(57)【要約】【課題】回転軸の回転角を高精度に検出する。【解決手段】本発明に係る回転角検出方法および装置は、回転軸に設置される励磁コイルと、前記励磁コイルに励磁信号を出力する励磁信号出力回路と、前記励磁コイルの角度に応じた正弦波に依存した電圧を検出する４個の検出コイルと、前記検出コイルが検知した電圧を入力する電圧入力回路と、前記励磁信号出力回路と前記電圧入力回路と接続されるプロセッサーと前記プロセッサーが回転角度検出した結果を出力する前記プロセッサーに接続される回転角度出力回路と、を備えたものである。前記プロセッサーは、前記電圧入力回路から取得した正弦波に依存する電圧から正弦波の振幅値の極大値と極小値を選び出すことなく、高精度な回転角度を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に設置される励磁コイルと、前記励磁コイルに励磁信号を出力する励磁信号出力回路と、前記励磁コイルの角度に応じた正弦波に依存した電圧を検出する検出コイル１と、前記励磁コイルの角度に応じた正弦波に依存した電圧を検出する検出コイル２と、前記励磁コイルの角度に応じた正弦波に依存した電圧を検出する検出コイル３と、前記励磁コイルの角度に応じた正弦波に依存した電圧を検出する検出コイル４と、前記検出コイル１と前記検出コイル２と前記検出コイル３と前記検出コイル４が検知した電圧を入力する電圧入力回路と、前記励磁信号出力回路と前記電圧入力回路と接続されるプロセッサーと、前記プロセッサーが回転角度検出した結果を出力する前記プロセッサーに接続される回転角度出力回路を備え、前記検出コイル２は前記検出コイル１の位相を９０°ずらした位置にあり、前記検出コイル３は前記検出コイル１の位相を１８０°ずらした位置にあり、前記検出コイル４は前記検出コイル１の位相を２７０°ずらした位置にあり、前記プロセッサーは、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル１の電圧の絶対値１を算出し、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル２の電圧の絶対値２を算出し、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル３の電圧の絶対値３を算出し、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル４の電圧の絶対値４を算出し、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル１の電圧と前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル２の電圧と前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル３の電圧と前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル４の電圧との電圧値大小の組合せに依存する回転軸の４５°単位の領域を算出した後、前記領域の領域最少角度を算出し、前記絶対値１と前記絶対値２と前記絶対値３と前記絶対値４を電圧の大小で比較した後、最も小さい電圧のアークサイン値を算出し、前記領域最少角度と前記アークサイン値を加算した結果が回転軸の角度であり、正弦波の極大値と極小値を選び出すことなく、高精度な回転角度を算出することを特徴とする回転角検出方法および装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明の実施形態は、回転角検出方法および装置に関する。
【技術背景】
【０００２】  自動車のモーターなど、厳しい環境で使用される回転角検出装置には、高い耐環境性能を持つレゾルバが用いられる。回転軸に設置される励磁コイルに励磁信号を出力することにより、励磁コイルの角度に応じた正弦波を出力する検出コイル１と、励磁コイルの角度に応じた余弦波に依存した電圧を検出する検出コイル２で構成され、レゾルバの回転角は、検出コイル１が出力する正弦波と検出コイル２が出力する余弦波のアークタンジェントをとることで算出される。
【０００３】  しかし、アークタンジェントには±９０°に不連続点があり連続的に回転角を算出することができない。
【０００４】  また、正弦波の性質でｙ＝ｓｉｎθの増加に連れ増加したり、減少したりする。ｙの増加が減少に転じる点を極大、ｙの減少が増加に転じるところを極小、それらのｙ座標値が極大値、極小値である総称して極値とする。そのうえ、極値を通過する近辺ではθの増加量に対するｙの変位量は限りなく０に近づく。
【０００５】  このため、レゾルバにおける高精度な角度検出を実現することは難しい。
【特許文献】特開２００８−３０４３０５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  そこで、本発明は回転軸の回転角を高精度に検出する回転角検出方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  回転軸に設置される励磁コイルと、前記励磁コイルに励磁信号を出力する励磁信号出力回路と、前記励磁コイルの角度に応じた正弦波に依存した電圧を検出する検出コイル１と、前記励磁コイルの角度に応じた正弦波に依存した電圧を検出する検出コイル２と、前記励磁コイルの角度に応じた正弦波に依存した電圧を検出する検出コイル３と、前記励磁コイルの角度に応じた正弦波に依存した電圧を検出する検出コイル４と、前記検出コイル１と前記検出コイル２と前記検出コイル３と前記検出コイル４が検知した電圧を入力する電圧入力回路と、前記励磁信号出力回路と前記電圧入力回路と接続されるプロセッサーと、前記プロセッサーが回転角度検出した結果を出力する前記プロセッサーに接続される回転角度出力回路を備え、前記検出コイル２は前記検出コイル１の位相を９０°ずらした位置にあり、前記検出コイル３は前記検出コイル１の位相を１８０°ずらした位置にあり、前記検出コイル４は前記検出コイル１の位相を２７０°ずらした位置にあり、前記プロセッサーは、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル１の電圧の絶対値１を算出し、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル２の電圧の絶対値２を算出し、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル３の電圧の絶対値３を算出し、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル４の電圧の絶対値４を算出し、前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル１の電圧と前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル２の電圧と前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル３の電圧と前記電圧入力回路から取得した前記検出コイル４の電圧との電圧値大小の組合せに依存する回転軸の４５°単位の領域を算出した後、前記領域の領域最少角度を算出し、前記絶対値１と前記絶対値２と前記絶対値３と前記絶対値４を電圧の大小で比較した後、最も小さい電圧のアークサイン値を算出し、前記領域最少角度と前記アークサイン値を加算した結果が回転軸の検出回転角度であり、正弦波の極大値と極小値を選び出すことなく、高精度な回転角度を算出することを特徴とする回転角検出方法および装置。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、正弦波の極大値と極小値を選び出すことなく、高精度な回転角度を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る回転角検出装置の全体の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る励磁コイルに励磁信号出力回路が励磁信号を出力すると励磁コイルの回転角度に応じて検出コイル１と検出コイル２と検出コイル３と検出コイル４とから出力される波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、本発明による回転角検出方法および装置の一実施例について、添付の図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の回転角検出装置の全体の構成図である。励磁コイルに励磁信号出力回路が励磁信号を出力すると励磁コイルの回転角度に応じて検出コイル１と検出コイル２と検出コイル３と検出コイル４とから、それぞれ正弦波の振幅値である電圧を出力する。
【００１１】  それぞれの振幅値は、電圧入力回路で入力され接続されているプロセッサーで振幅値を表すコイル１の出力電圧と検出コイル２の出力電圧と検出コイル３の出力電圧と検出コイル４の出力電圧とのそれぞれの大小を比較することにより、回転軸の角度θの存在領域を確定できかつ、存在領域における最少角度である領域最少角度も決定されることを検出コイル１の出力電圧をＶ１、検出コイル２の出力電圧をＶ２、検出コイル３の出力電圧をＶ３、検出コイル４の出力電圧をＶ４とし表１に示す。
【００１２】
【表１】
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【００１３】  さらに、それぞれの振幅値を表す検出コイル１の出力電圧と検出コイル２の出力電圧と検出コイル３の出力電圧と検出コイル４の出力電圧は、電圧入力回路で入力され接続されているプロセッサーで振幅値を表す検出コイル１の出力電圧と検出コイル２の出力電圧と検出コイル３の出力電圧と検出コイル４の出力電圧のそれぞれの絶対値が算出される。
【００１４】  前記出力電圧のそれぞれの絶対値を比較し後、一番小さい前記出力電圧の絶対値を決定する。
【００１５】  前記一番小さい前記出力電圧の絶対値からアークサインを求めその結果を詳細回転角度とする。
【００１６】  前記領域最少角度と前記詳細回転角度を加算した結果を検出回転角度とする。
【００１７】  前記検出回転角度はプロセッサーに接続されている回転角度出力回路により外部へ出力される。
【００１８】  以上、本発明による回転角検出方法および装置により、正弦波の極大値と極小値を選び出すことなく、高精度な回転角度を検出することができる。
【図１】
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【図２】
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