(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成によって、使用時における誤差の変化に対してその都度十分な補正を行うことができ、コスト低減できるレゾルバ誤差補正構造の提供。【解決手段】レゾルバ誤差補正構造１０はレゾルバ１の誤差（電気誤差または角度検出誤差)補正用の構造であって、レゾルバ１のＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧からそれらの振幅の２乗和を得る２乗和生成部２と、２乗和生成部２により得られた２乗和が「１」か「非１」かを判定する判定部３と、判定部３による判定結果が「非１」である場合にこれが「１」となるようＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の少なくとも一方の電圧値を加減修正する出力電圧補正部４とを備えた構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レゾルバの電気誤差または角度検出誤差(以下、「誤差」と称する。)を補正するための構造であって、レゾルバのＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧からそれらの振幅の２乗和を得る２乗和生成部と、該２乗和生成部により得られた２乗和が１か非１かを判定する判定部と、該判定部による判定結果が非１である場合にこれが１となるようＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の少なくとも一方の電圧値を加減修正する出力電圧補正部とを備えていることを特徴とする、レゾルバ誤差補正構造。
【請求項２】
前記出力電圧補正部は、修正した電圧値を前記２乗和生成部に供することを特徴とする、請求項１に記載のレゾルバ誤差補正構造。
【請求項３】
前記判定部は、判定が非１である場合に、１との差分の数値を含む補正指示信号を前記出力電圧補正部に対して送信することを特徴とする、請求項１または２に記載のレゾルバ誤差補正構造。
【請求項４】
前記判定部は、判定が１である場合に、当該電圧値を補正済みＣＯＳ出力電圧および補正済みＳＩＮ出力電圧としてＲ／Ｄ変換部に供することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のレゾルバ誤差補正構造。
【請求項５】
出力電圧補正部が下記（ａ）〜（ｄ）のいずれかであることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のレゾルバ誤差補正構造。
（ａ）アナログの交流電圧であるレゾルバ出力信号を補正するアナログ電子回路
（ｂ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号を補正するデジタルの信号処理回路
（ｃ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号をＣＰＵまたはＤＳＰを用いた信号処理により補正するソフトウェア
（ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）の中から２以上を用いた複合的補正手段
【請求項６】
前記２乗和生成部としてＡ／Ｄ変換器が用いられることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のレゾルバ誤差補正構造。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のレゾルバ誤差補正構造を備えた、レゾルバ。
【請求項８】
レゾルバの電気誤差または角度検出誤差(以下、「誤差」と称する。)を補正するための方法であって、レゾルバのＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧からそれらの振幅の２乗和を得る２乗和生成過程と、該２乗和生成過程により得られた２乗和が１か非１かを判定する判定過程と、該判定過程による判定結果が非１である場合にこれが１となるようＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の少なくとも一方の電圧値を加減修正する出力電圧補正過程とを備えていることを特徴とする、レゾルバ誤差補正方法。
【請求項９】
前記出力電圧補正過程が下記（ａ）〜（ｄ）のいずれかであることを特徴とする、請求項８に記載のレゾルバ誤差補正方法。
（Ａ）アナログの交流電圧であるレゾルバ出力信号をアナログ電子回路で補正する過程
（Ｂ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号をデジタルの信号処理回路で補正する過程
（Ｃ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号をＣＰＵまたはＤＳＰを用いた信号処理によりソフトウェア的に補正する過程
（Ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）の中から２以上を併用する複合的過程
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレゾルバ誤差補正構造、レゾルバおよびレゾルバ誤差補正方法に係り、特に、使用時における誤差の変化にも十分対応でき、また、事前の誤差測定・記録作業がなくてコスト低減することのできる、レゾルバ誤差補正構造等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のレゾルバ誤差方正方法を示すブロック図である。図示するように、従来のレゾルバの誤差補正方法は、事前にレゾルバ５１の誤差を測定し、測定した誤差をＲＯＭ等に誤差補正テーブル５９として記録しておき、レゾルバ５１のＣＯＳ出力電圧ＥＳ１−Ｓ３とＳＩＮ出力電圧ＥＳ２−Ｓ４をＲＤ変換器５５に入力してデジタル角度データθ’に返還し、θ’に対応した補正値を誤差補正テーブル５９から読み出し、θ’を補正（５８）して、補正済みデジタル角度データθを得る、というものである。
【０００３】
なお、レゾルバ等角度検出装置における誤差補正に関しては、従来複数の技術的提案がなされている。たとえば後掲特許文献１には、位置センサの出力信号に含まれるオフセットや振幅差や位相差のバラツキによって生じる周期性の位置検出誤差の低減できるとする位置検出装置が開示されている。すなわち、位置センサの数値をデジタル化、平均化処理した数値を、乗算器と積算器により移動量で積分した値に比例した数値とし、除算器により平均値をとり、当該平均値の周期整数倍の周期変化後における信号の立ち上がり変化をオフセット成分として記憶する、という構成の位置検出装置である。
【０００４】
また特許文献２には、調整者の負担を軽減しつつ、誤差の小さいロータ回転角度を得られるとするレゾルバが開示されている。すなわち、誤差算出部が複数の回転角度測定値の各々に含まれる誤差を算出し、周波数成分取得部が複数の誤差から誤差の周波数成分の位相および振幅を求め、これにより誤差周波数成分取得装置が回転角度測定値に含まれる誤差の周波数成分の位相および振幅を自動的に算出し、当該位相および振幅を用いて回転角度測定値に対する補正を行う、という構成である。
【０００５】
また特許文献３には、レゾルバの励磁周波数またはモータ通電制御の制御周波数が変動した場合や、ＡＤ変換器が故障した場合に故障検出できる回路構成の角度検出装置として、ＡＤ変換器に、第１ＣＰＵがコントロールするアナログ電圧信号を入力してＡＤ変換した値を第１ＣＰＵのコントロール値と比較する機能を付加し、また、励磁信号の元となるクロック源と異なるクロック源で動作する回路により、励磁周波数を監視する機能を付加した装置構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４４４０号公報「位置検出装置」
【特許文献２】特開２０１３−５７５９０号公報「誤差周波数成分取得装置、回転角度取得装置、モータ制御装置および回転角度取得方法」
【特許文献３】特開２００９−５８４９８号公報「角度検出装置」（特許第５０６３４９５号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
さて、図３に示した従来のレゾルバ誤差方正方法は、事前に測定したレゾルバ誤差に基づいて行うものであるため、レゾルバ使用時に誤差が変化した場合には、十分な補正を行うことができないという問題があった。また、事前にレゾルバの誤差を測定し、測定した誤差をＲＯＭ等に誤差補正テーブルとして記録しておくことが必要であるため、それらの作業が発生し、コストアップの要因ともなっていた。
【０００８】
したがって、使用時における誤差の変化に対しその時点で可能な補正、しかも高精度の補正を行うことができ、しかもコストアップとならない方法が求められる。かかる要求は、上記各文献開示技術においても十分に解決されるものではない。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点を踏まえ、簡易な構成によって、使用時における誤差の変化に対してその都度十分な補正を行うことができ、しかも事前の誤差測定・記録作業が発生することもなく、コスト低減することのできる、レゾルバ誤差補正構造、レゾルバおよびレゾルバ誤差補正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者は上記課題について検討した結果、レゾルバのＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧の２乗和を求め、その２乗和が角度により変動したことを検知し、その変動が無くなるようにＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧を補正することによって、レゾルバの誤差を容易に補正できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【００１１】
〔１〕  レゾルバの電気誤差または角度検出誤差(以下、「誤差」と称する。)を補正するための構造であって、レゾルバのＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧からそれらの振幅の２乗和を得る２乗和生成部と、該２乗和生成部により得られた２乗和が１か非１かを判定する判定部と、該判定部による判定結果が非１である場合にこれが１となるようＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の少なくとも一方の電圧値を加減修正する出力電圧補正部とを備えていることを特徴とする、レゾルバ誤差補正構造。
〔２〕  前記出力電圧補正部は、修正した電圧値を前記２乗和生成部に供することを特徴とする、〔１〕に記載のレゾルバ誤差補正構造。
〔３〕  前記判定部は、判定が非１である場合に、１との差分の数値を含む補正指示信号を前記出力電圧補正部に対して送信することを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載のレゾルバ誤差補正構造。
【００１２】
〔４〕  前記判定部は、判定が１である場合に、当該電圧値を補正済みＣＯＳ出力電圧および補正済みＳＩＮ出力電圧としてＲ／Ｄ変換部に供することを特徴とする、〔１〕ないし〔３〕のいずれかに記載のレゾルバ誤差補正構造。
〔５〕  出力電圧補正部が下記（ａ）〜（ｄ）のいずれかであることを特徴とする、〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載のレゾルバ誤差補正構造。
（ａ）アナログの交流電圧であるレゾルバ出力信号を補正するアナログ電子回路
（ｂ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号を補正するデジタルの信号処理回路
（ｃ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号をＣＰＵまたはＤＳＰを用いた信号処理により補正するソフトウェア
（ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）の中から２以上を用いた複合的補正手段
〔６〕  前記２乗和生成部としてＡ／Ｄ変換器が用いられることを特徴とする、〔１〕ないし〔５〕のいずれかに記載のレゾルバ誤差補正構造。
【００１３】
〔７〕  〔１〕ないし〔６〕のいずれかに記載のレゾルバ誤差補正構造を備えた、レゾルバ。
〔８〕  レゾルバの電気誤差または角度検出誤差(以下、「誤差」と称する。)を補正するための方法であって、レゾルバのＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧からそれらの振幅の２乗和を得る２乗和生成過程と、該２乗和生成過程により得られた２乗和が１か非１かを判定する判定過程と、該判定過程による判定結果が非１である場合にこれが１となるようＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の少なくとも一方の電圧値を加減修正する出力電圧補正過程とを備えていることを特徴とする、レゾルバ誤差補正方法。
〔９〕  前記出力電圧補正過程が下記（ａ）〜（ｄ）のいずれかであることを特徴とする、〔８〕に記載のレゾルバ誤差補正方法。
（Ａ）アナログの交流電圧であるレゾルバ出力信号をアナログ電子回路で補正する過程
（Ｂ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号をデジタルの信号処理回路で補正する過程
（Ｃ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号をＣＰＵまたはＤＳＰを用いた信号処理によりソフトウェア的に補正する過程
（Ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）の中から２以上を併用する複合的過程
【発明の効果】
【００１４】
本発明のレゾルバ誤差補正構造、レゾルバおよびレゾルバ誤差補正方法は上述のように構成されるため、これによれば、事前にレゾルバの誤差を測定しなくても、使用時にレゾルバのＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧の２乗和を得、レゾルバの角度により２乗和の変動が無くなるようにＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧を補正することによって、容易にかつ高精度にレゾルバの誤差を補正することができる。
【００１５】
つまり本発明のレゾルバ誤差補正構造等によれば、簡易な構成によって、使用時における誤差の変化に対してその都度十分な補正を行うことができ、事前の誤差測定・記録作業が発生することもなく、コスト低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のレゾルバ誤差補正構造の基本構成を示す概念図である。
【図２】本発明のレゾルバ誤差補正構造の構成例を示すブロック図である。
【図３】従来のレゾルバ誤差方正方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明のレゾルバ誤差補正構造の基本構成を示す概念図である。図示するように本レゾルバ誤差補正構造１０は、レゾルバ１の電気誤差または角度検出誤差(以下、「誤差」と称する。)を補正するための構造であって、レゾルバ１のＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧からそれらの振幅の２乗和を得る２乗和生成部２と、２乗和生成部２により得られた２乗和が「１」か「非１」かを判定する判定部３と、判定部３による判定結果が「非１」である場合にこれが「１」となるようＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の少なくとも一方の電圧値を加減修正する出力電圧補正部（図中では「補正部」。以下の説明でも両用語を併用する。）４とを備えていることを、主たる構成とする。２乗和生成部２としては、Ａ／Ｄ変換器を好適に用いることができる。
【００１８】
かかる構成により本レゾルバ誤差補正構造１０では、レゾルバ１から出力されたＣＯＳ出力電圧およびＳＩＮ出力電圧は、２乗和生成部２においてそれらの振幅の２乗和が得られ、判定部３において得られた２乗和が「１」か「非１」かの判定がなされ、判定部３による判定結果が「非１」である場合には、出力電圧補正部４において、２乗和が「１」となるようにＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の少なくとも一方の電圧値が加減修正処理される。
【００１９】
さて、図示するように出力電圧補正部４は、修正した電圧値を２乗和生成部２に供する構成であるため、修正処理された電圧値は再度２乗和生成部２に送られて、再度、２乗和が生成される。生成された２乗和は再度判定部３に送られ、判定部３による再判定結果が「１」である場合には補正完了となる。
【００２０】
図示するように、補正完了した電圧値は、補正済みＣＯＳ出力電圧および補正済みＳＩＮ出力電圧としてＲ／Ｄ変換部５に供される構成であり、デジタル角度データθに変換される。他方、再度の２乗和生成によっても判定部３による再判定結果が「非１」の場合は、補正部４へと送られ、その後２乗和生成部２へ送られ、以後、判定結果が「１」となるまでその循環が続行される。このようにして、最終的にレゾルバ１の誤差が補正される。
【００２１】
すなわち本レゾルバ誤差補正構造１０によって、レゾルバのＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧からそれらの振幅の２乗和を得る２乗和生成過程、２乗和生成過程により得られた２乗和が「１」か「非１」かを判定する判定過程、判定過程による判定結果が「非１」である場合にこれが「１」となるようＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の少なくとも一方の電圧値を加減修正する出力電圧補正過程が実行されて、レゾルバ誤差が補正される。
【００２２】
詳述すれば、２乗和生成部２において得られるレゾルバ１のＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧の２乗和は、判定部３において、その２乗和のレゾルバの角度による変動の有無および変動した場合にはその程度が検知、判断され、補正部４ではその変動が無くなるようにＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧を補正処理がなされることにより、レゾルバの誤差が補正される。
【００２３】
たとえば、生成した振幅２乗和における変動（「非１」の程度）が検出されると、それに基づきＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の振幅の変動が判断され、ＣＯＳ出力電圧またはＳＩＮ出力電圧の振幅が変動分に応じて加減補正される。
【００２４】
なお、数学的に  ＣＯＳ２θ＋ＳＩＮ２θ＝１  であるから、レゾルバのＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧の２乗和は理想的には一定の値となり、レゾルバの角度により変動することはない。したがって、レゾルバのＣＯＳ出力電圧とＳＩＮ出力電圧の２乗和がレゾルバの角度によらず一定値となれば、レゾルバの誤差は補正された（補正完了した）ものとなっている。
【００２５】
図２は、本発明のレゾルバ誤差補正構造の構成例を示すブロック図である。本構成例では、ＣＯＳ出力電圧、ＳＩＮ出力電圧の２乗和の生成機能およびその判定機能を、一つのブロックで「振幅２乗和判定」部２３として示している。  なお判定部３２は、判定が「非１」である場合に、補正指示信号（補正制御信号）を出力電圧補正部２４に対して送信する構成である。補正指示信号は、「１」との差分の数値を含むものとすることができる。
【００２６】
なお図中の表示の語義は、次のとおりである。
ＥＲ１−Ｒ２：励磁電圧    ＥＳ１−Ｓ３：ＣＯＳ出力電圧    ＥＳ２−Ｓ４：ＳＩＮ出力電圧    Ｋ：変圧比    θ：ロータ角度    Ｈｃ（θ）：ＣＯＳ出力電圧の誤差成分    Ｈｓ（θ）ＳＩＮ出力電圧の誤差成分
【００２７】
図２では、レゾルバ誤差補正構造２１０を「レゾルバ誤差補正回路」として示している。しかしながら本レゾルバ誤差補正構造は、回路であることに限定されない。すなわち、たとえば（ａ）アナログの交流電圧であるレゾルバ出力信号を補正するアナログ電子回路でも、（ｂ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号を補正するデジタルの信号処理回路でも、（ｃ）レゾルバ出力信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号をＣＰＵまたはＤＳＰを用いた信号処理により補正するソフトウェアでも、（ｄ）これらの中から２以上を用いた複合的補正手段でも、あるいはその他の従来公知の方式・構成でもよい。
【００２８】
なお、具体的な補正の内容としては、振幅補正、オフセット補正、位相補正、さらに、これらでは補正不可能な要因による誤差を個別の角度ごとに行う補正（いわば、個別補正）がある。レゾルバ誤差補正構造におけるこれら具体的な補正事項の採否や順序は、限定されない。
【００２９】
以上説明したレゾルバ誤差補正構造１０等を備えたレゾルバ１等自体もまた、本発明の範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のレゾルバ誤差補正構造、レゾルバおよびレゾルバ誤差補正方法によれば、簡易な構成によって、使用時における誤差の変化に対してその都度十分な補正を行うことができ、事前の誤差測定・記録作業が発生することもなく、コスト低減することができる。したがって、センサ分野および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。
【符号の説明】
【００３１】
１０、２１０…レゾルバ誤差補正構造
１、２１…レゾルバ
２…２乗和生成部
３、２３…判定部
４、３５…出力電圧補正部（補正部）
５、２５…Ｒ／Ｄ変換部（ＲＤ変換器）
５１０…従来のレゾルバ誤差補正構造
５１…レゾルバ
５５…ＲＤ変換器
５８…角度誤差補正
５９…誤差補正テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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