JP5183666B2

JP5183666B2 - ブラシレスモータの回転位置検出装置

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Publication number: JP5183666B2
Application number: JP2010093057A
Authority: JP
Inventors: 亮阪口; 誠糸井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: US8541964B2; JP2011223826A; US20110254479A1

Description

この発明は、レゾルバを搭載したブラシレスモータの回転位置検出装置に関するものである。

ブラシレスモータを制御する制御装置の場合、ブラシレスモータに最適な通電を施すために、ブラシレスモータの回転位置を検出する検出する手段が必要である。ブラシレスモータの回転位置を検出する手段としては、ホールＩＣやレゾルバなどが一般的に知られている。また、レゾルバはホールＩＣと比べてより高精度でブラシレスモータの回転位置を検出できるため、モータが回転している時のトルク変動を抑えたいシステムや、サーボ制御を行うシステムに適している。

レゾルバを用いてブラシレスモータの回転位置を検出する方法は、専用のレゾルバ／デジタル変換ＩＣを使う方法と、マイクロコンピュータを用いる方法が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されている、ブラシレスモータの回転位置を検出するときのタイミングチャートを図１２に示す。
この特許文献１に示されるものは、マイクロコンピュータからレゾルバに励磁信号を供給し、かつ、レゾルバに励磁信号を供給する事でレゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号を、マイクロコンピュータで同時にアナログ／デジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換とも称す。）を行い、各信号の最大値と最小値からレゾルバの正弦波信号振幅Ｖｓｉｎと余弦波信号振幅Ｖｃｏｓを求め、レゾルバ回転軸の回転角度θを以下の式（１）、式（２）から求めるものである。

ｔａｎθ＝（Ｖｓｉｎ）／（Ｖｃｏｓ）・・・・・（１）
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｖｓｉｎ／Ｖｃｏｓ）・・・・（２）

また、ブラシレスモータを使用したアプリケーションの例として、特許文献２に記載のように、自動車の電動式パワーステアリング装置として、モータのトルクを制御し、操舵トルクをアシストする装置が知られている。他に、特許文献３に記載のように、小型船舶の操舵装置として、小型船舶に搭載されている船外機を転回させる装置が知られている。

特開２００５−２１０８３９号公報特許第３４２７８７６号公報特許第２９５９０４４号公報

特許文献１のような従来の回転位置検出装置にあっては、モータの回転位置を精度よく検出しようとすると、レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号を同一のタイミングでＡ／Ｄ変換する必要があり、アナログ／デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器とも称す。）が２つ以上搭載されている回転位置検出装置が必要である。もしくは、回転位置検出装置にＡ／Ｄ変換器が１つしか搭載されていない場合、外部の周辺回路もしくは、マイクロコンピュータにサンプルホールド回路を備え、正弦波信号と余弦波信号を同一タイミングでサンプリングを行い、Ａ／Ｄ変換する必要がある。
このようにブラシレスモータの回転位置を精度よく検出しようとすると、回転検出装置に
複数のＡ／Ｄ変換器か、サンプルホールド回路を搭載する必要があり、装置が高コストになるという問題があった。

また、特許文献１に記載されているように、通常モータの回転位置を検出する処理の制御周期は、モータの制御周期より早い周期で演算する必要があり、尚かつ、特許文献２や特許文献３に記載されている装置では、ブラシレスモータの制御周期は高速（例えば、１００μｓや５００μｓ毎の処理）であることが多い。よって、ブラシレスモータの回転位置を検出する処理と、ブラシレスモータの制御処理を実行しようとすると、高性能な（演算処理が早い）マイクロコンピュータが必要となる。

特許文献２に記載されている電動式パワーステアリング装置では、ブラシレスモータがアシストするトルクは操舵者に直接伝わるため、ブラシレスモータの回転位置を精度よく検出し、トルクを制御する必要がある。しかし、特許文献３に記載されている操舵装置では、船外機を転回させる伝達機構と操舵装置が機械的に分離されており、ブラシレスモータのトルクは操舵者に感知されないため、ブラシレスモータの回転位置の精度は特許文献２ほど、高精度である必要は無い。

この発明は以上のような点に鑑み、上記のような従来の問題点を解決するためになされたものであって、回転位置検出装置にＡ／Ｄ変換器が１つしか搭載されておらず、かつ、マイクロコンピュータもしくは外部の周辺回路に、サンプルホールド回路を設けることなく、簡単且つ安価な構成で、ブラシレスモータの回転位置を精度よく検出することのできるブラシレスモータの回転位置検出装置を提供することを目的とする。

この発明に係るブラシレスモータの回転位置検出装置は、ブラシレスモータに搭載されたレゾルバと、前記ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置と、前記ブラシレスモータの回転位置情報から該モータを制御するための演算を行う演算手段（マイクロコンピュータ）を備えたブラシレスモータの回転位置検出装置において、前記演算手段は、前記レゾルバに励磁信号を供給する励磁信号供給手段と、前記レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号をアナログ／デジタル変換するアナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器でアナログ／デジタル変換された正弦波信号と余弦波信号から正弦波振幅と余弦波振幅を演算するレゾルバ振幅演算手段と、このレゾルバ振幅演算手段で演算された正弦波振幅と余弦波振幅からブラシレスモータのモータ回転角を演算するモータ角度演算手段を備え、前記アナログ／デジタル変換器は、前記レゾルバに励磁信号を供給した後にレゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号のそれぞれを、最大値及び最小値となるタイミング付近で正弦波信号、正弦波信号、余弦波信号、余弦波信号の順に、交互にアナログ／デジタル変換し、前記モータ角度演算手段は、前記励磁信号と同一の周期でモータ回転角を演算するようにしたものである。

また、この発明に係るブラシレスモータの回転位置検出装置は、ブラシレスモータに搭載されたレゾルバと、前記ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置と、前記ブラシレスモータの回転位置情報から該モータを制御するための演算を行う演算手段（マイクロコンピュータ）を備えたブラシレスモータの回転位置検出装置において、前記演算手段は、前記レゾルバに励磁信号を供給する励磁信号供給手段と、前記レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号をアナログ／デジタル変換するアナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器でアナログ／デジタル変換された正弦波信号と余弦波信号から正弦波振幅と余弦波振幅を演算するレゾルバ振幅演算手段と、このレゾルバ振幅演算手段で演算された正弦波振幅と余弦波振幅からブラシレスモータのモータ回転角を演算するモータ角度演算手段を備え、前記アナログ／デジタル変換器は、前記レゾルバに励磁信号を供給した後にレゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号のそれぞれを、最大値及び最小値となるタイミング付近で正弦波信号、余弦波信号、正弦波信号、余弦波信号の順に、交互にアナログ／デジタル変換し、前記モータ角度演算手段は、前記励磁信号の半分の周期でモータ回転角を演算するようにしたものである。
また、この発明に係るブラシレスモータの回転位置検出装置は、ブラシレスモータに搭載されたレゾルバと、前記ブラシレスモータを駆動するためのモータ制御装置と、前記ブラシレスモータの回転位置情報から該モータを制御するための演算を行う演算手段（マイクロコンピュータ）を備えたブラシレスモータの回転位置検出装置において、前記演算手段は、前記レゾルバに励磁信号を供給する励磁信号供給手段と、前記レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号をアナログ／デジタル変換するアナログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器でアナログ／デジタル変換された正弦波信号と余弦波信号とこれらの信号の基準電圧とから正弦波振幅と余弦波振幅を演算するレゾルバ振幅演算手段と、このレゾルバ振幅演算手段で演算された正弦波振幅と余弦波振幅からブラシレスモータのモータ回転角を演算するモータ角度演算手段を備え、前記アナログ／デジタル変換器は、前記レゾルバに励磁信号を供給した後にレゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号のそれぞれを、最大値及び最小値となるタイミング付近で正弦波信号、正弦波信号、余弦波信号、余弦波信号の順に、交互にアナログ／デジタル変換し、前記モータ角度演算手段は、前記励磁信号の半分の周期でモータ回転角を演算するようにしたものである。

この発明のブラシレスモータの回転位置検出装置によれば、回転位置検出装置内のマイクロコンピュータにＡ／Ｄ変換器を１つしか備えておらず、かつ、サンプルホールド回路を備えていない場合でも、簡単且つ安価な構成で、ブラシレスモータの回転位置を精度よく検出することができるものである。

上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。

この発明の実施の形態１におけるブラシレスモータの回転位置検出装置のシステム構成図である。この発明の実施の形態１における制御のタイミングチャートである。この発明の実施の形態１における制御のフローチャートである。この発明の実施の形態１における制御のフローチャートである。この発明の実施の形態２、３におけるブラシレスモータの回転位置検出装置の制御のタイミングチャートである。この発明の実施の形態２における制御のフローチャートである。この発明の実施の形態２における制御のフローチャートである。この発明の実施の形態２における制御のフローチャートである。この発明の実施の形態３におけるブラシレスモータの回転位置検出装置の制御のフローチャートである。この発明の実施の形態４における制御のタイミングチャートである。この発明の実施の形態４における制御のフローチャートである。従来のブラシレスモータの回転位置検出装置の制御のタイミングチャートである。

以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１におけるブラシレスモータの回転位置検出装置のシステム構成図である。
図１において、実施の形態１のブラシレスモータの回転位置検出装置は、ブラシレスモータ（以下、単にモータともいう。）１を駆動するためのモータ制御装置１６と、制御対象物であるブラシレスモータ１のモータ位置を検出するためのレゾルバ２を備えている。
モータ制御装置１６内には、レゾルバ２を励磁するためのインターフェイス回路（以下、単にＩ／Ｆ回路と称す。）３と、レゾルバ２から出力される正弦波信号を受信するＩ／Ｆ回路６と、レゾルバ２から出力される余弦波信号を受信するＩ／Ｆ回路８と、ブラシレスモータを駆動するＩ／Ｆ回路１１と、ブラシレスモータ１の回転位置情報から該モータを制御するための演算を行うマイクロコンピュータ（以下、演算手段ともいう。）１５を備えている。

また、マイクロコンピュータ１５内には、レゾルバ２を励磁する信号を出力するレゾルバ励磁信号出力装置５と、レゾルバ励磁信号出力装置５の信号をレゾルバを励磁するためのＩ／Ｆ回路３に出力するクロック出力部４と、レゾルバ２から出力される正弦波信号と余弦波信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器９と、Ａ／Ｄ変換器９から出力された値から正弦波信号と余弦波信号の振幅を演算するレゾルバ振幅演算装置１０と、正弦波信号振幅と余弦波信号振幅からモータの角度を演算するモータ角度演算装置７と、モータ角度に応じてモータの駆動信号を生成するモータ駆動装置１２と、これらモータ制御装置１６およびマイクロコンピュータ１５の動作を制御するためのメモリ１３とプログラム１４が備えられている。

以上のように構成された実施の形態１のブラシレスモータの回転位置検出装置において、レゾルバ２への励磁信号はレゾルバ励磁信号出力装置５で生成される。
レゾルバ２の励磁周波数は通常モータの制御周波数と同じか、それより高く設定され、例えば１０ｋＨｚで励磁される。
レゾルバ励磁信号出力装置５は、クロック出力部４を通して設定された周波数の矩形波（
クロック信号）を出力する。クロック出力部４から出力された矩形波は、モータ制御装置内のＩ／Ｆ回路３により、以下の式（３）に示されるような、振幅Ｖｒの擬似正弦波（励磁信号）に変換され、レゾルバ２を励磁する。

ｆ１（ｔ）＝Ｖｒ・ｓｉｎ（ωｔ）・・・・・（３）

レゾルバ２からは、以下の式（４）、式（５）に基づいて、励磁信号とブラシレスモータの位置θに応じた正弦波信号と余弦波信号が出力される。ここで、αは出力電圧の位相ずれである。

Ｖｓｉｎ＝Ｖｒ・ｓｉｎ（ωｔ＋α）・Ｖｓ・ｓｉｎ（θ）・・・・（４）
Ｖｃｏｓ＝Ｖｒ・ｓｉｎ（ωｔ＋α）・Ｖｃ・ｃｏｓ（θ）・・・・（５）

レゾルバ２より出力された正弦波信号と余弦波信号は、モータ制御装置内のＩ／Ｆ回路６、８を通り、Ａ／Ｄ変換器９に入力される。マイクロコンピュータ１５内にはＡ／Ｄ変換器９が１つしかないため、図２（ｄ）（ｆ）に示すように、正弦波信号と余弦波信号を交互にＡ／Ｄ変換する。なお、Ａ／Ｄ変換のタイミングはあらかじめマイクロコンピュータ内に記憶されており、レゾルバ２から出力される正弦波信号、余弦波信号が最大値、もしくは、最小値となるタイミング付近で呼び出されるものとする。

次に、正弦波信号と余弦波信号からモータ角度を演算する動作を図３と図４を用いて説明する。
まず、レゾルバ２の励磁周期Ｔの半分の時間（例えば５０μｓ）で図３の処理が呼び出される。図３の処理では、ステップＳ５０１〜ステップＳ５０３でマイクロコンピュータ内部のカウンタＡが１〜４のどれかを判定する。
カウンタＡが１の場合はステップＳ５０４に、カウンタＡが２の場合はステップＳ５０５に、カウンタＡが３の場合はステップＳ５０６に、カウンタＡが１〜３でない場合（すなわちカウンタＡが４の場合）はステップＳ５０７に進む。
ステップＳ５０４〜ステップＳ５０７ではＡ／Ｄ変換を実施する。Ａ／Ｄ変換の対象は前述のカウンタＡの値により切り換える。カウンタＡが１、もしくは、２の場合は正弦波信号が入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施し、カウンタＡが３、もしくは、４の場合は余弦波信号が入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施する。
ステップＳ５０８〜ステップＳ５１１では、ステップＳ５０４〜ステップＳ５０７でＡ／Ｄ変換された値を、それぞれＶｓｉｎ１、Ｖｓｉｎ２、Ｖｃｏｓ１、Ｖｃｏｓ２としてメモリに記憶する。その後、ステップＳ５１２〜ステップＳ５１４でカウンタＡの値を１〜４の間で繰り返すように加算、クリップ処理を行う。

次にモータ角度を演算する図４の処理について説明する。
まず、ステップＳ６０１で図３で格納された正弦波信号Ｖｓｉｎ１、Ｖｓｉｎ２から正弦波振幅Ｖｓ１を求める。次に、ステップＳ６０２でステップＳ６０１と同様にＶｃｏｓ１、Ｖｃｏｓ２から余弦波振幅Ｖｃ１を求める。
ステップＳ６０３ではステップＳ６０１、ステップＳ６０２で求めたＶｓ１、Ｖｃ１を用いて、上述の式（１）、式（２）で表される式を用いてモータ角度を求める。

以上のように、この発明の実施の形態１のブラシレスモータの回転位置検出装置によれば、正弦波振幅Ｖｓ１と余弦波振幅Ｖｃ１の更新周期は従来例に比べて倍の２Ｔとなるが、正弦波振幅と余弦波振幅の組合せは従来どおりの周期Ｔで更新される。よって、従来と同様の制御周期でモータの回転位置を検出する事が可能であり、回転位置検出装置内のマイクロコンピュータにＡ／Ｄ変換器を２つ以上備えておらず、また、サンプルホールド回路を備えていない場合でも、簡単且つ安価な構成で、ブラシレスモータの回転位置を精度
よく検出することができるものである。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について、図５〜図８に基づき説明する。なお、システム構成図は実施の形態１と同様である。

まず、レゾルバの励磁周期Ｔの半分の時間のタイミングで図６の処理が呼び出される。図６において、ステップＳ８０１では基準電圧学習タイミングかどうか判定する。
実施の形態２では実施の形態１と異なり、レゾルバ２から受信する正弦波信号と余弦波信号それぞれを、図５の（ｄ）、（ｆ）のように、片側（励磁信号が最大値の時か励磁信号が最小値の時）のタイミングでしかＡ／Ｄ変換をしない。
よって、正弦波振幅と余弦波振幅を求めるためには、Ａ／Ｄ変換されたそれぞれの値と基準電圧を用い、以下の式（６）、式（７）で示される演算を行う必要がある。
しかし、基準電圧はＩ／Ｆ回路の部品ばらつき等で理論値と全く同一にならない場合があるため、学習動作を行う必要がある。基準電圧学習タイミングは、例えば、モータ制御装置の起動直後やモータが停止しているとき、一定時間毎等とする。

Ｖｓ＝（Ｖｓｉｎ−Ｖｓｃｅｎ）×２・・・・（６）
Ｖｃ＝（Ｖｃｏｓ−Ｖｃｃｅｎ）×２・・・・（７）

ステップＳ８０１で基準電圧学習タイミングであればステップＳ８０２に、そうでなければステップＳ８０３にすすむ。

ステップＳ８０２の処理の詳細を図７を用いて説明する。
まず、ステップＳ９０１〜ステップＳ９０３でマイクロコンピュータ内部のカウンタＣの値が１〜４のどれかを判定する。
カウンタＣが１の場合はステップＳ９０４に、カウンタＣが２の場合はステップＳ９０５に、カウンタＣが３の場合はステップＳ９０６に、カウンタＣが１〜３でない場合（すなわちカウンタＣが４の場合）はステップＳ９０７に進む。

次に、ステップＳ９０４〜ステップＳ９０７ではＡ／Ｄ変換を実施する。
Ａ／Ｄ変換の対象は、前述のカウンタＣの値により切り換える。カウンタＣが１、もしくは、２の場合は正弦波信号が入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施し、カウンタＣが３、もしくは、４の場合は余弦波信号が入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施する。
ステップＳ９０８〜ステップＳ９１１ではステップＳ９０４〜ステップＳ９０７でＡ／Ｄ変換された値を、それぞれＶｓｉｎ３、Ｖｓｉｎ４、Ｖｃｏｓ３、Ｖｃｏｓ４としてメモリに記憶する。その後、ステップＳ９１２、ステップＳ９１３で、正弦波信号の基準電圧Ｖｓｃｅｎ１と余弦波信号の基準電圧Ｖｃｃｅｎ１を求め、学習値として記憶する。
基準電圧Ｖｓｃｅｎ１、Ｖｃｃｅｎ１は、ステップＳ９０８〜ステップＳ９１１で記憶されたＶｓｉｎ３、Ｖｓｉｎ４、Ｖｃｏｓ３、Ｖｃｏｓ４のそれぞれ平均値として求める。最後に、ステップＳ９１４〜ステップＳ９１６でカウンタＣの値を１〜４の間で繰り返すように加算、クリップ処理を行う。

次にステップＳ８０１で基準電圧学習タイミングでなかった場合の処理を説明する。
まず、ステップＳ８０３でカウンタＢの値が１かどうか判定する。カウンタＢが１の場合はステップＳ８０４へ、カウンタＢが１でなかった場合はステップＳ８０５へ進む。

ステップＳ８０４、ステップＳ８０５ではＡ／Ｄ変換を実施する。
Ａ／Ｄ変換の対象は前述のカウンタＢの値により切り換える。カウンタＢが１の場合は正弦波信号が入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施し、カウンタＢが２の場合は余弦波信号が
入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施する。
ステップＳ８０６、ステップＳ８０７では、ステップＳ８０４、ステップＳ８０５でＡ／Ｄ変換された値をそれぞれＶｓｉｎ５、Ｖｃｏｓ５としてメモリに記憶する。
最後に、ステップＳ８０８〜ステップＳ８１０でカウンタＢの値を１〜２の間で繰り返すように加算、クリップ処理を行う。

次にモータ角度を演算する図８の処理について説明する。
まず、ステップＳ１００１で、図７で格納された正弦波の基準信号Ｖｓｃｅｎ１と図６で格納された正弦波信号Ｖｓｉｎ５から、前記式（６）で示される演算を行い、正弦波振幅Ｖｓ２を求める。次にステップＳ１００２でステップＳ１００１と同様にＶｃｃｅｎ１とＶｃｏｓ５から式（７）で示される演算を行い、余弦波振幅Ｖｃ２を求める。
ステップＳ１００３では実施の形態１と同様に、ステップＳ１００１、ステップＳ１００２で求めたＶｓ２、Ｖｃ２を用いてモータ角度を求める。

以上のように、実施の形態２のブラシレスモータの回転位置検出装置によれば、正弦波振幅Ｖｓ２と余弦波振幅Ｖｃ２の更新周期は従来と同様の周期Ｔで更新する事ができる。しかも、正弦波振幅と余弦波振幅の組合せは、従来より短い間隔の周期Ｔ／２で更新される。また、レゾルバから出力される正弦波信号、余弦波信号の基準電圧がＩ／Ｆ回路の部品ばらつき等によりずれた場合でも、図７の処理によりそのずれを補正する事が可能である。さらに、図７の処理を実施する事で、基準電圧が理論範囲内に入って無い場合は、レゾルバ出力を受信するＩ／Ｆ回路の故障としても検出する事ができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３について図９に基づき説明する。なお、実施の形態３は基準電圧学習処理が実施の形態２とは異なるが、その他の処理は実施の形態２と同様であるため、基準電圧学習処理のみここでは説明する。

まず、実施の形態２と同様にステップＳ８０１で基準電圧学習タイミングであれば、ステップＳ１１０１に進む。ステップＳ１１０１ではレゾルバの励磁を中止する。
レゾルバの励磁を中止すると、レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号は基準電圧となる。そこで、ステップＳ１１０２で正弦波信号が入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施し、ステップＳ１１０３でその値を正弦波基準電圧Ｖｓｃｅｎ２としてメモリに記憶する。ステップＳ１１０４では余弦波信号が入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施し、ステップＳ１１０５でその値を余弦波基準電圧Ｖｃｃｅｎ２としてメモリに記憶する。
最後にステップＳ１１０６でレゾルバの励磁を再開する。

基準電圧の学習タイミング以外では、実施の形態２と同様に図６の処理でＡ／Ｄ変換を実施し、図８の処理でモータ角度を演算する。

この実施の形態３によれば、レゾルバの励磁を停止する事で基準電圧を求めるため、モータ駆動中に基準電圧を学習することができないため、基準電圧の学習はモータ制御装置の起動直後やモータが停止しているときに行う必要がある。しかし、基準電圧を学習する際に、実施の形態２のようにＡ／Ｄ変換を４回実施する必要がないため、より短い時間で基準電圧を学習することができる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４について図１０〜図１１に基づき説明する。なお、システム構成図は実施の形態１と同様である。

まず、レゾルバの励磁周期Ｔの半分の時間で図１１の処理が呼び出される。
ステップＳ１３０１〜ステップＳ１３０３で、マイクロコンピュータ内部のカウンタＤが１〜４のどれかを判定する。カウンタＤが１の場合はステップＳ１３０４に、カウンタＤが２の場合はステップＳ１３０５に、カウンタＤが３の場合はステップＳ１３０６に、カウンタＤが１〜３でない場合（すなわちカウンタＤが４の場合）はステップＳ１３０７に進む。ステップＳ１３０４〜ステップＳ１３０７ではＡ／Ｄ変換を実施する。
Ａ／Ｄ変換の対象は、前述のカウンタＤの値により切り換える。カウンタＤが１、もしくは、２の場合は正弦波信号が入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施し、カウンタＤが３、もしくは、４の場合は余弦波信号が入力される端子のＡ／Ｄ変換を実施する。
ステップＳ１３０８〜ステップＳ１３１１では、ステップＳ１３０４〜ステップＳ１３０７でＡ／Ｄ変換された値をそれぞれＶｓｉｎ６、Ｖｓｉｎ７、Ｖｃｏｓ６、Ｖｃｏｓ７としてメモリに記憶する。

次に、前述のカウンタＤが２、もしくは、４のときにステップＳ１３１２、ステップＳ１３１３の処理を行う。
ステップＳ１３１２では正弦波の基準電圧Ｖｓｃｅｎ３をメモリに格納されたＶｓｉｎ６とＶｓｉｎ７を用いて求める。ステップＳ１３１３ではステップＳ１３１２と同様に余弦波の基準電圧Ｖｃｃｅｎ３を求める。それぞれの基準電圧をカウンタＤの値が２、もしくは、４の時のみ求めるのは、より近いタイミングでＡ／Ｄ変換された値を使用するためである。

次にステップＳ１３１４〜ステップＳ１３１７で、ステップＳ１３１２、ステップＳ１３１３で求めた基準電圧を用い、正弦波振幅Ｖｓ３、余弦波振幅Ｖｃ３を求める。
次にステップＳ１３１８で、ステップＳ１３１４〜ステップＳ１３１７で求めたＶｓ３、Ｖｃ３を用いて実施の形態１と同様の方法でモータ電気角を求める。
最後に、ステップＳ１３１９〜ステップＳ１３２１で、カウンタＤの値を１〜４の間で繰り返すように加算、クリップ処理を行う。

この発明の実施の形態４のブラシレスモータの回転位置検出装置によれば、実施の形態３と同様に、正弦波振幅Ｖｓ３と余弦波振幅Ｖｃ３を周期Ｔ（平均）で更新することができる。しかも、正弦波振幅と余弦波振幅の組合せは従来より短い間隔の周期Ｔ／２で更新されるため、モータ角の更新は従来より短い間隔で更新することが可能である。

なお、レゾルバの受信回路が故障した場合、ステップＳ１３１２とステップＳ１３１４で基準電圧が誤った値を計算してしまい、それ以降のステップではその誤った値をもとに計算が行われてしまうため、Ｖｓｃｅｎ３、Ｖｃｃｅｎ３の演算処理に、前回周期で求めたＶｓｃｅｎ３、Ｖｃｃｅｎ３からの変化量をクリップする処理を加えてもよい。

また、実施の形態４では周期２Ｔで正弦波基準電圧と余弦波基準電圧を更新したが、実施の形態２、３のように、モータ制御装置起動時やモータ停止時や周期２Ｔより長い周期で、各基準電圧を更新してもよい。

また、実施の形態２〜４で示した基準電圧の学習処理は、複数組のＡ／Ｄ変換値を用いて学習値として記憶してもよい。

以上のように、この発明のブラシレスモータの回転位置検出装置によれば、モータ制御装置にあるマイクロコンピュータにＡ／Ｄ変換器が１つしかなく、かつ、モータ制御装置にサンプルホールド回路がない場合であっても、簡単且つ安価な構成で、ブラシレスモータの回転位置を精度よく検出することが可能となるものである。

また、この発明の精神と範囲を逸脱しない範囲において、当業者にとって、種々の修正
および変更が可能なことは明らかであり、この発明が、上述した実施の形態に制限されるものではないことを理解すべきである。

１ブラシレスモータ
２レゾルバ
３Ｉ／Ｆ回路（レゾルバ励磁回路）
４クロック出力部
５レゾルバ励磁信号出力装置
６Ｉ／Ｆ回路（正弦波入力回路）
７モータ角度演算装置
８Ｉ／Ｆ回路（余弦波入力回路）
９Ａ／Ｄ変換器
１０レゾルバ振幅演算装置
１１Ｉ／Ｆ回路（モータ駆動回路）
１２モータ駆動装置
１３メモリ
１４プログラム
１５マイクロコンピュータ

Claims

ブラシレスモータに搭載されたレゾルバと、前記ブラシレスモータを駆動するためのモ
ータ制御装置と、前記ブラシレスモータの回転位置情報から該モータを制御するための演
算を行う演算手段（マイクロコンピュータ）を備えたブラシレスモータの回転位置検出装
置において、前記演算手段は、前記レゾルバに励磁信号を供給する励磁信号供給手段と、
前記レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号をアナログ／デジタル変換するアナ
ログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器でアナログ／デジタル変換された
正弦波信号と余弦波信号から正弦波振幅と余弦波振幅を演算するレゾルバ振幅演算手段と
、このレゾルバ振幅演算手段で演算された正弦波振幅と余弦波振幅からブラシレスモータ
のモータ回転角を演算するモータ角度演算手段を備え、前記アナログ／デジタル変換器は
、前記レゾルバに励磁信号を供給した後にレゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信
号のそれぞれを、最大値及び最小値となるタイミング付近で正弦波信号、正弦波信号、余弦波信号、余弦波信号の順に、交互にアナログ／デジタル変換し、前記モータ角度演算手段は、前記励磁信号と同一の周期でモータ回転角を演算することを特徴とするブラシレスモータの回転位置検出装置。
ブラシレスモータに搭載されたレゾルバと、前記ブラシレスモータを駆動するためのモ
ータ制御装置と、前記ブラシレスモータの回転位置情報から該モータを制御するための演
算を行う演算手段（マイクロコンピュータ）を備えたブラシレスモータの回転位置検出装
置において、前記演算手段は、前記レゾルバに励磁信号を供給する励磁信号供給手段と、
前記レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号をアナログ／デジタル変換するアナ
ログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器でアナログ／デジタル変換された
正弦波信号と余弦波信号から正弦波振幅と余弦波振幅を演算するレゾルバ振幅演算手段と
、このレゾルバ振幅演算手段で演算された正弦波振幅と余弦波振幅からブラシレスモータ
のモータ回転角を演算するモータ角度演算手段を備え、前記アナログ／デジタル変換器は
、前記レゾルバに励磁信号を供給した後にレゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信
号のそれぞれを、最大値及び最小値となるタイミング付近で正弦波信号、余弦波信号、正弦波信号、余弦波信号の順に、交互にアナログ／デジタル変換し、前記モータ角度演算手段は、前記励磁信号の半分の周期でモータ回転角を演算することを特徴とするブラシレスモータの回転位置検出装置。
ブラシレスモータに搭載されたレゾルバと、前記ブラシレスモータを駆動するためのモ
ータ制御装置と、前記ブラシレスモータの回転位置情報から該モータを制御するための演
算を行う演算手段（マイクロコンピュータ）を備えたブラシレスモータの回転位置検出装
置において、前記演算手段は、前記レゾルバに励磁信号を供給する励磁信号供給手段と、
前記レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号をアナログ／デジタル変換するアナ
ログ／デジタル変換器と、該アナログ／デジタル変換器でアナログ／デジタル変換された
正弦波信号と余弦波信号とこれらの信号の基準電圧とから正弦波振幅と余弦波振幅を演算するレゾルバ振幅演算手段と、このレゾルバ振幅演算手段で演算された正弦波振幅と余弦波振幅からブラシレスモータのモータ回転角を演算するモータ角度演算手段を備え、前記アナログ／デジタル変換器は、前記レゾルバに励磁信号を供給した後にレゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号のそれぞれを、最大値及び最小値となるタイミング付近で正弦波信号、正弦波信号、余弦波信号、余弦波信号の順に、交互にアナログ／デジタル変換し、前記モータ角度演算手段は、前記励磁信号の半分の周期でモータ回転角を演算することを特徴とするブラシレスモータの回転位置検出装置。
前記アナログ／デジタル変換器は１つだけ具備されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のブラシレスモータの回転位置検出装置。
前記ブラシレスモータの回転位置検出装置は、サンプルホールド回路を備えていないこ
とを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のブラシレスモータの回転位置検出装置。
レゾルバの励磁信号を供給した一定時間後にレゾルバから出力される正弦波信号と余弦
波信号をアナログ／デジタル変換することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のブラシレスモータの回転位置検出装置。
前記レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号の基準電圧を、学習する事を特徴
とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のブラシレスモータの回転位置検出装置。
前記学習動作は、前記モータ制御装置が起動したときに学習動作を行うことを特徴とす
る請求項７に記載のブラシレスモータの回転位置検出装置。
前記学習動作は、モータが停止しているときに学習動作を行うことを特徴とする請求項
７に記載のブラシレスモータの回転位置検出装置。
前記学習動作は、モータを駆動している一定期間ごとに学習動作を行うことを特徴とす
る請求項７に記載のブラシレスモータの回転位置検出装置。
前記学習動作は、レゾルバから出力される正弦波信号と余弦波信号のそれぞれ平均値を学
習値として記憶することを特徴とする請求項７〜請求項１０のいずれか１項に記載のブラ
シレスモータの回転位置検出装置。
前記学習動作は、レゾルバの励磁信号を停止する事で、その時のレゾルバから出力される
正弦波信号と余弦波信号の電圧を学習値として記憶することを特徴とする請求項７〜請求
項１０のいずれか１項に記載のブラシレスモータの回転位置検出装置。