(57)【要約】本発明の角度位置検出装置（１０２）は、レゾルバ（１０１）と、サンプリング指令信号生成部（１０７）と、第１のアナログデジタル変換器（１０３）と、第２のアナログデジタル変換器（１０４）と、レゾルバデジタル変換部（１０５）と、を備える。レゾルバ（１０１）は、Ａ相の信号と、Ａ相の信号とは９０度の位相差を有するＢ相の信号と、を出力する。第１のアナログデジタル変換器（１０３）と第２のアナログデジタル変換器（１０４）は、それぞれ、サンプリング指令信号が入力されたときに、レゾルバ（１０１）から入力された各相の信号を、デジタル値に変換して、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とを出力する。レゾルバデジタル変換部（１０５）は、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、レゾルバ（１０１）の角度位置を示す角度データを算出する。レゾルバデジタル変換部（１０５）は、算出した角度データを出力する。
2015029427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅が変調されたＡ相の信号と、前記Ａ相の信号とは９０度の位相差を有して、振幅が変調されたＢ相の信号と、を出力するレゾルバと、
前記Ａ相の信号と前記Ｂ相の信号とのうち、少なくともいずれか一方の信号において、前記Ａ相の信号の大きさまたは前記Ｂ相の信号の大きさが、最小となるときを第１の位相、前記Ａ相の信号の大きさまたは前記Ｂ相の信号の大きさが、最大となるときを第２の位相、前記第１の位相から前記第２の位相へと変化する中間のときを第３の位相、前記第２の位相から前記第１の位相へと変化する中間のときを第４の位相とする場合、前記第３の位相と前記第４の位相とにおいて、各々サンプリング指令信号を出力するサンプリング指令信号生成部と、
前記サンプリング指令信号が入力されたときに、前記Ａ相の信号が入力され、入力された前記Ａ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第１のＡＤ変換値を生成し、生成した前記第１のＡＤ変換値を出力する第１のアナログデジタル変換器と、
前記サンプリング指令信号が入力されたときに、前記Ｂ相の信号が入力され、入力された前記Ｂ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第２のＡＤ変換値を生成し、生成した前記第２のＡＤ変換値を出力する第２のアナログデジタル変換器と、
前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出して、算出した前記角度データを出力するレゾルバデジタル変換部と、
を備える角度位置検出装置。
【請求項２】
前記レゾルバデジタル変換部に代えて、
前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値を過去の第１のＡＤ変換値とし、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器から新たに出力される前記第１のＡＤ変換値を新たな第１のＡＤ変換値とし、
前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値を過去の第２のＡＤ変換値とし、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第２のアナログデジタル変換器から新たに出力される前記第２のＡＤ変換値を新たな第２のＡＤ変換値とするとき、
前記過去の第１のＡＤ変換値と、前記新たな第１のＡＤ変換値と、前記過去の第２のＡＤ変換値と、前記新たな第２のＡＤ変換値と、を用いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出する過程において、
前記過去の第１のＡＤ変換値、前記新たな第１のＡＤ変換値、前記過去の第２のＡＤ変換値、および、前記新たな第２のＡＤ変換値、のうち少なくとも２以上の値に基いて平均処理を行う平均値演算部と、
前記過去の第１のＡＤ変換値、前記新たな第１のＡＤ変換値、前記過去の第２のＡＤ変換値、および、前記新たな第２のＡＤ変換値、のうち少なくとも２以上の値に基いて前記角度データを算出し、算出した前記角度データを出力するレゾルバデジタル変換部と、
を有する、平均レゾルバデジタル変換部を備える請求項１に記載の角度位置検出装置。
【請求項３】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出して、算出した前記角度データを出力し、
前記平均値演算部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記レゾルバデジタル変換部から出力される前記角度データを記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記レゾルバデジタル変換部から新たに出力される前記角度データを、記憶されていた前記角度データに代えて、新たな角度データとして記憶する、角度データ記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記レゾルバデジタル変換部から出力される前記角度データが前記新たな角度データとして入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記角度データ記憶部で記憶されていた前記角度データが過去の角度データとして入力されて、前記過去の角度データと前記新たな角度データとの平均値を算出し、算出した前記平均値を出力する、角度データ平均部と、
を有する、
請求項２に記載の角度位置検出装置。
【請求項４】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記平均値演算部は、Ａ相の平均値演算部と、Ｂ相の平均値演算部と、を有し、
前記Ａ相の平均値演算部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器から出力された前記第１のＡＤ変換値を記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器から新たに出力される前記第１のＡＤ変換値を、記憶されていた前記第１のＡＤ変換値に代えて、新たな第１のＡＤ変換値として記憶する、第１のＡＤ変換値の記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器から出力される前記第１のＡＤ変換値が前記新たな第１のＡＤ変換値として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記第１のＡＤ変換値の記憶部で記憶されていた前記第１のＡＤ変換値が過去の第１のＡＤ変換値として入力されて、前記過去の第１のＡＤ変換値と前記新たな第１のＡＤ変換値との平均値を算出し、算出した前記平均値を平均化された第１のＡＤ変換値として出力する、第１のＡＤ変換値の平均部と、
を有し、
前記Ｂ相の平均値演算部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第２のアナログデジタル変換器から出力された前記第２のＡＤ変換値を記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第２のアナログデジタル変換器から新たに出力される前記第２のＡＤ変換値を、記憶されていた前記第２のＡＤ変換値に代えて、新たな第２のＡＤ変換値として記憶する、第２のＡＤ変換値の記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第２のアナログデジタル変換器から出力される前記第２のＡＤ変換値が前記新たな第２のＡＤ変換値として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記第２のＡＤ変換値の記憶部で記憶されていた前記第２のＡＤ変換値が過去の第２のＡＤ変換値として入力されて、前記過去の第２のＡＤ変換値と前記新たな第２のＡＤ変換値との平均値を算出し、算出した前記平均値を平均化された第２のＡＤ変換値として出力する、第２のＡＤ変換値の平均部と、
を有し、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記平均化された第１のＡＤ変換値と、前記平均化された第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された前記平均化された第１のＡＤ変換値と前記平均化された第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出して、算出した前記角度データを出力する、
請求項２に記載の角度位置検出装置。
【請求項５】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とが入力されたとき、入力された前記第１のＡＤ変換値と入力された前記第２のＡＤ変換値に基いて、前記レゾルバの回転角θから前記レゾルバの角度位置φを算出する場合、入力された前記第１のＡＤ変換値と入力された前記第２のＡＤ変換値とから、偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）を算出し、算出した偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）をゼロに収束して前記レゾルバの角度位置φを算出するトラッキングループを有して、算出された前記角度位置φから前記角度データを出力し、
前記平均値演算部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記トラッキングループで算出される前記偏差信号を記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記トラッキングループで新たに算出される前記偏差信号を、記憶されていた前記偏差信号に代えて、新たな偏差信号として記憶する、偏差信号記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記トラッキングループで算出される前記偏差信号が前記新たな偏差信号として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記偏差信号記憶部で記憶されていた前記偏差信号が過去の偏差信号として入力されて、前記過去の偏差信号と前記新たな偏差信号との平均値を算出し、算出した前記平均値を出力する、偏差信号平均部と、
を有する、
請求項２に記載の角度位置検出装置。
【請求項６】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記サンプリング指令信号生成部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、前記第４の位相、または、前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第４の位相、または、前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有する請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項７】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記サンプリング指令信号生成部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有する請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項８】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記サンプリング指令信号生成部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有する請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項９】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部と、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、前記第４の位相、または、前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第４の位相、または、前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記レゾルバを励磁するための励磁信号の位相を調整する、位相調整部と、
を有する励磁信号生成部と、
をさらに備える請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項１０】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部と、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記レゾルバを励磁するための励磁信号の位相を調整する、位相調整部と、
を有する励磁信号生成部と、
をさらに備える請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項１１】
前記励磁信号生成部は、
前記位相調整部の調整結果に基いて第１の矩形波パルスを出力する矩形波パルス生成部と、
前記第１の矩形波パルスが入力され、入力された前記第１の矩形波パルスに応じて、前記レゾルバを励磁するための前記励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する振幅調整部と、
をさらに備える請求項９または１０のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項１２】
前記第２の矩形波パルスが入力され、入力された前記第２の矩形波パルスを、前記第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した前記正弦波を出力する正弦波変換部をさらに備える請求項１１に記載の角度位置検出装置。
【請求項１３】
前記正弦波変換部は、ローパスフィルタである、請求項１２に記載の角度位置検出装置。
【請求項１４】
前記レゾルバに付与される基準信号を生成して、生成した前記基準信号を出力する基準信号生成部と、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部と、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令が、第１のサンプリング指令として入力され、かつ、前記第１のサンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との間に生じた差であるベクトル長差信号を算出し、算出した前記ベクトル長差信号を出力するベクトル長差演算部と、
前記ベクトル長差演算部から出力された前記ベクトル長差信号と、前記基準信号生成部から出力された前記基準信号と、が入力されて、前記ベクトル長差信号と前記基準信号とに応じて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように矩形波パルスを生成し、生成した前記矩形波パルスを出力する矩形波パルス生成部と、
を有する励磁信号生成部と、
をさらに備える請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項１５】
前記第１の矩形波パルスが入力され、入力された前記第１の矩形波パルスに応じて、前記レゾルバを励磁するための前記励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する振幅調整部をさらに備える請求項１４に記載の角度位置検出装置。
【請求項１６】
前記第２の矩形波パルスが入力され、入力された前記第２の矩形波パルスを、前記第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した前記正弦波を出力する正弦波変換部をさらに備える請求項１５に記載の角度位置検出装置。
【請求項１７】
前記正弦波変換部は、ローパスフィルタである、請求項１６に記載の角度位置検出装置。
【請求項１８】
前記レゾルバデジタル変換部に代えて、
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値および前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出した結果と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値および前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出した結果と、を順次、均等に平均して出力されるように処理する平均値演算部を含む、平均レゾルバデジタル変換部を備える請求項１に記載の角度位置検出装置。
【請求項１９】
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値および前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出した結果と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値および前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出した結果と、を順次、均等に平均して新たな角度データとして出力する平均値演算部を備えた請求項１８に記載の角度位置検出装置。
【請求項２０】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記平均値演算部は、Ａ相の平均値演算部と、Ｂ相の平均値演算部と、を有し、
前記Ａ相の平均値演算部は、前記第３の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値と、を順次、均等に平均して新たな第１のＡＤ変換値として出力し、
前記Ｂ相の平均値演算部は、前記第３の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第２のＡＤ変換値と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第２のＡＤ変換値と、を順次、均等に平均して新たな第２のＡＤ変換値として出力し、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記平均化された新たな第１のＡＤ変換値と、前記平均化された新たな第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された前記平均化された新たな第１のＡＤ変換値と前記平均化された新たな第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出して、算出した前記角度データを出力する、
請求項１８に記載の角度位置検出装置。
【請求項２１】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とが入力されたとき、入力された前記第１のＡＤ変換値と入力された前記第２のＡＤ変換値に基いて、前記レゾルバの回転角θから前記レゾルバの角度位置φを算出する場合、入力された前記第１のＡＤ変換値と入力された前記第２のＡＤ変換値とから、偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）を算出し、算出した偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）をゼロに収束して前記レゾルバの角度位置φを算出するトラッキングループを有して、算出された前記角度位置φから前記角度データを出力し、
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記偏差信号と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記偏差信号と、を順次、均等に平均して新たな偏差信号として出力する前記平均値演算部を備えた請求項１８に記載の角度位置検出装置。
【請求項２２】
前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記ベクトル長を第１のベクトル長とし、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記ベクトル長を第２のベクトル長としたとき、
前記レゾルバを励磁するための励磁信号を出力する励磁信号生成部と、
前記励磁信号の位相に対して、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有する請求項１または１８のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項２３】
前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記ベクトル長を第１のベクトル長とし、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記ベクトル長を第２のベクトル長としたとき、
前記レゾルバを励磁するための励磁信号を出力し、かつ、前記励磁信号の位相を前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように調整する位相調整部を含む励磁信号生成部と、
をさらに備える請求項１または１８のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項２４】
前記励磁信号生成部は、
前記位相調整部の調整結果に基いて第１の矩形波パルスを出力する矩形波パルス生成部と、
前記第１の矩形波パルスが入力され、入力された前記第１の矩形波パルスに応じて、前記レゾルバを励磁するための前記励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する振幅調整部と、
をさらに備える請求項２２または２３のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項２５】
前記第２の矩形波パルスが入力され、入力された前記第２の矩形波パルスを、前記第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した前記正弦波を出力する正弦波変換部をさらに備える請求項２４に記載の角度位置検出装置。
【請求項２６】
前記正弦波変換部は、ローパスフィルタである、請求項２５に記載の角度位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１相を励磁して２相に出力される、レゾルバを用いた角度位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に、産業分野や電装分野などにおいて、モータの角度位置を検出する手段として、レゾルバがよく用いられる。【０００３】
レゾルバは、モータが有する軸に取り付けられる。モータの角度位置は、レゾルバによって検出される。例えば、図２４に示すように、レゾルバ１０１によって検出された角度位置に基いて、モータ１１３は制御される。【０００４】
図２４は、従来のレゾルバを用いた角度位置検出装置を示すブロック図である。【０００５】
レゾルバ１０１は、１相を励磁して２相に出力する方式が採用されている。以下、１相を励磁して２相に出力する方式を「１相励磁２相出力」という。レゾルバ１０１は、モータ１１３が有する軸に取り付けられる。レゾルバ１０１は、振幅が変調された２相の信号として、Ａ相の信号とＢ相の信号とを出力する。Ａ相の信号とＢ相の信号とは、略９０度の位相差を有する。角度位置検出装置１１０２は、レゾルバ１０１で検出された２相の信号に基いて、レゾルバ１０１の角度位置を検出する。角度位置検出装置１１０２は、検出したレゾルバ１０１の角度位置をサーボアンプ１１２に出力する。サーボアンプ１１２は、検出された角度位置に従い、モータ１１３の制御および駆動を行う。【０００６】
また、角度位置検出装置１１０２は励磁信号を出力する。出力された励磁信号は、バッファー回路１１１を経由してレゾルバ１０１を励磁する。【０００７】
次に、角度位置検出装置１１０２の内部の構成について、説明する。第１のアナログデジタル変換器１０３は、レゾルバ１０１が出力するＡ相のアナログ信号をデジタル値に変換して出力する。第２のアナログデジタル変換器１０４は、レゾルバ１０１が出力するＢ相のアナログ信号をデジタル値に変換して出力する。以下、アナログデジタル変換器を「ＡＤ変換器」ということもある。アナログ信号をデジタル信号に変換するタイミングは、サンプリング指令信号生成部１１０７から出力されるサンプリング指令信号に基く。第１のＡＤ変換器１０３によってデジタル値に変換されたＡ相の信号、および、第２のＡＤ変換器１０４によってデジタル値に変換されたＢ相の信号は、レゾルバデジタル変換部１０５において、レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換される。以下、レゾルバデジタル変換部を「ＲＤ変換部」ということもある。一般的に、デジタル値を、レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換する方法は、トラッキングループなどの方法が用いられる。レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換された、Ａ相の信号とＢ相の信号とは、インターフェイス処理部１１０を経由して、サーボアンプ１１２に出力される。以下、インターフェイス処理部を「ＩＦ処理部」ということもある。【０００８】
サーボアンプ１１２は、検出されたレゾルバ１０１の角度位置、すなわち、モータ１１３の角度位置に従って、モータ１１３の制御、および、駆動を行う。【０００９】
サンプリング指令信号生成部１１０７は、基準信号生成部１０８が出力する基準信号に基いて、サンプリング指令信号の位相を調整する。サンプリング指令信号生成部１１０７は、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４に対して、位相が調整されたサンプリング指令信号を出力する。【００１０】
上述したような、従来の角度位置検出装置は、例えば、特許文献１などに示されている。【００１１】
図２５は、従来の角度位置検出装置における各信号を示す波形図である。【００１２】
図２５には、つぎの波形が示される。Ａ相の信号１５ａ１として、レゾルバ１０１から出力される波形が示される。Ｂ相の信号１５ａ２として、レゾルバ１０１から出力される波形が示される。基準信号１５ｂとして、基準信号生成部１０８から出力される波形が示される。【００１３】
サンプリング指令信号生成部１１０７は、基準信号１５ｂに基いて、サンプリング指令信号の位相を調整する。サンプリング指令信号生成部１１０７は、位相が調整されたサンプリング指令信号を出力する。図２５に示すように、サンプリング指令信号生成部１１０７は、時刻ｔ１、ｔ３において、サンプリング指令信号を出力する。時刻ｔ１、ｔ３において、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号１５ａ１とＢ相の信号１５ａ２とは、各々の信号の出力が最大となる。【００１４】
なお、時刻ｔ１、ｔ３を見出す方法は、つぎの方法もある。まず、Ａ相の信号１５ａ１とＢ相の信号１５ａ２とにおいて、各々の信号の出力がゼロとなる時刻ｔ２、ｔ４を検出する。つぎに、検出された時刻ｔ２、ｔ４に対して、１周期の４分の１に相当する時刻を加算すれば、時刻ｔ１、ｔ３が求められる。【００１５】
このようにして、角度位置検出装置は、Ａ相の信号１５ａ１とＢ相の信号１５ａ２とが最大の出力を出すタイミングにおいて、Ａ相の信号１５ａ１とＢ相の信号１５ａ２とをアナログデジタル変換する。この結果、角度位置検出装置は、レゾルバの角度位置を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１１−３３６０２号公報
【発明の概要】
【００１７】
本発明が対象とする角度位置検出装置は、レゾルバと、サンプリング指令信号生成部と、第１のアナログデジタル変換器と、第２のアナログデジタル変換器と、レゾルバデジタル変換部と、を備える。
【００１８】
レゾルバは、振幅が変調されたＡ相の信号と、Ａ相の信号とは９０度の位相差を有して、振幅が変調されたＢ相の信号と、を出力する。
【００１９】
Ａ相の信号とＢ相の信号とのうち、少なくともいずれか一方の信号において、つぎの４つの位相が存在する。信号の大きさが最小となるときを第１の位相とする。信号の大きさが最大となるときを第２の位相とする。第１の位相から第２の位相へと変化する中間のときを第３の位相とする。第２の位相から第１の位相へと変化する中間のときを第４の位相とする。サンプリング指令信号生成部は、第３の位相と第４の位相とにおいて、各々サンプリング指令信号を出力する。
【００２０】
第１のアナログデジタル変換器は、サンプリング指令信号が入力されたときに、Ａ相の信号が入力され、入力されたＡ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第１のＡＤ変換値を生成する。第１のアナログデジタル変換器は、生成した第１のＡＤ変換値を出力する。
【００２１】
第２のアナログデジタル変換器は、サンプリング指令信号が入力されたときに、Ｂ相の信号が入力され、入力されたＢ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第２のＡＤ変換値を生成する。第２のアナログデジタル変換器は、生成した第２のＡＤ変換値を出力する。
【００２２】
レゾルバデジタル変換部は、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、レゾルバの角度位置を示す角度データを算出する。レゾルバデジタル変換部は、算出した角度データを出力する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１における各信号を示す波形図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２における平均値演算部を説明するブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２における各信号を示す波形図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置の具体例を説明するブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２における平均値演算部を説明するブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置の他の具体例を説明するブロック図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２で比較する比較例であるＲＤ変換部のブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２におけるＲＤ変換部のブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２における他の平均値演算部を説明するブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態３におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態３におけるサンプリング指令信号生成部のブロック図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態３における各信号を示す波形図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態３におけるベクトル長差の変化を示す波形図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態４におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態４における励磁信号生成部を説明するブロック図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態４における他の励磁信号生成部を説明するブロック図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態４における他のレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態４におけるさらに他の励磁信号生成部を説明するブロック図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態４における各信号を示す波形図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態４における他の各信号を示す波形図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施の形態４におけるベクトル長の値の変化を示す波形図である。
【図２４】図２４は、従来のレゾルバを用いた角度検出装置を示すブロック図である。
【図２５】図２５は、従来の角度検出装置における各信号を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態における角度位置検出装置は、後述する構成により、応答性が良く、検出精度が高くなる。
【００２５】
特に、本発明の実施の形態における角度位置検出装置は、レゾルバからＡＤ変換器を介してモータの角度位置を検出する際、レゾルバから出力された信号をＡＤ変換器が検出するタイミングを調整できる。具体的には、ＡＤ変換器が検出するタイミングは、サンプリング指令信号で調整される。サンプリング指令信号は、レゾルバの特性ばらつき、レゾルバを取り巻く周囲の温度変化、あるいは、レゾルバの経時変化などの変動要因も含めて調整できる。よって、本発明の実施の形態における角度位置検出装置は、安定して精度良く、レゾルバを用いてモータの角度位置を検出できる。
【００２６】
つまり、従来の角度位置検出装置には、つぎの改善点があった。すなわち、レゾルバから出力される信号は、信号の出力が最大となるタイミングが１周期のうち、２回しか存在しない。よって、従来の角度位置検出装置は、レゾルバから出力される信号のサンプリング周期を短くして、角度位置を検出するための応答性を高めることが困難であった。
【００２７】
また、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する場合、タイミングを調整するために用いることができる、レゾルバ信号の振幅値は、１周期のうち、２回しか存在しない。よって、サンプリング指令信号を出力するタイミングの調整精度が悪くなる、あるいは、調整時間が長くなる、という課題があった。
【００２８】
そこで、本発明の実施の形態は、高い応答性でレゾルバから出力される角度位置を検出できる、レゾルバを用いた角度位置検出装置を提供する。また、本発明の実施の形態は、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを、より精度よく調整できる。よって、応答性がよく、検出精度が高い、角度位置検出装置を提供できる。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。図２は、本発明の実施の形態１における各信号を示す波形図である。
【００３１】
図１に示すように、本発明の実施の形態１における角度位置検出装置１０２は、レゾルバ１０１と、サンプリング指令信号生成部１０７と、第１のアナログデジタル変換器１０３と、第２のアナログデジタル変換器１０４と、レゾルバデジタル変換部１０５と、を備える。
【００３２】
レゾルバ１０１は、振幅が変調されたＡ相の信号と、Ａ相の信号とは９０度の位相差を有して、振幅が変調されたＢ相の信号と、を出力する。
【００３３】
Ａ相の信号とＢ相の信号とのうち、少なくともいずれか一方の信号において、つぎの４つの位相が存在する。Ａ相の信号の大きさまたはＢ相の信号の大きさが、最小となるときを第１の位相とする。Ａ相の信号の大きさまたはＢ相の信号の大きさが、最大となるときを第２の位相とする。第１の位相から第２の位相へと変化する中間のときを第３の位相とする。第２の位相から第１の位相へと変化する中間のときを第４の位相とする。サンプリング指令信号生成部１０７は、第３の位相と第４の位相とにおいて、各々サンプリング指令信号を出力する。
【００３４】
第１のアナログデジタル変換器１０３は、サンプリング指令信号が入力されたときに、Ａ相の信号が入力され、入力されたＡ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第１のＡＤ変換値を生成する。第１のアナログデジタル変換器１０３は、生成した第１のＡＤ変換値を出力する。
【００３５】
第２のアナログデジタル変換器１０４は、サンプリング指令信号が入力されたときに、Ｂ相の信号が入力され、入力されたＢ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第２のＡＤ変換値を生成する。第２のアナログデジタル変換器１０４は、生成した第２のＡＤ変換値を出力する。
【００３６】
レゾルバデジタル変換部１０５は、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データを算出する。レゾルバデジタル変換部１０５は、算出した角度データを出力する。
【００３７】
なお、Ａ相の信号とＢ相の信号において、信号の大きさとは、信号の絶対値と換言することもできる。
【００３８】
このような構成とすれば、レゾルバから出力される信号の１周期において、有効にサンプリングできる回数が、従来、２回であったものが２倍の４回に増える。よって、サンプリング周期は、従来の半分の期間に短縮できる。しかも、各サンプリングにおいて、均等な振幅でサンプリングできる。この結果、本実施の形態１におけるレゾルバの角度位置検出装置は、応答性がよく、精度が高くなる。
【００３９】
さらに、詳細に説明する。
【００４０】
図１に示すように、レゾルバ１０１は、１相励磁２相出力の方式であり、モータ１１３が有する軸に取り付けられる。レゾルバ１０１は、２相の信号を出力し、一方をＡ相の信号、他方をＢ相の信号という。Ａ相の信号とＢ相の信号とは、互いに、略９０度の位相差を有し、振幅が変調されている。
【００４１】
レゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２は、この２相の信号からレゾルバ１０１の角度位置を検出し、サーボアンプ１１２に出力する。サーボアンプ１１２は、角度位置検出装置１０２で検出された角度位置に従い、モータ１１３の制御および、モータ１１３の駆動を行う。また、レゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２は、バッファー回路１１１を経由してレゾルバ１０１へ励磁信号を出力し、レゾルバ１０１を励磁する。
【００４２】
次に、レゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２の内部の構成について説明する。
【００４３】
第１のアナログデジタル変換器１０３は、レゾルバ１０１から出力されるＡ相のアナログ信号を、デジタル値に変換する。第２のアナログデジタル変換器１０４は、レゾルバ１０１から出力されるＢ相のアナログ信号を、デジタル値に変換する。第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４が、アナログ信号をデジタル値に変換するタイミングは、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令信号に従う。
【００４４】
レゾルバデジタル変換部１０５は、第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４によってデジタル値に変換された信号を、レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換する。一般的に、デジタル値に変換された信号を、レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換する方法は、トラッキングループなどの方法が用いられる。レゾルバ１０１の角度位置を示す信号は、インターフェイス処理部１１０を経由してサーボアンプ１１２に出力される。
【００４５】
サーボアンプ１１２は、検出されたレゾルバ１０１の角度位置、すなわち、モータ１１３の角度位置に基いて、モータ１１３の制御、および、モータ１１３の駆動を行う。
【００４６】
所定の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７は、基準信号生成部１０８から出力される基準信号に基いて、第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４に対してサンプリング指令信号を出力する。
【００４７】
励磁信号生成部１０９は、基準信号生成部１０８から出力される基準信号に基いて、励磁信号を生成し、生成した励磁信号を出力する。
【００４８】
以上のように構成されたレゾルバの角度位置検出装置は、モータの制御装置として機能する。以下、レゾルバの角度位置検出装置について、その動作、作用を説明する。
【００４９】
図２には、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号、Ｂ相の信号などを示す。図２に示す、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、レゾルバ１０１の内部において、励磁信号（ｓｉｎωｔ）を振幅変調した信号である。Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、互いに９０度の位相差を有して、振幅が変調される。レゾルバ１０１の角度位置をθとすると、Ａ相の信号２ａ１はＡｓｉｎθｓｉｎωｔで表され、Ｂ相の信号２ａ２はＡｃｏｓθｓｉｎωｔで表される。ここで、Ａは、各相の信号において、振幅を意味する。
【００５０】
図２に示す、基準信号２ｂは、基準信号生成部１０８から出力される。励磁信号生成部１０９は、入力される基準信号２ｂに基いて、励磁信号を生成する。基準信号２ｂは、レゾルバ１０１から出力される、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２と、同一の周期で繰り返して出力される。
【００５１】
ここで、基準信号２ｂがゼロとなる時刻ｔ０、ｔ４、および、時刻ｔ０と時刻ｔ４の中間の時刻ｔ２において、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、振幅がゼロになると仮定する。
【００５２】
このとき、時刻ｔ０と時刻ｔ２の中間の時刻ｔ１と、時刻ｔ２と時刻ｔ４の中間の時刻ｔ３において、レゾルバ１０１から出力される、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２の振幅は、最大となる。
【００５３】
図２４に示すように、従来の方式では、時刻ｔ１と時刻ｔ３において、サンプリング指令信号生成部１１０７は、サンプリング指令信号を出力する。サンプリング指令信号が入力された、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４は、レゾルバ１０１から出力された信号をデジタル値に変換して、ＲＤ変換部１０５に各信号の振幅を出力する。ＲＤ変換部１０５は、入力された各信号の振幅から、レゾルバ１０１の角度位置を導き出す変換処理を行う。
【００５４】
しかしながら、このような従来の方式では、１周期の励磁信号に対して、サンプリングの機会が２回しかない。同様に、ＲＤ変換部１０５に入力される各信号を更新する機会も、１周期の励磁信号に対して２回しかない。よって、従来の方式は、応答性を改善することが困難であった。
【００５５】
そこで、本発明の実施の形態１における角度位置検出装置１０２では、図２中、点線で示された後述する時刻において、サンプリング指令信号生成部１０７は、サンプリング指令信号を出力する。すなわち、点線で示された時刻とは、時刻ｔ０と時刻ｔ１の中間の時刻ｔ５と、時刻ｔ１と時刻ｔ２の中間の時刻ｔ６と、時刻ｔ２と時刻ｔ３の中間の時刻ｔ７と、時刻ｔ３と時刻ｔ４の中間の時刻ｔ８と、である。各々の時刻では、第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４でデジタル値に変換された、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２の振幅が、ＲＤ変換部１０５に入力される。ＲＤ変換部１０５は、入力された振幅から、レゾルバ１０１の角度位置を導き出す変換処理を行う。
【００５６】
このような処理を行えば、１周期の励磁信号に対して、サンプリングの機会が４回に増える。しかも、各サンプリングの機会において、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、均等な振幅で検出される。
【００５７】
よって、各サンプリングの機会で検出された、各信号２ａ１、２ａ２の振幅がＲＤ変換部１０５に入力され、ＲＤ変換部１０５に入力された各信号２ａ１、２ａ２の振幅がレゾルバ１０１の角度位置に変換処理される際、本発明の実施の形態１における角度位置検出装置１０２は、角度位置の検出精度を劣化させることなく、従来の方式に比べて、２倍の応答性を得ることができる。
【００５８】
換言すれば、サンプリング指令信号生成部１０７は、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２の大きさ、つまり、各信号２ａ１、２ａ２の絶対値が、最大となる位相と最小となる位相の略中間に位置する位相において、サンプリング指令信号を出力する。また、ＲＤ変換部１０５は、サンプリング指令信号が出力されるタイミングごとに、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４とが出力するデジタル値から、レゾルバ１０１の角度位置を導き出す変換処理を行う。この結果、変換処理が行われる周期は、従来の半分に短縮される。しかも、各々の検出の機会において、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、均等な振幅でサンプリングされる。よって、本発明の実施の形態１における角度位置検出装置１０２は、応答性が良く、高い精度で、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【００５９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【００６０】
実施の形態２で示す角度位置検出装置は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置とレゾルバデジタル変換部が異なる。具体的には、実施の形態２で示す角度位置検出装置は、平均化処理を行う機能を備えたレゾルバデジタル変換部を有する。
【００６１】
以下、図３から図１１を用いて説明する。
【００６２】
なお、上述した実施の形態１に示した構成と同一のものについては、同じ符号を付して、説明を援用する。
【００６３】
図３に示すように、本発明の実施の形態２における角度位置検出装置３０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２において、レゾルバデジタル変換部１０５に代えて、平均レゾルバデジタル変換部３００を備える。平均レゾルバデジタル変換部３００は、平均値演算部１１４と、レゾルバデジタル変換部１０５と、を有する。
【００６４】
第１のアナログデジタル変換器１０３が出力する第１のＡＤ変換値を、過去の第１のＡＤ変換値とする。
【００６５】
第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３から新たに出力される第１のＡＤ変換値を、新たな第１のＡＤ変換値とする。
【００６６】
第２のアナログデジタル変換器１０４が出力する第２のＡＤ変換値を、過去の第２のＡＤ変換値とする。
【００６７】
第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第２のアナログデジタル変換器１０４から新たに出力される第２のＡＤ変換値を、新たな第２のＡＤ変換値とする。
【００６８】
このとき、過去の第１のＡＤ変換値と、新たな第１のＡＤ変換値と、過去の第２のＡＤ変換値と、新たな第２のＡＤ変換値と、を用いて、レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データが算出される。レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データが算出される過程において、平均値演算部１１４は、過去の第１のＡＤ変換値、新たな第１のＡＤ変換値、過去の第２のＡＤ変換値、および、新たな第２のＡＤ変換値、のうち少なくとも２以上の値に基いて平均化処理を行う。
【００６９】
レゾルバデジタル変換部１０５は、過去の第１のＡＤ変換値、新たな第１のＡＤ変換値、過去の第２のＡＤ変換値、および、新たな第２のＡＤ変換値、のうち少なくとも２以上の値に基いて角度データを算出し、算出した角度データを出力する。
【００７０】
このような構成とすれば、角度検出誤差を相殺できる。角度検出誤差は、レゾルバ１０１から出力される、２相の信号に含まれる位相ずれが要因となる。よって、本実施の形態２における角度位置検出装置３０２は、高精度な角度位置検出を、容易に実現できる。
【００７１】
平均レゾルバデジタル変換部３００内において、レゾルバデジタル変換部１０５に対して、平均値演算部１１４が異なる位置に取り付けられる３態様について、説明する。３態様とは、１．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の出力側に位置する場合、２．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の入力側に位置する場合、３、平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の内側に位置する場合、をいう。
【００７２】
１．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の出力側に位置する場合：
図４は、本発明の実施の形態２における平均値演算部を説明するブロック図である。図５は、本発明の実施の形態２における各信号を示す波形図である。
【００７３】
図３に示すように、本態様における角度位置検出装置３０２は、レゾルバデジタル変換部１０５と、平均値演算部１１４と、を有する平均レゾルバデジタル変換部３００を備える。
【００７４】
レゾルバデジタル変換部１０５は、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とが入力される。レゾルバデジタル変換部１０５は、入力された、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データを算出する。レゾルバデジタル変換部１０５は、算出した角度データを出力する。
【００７５】
図４に示すように、平均値演算部１１４は、角度データ記憶部４０１と、角度データ平均部４０２と、を有する。
【００７６】
角度データ記憶部４０１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、レゾルバデジタル変換部１０５から出力される角度データを記憶する。角度データ記憶部４０１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、レゾルバデジタル変換部１０５から新たに出力される角度データを、記憶されていた角度データに代えて、新たな角度データとして記憶する。
【００７７】
角度データ平均部４０２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、レゾルバデジタル変換部１０５から出力される角度データが新たな角度データとして入力される。角度データ平均部４０２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、角度データ記憶部４０１で記憶されていた角度データが、過去の角度データとして入力される。角度データ平均部４０２は、過去の角度データと新たな角度データとの平均値を算出し、算出した平均値を出力する。
【００７８】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【００７９】
図３に示すように、レゾルバ１０１の角度位置検出装置３０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２と比べて、ＲＤ変換部１０５が平均レゾルバデジタル変換部３００に置き換わっている点が異なる。より正確に言えば、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２の内部において、ＲＤ変換部１０５の出力側に、平均値演算部１１４が追加された点が異なる。以下、平均レゾルバデジタル変換部を「平均ＲＤ変換部」ということもある。
【００８０】
平均値演算部１１４について、図４を用いて説明する。
【００８１】
図４に示すように、平均値演算部１１４は、入力された信号を角度データ記憶部４０１で記憶する。本実施の形態２において、角度データ記憶部４０１は、入力された信号である角度データを、１サンプリング分だけ記憶する。
【００８２】
その１サンプリング後、平均値演算部１１４には、新たな信号である角度データが入力される。このとき、角度データ記憶部４０１は、１サンプリング前に記憶した角度データを、過去の角度データとして角度データ平均部４０２に出力する。角度データ記憶部４０１は、新たに入力された信号である角度データを、新たな角度データとして記憶する。
【００８３】
一方、角度データ平均部４０２は、ＲＤ変換部１０５から入力された新たな角度データと、角度データ記憶部４０１から入力された過去の角度データと、を用いて平均値を算出する。角度データ平均部４０２は、算出した平均値を出力する。
【００８４】
上述した平均ＲＤ変換部３００を有する、レゾルバ１０１の角度位置検出装置３０２について、平均値演算部１１４を付加した理由と効果について、以下に説明する。
【００８５】
図５には、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号、Ｂ相の信号などが示される。
【００８６】
実施の形態１で説明したように、励磁信号をｓｉｎωｔ、レゾルバ１０１の角度位置をθ、信号の振幅をＡとする。このとき、図５に示すように、Ａ相の信号５ａ１はＡｓｉｎθｓｉｎωｔで表され、Ｂ相の信号５ａ２はＡｃｏｓθｓｉｎωｔで表される。併せて、図５には、基準信号５ｂを示す。
【００８７】
Ａ相の信号とＢ相の信号とは、お互いにわずかな位相ずれを有している。この位相ずれをαとする。位相ずれを反映すると、Ａ相の信号５ａ１はＡｓｉｎθｓｉｎωｔで表され、Ｂ相の信号５ａ３はＡｃｏｓθｓｉｎ（ωｔ＋α）で表される。一般的に、位相ずれαは、±０．１度程度の値となる。
【００８８】
このように、Ａ相の信号５ａ１とＢ相の信号５ａ３との間に、わずかな位相ずれαがある場合で、その効果を比較する。
【００８９】
まず、実施の形態１で説明した、平均値演算部１１４を有さない角度位置検出装置１０２を用いた場合、ＲＤ変換部１０５の出力値は、サンプリング指令信号が出力される１サンプリングごとに変動する。図５に示すように、ＲＤ変換部の出力値５ｃ１は点線で示される。
【００９０】
Ａ相の信号とＢ相の信号とにおいて、各信号の振幅が近い値になるほど、ＲＤ変換部の出力値５ｃ１は、変動の幅が大きくなる。この変動の幅は、最大で位相ずれαの幅になる。仮に、位相ずれαが０．１度とすると、変動の幅は６分となる。
【００９１】
このような現象は、レゾルバ１０１の角度位置を検出する際、速い応答性や高い精度が要求される用途では、不都合となる。
【００９２】
そこで、図３に示すように、平均値演算部１１４を有する角度位置検出装置３０２が用いられる。このとき、平均ＲＤ変換部３００の出力値は、変動が打ち消される。図５に示すように、変動が打ち消されて、平坦な波形となった平均ＲＤ変換部の出力値５ｃ２は、実線で示される。
【００９３】
１サンプリングの前後において、レゾルバ１０１の角度位置を検出した値が、平均値演算部１１４で平均化される。平均値演算部１１４で平均化された値は、レゾルバ１０１の角度位置として出力される。平均化された出力値を用いれば、応答性が良く、かつ、精度が高い、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【００９４】
ところで、上述した説明において、角度データ記憶部４０１は、角度データを１サンプリング分のみ記憶して、随時、新たな角度データに更新して、記憶する。
【００９５】
なお、角度データ記憶部４０１が記憶する角度データは、１サンプリング分に限らず、予め定めた、複数のサンプリング分を記憶するようにしてもよい。
【００９６】
角度データ記憶部４０１が記憶する角度データが、１サンプリング分であれば、角度データ平均部４０２での演算が早くなるため、応答性が向上する。一方、角度データ記憶部４０１が記憶する角度データが、複数のサンプリング分を記憶した場合、角度データ平均部４０２で算出される平均値の精度が向上する。
【００９７】
ところで、図３に示したレゾルバの角度位置検出装置３０２は、図１に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２に比べて、多少、応答性の悪化が発生する。しかし、図３に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置３０２は、図２４に示した従来のレゾルバ１０１の角度位置検出装置１１０２に比べて、１．５倍程度は高速となる応答性を有している。
【００９８】
また、Ａ相の信号とＢ相の信号の大きさ、すなわち、絶対値が最大となる位相と、絶対値が最小となる位相の略中間に位置する位相において、レゾルバ１０１が出力するＡ相の信号とＢ相の信号とは、信号の振幅が、最大値に対して０．７倍程度の大きさとなる。しかしながら、上述したように、レゾルバ１０１の角度位置を検出した出力値を平均化することで、本実施の形態２における角度位置検出装置３０２は、ＳＮ比が向上する。よって、本発明の効果は、総合的には、十分な優位性を確保できる。
【００９９】
２．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の入力側に位置する場合：
図６は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置の具体例を説明するブロック図である。図７は、本発明の実施の形態２における平均値演算部を説明するブロック図である。
【０１００】
図６に示すように、本態様における角度位置検出装置５０２は、レゾルバデジタル変換部１０５と、平均値演算部５１４と、を有する平均レゾルバデジタル変換部３００を備える。
【０１０１】
平均値演算部５１４は、Ａ相の平均値演算部５０３と、Ｂ相の平均値演算部５０４と、を有する。
【０１０２】
図７に示すように、Ａ相の平均値演算部５０３は、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１と、第１のＡＤ変換値の平均部５１２と、を有する。
【０１０３】
図６、図７に示すように、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３から出力された第１のＡＤ変換値を記憶する。第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３から新たに出力される第１のＡＤ変換値を、記憶されていた第１のＡＤ変換値に代えて、新たな第１のＡＤ変換値として記憶する。
【０１０４】
第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３から出力される第１のＡＤ変換値が新たな第１のＡＤ変換値として入力される。第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１で記憶されていた第１のＡＤ変換値が、過去の第１のＡＤ変換値として入力される。第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、過去の第１のＡＤ変換値と新たな第１のＡＤ変換値との平均値を算出し、算出した平均値を平均化された第１のＡＤ変換値として出力する。
【０１０５】
Ｂ相の平均値演算部５０４は、第２のＡＤ変換値の記憶部５２１と、第２のＡＤ変換値の平均部５２２と、を有する。
【０１０６】
第２のＡＤ変換値の記憶部５２１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第２のアナログデジタル変換器１０４から出力された第２のＡＤ変換値を記憶する。第２のＡＤ変換値の記憶部５２１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第２のアナログデジタル変換器１０４から新たに出力される第２のＡＤ変換値を、記憶されていた第２のＡＤ変換値に代えて、新たな第２のＡＤ変換値として記憶する。
【０１０７】
第２のＡＤ変換値の平均部５２２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第２のアナログデジタル変換器１０４から出力される第２のＡＤ変換値が新たな第２のＡＤ変換値として入力される。第２のＡＤ変換値の平均部５２２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、第２のＡＤ変換値の記憶部５２１で記憶されていた第２のＡＤ変換値が、過去の第２のＡＤ変換値として入力される。第２のＡＤ変換値の平均部５２２は、過去の第２のＡＤ変換値と新たな第２のＡＤ変換値との平均値を算出し、算出した平均値を平均化された第２のＡＤ変換値として出力する。
【０１０８】
レゾルバデジタル変換部１０５は、平均化された第１のＡＤ変換値と、平均化された第２のＡＤ変換値とが入力される。レゾルバデジタル変換部１０５は、入力された、平均化された第１のＡＤ変換値と平均化された第２のＡＤ変換値とに基いて、レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データを算出する。レゾルバデジタル変換部１０５は、算出した角度データを出力する。
【０１０９】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【０１１０】
図６に示すように、レゾルバ１０１の角度位置検出装置５０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２と比べて、ＲＤ変換部１０５が平均レゾルバデジタル変換部３００に置き換わっている点が異なる。より正確に言えば、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２の内部において、ＲＤ変換部１０５の入力側に、平均値演算部５１４が追加された点が異なる。平均値演算部５１４は、Ａ相の平均値演算部５０３と、Ｂ相の平均値演算部５０４と、を有する。
【０１１１】
Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４について、図７を用いて説明する。なお、Ａ相の平均値演算部５０３と、Ｂ相の平均値演算部５０４とは、各々、１．の態様で説明した平均値演算部１１４と同様の機能を有する。よって、以下、双方を代表して、Ａ相の平均値演算部５０３の説明を行う。Ｂ相の平均値演算部５０４については、Ａ相の平均値演算部５０３の説明を援用する。
【０１１２】
Ａ相の平均値演算部５０３は、入力された信号を第１のＡＤ変換値の記憶部５１１で記憶する。本実施の形態２において、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、入力された信号である第１のＡＤ変換値を、１サンプリング分だけ記憶する。
【０１１３】
その１サンプリング後、Ａ相の平均値演算部５０３には、新たな信号である第１のＡＤ変換値が入力される。このとき、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、１サンプリング前に記憶した第１のＡＤ変換値を、過去の第１のＡＤ変換値として第１のＡＤ変換値の平均部５１２に出力する。第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、新たに入力された信号である第１のＡＤ変換値を、新たな第１のＡＤ変換値として記憶する。
【０１１４】
一方、第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、第１のＡＤ変換器１０３から入力された新たな第１のＡＤ変換値と、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１から入力された過去の第１のＡＤ変換値と、を用いて平均値を算出する。第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、算出した平均値を出力する。
【０１１５】
図６に示す、レゾルバの角度位置検出装置５０２において、第１のＡＤ変換器１０３によって、デジタル値に変換されたＡ相の信号は、Ａ相の平均値演算部５０３に入力される。そして、上述した平均化処理が施された後、平均化された第１のＡＤ変換値は、ＲＤ変換部１０５に入力される。
【０１１６】
同様に、第２のＡＤ変換器１０４によって、デジタル値に変換されたＢ相の信号は、Ｂ相の平均値演算部５０４に入力される。そして、上述した平均化処理が施された後、平均化された第２のＡＤ変換値は、ＲＤ変換部１０５に入力される。
【０１１７】
上述した平均ＲＤ変換部３００を有する、レゾルバの角度位置検出装置５０２について、平均値演算部５１４として、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４とを付加した理由と効果について、図５を用いて、以下に説明する。
【０１１８】
なお、下記説明は、上述した１．の態様に則した内容となる。
【０１１９】
つまり、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号５ａ１とＢ相の信号５ａ２とは、お互いにわずかな位相ずれを有している。このとき、上述した１．の態様にて詳細に説明したように、実施の形態１で説明した、平均値演算部１１４を有さない角度位置検出装置１０２を用いた場合、ＲＤ変換部１０５の出力値は、サンプリング指令信号が出力される１サンプリングごとに変動する。図５に示すように、ＲＤ変換部の出力値５ｃ１は点線で示される。
【０１２０】
このような現象は、レゾルバ１０１の角度位置を検出する際、速い応答性や高い精度が要求される用途では、不都合となる。
【０１２１】
そこで、図６に示すように、平均値演算部５１４である、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４と、を有する角度位置検出装置５０２が用いられる。このとき、平均ＲＤ変換部３００の出力値は、変動が打ち消される。図５に示すように、変動が打ち消されて、平坦な波形となった平均ＲＤ変換部の出力値５ｃ２は、実線で示される。
【０１２２】
１サンプリングの前後において、レゾルバ１０１の角度位置を検出した値が、平均値演算部５１４である、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４とで、各々平均化される。平均値演算部５１４である、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４とで平均化された値は、レゾルバ１０１の角度位置として出力される。平均化された出力値を用いれば、応答性が良く、かつ、精度が高い、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０１２３】
ところで、上述した説明において、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、第１のＡＤ変換値を１サンプリング分のみ記憶して、随時、新たな第１のＡＤ変換値に更新して、記憶する。
【０１２４】
なお、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１が記憶する第１のＡＤ変換値は、１サンプリング分に限らず、予め定めた、複数のサンプリング分を記憶するようにしてもよい。
【０１２５】
第１のＡＤ変換値の記憶部５１１が記憶する第１のＡＤ変換値が、１サンプリング分であれば、第１のＡＤ変換値の平均部５１２での演算が早くなるため、応答性が向上する。一方、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１が記憶する第１のＡＤ変換値が、複数のサンプリング分を記憶した場合、第１のＡＤ変換値の平均部５１２で算出される平均値の精度が向上する。
【０１２６】
ところで、図６に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置５０２は、図１に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２に比べて、多少、応答性の悪化が発生する。しかし、図６に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置５０２は、図２４に示した従来のレゾルバ１０１の角度位置検出装置１１０２に比べて、１．５倍程度は高速となる応答性を有している。
【０１２７】
また、Ａ相の信号とＢ相の信号の大きさ、すなわち、絶対値が最大となる位相と、絶対値が最小となる位相の略中間に位置する位相において、レゾルバ１０１が出力するＡ相の信号とＢ相の信号とは、信号の振幅が、最大値に対して０．７倍程度の大きさとなる。しかしながら、上述したように、レゾルバ１０１の角度位置を検出した出力値を平均化することで、本実施の形態２における角度位置検出装置５０２は、ＳＮ比が向上する。よって、本発明の効果は、総合的には、十分な優位性を確保できる。
【０１２８】
３．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の内部にある場合：
図８は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置の他の具体例を説明するブロック図である。図９は、本発明の実施の形態２で比較する比較例であるＲＤ変換部のブロック図である。図１０は、本発明の実施の形態２におけるＲＤ変換部のブロック図である。図１１は、本発明の実施の形態２における他の平均値演算部を説明するブロック図である。
【０１２９】
図８に示すように、本態様における角度位置検出装置７０２は、レゾルバデジタル変換部７０５と、平均値演算部７１４と、を有する平均レゾルバデジタル変換部３００を備える。
【０１３０】
レゾルバデジタル変換部７０５は、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とが入力されたとき、入力された第１のＡＤ変換値と入力された第２のＡＤ変換値に基いて、レゾルバ１０１の回転角θからレゾルバ１０１の角度位置φを算出する。この場合、レゾルバデジタル変換部７０５は、入力された第１のＡＤ変換値と入力された第２のＡＤ変換値とから、偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）を算出し、算出した偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）をゼロに収束してレゾルバ１０１の角度位置φを算出するトラッキングループ７０７を有する。レゾルバデジタル変換部７０５は、算出された角度位置φから角度データを出力する。
【０１３１】
図１１に示すように、平均値演算部７１４は、偏差信号記憶部７１１と、偏差信号平均部７１２と、を有する。
【０１３２】
図８、図１１に示すように、偏差信号記憶部７１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、トラッキングループ７０７で算出される偏差信号を記憶する。偏差信号記憶部７１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、トラッキングループ７０７で新たに算出される偏差信号を、記憶されていた偏差信号に代えて、新たな偏差信号として記憶する。
【０１３３】
偏差信号平均部７１２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、トラッキングループ７０７で算出される偏差信号が新たな偏差信号として入力される。偏差信号平均部７１２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、偏差信号記憶部７１１で記憶されていた偏差信号が、過去の偏差信号として入力される。偏差信号平均部７１２は、過去の偏差信号と新たな偏差信号との平均値を算出し、算出した平均値を出力する。
【０１３４】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【０１３５】
図８に示すように、レゾルバの角度位置検出装置７０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２と比べて、ＲＤ変換部１０５が平均ＲＤ変換部３００に置き換わっている点が異なる。より正確に言えば、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２の内部において、ＲＤ変換部１０５の内部に、平均値演算部７１４が追加された点が異なる。
【０１３６】
平均ＲＤ変換部３００について、図９、図１０を用いて説明する。
【０１３７】
図９に示すＲＤ変換部１８１５は、比較例であり、レゾルバ１０１の角度位置検出装置として、広く用いられている。ＲＤ変換部１８１５は、トラッキングループと呼ばれる。
【０１３８】
第１のＡＤ変換器からＲＤ変換部１８１５に対して、Ａ相の信号（ｓｉｎθ）が入力される。ＲＤ変換部１８１５に入力されたＡ相の信号は、第１の乗算部１８０１に入力される。第１の乗算部１８０１において、Ａ相の信号は、余弦波テーブル１８０５から出力された余弦波信号（ｃｏｓφ）と乗算される。余弦波信号と乗算されたＡ相の信号は、第１の乗算部１８０１から差分部１８０３に対して出力される。
【０１３９】
一方、第２のＡＤ変換器からＲＤ変換部１８１５に対して、Ｂ相の信号（ｃｏｓθ）が入力される。ＲＤ変換部１８１５に入力されたＢ相の信号は、第２の乗算部１８０２に入力される。第２の乗算部１８０２において、Ｂ相の信号は、正弦波テーブル１８０６から出力された正弦波信号（ｓｉｎφ）と乗算される。正弦波信号と乗算されたＢ相の信号は、第２の乗算部１８０２から差分部１８０３に対して出力される。
【０１４０】
差分部１８０３では、第１の乗算部１８０１の出力値と、第２の乗算部１８０２の出力値との差が演算され、演算された結果として、誤差信号（ｓｉｎ（θ−φ））が算出される。算出された誤差信号は、比例積分制御器（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１８０４に入力される。以下、比例積分制御器は、「ＰＩ制御器」ということもある。
【０１４１】
ＰＩ制御器１８０４では、積分処理やゲイン乗算処理などが行われる。積分処理やゲイン乗算処理などが行われた結果、ＰＩ制御器１８０４は、レゾルバ１０１の角度位置φを出力する。
【０１４２】
ＰＩ制御器１８０４から出力されたレゾルバ１０１の角度位置φは、余弦波テーブル１８０５と正弦波テーブル１８０６に入力される。レゾルバ１０１の角度位置φの値は、余弦波信号（ｃｏｓφ）の値が余弦波テーブル１８０５に入力される。また、レゾルバ１０１の角度位置φの値は、正弦波信号（ｓｉｎφ）の値が正弦波テーブル１８０６に入力される。
【０１４３】
このようなトラッキングループの処理によって、ＲＤ変換部１８１５は、入力されたＡ相の信号とＢ相の信号から、レゾルバ１０１の角度位置を算出する変換処理を行う。
【０１４４】
図１０に示すように、本実施の形態２における平均ＲＤ変換部３００は、トラッキングループ７０７を構成するＲＤ変換部７０５に加えて、平均値演算部７１４を有する。
【０１４５】
図１０に示す平均ＲＤ変換部３００において、差分部１８０３が出力する誤差信号（ｓｉｎ（θ−φ））は、平均値演算部７１４に入力される。平均値演算部７１４は、入力された誤差信号に平均化処理を施す。平均化された誤差信号は、平均値演算部７１４からＰＩ制御器１８０４に出力される。
【０１４６】
平均値演算部７１４について、図１１を用いて説明する。なお、平均値演算部７１４は、１．の態様で説明した平均値演算部１１４と同様の機能を有する。
【０１４７】
平均値演算部７１４は、入力された信号を偏差信号記憶部７１１で記憶する。本実施の形態２において、偏差信号記憶部７１１は、入力された信号である偏差信号を、１サンプリング分だけ記憶する。
【０１４８】
その１サンプリング後、平均値演算部７１４には、新たな信号である偏差信号が入力される。このとき、偏差信号記憶部７１１は、１サンプリング前に記憶した偏差信号を、過去の偏差信号として偏差信号平均部７１２に出力する。偏差信号記憶部７１１は、新たに入力された信号である偏差信号を、新たな偏差信号として記憶する。
【０１４９】
一方、偏差信号平均部７１２は、差分部１８０３から入力された新たな偏差信号と、偏差信号記憶部７１１から入力された過去の偏差信号と、を用いて平均値を算出する。偏差信号平均部７１２は、算出した平均値を出力する。
【０１５０】
角度位置検出装置７０２は、平均値演算部７１４の作用により、２．の態様で説明した、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４と、同様の効果が得られる。
【０１５１】
上述した平均ＲＤ変換部３００を有する、レゾルバの角度位置検出装置７０２について、平均値演算部７１４を付加した理由と効果を、図５を用いて、以下に説明する。
【０１５２】
なお、下記説明は、上述した１．の態様に則した内容となる。
【０１５３】
つまり、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号５ａ１とＢ相の信号５ａ２とは、お互いにわずかな位相ずれを有している。このとき、上述した１．の態様にて詳細に説明したように、実施の形態１で説明した、平均値演算部１１４を有さない角度位置検出装置１０２を用いた場合、ＲＤ変換部１０５の出力値は、サンプリング指令信号が出力される１サンプリングごとに変動する。図５に示すように、ＲＤ変換部の出力値５ｃ１は点線で示される。
【０１５４】
このような現象は、レゾルバ１０１の角度位置を検出する際、速い応答性や高い精度が要求される用途では、不都合となる。
【０１５５】
そこで、図８に示すように、平均値演算部７１４を有する角度位置検出装置７０２が用いられる。このとき、平均ＲＤ変換部３００の出力値は、変動が打ち消される。図５に示すように、変動が打ち消されて、平坦な波形となった平均ＲＤ変換部の出力値５ｃ２は、実線で示される。
【０１５６】
１サンプリングの前後において、レゾルバ１０１の角度位置を検出した値が、平均値演算部７１４で平均化される。平均値演算部７１４で平均化された値は、レゾルバ１０１の角度位置として出力される。平均化された出力値を用いれば、応答性が良く、かつ、精度が高い、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０１５７】
ところで、上述した説明において、偏差信号記憶部７１１は、偏差信号を１サンプリング分のみ記憶して、随時、新たな偏差信号に更新して、記憶する。
【０１５８】
なお、偏差信号記憶部７１１が記憶する偏差信号は、１サンプリング分に限らず、予め定めた、複数のサンプリング分を記憶するようにしてもよい。
【０１５９】
偏差信号記憶部７１１が記憶する偏差信号が、１サンプリング分であれば、偏差信号平均部７１２での演算が早くなるため、応答性が向上する。一方、偏差信号記憶部７１１が記憶する偏差信号が、複数のサンプリング分を記憶した場合、偏差信号平均部７１２で算出される平均値の精度が向上する。
【０１６０】
ところで、図８に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置７０２は、図１に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２に比べて、多少、応答性の悪化が発生する。しかし、図８に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置７０２は、図２４に示した従来のレゾルバ１０１の角度位置検出装置１１０２に比べて、１．５倍程度は高速となる応答性を有している。
【０１６１】
また、Ａ相の信号とＢ相の信号の大きさ、すなわち、絶対値が最大となる位相と、絶対値が最小となる位相の略中間に位置する位相において、レゾルバ１０１が出力するＡ相の信号とＢ相の信号とは、信号の振幅が、最大値に対して０．７倍程度の大きさとなる。しかしながら、上述したように、レゾルバ１０１の角度位置を検出した出力値を平均化することで、本実施の形態２における角度位置検出装置７０２は、ＳＮ比が向上する。よって、本発明の効果は、総合的には、十分な優位性を確保できる。
【０１６２】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。図１３は、本発明の実施の形態３におけるサンプリング指令信号生成部のブロック図である。図１４は、本発明の実施の形態３における各信号を示す波形図である。図１５は、本発明の実施の形態３におけるベクトル長差の変化を示す波形図である。
【０１６３】
実施の形態３で示す角度位置検出装置は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置に対して、ベクトル長演算部が付加される。
【０１６４】
以下、図１２から図１５を用いて説明する。
【０１６５】
なお、上述した実施の形態１に示した構成と同一のものについては、同じ符号を付して、説明を援用する。
【０１６６】
図１２に示すように、本発明の実施の形態３における角度位置検出装置６０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２において、ベクトル長演算部１０６をさらに備える。
【０１６７】
ベクトル長演算部１０６は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部６０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３が出力する第１のＡＤ変換値と、第２のアナログデジタル変換器１０４が出力する第２のＡＤ変換値と、が入力される。ベクトル長演算部１０６は、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出したベクトル長を出力する。
【０１６８】
図１３に示すように、特に、サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長記憶部６１１と、タイミング調整部６１２と、を有する。
【０１６９】
図１２、図１３に示すように、ベクトル長記憶部６１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部６０７から出力されたサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長を第１のベクトル長として記憶する。
【０１７０】
ベクトル長記憶部６１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部６０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が新たに出力するベクトル長を、記憶されていた第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する。
【０１７１】
タイミング調整部６１２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部６０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長が、第２のベクトル長として入力される。
【０１７２】
タイミング調整部６１２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、ベクトル長記憶部６１１で記憶された第１のベクトル長が入力されて、第１のベクトル長と第２のベクトル長との差がゼロとなるように、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する。
【０１７３】
このような構成とすれば、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを調整できる。よって、本実施の形態３における角度位置検出装置６０２は、高い精度の角度位置検出を、容易に実現できる。
【０１７４】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【０１７５】
図１２に示すように、レゾルバ１０１の角度位置検出装置６０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２と比べて、ベクトル長演算部１０６が付加されている点が異なる。併せて、サンプリング指令信号生成部６０７も特有の機能を有する。
【０１７６】
ベクトル長演算部１０６には、第１のＡＤ変換器１０３の出力と第２のＡＤ変換器１０４の出力とが、入力される。ベクトル長演算部１０６は、入力された第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４の出力に基いて、ベクトル長を計算する。ベクトル長演算部１０６は、計算したベクトル長を出力する。
【０１７７】
サンプリング指令信号生成部６０７は、入力した基準信号生成部１０８の信号に基いて、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４に対してサンプリング指令信号を出力する。サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長演算部１０６から出力されるベクトル長に基いて、サンプリング指令信号の位相を調整する機能を有する。
【０１７８】
サンプリング指令信号生成部６０７について、図１３を用いて説明する。
【０１７９】
サンプリング指令信号生成部６０７は、入力された信号をベクトル長記憶部６１１で記憶する。本実施の形態３において、ベクトル長記憶部６１１は、入力された信号である第１のベクトル長を、１サンプリング分だけ記憶する。
【０１８０】
その１サンプリング後、タイミング調整部６１２には、新たな信号である第２のベクトル長が入力される。このとき、ベクトル長記憶部６１１は、１サンプリング前に記憶した第１のベクトル長をタイミング調整部６１２に出力する。ベクトル長記憶部６１１は、新たに入力された信号を、新たな第１のベクトル長として記憶する。
【０１８１】
一方、タイミング調整部６１２は、ベクトル長演算部１０６から入力された第２のベクトル長と、ベクトル長記憶部６１１から入力された第１のベクトル長との差がゼロとなるように、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する。
【０１８２】
以上のように構成された、モータ１１３の制御装置におけるレゾルバ１０１の角度位置検出装置について、以下にその動作、作用を説明する。
【０１８３】
図１４には、レゾルバ１０１から出力される、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２が示される。前述したとおり、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、レゾルバ１０１内部において、励磁信号（ｓｉｎωｔ）を振幅変調した信号である。Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、お互いに９０度の位相差を有した状態で、振幅変調される。
【０１８４】
レゾルバ１０１の角度位置をθとすると、Ａ相の信号７ａ１はＡｓｉｎθｓｉｎωｔ、Ｂ相の信号７ａ２はＡｃｏｓθｓｉｎωｔで表される。ここで、Ａは、信号の振幅を意味する。
【０１８５】
Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、お互いに９０度の位相差を有して振幅変調される。よって、この２つの信号をベクトルと考えると、ベクトルの長さを示すベクトル長は、次式の平方根で表される。
【０１８６】
【数１】
2015029427.tif 000003
【０１８７】
すなわち、ベクトル長は｜Ａｓｉｎωｔ｜となる。
【０１８８】
レゾルバ１０１の角度位置θが変化すれば、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、図１４に示した振幅とは異なる振幅になる。しかしながら、前述したベクトル長は、レゾルバ１０１の角度位置θによらず、常に、一定の振幅である。しかも、このベクトル長は、基準信号と、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２と、に同期した信号となる。
【０１８９】
従って、レゾルバ１０１が回転している状態であっても、角度位置検出装置６０２は、ベクトル長を容易に、正確に検出できる。ベクトル長を容易に、正確に検出できるため、角度位置検出装置６０２は、サンプリング指令信号生成部６０７からサンプリング指令信号を出力する、最適なタイミングを決定できる。
【０１９０】
以下、このようなベクトル長を用いて、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを調整する過程について、具体例を挙げて説明する。
【０１９１】
図１４には、ベクトル長の値７ｂと、基準信号７ｃが示される。ベクトル長の値７ｂは、ベクトル長演算部１０６から出力される。基準信号７ｃは、基準信号生成部１０８から出力される。
【０１９２】
図１４に示すように、基準信号７ｃの１周期において、サンプリング指令信号生成部６０７は、４回のサンプリング指令信号を等間隔で出力する。これは、９０度の位相差に相当する。初期状態では、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、サンプリング指令信号生成部６０７が、サンプリング指令信号を出力する。この場合、時刻ｔ１におけるベクトル長と時刻ｔ２におけるベクトル長とは、お互いに大きく異なる値である。同様に、時刻ｔ３におけるベクトル長と時刻ｔ４におけるベクトル長とは、お互いに大きく異なる値である。また、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相に相当する時刻からずれている。
【０１９３】
励磁信号（ｓｉｎωｔ）は、基準信号７ｃに基いて励磁信号生成部１０９で生成された後、バッファー回路１１１を経由してレゾルバ１０１に入力される。
【０１９４】
従って、基準信号７ｃと、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２との位相の関係は、つぎのとおりである。すなわち、（１）基準信号７ｃから励磁信号が生成される。（２）生成された励磁信号は、レゾルバ１０１を経由して、第１のＡＤ変換器１０３と、第２のＡＤ変換器１０４に伝達される。（３）伝達された励磁信号に基いて、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、デジタル値に変換される。基準信号７ｃと、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２とは、これら（１）から（３）までの伝達過程において生じる、位相遅れ、遅延などの影響を受ける。
【０１９５】
さらに、前述した伝達経路に配置された各構成要素の特性も、温度変化や経時変化の影響を受ける可能性がある。よって、サンプリング指令信号について、タイミング調整を行うことが必要となる。
【０１９６】
図１４に示すように、サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長の大きさがサンプリング指令信号の出力タイミングにおいて等しくなるように、出力するサンプリング指令信号のタイミングを調整する。具体的には、サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長演算部１０６が出力するベクトル長の大きさの値について、１サンプリング前までに保持した値と最新の値との差を計算する。サンプリング指令信号生成部６０７は、その差がゼロとなるように、サンプリング指令信号のタイミングを調整する。
【０１９７】
このような処理によって、サンプリング指令信号が出力されるタイミングが調整された結果、図１４に示す、時刻ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８でサンプリング指令信号が出力されるようになる。この場合、時刻ｔ５と時刻ｔ６におけるベクトル長は、お互いにほぼ同一の値である。時刻ｔ７と時刻ｔ８におけるベクトル長も、お互いにほぼ同一の値である。
【０１９８】
また、サンプリング指令信号が出力される時間の間隔は、９０度の位相差に相当する。よって、時刻ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８は、自ずと、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相に相当する時刻となる。
【０１９９】
なお、サンプリング指令信号は、略中間に位置する位相からの位相ずれ量Δθを有する。一方、図１５に示すように、ベクトル長の大きさの値と、１サンプリング前まで記憶したベクトル長の大きさの値との差は、原点ゼロを経由した正弦波関数の曲線１５となる。よって、位相ずれ量Δθが比較的小さい領域において、負のフィードバックループを形成することにより、自動的に位相ずれ量Δθがゼロとなるように、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを調整することができる。
【０２００】
また、負のフィードバックループを形成することで、初期の調整を行った後、角度位置を検出する動作を実行しながら、継続してサンプリング指令信号を出力するタイミングを自動的に調整できる。よって、伝達経路に配置された各構成要素などが、温度変化などの要因によって位相がずれることにも対応ができる。
【０２０１】
このように、サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長演算部１０６を用いて、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する。ベクトル長演算部１０６は、サンプリング指令信号が出力されるタイミングに応じて出力される、第１のＡＤ変換器１０３の出力値と第２のＡＤ変換器１０４の出力値とを用いて、ベクトルの大きさを算出する。サンプリング指令信号生成部６０７は、１サンプリング前に出力されたベクトル長演算部１０６の出力値を記憶している。サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長演算部１０６から出力される１サンプリング前後の出力値を比較して、その差がゼロとなるように、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する。この結果、サンプリング指令信号生成部６０７は、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相の略中間に位置する位相で、サンプリング指令信号を出力できる。よって、例えば、図１２に示す構成により、本実施の形態３における角度位置検出装置６０２は、常に、安定して、高い精度で、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０２０２】
しかも、前述した処理は、１周期の励磁信号において、ベクトル長を４回取得して行うことができる。よって、本実施の形態３における角度位置検出装置６０２は、出力するサンプリング指令信号のタイミング調整を、従来よりも短い期間で行うことができる。
【０２０３】
なお、前述した説明において、ベクトル長の計算は、平方根の演算を用いて行った。しかしながら、ベクトル長の計算は、平方根の演算に囚われる必要はない。例えば、処理時間などの都合上、ベクトル長の計算は、平方根の演算を省略してもよい。
【０２０４】
（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の形態４におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。図１７は、本発明の実施の形態４における励磁信号生成部を説明するブロック図である。図１８は、本発明の実施の形態４における他の励磁信号生成部を説明するブロック図である。図１９は、本発明の実施の形態４における他のレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。図２０は、本発明の実施の形態４におけるさらに他の励磁信号生成部を説明するブロック図である。図２１は、本発明の実施の形態４における各信号を示す波形図である。図２２は、本発明の実施の形態４における他の各信号を示す波形図である。図２３は、本発明の実施の形態４におけるベクトル長の値２３の変化を示す波形図である。
【０２０５】
実施の形態４で示す角度位置検出装置は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置に対して、ベクトル長演算部と、励磁信号生成部と、をさらに備える。
【０２０６】
以下、図１６から図２３を用いて説明する。
【０２０７】
なお、上述した実施の形態１に示した構成と同一のものについては、同じ符号を付して、説明を援用する。
【０２０８】
図１６に示すように、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２に対して、ベクトル長演算部１０６と、励磁信号生成部９０９と、をさらに備える。
【０２０９】
ベクトル長演算部１０６は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３が出力する第１のＡＤ変換値と、第２のアナログデジタル変換器１０４が出力する第２のＡＤ変換値と、が入力される。ベクトル長演算部１０６は、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出したベクトル長を出力する。
【０２１０】
図１７に示すように、励磁信号生成部９０９は、ベクトル長記憶部９１１と、位相調整部９１２と、を有する。
【０２１１】
図１６、図１７に示すように、ベクトル長記憶部９１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長を第１のベクトル長として記憶する。
【０２１２】
ベクトル長記憶部９１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が新たに出力するベクトル長を、記憶されていた第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する。
【０２１３】
位相調整部９１２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長が、第２のベクトル長として入力される。
【０２１４】
位相調整部９１２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、ベクトル長記憶部９１１で記憶された第１のベクトル長が入力されて、第１のベクトル長と第２のベクトル長との差がゼロとなるように、レゾルバ１０１を励磁するための励磁信号の位相を調整する。
【０２１５】
このような構成によれば、相対的にサンプリング指令信号が出力されるタイミングが調整される。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置は、高い精度の角度位置検出を、容易に実現できる。
【０２１６】
さらに、図１８に示すように、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、つぎの構成であってもよい。
【０２１７】
励磁信号生成部９０９は、矩形波パルス生成部１００２と、振幅調整部１００３と、をさらに備える。
【０２１８】
矩形波パルス生成部１００２は、位相調整部９１２の調整結果に基いて第１の矩形波パルスを出力する。
【０２１９】
振幅調整部１００３は、第１の矩形波パルスが入力され、入力された第１の矩形波パルスに応じて、レゾルバ１０１を励磁するための励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する。
【０２２０】
また、このような構成によれば、レゾルバから出力される信号の振幅、すなわち、第１のＡＤ変換器の入力信号の振幅と、第２のＡＤ変換器の入力信号の振幅とが、適正値に調整される。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置は、高い精度の角度位置検出を、容易に実現できる。
【０２２１】
また、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、正弦波変換部１００４をさらに備える構成であってもよい。
【０２２２】
正弦波変換部１００４は、第２の矩形波パルスが入力され、入力された第２の矩形波パルスを、第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した正弦波を出力する。
【０２２３】
また、このような構成とすれば、励磁信号が有する位相の調整が、容易に実現できる。
【０２２４】
特に、正弦波変換部１００４は、ローパスフィルタであってもよい。このような構成とすれば、正弦波変換処理が容易に実現できる。
【０２２５】
また、図１９に示すように、本発明の実施の形態４における他の角度位置検出装置９０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２に対して、基準信号生成部１０８と、ベクトル長演算部１０６と、励磁信号生成部９０９と、をさらに備える。
【０２２６】
基準信号生成部１０８は、レゾルバ１０１に付与される基準信号を生成して、生成した基準信号を出力する。
【０２２７】
ベクトル長演算部１０６は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３が出力する第１のＡＤ変換値と、第２のアナログデジタル変換器１０４が出力する第２のＡＤ変換値と、が入力される。ベクトル長演算部１０６は、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出したベクトル長を出力する。
【０２２８】
図２０に示すように、励磁信号生成部９０９は、ベクトル長記憶部１０１１と、ベクトル長差演算部１００１と、矩形波パルス生成部１００２と、を有する。
【０２２９】
図１９、図２０に示すように、ベクトル長記憶部１０１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長を第１のベクトル長として記憶する。
【０２３０】
ベクトル長記憶部１０１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が新たに出力するベクトル長を、記憶されていた第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する。
【０２３１】
ベクトル長差演算部１００１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令が、第１のサンプリング指令として入力される。
【０２３２】
ベクトル長差演算部１００１は、第１のサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長が、第２のベクトル長として入力される。
【０２３３】
ベクトル長差演算部１００１は、ベクトル長記憶部１０１１で記憶された第１のベクトル長が入力されて、第１のベクトル長と第２のベクトル長との間に生じた差であるベクトル長差信号を算出し、算出したベクトル長差信号を出力する。
【０２３４】
矩形波パルス生成部１００２は、ベクトル長差演算部１００１から出力されたベクトル長差信号と、基準信号生成部１０８から出力された基準信号と、が入力される。
【０２３５】
矩形波パルス生成部１００２は、ベクトル長差信号と基準信号とに応じて、第１のベクトル長と第２のベクトル長との差がゼロとなるように矩形波パルスを生成し、生成した矩形波パルスを出力する。
【０２３６】
さらに、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、振幅調整部１００３をさらに備える構成であってもよい。
【０２３７】
振幅調整部１００３は、第１の矩形波パルスが入力され、入力された第１の矩形波パルスに応じて、レゾルバを励磁するための励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する。
【０２３８】
また、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、正弦波変換部１００４をさらに備える構成であってもよい。
【０２３９】
正弦波変換部１００４は、第２の矩形波パルスが入力され、入力された第２の矩形波パルスを、第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した正弦波を出力する。
【０２４０】
特に、正弦波変換部１００４は、ローパスフィルタであってもよい。
【０２４１】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【０２４２】
図１９に示すように、レゾルバ１０１の角度位置検出装置９０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置と比べて、励磁信号生成部９０９が特徴のある機能を有する。
【０２４３】
励磁信号生成部９０９には、ベクトル長演算部１０６から出力されたベクトル長の値と、基準信号生成部１０８から出力された基準信号とが、入力される。励磁信号生成部９０９は、入力された各信号等に基いて、励磁信号を生成する。励磁信号生成部９０９は、生成した励磁信号を出力する。
【０２４４】
図２０に示すように、ベクトル長差演算部１００１には、ベクトル長演算部１０６から出力されたベクトル長の信号と、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令信号と、が入力される。ベクトル長差演算部１００１は、ベクトル長の値について、１サンプリング前まで記憶した値との差を計算する。ベクトル長差演算部１００１は、計算した結果を出力する。
【０２４５】
矩形波パルス生成部１００２は、基準信号に基いて、矩形波パルスを出力する。矩形波パルス生成部１００２は、ベクトル長差演算部１００１から出力されたベクトル長差の値を反映して、矩形波パルス生成部１００２が出力する矩形波パルスの位相を調整する機能を有する。
【０２４６】
振幅調整部１００３は、矩形波パルス生成部１００２から出力された矩形波パルスの振幅を調整して、調整した結果を出力する。
【０２４７】
正弦波変換部１００４は、振幅調整部１００３から出力された矩形波パルスを、同一周波数の正弦波に変換して、変換した結果を出力する。この変換した結果が、励磁信号生成部９０９が出力する励磁信号となる。
【０２４８】
なお、正弦波変換部１００４は、急峻なローパスの遮断特性を有するスイッチトキャパシタフィルタを用いることができる。正弦波変換部１００４としてスイッチトキャパシタフィルタを用いれば、正弦波変換部１００４は、容易に実現される。
【０２４９】
以上のように構成された、モータの制御装置におけるレゾルバ１０１の角度位置検出装置９０２について、以下にその動作、作用を説明する。
【０２５０】
図１４には、レゾルバ１０１から出力される、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２が示される。また、図１４には、ベクトル長演算部１０６から出力されるベクトル長の値７ｂと、基準信号生成部１０８から出力される基準信号７ｃも示される。前述した本発明の実施の形態３と同様に、本発明の実施の形態４におけるレゾルバ１０１の角度位置検出装置９０２においても、これらの信号は共通している。
【０２５１】
図１４に示すように、基準信号７ｃの１周期において、サンプリング指令信号生成部１０７は、４回のサンプリング指令信号を等間隔で出力する。これは、９０度の位相差に相当する。初期状態では、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、サンプリング指令信号生成部１０７が、サンプリング指令信号を出力する。この場合、時刻ｔ１におけるベクトル長と時刻ｔ２におけるベクトル長とは、お互いに大きく異なる値である。同様に、時刻ｔ３におけるベクトル長と時刻ｔ４におけるベクトル長とは、お互いに大きく異なる値である。また、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相に相当する時刻からずれている。
【０２５２】
励磁信号（ｓｉｎωｔ）は、基準信号７ｃに基いて励磁信号生成部９０９で生成された後、バッファー回路１１１を経由してレゾルバ１０１に入力される。
【０２５３】
従って、基準信号７ｃと、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２との位相の関係は、つぎのとおりである。すなわち、（１）基準信号７ｃから励磁信号が生成される。（２）生成された励磁信号は、レゾルバ１０１を経由して、第１のＡＤ変換器１０３と、第２のＡＤ変換器１０４に伝達される。（３）伝達された励磁信号に基いて、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２とは、これら（１）から（３）までの伝達過程において生じる、位相遅れ、遅延などの影響を受ける。
【０２５４】
さらに、前述した伝達経路に配置された各構成要素の特性も、温度変化や経時変化の影響を受ける可能性がある。よって、実施の形態３と同様、サンプリング指令信号について、タイミング調整を行うことが必要となる。
【０２５５】
図２１から図２３を用いて、タイミング調整過程の詳細について、説明する。
【０２５６】
図２１には、基準信号１１ａが示される。図２１には、初期状態において、矩形波パルス生成部１００２が出力する、矩形波パルス信号１１ｂが示される。同様に、図２１には、初期状態において、正弦波変換部１００４が出力する信号、すなわち、励磁信号生成部９０９が出力する励磁信号１１ｄが示される。
【０２５７】
前述したように、初期状態では、図１４に示す、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、ベクトル長は互いに大きく異なる。すなわち、ベクトル長差演算部１００１が出力するベクトル長差の値が、ゼロからずれた状態である。
【０２５８】
そこで、このベクトル長差の値がゼロとなるように、矩形波パルス生成部１００２が出力する矩形波パルスの位相を変更する。
【０２５９】
つまり、図２１に示すように、矩形波パルス生成部が出力する信号１１ｃは、位相が前にずれた信号となる。よって、矩形波パルス生成部が出力する信号１１ｃに基いて、正弦波変換部１００４が出力する信号、すなわち、励磁信号生成部９０９が出力する励磁信号１１ｅも、位相が前にずれた信号となる。
【０２６０】
この結果を図２２に示す。図２２には、レゾルバ１０１が出力するＡ相の信号１２ａ１と、Ｂ相の信号１２ａ２と、ベクトル長演算部１０６が出力するベクトル長の値１２ｂと、基準信号生成部１０８が出力する基準信号１２ｃと、が示される。
【０２６１】
図２２に示した波形と図１４に示した波形とを比較すると、つぎのようになる。
【０２６２】
レゾルバ１０１が出力する、Ａ相の信号７ａ１、１２ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２、１２ａ２と、ベクトル長演算部１０６が出力するベクトル長の値７ｂ、１２ｂは、基準信号生成部１０８が出力する基準信号７ｃ、１２ｃに対して、位相が前にずれた信号となる。
【０２６３】
図２２に示すとおり、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２を用いれば、励磁信号の位相を調整する処理により、時刻ｔ１におけるベクトル長と時刻ｔ２におけるベクトル長とは、お互いにほぼ同一の値になる。同様に、時刻ｔ３におけるベクトル長と時刻ｔ４におけるベクトル長も、お互いにほぼ同一の値になる。
【０２６４】
また、サンプリング指令信号が出力される時間の間隔は、９０度の位相差に相当する。よって、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、自ずと、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相に相当する時刻となる。
【０２６５】
なお、サンプリング指令信号は、略中間に位置する位相からの位相ずれ量Δθを有する。一方、図１５に示すように、ベクトル長の大きさの値と、１サンプリング前まで記憶したベクトル長の大きさの値との差は、原点ゼロを経由した正弦波関数の曲線１５となる。よって、位相ずれ量Δθが比較的小さい領域において、負のフィードバックループを形成することにより、自動的に位相ずれ量Δθがゼロとなるように、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを調整することができる。
【０２６６】
また、負のフィードバックループを形成することで、初期の調整を行った後、角度位置を検出する動作を実行しながら、継続してサンプリング指令信号を出力するタイミングを自動的に調整できる。よって、伝達経路に配置された各構成要素などが、温度変化などの要因によって位相がずれることにも対応できる。
【０２６７】
このように、図１９に示すように、励磁信号生成部９０９は、つぎの過程を経て、レゾルバを励磁するための励磁信号の位相を調整する。すなわち、ベクトル長演算部１０６では、サンプリング指令信号が出力されるタイミングに応じて出力される、第１のＡＤ変換器１０３の出力値と第２のＡＤ変換器１０４の出力値とを用いて、ベクトルの大きさを算出する。励磁信号生成部９０９は、１サンプリング前に出力されたベクトル長演算部１０６の出力値を記憶している。励磁信号生成部９０９は、ベクトル長演算部１０６から出力される１サンプリング前後の出力値を比較して、その差がゼロとなるように、レゾルバを励磁するための励磁信号の位相を調整する。サンプリング指令信号が出力されるタイミングは、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相と一致する。よって、例えば、図１９に示す構成により、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、常に、安定して、高い精度で、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０２６８】
また、図２０に示すように、励磁信号生成部９０９は、振幅調整部１００３を備えているため、励磁信号の振幅調整を行うことができる。なお、励磁信号の振幅については、前述したように、ベクトル長の値を用いて調整できる。ベクトル長の値は、目標値との差を用いて、負のフィードバックループを構成することにより、励磁信号の振幅の初期調整を行うことができる。しかも、初期調整が完了した後、レゾルバの角度位置を検出する動作を実行しながら、継続して励磁信号の振幅を調整できる。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、温度変化などの要因による、振幅のずれにも対応できる。
【０２６９】
図２３に示すように、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、時刻ｔ０において、励磁信号の振幅の調整を開始している。その後、ベクトル長の値２３は、時刻ｔ０における初期値から徐々に増加して、時刻ｔ１において、目標値に達している。こうして、角度位置検出装置９０２は、励磁信号の振幅の初期調整を完了する。このような、励磁信号の振幅の初期調整を精度よく、安定して行うためには、前述したように、励磁信号の位相調整を実行した後に行うことが望ましい。励磁信号の振幅調整を行うことで、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４と、に入力されるレゾルバ１０１の信号の振幅は、適正値に調整される。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２を用いれば、さらに安定して、高い精度で、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０２７０】
また、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２で行う処理は、１周期の励磁信号において、ベクトル長を４回取得して行うことができる。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、励磁信号の位相調整、および、励磁信号の振幅調整を、従来よりも短い期間で行うことができる。
【０２７１】
なお、前述した説明において、ベクトル長の計算は、平方根の演算を用いて行う。しかしながら、ベクトル長の計算は、平方根の演算に囚われる必要はない。例えば、処理時間などの都合上、ベクトル長の計算は、平方根の演算を省略してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２７２】
以上、説明したように、本発明におけるレゾルバの角度位置検出装置は、応答性が良く、高精度な角度位置検出ができる。また、本発明の角度位置検出装置は、ＡＤ変換器に出力されるサンプリング指令信号のタイミングや励磁信号の位相を、レゾルバの特性ばらつきや温度変化、あるいは、経時変化なども含めて、調整できる。よって、本発明の角度位置検出装置は、安定して、精度のよい、レゾルバの角度位置検出ができる。従って、産業用ＦＡサーボモータなどにも、適用できる。
【符号の説明】
【０２７３】
２ａ１，５ａ１，７ａ１，１２ａ１，１５ａ１  Ａ相の信号
２ａ２，５ａ２，５ａ３，７ａ２，１２ａ２，１５ａ２  Ｂ相の信号
２ｂ，５ｂ，７ｃ，１１ａ，１２ｃ，１５ｂ  基準信号
５ｃ１  ＲＤ変換部の出力値
５ｃ２  平均ＲＤ変換部の出力値
７ｂ，１２ｂ  ベクトル長の値
１１ｂ  矩形波パルス信号
１１ｃ  矩形波パルス生成部が出力する信号
１１ｅ  励磁信号
１５  曲線
２３  ベクトル長の値
１０１  レゾルバ
１０２，３０２，５０２，６０２，７０２，９０２，１１０２  角度位置検出装置
１０３  第１のアナログデジタル変換器（第１のＡＤ変換器）
１０４  第２のアナログデジタル変換器（第２のＡＤ変換器）
１０５，７０５，１８１５  レゾルバデジタル変換部（ＲＤ変換部）
１０６  ベクトル長演算部
１０７，６０７，１１０７  サンプリング指令信号生成部
１０８  基準信号生成部
１０９  励磁信号生成部
１１０  インターフェイス処理部（ＩＦ処理部）
１１１  バッファー回路
１１２  サーボアンプ
１１３  モータ
１１４，５１４，７１４  平均値演算部
３００  平均レゾルバデジタル変換部（平均ＲＤ変換部）
４０１  角度データ記憶部
４０２  角度データ平均部
５０３  Ａ相の平均値演算部
５０４  Ｂ相の平均値演算部
５１１  第１のＡＤ変換値の記憶部
５１２  第１のＡＤ変換値の平均部
５２１  第２のＡＤ変換値の記憶部
５２２  第２のＡＤ変換値の平均部
６１１，９１１，１０１１  ベクトル長記憶部
６１２  タイミング調整部
７１１  偏差信号記憶部
７１２  偏差信号平均部
７０７  トラッキングループ
９０９  励磁信号生成部
９１２  位相調整部
１００１  ベクトル長差演算部
１００２  矩形波パルス生成部
１００３  振幅調整部
１００４  正弦波変換部
１８０１  第１の乗算部
１８０２  第２の乗算部
１８０３  差分部
１８０４  比例積分制御器（ＰＩ制御器）
１８０５  余弦波テーブル
１８０６  正弦波テーブル
【図１】
2015029427.tif 000004
【図２】
2015029427.tif 000005
【図３】
2015029427.tif 000006
【図４】
2015029427.tif 000007
【図５】
2015029427.tif 000008
【図６】
2015029427.tif 000009
【図７】
2015029427.tif 000010
【図８】
2015029427.tif 000011
【図９】
2015029427.tif 000012
【図１０】
2015029427.tif 000013
【図１１】
2015029427.tif 000014
【図１２】
2015029427.tif 000015
【図１３】
2015029427.tif 000016
【図１４】
2015029427.tif 000017
【図１５】
2015029427.tif 000018
【図１６】
2015029427.tif 000019
【図１７】
2015029427.tif 000020
【図１８】
2015029427.tif 000021
【図１９】
2015029427.tif 000022
【図２０】
2015029427.tif 000023
【図２１】
2015029427.tif 000024
【図２２】
2015029427.tif 000025
【図２３】
2015029427.tif 000026
【図２４】
2015029427.tif 000027
【図２５】
2015029427.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月26日(2016.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１相を励磁して２相に出力される、レゾルバを用いた角度位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に、産業分野や電装分野などにおいて、モータの角度位置を検出する手段として、レゾルバがよく用いられる。
【０００３】
レゾルバは、モータが有する軸に取り付けられる。モータの角度位置は、レゾルバによって検出される。例えば、図２４に示すように、レゾルバ１０１によって検出された角度位置に基いて、モータ１１３は制御される。
【０００４】
図２４は、従来のレゾルバを用いた角度位置検出装置を示すブロック図である。
【０００５】
レゾルバ１０１は、１相を励磁して２相に出力する方式が採用されている。以下、１相を励磁して２相に出力する方式を「１相励磁２相出力」という。レゾルバ１０１は、モータ１１３が有する軸に取り付けられる。レゾルバ１０１は、振幅が変調された２相の信号として、Ａ相の信号とＢ相の信号とを出力する。Ａ相の信号とＢ相の信号とは、略９０度の位相差を有する。角度位置検出装置１１０２は、レゾルバ１０１で検出された２相の信号に基いて、レゾルバ１０１の角度位置を検出する。角度位置検出装置１１０２は、検出したレゾルバ１０１の角度位置をサーボアンプ１１２に出力する。サーボアンプ１１２は、検出された角度位置に従い、モータ１１３の制御および駆動を行う。
【０００６】
また、角度位置検出装置１１０２は励磁信号を出力する。出力された励磁信号は、バッファー回路１１１を経由してレゾルバ１０１を励磁する。
【０００７】
次に、角度位置検出装置１１０２の内部の構成について、説明する。第１のアナログデジタル変換器１０３は、レゾルバ１０１が出力するＡ相のアナログ信号をデジタル値に変換して出力する。第２のアナログデジタル変換器１０４は、レゾルバ１０１が出力するＢ相のアナログ信号をデジタル値に変換して出力する。以下、アナログデジタル変換器を「ＡＤ変換器」ということもある。アナログ信号をデジタル信号に変換するタイミングは、サンプリング指令信号生成部１１０７から出力されるサンプリング指令信号に基く。第１のＡＤ変換器１０３によってデジタル値に変換されたＡ相の信号、および、第２のＡＤ変換器１０４によってデジタル値に変換されたＢ相の信号は、レゾルバデジタル変換部１０５において、レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換される。以下、レゾルバデジタル変換部を「ＲＤ変換部」ということもある。一般的に、デジタル値を、レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換する方法は、トラッキングループなどの方法が用いられる。レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換された、Ａ相の信号とＢ相の信号とは、インターフェイス処理部１１０を経由して、サーボアンプ１１２に出力される。以下、インターフェイス処理部を「ＩＦ処理部」ということもある。
【０００８】
サーボアンプ１１２は、検出されたレゾルバ１０１の角度位置、すなわち、モータ１１３の角度位置に従って、モータ１１３の制御、および、駆動を行う。
【０００９】
サンプリング指令信号生成部１１０７は、基準信号生成部１０８が出力する基準信号に基いて、サンプリング指令信号の位相を調整する。サンプリング指令信号生成部１１０７は、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４に対して、位相が調整されたサンプリング指令信号を出力する。
【００１０】
上述したような、従来の角度位置検出装置は、例えば、特許文献１などに示されている。
【００１１】
図２５は、従来の角度位置検出装置における各信号を示す波形図である。
【００１２】
図２５には、つぎの波形が示される。Ａ相の信号１５ａ１として、レゾルバ１０１から出力される波形が示される。Ｂ相の信号１５ａ２として、レゾルバ１０１から出力される波形が示される。基準信号１５ｂとして、基準信号生成部１０８から出力される波形が示される。
【００１３】
サンプリング指令信号生成部１１０７は、基準信号１５ｂに基いて、サンプリング指令信号の位相を調整する。サンプリング指令信号生成部１１０７は、位相が調整されたサンプリング指令信号を出力する。図２５に示すように、サンプリング指令信号生成部１１０７は、時刻ｔ１、ｔ３において、サンプリング指令信号を出力する。時刻ｔ１、ｔ３において、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号１５ａ１とＢ相の信号１５ａ２とは、各々の信号の出力が最大となる。
【００１４】
なお、時刻ｔ１、ｔ３を見出す方法は、つぎの方法もある。まず、Ａ相の信号１５ａ１とＢ相の信号１５ａ２とにおいて、各々の信号の出力がゼロとなる時刻ｔ２、ｔ４を検出する。つぎに、検出された時刻ｔ２、ｔ４に対して、１周期の４分の１に相当する時刻を加算すれば、時刻ｔ１、ｔ３が求められる。
【００１５】
このようにして、角度位置検出装置は、Ａ相の信号１５ａ１とＢ相の信号１５ａ２とが最大の出力を出すタイミングにおいて、Ａ相の信号１５ａ１とＢ相の信号１５ａ２とをアナログデジタル変換する。この結果、角度位置検出装置は、レゾルバの角度位置を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１１−３３６０２号公報
【発明の概要】
【００１７】
本発明が対象とする角度位置検出装置は、レゾルバと、サンプリング指令信号生成部と、第１のアナログデジタル変換器と、第２のアナログデジタル変換器と、レゾルバデジタル変換部と、を備える。
【００１８】
レゾルバは、振幅が変調されたＡ相の信号と、Ａ相の信号とは９０度の位相差を有して、振幅が変調されたＢ相の信号と、を出力する。
【００１９】
Ａ相の信号とＢ相の信号とのうち、少なくともいずれか一方の信号において、つぎの４つの位相が存在する。信号の大きさが最小となるときを第１の位相とする。信号の大きさが最大となるときを第２の位相とする。第１の位相から第２の位相へと変化する中間のときを第３の位相とする。第２の位相から第１の位相へと変化する中間のときを第４の位相とする。サンプリング指令信号生成部は、第３の位相と第４の位相とにおいて、各々サンプリング指令信号を出力する。
【００２０】
第１のアナログデジタル変換器は、サンプリング指令信号が入力されたときに、Ａ相の信号が入力され、入力されたＡ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第１のＡＤ変換値を生成する。第１のアナログデジタル変換器は、生成した第１のＡＤ変換値を出力する。
【００２１】
第２のアナログデジタル変換器は、サンプリング指令信号が入力されたときに、Ｂ相の信号が入力され、入力されたＢ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第２のＡＤ変換値を生成する。第２のアナログデジタル変換器は、生成した第２のＡＤ変換値を出力する。
【００２２】
レゾルバデジタル変換部は、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、レゾルバの角度位置を示す角度データを算出する。レゾルバデジタル変換部は、算出した角度データを出力する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１における各信号を示す波形図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２における平均値演算部を説明するブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２における各信号を示す波形図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置の具体例を説明するブロック図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２における平均値演算部を説明するブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置の他の具体例を説明するブロック図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態２で比較する比較例であるＲＤ変換部のブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２におけるＲＤ変換部のブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２における他の平均値演算部を説明するブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態３におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態３におけるサンプリング指令信号生成部のブロック図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態３における各信号を示す波形図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態３におけるベクトル長差の変化を示す波形図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態４におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態４における励磁信号生成部を説明するブロック図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態４における他の励磁信号生成部を説明するブロック図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態４における他のレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態４におけるさらに他の励磁信号生成部を説明するブロック図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態４における各信号を示す波形図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態４における他の各信号を示す波形図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施の形態４におけるベクトル長の値の変化を示す波形図である。
【図２４】図２４は、従来のレゾルバを用いた角度検出装置を示すブロック図である。
【図２５】図２５は、従来の角度検出装置における各信号を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態における角度位置検出装置は、後述する構成により、応答性が良く、検出精度が高くなる。
【００２５】
特に、本発明の実施の形態における角度位置検出装置は、レゾルバからＡＤ変換器を介してモータの角度位置を検出する際、レゾルバから出力された信号をＡＤ変換器が検出するタイミングを調整できる。具体的には、ＡＤ変換器が検出するタイミングは、サンプリング指令信号で調整される。サンプリング指令信号は、レゾルバの特性ばらつき、レゾルバを取り巻く周囲の温度変化、あるいは、レゾルバの経時変化などの変動要因も含めて調整できる。よって、本発明の実施の形態における角度位置検出装置は、安定して精度良く、レゾルバを用いてモータの角度位置を検出できる。
【００２６】
つまり、従来の角度位置検出装置には、つぎの改善点があった。すなわち、レゾルバから出力される信号は、信号の出力が最大となるタイミングが１周期のうち、２回しか存在しない。よって、従来の角度位置検出装置は、レゾルバから出力される信号のサンプリング周期を短くして、角度位置を検出するための応答性を高めることが困難であった。
【００２７】
また、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する場合、タイミングを調整するために用いることができる、レゾルバ信号の振幅値は、１周期のうち、２回しか存在しない。よって、サンプリング指令信号を出力するタイミングの調整精度が悪くなる、あるいは、調整時間が長くなる、という課題があった。
【００２８】
そこで、本発明の実施の形態は、高い応答性でレゾルバから出力される角度位置を検出できる、レゾルバを用いた角度位置検出装置を提供する。また、本発明の実施の形態は、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを、より精度よく調整できる。よって、応答性がよく、検出精度が高い、角度位置検出装置を提供できる。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。図２は、本発明の実施の形態１における各信号を示す波形図である。
【００３１】
図１に示すように、本発明の実施の形態１における角度位置検出装置１０２は、レゾルバ１０１と、サンプリング指令信号生成部１０７と、第１のアナログデジタル変換器１０３と、第２のアナログデジタル変換器１０４と、レゾルバデジタル変換部１０５と、を備える。
【００３２】
レゾルバ１０１は、振幅が変調されたＡ相の信号と、Ａ相の信号とは９０度の位相差を有して、振幅が変調されたＢ相の信号と、を出力する。
【００３３】
Ａ相の信号とＢ相の信号とのうち、少なくともいずれか一方の信号において、つぎの４つの位相が存在する。Ａ相の信号の大きさまたはＢ相の信号の大きさが、最小となるときを第１の位相とする。Ａ相の信号の大きさまたはＢ相の信号の大きさが、最大となるときを第２の位相とする。第１の位相から第２の位相へと変化する中間のときを第３の位相とする。第２の位相から第１の位相へと変化する中間のときを第４の位相とする。サンプリング指令信号生成部１０７は、第３の位相と第４の位相とにおいて、各々サンプリング指令信号を出力する。
【００３４】
第１のアナログデジタル変換器１０３は、サンプリング指令信号が入力されたときに、Ａ相の信号が入力され、入力されたＡ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第１のＡＤ変換値を生成する。第１のアナログデジタル変換器１０３は、生成した第１のＡＤ変換値を出力する。
【００３５】
第２のアナログデジタル変換器１０４は、サンプリング指令信号が入力されたときに、Ｂ相の信号が入力され、入力されたＢ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第２のＡＤ変換値を生成する。第２のアナログデジタル変換器１０４は、生成した第２のＡＤ変換値を出力する。
【００３６】
レゾルバデジタル変換部１０５は、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データを算出する。レゾルバデジタル変換部１０５は、算出した角度データを出力する。
【００３７】
なお、Ａ相の信号とＢ相の信号において、信号の大きさとは、信号の絶対値と換言することもできる。
【００３８】
このような構成とすれば、レゾルバから出力される信号の１周期において、有効にサンプリングできる回数が、従来、２回であったものが２倍の４回に増える。よって、サンプリング周期は、従来の半分の期間に短縮できる。しかも、各サンプリングにおいて、均等な振幅でサンプリングできる。この結果、本実施の形態１におけるレゾルバの角度位置検出装置は、応答性がよく、精度が高くなる。
【００３９】
さらに、詳細に説明する。
【００４０】
図１に示すように、レゾルバ１０１は、１相励磁２相出力の方式であり、モータ１１３が有する軸に取り付けられる。レゾルバ１０１は、２相の信号を出力し、一方をＡ相の信号、他方をＢ相の信号という。Ａ相の信号とＢ相の信号とは、互いに、略９０度の位相差を有し、振幅が変調されている。
【００４１】
レゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２は、この２相の信号からレゾルバ１０１の角度位置を検出し、サーボアンプ１１２に出力する。サーボアンプ１１２は、角度位置検出装置１０２で検出された角度位置に従い、モータ１１３の制御および、モータ１１３の駆動を行う。また、レゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２は、バッファー回路１１１を経由してレゾルバ１０１へ励磁信号を出力し、レゾルバ１０１を励磁する。
【００４２】
次に、レゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２の内部の構成について説明する。
【００４３】
第１のアナログデジタル変換器１０３は、レゾルバ１０１から出力されるＡ相のアナログ信号を、デジタル値に変換する。第２のアナログデジタル変換器１０４は、レゾルバ１０１から出力されるＢ相のアナログ信号を、デジタル値に変換する。第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４が、アナログ信号をデジタル値に変換するタイミングは、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令信号に従う。
【００４４】
レゾルバデジタル変換部１０５は、第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４によってデジタル値に変換された信号を、レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換する。一般的に、デジタル値に変換された信号を、レゾルバ１０１の角度位置を示す信号に変換する方法は、トラッキングループなどの方法が用いられる。レゾルバ１０１の角度位置を示す信号は、インターフェイス処理部１１０を経由してサーボアンプ１１２に出力される。
【００４５】
サーボアンプ１１２は、検出されたレゾルバ１０１の角度位置、すなわち、モータ１１３の角度位置に基いて、モータ１１３の制御、および、モータ１１３の駆動を行う。
【００４６】
所定の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７は、基準信号生成部１０８から出力される基準信号に基いて、第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４に対してサンプリング指令信号を出力する。
【００４７】
励磁信号生成部１０９は、基準信号生成部１０８から出力される基準信号に基いて、励磁信号を生成し、生成した励磁信号を出力する。
【００４８】
以上のように構成されたレゾルバの角度位置検出装置は、モータの制御装置として機能する。以下、レゾルバの角度位置検出装置について、その動作、作用を説明する。
【００４９】
図２には、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号、Ｂ相の信号などを示す。図２に示す、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、レゾルバ１０１の内部において、励磁信号（ｓｉｎωｔ）を振幅変調した信号である。Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、互いに９０度の位相差を有して、振幅が変調される。レゾルバ１０１の角度位置をθとすると、Ａ相の信号２ａ１はＡｓｉｎθｓｉｎωｔで表され、Ｂ相の信号２ａ２はＡｃｏｓθｓｉｎωｔで表される。ここで、Ａは、各相の信号において、振幅を意味する。
【００５０】
図２に示す、基準信号２ｂは、基準信号生成部１０８から出力される。励磁信号生成部１０９は、入力される基準信号２ｂに基いて、励磁信号を生成する。基準信号２ｂは、レゾルバ１０１から出力される、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２と、同一の周期で繰り返して出力される。
【００５１】
ここで、基準信号２ｂがゼロとなる時刻ｔ０、ｔ４、および、時刻ｔ０と時刻ｔ４の中間の時刻ｔ２において、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、振幅がゼロになると仮定する。
【００５２】
このとき、時刻ｔ０と時刻ｔ２の中間の時刻ｔ１と、時刻ｔ２と時刻ｔ４の中間の時刻ｔ３において、レゾルバ１０１から出力される、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２の振幅は、最大となる。
【００５３】
図２４に示すように、従来の方式では、時刻ｔ１と時刻ｔ３において、サンプリング指令信号生成部１１０７は、サンプリング指令信号を出力する。サンプリング指令信号が入力された、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４は、レゾルバ１０１から出力された信号をデジタル値に変換して、ＲＤ変換部１０５に各信号の振幅を出力する。ＲＤ変換部１０５は、入力された各信号の振幅から、レゾルバ１０１の角度位置を導き出す変換処理を行う。
【００５４】
しかしながら、このような従来の方式では、１周期の励磁信号に対して、サンプリングの機会が２回しかない。同様に、ＲＤ変換部１０５に入力される各信号を更新する機会も、１周期の励磁信号に対して２回しかない。よって、従来の方式は、応答性を改善することが困難であった。
【００５５】
そこで、本発明の実施の形態１における角度位置検出装置１０２では、図２中、点線で示された後述する時刻において、サンプリング指令信号生成部１０７は、サンプリング指令信号を出力する。すなわち、点線で示された時刻とは、時刻ｔ０と時刻ｔ１の中間の時刻ｔ５と、時刻ｔ１と時刻ｔ２の中間の時刻ｔ６と、時刻ｔ２と時刻ｔ３の中間の時刻ｔ７と、時刻ｔ３と時刻ｔ４の中間の時刻ｔ８と、である。各々の時刻では、第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４でデジタル値に変換された、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２の振幅が、ＲＤ変換部１０５に入力される。ＲＤ変換部１０５は、入力された振幅から、レゾルバ１０１の角度位置を導き出す変換処理を行う。
【００５６】
このような処理を行えば、１周期の励磁信号に対して、サンプリングの機会が４回に増える。しかも、各サンプリングの機会において、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、均等な振幅で検出される。
【００５７】
よって、各サンプリングの機会で検出された、各信号２ａ１、２ａ２の振幅がＲＤ変換部１０５に入力され、ＲＤ変換部１０５に入力された各信号２ａ１、２ａ２の振幅がレゾルバ１０１の角度位置に変換処理される際、本発明の実施の形態１における角度位置検出装置１０２は、角度位置の検出精度を劣化させることなく、従来の方式に比べて、２倍の応答性を得ることができる。
【００５８】
換言すれば、サンプリング指令信号生成部１０７は、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２の大きさ、つまり、各信号２ａ１、２ａ２の絶対値が、最大となる位相と最小となる位相の略中間に位置する位相において、サンプリング指令信号を出力する。また、ＲＤ変換部１０５は、サンプリング指令信号が出力されるタイミングごとに、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４とが出力するデジタル値から、レゾルバ１０１の角度位置を導き出す変換処理を行う。この結果、変換処理が行われる周期は、従来の半分に短縮される。しかも、各々の検出の機会において、Ａ相の信号２ａ１とＢ相の信号２ａ２とは、均等な振幅でサンプリングされる。よって、本発明の実施の形態１における角度位置検出装置１０２は、応答性が良く、高い精度で、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【００５９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。
【００６０】
実施の形態２で示す角度位置検出装置は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置とレゾルバデジタル変換部が異なる。具体的には、実施の形態２で示す角度位置検出装置は、平均化処理を行う機能を備えたレゾルバデジタル変換部を有する。
【００６１】
以下、図３から図１１を用いて説明する。
【００６２】
なお、上述した実施の形態１に示した構成と同一のものについては、同じ符号を付して、説明を援用する。
【００６３】
図３に示すように、本発明の実施の形態２における角度位置検出装置３０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２において、レゾルバデジタル変換部１０５に代えて、平均レゾルバデジタル変換部３００を備える。平均レゾルバデジタル変換部３００は、平均値演算部１１４と、レゾルバデジタル変換部１０５と、を有する。
【００６４】
第１のアナログデジタル変換器１０３が出力する第１のＡＤ変換値を、過去の第１のＡＤ変換値とする。
【００６５】
第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３から新たに出力される第１のＡＤ変換値を、新たな第１のＡＤ変換値とする。
【００６６】
第２のアナログデジタル変換器１０４が出力する第２のＡＤ変換値を、過去の第２のＡＤ変換値とする。
【００６７】
第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第２のアナログデジタル変換器１０４から新たに出力される第２のＡＤ変換値を、新たな第２のＡＤ変換値とする。
【００６８】
このとき、過去の第１のＡＤ変換値と、新たな第１のＡＤ変換値と、過去の第２のＡＤ変換値と、新たな第２のＡＤ変換値と、を用いて、レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データが算出される。レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データが算出される過程において、平均値演算部１１４は、過去の第１のＡＤ変換値、新たな第１のＡＤ変換値、過去の第２のＡＤ変換値、および、新たな第２のＡＤ変換値、のうち少なくとも２以上の値に基いて平均化処理を行う。
【００６９】
レゾルバデジタル変換部１０５は、過去の第１のＡＤ変換値、新たな第１のＡＤ変換値、過去の第２のＡＤ変換値、および、新たな第２のＡＤ変換値、のうち少なくとも２以上の値に基いて角度データを算出し、算出した角度データを出力する。
【００７０】
このような構成とすれば、角度検出誤差を相殺できる。角度検出誤差は、レゾルバ１０１から出力される、２相の信号に含まれる位相ずれが要因となる。よって、本実施の形態２における角度位置検出装置３０２は、高精度な角度位置検出を、容易に実現できる。
【００７１】
平均レゾルバデジタル変換部３００内において、レゾルバデジタル変換部１０５に対して、平均値演算部１１４が異なる位置に取り付けられる３態様について、説明する。３態様とは、１．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の出力側に位置する場合、２．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の入力側に位置する場合、３、平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の内側に位置する場合、をいう。
【００７２】
１．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の出力側に位置する場合：
図４は、本発明の実施の形態２における平均値演算部を説明するブロック図である。図５は、本発明の実施の形態２における各信号を示す波形図である。
【００７３】
図３に示すように、本態様における角度位置検出装置３０２は、レゾルバデジタル変換部１０５と、平均値演算部１１４と、を有する平均レゾルバデジタル変換部３００を備える。
【００７４】
レゾルバデジタル変換部１０５は、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とが入力される。レゾルバデジタル変換部１０５は、入力された、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データを算出する。レゾルバデジタル変換部１０５は、算出した角度データを出力する。
【００７５】
図４に示すように、平均値演算部１１４は、角度データ記憶部４０１と、角度データ平均部４０２と、を有する。
【００７６】
角度データ記憶部４０１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、レゾルバデジタル変換部１０５から出力される角度データを記憶する。角度データ記憶部４０１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、レゾルバデジタル変換部１０５から新たに出力される角度データを、記憶されていた角度データに代えて、新たな角度データとして記憶する。
【００７７】
角度データ平均部４０２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、レゾルバデジタル変換部１０５から出力される角度データが新たな角度データとして入力される。角度データ平均部４０２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、角度データ記憶部４０１で記憶されていた角度データが、過去の角度データとして入力される。角度データ平均部４０２は、過去の角度データと新たな角度データとの平均値を算出し、算出した平均値を出力する。
【００７８】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【００７９】
図３に示すように、レゾルバ１０１の角度位置検出装置３０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２と比べて、ＲＤ変換部１０５が平均レゾルバデジタル変換部３００に置き換わっている点が異なる。より正確に言えば、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２の内部において、ＲＤ変換部１０５の出力側に、平均値演算部１１４が追加された点が異なる。以下、平均レゾルバデジタル変換部を「平均ＲＤ変換部」ということもある。
【００８０】
平均値演算部１１４について、図４を用いて説明する。
【００８１】
図４に示すように、平均値演算部１１４は、入力された信号を角度データ記憶部４０１で記憶する。本実施の形態２において、角度データ記憶部４０１は、入力された信号である角度データを、１サンプリング分だけ記憶する。
【００８２】
その１サンプリング後、平均値演算部１１４には、新たな信号である角度データが入力される。このとき、角度データ記憶部４０１は、１サンプリング前に記憶した角度データを、過去の角度データとして角度データ平均部４０２に出力する。角度データ記憶部４０１は、新たに入力された信号である角度データを、新たな角度データとして記憶する。
【００８３】
一方、角度データ平均部４０２は、ＲＤ変換部１０５から入力された新たな角度データと、角度データ記憶部４０１から入力された過去の角度データと、を用いて平均値を算出する。角度データ平均部４０２は、算出した平均値を出力する。
【００８４】
上述した平均ＲＤ変換部３００を有する、レゾルバ１０１の角度位置検出装置３０２について、平均値演算部１１４を付加した理由と効果について、以下に説明する。
【００８５】
図５には、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号、Ｂ相の信号などが示される。
【００８６】
実施の形態１で説明したように、励磁信号をｓｉｎωｔ、レゾルバ１０１の角度位置をθ、信号の振幅をＡとする。このとき、図５に示すように、Ａ相の信号５ａ１はＡｓｉｎθｓｉｎωｔで表され、Ｂ相の信号５ａ２はＡｃｏｓθｓｉｎωｔで表される。併せて、図５には、基準信号５ｂを示す。
【００８７】
Ａ相の信号とＢ相の信号とは、お互いにわずかな位相ずれを有している。この位相ずれをαとする。位相ずれを反映すると、Ａ相の信号５ａ１はＡｓｉｎθｓｉｎωｔで表され、Ｂ相の信号５ａ３はＡｃｏｓθｓｉｎ（ωｔ＋α）で表される。一般的に、位相ずれαは、±０．１度程度の値となる。
【００８８】
このように、Ａ相の信号５ａ１とＢ相の信号５ａ３との間に、わずかな位相ずれαがある場合で、その効果を比較する。
【００８９】
まず、実施の形態１で説明した、平均値演算部１１４を有さない角度位置検出装置１０２を用いた場合、ＲＤ変換部１０５の出力値は、サンプリング指令信号が出力される１サンプリングごとに変動する。図５に示すように、ＲＤ変換部の出力値５ｃ１は点線で示される。
【００９０】
Ａ相の信号とＢ相の信号とにおいて、各信号の振幅が近い値になるほど、ＲＤ変換部の出力値５ｃ１は、変動の幅が大きくなる。この変動の幅は、最大で位相ずれαの幅になる。仮に、位相ずれαが０．１度とすると、変動の幅は６分となる。
【００９１】
このような現象は、レゾルバ１０１の角度位置を検出する際、速い応答性や高い精度が要求される用途では、不都合となる。
【００９２】
そこで、図３に示すように、平均値演算部１１４を有する角度位置検出装置３０２が用いられる。このとき、平均ＲＤ変換部３００の出力値は、変動が打ち消される。図５に示すように、変動が打ち消されて、平坦な波形となった平均ＲＤ変換部の出力値５ｃ２は、実線で示される。
【００９３】
１サンプリングの前後において、レゾルバ１０１の角度位置を検出した値が、平均値演算部１１４で平均化される。平均値演算部１１４で平均化された値は、レゾルバ１０１の角度位置として出力される。平均化された出力値を用いれば、応答性が良く、かつ、精度が高い、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【００９４】
ところで、上述した説明において、角度データ記憶部４０１は、角度データを１サンプリング分のみ記憶して、随時、新たな角度データに更新して、記憶する。
【００９５】
なお、角度データ記憶部４０１が記憶する角度データは、１サンプリング分に限らず、予め定めた、複数のサンプリング分を記憶するようにしてもよい。
【００９６】
角度データ記憶部４０１が記憶する角度データが、１サンプリング分であれば、角度データ平均部４０２での演算が早くなるため、応答性が向上する。一方、角度データ記憶部４０１が記憶する角度データが、複数のサンプリング分を記憶した場合、角度データ平均部４０２で算出される平均値の精度が向上する。
【００９７】
ところで、図３に示したレゾルバの角度位置検出装置３０２は、図１に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２に比べて、多少、応答性の悪化が発生する。しかし、図３に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置３０２は、図２４に示した従来のレゾルバ１０１の角度位置検出装置１１０２に比べて、１．５倍程度は高速となる応答性を有している。
【００９８】
また、Ａ相の信号とＢ相の信号の大きさ、すなわち、絶対値が最大となる位相と、絶対値が最小となる位相の略中間に位置する位相において、レゾルバ１０１が出力するＡ相の信号とＢ相の信号とは、信号の振幅が、最大値に対して０．７倍程度の大きさとなる。しかしながら、上述したように、レゾルバ１０１の角度位置を検出した出力値を平均化することで、本実施の形態２における角度位置検出装置３０２は、ＳＮ比が向上する。よって、本発明の効果は、総合的には、十分な優位性を確保できる。
【００９９】
２．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の入力側に位置する場合：
図６は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置の具体例を説明するブロック図である。図７は、本発明の実施の形態２における平均値演算部を説明するブロック図である。
【０１００】
図６に示すように、本態様における角度位置検出装置５０２は、レゾルバデジタル変換部１０５と、平均値演算部５１４と、を有する平均レゾルバデジタル変換部３００を備える。
【０１０１】
平均値演算部５１４は、Ａ相の平均値演算部５０３と、Ｂ相の平均値演算部５０４と、を有する。
【０１０２】
図７に示すように、Ａ相の平均値演算部５０３は、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１と、第１のＡＤ変換値の平均部５１２と、を有する。
【０１０３】
図６、図７に示すように、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３から出力された第１のＡＤ変換値を記憶する。第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３から新たに出力される第１のＡＤ変換値を、記憶されていた第１のＡＤ変換値に代えて、新たな第１のＡＤ変換値として記憶する。
【０１０４】
第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３から出力される第１のＡＤ変換値が新たな第１のＡＤ変換値として入力される。第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１で記憶されていた第１のＡＤ変換値が、過去の第１のＡＤ変換値として入力される。第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、過去の第１のＡＤ変換値と新たな第１のＡＤ変換値との平均値を算出し、算出した平均値を平均化された第１のＡＤ変換値として出力する。
【０１０５】
Ｂ相の平均値演算部５０４は、第２のＡＤ変換値の記憶部５２１と、第２のＡＤ変換値の平均部５２２と、を有する。
【０１０６】
第２のＡＤ変換値の記憶部５２１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第２のアナログデジタル変換器１０４から出力された第２のＡＤ変換値を記憶する。第２のＡＤ変換値の記憶部５２１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第２のアナログデジタル変換器１０４から新たに出力される第２のＡＤ変換値を、記憶されていた第２のＡＤ変換値に代えて、新たな第２のＡＤ変換値として記憶する。
【０１０７】
第２のＡＤ変換値の平均部５２２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、第２のアナログデジタル変換器１０４から出力される第２のＡＤ変換値が新たな第２のＡＤ変換値として入力される。第２のＡＤ変換値の平均部５２２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、第２のＡＤ変換値の記憶部５２１で記憶されていた第２のＡＤ変換値が、過去の第２のＡＤ変換値として入力される。第２のＡＤ変換値の平均部５２２は、過去の第２のＡＤ変換値と新たな第２のＡＤ変換値との平均値を算出し、算出した平均値を平均化された第２のＡＤ変換値として出力する。
【０１０８】
レゾルバデジタル変換部１０５は、平均化された第１のＡＤ変換値と、平均化された第２のＡＤ変換値とが入力される。レゾルバデジタル変換部１０５は、入力された、平均化された第１のＡＤ変換値と平均化された第２のＡＤ変換値とに基いて、レゾルバ１０１の角度位置を示す角度データを算出する。レゾルバデジタル変換部１０５は、算出した角度データを出力する。
【０１０９】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【０１１０】
図６に示すように、レゾルバ１０１の角度位置検出装置５０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２と比べて、ＲＤ変換部１０５が平均レゾルバデジタル変換部３００に置き換わっている点が異なる。より正確に言えば、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２の内部において、ＲＤ変換部１０５の入力側に、平均値演算部５１４が追加された点が異なる。平均値演算部５１４は、Ａ相の平均値演算部５０３と、Ｂ相の平均値演算部５０４と、を有する。
【０１１１】
Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４について、図７を用いて説明する。なお、Ａ相の平均値演算部５０３と、Ｂ相の平均値演算部５０４とは、各々、１．の態様で説明した平均値演算部１１４と同様の機能を有する。よって、以下、双方を代表して、Ａ相の平均値演算部５０３の説明を行う。Ｂ相の平均値演算部５０４については、Ａ相の平均値演算部５０３の説明を援用する。
【０１１２】
Ａ相の平均値演算部５０３は、入力された信号を第１のＡＤ変換値の記憶部５１１で記憶する。本実施の形態２において、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、入力された信号である第１のＡＤ変換値を、１サンプリング分だけ記憶する。
【０１１３】
その１サンプリング後、Ａ相の平均値演算部５０３には、新たな信号である第１のＡＤ変換値が入力される。このとき、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、１サンプリング前に記憶した第１のＡＤ変換値を、過去の第１のＡＤ変換値として第１のＡＤ変換値の平均部５１２に出力する。第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、新たに入力された信号である第１のＡＤ変換値を、新たな第１のＡＤ変換値として記憶する。
【０１１４】
一方、第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、第１のＡＤ変換器１０３から入力された新たな第１のＡＤ変換値と、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１から入力された過去の第１のＡＤ変換値と、を用いて平均値を算出する。第１のＡＤ変換値の平均部５１２は、算出した平均値を出力する。
【０１１５】
図６に示す、レゾルバの角度位置検出装置５０２において、第１のＡＤ変換器１０３によって、デジタル値に変換されたＡ相の信号は、Ａ相の平均値演算部５０３に入力される。そして、上述した平均化処理が施された後、平均化された第１のＡＤ変換値は、ＲＤ変換部１０５に入力される。
【０１１６】
同様に、第２のＡＤ変換器１０４によって、デジタル値に変換されたＢ相の信号は、Ｂ相の平均値演算部５０４に入力される。そして、上述した平均化処理が施された後、平均化された第２のＡＤ変換値は、ＲＤ変換部１０５に入力される。
【０１１７】
上述した平均ＲＤ変換部３００を有する、レゾルバの角度位置検出装置５０２について、平均値演算部５１４として、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４とを付加した理由と効果について、図５を用いて、以下に説明する。
【０１１８】
なお、下記説明は、上述した１．の態様に則した内容となる。
【０１１９】
つまり、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号５ａ１とＢ相の信号５ａ２とは、お互いにわずかな位相ずれを有している。このとき、上述した１．の態様にて詳細に説明したように、実施の形態１で説明した、平均値演算部１１４を有さない角度位置検出装置１０２を用いた場合、ＲＤ変換部１０５の出力値は、サンプリング指令信号が出力される１サンプリングごとに変動する。図５に示すように、ＲＤ変換部の出力値５ｃ１は点線で示される。
【０１２０】
このような現象は、レゾルバ１０１の角度位置を検出する際、速い応答性や高い精度が要求される用途では、不都合となる。
【０１２１】
そこで、図６に示すように、平均値演算部５１４である、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４と、を有する角度位置検出装置５０２が用いられる。このとき、平均ＲＤ変換部３００の出力値は、変動が打ち消される。図５に示すように、変動が打ち消されて、平坦な波形となった平均ＲＤ変換部の出力値５ｃ２は、実線で示される。
【０１２２】
１サンプリングの前後において、レゾルバ１０１の角度位置を検出した値が、平均値演算部５１４である、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４とで、各々平均化される。平均値演算部５１４である、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４とで平均化された値は、レゾルバ１０１の角度位置として出力される。平均化された出力値を用いれば、応答性が良く、かつ、精度が高い、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０１２３】
ところで、上述した説明において、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１は、第１のＡＤ変換値を１サンプリング分のみ記憶して、随時、新たな第１のＡＤ変換値に更新して、記憶する。
【０１２４】
なお、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１が記憶する第１のＡＤ変換値は、１サンプリング分に限らず、予め定めた、複数のサンプリング分を記憶するようにしてもよい。
【０１２５】
第１のＡＤ変換値の記憶部５１１が記憶する第１のＡＤ変換値が、１サンプリング分であれば、第１のＡＤ変換値の平均部５１２での演算が早くなるため、応答性が向上する。一方、第１のＡＤ変換値の記憶部５１１が記憶する第１のＡＤ変換値が、複数のサンプリング分を記憶した場合、第１のＡＤ変換値の平均部５１２で算出される平均値の精度が向上する。
【０１２６】
ところで、図６に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置５０２は、図１に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２に比べて、多少、応答性の悪化が発生する。しかし、図６に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置５０２は、図２４に示した従来のレゾルバ１０１の角度位置検出装置１１０２に比べて、１．５倍程度は高速となる応答性を有している。
【０１２７】
また、Ａ相の信号とＢ相の信号の大きさ、すなわち、絶対値が最大となる位相と、絶対値が最小となる位相の略中間に位置する位相において、レゾルバ１０１が出力するＡ相の信号とＢ相の信号とは、信号の振幅が、最大値に対して０．７倍程度の大きさとなる。しかしながら、上述したように、レゾルバ１０１の角度位置を検出した出力値を平均化することで、本実施の形態２における角度位置検出装置５０２は、ＳＮ比が向上する。よって、本発明の効果は、総合的には、十分な優位性を確保できる。
【０１２８】
３．平均値演算部がレゾルバデジタル変換部の内部にある場合：
図８は、本発明の実施の形態２におけるレゾルバの角度検出装置の他の具体例を説明するブロック図である。図９は、本発明の実施の形態２で比較する比較例であるＲＤ変換部のブロック図である。図１０は、本発明の実施の形態２におけるＲＤ変換部のブロック図である。図１１は、本発明の実施の形態２における他の平均値演算部を説明するブロック図である。
【０１２９】
図８に示すように、本態様における角度位置検出装置７０２は、レゾルバデジタル変換部７０５と、平均値演算部７１４と、を有する平均レゾルバデジタル変換部３００を備える。
【０１３０】
レゾルバデジタル変換部７０５は、第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とが入力されたとき、入力された第１のＡＤ変換値と入力された第２のＡＤ変換値に基いて、レゾルバ１０１の回転角θからレゾルバ１０１の角度位置φを算出する。この場合、レゾルバデジタル変換部７０５は、入力された第１のＡＤ変換値と入力された第２のＡＤ変換値とから、偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）を算出し、算出した偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）をゼロに収束してレゾルバ１０１の角度位置φを算出するトラッキングループ７０７を有する。レゾルバデジタル変換部７０５は、算出された角度位置φから角度データを出力する。
【０１３１】
図１１に示すように、平均値演算部７１４は、偏差信号記憶部７１１と、偏差信号平均部７１２と、を有する。
【０１３２】
図８、図１１に示すように、偏差信号記憶部７１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、トラッキングループ７０７で算出される偏差信号を記憶する。偏差信号記憶部７１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、トラッキングループ７０７で新たに算出される偏差信号を、記憶されていた偏差信号に代えて、新たな偏差信号として記憶する。
【０１３３】
偏差信号平均部７１２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、トラッキングループ７０７で算出される偏差信号が新たな偏差信号として入力される。偏差信号平均部７１２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、偏差信号記憶部７１１で記憶されていた偏差信号が、過去の偏差信号として入力される。偏差信号平均部７１２は、過去の偏差信号と新たな偏差信号との平均値を算出し、算出した平均値を出力する。
【０１３４】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【０１３５】
図８に示すように、レゾルバの角度位置検出装置７０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２と比べて、ＲＤ変換部１０５が平均ＲＤ変換部３００に置き換わっている点が異なる。より正確に言えば、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２の内部において、ＲＤ変換部１０５の内部に、平均値演算部７１４が追加された点が異なる。
【０１３６】
平均ＲＤ変換部３００について、図９、図１０を用いて説明する。
【０１３７】
図９に示すＲＤ変換部１８１５は、比較例であり、レゾルバ１０１の角度位置検出装置として、広く用いられている。ＲＤ変換部１８１５は、トラッキングループと呼ばれる。
【０１３８】
第１のＡＤ変換器からＲＤ変換部１８１５に対して、Ａ相の信号（ｓｉｎθ）が入力される。ＲＤ変換部１８１５に入力されたＡ相の信号は、第１の乗算部１８０１に入力される。第１の乗算部１８０１において、Ａ相の信号は、余弦波テーブル１８０５から出力された余弦波信号（ｃｏｓφ）と乗算される。余弦波信号と乗算されたＡ相の信号は、第１の乗算部１８０１から差分部１８０３に対して出力される。
【０１３９】
一方、第２のＡＤ変換器からＲＤ変換部１８１５に対して、Ｂ相の信号（ｃｏｓθ）が入力される。ＲＤ変換部１８１５に入力されたＢ相の信号は、第２の乗算部１８０２に入力される。第２の乗算部１８０２において、Ｂ相の信号は、正弦波テーブル１８０６から出力された正弦波信号（ｓｉｎφ）と乗算される。正弦波信号と乗算されたＢ相の信号は、第２の乗算部１８０２から差分部１８０３に対して出力される。
【０１４０】
差分部１８０３では、第１の乗算部１８０１の出力値と、第２の乗算部１８０２の出力値との差が演算され、演算された結果として、誤差信号（ｓｉｎ（θ−φ））が算出される。算出された誤差信号は、比例積分制御器（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１８０４に入力される。以下、比例積分制御器は、「ＰＩ制御器」ということもある。
【０１４１】
ＰＩ制御器１８０４では、積分処理やゲイン乗算処理などが行われる。積分処理やゲイン乗算処理などが行われた結果、ＰＩ制御器１８０４は、レゾルバ１０１の角度位置φを出力する。
【０１４２】
ＰＩ制御器１８０４から出力されたレゾルバ１０１の角度位置φは、余弦波テーブル１８０５と正弦波テーブル１８０６に入力される。レゾルバ１０１の角度位置φの値は、余弦波信号（ｃｏｓφ）の値が余弦波テーブル１８０５に入力される。また、レゾルバ１０１の角度位置φの値は、正弦波信号（ｓｉｎφ）の値が正弦波テーブル１８０６に入力される。
【０１４３】
このようなトラッキングループの処理によって、ＲＤ変換部１８１５は、入力されたＡ相の信号とＢ相の信号から、レゾルバ１０１の角度位置を算出する変換処理を行う。
【０１４４】
図１０に示すように、本実施の形態２における平均ＲＤ変換部３００は、トラッキングループ７０７を構成するＲＤ変換部７０５に加えて、平均値演算部７１４を有する。
【０１４５】
図１０に示す平均ＲＤ変換部３００において、差分部１８０３が出力する誤差信号（ｓｉｎ（θ−φ））は、平均値演算部７１４に入力される。平均値演算部７１４は、入力された誤差信号に平均化処理を施す。平均化された誤差信号は、平均値演算部７１４からＰＩ制御器１８０４に出力される。
【０１４６】
平均値演算部７１４について、図１１を用いて説明する。なお、平均値演算部７１４は、１．の態様で説明した平均値演算部１１４と同様の機能を有する。
【０１４７】
平均値演算部７１４は、入力された信号を偏差信号記憶部７１１で記憶する。本実施の形態２において、偏差信号記憶部７１１は、入力された信号である偏差信号を、１サンプリング分だけ記憶する。
【０１４８】
その１サンプリング後、平均値演算部７１４には、新たな信号である偏差信号が入力される。このとき、偏差信号記憶部７１１は、１サンプリング前に記憶した偏差信号を、過去の偏差信号として偏差信号平均部７１２に出力する。偏差信号記憶部７１１は、新たに入力された信号である偏差信号を、新たな偏差信号として記憶する。
【０１４９】
一方、偏差信号平均部７１２は、差分部１８０３から入力された新たな偏差信号と、偏差信号記憶部７１１から入力された過去の偏差信号と、を用いて平均値を算出する。偏差信号平均部７１２は、算出した平均値を出力する。
【０１５０】
角度位置検出装置７０２は、平均値演算部７１４の作用により、２．の態様で説明した、Ａ相の平均値演算部５０３とＢ相の平均値演算部５０４と、同様の効果が得られる。
【０１５１】
上述した平均ＲＤ変換部３００を有する、レゾルバの角度位置検出装置７０２について、平均値演算部７１４を付加した理由と効果を、図５を用いて、以下に説明する。
【０１５２】
なお、下記説明は、上述した１．の態様に則した内容となる。
【０１５３】
つまり、レゾルバ１０１から出力されるＡ相の信号５ａ１とＢ相の信号５ａ２とは、お互いにわずかな位相ずれを有している。このとき、上述した１．の態様にて詳細に説明したように、実施の形態１で説明した、平均値演算部１１４を有さない角度位置検出装置１０２を用いた場合、ＲＤ変換部１０５の出力値は、サンプリング指令信号が出力される１サンプリングごとに変動する。図５に示すように、ＲＤ変換部の出力値５ｃ１は点線で示される。
【０１５４】
このような現象は、レゾルバ１０１の角度位置を検出する際、速い応答性や高い精度が要求される用途では、不都合となる。
【０１５５】
そこで、図８に示すように、平均値演算部７１４を有する角度位置検出装置７０２が用いられる。このとき、平均ＲＤ変換部３００の出力値は、変動が打ち消される。図５に示すように、変動が打ち消されて、平坦な波形となった平均ＲＤ変換部の出力値５ｃ２は、実線で示される。
【０１５６】
１サンプリングの前後において、レゾルバ１０１の角度位置を検出した値が、平均値演算部７１４で平均化される。平均値演算部７１４で平均化された値は、レゾルバ１０１の角度位置として出力される。平均化された出力値を用いれば、応答性が良く、かつ、精度が高い、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０１５７】
ところで、上述した説明において、偏差信号記憶部７１１は、偏差信号を１サンプリング分のみ記憶して、随時、新たな偏差信号に更新して、記憶する。
【０１５８】
なお、偏差信号記憶部７１１が記憶する偏差信号は、１サンプリング分に限らず、予め定めた、複数のサンプリング分を記憶するようにしてもよい。
【０１５９】
偏差信号記憶部７１１が記憶する偏差信号が、１サンプリング分であれば、偏差信号平均部７１２での演算が早くなるため、応答性が向上する。一方、偏差信号記憶部７１１が記憶する偏差信号が、複数のサンプリング分を記憶した場合、偏差信号平均部７１２で算出される平均値の精度が向上する。
【０１６０】
ところで、図８に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置７０２は、図１に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置１０２に比べて、多少、応答性の悪化が発生する。しかし、図８に示したレゾルバ１０１の角度位置検出装置７０２は、図２４に示した従来のレゾルバ１０１の角度位置検出装置１１０２に比べて、１．５倍程度は高速となる応答性を有している。
【０１６１】
また、Ａ相の信号とＢ相の信号の大きさ、すなわち、絶対値が最大となる位相と、絶対値が最小となる位相の略中間に位置する位相において、レゾルバ１０１が出力するＡ相の信号とＢ相の信号とは、信号の振幅が、最大値に対して０．７倍程度の大きさとなる。しかしながら、上述したように、レゾルバ１０１の角度位置を検出した出力値を平均化することで、本実施の形態２における角度位置検出装置７０２は、ＳＮ比が向上する。よって、本発明の効果は、総合的には、十分な優位性を確保できる。
【０１６２】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。図１３は、本発明の実施の形態３におけるサンプリング指令信号生成部のブロック図である。図１４は、本発明の実施の形態３における各信号を示す波形図である。図１５は、本発明の実施の形態３におけるベクトル長差の変化を示す波形図である。
【０１６３】
実施の形態３で示す角度位置検出装置は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置に対して、ベクトル長演算部が付加される。
【０１６４】
以下、図１２から図１５を用いて説明する。
【０１６５】
なお、上述した実施の形態１に示した構成と同一のものについては、同じ符号を付して、説明を援用する。
【０１６６】
図１２に示すように、本発明の実施の形態３における角度位置検出装置６０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２において、ベクトル長演算部１０６をさらに備える。
【０１６７】
ベクトル長演算部１０６は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部６０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３が出力する第１のＡＤ変換値と、第２のアナログデジタル変換器１０４が出力する第２のＡＤ変換値と、が入力される。ベクトル長演算部１０６は、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出したベクトル長を出力する。
【０１６８】
図１３に示すように、特に、サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長記憶部６１１と、タイミング調整部６１２と、を有する。
【０１６９】
図１２、図１３に示すように、ベクトル長記憶部６１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部６０７から出力されたサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長を第１のベクトル長として記憶する。
【０１７０】
ベクトル長記憶部６１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部６０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が新たに出力するベクトル長を、記憶されていた第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する。
【０１７１】
タイミング調整部６１２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部６０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長が、第２のベクトル長として入力される。
【０１７２】
タイミング調整部６１２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、ベクトル長記憶部６１１で記憶された第１のベクトル長が入力されて、第１のベクトル長と第２のベクトル長との差がゼロとなるように、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する。
【０１７３】
このような構成とすれば、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを調整できる。よって、本実施の形態３における角度位置検出装置６０２は、高い精度の角度位置検出を、容易に実現できる。
【０１７４】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【０１７５】
図１２に示すように、レゾルバ１０１の角度位置検出装置６０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２と比べて、ベクトル長演算部１０６が付加されている点が異なる。併せて、サンプリング指令信号生成部６０７も特有の機能を有する。
【０１７６】
ベクトル長演算部１０６には、第１のＡＤ変換器１０３の出力と第２のＡＤ変換器１０４の出力とが、入力される。ベクトル長演算部１０６は、入力された第１のＡＤ変換器１０３、第２のＡＤ変換器１０４の出力に基いて、ベクトル長を計算する。ベクトル長演算部１０６は、計算したベクトル長を出力する。
【０１７７】
サンプリング指令信号生成部６０７は、入力した基準信号生成部１０８の信号に基いて、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４に対してサンプリング指令信号を出力する。サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長演算部１０６から出力されるベクトル長に基いて、サンプリング指令信号の位相を調整する機能を有する。
【０１７８】
サンプリング指令信号生成部６０７について、図１３を用いて説明する。
【０１７９】
サンプリング指令信号生成部６０７は、入力された信号をベクトル長記憶部６１１で記憶する。本実施の形態３において、ベクトル長記憶部６１１は、入力された信号である第１のベクトル長を、１サンプリング分だけ記憶する。
【０１８０】
その１サンプリング後、タイミング調整部６１２には、新たな信号である第２のベクトル長が入力される。このとき、ベクトル長記憶部６１１は、１サンプリング前に記憶した第１のベクトル長をタイミング調整部６１２に出力する。ベクトル長記憶部６１１は、新たに入力された信号を、新たな第１のベクトル長として記憶する。
【０１８１】
一方、タイミング調整部６１２は、ベクトル長演算部１０６から入力された第２のベクトル長と、ベクトル長記憶部６１１から入力された第１のベクトル長との差がゼロとなるように、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する。
【０１８２】
以上のように構成された、モータ１１３の制御装置におけるレゾルバ１０１の角度位置検出装置について、以下にその動作、作用を説明する。
【０１８３】
図１４には、レゾルバ１０１から出力される、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２が示される。前述したとおり、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、レゾルバ１０１内部において、励磁信号（ｓｉｎωｔ）を振幅変調した信号である。Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、お互いに９０度の位相差を有した状態で、振幅変調される。
【０１８４】
レゾルバ１０１の角度位置をθとすると、Ａ相の信号７ａ１はＡｓｉｎθｓｉｎωｔ、Ｂ相の信号７ａ２はＡｃｏｓθｓｉｎωｔで表される。ここで、Ａは、信号の振幅を意味する。
【０１８５】
Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、お互いに９０度の位相差を有して振幅変調される。よって、この２つの信号をベクトルと考えると、ベクトルの長さを示すベクトル長は、次式の平方根で表される。
【０１８６】
【数１】
2015029427.tif 000029
【０１８７】
すなわち、ベクトル長は｜Ａｓｉｎωｔ｜となる。
【０１８８】
レゾルバ１０１の角度位置θが変化すれば、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、図１４に示した振幅とは異なる振幅になる。しかしながら、前述したベクトル長は、レゾルバ１０１の角度位置θによらず、常に、一定の振幅である。しかも、このベクトル長は、基準信号と、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２と、に同期した信号となる。
【０１８９】
従って、レゾルバ１０１が回転している状態であっても、角度位置検出装置６０２は、ベクトル長を容易に、正確に検出できる。ベクトル長を容易に、正確に検出できるため、角度位置検出装置６０２は、サンプリング指令信号生成部６０７からサンプリング指令信号を出力する、最適なタイミングを決定できる。
【０１９０】
以下、このようなベクトル長を用いて、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを調整する過程について、具体例を挙げて説明する。
【０１９１】
図１４には、ベクトル長の値７ｂと、基準信号７ｃが示される。ベクトル長の値７ｂは、ベクトル長演算部１０６から出力される。基準信号７ｃは、基準信号生成部１０８から出力される。
【０１９２】
図１４に示すように、基準信号７ｃの１周期において、サンプリング指令信号生成部６０７は、４回のサンプリング指令信号を等間隔で出力する。これは、９０度の位相差に相当する。初期状態では、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、サンプリング指令信号生成部６０７が、サンプリング指令信号を出力する。この場合、時刻ｔ１におけるベクトル長と時刻ｔ２におけるベクトル長とは、お互いに大きく異なる値である。同様に、時刻ｔ３におけるベクトル長と時刻ｔ４におけるベクトル長とは、お互いに大きく異なる値である。また、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相に相当する時刻からずれている。
【０１９３】
励磁信号（ｓｉｎωｔ）は、基準信号７ｃに基いて励磁信号生成部１０９で生成された後、バッファー回路１１１を経由してレゾルバ１０１に入力される。
【０１９４】
従って、基準信号７ｃと、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２との位相の関係は、つぎのとおりである。すなわち、（１）基準信号７ｃから励磁信号が生成される。（２）生成された励磁信号は、レゾルバ１０１を経由して、第１のＡＤ変換器１０３と、第２のＡＤ変換器１０４に伝達される。（３）伝達された励磁信号に基いて、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２とは、デジタル値に変換される。基準信号７ｃと、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２とは、これら（１）から（３）までの伝達過程において生じる、位相遅れ、遅延などの影響を受ける。
【０１９５】
さらに、前述した伝達経路に配置された各構成要素の特性も、温度変化や経時変化の影響を受ける可能性がある。よって、サンプリング指令信号について、タイミング調整を行うことが必要となる。
【０１９６】
図１４に示すように、サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長の大きさがサンプリング指令信号の出力タイミングにおいて等しくなるように、出力するサンプリング指令信号のタイミングを調整する。具体的には、サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長演算部１０６が出力するベクトル長の大きさの値について、１サンプリング前までに保持した値と最新の値との差を計算する。サンプリング指令信号生成部６０７は、その差がゼロとなるように、サンプリング指令信号のタイミングを調整する。
【０１９７】
このような処理によって、サンプリング指令信号が出力されるタイミングが調整された結果、図１４に示す、時刻ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８でサンプリング指令信号が出力されるようになる。この場合、時刻ｔ５と時刻ｔ６におけるベクトル長は、お互いにほぼ同一の値である。時刻ｔ７と時刻ｔ８におけるベクトル長も、お互いにほぼ同一の値である。
【０１９８】
また、サンプリング指令信号が出力される時間の間隔は、９０度の位相差に相当する。よって、時刻ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８は、自ずと、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相に相当する時刻となる。
【０１９９】
なお、サンプリング指令信号は、略中間に位置する位相からの位相ずれ量Δθを有する。一方、図１５に示すように、ベクトル長の大きさの値と、１サンプリング前まで記憶したベクトル長の大きさの値との差は、原点ゼロを経由した正弦波関数の曲線１５となる。よって、位相ずれ量Δθが比較的小さい領域において、負のフィードバックループを形成することにより、自動的に位相ずれ量Δθがゼロとなるように、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを調整することができる。
【０２００】
また、負のフィードバックループを形成することで、初期の調整を行った後、角度位置を検出する動作を実行しながら、継続してサンプリング指令信号を出力するタイミングを自動的に調整できる。よって、伝達経路に配置された各構成要素などが、温度変化などの要因によって位相がずれることにも対応ができる。
【０２０１】
このように、サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長演算部１０６を用いて、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する。ベクトル長演算部１０６は、サンプリング指令信号が出力されるタイミングに応じて出力される、第１のＡＤ変換器１０３の出力値と第２のＡＤ変換器１０４の出力値とを用いて、ベクトルの大きさを算出する。サンプリング指令信号生成部６０７は、１サンプリング前に出力されたベクトル長演算部１０６の出力値を記憶している。サンプリング指令信号生成部６０７は、ベクトル長演算部１０６から出力される１サンプリング前後の出力値を比較して、その差がゼロとなるように、サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整する。この結果、サンプリング指令信号生成部６０７は、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相の略中間に位置する位相で、サンプリング指令信号を出力できる。よって、例えば、図１２に示す構成により、本実施の形態３における角度位置検出装置６０２は、常に、安定して、高い精度で、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０２０２】
しかも、前述した処理は、１周期の励磁信号において、ベクトル長を４回取得して行うことができる。よって、本実施の形態３における角度位置検出装置６０２は、出力するサンプリング指令信号のタイミング調整を、従来よりも短い期間で行うことができる。
【０２０３】
なお、前述した説明において、ベクトル長の計算は、平方根の演算を用いて行った。しかしながら、ベクトル長の計算は、平方根の演算に囚われる必要はない。例えば、処理時間などの都合上、ベクトル長の計算は、平方根の演算を省略してもよい。
【０２０４】
（実施の形態４）
図１６は、本発明の実施の形態４におけるレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。図１７は、本発明の実施の形態４における励磁信号生成部を説明するブロック図である。図１８は、本発明の実施の形態４における他の励磁信号生成部を説明するブロック図である。図１９は、本発明の実施の形態４における他のレゾルバの角度検出装置を説明するブロック図である。図２０は、本発明の実施の形態４におけるさらに他の励磁信号生成部を説明するブロック図である。図２１は、本発明の実施の形態４における各信号を示す波形図である。図２２は、本発明の実施の形態４における他の各信号を示す波形図である。図２３は、本発明の実施の形態４におけるベクトル長の値２３の変化を示す波形図である。
【０２０５】
実施の形態４で示す角度位置検出装置は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置に対して、ベクトル長演算部と、励磁信号生成部と、をさらに備える。
【０２０６】
以下、図１６から図２３を用いて説明する。
【０２０７】
なお、上述した実施の形態１に示した構成と同一のものについては、同じ符号を付して、説明を援用する。
【０２０８】
図１６に示すように、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２に対して、ベクトル長演算部１０６と、励磁信号生成部９０９と、をさらに備える。
【０２０９】
ベクトル長演算部１０６は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３が出力する第１のＡＤ変換値と、第２のアナログデジタル変換器１０４が出力する第２のＡＤ変換値と、が入力される。ベクトル長演算部１０６は、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出したベクトル長を出力する。
【０２１０】
図１７に示すように、励磁信号生成部９０９は、ベクトル長記憶部９１１と、位相調整部９１２と、を有する。
【０２１１】
図１６、図１７に示すように、ベクトル長記憶部９１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長を第１のベクトル長として記憶する。
【０２１２】
ベクトル長記憶部９１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が新たに出力するベクトル長を、記憶されていた第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する。
【０２１３】
位相調整部９１２は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長が、第２のベクトル長として入力される。
【０２１４】
位相調整部９１２は、第３の位相以前または第４の位相以前において、ベクトル長記憶部９１１で記憶された第１のベクトル長が入力されて、第１のベクトル長と第２のベクトル長との差がゼロとなるように、レゾルバ１０１を励磁するための励磁信号の位相を調整する。
【０２１５】
このような構成によれば、相対的にサンプリング指令信号が出力されるタイミングが調整される。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置は、高い精度の角度位置検出を、容易に実現できる。
【０２１６】
さらに、図１８に示すように、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、つぎの構成であってもよい。
【０２１７】
励磁信号生成部９０９は、矩形波パルス生成部１００２と、振幅調整部１００３と、をさらに備える。
【０２１８】
矩形波パルス生成部１００２は、位相調整部９１２の調整結果に基いて第１の矩形波パルスを出力する。
【０２１９】
振幅調整部１００３は、第１の矩形波パルスが入力され、入力された第１の矩形波パルスに応じて、レゾルバ１０１を励磁するための励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する。
【０２２０】
また、このような構成によれば、レゾルバから出力される信号の振幅、すなわち、第１のＡＤ変換器の入力信号の振幅と、第２のＡＤ変換器の入力信号の振幅とが、適正値に調整される。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置は、高い精度の角度位置検出を、容易に実現できる。
【０２２１】
また、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、正弦波変換部１００４をさらに備える構成であってもよい。
【０２２２】
正弦波変換部１００４は、第２の矩形波パルスが入力され、入力された第２の矩形波パルスを、第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した正弦波を出力する。
【０２２３】
また、このような構成とすれば、励磁信号が有する位相の調整が、容易に実現できる。
【０２２４】
特に、正弦波変換部１００４は、ローパスフィルタであってもよい。このような構成とすれば、正弦波変換処理が容易に実現できる。
【０２２５】
また、図１９に示すように、本発明の実施の形態４における他の角度位置検出装置９０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置１０２に対して、基準信号生成部１０８と、ベクトル長演算部１０６と、励磁信号生成部９０９と、をさらに備える。
【０２２６】
基準信号生成部１０８は、レゾルバ１０１に付与される基準信号を生成して、生成した基準信号を出力する。
【０２２７】
ベクトル長演算部１０６は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、第１のアナログデジタル変換器１０３が出力する第１のＡＤ変換値と、第２のアナログデジタル変換器１０４が出力する第２のＡＤ変換値と、が入力される。ベクトル長演算部１０６は、入力された第１のＡＤ変換値と第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出したベクトル長を出力する。
【０２２８】
図２０に示すように、励磁信号生成部９０９は、ベクトル長記憶部１０１１と、ベクトル長差演算部１００１と、矩形波パルス生成部１００２と、を有する。
【０２２９】
図１９、図２０に示すように、ベクトル長記憶部１０１１は、第３の位相、または、第４の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長を第１のベクトル長として記憶する。
【０２３０】
ベクトル長記憶部１０１１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が新たに出力するベクトル長を、記憶されていた第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する。
【０２３１】
ベクトル長差演算部１００１は、第３の位相の直後に生じる第４の位相、または、第４の位相の直後に生じる第３の位相において、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されるサンプリング指令が、第１のサンプリング指令として入力される。
【０２３２】
ベクトル長差演算部１００１は、第１のサンプリング指令に応じて、ベクトル長演算部１０６が出力したベクトル長が、第２のベクトル長として入力される。
【０２３３】
ベクトル長差演算部１００１は、ベクトル長記憶部１０１１で記憶された第１のベクトル長が入力されて、第１のベクトル長と第２のベクトル長との間に生じた差であるベクトル長差信号を算出し、算出したベクトル長差信号を出力する。
【０２３４】
矩形波パルス生成部１００２は、ベクトル長差演算部１００１から出力されたベクトル長差信号と、基準信号生成部１０８から出力された基準信号と、が入力される。
【０２３５】
矩形波パルス生成部１００２は、ベクトル長差信号と基準信号とに応じて、第１のベクトル長と第２のベクトル長との差がゼロとなるように矩形波パルスを生成し、生成した矩形波パルスを出力する。
【０２３６】
さらに、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、振幅調整部１００３をさらに備える構成であってもよい。
【０２３７】
振幅調整部１００３は、第１の矩形波パルスが入力され、入力された第１の矩形波パルスに応じて、レゾルバを励磁するための励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する。
【０２３８】
また、本発明の実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、正弦波変換部１００４をさらに備える構成であってもよい。
【０２３９】
正弦波変換部１００４は、第２の矩形波パルスが入力され、入力された第２の矩形波パルスを、第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した正弦波を出力する。
【０２４０】
特に、正弦波変換部１００４は、ローパスフィルタであってもよい。
【０２４１】
図面を用いて、さらに詳細に説明する。
【０２４２】
図１９に示すように、レゾルバ１０１の角度位置検出装置９０２は、実施の形態１で説明した角度位置検出装置と比べて、励磁信号生成部９０９が特徴のある機能を有する。
【０２４３】
励磁信号生成部９０９には、ベクトル長演算部１０６から出力されたベクトル長の値と、基準信号生成部１０８から出力された基準信号とが、入力される。励磁信号生成部９０９は、入力された各信号等に基いて、励磁信号を生成する。励磁信号生成部９０９は、生成した励磁信号を出力する。
【０２４４】
図２０に示すように、ベクトル長差演算部１００１には、ベクトル長演算部１０６から出力されたベクトル長の信号と、サンプリング指令信号生成部１０７から出力されたサンプリング指令信号と、が入力される。ベクトル長差演算部１００１は、ベクトル長の値について、１サンプリング前まで記憶した値との差を計算する。ベクトル長差演算部１００１は、計算した結果を出力する。
【０２４５】
矩形波パルス生成部１００２は、基準信号に基いて、矩形波パルスを出力する。矩形波パルス生成部１００２は、ベクトル長差演算部１００１から出力されたベクトル長差の値を反映して、矩形波パルス生成部１００２が出力する矩形波パルスの位相を調整する機能を有する。
【０２４６】
振幅調整部１００３は、矩形波パルス生成部１００２から出力された矩形波パルスの振幅を調整して、調整した結果を出力する。
【０２４７】
正弦波変換部１００４は、振幅調整部１００３から出力された矩形波パルスを、同一周波数の正弦波に変換して、変換した結果を出力する。この変換した結果が、励磁信号生成部９０９が出力する励磁信号となる。
【０２４８】
なお、正弦波変換部１００４は、急峻なローパスの遮断特性を有するスイッチトキャパシタフィルタを用いることができる。正弦波変換部１００４としてスイッチトキャパシタフィルタを用いれば、正弦波変換部１００４は、容易に実現される。
【０２４９】
以上のように構成された、モータの制御装置におけるレゾルバ１０１の角度位置検出装置９０２について、以下にその動作、作用を説明する。
【０２５０】
図１４には、レゾルバ１０１から出力される、Ａ相の信号７ａ１とＢ相の信号７ａ２が示される。また、図１４には、ベクトル長演算部１０６から出力されるベクトル長の値７ｂと、基準信号生成部１０８から出力される基準信号７ｃも示される。前述した本発明の実施の形態３と同様に、本発明の実施の形態４におけるレゾルバ１０１の角度位置検出装置９０２においても、これらの信号は共通している。
【０２５１】
図１４に示すように、基準信号７ｃの１周期において、サンプリング指令信号生成部１０７は、４回のサンプリング指令信号を等間隔で出力する。これは、９０度の位相差に相当する。初期状態では、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、サンプリング指令信号生成部１０７が、サンプリング指令信号を出力する。この場合、時刻ｔ１におけるベクトル長と時刻ｔ２におけるベクトル長とは、お互いに大きく異なる値である。同様に、時刻ｔ３におけるベクトル長と時刻ｔ４におけるベクトル長とは、お互いに大きく異なる値である。また、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相に相当する時刻からずれている。
【０２５２】
励磁信号（ｓｉｎωｔ）は、基準信号７ｃに基いて励磁信号生成部９０９で生成された後、バッファー回路１１１を経由してレゾルバ１０１に入力される。
【０２５３】
従って、基準信号７ｃと、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２との位相の関係は、つぎのとおりである。すなわち、（１）基準信号７ｃから励磁信号が生成される。（２）生成された励磁信号は、レゾルバ１０１を経由して、第１のＡＤ変換器１０３と、第２のＡＤ変換器１０４に伝達される。（３）伝達された励磁信号に基いて、Ａ相の信号７ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２とは、これら（１）から（３）までの伝達過程において生じる、位相遅れ、遅延などの影響を受ける。
【０２５４】
さらに、前述した伝達経路に配置された各構成要素の特性も、温度変化や経時変化の影響を受ける可能性がある。よって、実施の形態３と同様、サンプリング指令信号について、タイミング調整を行うことが必要となる。
【０２５５】
図２１から図２３を用いて、タイミング調整過程の詳細について、説明する。
【０２５６】
図２１には、基準信号１１ａが示される。図２１には、初期状態において、矩形波パルス生成部１００２が出力する、矩形波パルス信号１１ｂが示される。同様に、図２１には、初期状態において、正弦波変換部１００４が出力する信号、すなわち、励磁信号生成部９０９が出力する励磁信号１１ｄが示される。
【０２５７】
前述したように、初期状態では、図１４に示す、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、ベクトル長は互いに大きく異なる。すなわち、ベクトル長差演算部１００１が出力するベクトル長差の値が、ゼロからずれた状態である。
【０２５８】
そこで、このベクトル長差の値がゼロとなるように、矩形波パルス生成部１００２が出力する矩形波パルスの位相を変更する。
【０２５９】
つまり、図２１に示すように、矩形波パルス生成部が出力する信号１１ｃは、位相が前にずれた信号となる。よって、矩形波パルス生成部が出力する信号１１ｃに基いて、正弦波変換部１００４が出力する信号、すなわち、励磁信号生成部９０９が出力する励磁信号１１ｅも、位相が前にずれた信号となる。
【０２６０】
この結果を図２２に示す。図２２には、レゾルバ１０１が出力するＡ相の信号１２ａ１と、Ｂ相の信号１２ａ２と、ベクトル長演算部１０６が出力するベクトル長の値１２ｂと、基準信号生成部１０８が出力する基準信号１２ｃと、が示される。
【０２６１】
図２２に示した波形と図１４に示した波形とを比較すると、つぎのようになる。
【０２６２】
レゾルバ１０１が出力する、Ａ相の信号７ａ１、１２ａ１と、Ｂ相の信号７ａ２、１２ａ２と、ベクトル長演算部１０６が出力するベクトル長の値７ｂ、１２ｂは、基準信号生成部１０８が出力する基準信号７ｃ、１２ｃに対して、位相が前にずれた信号となる。
【０２６３】
図２２に示すとおり、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２を用いれば、励磁信号の位相を調整する処理により、時刻ｔ１におけるベクトル長と時刻ｔ２におけるベクトル長とは、お互いにほぼ同一の値になる。同様に、時刻ｔ３におけるベクトル長と時刻ｔ４におけるベクトル長も、お互いにほぼ同一の値になる。
【０２６４】
また、サンプリング指令信号が出力される時間の間隔は、９０度の位相差に相当する。よって、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は、自ずと、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相に相当する時刻となる。
【０２６５】
なお、サンプリング指令信号は、略中間に位置する位相からの位相ずれ量Δθを有する。一方、図１５に示すように、ベクトル長の大きさの値と、１サンプリング前まで記憶したベクトル長の大きさの値との差は、原点ゼロを経由した正弦波関数の曲線１５となる。よって、位相ずれ量Δθが比較的小さい領域において、負のフィードバックループを形成することにより、自動的に位相ずれ量Δθがゼロとなるように、サンプリング指令信号が出力されるタイミングを調整することができる。
【０２６６】
また、負のフィードバックループを形成することで、初期の調整を行った後、角度位置を検出する動作を実行しながら、継続してサンプリング指令信号を出力するタイミングを自動的に調整できる。よって、伝達経路に配置された各構成要素などが、温度変化などの要因によって位相がずれることにも対応できる。
【０２６７】
このように、図１９に示すように、励磁信号生成部９０９は、つぎの過程を経て、レゾルバを励磁するための励磁信号の位相を調整する。すなわち、ベクトル長演算部１０６では、サンプリング指令信号が出力されるタイミングに応じて出力される、第１のＡＤ変換器１０３の出力値と第２のＡＤ変換器１０４の出力値とを用いて、ベクトルの大きさを算出する。励磁信号生成部９０９は、１サンプリング前に出力されたベクトル長演算部１０６の出力値を記憶している。励磁信号生成部９０９は、ベクトル長演算部１０６から出力される１サンプリング前後の出力値を比較して、その差がゼロとなるように、レゾルバを励磁するための励磁信号の位相を調整する。サンプリング指令信号が出力されるタイミングは、Ａ相の信号の大きさとＢ相の信号の大きさとが、最大となる位相と最小となる位相との略中間に位置する位相と一致する。よって、例えば、図１９に示す構成により、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、常に、安定して、高い精度で、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０２６８】
また、図２０に示すように、励磁信号生成部９０９は、振幅調整部１００３を備えているため、励磁信号の振幅調整を行うことができる。なお、励磁信号の振幅については、前述したように、ベクトル長の値を用いて調整できる。ベクトル長の値は、目標値との差を用いて、負のフィードバックループを構成することにより、励磁信号の振幅の初期調整を行うことができる。しかも、初期調整が完了した後、レゾルバの角度位置を検出する動作を実行しながら、継続して励磁信号の振幅を調整できる。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、温度変化などの要因による、振幅のずれにも対応できる。
【０２６９】
図２３に示すように、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、時刻ｔ０において、励磁信号の振幅の調整を開始している。その後、ベクトル長の値２３は、時刻ｔ０における初期値から徐々に増加して、時刻ｔ１において、目標値に達している。こうして、角度位置検出装置９０２は、励磁信号の振幅の初期調整を完了する。このような、励磁信号の振幅の初期調整を精度よく、安定して行うためには、前述したように、励磁信号の位相調整を実行した後に行うことが望ましい。励磁信号の振幅調整を行うことで、第１のＡＤ変換器１０３と第２のＡＤ変換器１０４と、に入力されるレゾルバ１０１の信号の振幅は、適正値に調整される。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２を用いれば、さらに安定して、高い精度で、レゾルバ１０１の角度検出を行うことができる。
【０２７０】
また、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２で行う処理は、１周期の励磁信号において、ベクトル長を４回取得して行うことができる。よって、本実施の形態４における角度位置検出装置９０２は、励磁信号の位相調整、および、励磁信号の振幅調整を、従来よりも短い期間で行うことができる。
【０２７１】
なお、前述した説明において、ベクトル長の計算は、平方根の演算を用いて行う。しかしながら、ベクトル長の計算は、平方根の演算に囚われる必要はない。例えば、処理時間などの都合上、ベクトル長の計算は、平方根の演算を省略してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２７２】
以上、説明したように、本発明におけるレゾルバの角度位置検出装置は、応答性が良く、高精度な角度位置検出ができる。また、本発明の角度位置検出装置は、ＡＤ変換器に出力されるサンプリング指令信号のタイミングや励磁信号の位相を、レゾルバの特性ばらつきや温度変化、あるいは、経時変化なども含めて、調整できる。よって、本発明の角度位置検出装置は、安定して、精度のよい、レゾルバの角度位置検出ができる。従って、産業用ＦＡサーボモータなどにも、適用できる。
【符号の説明】
【０２７３】
２ａ１，５ａ１，７ａ１，１２ａ１，１５ａ１    Ａ相の信号
２ａ２，５ａ２，５ａ３，７ａ２，１２ａ２，１５ａ２    Ｂ相の信号
２ｂ，５ｂ，７ｃ，１１ａ，１２ｃ，１５ｂ    基準信号
５ｃ１    ＲＤ変換部の出力値
５ｃ２    平均ＲＤ変換部の出力値
７ｂ，１２ｂ    ベクトル長の値
１１ｂ    矩形波パルス信号
１１ｃ    矩形波パルス生成部が出力する信号
１１ｅ    励磁信号
１５    曲線
２３    ベクトル長の値
１０１    レゾルバ
１０２，３０２，５０２，６０２，７０２，９０２，１１０２    角度位置検出装置
１０３    第１のアナログデジタル変換器（第１のＡＤ変換器）
１０４    第２のアナログデジタル変換器（第２のＡＤ変換器）
１０５，７０５，１８１５    レゾルバデジタル変換部（ＲＤ変換部）
１０６    ベクトル長演算部
１０７，６０７，１１０７    サンプリング指令信号生成部
１０８    基準信号生成部
１０９    励磁信号生成部
１１０    インターフェイス処理部（ＩＦ処理部）
１１１    バッファー回路
１１２    サーボアンプ
１１３    モータ
１１４，５１４，７１４    平均値演算部
３００    平均レゾルバデジタル変換部（平均ＲＤ変換部）
４０１    角度データ記憶部
４０２    角度データ平均部
５０３    Ａ相の平均値演算部
５０４    Ｂ相の平均値演算部
５１１    第１のＡＤ変換値の記憶部
５１２    第１のＡＤ変換値の平均部
５２１    第２のＡＤ変換値の記憶部
５２２    第２のＡＤ変換値の平均部
６１１，９１１，１０１１    ベクトル長記憶部
６１２    タイミング調整部
７１１    偏差信号記憶部
７１２    偏差信号平均部
７０７    トラッキングループ
９０９    励磁信号生成部
９１２    位相調整部
１００１    ベクトル長差演算部
１００２    矩形波パルス生成部
１００３    振幅調整部
１００４    正弦波変換部
１８０１    第１の乗算部
１８０２    第２の乗算部
１８０３    差分部
１８０４    比例積分制御器（ＰＩ制御器）
１８０５    余弦波テーブル
１８０６    正弦波テーブル
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振幅が変調されたＡ相の信号と、前記Ａ相の信号とは９０度の位相差を有して、振幅が変調されたＢ相の信号と、を出力するレゾルバと、
前記Ａ相の信号と前記Ｂ相の信号とのうち、少なくともいずれか一方の信号において、前記Ａ相の信号の大きさまたは前記Ｂ相の信号の大きさが、最小となるときを第１の位相、前記Ａ相の信号の大きさまたは前記Ｂ相の信号の大きさが、最大となるときを第２の位相、前記第１の位相から前記第２の位相へと変化する中間のときを第３の位相、前記第２の位相から前記第１の位相へと変化する中間のときを第４の位相とする場合、前記第３の位相と前記第４の位相とにおいて、各々サンプリング指令信号を出力するサンプリング指令信号生成部と、
前記サンプリング指令信号が入力されたときに、前記Ａ相の信号が入力され、入力された前記Ａ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第１のＡＤ変換値を生成し、生成した前記第１のＡＤ変換値を出力する第１のアナログデジタル変換器と、
前記サンプリング指令信号が入力されたときに、前記Ｂ相の信号が入力され、入力された前記Ｂ相の信号の大きさをデジタル値に変換して第２のＡＤ変換値を生成し、生成した前記第２のＡＤ変換値を出力する第２のアナログデジタル変換器と、
前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出して、算出した前記角度データを出力するレゾルバデジタル変換部と、
を備える角度位置検出装置。
【請求項２】
前記レゾルバデジタル変換部に代えて、
前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値を過去の第１のＡＤ変換値とし、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器から新たに出力される前記第１のＡＤ変換値を新たな第１のＡＤ変換値とし、
前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値を過去の第２のＡＤ変換値とし、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第２のアナログデジタル変換器から新たに出力される前記第２のＡＤ変換値を新たな第２のＡＤ変換値とするとき、
前記過去の第１のＡＤ変換値と、前記新たな第１のＡＤ変換値と、前記過去の第２のＡＤ変換値と、前記新たな第２のＡＤ変換値と、を用いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出する過程において、
前記過去の第１のＡＤ変換値、前記新たな第１のＡＤ変換値、前記過去の第２のＡＤ変換値、および、前記新たな第２のＡＤ変換値、のうち少なくとも２以上の値に基いて平均処理を行う平均値演算部と、
前記過去の第１のＡＤ変換値、前記新たな第１のＡＤ変換値、前記過去の第２のＡＤ変換値、および、前記新たな第２のＡＤ変換値、のうち少なくとも２以上の値に基いて前記角度データを算出し、算出した前記角度データを出力するレゾルバデジタル変換部と、
を有する、平均レゾルバデジタル変換部を備える請求項１に記載の角度位置検出装置。
【請求項３】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出して、算出した前記角度データを出力し、
前記平均値演算部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記レゾルバデジタル変換部から出力される前記角度データを記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記レゾルバデジタル変換部から新たに出力される前記角度データを、記憶されていた前記角度データに代えて、新たな角度データとして記憶する、角度データ記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記レゾルバデジタル変換部から出力される前記角度データが前記新たな角度データとして入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記角度データ記憶部で記憶されていた前記角度データが過去の角度データとして入力されて、前記過去の角度データと前記新たな角度データとの平均値を算出し、算出した前記平均値を出力する、角度データ平均部と、
を有する、
請求項２に記載の角度位置検出装置。
【請求項４】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記平均値演算部は、Ａ相の平均値演算部と、Ｂ相の平均値演算部と、を有し、
前記Ａ相の平均値演算部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器から出力された前記第１のＡＤ変換値を記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器から新たに出力される前記第１のＡＤ変換値を、記憶されていた前記第１のＡＤ変換値に代えて、新たな第１のＡＤ変換値として記憶する、第１のＡＤ変換値の記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器から出力される前記第１のＡＤ変換値が前記新たな第１のＡＤ変換値として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記第１のＡＤ変換値の記憶部で記憶されていた前記第１のＡＤ変換値が過去の第１のＡＤ変換値として入力されて、前記過去の第１のＡＤ変換値と前記新たな第１のＡＤ変換値との平均値を算出し、算出した前記平均値を平均化された第１のＡＤ変換値として出力する、第１のＡＤ変換値の平均部と、
を有し、
前記Ｂ相の平均値演算部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第２のアナログデジタル変換器から出力された前記第２のＡＤ変換値を記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第２のアナログデジタル変換器から新たに出力される前記第２のＡＤ変換値を、記憶されていた前記第２のＡＤ変換値に代えて、新たな第２のＡＤ変換値として記憶する、第２のＡＤ変換値の記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記第２のアナログデジタル変換器から出力される前記第２のＡＤ変換値が前記新たな第２のＡＤ変換値として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記第２のＡＤ変換値の記憶部で記憶されていた前記第２のＡＤ変換値が過去の第２のＡＤ変換値として入力されて、前記過去の第２のＡＤ変換値と前記新たな第２のＡＤ変換値との平均値を算出し、算出した前記平均値を平均化された第２のＡＤ変換値として出力する、第２のＡＤ変換値の平均部と、
を有し、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記平均化された第１のＡＤ変換値と、前記平均化された第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された前記平均化された第１のＡＤ変換値と前記平均化された第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出して、算出した前記角度データを出力する、
請求項２に記載の角度位置検出装置。
【請求項５】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とが入力されたとき、入力された前記第１のＡＤ変換値と入力された前記第２のＡＤ変換値に基いて、前記レゾルバの回転角θから前記レゾルバの角度位置φを算出する場合、入力された前記第１のＡＤ変換値と入力された前記第２のＡＤ変換値とから、偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）を算出し、算出した偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）をゼロに収束して前記レゾルバの角度位置φを算出するトラッキングループを有して、算出された前記角度位置φから前記角度データを出力し、
前記平均値演算部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記トラッキングループで算出される前記偏差信号を記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記トラッキングループで新たに算出される前記偏差信号を、記憶されていた前記偏差信号に代えて、新たな偏差信号として記憶する、偏差信号記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記トラッキングループで算出される前記偏差信号が前記新たな偏差信号として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記偏差信号記憶部で記憶されていた前記偏差信号が過去の偏差信号として入力されて、前記過去の偏差信号と前記新たな偏差信号との平均値を算出し、算出した前記平均値を出力する、偏差信号平均部と、
を有する、
請求項２に記載の角度位置検出装置。
【請求項６】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記サンプリング指令信号生成部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、            前記第４の位相、または、前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第４の位相、または、前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有する請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項７】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記サンプリング指令信号生成部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、            前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有する請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項８】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記サンプリング指令信号生成部は、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、            前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有する請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項９】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部と、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、前記第４の位相、または、前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第４の位相、または、前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記レゾルバを励磁するための励磁信号の位相を調整する、位相調整部と、
を有する励磁信号生成部と、
をさらに備える請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項１０】
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部と、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記第３の位相以前または前記第４の位相以前において、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記レゾルバを励磁するための励磁信号の位相を調整する、位相調整部と、
を有する励磁信号生成部と、
をさらに備える請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項１１】
前記励磁信号生成部は、
前記位相調整部の調整結果に基いて第１の矩形波パルスを出力する矩形波パルス生成部と、
前記第１の矩形波パルスが入力され、入力された前記第１の矩形波パルスに応じて、前記レゾルバを励磁するための前記励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する振幅調整部と、
をさらに備える請求項９または１０のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項１２】
前記第２の矩形波パルスが入力され、入力された前記第２の矩形波パルスを、前記第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した前記正弦波を出力する正弦波変換部をさらに備える請求項１１に記載の角度位置検出装置。
【請求項１３】
前記正弦波変換部は、ローパスフィルタである、請求項１２に記載の角度位置検出装置。
【請求項１４】
前記レゾルバに付与される基準信号を生成して、生成した前記基準信号を出力する基準信号生成部と、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部と、
前記第３の位相、または、前記第４の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力された前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長を第１のベクトル長として記憶し、かつ、前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が新たに出力する前記ベクトル長を、記憶されていた前記第１のベクトル長に代えて、新たな第１のベクトル長として記憶する、ベクトル長記憶部と、
前記第３の位相の直後に生じる前記第４の位相、または、前記第４の位相の直後に生じる前記第３の位相において、前記サンプリング指令信号生成部から出力される前記サンプリング指令が、第１のサンプリング指令として入力され、かつ、前記第１のサンプリング指令に応じて、前記ベクトル長演算部が出力した前記ベクトル長が、第２のベクトル長として入力されるとともに、前記ベクトル長記憶部で記憶された前記第１のベクトル長が入力されて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との間に生じた差であるベクトル長差信号を算出し、算出した前記ベクトル長差信号を出力するベクトル長差演算部と、
前記ベクトル長差演算部から出力された前記ベクトル長差信号と、前記基準信号生成部から出力された前記基準信号と、が入力されて、前記ベクトル長差信号と前記基準信号とに応じて、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように矩形波パルスを生成し、生成した前記矩形波パルスを出力する矩形波パルス生成部と、
を有する励磁信号生成部と、
をさらに備える請求項１または２のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項１５】
前記第１の矩形波パルスが入力され、入力された前記第１の矩形波パルスに応じて、前記レゾルバを励磁するための前記励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する振幅調整部をさらに備える請求項１４に記載の角度位置検出装置。
【請求項１６】
前記第２の矩形波パルスが入力され、入力された前記第２の矩形波パルスを、前記第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した前記正弦波を出力する正弦波変換部をさらに備える請求項１５に記載の角度位置検出装置。
【請求項１７】
前記正弦波変換部は、ローパスフィルタである、請求項１６に記載の角度位置検出装置。
【請求項１８】
前記レゾルバデジタル変換部に代えて、
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値および前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出した結果と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値および前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出した結果と、を順次、均等に平均して出力されるように処理する平均値演算部を含む、平均レゾルバデジタル変換部を備える請求項１に記載の角度位置検出装置。
【請求項１９】
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値および前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出した結果と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値および前記第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出した結果と、を順次、均等に平均して新たな角度データとして出力する平均値演算部を備えた請求項１８に記載の角度位置検出装置。
【請求項２０】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記平均値演算部は、Ａ相の平均値演算部と、Ｂ相の平均値演算部と、を有し、
前記Ａ相の平均値演算部は、前記第３の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第１のＡＤ変換値と、を順次、均等に平均して新たな第１のＡＤ変換値として出力し、
前記Ｂ相の平均値演算部は、前記第３の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第２のＡＤ変換値と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号に従って得られた前記第２のＡＤ変換値と、を順次、均等に平均して新たな第２のＡＤ変換値として出力し、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記平均化された新たな第１のＡＤ変換値と、前記平均化された新たな第２のＡＤ変換値とが入力され、入力された前記平均化された新たな第１のＡＤ変換値と前記平均化された新たな第２のＡＤ変換値とに基いて、前記レゾルバの角度位置を示す角度データを算出して、算出した前記角度データを出力する、
請求項１８に記載の角度位置検出装置。
【請求項２１】
前記平均レゾルバデジタル変換部において、
前記レゾルバデジタル変換部は、前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とが入力されたとき、入力された前記第１のＡＤ変換値と入力された前記第２のＡＤ変換値に基いて、前記レゾルバの回転角θから前記レゾルバの角度位置φを算出する場合、入力された前記第１のＡＤ変換値と入力された前記第２のＡＤ変換値とから、偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）を算出し、算出した偏差信号ｓｉｎ（θ−φ）をゼロに収束して前記レゾルバの角度位置φを算出するトラッキングループを有して、算出された前記角度位置φから前記角度データを出力し、
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記偏差信号と、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記偏差信号と、を順次、均等に平均して新たな偏差信号として出力する前記平均値演算部を備えた請求項１８に記載の角度位置検出装置。
【請求項２２】
前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記ベクトル長を第１のベクトル長とし、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記ベクトル長を第２のベクトル長としたとき、
前記レゾルバを励磁するための励磁信号を出力する励磁信号生成部と、
前記励磁信号の位相に対して、前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように、前記サンプリング指令信号を出力するタイミングを調整するタイミング調整部と、
を有する請求項１または１８のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項２３】
前記第１のアナログデジタル変換器が出力する前記第１のＡＤ変換値と、前記第２のアナログデジタル変換器が出力する前記第２のＡＤ変換値と、が入力され、入力された前記第１のＡＤ変換値と前記第２のＡＤ変換値とに基いて、ベクトルの大きさを示すベクトル長を算出して、算出した前記ベクトル長を出力するベクトル長演算部をさらに備え、
前記第３の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記ベクトル長を第１のベクトル長とし、前記第４の位相における前記サンプリング指令信号のタイミングにおける前記ベクトル長を第２のベクトル長としたとき、
前記レゾルバを励磁するための励磁信号を出力し、かつ、前記励磁信号の位相を前記第１のベクトル長と前記第２のベクトル長との差がゼロとなるように調整する位相調整部を含む励磁信号生成部と、
をさらに備える請求項１または１８のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項２４】
前記励磁信号生成部は、
前記位相調整部の調整結果に基いて第１の矩形波パルスを出力する矩形波パルス生成部と、
前記第１の矩形波パルスが入力され、入力された前記第１の矩形波パルスに応じて、前記レゾルバを励磁するための前記励磁信号の振幅を調整する、第２の矩形波パルスを出力する振幅調整部と、
をさらに備える請求項２２または２３のいずれか一項に記載の角度位置検出装置。
【請求項２５】
前記第２の矩形波パルスが入力され、入力された前記第２の矩形波パルスを、前記第２の矩形波パルスが有する周波数と同じ周波数を有する正弦波に変換し、変換した前記正弦波を出力する正弦波変換部をさらに備える請求項２４に記載の角度位置検出装置。
【請求項２６】
前記正弦波変換部は、ローパスフィルタである、請求項２５に記載の角度位置検出装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２４】
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【図１４】
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【図１５】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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