角度位置檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種使用了對一個相進行勵磁而輸出為兩個相的旋轉(zhuǎn)變壓器 (resolver)的角度位置檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，主要是在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、電裝領(lǐng)域等，作為檢測電動機的角度位置的單元，經(jīng)常 使用旋轉(zhuǎn)變壓器。
[0003] 旋轉(zhuǎn)變壓器被安裝于電動機所具有的軸。通過旋轉(zhuǎn)變壓器檢測電動機的角度位 置。例如，如圖24所示，基于通過旋轉(zhuǎn)變壓器101檢測出的角度位置來控制電動機113。
[0004] 圖24是表示以往的使用了旋轉(zhuǎn)變壓器的角度位置檢測裝置的框圖。
[0005] 旋轉(zhuǎn)變壓器101采用了對一個相進行勵磁而輸出為兩個相的方式的旋轉(zhuǎn)變壓器。 以下，將對一個相進行勵磁而輸出為兩個相的方式稱為"1相勵磁2相輸出"。旋轉(zhuǎn)變壓器101 被安裝于電動機113所具有的軸。旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出A相的信號和B相的信號作為振幅被調(diào) 制后的2相的信號。A相的信號與B相的信號之間具有約90度的相位差。角度位置檢測裝置 1102基于由旋轉(zhuǎn)變壓器101檢測出的2相的信號來檢測旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置。角度位 置檢測裝置1102將檢測出的旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置輸出到伺服放大器112。伺服放大器 112根據(jù)檢測出的角度位置來進行電動機113的控制和驅(qū)動。
[0006] 另外，角度位置檢測裝置1102輸出勵磁信號。所輸出的勵磁信號經(jīng)由緩沖電路111 后使旋轉(zhuǎn)變壓器101勵磁。
[0007] 接著，對角度位置檢測裝置1102的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行說明。第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103將 旋轉(zhuǎn)變壓器101所輸出的A相的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字值后輸出。第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器104將 旋轉(zhuǎn)變壓器101所輸出的B相的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字值后輸出。以下，有時也將模擬數(shù)字轉(zhuǎn) 換器稱為"AD轉(zhuǎn)換器"。將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的定時基于從采樣指令信號生成部1107 輸出的采樣指令信號。由第一 AD轉(zhuǎn)換器103轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的A相的信號和由第二AD轉(zhuǎn)換器 104轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的B相的信號在旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換部105中被轉(zhuǎn)換為表示旋轉(zhuǎn)變壓器 101的角度位置的信號。以下，有時也將旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換部稱為"RD轉(zhuǎn)換部"。一般來說， 將數(shù)字值轉(zhuǎn)換為表示旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置的信號的方法使用跟蹤環(huán)等方法。被轉(zhuǎn)換 為表示旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置的信號的A相的信號和B相的信號經(jīng)由接口處理部110而 被輸出到伺服放大器112。以下，有時也將接口處理部稱為"IF處理部"。
[0008] 伺服放大器112根據(jù)檢測出的旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置、即電動機113的角度位 置來進行電動機113的控制和驅(qū)動。
[0009] 采樣指令信號生成部1107基于基準(zhǔn)信號生成部108所輸出的基準(zhǔn)信號來調(diào)整采樣 指令信號的相位。采樣指令信號生成部1107對第一 AD轉(zhuǎn)換器103和第二AD轉(zhuǎn)換器104輸出相 位被調(diào)整后的采樣指令信號。
[0010]如上述那樣的以往的角度位置檢測裝置例如在專利文獻1等中被示出。
[0011]圖25是表示以往的角度位置檢測裝置中的各信號的波形圖。
[0012] 圖25示出以下的波形。作為A相的信號15al，示出從旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出的波形。作 為B相的信號15a2,示出從旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出的波形。作為基準(zhǔn)信號15b，示出從基準(zhǔn)信號 生成部108輸出的波形。
[0013] 采樣指令信號生成部1107基于基準(zhǔn)信號15b來調(diào)整采樣指令信號的相位。采樣指 令信號生成部1107輸出相位被調(diào)整后的采樣指令信號。如圖25所示，采樣指令信號生成部 1107在時刻tl、t3輸出采樣指令信號。在時刻tl、t3,從旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出的A相的信號 15al和B相的信號15a2各自的信號輸出成為最大。
[0014] 此外，在找出時刻11、t3的方法中還有以下的方法。首先，檢測在A相的信號15a 1和 B相的信號15a2中各自的信號輸出變?yōu)榱愕臅r刻t2、t4。接著，如果對檢測出的時刻t2、t4加 上相當(dāng)于1個周期的四分之一的時刻，則能夠求出時刻11、t3。
[0015] 這樣，角度位置檢測裝置在A相的信號15al和B相的信號15a2輸出最大輸出的定時 對A相的信號15al和B相的信號15a2進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換。其結(jié)果，角度位置檢測裝置能夠檢 測旋轉(zhuǎn)變壓器的角度位置。
[0016] 專利文獻1:日本特開2011-33602號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明設(shè)為對象的角度位置檢測裝置具有旋轉(zhuǎn)變壓器、采樣指令信號生成部、第 一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換部。
[0018] 旋轉(zhuǎn)變壓器輸出振幅被調(diào)制后的A相的信號、以及與A相的信號之間具有90度的相 位差且振幅被調(diào)制后的B相的信號。
[0019]在A相的信號和B相的信號中的至少一方的信號中存在以下四個相位。將信號的大 小成為最小時設(shè)為第一相位。將信號的大小成為最大時設(shè)為第二相位。將從第一相位向第 二相位變化的中間時設(shè)為第三相位。將從第二相位向第一相位變化的中間時設(shè)為第四相 位。采樣指令信號生成部在第三相位和第四相位分別輸出采樣指令信號。
[0020]第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器在被輸入了采樣指令信號時，被輸入A相的信號，將被輸入的 A相的信號的大小轉(zhuǎn)換為數(shù)字值來生成第一 AD轉(zhuǎn)換值。第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出所生成的 第一 AD轉(zhuǎn)換值。
[0021 ]第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器在被輸入了采樣指令信號時，被輸入B相的信號，將被輸入的 B相的信號的大小轉(zhuǎn)換為數(shù)字值來生成第二AD轉(zhuǎn)換值。第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出所生成的 第二AD轉(zhuǎn)換值。
[0022]旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換部被輸入第一 AD轉(zhuǎn)換值和第二AD轉(zhuǎn)換值，并基于被輸入的第 一 AD轉(zhuǎn)換值和第二AD轉(zhuǎn)換值來計算表示旋轉(zhuǎn)變壓器的角度位置的角度數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù) 字轉(zhuǎn)換部輸出所計算出的角度數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0023]圖1是用于說明本發(fā)明的實施方式1中的旋轉(zhuǎn)變壓器的角度檢測裝置的框圖。
[0024]圖2是表示本發(fā)明的實施方式1中的各信號的波形圖。
[0025]圖3是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的旋轉(zhuǎn)變壓器的角度檢測裝置的框圖。
[0026]圖4是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的平均值運算部的框圖。
[0027] 圖5是表示本發(fā)明的實施方式2中的各信號的波形圖。
[0028] 圖6是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的旋轉(zhuǎn)變壓器的角度檢測裝置的具體例的 框圖。
[0029]圖7是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的平均值運算部的框圖。
[0030]圖8是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的旋轉(zhuǎn)變壓器的角度檢測裝置的其它具體 例的框圖。
[0031]圖9是作為在本發(fā)明的實施方式2中進行比較的比較例的RD轉(zhuǎn)換部的框圖。
[0032]圖10是本發(fā)明的實施方式2中的RD轉(zhuǎn)換部的框圖。
[0033]圖11是用于說明本發(fā)明的實施方式2中的其它平均值運算部的框圖。
[0034] 圖12是用于說明本發(fā)明的實施方式3中的旋轉(zhuǎn)變壓器的角度檢測裝置的框圖。
[0035] 圖13是本發(fā)明的實施方式3中的采樣指令信號生成部的框圖。
[0036]圖14是表示本發(fā)明的實施方式3中的各信號的波形圖。
[0037] 圖15是表示本發(fā)明的實施方式3中的矢量長度差的變化的波形圖。
[0038] 圖16是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的旋轉(zhuǎn)變壓器的角度檢測裝置的框圖。
[0039] 圖17是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的勵磁信號生成部的框圖。
[0040] 圖18是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的其它勵磁信號生成部的框圖。
[0041] 圖19是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的其它旋轉(zhuǎn)變壓器的角度檢測裝置的框 圖。
[0042]圖20是用于說明本發(fā)明的實施方式4中的其它勵磁信號生成部的框圖。
[0043]圖21是表示本發(fā)明的實施方式4中的各信號的波形圖。
[0044]圖22是表示本發(fā)明的實施方式4中的其它的各信號的波形圖。
[0045]圖23是表示本發(fā)明的實施方式4中的矢量長度的值的變化的波形圖。
[0046] 圖24是表示以往的使用了旋轉(zhuǎn)變壓器的角度檢測裝置的框圖。
[0047] 圖25是表示以往的角度檢測裝置中的各信號的波形圖。
【具體實施方式】
[0048] 本發(fā)明的實施方式中的角度位置檢測裝置通過后述的結(jié)構(gòu)來使響應(yīng)性良好并且 使檢測精度提尚。
[0049]特別是，本發(fā)明的實施方式中的角度位置檢測裝置能夠在經(jīng)由AD轉(zhuǎn)換器從旋轉(zhuǎn)變 壓器檢測電動機的角度位置時調(diào)整由AD轉(zhuǎn)換器檢測從旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信號的定時。具體 地說，通過采樣指令信號來調(diào)整AD轉(zhuǎn)換器進行檢測的定時。采樣指令信號能夠?qū)⑿D(zhuǎn)變壓 器的特性偏差、包圍旋轉(zhuǎn)變壓器的周圍的溫度變化、或者旋轉(zhuǎn)變壓器的經(jīng)時變化等變動因 素也包括在內(nèi)地進行調(diào)整。由此，本發(fā)明的實施方式中的角度位置檢測裝置能夠穩(wěn)定且精 度高地使用旋轉(zhuǎn)變壓器來檢測電動機的角度位置。
[0050] 也就是說，在以往的角度位置檢測裝置中存在以下的改善點。即，關(guān)于從旋轉(zhuǎn)變壓 器輸出的信號，信號輸出成為最大的定時在1個周期內(nèi)只存在2次。由此，以往的角度位置檢 測裝置不容易縮短從旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信號的采樣周期，且不容易提高用于檢測角度位置 的響應(yīng)性。
[0051] 另外，在調(diào)整輸出采樣指令信號的定時的情況下，能夠用于調(diào)整定時的旋轉(zhuǎn)變壓 器信號的振幅值在1個周期內(nèi)只存在2次。由此，存在輸出采樣指令信號的定時的調(diào)整精度 變差或者調(diào)整時間變長這樣的課題。
[0052]因此，本發(fā)明的實施方式提供一種能夠以高的響應(yīng)性檢測從旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的角 度位置的使用了旋轉(zhuǎn)變壓器的角度位置檢測裝置。另外，本發(fā)明的實施方式能夠更高精度 地調(diào)整輸出采樣指令信號的定時。由此，能夠提供一種響應(yīng)性良好且檢測精度高的角度位 置檢測裝置。
[0053]以下，使用附圖來說明本發(fā)明的實施方式。此外，以下的實施方式是將本發(fā)明具體 化的一例，并不限定本發(fā)明的技術(shù)范圍。
[0054](實施方式1)
[0055] 圖1是用于說明本發(fā)明的實施方式1中的旋轉(zhuǎn)變壓器的角度檢測裝置的框圖。圖2 是表示本發(fā)明的實施方式1中的各信號的波形圖。
[0056] 如圖1所示，本發(fā)明的實施方式1中的角度位置檢測裝置102具備旋轉(zhuǎn)變壓器101、 采樣指令信號生成部107、第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103、第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器104以及旋轉(zhuǎn)變壓 器數(shù)字轉(zhuǎn)換部105。
[0057] 旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出振幅被調(diào)制后的A相的信號、以及與A相的信號之間具有90度 的相位差且振幅被調(diào)制后的B相的信號。
[0058] 在A相的信號和B相的信號中的至少一方的信號中存在以下四個相位。將A相的信 號的大小或B相的信號的大小成為最小時設(shè)為第一相位。將A相的信號的大小或B相的信號 的大小成為最大時設(shè)為第二相位。將從第一相位向第二相位變化的中間時設(shè)為第三相位。 將從第二相位向第一相位變化的中間時設(shè)為第四相位。采樣指令信號生成部107在第三相 位和第四相位分別輸出采樣指令信號。
[0059] 第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103在被輸入了采樣指令信號時，被輸入A相的信號，將被輸 入的A相的信號的大小轉(zhuǎn)換為數(shù)字值來生成第一 AD轉(zhuǎn)換值。第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103輸出所 生成的第一 AD轉(zhuǎn)換值。
[0060] 第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器104在被輸入了采樣指令信號時，被輸入B相的信號，將被輸 入的B相的信號的大小轉(zhuǎn)換為數(shù)字值來生成第二AD轉(zhuǎn)換值。第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器104輸出所 生成的第二AD轉(zhuǎn)換值。
[0061 ]旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換部105被輸入第一 AD轉(zhuǎn)換值和第二AD轉(zhuǎn)換值，并基于被輸入 的第一 AD轉(zhuǎn)換值和第二AD轉(zhuǎn)換值來計算表示旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置的角度數(shù)據(jù)。旋轉(zhuǎn) 變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換部105輸出所計算出的角度數(shù)據(jù)。
[0062]此外，在A相的信號和B相的信號中，信號的大小也能夠換稱為信號的絕對值。
[0063]如果設(shè)為這樣的結(jié)構(gòu)，則在從旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的信號的1個周期內(nèi)，能夠有效地進 行采樣的次數(shù)從以往的2次增長為2倍即4次。由此，采樣周期能夠縮短為以往的期間的一 半。而且，在各采樣時能夠以均等的振幅進行采樣。其結(jié)果，本實施方式1中的旋轉(zhuǎn)變壓器的 角度位置檢測裝置的響應(yīng)性變良好、精度變高。
[0064] 進一步詳細(xì)地說明。
[0065]如圖1所示，旋轉(zhuǎn)變壓器101是1相勵磁2相輸出的方式，被安裝于電動機113所具有 的軸。旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出2相的信號，將一方稱為A相的信號，將另一方稱為B相的信號。A相 的信號和B相的信號相互之間具有約90度的相位差，并且振幅被進行了調(diào)制。
[0066] 旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置檢測裝置102根據(jù)該2相的信號來檢測旋轉(zhuǎn)變壓器101 的角度位置，并將檢測出的角度位置輸出到伺服放大器112。伺服放大器112根據(jù)由角度位 置檢測裝置102檢測出的角度位置來進行電動機113的控制和電動機113的驅(qū)動。另外，旋轉(zhuǎn) 變壓器101的角度位置檢測裝置102經(jīng)由緩沖電路111而向旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出勵磁信號，來 使旋轉(zhuǎn)變壓器101勵磁。
[0067] 接著，對旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置檢測裝置102的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行說明。
[0068] 第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器103將從旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出的A相的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字 值。第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器104將從旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出的B相的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。第一 AD轉(zhuǎn)換器103、第二AD轉(zhuǎn)換器104將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的定時基于從采樣指令信號生成 部107輸出的采樣指令信號。
[0069]旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字轉(zhuǎn)換部105將由第一 AD轉(zhuǎn)換器103、第二AD轉(zhuǎn)換器104轉(zhuǎn)換為數(shù)字 值的信號轉(zhuǎn)換為表示旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置的信號。一般來說，將被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的信 號轉(zhuǎn)換為表示旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置的信號的方法能夠使用跟蹤環(huán)等方法。表示旋轉(zhuǎn) 變壓器101的角度位置的信號經(jīng)由接口處理部110而被輸出到伺服放大器112。
[0070] 伺服放大器112基于檢測出的旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置、即電動機113的角度位 置來進行電動機113的控制和電動機113的驅(qū)動。
[0071] 在規(guī)定的相位，采樣指令信號生成部107基于從基準(zhǔn)信號生成部108輸出的基準(zhǔn)信 號，來對第一 AD轉(zhuǎn)換器103和第二AD轉(zhuǎn)換器104輸出采樣指令信號。
[0072]勵磁信號生成部109基于從基準(zhǔn)信號生成部108輸出的基準(zhǔn)信號來生成勵磁信號， 并輸出所生成的勵磁信號。
[0073] 如以上那樣構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)變壓器的角度位置檢測裝置作為電動機的控制裝置發(fā)揮 功能。以下，對旋轉(zhuǎn)變壓器的角度位置檢測裝置的動作、作用進行說明。
[0074] 圖2示出從旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出的A相的信號、B相的信號等。圖2所示的A相的信號 2al和B相的信號2a2是在旋轉(zhuǎn)變壓器101的內(nèi)部對勵磁信號（sin cot)進行振幅調(diào)制所得到 的信號。A相的信號2al和B相的信號2a2相互之間具有90度的相位差，并且振幅被調(diào)制。當(dāng)將 旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置設(shè)為Θ時，以Asin0sin ω t來表示A相的信號2al，以Acos0sin ω t 來表示B相的信號2a2。在此，A在各相的信號中是指振幅。
[0075] 圖2所示的基準(zhǔn)信號2b被從基準(zhǔn)信號生成部108輸出。勵磁信號生成部109基于被 輸入的基準(zhǔn)信號2b來生成勵磁信號。以與從旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出的A相的信號2al和B相的信 號2a2相同的周期來反復(fù)輸出基準(zhǔn)信號2b。
[0076] 在此，假設(shè)在基準(zhǔn)信號2b變?yōu)榱愕臅r刻t0、t4以及時刻t0與時刻t4的中間的時刻 t2,從旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出的A相的信號2al和B相的信號2a2的振幅變?yōu)榱恪?br>[0077] 此時，在時刻t0與時刻t2的中間的時刻tl、以及時刻t2與時刻t4的中間的時刻t3， 從旋轉(zhuǎn)變壓器101輸出的A相的信號2al和B相的信號2a2的振幅變?yōu)樽畲蟆?br>[0078]如圖24所示，在以往的方式中，在時刻tl和時刻t3,采樣指令信號生成部1107輸出 采樣指令信號。被輸入了采樣指令信號的第一 AD轉(zhuǎn)換器103和第二AD轉(zhuǎn)換器104將從旋轉(zhuǎn)變 壓器101輸出的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并向RD轉(zhuǎn)換部105輸出各信號的振幅。RD轉(zhuǎn)換部105進行 根據(jù)被輸入的各信號的振幅來導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置的轉(zhuǎn)換處理。
[0079]然而，在這樣的以往的方式中，對1個周期的勵磁信號進行采樣的機會只有2次。同 樣地，對于1個周期的勵磁信號，對輸入到RD轉(zhuǎn)換部105的各信號進行更新的機會也只有2 次。由此，以往的方式不容易改善響應(yīng)性。
[0080]因此，在本發(fā)明的實施方式1中的角度位置檢測裝置102中，在圖2中以點線示出的 后述的時刻，采樣指令信號生成部107輸出采樣指令信號。即，以點線示出的時刻是時刻t0 與時刻11的中間的時刻15、時刻11與時刻12的中間的時刻16、時刻12與時刻13的中間的時 亥Ijt7、以及時刻t3與時刻t4的中間的時刻t8。在各個時刻，被第一AD轉(zhuǎn)換器103和第二AD轉(zhuǎn) 換器104轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的A相的信號2al和B相的信號2a2的振幅被輸入到RD轉(zhuǎn)換部105 AD轉(zhuǎn) 換部105進行根據(jù)被輸入的振幅來導(dǎo)出旋轉(zhuǎn)變壓器101的角度位置的轉(zhuǎn)換處理。
[0081] 如果進行這樣的處理，則對1個周期的勵磁信