JP5018793B2

JP5018793B2 - 回転速度計測装置

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Description

本発明は、モータの回転子の回転位置を電気角で検出して角度移動量を求め、この角度移動量を用いた演算によりモータの回転速度を求める回転速度計測装置に関する。

従来、モータの回転速度を求める際に回転子の角度移動量を用いるが、レゾルバ等の回転角度検出センサにより回転子の角度を検出してその角度移動量を求める手法が採られている。図１に従来の回転速度計測処理の動作を表すフローチャートを示し、その説明を行う。但し、モータの回転角度検出センサとしてレゾルバが用いられているとする。

ステップＳ１において、レゾルバによって検出されたモータの回転子の角度（角度取得関数）を角度データとする。ステップＳ２において、ある一定時間において、その角度データから前回求められた角度データ（前回角度データ）を減算して一定時間内の角度移動量を求める。

ステップＳ３において、その角度移動量が−１８０°（度）より小さいか否かを判断する。これは図２において、回転子がａ点の０又は３６０°の基準とする位置を跨いだか否かを判断するものである。例えば角度移動量がｓ点（３００°）から正回転方向に１６０°離れた１００°のｅ点であるとすると、ステップＳ２で得られる角度移動量は（１００°−３００°＝）−２００°となる。すると、ステップ３での判断結果はＹｅｓなのでステップＳ４へ進む。但し、図２において、横軸は回転角度であり、縦軸はレゾルバが検出した回転子の角度に対応したカウント値等のレゾルバ検出値である。

ステップＳ４では、角度移動量に３６０°を加算して角度移動量ｆｉｘとする処理を行う。角度移動量が−２００°の場合、−２００°＋３６０°＝１６０°となる。つまり、検出された角度データを用いてステップＳ２で算出した角度移動量をそのまま採用すると、ａ点の０°又は３６０°を跨ぐ角度データを得た場合には、所望の角度移動量が得られないため、３６０°を加算し実際の移動量を取得する。

次に、ステップＳ５において、上記ステップＳ１で求めた角度データを前回角度データとする処理を行う。ステップＳ６において、上記ステップＳ４で求めた角度移動量ｆｉｘの１６０°を用いて次式（１）から回転子の回転速度を演算によって求める。

回転速度＝（ΔＣｎ／Ｃｍａｘ）×（２π／ｍ）×（１／Δｔ） …（１）
但し、ΔＣｎは角度移動量、Ｃｍａｘは、３６０°分角度移動量、ｍは（機械角周期÷電気角周期）で表される整数値、Δｔは時間移動量である。ｏ
一方、上記ステップＳ３において、ｅ点（１００°）から負回転方向に１６０°離れたｓ点（３００°）であるとすると、ステップ２で得られる角度移動量は（３００°−１００°＝）２００°となる。すると、判断結果はＮｏなのでステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、更にその角度移動量が１８０°より大きいか否かを判断する。角度移動量が２００°である場合、判断結果はＹｅｓなので、ステップＳ８において、角度移動量２００°から３６０°を減算して角度移動量ｆｉｘとする処理を行う。つまり、２００°−３６０°＝−１６０°となるので、ａ点から−１６０°離れた−ｄ点となる。

次に、ステップＳ５において、上記ステップＳ１で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ６において、上記ステップＳ８で求めた角度移動量ｆｉｘの−１６０°を上式（１）に当てはめ、回転子の回転速度を演算によって求める。

更に、上記ステップＳ３において、例えば角度移動量がａ点から正回転方向に１００°離れたｅ点であるとすると、判断結果はＮｏなのでステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、更にその角度移動量が１８０°より大きいか否かを判断する。このケースでは角度移動量が１００°なので判断結果はＮｏとなり、ステップＳ９において、その角度移動量１００°を角度移動量ｆｉｘとする処理を行う。次に、ステップＳ５において、上記ステップＳ１で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ６において、上記ステップＳ９で求めた角度移動量ｆｉｘの−１００°を上式（１）に当てはめ、回転子の回転速度を演算によって求める。

このような回転速度の求め方では、角度移動量が１８０°を超えると回転方向を求めることが出来ない。つまり、１８０°分の角度移動量に縛られてしまい、更に回転数の高い領域を算出することができない。言い換えれば、角度移動量が１８０°以内でないと、回転方向有りの回転速度の演算ができないという欠点がある。この欠点を補う技術として特許文献１に記載の回転速度計測装置がある。

この回転速度計測装置は、低速回転時に上述した方法で回転数を算出して回転方向の情報を保持し、高回転領域になるとその回転方向情報を用いて、一定時間内の角度移動量を３６０°分の角度移動量まで回転数検出範囲を拡大させるようになっている。この回転速度計測処理の動作を図３及び図４に示すフローチャートを参照して説明する。但し、図３及び図４において図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。

図３に示すステップＳ２で角度移動量を求めた後、ステップＳ１１において、その角度移動量からモータの回転速度が予め定められた回転数である低速回転か否かを判断する。この結果、低速回転であればステップＳ３に進む。ここでステップＳ３，Ｓ４又はステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９の処理を行って角度移動量ｆｉｘを求める。

次に、ステップＳ１２において、その角度移動量ｆｉｘが０°以上か否かを判断する。０°以上の場合、ステップＳ１３において正回転と判断する。０°より小さい場合、ステップＳ１４において負回転と判断する。この後は、ステップＳ５において、上記ステップＳ１で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ１５において、上記で求めた角度移動量ｆｉｘを上式（１）に当てはめ、回転子の回転速度を演算によって求める。この際、上記で正回転か負回転かが分かっているので、回転方向有りの回転速度が求められる。

一方、上記ステップＳ１１において、低速回転でないと判断された場合、言い換えれば高速回転であると判断された場合、図４に示すステップＳ２１へ進む。ステップＳ２１では回転子が正回転であるか否かが判断される。この判断は、上記ステップＳ１２〜Ｓ１４で判断された正回転又は負回転で行われる。

例えば正回転と判断された場合、ステップＳ２２において、角度移動量が０°より小さいか否かを判断する。例えば角度移動量が図２に示すｓ点−ｙ点であるとすると、（２００°−３００°＝）−１００°となり、判断結果はＹｅｓなのでステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、角度移動量−１００°に３６０°を加算して角度移動量ｆｉｘ＝２６０°とする処理を行う。この後、図３に示すステップＳ５において上記ステップＳ１で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ１５において、その角度移動量ｆｉｘ＝２６０°を上式（１）に当てはめ、回転子の回転速度を演算によって求める。この際、正回転での回転速度が求められる。

また、上記ステップＳ２２において、角度移動量が０°より小さくない、つまり角度移動量が例えば１９０°で０°以上であると判断された場合、ステップＳ２４において、角度移動量１９０°を角度移動量ｆｉｘとする処理を行う。この後、ステップＳ５で角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ１５でその角度移動量ｆｉｘ＝１９０°を上式（１）に当てはめることで、正回転での回転速度を求める。

一方、上記ステップＳ２１で正回転でないと判断された場合、即ち、負回転と判断された場合、ステップＳ２５において、角度移動量が０°以上か否かを判断する。例えば角度移動量が図２に示すｄ点−ｓ点であるとすると、（３００°−１９０°）＝１１０°となり、判断結果はＹｅｓなのでステップＳ２６へ進む。

ステップＳ２６では、角度移動量１００°から３６０°を減算して角度移動量ｆｉｘ＝−２６０°とする処理を行う。この後、ステップＳ５で角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ１６でその角度移動量ｆｉｘ＝−２６０°を上式（１）に当てはめることで、負回転での回転速度を求める。

また、上記ステップＳ２５において、角度移動量が０°以上でない、つまり角度移動量が例えば−１９０で０°よりも小さいと判断された場合、ステップＳ２７において、角度移動量−１９０°を角度移動量ｆｉｘとする処理を行う。この後、ステップＳ５で角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ１６でその角度移動量ｆｉｘ＝−１９０°を上式（１）に当てはめることで、負回転での回転速度を求める。

このように、低速回転時に回転速度を算出すると共に回転方向を保持することで、高速回転時には回転方向を気にすることなく回転速度の演算を行い、最後に先に判断した回転方向を付加することで、回転方向有りの回転速度を求めることができる。

特開２００８−１６４３３５号公報

しかし、上記の特許文献１は、一定時間内の角度移動量が３６０°以内であれば回転方向有りの回転数算出が可能となる。言い換えれば、一定時間内の角度移動量が３６０°以内でないと回転速度を計測することができないという問題がある。つまり、モータの回転速度が所定以上の超高速回転である場合は、レゾルバで一定時間内に検出される回転速度が３６０°を超えるので、この場合に回転速度を計測することが出来なくなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、モータの回転角度検出センサで一定時間内に検出される回転子の角度移動量が３６０°を超える超高速回転であっても回転速度を計測することができる回転速度計測装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、正回転又はこの逆に負回転する回転体の０°〜３６０°の回転位置を電気角で検出し、この電気角に対応する整数値である角度検出値を出力する回転角度検出センサと、この回転角度検出センサから出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量を求め、当該角度移動量をもとに回転体の回転方向及び回転速度を求める回転数演算手段とを有する回転速度計測装置において、前記回転数演算手段は、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が１８０°の角度を超えた際に前記回転体が正回転側に３６０°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量に３６０°の角度を加算し、この加算結果を前記回転速度を求めるために用いる角度移動量とすることを特徴とする。

この構成によれば、回転角度検出センサで一定時間内に検出される回転体の角度移動量が正回転側に３６０°を超える超高速回転であっても、角度検出精度を落とすことなく回転速度を計測することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転速度計測装置において、前記回転数演算手段が、前記回転体が正回転側に３６０°の角度を超えたと判断した際に、この３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を、次に前記回転角度検出センサから出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とすることを特徴とする。

この構成によれば、回転体が３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を次に求められる角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。従って、回転体が高速回転から更に高速の超高速回転となっても、この際の角度移動量を適正に求めることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の回転速度計測装置において、前記回転数演算手段が、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が−１８０°の角度を超えた際に前記回転体が負回転側に３６０°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量から−３６０°の角度を加算し、この結果を前記回転速度を求めるために用いる角度移動量とすることを特徴とする。

この構成によれば、回転角度検出センサで一定時間内に検出される回転体の角度移動量が負回転側に３６０°を超えた場合であっても、角度検出精度を落とすことなく回転速度を計測することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の回転速度計測装置において、前記回転数演算手段が、前記回転体が負回転側に３６０°の角度を超えたと判断した際に、当該負回転側に３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を、次に前記回転角度検出センサから出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とすることを特徴とする。

この構成によれば、回転体が負回転側に３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を次に求められる角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。従って、回転体が高速回転から更に高速の超高速回転となっても、この際の角度移動量を適正に求めることができる。

以上説明したように本発明によれば、モータの回転角度検出センサで一定時間内に検出される回転子の角度移動量が３６０°を超える超高速回転であっても回転速度を計測することができるという効果がある。

従来の回転速度計測処理の動作を表すフローチャートである。従来の回転速度計測処理時のモータの回転子の回転角度を示す図である。他の従来の回転速度計測処理の動作を表す第１のフローチャートである。他の従来の回転速度計測処理の動作を表す第２のフローチャートである。本発明の実施形態に係る回転速度計測装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の回転速度計測処理の動作を表す第１のフローチャートである。本実施形態の回転速度計測処理の動作を表す第２のフローチャートである。本実施形態の回転速度計測処理時のモータの回転子の回転角度を示す第１の図である。本実施形態の回転速度計測処理時のモータの回転子の回転角度を示す第２の図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。

図５は、本発明の実施形態に係る回転速度計測装置の構成を示すブロック図である。

図５に示す回転速度計測装置１０は、モータ１１の回転子（回転体）に設けられる回転角度検出センサであるレゾルバ１２と、回転数演算回路１３とを備えて構成されている。レゾルバ１２は、モータ１１の回転子の回転位置を電気角で検出し、これをカウント値等の整数値（レゾルバ検出値）として回転数演算回路１３へ出力するものである。回転数演算回路１３は、ある一定時間内において回転角情報であるレゾルバ検出値の変化量から電気角の変化を算出してモータ１１の回転方向及び回転速度を演算する回転速度計測処理を行うものである。

回転数演算回路１３が行う回転速度計測処理について図６及び図７を参照して説明する。

まず、図６に示すステップＳ３１において、レゾルバ１２によって検出されたモータの回転子の角度（角度取得関数）を角度データ（角度検出値）とする。ステップＳ３２において、ある一定時間内において、その角度データから前回求められた前回角度データを減算して角度移動量を求める。次に、ステップＳ３３において、その角度移動量からモータ１１の回転速度が予め定められた回転数である低速回転か否かを判断する。この判断は、例えば低速回転及び高速回転を判断する閾値が角度移動量に対応付けられており、ステップＳ３２で求められた角度移動量が閾値以下であれば低速回転、閾値を越えていれば高速回転と判断される。

この結果、例えば低速回転であればステップＳ３４へ進む。ステップＳ３４において、その角度移動量が−１８０°より小さいか否かを判断する。これは図８において、回転子が例えばａ点の０又は３６０°の基準とする位置を跨いだか否かを判断するものである。

但し、図８において、横軸は回転角度であり、この横軸のａ点の０又は３６０°の位置を基準位置とした場合に、モータ１１の回転子が時計方向に回転する正回転方向と、反時計方向に回転する負回転方向を矢印で示した。更に、縦軸はレゾルバ１２が検出したモータ１１の回転子の角度に対応したカウント値等のレゾルバ検出値である。

例えば、上記ステップＳ３１で検出されたレゾルバ検出値がｓ点（３００°）から正回転方向に１６０°離れた１００°のe点であるとすると、この場合、上記ステップＳ３２で求められる角度移動量は、１００°−３００°＝−２００°となる。

この場合、ステップＳ３４の判断結果はＹｅｓなのでステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５では、角度移動量に３６０°を加算して角度移動量ｆｉｘとする処理を行う。角度移動量が−２００°の場合、−２００°＋３６０°＝１６０°となる。次に、ステップＳ３６において、その角度移動量ｆｉｘ＝１６０°が０°以上か否かを判断する。０°以上の場合、ステップＳ３７において正回転と判断する。０°より小さい場合、ステップＳ３８において負回転と判断する。ここでは、ｆｉｘ＝１６０°なので正回転と判断される。

次に、ステップＳ３９において、上記ステップＳ３１で求めた角度データ３００°を前回角度データ＝３００°とする処理を行い、ステップＳ４０において、上記ステップＳ３５で求めた角度移動量ｆｉｘ＝１６０°を前回角度移動量とする処理を行う。そして、ステップＳ４１において、上記ステップＳ３５で求めた角度移動量ｆｉｘの１６０°を用いて前述した式（１）から回転子の正回転の回転速度を演算によって求める。

一方、上記ステップＳ３４において、例えば角度移動量がｅ点（１００°）から負回転方向に１６０°離れたｓ点（３００°）であるとすると、ステップ３２で得られる角度移動量は（３００°−１００°＝）２００°となる。この場合の判断結果はＮｏなのでステップＳ４２へ進む。ステップＳ４２では、更にその角度移動量が１８０°より大きいか否かを判断する。ここでは角度移動量が２００°なので判断結果はＹｅｓとなり、ステップＳ４３において、角度移動量２００°から３６０°を減算して角度移動量ｆｉｘとする処理を行う。つまり、２００°−３６０°＝−１６０°となるので、ｅ点から−１６０°離れたｓ点となる。

次に、ステップＳ３６において、その角度移動量ｆｉｘ＝−１６０°が０°以上か否かを判断する。ここでは、ｆｉｘ＝−１６０°なので０以上では無いので、ステップＳ３８で負回転と判断される。そして、ステップＳ３９及びＳ４０の処理を経て、ステップＳ４１において、その角度移動量ｆｉｘの−１６０°を用いて上式（１）から回転子の負回転の回転速度を演算によって求める。

また、上記ステップＳ３４において、例えば角度移動量がａ点から正回転方向に１００°離れたｅ点であるとすると、判断結果はＮｏなのでステップＳ４２へ進む。ステップＳ４２では、更にその角度移動量１００°が１８０°より大きいか否かを判断する。この判断結果はＮｏとなり、ステップＳ４４において、その角度移動量１００°を角度移動量ｆｉｘ＝１００°とする処理を行う。次に、ステップＳ３６で角度移動量ｆｉｘ＝１００°が０°以上なのでステップＳ３７で正回転と判断され、更にステップＳ３９及びＳ４０の処理を経て、ステップＳ４１で角度移動量ｆｉｘの１００°を用いて上式（１）から回転子の正回転の回転速度を演算によって求める。

一方、上記ステップＳ３３において、低速回転でないと判断された場合、言い換えれば高速回転であると判断された場合、図７に示すステップＳ４５へ進む。ステップＳ４５では回転子が正回転であるか否かが判断される。この判断は、前回の回転速度計測処理において上記ステップＳ３６〜Ｓ３８で判断された正回転又は負回転で行われる。

例えば正回転と判断された場合、ステップＳ４６において、角度移動量が０°より小さいか否かを判断する。例えば角度移動量がｓ点−ｙ点であるとすると、（２００°−３００°＝）−１００°となり、判断結果はＹｅｓなのでステップＳ４７へ進む。ステップＳ４７では、角度移動量−１００°に３６０°を加算して角度移動量ｆｉｘ＝２６０°とする処理を行う。

また、上記ステップＳ４６の判断において、例えば角度移動量が１９０°であるとすると、判断結果はＮｏなのでステップＳ４８へ進み、ここで、角度移動量１９０°を角度移動量ｆｉｘ＝１９０°とする処理を行う。

一方、上記ステップＳ４５で正回転でないと判断された場合、即ち、負回転と判断された場合、ステップＳ４９において、角度移動量が０°以上か否かを判断する。例えば角度移動量がｄ点−ｙ点であるとすると、（２００°−１９０°＝）１０°となり、判断結果はＹｅｓなのでステップＳ５０において、角度移動量１００°から３６０°を減算して角度移動量ｆｉｘ＝−２６０°とする処理を行う。また、上記ステップＳ４９において、例えば角度移動量が−１９０°である場合は、判断結果はＮｏなので、ステップＳ５１においてその角度移動量−１９０を角度移動量ｆｉｘ＝−１９０°とする処理を行う。

これらステップＳ４７，Ｓ４８，Ｓ５０，Ｓ５１の何れかの処理後、ステップＳ５２において、角度移動量ｆｉｘ＋３６０°超え数×３６０°の式から角度移動量ｆｉｘを求める。但し、３６０°超え数とは、角度移動量が３６０°を超えた数であり、１つ目の３６０°を１回超えると「１」となり、２つ目の３６０°を超えると「２」となるというように増加する整数値であって、後述のステップＳ５５又はＳ５８で求められる。

例えば、ステップＳ５２において、３６０°超え数が０の場合に角度移動量ｆｉｘ＝１７０°とすると、角度移動量ｆｉｘ＝１７０°となる。この場合、ステップＳ５３において、前回角度移動量（例えば３５９°）から角度移動量ｆｉｘ＝１７０°が減算されることによりΔ角度移動量＝１８９°が求められる。ステップＳ５４において、Δ角度移動量＝１８９°が１８０°より大きいか否かが判断される。この例では判断結果がＹｅｓなので、ステップＳ５５において、（前回角度移動量＋３６０°）÷３６０°の式から３６０°超え数が求められる。例えば、（３５９°＋３６０°）÷３６０°＝１となり、この整数「１」が３６０°超え数とされる。この３６０°超え数＝１は、次回処理のステップＳ５２における３６０°超え数として用いられる。

更に、ステップＳ５６において、角度移動量ｆｉｘに３６０°が加算され、この結果が角度移動量ｆｉｘとされる。例えば、角度移動量ｆｉｘ＝１７０°＋３６０°＝５３０°が角度移動量ｆｉｘとされる。図８に５３０°をｆ点で示す。

この後、図６に示すステップＳ３９において上記ステップＳ１で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ４０において、角度移動量ｆｉｘ＝５３０°を前回角度移動量＝５３０°とする処理を行う。そして、ステップＳ４１において、角度移動量ｆｉｘ＝５３０°を用いて上式（１）から回転子の正回転の回転速度を演算によって求める。

一方、ステップＳ５２において、例えば３６０°超え数が０の場合に角度移動量ｆｉｘ＝１９０°とすると、角度移動量ｆｉｘ＝（１９０°＋３６０°超え数×３６０°）＝１９０°となる。更に、ステップＳ５３において、例えば、前回角度移動量＝３５９°から角度移動量ｆｉｘ＝１９０°が減算され、Δ角度移動量＝１６９°が求められたとする。この場合、ステップＳ５４の判断はＮｏとなるので、ステップＳ５７で更にそのΔ角度移動量＝１６９°が−１８０°より小さいか否かが判断される。この判断結果はＮｏなのでステップＳ３９へ進む。

この後、ステップＳ３９において上記ステップＳ１で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ４０において、例えば角度移動量ｆｉｘ＝１９０°を前回角度移動量とする処理を行う。そして、ステップＳ４１において、角度移動量ｆｉｘ＝１９０°を用いて上式（１）から回転子の正回転の回転速度を演算によって求める。

一方、ステップＳ５２において、例えば３６０°超え数が２の場合に角度移動量ｆｉｘ＝−３０°とすると、（−３０＋（−２）×３６０°）＝−７５０°で、角度移動量ｆｉｘ＝−７５０°となる。図９に−７５０°をｓ点で示す。更に、ステップＳ５３において、例えば、前回角度移動量＝−１０７０°から角度移動量ｆｉｘ＝−７５０°が減算され、Δ角度移動量＝−３２０°が求められたとする。この場合、ステップＳ５４の判断はＮｏとなるので、ステップＳ５７で更にそのΔ角度移動量＝−３２０°が−１８０°より小さいか否かが判断される。この判断結果はＹｅｓなのでステップＳ５８において、３６０°超え数が求められる。例えば、（前回角度移動量＝−１０７０°−３６０°）÷３６０°＝−３となり、この整数「−３」が３６０°超え数として次回のステップＳ５２における３６０°超え数として用いられる。

更に、ステップＳ５９において、角度移動量ｆｉｘ＝−７５０°から３６０°が減算され、この結果である−１１１０°が角度移動量ｆｉｘとされ、ステップＳ３９へ進む。ステップＳ３９において上記ステップＳ１で求めた角度データを前回角度データとする処理を行い、ステップＳ４０において、例えば角度移動量ｆｉｘ＝−１１１０°を前回角度移動量とする処理を行う。そして、ステップＳ４１において、角度移動量ｆｉｘ＝−１１１０°を用いて上式（１）から回転子の負回転の回転速度を演算によって求める。

このように本実施形態の回転速度計測装置１０は、正回転又はこの逆に負回転する回転体の０°〜３６０°の回転位置を電気角で検出し、この電気角に対応する整数値である角度検出値を出力するレゾルバ１２と、このレゾルバ１２から出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量及び回転体の回転方向を求め、当該角度移動量をもとに回転体の回転速度を求める回転数演算回路１３とを有する。

この特徴は、回転数演算回路１３が、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が１８０°の角度を超えた際に回転体が正回転側に３６０°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量に３６０°の角度を加算し、この加算結果を回転速度を求めるために用いる角度移動量とするにようにした。

これによって、レゾルバ１２で一定時間内に検出される回転体の角度移動量が正回転側に３６０°を超える超高速回転であっても、角度検出精度を落とすことなく回転速度を計測することができる。

また、回転数演算回路１３は、回転体が正回転側に３６０°の角度を超えたと判断した際に、この３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を、次にレゾルバ１２から出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。

これによって、回転体が３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を次に求められる角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。従って、回転体が高速回転から更に高速の超高速回転となっても、この際の角度移動量を適正に求めることができる。

また、回転数演算回路１３は、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が−１８０°の角度を超えた際に回転体が負回転側に３６０°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量から−３６０°の角度を加算し、この結果を回転速度を求めるために用いる角度移動量とするようにした。

これによって、レゾルバ１２で一定時間内に検出される回転体の角度移動量が負回転側に３６０°を超えた場合であっても、角度検出精度を落とすことなく回転速度を計測することができる。

更に、回転数演算回路１３は、回転体が負回転側に３６０°の角度を超えたと判断した際に、当該負回転側に３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を、次にレゾルバ１２から出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。

これによって、回転体が負回転側に３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を次に求められる角度移動量に加算して新たな角度移動量とするようにした。従って、回転体が高速回転から更に高速の超高速回転となっても、この際の角度移動量を適正に求めることができる。

１０回転速度計測装置
１１モータ
１２レゾルバ
１３回転数演算回路

Claims

正回転又はこの逆に負回転する回転体の０°〜３６０°の回転位置を電気角で検出し、この電気角に対応する整数値である角度検出値を出力する回転角度検出センサと、この回転角度検出センサから出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量を求め、当該角度移動量をもとに回転体の回転方向及び回転速度を求める回転数演算手段とを有する回転速度計測装置において、
前記回転数演算手段は、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が１８０°の角度を超えた際に前記回転体が正回転側に３６０°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量に３６０°の角度を加算し、この加算結果を前記回転速度を求めるために用いる角度移動量とすることを特徴とする回転速度計測装置。
前記回転数演算手段が、前記回転体が正回転側に３６０°の角度を超えたと判断した際に、この３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を、次に前記回転角度検出センサから出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とすることを特徴とする請求項１に記載の回転速度計測装置。
前記回転数演算手段が、前回の角度移動量と今回の角度移動量との差分が−１８０°の角度を超えた際に前記回転体が負回転側に３６０°の角度を超えたと判断し、この判断時に、今回の角度移動量から−３６０°の角度を加算し、この結果を前記回転速度を求めるために用いる角度移動量とすることを特徴とする請求項１に記載の回転速度計測装置。
前記回転数演算手段が、前記回転体が負回転側に３６０°の角度を超えたと判断した際に、当該負回転側に３６０°の角度を超えた回数を保持し、この保持回数に３６０°の角度を乗算した値を、次に前記回転角度検出センサから出力される角度検出値の一定時間内の移動量である角度移動量に加算して新たな角度移動量とすることを特徴とする請求項３に記載の回転速度計測装置。