(57)【要約】【課題】この発明は、検出した回転速度の信頼性を向上させることができる回転速度検出器を提供することを目的とするものである。【解決手段】タイミング発生回路２２は、Ｒ／Ｄ変換器２０によってデジタル変換されたレゾルバ１の信号に基づいて、レゾルバ１の回転角度を検出する。また、タイミング発生回路２２は、レゾルバ１が３６０度を複数に分割した角度回転する毎にレゾルバ１の１回転所要時間を各ラッチ回路部２４に記憶させる。セレクト回路２６は、タイミング発生回路２２からの情報に基づいて、最新の１回転所要時間を選択する。速度算出部２７は、セレクト回路２６によって選択された１回転所要時間から監視対象の回転速度を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する監視対象に接続されたレゾルバ（１）と、
前記レゾルバ（１）の回転角度を検出するとともに、前記レゾルバ（１）が３６０度を複数に分割した角度回転する毎に１回転所要時間のカウントを開始し、カウントした複数の前記１回転所要時間から前記監視対象の回転速度をそれぞれ求める回転速度検出手段（２）と
を備えていることを特徴とする回転速度検出器。
【請求項２】
前記回転速度検出手段（２）は、前記レゾルバ（１）が３６０度を均等に分割した角度回転する毎に１回転所要時間のカウントを開始することを特徴とする請求項１記載の回転速度検出器。
【請求項３】
前記回転速度検出手段（２）は、前記レゾルバ（１）からの信号をデジタル信号に変換するレゾルバ／デジタル変換器（２０）と、タイマ情報（２３ｃ）を出力するタイマ（２３）と、前記タイマ情報（２３ｃ）を記憶する複数のラッチ回路部（２４）と、前記レゾルバ／デジタル変換器（２０）の出力に基づいて前記レゾルバ（１）の回転角度を検出し、前記レゾルバ（１）が３６０度を複数に分割した角度回転する毎に前記タイマ情報（２３ｃ）を前記各ラッチ回路部（２４）に順に記憶させるとともに、いずれかの前記ラッチ回路部（２４）に前記タイマ情報（２３ｃ）を記憶させてから前記レゾルバ（１）が１回転したときにそのときの前記タイマ情報（２３ｃ）を該ラッチ回路部（２４）にさらに記憶させるタイミング発生回路（２２）と、前記各ラッチ回路部（２４）が記憶している前記タイマ情報（２３ｃ）に基づいて前記１回転所要時間をそれぞれ求める複数の減算回路（２５）と、前記タイミング発生回路（２２）からの情報（２２ｃ）に基づいて最新の前記１回転所要時間を選択するセレクト回路（２６）と、前記セレクト回路（２６）によって選択された前記１回転所要時間から前記監視対象の回転速度を算出する速度算出部（２７）とを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転速度検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レゾルバを用いた回転速度検出器に関し、特に、検出した回転速度の信頼性を向上させることができるようにするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来装置では、監視対象の回転角度を示すレゾルバからの信号をレゾルバ／デジタル変換器（Ｒ／Ｄ変換器）でデジタル変換するとともに、該変換後の信号を微分することで、監視対象の単位時間当たりの回転角度、即ち監視対象の回転速度を検出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４９２５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、監視対象を一定速度で回転させたとしても、Ｒ／Ｄ変換にはセンサ（レゾルバ）とＲ／Ｄ変換器との組み合わせによる特有の誤差が発生し、Ｒ／Ｄ変換器の出力は図４に示すように直線を描かない。従って、前記のような従来装置のように、Ｒ／Ｄ変換器でデジタル変換した信号を微分することで監視対象の回転速度を求めた場合、Ｒ／Ｄ変換（回転角度検出）の誤差により、検出する回転速度には図５に示すような速度リップル（速度ジッター）が発生してしまい、回転速度検出の精度が低下している。
【０００５】
なお、Ｒ／Ｄ変換の誤差は、センサ（レゾルバ）とＲ／Ｄ変換器との組み合わせによる特有のものであり、誤差の再現性は極めて高い。この誤差の再現性を利用して、レゾルバの１回転所要時間から監視対象の回転速度を検出するという方法も考えられる。しかしながら、ただ１回転所要時間から監視対象の回転速度を検出しようとすると、１回転毎にしか回転速度を検出できず、検出した回転速度の信頼性が低下してしまう。
【０００６】
この発明は、前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、検出した回転速度の信頼性を向上させることができる回転速度検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る回転速度検出器は、回転する監視対象に接続されたレゾルバと、レゾルバの回転角度を検出するとともに、レゾルバが３６０度を複数に分割した角度回転する毎に１回転所要時間のカウントを開始し、カウントした複数の１回転所要時間から監視対象の回転速度をそれぞれ求める回転速度検出手段とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の回転速度検出器によれば、回転速度検出手段は、レゾルバの回転角度を検出するとともに、レゾルバが３６０度を複数に分割した角度回転する毎に１回転所要時間のカウントを開始し、カウントした複数の１回転所要時間から監視対象の回転速度をそれぞれ求めるので、回転速度検出の頻度を増やすことができ、検出した回転速度の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この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、この発明の実施の形態１による回転速度検出器を示す構成図である。図において、例えばモータの回転軸等、回転する監視対象に接続されたレゾルバ１は、回転速度検出手段２に接続されている。回転速度検出手段２は、レゾルバ１の回転角度を検出するとともに、レゾルバ１が３６０度を複数に分割した角度回転する毎に１回転所要時間（レゾルバ１の回転子が１回転するのに要した時間）のカウントを開始し、カウントした複数の１回転所要時間から監視対象の回転速度をそれぞれ求める。より具体的には、回転速度検出手段２は、レゾルバ１が３６０度を均等に分割した角度回転する毎に１回転所要時間のカウントを開始する。回転速度検出手段２には、駆動制御装置３が接続されている。駆動制御装置３は、回転速度検出手段２によって検出された回転速度に基づいて監視対象の駆動制御を行う。
【００１０】
これより、回転速度検出手段２の構成について具体的に説明する。回転速度検出手段２は、レゾルバ／デジタル変換器（Ｒ／Ｄ変換器）２０、アンプ２１、タイミング発生回路２２、タイマ２３、複数のラッチ回路部２４、複数の減算回路２５、セレクト回路２６、及び速度算出部２７を含んでいる。
【００１１】
Ｒ／Ｄ変換器２０は、レゾルバ１からの信号１ａをデジタル信号に変換する。Ｒ／Ｄ変換器２０が出力するＲ／Ｄ出力信号２０ａは、アンプ２１及びタイミング発生回路２２に入力される。アンプ２１は、入力されたＲ／Ｄ出力信号２０ａを増幅し、増幅した信号を励磁信号２１ａとしてＲ／Ｄ変換器２０にフィードバックする。
【００１２】
タイマ２３は、クロックパルスを発する水晶振動子２３ａと、該クロックパルスをカウントするＵＰカウンタ２３ｂを含んでいる。ＵＰカウンタ２３ｂは、クロックパルスをカウントすることで、マイクロ秒（μｓ）の単位まで高精度に示すタイマ情報２３ｃを出力する。各ラッチ回路部２４は、ＵＰカウンタ２３ｂからのタイマ情報２３ｃを記憶（ラッチ）するものである。
【００１３】
タイミング発生回路２２は、Ｒ／Ｄ変換器２０のＲ／Ｄ出力信号２０ａに基づいてレゾルバ１の回転角度を検出する。また、タイミング発生回路２２は、レゾルバ１が３６０度を均等に分割した角度回転する毎に、各ラッチ回路部２４に開始時間記憶指令２２ａを順に入力する。さらに、タイミング発生回路２２は、いずれかのラッチ回路部２４に開始時間記憶指令２２ａを入力したときからレゾルバ１が１回転したときに、該ラッチ回路部２４に終了時間記憶指令２２ｂを入力する。各ラッチ回路部２４は、開始時間記憶指令２２ａを検出したときのタイマ情報２３ｃ（レゾルバ１の１回転が開始したときのタイマ情報２３ｃ）を記憶する開始時間ラッチ回路２４ａと、終了時間記憶指令２２ｂを検出したときのタイマ情報２３ｃ（レゾルバ１の１回転が終了したときのタイマ情報２３ｃ）を記憶する終了時間ラッチ回路２４ｂとを１組ずつ含んでいる。
【００１４】
より具体的に説明すると、タイミング発生回路２２は、Ｒ／Ｄ変換器２０からのＲ／Ｄ出力信号２０ａが予め決められた一定レベル変位する度に、各ラッチ回路部２４に開始時間記憶指令２２ａを順に入力する。ここで、Ｒ／Ｄ出力信号２０ａは、図４で示したように、レゾルバ１とＲ／Ｄ変換器２０との組み合わせによる特有の誤差を含んでいるので、レゾルバ１が３６０度を均等に分割した角度回転する毎に精密にＲ／Ｄ出力信号２０ａが出力されるわけではない。つまり、タイミング発生回路２２は、レゾルバ１が３６０度をほぼ均等に分割した角度回転する毎に、各ラッチ回路部２４に開始時間記憶指令２２ａを順に入力する。また、タイミング発生回路２２は、いずれかのラッチ回路部２４に開始時間記憶指令２２ａを入力した後に、Ｒ／Ｄ出力信号２０ａのレベルが該ラッチ回路部２４に開始時間記憶指令２２ａを入力したときと同じレベルとなった場合に、レゾルバ１が１回転したことを検出し、該ラッチ回路部２４に終了時間記憶指令２２ｂを入力する。
【００１５】
各減算回路２５は、各開始時間ラッチ回路２４ａと各終了時間ラッチ回路２４ｂとが記憶しているタイマ情報２３ｃに基づいて、レゾルバ１の１回転所要時間をそれぞれ求める。
【００１６】
タイミング発生回路２２は、検出した回転角度の情報２２ｃをセレクト回路２６に入力する。セレクト回路２６は、タイミング発生回路２２からの回転角度情報２２ｃに基づいて、各減算回路２５によって算出された１回転所要時間の中から、最新の１回転所要時間を選択する。
【００１７】
速度算出部２７は、セレクト回路２６によって選択された１回転所要時間に基づいて、監視対象の回転速度を算出する。１回転所要時間がＴ（μｓ）であったとすると、回転速度Ｖｒ（ｍｉｎ−１）は、以下の式のように表せる。
Ｖｒ＝（１０６／Ｔ）×６０・・・（１）
仮にＴが９９９８（μｓ）であったとすると、
Ｖｒ＝（１０６／９９９８）×６０＝６００１（ｍｉｎ−１）となる。
即ち、この実施の形態の回転速度検出手段２では、１（μｓ）の分解能の時間計測を行うことで、１（ｍｉｎ−１）の分解能の速度検出を行う。
【００１８】
次に、作用について説明する。図２は、図１の各ラッチ回路部２４が記憶するレゾルバ１の１回転所要時間を示す説明図である。図３は、図１の速度算出部２７が算出する監視対象の回転速度を示す説明図である。ここでは、１回転所要時間Ｔ１〜Ｔ９をそれぞれ記憶する９個のラッチ回路部２４が回転速度検出手段２に設けられているとする。図２に示すように、レゾルバ１が複数回回転したときのＲ／Ｄ出力は、同じような波形の繰り返しとなる。即ち、Ｒ／Ｄ変換の誤差の再現性は極めて高く、１回転毎の位置検出精度（回転角度検出精度）の誤差は極めて少ない。従って、レゾルバ１が４５度回転する毎の１回転所要時間Ｔ１〜Ｔ９を精度良くカウントでき、速度算出部２７によって算出される監視対象の回転速度は、図３に示すように小さい速度リップルしか含まない。
【００１９】
このような回転速度検出器では、回転速度検出手段２は、レゾルバ１の回転角度を検出するとともに、レゾルバ１が３６０度を複数に分割した角度回転する毎に１回転所要時間のカウントを開始し、カウントした複数の１回転所要時間から監視対象の回転速度をそれぞれ求めるので、回転速度検出の頻度を増やすことができ、検出した回転速度の信頼性を向上させることができる。
また、従来装置では、速度リップルを解消するために、デジタルフィルタを駆使する必要があり、検出した回転速度にタイムラグがあったが、この実施の形態の回転速度検出器では、速度リップルを小さく抑えることができるので、デジタルフィルタを駆使する必要をなくすことができ、瞬時に回転速度検出を行うことができる。
【００２０】
また、回転速度検出手段２は、レゾルバ１が３６０度を均等に分割した角度回転する毎に１回転所要時間のカウントを開始するので、等間隔で回転速度を検出でき、検出した回転速度を用いての監視対象の駆動制御を容易にすることができる。
【００２１】
さらに、回転速度検出手段２は、レゾルバ１からの信号をデジタル信号に変換するレゾルバ／デジタル変換器２０と、タイマ情報２３ｃを出力するタイマ２３と、タイマ情報２３ｃを記憶する複数のラッチ回路部２４と、レゾルバ／デジタル変換器２０の出力に基づいてレゾルバ１の回転角度を検出し、レゾルバ１が３６０度を複数に分割した角度回転する毎にタイマ情報２３ｃを各ラッチ回路部２４に順に記憶させるとともに、いずれかのラッチ回路部２４にタイマ情報２３ｃを記憶させてからレゾルバ１が１回転したときにそのときのタイマ情報２３ｃを該ラッチ回路部２４にさらに記憶させるタイミング発生回路２２と、各ラッチ回路部２４が記憶しているタイマ情報２３ｃに基づいて１回転所要時間をそれぞれ求める複数の減算回路２５と、タイミング発生回路２２からの情報２２ｃに基づいて最新の１回転所要時間を選択するセレクト回路２６と、セレクト回路２６によって選択された１回転所要時間から監視対象の回転速度を算出する速度算出部２７とを含むので、より精度良く監視対象の回転速度を検出することができる。
【００２２】
なお、実施の形態１では、回転速度検出手段２に９個のラッチ回路部２４が設けられていると説明したが、ラッチ回路部の数は任意である。仮に、３６０個のラッチ回路部が実装できれば、レゾルバが１度回転する毎の回転速度を検出することも行うこともできる。
【００２３】
また、実施の形態１では、回転速度検出手段２は、レゾルバ１が３６０度を均等に分割した角度回転する毎に１回転所要時間のカウントを開始すると説明したが、回転速度検出手段は、レゾルバが３６０度を不均等に分割した角度回転する毎に１回転所要時間のカウントを開始してもよい。
【００２４】
さらに、実施の形態１では、回転速度検出手段２は、レゾルバ１が３６０度を複数に分割した角度回転する毎の１回転所要時間を得るために、１つのタイマ２３と複数のラッチ回路部２４と複数の減算回路２５を含むと説明したが、レゾルバ１が３６０度を複数に分割した角度回転する毎の１回転所要時間を得るための構造は他にも考えられる。
例えば、回転速度検出手段は、レゾルバからの信号をデジタル信号に変換するレゾルバ／デジタル変換器と、タイマ情報を出力する複数のタイマと、前記レゾルバ／デジタル変換器の出力に基づいて前記レゾルバの回転角度を検出し、前記レゾルバが３６０度を複数に分割した角度回転する毎に前記各タイマにカウント開始指令を順に入力するとともに、該カウント開始指令を発してから前記レゾルバが１回転したときにそのときに該カウント開始指令を入力した前記タイマにカウント終了指令を入力し、前記タイマに前記１回転所要時間を示すタイマ情報を出力させるタイミング発生回路と、前記タイマからの前記１回転所要時間を示すタイマ情報に基づいて前記監視対象の回転速度を算出する速度算出部とを含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１による回転速度検出器を示す構成図である。
【図２】図１の各ラッチ回路部が記憶するレゾルバの１回転所要時間を示す説明図である。
【図３】図１の速度算出部が算出する監視対象の回転速度を示す説明図である。
【図４】従来装置での回転速度検出を示す説明図である。
【図５】従来装置で検出された監視対象の回転速度を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  レゾルバ、２  回転速度検出手段、３  駆動制御装置、２０  Ｒ／Ｄ変換器（レゾルバ／デジタル変換器）、２０ａ  Ｒ／Ｄ出力信号、２２  タイミング発生回路、２２ｃ  回転角度情報、２２ａ  開始時間記憶指令、２２ｂ  終了時間記憶指令、２３  タイマ、２３ｃ  タイマ情報、２４  ラッチ回路部、２５  減算回路、２６  セレクト回路、２７  速度算出部。
【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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