、デジタル変換器用可変リラクタンス・レゾルバ
(variable reluctanceresolver)を提供することであ
る。可変リラクタンス・レゾルバは、シャフト角度位置
θに対して明確なサインおよびコサイン関係を有する信
号を生成しないが、シャフト位置の関数として、再現性
が高い信号を発生する。本発明によるシステムでは、参
照テーブルを作成し、サインθ値およびコサインθ値を
補正する。可変リラクタンス・レゾルバは、一定速度で
駆動され、可変リラクタンス・レゾルバからの歪んだサ
イン信号およびコサイン信号が記録される。歪んだ信号
はフーリエ変換器を通過し、基本サインおよびコサイン
波が抽出される。次に、これら基本波を、レゾルバから
の元の歪んだサインおよびコサインθ値と比較し、補正
値の補正参照テーブルを作成する。参照テーブルは、八
分儀(octant)に分割された３６０度をカバーすることが
好ましい。
レゾルバを用いて得ることができる精度と同様の精度を
有する、デジタル変換器用可変リラクタンス・レゾルバ
(variable reluctanceresolver)を提供することであ
る。可変リラクタンス・レゾルバは、シャフト角度位置
θに対して明確なサインおよびコサイン関係を有する信
号を生成しないが、シャフト位置の関数として、再現性
が高い信号を発生する。本発明によるシステムでは、参
照テーブルを作成し、サインθ値およびコサインθ値を
補正する。可変リラクタンス・レゾルバは、一定速度で
駆動され、可変リラクタンス・レゾルバからの歪んだサ
イン信号およびコサイン信号が記録される。歪んだ信号
はフーリエ変換器を通過し、基本サインおよびコサイン
波が抽出される。次に、これら基本波を、レゾルバから
の元の歪んだサインおよびコサインθ値と比較し、補正
値の補正参照テーブルを作成する。参照テーブルは、八
分儀(octant)に分割された３６０度をカバーすることが
好ましい。
【０００６】シャフト位置θを判定する通常動作では、
サイン値およびコサイン値（ＳＩＮおよびＣＯＳと記
す）を最初に比較し、当該角度θに対する八分儀を判定
する。この八分儀の判定は、ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信
号の極性に基づいて、ＳＩＮ値がＣＯＳ値よりも大きな
絶対値を有するか否かを判定することによって行われ
る。八分儀の判定によって、シャフト位置を示す最上位
側３ビットを与える。
サイン値およびコサイン値（ＳＩＮおよびＣＯＳと記
す）を最初に比較し、当該角度θに対する八分儀を判定
する。この八分儀の判定は、ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信
号の極性に基づいて、ＳＩＮ値がＣＯＳ値よりも大きな
絶対値を有するか否かを判定することによって行われ
る。八分儀の判定によって、シャフト位置を示す最上位
側３ビットを与える。
【０００７】更に、八分儀位置に応じて、ＳＩＮ値およ
びＣＯＳ値を更に処理する。現八分儀にしたがって、補
正参照テーブルからの補正値を適用する。小さい方の絶
対値を大きい方の絶対値で除算し、０ないし１．０の範
囲のタンジェント（正接）θ値（「ＴＡＮ」）を導出す
る。ＴＡＮ値は線形に近く、最大偏差が７％未満である
ので、前述の範囲全体において比較的均一な分解能が得
られる。次に、タンジェント参照テーブルを用いて、Ｔ
ＡＮ値を線形値に変換する。
びＣＯＳ値を更に処理する。現八分儀にしたがって、補
正参照テーブルからの補正値を適用する。小さい方の絶
対値を大きい方の絶対値で除算し、０ないし１．０の範
囲のタンジェント（正接）θ値（「ＴＡＮ」）を導出す
る。ＴＡＮ値は線形に近く、最大偏差が７％未満である
ので、前述の範囲全体において比較的均一な分解能が得
られる。次に、タンジェント参照テーブルを用いて、Ｔ
ＡＮ値を線形値に変換する。
【０００８】次に、補正したＴＡＮ値を反転させて奇数
の八分儀を求め、その後八分儀値に加算し、シャフト角
度位置θを得る。これらの値を用い、更にサンプリング
・レートを１ミリ秒単位と仮定し、２つの連続する角度
位置サンプル間の値の差として、速度をデジタル的に判
定することができる。
の八分儀を求め、その後八分儀値に加算し、シャフト角
度位置θを得る。これらの値を用い、更にサンプリング
・レートを１ミリ秒単位と仮定し、２つの連続する角度
位置サンプル間の値の差として、速度をデジタル的に判
定することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】可変リラクタンス・レゾルバ１０
の構造を図１に示す。固定子は、円筒形状の鉄製積層シ
ェルＳであり、内側に歯Ｓ１〜Ｓ４およびＣ１〜Ｃ４が
突出している。基準巻線１６を各々の歯の周囲に巻回
し、基準変調源によって付勢する。二次サイン巻線１４
を歯Ｓ１〜Ｓ４の各々の周囲に巻回す。二次コサイン巻
線１５をＣ１〜Ｃ４周囲に巻回す。回転子Ｒは、突極Ｐ
１およびＰ２を備えるような形状とした、積層鉄構造で
ある。
の構造を図１に示す。固定子は、円筒形状の鉄製積層シ
ェルＳであり、内側に歯Ｓ１〜Ｓ４およびＣ１〜Ｃ４が
突出している。基準巻線１６を各々の歯の周囲に巻回
し、基準変調源によって付勢する。二次サイン巻線１４
を歯Ｓ１〜Ｓ４の各々の周囲に巻回す。二次コサイン巻
線１５をＣ１〜Ｃ４周囲に巻回す。回転子Ｒは、突極Ｐ
１およびＰ２を備えるような形状とした、積層鉄構造で
ある。
【００１０】回転子Ｒの位置は、基準巻線と二次巻線１
４および１５との間のリラクタンス結合(reluctance co
upling)を決定する。サイン巻線１４内に発生する信号
は、サインθの低精度の近似である振幅を有し、ここで
θはシャフト角度位置である。同様に、コサイン巻線１
５は、コサインθの低精度の近似である振幅を有する信
号を発生する。
４および１５との間のリラクタンス結合(reluctance co
upling)を決定する。サイン巻線１４内に発生する信号
は、サインθの低精度の近似である振幅を有し、ここで
θはシャフト角度位置である。同様に、コサイン巻線１
５は、コサインθの低精度の近似である振幅を有する信
号を発生する。
【００１１】本発明によるシステムの電子的なハードウ
エア部分を、図２に示す。この部分は、レゾルバ１０お
よびマイクロコンピュータ１２を含む。巻線１４および
１５は直交関係を有し、それぞれ、サインθ信号および
コサインθ信号を生成する。一次巻線１６は、典型的に
１ＫＨｚおよび２０ＫＨｚの範囲である、キャリア周波
数源１７によって励起される。殆どの場合、周波数が高
い方が好ましい。二次巻線１４および１５に誘導される
信号の振幅は、それぞれ、サインθおよびコサインθの
低精度の近似である。変調した信号サインθは、電圧バ
ッファ２０（典型的に、電圧フォロアの形態の）を通過
し、次いでシステムの共通信号接地に接続された差動増
幅器２１を通過する。バッファおよび差動増幅器の組み
合わせを共通信号接地に接続することによって、適切な
ノイズ除去が行われる。次に、信号は位相復調器２２を
通過し、キャリアを除去し、サインθである包絡線を残
す。位相復調器からの信号は、フィルタ２３を通過し、
キャリア周波数を除去し、残りの信号をアナログ−デジ
タル変換器２４に渡す。Ａ／Ｄ変換器から出力された信
号は、ＳＩＮと記され、アナログ値のサインθに対応す
る１２ビットのデジタル指示である。
エア部分を、図２に示す。この部分は、レゾルバ１０お
よびマイクロコンピュータ１２を含む。巻線１４および
１５は直交関係を有し、それぞれ、サインθ信号および
コサインθ信号を生成する。一次巻線１６は、典型的に
１ＫＨｚおよび２０ＫＨｚの範囲である、キャリア周波
数源１７によって励起される。殆どの場合、周波数が高
い方が好ましい。二次巻線１４および１５に誘導される
信号の振幅は、それぞれ、サインθおよびコサインθの
低精度の近似である。変調した信号サインθは、電圧バ
ッファ２０（典型的に、電圧フォロアの形態の）を通過
し、次いでシステムの共通信号接地に接続された差動増
幅器２１を通過する。バッファおよび差動増幅器の組み
合わせを共通信号接地に接続することによって、適切な
ノイズ除去が行われる。次に、信号は位相復調器２２を
通過し、キャリアを除去し、サインθである包絡線を残
す。位相復調器からの信号は、フィルタ２３を通過し、
キャリア周波数を除去し、残りの信号をアナログ−デジ
タル変換器２４に渡す。Ａ／Ｄ変換器から出力された信
号は、ＳＩＮと記され、アナログ値のサインθに対応す
る１２ビットのデジタル指示である。
【００１２】同様に、レゾルバ巻線１５から発したコサ
インθ信号は、ユニット３０〜３４によって処理され、
コサインθのデジタル値を発生する。このデジタル値を
ＣＯＳと記す。ＣＯＳ信号はマイクロコンピュータ１２
に供給される。殆どのシステムでは、アナログ−デジタ
ル変換器２４，３４におけるアナログ信号のサンプリン
グは、通常１ミリ秒当たり少なくとも１サンプルのレー
トで行われる。現ＳＩＮおよびＣＯＳ値は、マイクロコ
ンピュータ１２内の指定されたメモリ位置に格納され
る。
インθ信号は、ユニット３０〜３４によって処理され、
コサインθのデジタル値を発生する。このデジタル値を
ＣＯＳと記す。ＣＯＳ信号はマイクロコンピュータ１２
に供給される。殆どのシステムでは、アナログ−デジタ
ル変換器２４，３４におけるアナログ信号のサンプリン
グは、通常１ミリ秒当たり少なくとも１サンプルのレー
トで行われる。現ＳＩＮおよびＣＯＳ値は、マイクロコ
ンピュータ１２内の指定されたメモリ位置に格納され
る。
【００１３】図３は、ＳＩＮおよびＣＯＳの参照テーブ
ルを作成し、レゾルバ信号を補正することにより、これ
らが真のサインθ値およびコサインθ値を表すことを可
能にする手順を示す。Ａ／Ｄ変換器２４を通過したレゾ
ルバのＳＩＮ値は、メモリ７０に格納される。シャフト
は、５０００ＲＰＭ程度の一定速度で回転する。値は、
完全な３６０度回転について格納される。また、レゾル
バからの値は、フーリエ変換器も通過し、基本周波数を
抽出し、そのサイン値をユニット７２内のメモリに格納
する。メモリ７０内のレゾルバ値とメモリ７２内の真の
サイン値との間の差を、加算器７４において判定し、Ｓ
ＩＮ参照テーブル７６に格納する。同じ値が３６０度の
回転において２回以上出現するので、テーブル７６内の
参照値は、八分儀にしたがって格納される。
ルを作成し、レゾルバ信号を補正することにより、これ
らが真のサインθ値およびコサインθ値を表すことを可
能にする手順を示す。Ａ／Ｄ変換器２４を通過したレゾ
ルバのＳＩＮ値は、メモリ７０に格納される。シャフト
は、５０００ＲＰＭ程度の一定速度で回転する。値は、
完全な３６０度回転について格納される。また、レゾル
バからの値は、フーリエ変換器も通過し、基本周波数を
抽出し、そのサイン値をユニット７２内のメモリに格納
する。メモリ７０内のレゾルバ値とメモリ７２内の真の
サイン値との間の差を、加算器７４において判定し、Ｓ
ＩＮ参照テーブル７６に格納する。同じ値が３６０度の
回転において２回以上出現するので、テーブル７６内の
参照値は、八分儀にしたがって格納される。
【００１４】同様に、Ａ／Ｄ変換器３４を通過したＣＯ
Ｓ値もメモリ８０に格納され、ユニット８２内のメモリ
にある理想値と比較され、ＣＯＳ参照テーブルを得る。
Ｓ値もメモリ８０に格納され、ユニット８２内のメモリ
にある理想値と比較され、ＣＯＳ参照テーブルを得る。
【００１５】参照テーブル７６および８６は、好ましく
は、異なるシャフト回転速度において得られる値の平均
を取ることによって決定する。フーリエ分析以外の技法
を用いて、可変リラクタンス・レゾルバから受け取った
値の基本周波数にしたがって、理想的な値を得ることも
可能である。テーブル７６および８６には種々の異なる
フォーマットが可能である。
は、異なるシャフト回転速度において得られる値の平均
を取ることによって決定する。フーリエ分析以外の技法
を用いて、可変リラクタンス・レゾルバから受け取った
値の基本周波数にしたがって、理想的な値を得ることも
可能である。テーブル７６および８６には種々の異なる
フォーマットが可能である。
【００１６】図４に示すように、レゾルバ角度θを判定
するためのＳＩＮ値およびＣＯＳ値の処理は、（１）角
度θに対する八分儀を判定し、（２）補正したＳＩＮ値
およびＣＯＳ値を決定し、（３）タンジェント値ＴＡＮ
を決定し、（４）タンジェント値を補正して角度θに対
する線形値を求め、（５）八分儀および線形値を組み合
わせることによって角度θを判定することを含む。
するためのＳＩＮ値およびＣＯＳ値の処理は、（１）角
度θに対する八分儀を判定し、（２）補正したＳＩＮ値
およびＣＯＳ値を決定し、（３）タンジェント値ＴＡＮ
を決定し、（４）タンジェント値を補正して角度θに対
する線形値を求め、（５）八分儀および線形値を組み合
わせることによって角度θを判定することを含む。
【００１７】タンジェント値を決定するためには、タン
ジェント値が無限大となってしまう計算を避ける必要が
ある。これは、常にＳＩＮおよびＣＯＳの絶対値の内小
さい方を、大きい方で除算することによって行われる。
八分儀の４５°にわたる範囲において、タンジェント値
は０から１までの値を取る。タンジェント値は、角度θ
の線形値に近く、タンジェント参照テーブルを用いて補
正する。次いで、八分儀を用いて最上位の３ビットと下
位ビットに対する補正タンジェント値とを与えることに
よって、角度θの最終値を決定する。
ジェント値が無限大となってしまう計算を避ける必要が
ある。これは、常にＳＩＮおよびＣＯＳの絶対値の内小
さい方を、大きい方で除算することによって行われる。
八分儀の４５°にわたる範囲において、タンジェント値
は０から１までの値を取る。タンジェント値は、角度θ
の線形値に近く、タンジェント参照テーブルを用いて補
正する。次いで、八分儀を用いて最上位の３ビットと下
位ビットに対する補正タンジェント値とを与えることに
よって、角度θの最終値を決定する。
【００１８】より具体的には、アナログ・サインθおよ
びコサインθ信号は、アナログ−デジタル変換器２４お
よび３４を通過し、それぞれ、ＳＩＮ値およびＣＯＳ値
に対応する１２ビット・デジタル・ワードを発生する。
アナログ−デジタル変換器のサンプリング・レートは、
１秒当たり２０Ｋサンプル程度である。ＳＩＮ値および
ＣＯＳ値は、比較器の処理４０において比較され、極性
および相対的な大きさを判定する。例えば、図５のＡの
八分儀テーブルに示すように、ＳＩＮ値およびＣＯＳ値
が双方とも正であり、ＳＩＮ値の絶対値がＣＯＳ値より
も大きくない場合、レゾルバ角度θは第１の八分儀Ｉ
（０００）にある。同様に、ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信
号が双方とも正であり、ＳＩＮ値の方が大きい場合、レ
ゾルバ角度は第２の八分儀ＩＩ（００１）にある。他の
八分儀も、八分儀テーブルにおけるロジックにしたがっ
て、同様に判定する。ＳＩＮ値およびＣＯＳ値に対する
八分儀ＩないしＶＩＩの位置を、図６のＡに示す。３ビ
ット八分儀識別子をメモリ４２（図４）に格納する。
びコサインθ信号は、アナログ−デジタル変換器２４お
よび３４を通過し、それぞれ、ＳＩＮ値およびＣＯＳ値
に対応する１２ビット・デジタル・ワードを発生する。
アナログ−デジタル変換器のサンプリング・レートは、
１秒当たり２０Ｋサンプル程度である。ＳＩＮ値および
ＣＯＳ値は、比較器の処理４０において比較され、極性
および相対的な大きさを判定する。例えば、図５のＡの
八分儀テーブルに示すように、ＳＩＮ値およびＣＯＳ値
が双方とも正であり、ＳＩＮ値の絶対値がＣＯＳ値より
も大きくない場合、レゾルバ角度θは第１の八分儀Ｉ
（０００）にある。同様に、ＳＩＮ信号およびＣＯＳ信
号が双方とも正であり、ＳＩＮ値の方が大きい場合、レ
ゾルバ角度は第２の八分儀ＩＩ（００１）にある。他の
八分儀も、八分儀テーブルにおけるロジックにしたがっ
て、同様に判定する。ＳＩＮ値およびＣＯＳ値に対する
八分儀ＩないしＶＩＩの位置を、図６のＡに示す。３ビ
ット八分儀識別子をメモリ４２（図４）に格納する。
【００１９】比較器４０は、ＳＩＮ値およびＣＯＳ値を
参照テーブル７６および８６に供給する。これらのテー
ブルは、図３に関して先に説明したように作成される。
ＳＩＮ値およびＣＯＳ値が除算器４８に移る際に、補正
参照テーブルにしたがってＳＩＮ値およびＣＯＳ値を調
節する。
参照テーブル７６および８６に供給する。これらのテー
ブルは、図３に関して先に説明したように作成される。
ＳＩＮ値およびＣＯＳ値が除算器４８に移る際に、補正
参照テーブルにしたがってＳＩＮ値およびＣＯＳ値を調
節する。
【００２０】また、比較処理４０によって、ＳＩＮおよ
びＣＯＳの絶対値が０．７０７より大きいかまたは小さ
いかについて判定を行う。値が０．７０７よりも大きい
場合、これは除算４８において分母として用いられる
「大きい方の」値となり、一方値が０．７０７よりも小
さい場合、これは「小さい方の」値となり、除算４８に
おいて分子として用いられる。異なるレゾルバ角度に対
する「大きい方の」値および「小さい方の」値を、図６
のＢおよび図６のＣにそれぞれ示す。除算処理４８を用
いて、図６のＤに示すタンジェント（ＴＡＮ）値を得
る。常にＳＩＮ値およびＣＯＳ値の大きい方で除算する
ことにより、ＴＡＮ値は常に０と１との間となる。１お
よび無限大の間のタンジェント値は回避される。
びＣＯＳの絶対値が０．７０７より大きいかまたは小さ
いかについて判定を行う。値が０．７０７よりも大きい
場合、これは除算４８において分母として用いられる
「大きい方の」値となり、一方値が０．７０７よりも小
さい場合、これは「小さい方の」値となり、除算４８に
おいて分子として用いられる。異なるレゾルバ角度に対
する「大きい方の」値および「小さい方の」値を、図６
のＢおよび図６のＣにそれぞれ示す。除算処理４８を用
いて、図６のＤに示すタンジェント（ＴＡＮ）値を得
る。常にＳＩＮ値およびＣＯＳ値の大きい方で除算する
ことにより、ＴＡＮ値は常に０と１との間となる。１お
よび無限大の間のタンジェント値は回避される。
【００２１】図６のＤに示すように、１八分儀内のＴＡ
Ｎ値、例えば、０ないし４５度は、レゾルバ角度の線形
関係に近い。線形値からの偏差は７％未満であり、８ビ
ット参照テーブル５０を用いて補正することができる。
加算５２において、タンジェント参照テーブル値をＴＡ
Ｎ値に加算し、図６のＥに示す線形値を得る。殆どの導
入(installation)において、線形１１ビット値で十分で
ある。反転ルーチン５４を用いてこの線形値を反転さ
せ、これを用いてＯＲロジック５６を通過させ、奇数八
分儀を求める。反転線形値は、偶数八分儀に用いる。
Ｎ値、例えば、０ないし４５度は、レゾルバ角度の線形
関係に近い。線形値からの偏差は７％未満であり、８ビ
ット参照テーブル５０を用いて補正することができる。
加算５２において、タンジェント参照テーブル値をＴＡ
Ｎ値に加算し、図６のＥに示す線形値を得る。殆どの導
入(installation)において、線形１１ビット値で十分で
ある。反転ルーチン５４を用いてこの線形値を反転さ
せ、これを用いてＯＲロジック５６を通過させ、奇数八
分儀を求める。反転線形値は、偶数八分儀に用いる。
【００２２】角度θ値の最終的な再生５８において、八
分儀３ビット・コード値を、最上位３ビットとして用
い、下位の１１ビットとしての線形値または反転線形値
に加算する。レゾルバ角度θは、０から３６０度の範囲
を１６，３８４刻みでカバーする１４ビット・コード値
として出現する。
分儀３ビット・コード値を、最上位３ビットとして用
い、下位の１１ビットとしての線形値または反転線形値
に加算する。レゾルバ角度θは、０から３６０度の範囲
を１６，３８４刻みでカバーする１４ビット・コード値
として出現する。
【００２３】速度は、２つの連続サンプルに対する角度
θの差を判定するルーチン５９において判定される。
θの差を判定するルーチン５９において判定される。
【００２４】以上代表的な実施例を１つのみについて詳
細に説明したが、特許請求の範囲に更に特定して定義す
る、本発明の範囲内において多くの変形があることは明
白であろう。
細に説明したが、特許請求の範囲に更に特定して定義す
る、本発明の範囲内において多くの変形があることは明
白であろう。
前述のおよびその他の目的は、明細書の一部である以下
の図面に示すように、本発明の好適な実施形態にしたが
って達成される。
の図面に示すように、本発明の好適な実施形態にしたが
って達成される。
【図１】可変リラクタンス・レゾルバの概略断面図。
【図２】レゾルバ、およびレゾルバ信号を処理しそれを
マイクロコンピュータにＳＩＮ値およびＣＯＳ値として
供給するための連動するユニットのブロック図。
マイクロコンピュータにＳＩＮ値およびＣＯＳ値として
供給するための連動するユニットのブロック図。
【図３】補正参照テーブルを作成するための本発明によ
る技法を示す機能図。
る技法を示す機能図。
【図４】レゾルバ出力信号のコンピュータ処理を示す機
能図。
能図。
【図５】図５のＡおよび図５のＢから成り、図５のＡは
八分儀を判定するために用いるテーブルであり、図５の
ＢはＴＡＮ値を決定する際に用いるテーブルである。
八分儀を判定するために用いるテーブルであり、図５の
ＢはＴＡＮ値を決定する際に用いるテーブルである。
【図６】図６のＡ、図６のＢ、図６のＣ、図６のＤ、図
６のＥ、図６のＦ、図６のＧおよび図６のＨから成り、
図６のＡないし図６のＨは、レゾルバからのＳＩＮ信号
およびＣＯＳ信号を用いてシャフト角度θを判定するコ
ンピュータ処理ステップの図。
６のＥ、図６のＦ、図６のＧおよび図６のＨから成り、
図６のＡないし図６のＨは、レゾルバからのＳＩＮ信号
およびＣＯＳ信号を用いてシャフト角度θを判定するコ
ンピュータ処理ステップの図。
１０ 可変リラクタンス・レゾルバ １２ マイクロコンピュータ １４ 二次サイン巻線 １５ 二次コサイン巻線 １６ 基準巻線 １７ キャリア周波数源 ２０，３０ 電圧バッファ ２１，３１ 差動増幅器 ２２，３２ 位相復調器 ２３，３３ フィルタ ２４，３４ アナログ−デジタル変換器 ４０ 比較器 ４２ メモリ ４８ 除算器 ５６ ＯＲロジック ７０ メモリ ７２ メモリ ７４ 加算器 ７６ ＳＩＮ参照テーブル ８０ メモリ ８６ ＣＯＳ参照テーブル Ｐ１，Ｐ２ 突極 Ｒ 回転子 Ｓ 鉄製積層シェル Ｓ１〜Ｓ４，Ｃ１〜Ｃ４ 歯
Claims (10)
- 【請求項１】 可変リラクタンス・レゾルバから精度の
高いサイン値およびコサイン値を得る方法であって、 （ａ）固定子および回転子と、 前記固定子上の基準巻線と、 ９０電気角だけ互いに変位した、前記固定子上のサイン
巻線およびコサイン巻線と、 前記回転子上に備えられ、前記回転子の位置θにしたが
って前記巻線間のリラクタンスを変化させる突極と、を
含む可変リラクタンス・レゾルバを作成するステップ
と、 （ｂ）前記回転子を一定速度で回転させるステップと、 （ｃ）前記基準巻線を付勢させるステップと、 （ｄ）前記サイン巻線および前記コサイン巻線内で発生
したサインおよびコサイン振幅値を、デジタル値に変換
するステップと、 （ｅ）前記デジタル値を調節し、精度高くサインθおよ
びコサインθを表すための参照テーブルを作成するステ
ップと、から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法において、前記補正
値の参照テーブルは、前記デジタル値の波形を抽出し、
前記基本波形と前記デジタル値との差を表す値を格納す
ることによって決定されることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の方法において、前記基本
波形は、フーリエ変換を用いて抽出されることを特徴と
する方法。 - 【請求項４】 可変リラクタンス・レゾルバから精度の
高いサイン値およびコサイン値を得る方法であって、 （ａ）固定子および回転子と、 前記固定子上の基準巻線と、 ９０電気角だけ互いに変位した、前記固定子上のサイン
巻線およびコサイン巻線と、 前記回転子上に備えられ、前記回転子の位置θにしたが
って前記巻線間のリラクタンスを変化させる突極と、を
含む可変リラクタンス・レゾルバを作成するステップ
と、 （ｂ）前記基準巻線を、交流電源によって付勢するステ
ップと、 （ｃ）前記サイン巻線および前記コサイン巻線において
発生したサインおよびコサイン振幅値をデジタル値に変
換するステップと、 （ｄ）補正値の参照テーブルを用いて前記デジタル値を
調節し、補正サインθ値およびコサインθ値を与えるス
テップと、 （ｅ）前記デジタル値から、角度θに対する八分儀値を
判定するステップと、 （ｆ）前記補正値の小さい方を、前記補正値の大きい方
で除算し、ＴＡＮ値を求めるステップと、 （ｇ）前記八分儀値および前記ＴＡＮ値にしたがって、
前記角度θを決定するステップと、から成ることを特徴
とする方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の方法であって、更に、 前記ＴＡＮ値を線形化するステップと、 線形化値を反転させて偶数八分儀を求め、最上位ビット
としての前記八分儀値を、最下位ビットとしての線形化
値に加算し、角度θを求めるステップと、を含むことを
特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項４記載の方法において、前記八分
儀値は、前記デジタル値の符号、および前記デジタル値
の大きさの絶対値の比較によって判定することを特徴と
する方法。 - 【請求項７】 請求項４記載の方法において、前記補正
値の参照テーブルは、前記レゾルバを一定速度で回転さ
せつつ前記デジタル値から前記基本波形を抽出し、更に
前記基本波形と前記デジタル値との間の差を判定するこ
とによって作成されることを特徴とする方法。 - 【請求項８】 デジタル変換器用可変リラクタンス・レ
ゾルバであって、 固定子と、 前記固定子上にある基準巻線、サイン巻線およびコサイ
ン巻線であって、前記サイン巻線および前記コサイン巻
線が互いに９０電気角だけ変位した前記巻線と、 回転子位置θにしたがって巻線間のリラクタンスを変化
させる突極を備える回転子とを含む可変リラクタンス・
レゾルバと、 前記基準巻線を付勢するように接続された電源と、 前記サインおよびコサイン巻線に接続され、レゾルバの
サインおよびコサイン値をＳＩＮおよびＣＯＳデジタル
値に変換する手段と、 前記ＳＩＮおよびＣＯＳデジタル値からθ位置に対する
八分儀を判定する手段と、 前記デジタル値を調節し、サインθおよびコサインθを
精度高く表すための補正値を含む参照テーブルと、 前記参照テーブルに接続され、前記デジタル値を受け取
り、補正ＳＩＮおよびＣＯＳ値を与える手段と、 前記八分儀値および前記補正値からθを判定する手段
と、から成ることを特徴とするデジタル変換器用可変リ
ラクタンス・レゾルバ。 - 【請求項９】 請求項８記載のデジタル変換器用可変リ
ラクタンス・レゾルバにおいて、前記参照テーブルが、 前記レゾルバを一定速度で回転させ、 前記ＳＩＮおよびＣＯＳデジタル値から基本波を抽出
し、 前記デジタル値と前記基本波形との間の差分値を、前記
参照テーブルに格納することによって作成されることを
特徴とするデジタル変換器用可変リラクタンス・レゾル
バ。 - 【請求項１０】 請求項８記載のデジタル変換器用可変
リラクタンス・レゾルバにおいて、前記変換手段が、 前記ＳＩＮおよびＣＯＳ値からの３ビット・コードにお
いて、角度θに対する八分儀を判定する手段と、 前記ＳＩＮおよびＣＯＳ絶対値の小さい方を、前記ＳＩ
ＮおよびＣＯＳ値の大きい方で除算し、ＴＡＮ値を求め
る手段と、 前記ＴＡＮ値を線形化する手段と、 線形化値を反転し、偶数八分儀を求める手段と、 前記八分儀コードを最上位側ビットとして、最下位側ビ
ットとしての前記線形化値に加算する手段とを含むこと
を特徴とするデジタル変換器用可変リラクタンス・レゾ
ルバ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US853390 | 1997-05-09 | ||
| US08/853,390 US5949359A (en) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Variable reluctance resolver to digital converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151692A true JPH1151692A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=25315910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10127017A Pending JPH1151692A (ja) | 1997-05-09 | 1998-05-11 | デジタル変換器用可変リラクタンス・レゾルバ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5949359A (ja) |
| EP (1) | EP0877464A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1151692A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003513262A (ja) * | 1999-11-04 | 2003-04-08 | エリオット インダストリーズ リミテッド | 誘導位置検出装置 |
| JP2006266733A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Honda Motor Co Ltd | 回転角検出装置および電動パワーステアリング装置 |
| US7187309B2 (en) | 2003-12-22 | 2007-03-06 | Minebea Co., Ltd. | Angle computation method and apparatus for variable reluctance resolver |
| JP2008101932A (ja) * | 2006-10-17 | 2008-05-01 | Tokai Rika Co Ltd | 磁気式位置検出装置 |
| WO2008123279A1 (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-16 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | 位相検出装置及び位置検出装置 |
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| JP3368837B2 (ja) * | 1998-08-05 | 2003-01-20 | トヨタ自動車株式会社 | レゾルバ信号処理装置 |
| JP3442316B2 (ja) * | 1999-06-11 | 2003-09-02 | 多摩川精機株式会社 | アナログ信号のディジタル変換方法 |
| JP3429464B2 (ja) * | 1999-12-07 | 2003-07-22 | サムタク株式会社 | バリアブルリラクタンス型角度検出器 |
| JP3758563B2 (ja) * | 2001-12-04 | 2006-03-22 | 豊田工機株式会社 | 位置検出器の補正方法、及び、電気式動力舵取装置 |
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| JP2004239689A (ja) | 2003-02-04 | 2004-08-26 | Minebea Co Ltd | 偏差角度検出装置 |
| JP2004279231A (ja) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Minebea Co Ltd | Ｒ／ｄコンバータ |
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| KR20170056313A (ko) | 2015-11-13 | 2017-05-23 | 엘에스오토모티브 주식회사 | 레졸버 |
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| FR3114654B1 (fr) * | 2020-09-28 | 2022-09-09 | Safran Electronics & Defense | Dispositif de mesure de vitesse de rotation et train d’atterrissage équipé d’un tel dispositif |
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-
1997
- 1997-05-09 US US08/853,390 patent/US5949359A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-05-08 EP EP98108411A patent/EP0877464A3/en not_active Withdrawn
- 1998-05-11 JP JP10127017A patent/JPH1151692A/ja active Pending
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|---|---|
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| EP0877464A3 (en) | 2000-05-31 |
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