(57)【要約】【課題】従来のレゾルバを用いた回転検出装置は、Ｒ／Ｄコンバータを使用して回転角度を求め、該回転角度から回転方向及び回転数を検出しているので、コスト高となる。【解決手段】本発明によるレゾルバを用いた回転検出装置は、ｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃが極限値となるタイミングを示すｓｉｎ信号極限値パルス１０ｃ及びｃｏｓ信号極限値パルス１１ｃと、前記ｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃの極限値の極性を判定するための極性判定パルス１２ｃとに基づいて象限検出部１５が入力角度の象限を検出し、この象限検出結果と各極限値パルス１０ｃ，１１ｃのパルス数とに基づいて回転検出部１６が回転数及び回転方向を検出する。【選択図】図１
2008298745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リファレンス信号（１ａ）によって励磁される励磁巻線と、レゾルバ軸の入力角度に応じて変化するｓｉｎ信号（１ｂ）及びｃｏｓ信号（１ｃ）を出力するｓｉｎ信号出力巻線及びｃｏｓ信号出力巻線とを含むレゾルバ（１）を用いた回転検出装置であって、
前記ｓｉｎ信号（１ｂ）をデジタル信号に変換することで、前記ｓｉｎ信号（１ｂ）が極限値となるタイミングを示すｓｉｎ信号極限値パルス（１０ｃ）を生成するｓｉｎ信号Ａ／Ｄ変換部（１０）と、
前記ｃｏｓ信号（１ｃ）をデジタル信号に変換することで、前記ｃｏｓ信号（１ｃ）が極限値となるタイミングを示すｃｏｓ信号極限値パルス（１１ｃ）を生成するｃｏｓ信号Ａ／Ｄ変換部（１１）と、
前記リファレンス信号（１ａ）をデジタル信号に変換することで、前記ｓｉｎ信号（１ｂ）及び前記ｃｏｓ信号（１ｃ）の極限値の極性を判定するための極性判定パルス（１２ｃ）を生成するリファレンス信号Ａ／Ｄ変換部（１２）と、
前記ｓｉｎ信号極限値パルス（１０ｃ）、前記ｃｏｓ信号極限値パルス（１１ｃ）、及び前記極性判定パルス（１２ｃ）に基づいて前記入力角度の象限を検出する象限検出部（１５）と、
前記ｓｉｎ信号極限値パルス（１０ｃ）及び前記ｃｏｓ信号極限値パルス（１１ｃ）のパルス数をカウントするとともに、該パルス数と前記入力角度の象限検出結果とに基づいて前記レゾルバ軸の回転数及び回転方向を検出する回転検出部（１６）と
を備えていることを特徴とするレゾルバを用いた回転検出装置。
【請求項２】
前記ｓｉｎ信号Ａ／Ｄ変換部（１０）及び前記ｃｏｓ信号Ａ／Ｄ変換部（１１）は、共通の第１基準電圧（１３）を用いて前記ｓｉｎ信号極限値パルス（１０ｃ）及び前記ｃｏｓ信号極限値パルス（１１ｃ）を生成し、
正の極限値と負の極限値とに対応する前記ｓｉｎ信号極限値パルス（１０ｃ）は前記ｓｉｎ信号（１ｂ）の半周期分ずれたタイミングでそれぞれ生成され、正の極限値と負の極限値とに対応する前記ｃｏｓ信号極限値パルス（１１ｃ）は前記ｃｏｓ信号（１ｃ）の半周期分ずれたタイミングかつ前記ｓｉｎ信号極限値パルス（１０ｃ）に対して位相が９０°ずれたタイミングでそれぞれ生成されることを特徴とする請求項１記載のレゾルバを用いた回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバを用いた回転検出装置に関し、特に、ｓｉｎ信号極限値パルス及び前記ｃｏｓ信号極限値パルスのパルス数と象限検出部が検出した入力角度の象限とに基づいてレゾルバ軸の回転数及び回転方向を検出することで、高価なＲ／Ｄコンバータを省略でき、部品コストを低減できる新規な改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、レゾルバは耐環境性能に優れているため、環境条件が厳しい装置に有用である。従来用いられていたこの種のレゾルバを用いた回転検出装置としては、例えば特許文献１等に示されている装置が用いられており、この種の装置は一般的に、図４に示すように構成されている。図４は、従来のレゾルバを用いた回転検出装置を示す構成図である。図示はしないが、レゾルバ１には、周知のようにレゾルバ軸、励磁巻線、ｓｉｎ信号出力巻線、及びｃｏｓ信号出力巻線が設けられており、レゾルバ軸は回転検出対象となる外部装置に接続され、励磁巻線はリファレンス信号１ａによって励磁される。そして、ｓｉｎ信号出力巻線及びｃｏｓ信号出力巻線からは、前記レゾルバ軸の入力角度に応じて変化するとともに互いに９０°の位相差を有するｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃが出力される。
【０００３】
前記レゾルバ１には、入力アンプ２を介してＲ／Ｄコンバータ３が接続されており、前記ｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃは、入力アンプ２で増幅された上でＲ／Ｄコンバータ３で角度データ３ａに変換される。前記Ｒ／Ｄコンバータ３にはＣＰＵ等からなる処理部４が接続されており、この処理部４で角度データ３ａの増減に基づいてレゾルバ軸の回転数及び回転方向が検出される。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６８４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、Ｒ／Ｄコンバータ３は複雑な構成のため高価な部品である。上記のような従来のレゾルバを用いた回転検出装置では、高価なＲ／Ｄコンバータ３を使用しているので、該装置全体も高価になってしまう。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高価なＲ／Ｄコンバータ３を省略でき、部品コストを低減できるレゾルバを用いた回転検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るレゾルバを用いた回転検出装置は、リファレンス信号によって励磁される励磁巻線と、レゾルバ軸への入力角度に応じて変化するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を出力するｓｉｎ信号出力巻線及びｃｏｓ信号出力巻線とを含むレゾルバを用いた回転検出装置であって、前記ｓｉｎ信号をデジタル信号に変換することで、前記ｓｉｎ信号が極限値となるタイミングを示すｓｉｎ信号極限値パルスを生成するｓｉｎ信号Ａ／Ｄ変換部と、前記ｃｏｓ信号をデジタル信号に変換することで、前記ｃｏｓ信号が極限値となるタイミングを示すｃｏｓ信号極限値パルスを生成するｃｏｓ信号Ａ／Ｄ変換部と、前記リファレンス信号をデジタル信号に変換することで、前記ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号の極限値の極性を判定するための極性判定パルスを生成するリファレンス信号Ａ／Ｄ変換部と、前記ｓｉｎ信号極限値パルス、前記ｃｏｓ信号極限値パルス、及び前記極性判定パルスに基づいて前記入力角度の象限を検出する象限検出部と、前記ｓｉｎ信号極限値パルス及び前記ｃｏｓ信号極限値パルスのパルス数をカウントするとともに、該パルス数と前記入力角度の象限検出結果とに基づいて前記レゾルバ軸の回転数及び回転方向を検出する回転検出部とを備える構成である。
また、前記ｓｉｎ信号Ａ／Ｄ変換部及び前記ｃｏｓ信号Ａ／Ｄ変換部は、共通の第１基準電圧を用いて前記ｓｉｎ信号極限値パルス及び前記ｃｏｓ信号極限値パルスを生成し、正の極限値と負の極限値とに対応する前記ｓｉｎ信号極限値パルスは前記ｓｉｎ信号の半周期分ずれたタイミングでそれぞれ生成され、正の極限値と負の極限値とに対応する前記ｃｏｓ信号極限値パルスは前記ｃｏｓ信号の半周期分ずれたタイミングかつ前記ｓｉｎ信号極限値パルスに対して位相が９０°ずれたタイミングでそれぞれ生成される構成である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレゾルバを用いた回転検出装置によれば、回転検出部は、前記ｓｉｎ信号極限値パルス及び前記ｃｏｓ信号極限値パルスのパルス数をカウントするとともに、該パルス数と前記入力角度の象限検出結果とに基づいて前記レゾルバ軸の回転数及び回転方向を検出するので、高価なＲ／Ｄコンバータ３を省略でき、部品コストを低減できる。すなわち、該回転検出装置を安価に提供できる。すなわち本発明は、１回転中の細かい回転角度を検出する必要がなく、回転数及び回転方向の検出だけが必要な回転検出対象に特に有効である。
また、前記ｓｉｎ信号Ａ／Ｄ変換部及び前記ｃｏｓ信号Ａ／Ｄ変換部は、共通の第１基準電圧を用いて正の極限値と負の極限値とに対応する前記ｓｉｎ信号極限値パルス及び前記ｃｏｓ信号極限値パルスを生成するので、基準電圧の数を少なくすることで回路構成を簡略化でき、部品コストをより低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるレゾルバを用いた回転検出装置を示す構成図である。なお、従来装置と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。図示はしないが、レゾルバ１には、周知のようにレゾルバ軸、励磁巻線、ｓｉｎ信号出力巻線、及びｃｏｓ信号出力巻線が設けられており、レゾルバ軸は回転検出対象となる外部装置に接続され、励磁巻線はリファレンス信号（ＲＥＦ信号）１ａによって励磁される。そして、ｓｉｎ信号出力巻線及びｃｏｓ信号出力巻線からは、前記レゾルバ軸の入力角度に応じて変化するとともに互いに９０°の位相差を有するｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃが出力される。
【００１０】
レゾルバ１には、ｓｉｎ信号Ａ／Ｄ変換部１０及びｃｏｓ信号Ａ／Ｄ変換部１１が接続されており、これらＡ／Ｄ変換部１０，１１は、入力アンプ１０ａ，１１ａとコンパレータ１０ｂ，１１ｂとから構成されている。入力アンプ１０ａ，１１ａはｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃを増幅し、コンパレータ１０ｂ，１１ｂは、入力アンプ１０ａ，１１ａで増幅された各信号１ｂ，１ｃを、共通の第１基準電圧１３に基づいて２値のデジタル信号に変換する。後に図を用いて説明するが、コンパレータ１０ｂ，１１ｂが出力するデジタル信号は、ｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃが極限値となるタイミングを示すｓｉｎ信号極限値パルス１０ｃ及びｃｏｓ信号極限値パルス１１ｃである。
【００１１】
リファレンス信号１ａの信号源には、入力アンプ１２ａとコンパレータ１２ｂとを含むリファレンス信号Ａ／Ｄ変換部１２が接続されており、入力アンプ１２ａはリファレンス信号１ａを増幅し、コンパレータ１２ｂは、入力アンプ１２ａで増幅されたリファレンス信号１ａを第２基準電圧１４に基づいて２値のデジタル信号に変換する。後に図を用いて説明するが、コンパレータ１２ｂが出力するデジタル信号は、前記ｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃの極限値の極性を判定するための極性判定パルス１２ｃである。
【００１２】
各Ａ／Ｄ変換部１０〜１２には、象限検出部１５と回転検出部１６とが接続されており、象限検出部１５は、前記各極限値パルス１０ｃ，１１ｃ及び前記極性判定パルス１２ｃに基づいて前記入力角度の象限を検出し、前記回転検出部１６は、前記各極限値パルス１０ｃ，１１ｃのパルス数をカウントするとともに、該パルス数と前記入力角度の象限検出結果とに基づいて前記レゾルバ軸の回転数及び回転方向を検出し、回転数信号１６ａ及び回転方向信号１６ｂを外部に出力する。
【００１３】
以下、前記回転検出装置で行われる信号処理についてより具体的に説明する。図２は、図１のｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃと入力角度との関係を示す説明図である。図に示すように、ｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃは、入力角度に応じて変化する信号であり、互いに９０°の位相差を有している。従って、ｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃが極限値となるタイミングをカウントすれば前記レゾルバ軸の回転数を検出できる。しかしながら極限値となるタイミングをカウントするだけでは、回転方向、すなわち図中の１→２→３→４の方向であるか４→３→２→１の方向であるかが検出できない。このため、この実施の形態の装置では、ｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃが極限値となったときにその極限値が正の極限値であるか負の極限値であるかを判定し、回転方向とともに回転数を検出するように構成されている。
【００１４】
次に、図３は、図１のレゾルバ１を用いた回転検出装置で行われる回転数及び回転方向の検出方法を示す説明図である。図２ではｓｉｎ信号１ｂ及びｃｏｓ信号１ｃを入力角度との関係で示したが、図３では各信号１ｂ，１ｃを時間との関係で示している。周知のようにｓｉｎ信号１ｂを時間軸で示すと、入力角度が０°〜１８０°の時の信号と、１８０°〜３６０°の時の信号とでは位相が１８０°ずれた信号となる。図３において、実線で示すｓｉｎ信号１ｂは入力角度が９０°のとき（正の極限値）の信号であり、破線で示しているのは入力角度が２７０°のとき（負の極限値）の信号である。
【００１５】
ｓｉｎ信号Ａ／Ｄ変換部１０からは、前記入力角度が９０°であるか２７０°であるかによってｓｉｎ信号１ｂの半周期分ずれたタイミングでｓｉｎ信号極限値パルス１０ｃが生成される。
【００１６】
この実施の形態では、極性判定パルス１２ｃを生成するための第２基準電圧１４を０としている。すなわち、極性判定パルス１２ｃはリファレンス信号１ａの出力が正の期間であるか負の期間であるかを示している。前記象限検出部１５は、この極性判定パルス１２ｃとｓｉｎ信号極限値パルス１０ｃとの組み合わせに基づいて、ｓｉｎ信号１ｂの極限値が正の極限値であるか負の極限値であるかを検出する。
【００１７】
同様に、ｃｏｓ信号Ａ／Ｄ変換部１１からは、前記入力角度が０°であるか１８０°であるかによってｃｏｓ信号１ｃの半周期分ずれたタイミングでｃｏｓ信号極限値パルス１１ｃが生成される。このｃｏｓ信号極限値パルス１１ｃの生成タイミングは、ｓｉｎ信号極限値パルス１０ｃの生成タイミングから位相が９０°ずれている。前記象限検出部１５は、前記極性判定パルス１２ｃとｃｏｓ信号極限値パルス１１ｃとの組み合わせに基づいて、ｃｏｓ信号１ｃの極限値が正の極限値であるか負の極限値であるかを検出し、こられ各信号１ｂ，１ｃの極限値検出結果から前記入力角度の象限を検出する。
【００１８】
ここで、リファレンス信号１ａの位相がｓｉｎ信号１ｂの位相と一致し、かつ第２基準電圧１４が０の場合には、前記ｃｏｓ信号極限値パルス１１ｃが前記極性判定パルス１２ｃの立ち上がり及び立ち下がりを跨ぐため、ｃｏｓ信号１ｃの極限値の判定を行うことができない。しかしながら、一般的に、レゾルバ１での励磁・信号出力によってリファレンス信号１ａとｓｉｎ信号１ｂとの間に位相ずれが生じるためこの位相ずれを利用できる。なお、リファレンス信号Ａ／Ｄ変換部１２においてリファレンス信号１ａの位相を積極的にずらした後に前記極性判定パルス１２ｃを生成してもよい。また、前記第２基準電圧１４を０とせずに、正又は負の所定値にしてもｃｏｓ信号１ｃの極限値の判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１によるレゾルバを用いた回転検出装置を示す構成図である。
【図２】図１のｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号と入力角度との関係を示す説明図である。
【図３】図１のレゾルバを用いた回転検出装置で行われる回転数及び回転方向の検出方法を示す説明図である。
【図４】従来のレゾルバを用いた回転検出装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  レゾルバ
１ａ  リファレンス信号
１ｂ  ｓｉｎ信号
１ｃ  ｃｏｓ信号
１０  ｓｉｎ信号Ａ／Ｄ変換部
１０ｃ  ｓｉｎ信号極限値パルス
１１  ｃｏｓ信号Ａ／Ｄ変換部
１１ｃ  ｃｏｓ信号極限値パルス
１２  リファレンス信号Ａ／Ｄ変換部
１２ｃ  極性判定パルス
１３  第１基準電圧
１５  象限検出部
１６  回転検出部
【図１】
2008298745.tif 000003
【図２】
2008298745.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008298745.tif 000006