專利名稱：相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，該相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器具有勵磁線圈，其 被輸入勵磁信號；檢測線圈，其輸出檢測信號；以及控制單元，其根據(jù)上述勵磁信號與上述 檢測信號的相位差來算出角度位移。
背景技術(shù)：
以往，在混合動力汽車、電動汽車中使用高輸出的無刷電動機(jī)。為了控制混合動力 汽車的無刷電動機(jī)，需要準(zhǔn)確地掌握電動機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)動位置。這是因為要控制對定子 各線圈的通電切換，需要準(zhǔn)確地掌握轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置。特別是，在汽車中，齒槽轉(zhuǎn)矩妨礙駕 駛性能，從而期望減少齒槽轉(zhuǎn)矩，因此強(qiáng)烈期望準(zhǔn)確地進(jìn)行通電切換。為了滿足耐高溫、耐噪聲、耐振動、耐高濕等性能，使用旋轉(zhuǎn)變壓器來檢測汽車的 電動機(jī)軸的位置。將旋轉(zhuǎn)變壓器組裝在電動機(jī)的內(nèi)部，直接安裝在電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上。例如，在專利文獻(xiàn)1的旋轉(zhuǎn)變壓器中，以正弦波和余弦波對高頻進(jìn)行調(diào)幅，將調(diào)幅 后的高頻作為勵磁信號而輸入到勵磁線圈。由此，起到能夠減少勵磁線圈匝數(shù)的效果。在 此，正弦波、余弦波以及高頻使用模擬波。并且，控制裝置根據(jù)輸入到勵磁線圈的勵磁信號的零交叉點與來自探察線圈的檢 測信號的零交叉點的相位差來算出角度位移。專利文獻(xiàn)1 日本專利第3047231號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，以往的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器存在以下的問題。S卩，以往的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器具有被輸入勵磁信號的勵磁線圈和輸出檢測信號 的檢測線圈，根據(jù)上述勵磁線圈的勵磁信號零交叉點與上述檢測線圈的檢測信號零交叉點 的相位差來算出角度位移，因此僅能夠以勵磁信號周期來檢測角度位移，存在無法適應(yīng)于 需要更高分辨率的情況的問題。例如，假設(shè)使用7.2kHz的勵磁信號的情況。在這種情況下，在電動機(jī)轉(zhuǎn)速是 3000rpm時，角速度為18000度/秒鐘，使用7. 2kHz的勵磁信號能夠檢測的最小角度僅是 18000 度 /7200 = 2. 5 度。因此，本發(fā)明是為了解決上述問題點而完成的，其目的在于提供一種也能夠應(yīng)對 高分辨率的角度位移的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器。用于解決問題的方案為了解決上述問題點而完成的本發(fā)明所涉及的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器具有以下結(jié) 構(gòu)。(1) 一種相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，具有勵磁線圈，其被輸入勵磁信號；檢測線圈， 其輸出檢測信號；以及控制單元，其根據(jù)上述勵磁線圈的勵磁信號零交叉點與上述檢測線圈的檢測信號零交叉點的相位差來算出角度位移，該相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的特征在于，控 制單元進(jìn)行以下處理基于根據(jù)檢測信號零交叉點X處的上述相位差M00而算出的角度 θ ω、根據(jù)前一個檢測信號零交叉點X-I處的上述相位差M0h)而算出的角度θ μ)來求出 角度θ (χ)處的速度V00 ；根據(jù)速度V00來算出下一個檢測信號零交叉點Χ+1處的估計角度 θ，(χ+1)；以規(guī)定的最小檢測角度θ LSB分割估計角度θ，(χ+1)與角度θ (χ)的差；以及在角度 θ ω之后到估計角度θ，(χ+1)之前的范圍內(nèi)，輸出基于最小檢測角度θ LSB的實時信號。(2)在⑴所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元在每次經(jīng) 過規(guī)定時間T0u= θ LSB/v(x)時輸出上述實時信號。(3)在(2)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述實時信號是對上述 角度θ ω加上或者減去上述最小檢測角度θμ而得到的角度。(4)在⑴所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元在每次經(jīng) 過任意決定的時間時算出上述估計角度，將該估計角度作為上述實時信號而輸出。(5)在(1)至(4)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的任一個中，其特征在于，上述控 制單元在求取上述速度V00時，求出之前的多個零交叉點處的速度，將這些速度的平均值設(shè) 為上述速度V 。(6)在(5)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述之前的多個零交叉 點的數(shù)量為四個或者八個。(7)在⑴至(6)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的任一個中，其特征在于，在上述 估計角度θ，(χ+1)與根據(jù)上述勵磁信號零交叉點Χ+1處的相位差Μ(χ+1)而算出的角度θ (χ+1) 存在誤差的情況下，上述控制單元在計算下一個上述勵磁信號零交叉點Χ+1處的速度V(x+1) 時，根據(jù)上述誤差來校正速度。(8)在(1)至(3)、(5)、(6)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的任一個中，其特征在 于，進(jìn)行上述最小檢測角度θ LSB的加減運算的間隔是上述控制單元的基本時鐘的整數(shù)倍。(9)在(8)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元將加上上 述最小檢測角度θ LSB的間隔延長上述基本時鐘的一個周期的動作進(jìn)行與上述誤差除以上 述基本時鐘而得到的值相應(yīng)的次數(shù)。(10)在⑶或者(9)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元 輸出多個脈沖列以輸出上述規(guī)定時間Τ0υ 。(11)在(1)至(10)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的任一個中，其特征在于，在上 述估計角度θ ’(χ+1)與根據(jù)上述勵磁信號零交叉點X處的相位差M00而算出的角度Θ (χ)的 差在規(guī)定值以下的情況下，上述控制單元不算出當(dāng)前角度。(12) 一種相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，具有勵磁線圈，其被輸入勵磁信號；檢測線圈， 其輸出檢測信號；以及控制單元，其根據(jù)上述勵磁信號與上述檢測信號的相位差來算出角 度位移，該相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的特征在于，控制單元根據(jù)時間T處的上述勵磁信號的值 算出勵磁信號角度θ Α，根據(jù)時間T處的上述檢測信號的值算出檢測信號角度θ B，根據(jù)上 述勵磁信號角度θA與上述檢測信號角度θB的差來估計當(dāng)前角度。(13)在(12)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元在計算 上述檢測信號角度θ B時，以規(guī)定數(shù)來分割正弦波的一個周期，根據(jù)經(jīng)過時間來校正分割而得到的點之間的值。發(fā)明的效果接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的作用以及效果。(1) 一種相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，具有勵磁線圈，其被輸入勵磁信號；檢測線圈， 其輸出檢測信號；以及控制單元，其根據(jù)上述勵磁線圈的勵磁信號零交叉點與上述檢測線 圈的檢測信號零交叉點的相位差來算出角度位移，該相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的特征在于，控 制單元進(jìn)行以下處理基于根據(jù)檢測信號零交叉點X處的上述相位差M00而算出的角度 θ ω、根據(jù)前一個檢測信號零交叉點X-I處的上述相位差M0h)而算出的角度θ μ)來求出 角度θ (χ)處的速度V00 ；根據(jù)速度V00來算出下一個檢測信號零交叉點Χ+1處的估計角度 θ，(χ+1)；以規(guī)定的最小檢測角度θ LSB分割估計角度θ，(χ+1)與角度θ (χ)的差；以及在角度 θ ω之后到估計角度θ ’_之前的范圍內(nèi)，輸出基于最小檢測角度θ，的實時信號，因此 根據(jù)作為前一個角度變化率的速度，能夠在每次經(jīng)過較短時間時輸出到下一個零交叉點之 前的角度位移，因此在需要較高分辨率的情況下也能夠?qū)崟r地應(yīng)對。在本發(fā)明中，例如如果使用最小檢測角度θ LSB = 0. 0879度，則與僅利用零交叉點 的情況下的分辨率2. 5度(在電動機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm時)相比，能夠得到2. 5/0. 0879 =大 約28倍的分辨率。(2)在(1)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元在每次經(jīng) 過規(guī)定時間T0ui = θ LSB/v(x)時輸出上述實時信號，因此在每次角度變化了最小檢測角度 θ LSB時輸出實時信號，從而能夠?qū)崟r地檢測角度變化。(3)在(2)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述實時信號是對上述 角度θ ω加上或者減去上述最小檢測角度θ m而得到的角度，因此能夠在每次變化了最 小檢測角度θ m時檢測此時的估計角度。在此，在電動機(jī)正轉(zhuǎn)時進(jìn)行加法運算，在電動機(jī) 反轉(zhuǎn)時進(jìn)行減法運算。(4)在(1)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元在每次經(jīng) 過任意決定的時間時算出上述估計角度，將該估計角度作為上述實時信號而輸出，因此能 夠總是以固定時間間隔來檢測最新的角度。(5)在⑴至(4)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的任一個中，其特征在于，上述控 制單元在求取上述速度V00時，求出之前的多個零交叉點處的速度，將這些速度的平均值設(shè) 為上述速度V00，因此在速度變化較大時，能夠提高實時輸出的估計角度的精確度。(6)在(5)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述之前的多個零交叉 點的數(shù)量是四個或者八個，因此容易以位進(jìn)行計算，能夠使程序簡單。在此，當(dāng)將之前的多 個零交叉點的數(shù)量設(shè)為十個以上時，在使用于電動機(jī)的轉(zhuǎn)動角度檢測時擔(dān)心以下這樣的問 題。S卩，這是因為在電動機(jī)以IOOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，在急速減速的情況下，當(dāng) 將之前的多個零交叉點的數(shù)量設(shè)為十個以上時，擔(dān)心誤差超過1 θ m，從而無法高精度地估 計急速變化的速度V00的估計值。(7)在⑴至(6)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的任一個中，其特征在于，在上述 估計角度θ，(χ+1)與根據(jù)上述勵磁信號零交叉點Χ+1處的相位差Μ(χ+1)而算出的角度θ (χ+1) 之間存在誤差的情況下，在計算下一個上述勵磁信號零交叉點Χ+1處的速度V(x+1)時，上述控制單元根據(jù)上述誤差來校正速度，因此即使在角度變化率突然變化的情況下，也能夠迅 速地對下一個角度位移預(yù)測進(jìn)行校正。(8)在(1)至(3)、(5)、(6)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的任一個中，其特征在 于，進(jìn)行上述最小檢測角度θ LSB的加減運算的間隔是上述控制單元的基本時鐘的整數(shù)倍， 因此規(guī)定時間Tm除以基本時鐘時得到的余數(shù)的累積成為誤差，因此能夠容易地算出誤差。(9)在(8)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元將加上上 述最小檢測角度θ LSB的間隔延長上述基本時鐘的一個周期的動作進(jìn)行與上述誤差除以上 述基本時鐘而得到的值相應(yīng)的次數(shù)，因此在修正所產(chǎn)生的誤差時，不是急劇地修正，而是能 夠在花時間確保平衡的同時修正誤差。(10)在⑶或者(9)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元 輸出多個脈沖列以輸出上述規(guī)定時間T0ui，因此能夠容易地輸出相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的輸
出O(11)在(1)至(10)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的任一個中，其特征在于，在上 述估計角度θ ’(x+1)與根據(jù)上述勵磁信號零交叉點X處的相位差M00而算出的角度Θ (χ)的 差在規(guī)定值以下的情況下，上述控制單元不算出當(dāng)前角度，因此即使在低速轉(zhuǎn)動時也不會 錯誤判斷為反轉(zhuǎn)。(12) 一種相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，具有勵磁線圈，其被輸入勵磁信號；檢測線圈， 其輸出檢測信號；以及控制單元，其根據(jù)上述勵磁線圈的勵磁信號零交叉點和上述檢測線 圈的檢測信號零交叉點的相位差來算出角度位移，該相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的特征在于，控 制單元根據(jù)時間T處的勵磁信號的值算出勵磁信號角度θ Α，根據(jù)時間T處的檢測信號的值 算出檢測信號角度θ B，根據(jù)勵磁信號角度θ A與檢測信號角度θ B的差來估計當(dāng)前角度， 因此不限定于零交叉點，能夠在任意的時間估計角度位移。(13)在(12)所記載的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中，其特征在于，上述控制單元在計算 上述檢測信號角度θ B時，以規(guī)定數(shù)來分割正弦波的一個周期，根據(jù)經(jīng)過時間來校正分割 而得到的點之間的值，因此能夠通過簡單的計算來算出角度位移。


圖1是表示相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)的框圖。圖2是表示估計角度的算出方法的算法的圖。圖3是表示相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器中的信號的圖。圖4是表示在零交叉檢測定時之間估計角度的方法的第一說明圖。圖5是表示在零交叉檢測定時之間估計角度的方法的第二說明圖。圖6是表示從圖3起經(jīng)過時間而圖3中的估計零交叉點成為實際測量值零交叉點 X的狀態(tài)的圖。圖7是表示修正誤差β的具體方法的圖。圖8是表示修正誤差β的實施例的圖。圖9是表示修正誤差β的其它實施例的圖。圖10是表示用于輸出實時信號S的脈沖信號的圖。
圖11是表示用于輸出實時信號S的其它脈沖信號的圖。圖12是不進(jìn)行角度估計的情況的說明圖。圖13是表示勵磁信號中的正弦波和檢測信號的圖。圖14是表示第一校正方法的圖。圖15是表示第二校正方法的圖。圖16是表示第三實施例的速度算出方法的圖。附圖標(biāo)記說明11 正弦波產(chǎn)生電路；12 余弦波產(chǎn)生電路；13、14 比較器；16 角度算出器；17、 18 輸出端口 ；21 第一勵磁線圈；22 第二勵磁線圈；23 檢測線圈；24、25 旋轉(zhuǎn)式變壓器 線圈；X 零交叉點；M 相位差；P 角度位移信號；S 實時信號；θ 角度；θ，估計角度； θ LSB 最小檢測角度；β 誤差。
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖來詳細(xì)說明將本發(fā)明的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器具體化的第一實施方 式。如圖1所示，相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器大致分為傳感器部2以及控制部1。產(chǎn)生作為第一勵磁信號的7. 2kHz正弦波Rl (Asin cot)的正弦波產(chǎn)生電路11與旋 轉(zhuǎn)變壓器定子的第一勵磁線圈21相連接。另外，產(chǎn)生作為第二勵磁信號的7. 2kHz余弦波 R2 (Acoswt)的余弦波產(chǎn)生電路12與旋轉(zhuǎn)變壓器定子的第二勵磁線圈22相連接。正弦波與余弦波的振幅相同，相位差90度。在檢測線圈23中，作為感應(yīng)電流而產(chǎn)生作為輸出信號K的ABsin (ω t+θ)。輸出 信號K通過旋轉(zhuǎn)式變壓器線圈24、25被輸入到設(shè)置于定子側(cè)的比較器14。另一方面，從正 弦波產(chǎn)生電路11向比較器13輸入正弦波(Asincot)。比較器13、14的輸出被輸入到角度 算出器16。另外，基本時鐘產(chǎn)生器15的輸出被輸入到角度算出器16。接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)變壓器的作用。圖3示出旋轉(zhuǎn)變壓器中的信號的 波形。橫軸是時間軸，縱軸是振幅。第一勵磁線圈21被正弦波Rl(Asincot)勵磁，第二勵磁線圈22被余弦波R2 勵磁，由此在旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子的檢測線圈23中，作為感應(yīng)電流而產(chǎn)生作為輸出信號K的 ABsin (ω t+θ)。圖3的上部示出正弦波Rl與輸出信號K的關(guān)系。通過旋轉(zhuǎn)式變壓器線圈24、25將輸出信號K輸入到設(shè)置于定子側(cè)的比較器14。另一方面，從正弦波產(chǎn)生電路11向比較器13輸入正弦波Rl (Asin ω t)。角度算出 器16根據(jù)比較器13所檢測到的作為勵磁信號的正弦波Rl (Asin ω t)的零交叉檢測定時和 比較器14所檢測到的作為輸出信號K的ABsin(on+ θ )的零交叉檢測定時的偏離(相位 差Μ)來算出電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度。在圖3中以Sr示出比較器13所檢測到的正弦波Rl 的零交叉檢測定時。在圖3中以Ss示出比較器14所檢測到的輸出信號K的零交叉檢測定 時。正弦波Rl的零交叉檢測定時與輸出信號K的零交叉檢測定時的偏離為相位差Μ。艮口， 相位差M的單位是時間。角度算出器16根據(jù)相位差M來算出角度位移。然后，將所算出的角度位移信號P 向輸出端口 17輸出。向輸出端口 17輸出角度位移信號P的定時與輸出信號K的零交叉點 大致同時。S卩，角度算出器16大致瞬間算出角度，輸出角度位移信號P。
在圖中，X表示檢測信號K的零交叉點。X-I表示X的前一個檢測信號零交叉點， X-2表示X的前兩個檢測信號零交叉點，X+1表示X的后一個檢測信號零交叉點。其中，檢 測信號零交叉點X依次變更。即，在檢測信號K的后一個零交叉點的瞬間，前面的檢測信號 零交叉點X+1變更為當(dāng)前的檢測信號零交叉點X。相位差M00表示檢測信號零交叉點X處的相位差，角度Θ (χ)表示檢測信號零交叉 點X處的角度。僅以與作為勵磁信號的正弦波Rl大致相同的周期輸出角度位移信號P，因此僅利 用角度位移信號P時角度位移的分辨率低。在本實施例中，使用7. 2kHz的勵磁信號。例如， 在電動機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm時，角速度為18000度/秒鐘，利用7. 2kHz能夠檢測的最小角度 僅為 18000 度 /7200 = 2. 5 度。在本實施方式中，角度算出器16在零交叉檢測定時之間估計角度位移角，將所估 計的角度位移作為實時信號S向輸出端口 18輸出。下面，說明實時信號S。圖2示出用于 算出實時信號S的算法。首先，根據(jù)前一角度、相位差來算出速度V00 (Si)。V⑴=(θ ⑴-θ (η)) / (Tr+Moo-M(H))在此，Tr是勵磁信號的周期(時間)。接著，算出用于進(jìn)行分辨率角度即最小檢測角度θ m加減運算的時間T’ 0LX(S2)。 在此，Tm是到達(dá)分辨率角度即最小檢測角度θ LSB的計算上的時間，Tm = θ m/V(x)，加法 計數(shù)值KNx是到達(dá)角度檢測周期Tr+Moo-Mm)而輸出與最小檢測角度θ LSB相應(yīng)的角度變 化的次數(shù)，KNx = (Tr+M(x)-M^1))/T 0LX( = ( θ (χ)- θ 婦))/ θ LSB)，并且校正后計數(shù)值 K，Nx 是 對加法計數(shù)值加上后面的校正而得到的計數(shù)值，設(shè)為ΚΝ’χ = ΚΝχ+α (α為校正次數(shù))。此 時，成為 T，0LX= (Tr+Moo-Mo^VKN，χ。接著，每次經(jīng)過Τ’ 0υ 時，對最小檢測角度θ m進(jìn)行加減運算，估計當(dāng)前估計角度 θ ， (S3)。接著，在檢測實際角度θ (χ)時，在所算出的實際角度θ (χ+1)與估計角度θ，(χ)的 值中不存在誤差β的情況下(34:“是”)，將α =0輸入到S2(S5)。另外，在存在誤差β 的情況下(S4 “否”)，將 α = ( θ (χ+1)- θ，(χ))/θ LSB 輸入到 S2(S6)。在此，θ (χ+1)是與用 θ，(χ)估計的角度對應(yīng)的實際角度。接著，說明使用圖2的算法的具體算出方法。圖4以及圖5示出在檢測信號零交叉檢測定時之間估計角度的方法。并且，橫軸 是時間軸，縱軸表示角度。在圖4中，角度θ ft)表示在檢測信號零交叉點X處實際測量而算出的角度。角度 θ O^表示在檢測信號零交叉點X的前一個檢測信號零交叉點X-I處實際測量而算出的角 度。角度θ ’ (χ+1)表示檢測信號零交叉點X的后一個檢測信號零交叉點Χ+1處的估計角度。 附加有劃線的附圖標(biāo)記表示估計值。另外，Tr是勵磁信號的周期(時間)。相位差M00是檢測信號零交叉點X處的勵 磁信號Rl與檢測信號K的定時的偏差(時間)。相位差M0h)是檢測信號零交叉點X-I處 的勵磁信號Rl與檢測信號K的定時的偏差(時間)。估計相位差Μ，(χ+1)表示檢測信號零 交叉點Χ+1處的估計相位差。
通過用角度位移θ (χ)- θ (η)除以時間Tr+Moo-Mo^)來求出檢測信號零交叉點X處 的角速度V00。并且，假設(shè)從檢測信號零交叉點X到后一個檢測信號零交叉點X+1的區(qū)間內(nèi) 以勻速角速度V00進(jìn)行變化。即，假設(shè)為估計速度V’ (X+1) = voo°接著，決定最小檢測角度0LSB。在本實施例中，設(shè)為12位的精確度。由此，360 度除以2的12次方即4096而得到的數(shù)0. 0879度成為最小檢測角度θ LSB0從角度θ (χ)起轉(zhuǎn)動最小檢測角度θ哪所需的時間TmST0u= θ哪/V(x)。由于 假設(shè)為估計速度v’(x+1)為勻速，因此如圖5所示，通過每次經(jīng)過時間TmW對角度θ⑴加 上(減去)最小檢測角度θ m，能夠算出當(dāng)前的估計角度θ ’。在本實施例中，在從檢測信號零交叉點X到檢測信號零交叉點Χ+1的期間ATc 中，每次經(jīng)過時間T0ui時，角度算出器16算出對角度θ ω加上(減去)最小檢測角度θ m 而得到的角度作為當(dāng)前的估計角度θ ’，作為實時信號S輸出到輸出端口 18。S卩，在估計為 角度變化了最小檢測角度θ m的定時輸出實時信號S。在圖5示出的時刻中，將估計角度θ，輸出為θ (χ)+2 θ哪。根據(jù)本實施例的最小檢測角度θ LSB = 0. 0879度，與僅利用零交叉點的情況下的 分辨率2. 5度(電動機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm時)相比，能夠得到2. 5/0. 0879 =大約28倍的分 辨率。在本實施例中，在估計為角度變化了最小檢測角度θ LSB的定時、即每次經(jīng)過規(guī) 定時間T0u= Θ m/v 00時，將加上上述最小檢測角度Θμ所得到的角度作為估計角度，作 為實時信號S而輸出，因此，在接收檢測信號一側(cè)，在每次估計為變化了最小檢測角度θ LSB 時，能夠接收當(dāng)前的估計角度。在此，在估計為變化了最小檢測角度θ m時，也可以輸出簡單的定時信號作為實 時信號S。在這種情況下，在接收到實時信號S —側(cè)對輸出次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，由此能夠獲知估 計角度。另外，作為估計為角度變化了最小檢測角度θM的方法，在本實施例中使用規(guī)定 時間T0u = θ m/V00，但是也可以使用更復(fù)雜的計算方法來提高精確度。接著，說明估計角度θ，(χ+1)與實際測量值之間產(chǎn)生誤差的情況。圖6示出從圖4起經(jīng)過規(guī)定時間而圖4中的估計檢測信號零交叉點Χ+1成為實際 測量值檢測信號零交叉點X的狀態(tài)。在圖6中，以前一個檢測信號零交叉點X-I表示圖4 的檢測信號零交叉點X。另外，將后一個估計角度θ，(χ+1)表示為估計角度θ ’ ω。圖6示 出在檢測信號零交叉點X處實際測量得到的角度θ (χ)與估計角度θ，(χ)之間存在誤差β 的情況。在圖6示出的時間T00的時刻確認(rèn)出誤差β。如果此時立即或者在短時間內(nèi)在旋 轉(zhuǎn)變壓器側(cè)修正誤差β，則在電動機(jī)的控制裝置側(cè)有可能判斷為電動機(jī)已停止或者判斷為 電動機(jī)反轉(zhuǎn)。實際上，雖然產(chǎn)生了誤差β，但還是進(jìn)行通常的轉(zhuǎn)動，當(dāng)判斷為反轉(zhuǎn)等時，會產(chǎn) 生輸出錯誤信息的問題。在本實施例中，為了解決這種問題，采用逐漸修正誤差β的方法。即，在保持估計 角度θ，(X)不變的狀態(tài)下，根據(jù)實際測量值θ (χ)算出角速度V00作為接下來的估計角速度 V，(χ+1)，設(shè)估計角速度 V，(χ+1) =Νωο接著，說明降低誤差的方法。圖7示出降低誤差的具體方法。具體地說，通過修正用最小檢測角度θ m進(jìn)行加減運算的定時來降低誤差。作為實際動作，對最小檢測角度θ m進(jìn)行加減運算的定時為基本時鐘周期(本實 施例中，基本時鐘的頻率為30MHz，周期為33ns)的整數(shù)倍周期tm，因此時間Tm除以基 本時鐘周期得到的余數(shù)的累積成為誤差。因而，通過將對最小檢測角度θμ進(jìn)行加減運算 的間隔延長基本時鐘的一個周期設(shè)為t0u+lCLK(33ns)，進(jìn)行與誤差除以基本時鐘周期得 到的數(shù)相當(dāng)?shù)拇螖?shù)，能夠降低誤差。另外，通過均衡且均勻地分配延長對最小檢測角度θ LSB 進(jìn)行加減運算的間隔的位置定時，能夠使檢測信號的輸出速度接近理想速度。在圖7中，用 實線示出的Al表示包含誤差的實時信號，用虛線示出的A2表示理想的實時信號。例如，假設(shè)在期間ATc = 102的條件下以五個階段的加減運算定時來進(jìn)行控制的 情況。102/5 = 20，余數(shù)2，因此如圖8所示，在五個階段當(dāng)中，在三個階段中10 u = 20CLK, 在兩個階段中t0LX+lCLK = 21CLK。此時，在tm的三個階段之間分配tm+lCLK的兩個階 段，因此能夠使所有角度位移平衡均勻。圖9示出降低誤差的其它實施例。具體地說，與圖8同樣地，通過修正對最小檢測 角度θμ進(jìn)行加減運算的定時來降低誤差。在圖9的方法中，例如，設(shè)為在T0h)至T00期間角度變化10 θ LSBO在本實施例中， 設(shè)為最小檢測角度θ LSB = 360度/4096 = 0. 0879度，因此，在檢測信號零交叉點X到估計 檢測信號零交叉點X+1的期間△ Tc中，在每次經(jīng)過時間T時，角度算出器16算出對角度 θ (χ)加上(減去)最小檢測角度θ μ而得到的角度作為當(dāng)前的估計角度θ ’，作為實時信 號S輸出到輸出端口 18。在本實施例中，角度輸出的精確度為12位，將勵磁信號的一個周期(360度)設(shè)為 212 = 4096個單位時間(相對于基本時鐘頻率30MHz (周期33ns)，勵磁信號頻率為7324Hz)。 因此，一個單位時間(基本時鐘=33ns)相當(dāng)于1 θ LSB(0. 0879度)。在此，考慮從T0h)至 τ(χ)角度變化了 +10 θ LSB的情況(例如，M0h) = 40基本時鐘，M00 = 50基本時鐘)。Tr = 4096 個單位時間，因此估計為 ATc(T0h)-T00) = Δ TB (T00-T(η)) = Tr+Moo-Mo^) =4106。 因此，在4106個基本時鐘期間需要輸出十次角度變化了 1Θ，的信號。但是，4106/10 = 410. 6，能夠估計為每410. 6個基本時鐘變化1 θ μ，但是它不是基本時鐘周期的整倍數(shù)，因 此無法進(jìn)行這種控制。在此，舍去0. 6，當(dāng)設(shè)為每410個基本時鐘角度變化+1 θ m時，在4100 個基本時鐘的時刻，輸出角度變化了 10 θ m這種實時信號，由此產(chǎn)生誤差。在本實施例中， 示出降低產(chǎn)生上述誤差的方法。將角度變化了最小檢測角度θ LSB的估計時間t0ua)設(shè)為舍去4106/10 = 410. 6 的小數(shù)點之后的數(shù)值而得到的值即410。在本實施例中，作為基本時鐘，使用頻率30MHz、 周期33ns，因此成為“ χω = 410X33ns。接著，將角度變化了 2 θ LSB的估計時間t0m2)設(shè) 為舍去(4106-410)/9 = 410.6的小數(shù)點之后的數(shù)值而得到的值即410\33118。接著，將 角度變化了 3 θ LSB的估計時間teLX(3)設(shè)為舍去(4106-410X2)/8 = 410. 7的小數(shù)點之后 的數(shù)值而得到的值即410X33ns。接著，將角度變化了 4 θ LSB的估計時間t0u(4)設(shè)為舍去 (4106-410X 3)/7 = 410. 8的小數(shù)點之后的數(shù)值而得到的值即410X 33ns。接著，將角度變 化了 5 θ LSB的估計時間teLX(5)設(shè)為舍去(4106-410X4)/6 = 411的小數(shù)點之后的數(shù)值而得 到的值即411 X 33ns。這樣，依次進(jìn)行計算，通過舍去小數(shù)點之后的數(shù)值，能夠降低誤差，因此能夠極其簡單地降低誤差。即，在圖8的方法中必須按分割數(shù)來預(yù)先決定分配等，但是根據(jù)圖9的方 法，僅依次進(jìn)行計算就能夠降低需要降低的誤差，因此容易進(jìn)行控制。接著，在每次經(jīng)過時間T0u時，角度算出器16算出對角度θ (χ)加上(減去)最小 檢測角度θ M而得到的角度作為當(dāng)前的估計角度θ ’，作為實時信號S輸出到輸出端口 18， 因此在角度算出器16內(nèi)在每次經(jīng)過時間T0u時產(chǎn)生信號。圖10示出用于輸出實時信號S 的脈沖信號。如圖10所示，在零交叉點X的時間T00到估計時間Τ(χ+1)期間產(chǎn)生接通時間為Tm、 斷開時間為T0u的脈沖列A。通過獲取脈沖列A的上升沿、下降沿兩者的定時，來在該定時 加上最小檢測角度θ m，輸出實時信號S。作為代替脈沖列A的實施例，也存在如圖11所示那樣，產(chǎn)生脈沖列B、脈沖列C兩 個脈沖列的方法。從零交叉點X的時間T00起產(chǎn)生脈沖列B。脈沖列B的接通時間為2Tm、 斷開時間為2Tm。另一方面，比脈沖列B延遲時間Tm地產(chǎn)生脈沖列C。脈沖列C的接通 時間為2Tm、斷開時間為2Τ0 Χ。通過使用兩個脈沖列，能夠容易地進(jìn)行角度輸出，能夠檢測角度以及轉(zhuǎn)動方向。 即，通過識別兩個脈沖列的上升沿和下降沿的順序，能夠容易地判斷轉(zhuǎn)動方向。如上所述，通過使脈沖列產(chǎn)生了最小檢測角度θ LSB或者其倍數(shù)對應(yīng)的時間T0U、 2Tm等，能夠輸出當(dāng)前的角度Θ’。S卩，當(dāng)對脈沖列的上升沿、下降沿或者其兩者進(jìn)行計數(shù) 時，其計數(shù)值示出絕對角度，因此通過進(jìn)行并行輸出、串行輸出能夠示出當(dāng)前的絕對角度。在本實施例中，僅在檢測信號零交叉點X-I到檢測信號零交叉點X之間角度變化 了 2 θ M以上的情況下，實時地進(jìn)行角度估計。在角度變化不足2 θ LSB的情況下，不進(jìn)行角 度估計。圖12示出不進(jìn)行角度估計的情況的說明圖。使用圖12來說明在角度變化不足2 θ LSB的情況下不進(jìn)行角度估計的理由。縱軸 示出角度，橫軸示出時間經(jīng)過。細(xì)實線Ml示出實際的角度變化，虛線M3示出總是進(jìn)行角度 估計的情況，粗實線M2表示本實施例的角度變化不足2 θ LSB時不進(jìn)行角度估計的情況。如 實線Ml所示，相對于時間經(jīng)過，角度恒量地每次些許地發(fā)生變化。在總是進(jìn)行角度估計的情況下，如虛線M3所示，在檢測信號零交叉點X+1的時 刻T(x+1)測量θ LSB的角度變化，因此，基于該變化將檢測信號零交叉點X+2處的估計角度
(X+2) 估計為+2 θ LSB。接著，在檢測信號零交叉點X+2的時刻測量出的角度在作為估計角度的+2 θ m之 下，因此在該時刻，檢測信號零交叉點Χ+3處的估計角度θ ’ _成為+ θ 如圖所示，從 檢測信號零交叉點Χ+2到檢測信號零交叉點Χ+3進(jìn)行反轉(zhuǎn)，存在與實際的角度變化Ml不同 的問題。與此相對，在從檢測信號零交叉點X到下一個檢測信號零交叉點Χ+1之間，在角度 變化不足2 θ LSB的情況下不進(jìn)行估計的情況下，如實線M2所示，在檢測信號零交叉點X處 角度θ不發(fā)生變化，在檢測信號零交叉點Χ+1的時刻，角度θ被置換為作為實際測量值的 + Θ，。同樣地，在檢測信號零交叉點X+2處角度θ不發(fā)生變化，在檢測信號零交叉點Χ+3 的時刻，角度θ被置換為作為實際測量值的+2 θ μ。根據(jù)該方法，角度不會負(fù)變化，從而電 動機(jī)的控制側(cè)不會錯誤檢測成電動機(jī)反轉(zhuǎn)。如以上詳細(xì)說明那樣，根據(jù)第一實施例的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，具有勵磁線圈21、22，其被輸入勵磁信號；檢測線圈23，其輸出檢測信號；以及角度算出器16，其根據(jù)對勵 磁線圈21、22輸入的勵磁信號的零交叉點與來自上述檢測線圈23的檢測信號的零交叉點 的相位差來算出角度位移，該相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的特征在于，角度算出器16基于根據(jù)檢 測信號零交叉點X處的相位差M00而算出的角度θ (χ)、根據(jù)前一個上述檢測信號零交叉點 X-I處的相位差M0h)而算出的角度θ (η)來求出角度θ (χ)處的速度V00，根據(jù)速度V00來 算出下一個檢測信號零交叉點Χ+1處的估計角度θ’(χ+1)，以規(guī)定的最小檢測角度θ m對 估計角度θ，(χ+1)與角度θ (χ)之差進(jìn)行分割，在角度θ (χ)之后到估計角度θ，(χ+1)之前的 范圍內(nèi)，輸出基于最小檢測角度θ LSB的實時信號，因此根據(jù)作為前一角度變化率的速度，能 夠以每個較短的經(jīng)過時間輸出到下一個零交叉點之前的角度位移，因此在需要高分辨率的 情況下也能夠?qū)崟r地應(yīng)對。例如，假設(shè)使用7.2kHz的勵磁信號的情況。在這種情況下，在電動機(jī)轉(zhuǎn)速為 3000rpm時，角速度為18000度/秒鐘，利用7. 2kHz的勵磁信號所能夠檢測到的最小角度僅 是18000度/7200 = 2. 5度。這些是來自輸出端口 17的輸出。與此相比，在本實施例中，例如，如果使用最小檢測角度eLSB = 0.0879度，則與 僅利用零交叉點的情況下的分辨率2. 5度(在電動機(jī)轉(zhuǎn)速為3000rpm時)相比，能夠得到 2. 5/0. 0879 =大約28倍的分辨率。具體地說，特征在于，在估計為角度變化了最小檢測角度θ m的定時輸出實時信 號，因此在每次角度變化了最小檢測角度θ m時輸出實時信號，從而能夠?qū)崟r地檢測角度變化。另外，特征在于，在每次經(jīng)過規(guī)定時間T0u = θ LSB/V(X)時，將加上上述最小檢測角 度θ LSB而得到的角度作為估計角度，作為實時信號而輸出，因此能夠在每次變化了最小檢 測角度θμ時檢測此時的估計角度。另外，特征在于，在估計角度θ，(χ+1)與根據(jù)下一個勵磁信號零交叉點Χ+1處的相 位差Μ(χ+1)而算出的角度θ(χ+1)之間存在誤差β的情況下，在算出下一個勵磁信號零交叉 點Χ+1處的速度V(x+1)時，根據(jù)誤差β進(jìn)行校正，因此即使角度變化率突然改變的情況下， 也能夠迅速地對下一個角度位移預(yù)測進(jìn)行校正。另外，特征在于，進(jìn)行最小檢測角度θ LSB的加減運算的間隔是角度算出器16的 基本時鐘的整數(shù)倍，因此，規(guī)定時間T0u除以基本時鐘時的余數(shù)的累積成為誤差，但是能夠 容易地降低誤差。另外，特征在于，將對最小檢測角度θ m進(jìn)行加減運算的間隔延長基本時鐘的一 個周期1CLK，進(jìn)行與誤差除以基本時鐘而得到的值相應(yīng)的次數(shù)，因此能夠確保平衡并且降
低誤差。另外，特征在于，輸出多個脈沖列以輸出規(guī)定時間T0u，因此能夠容易地輸出相位 差式旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出。另外，特征在于，在估計角度θ，(χ+1)與根據(jù)勵磁信號零交叉點X處的相位差M00 而算出的角度θ (X)之間的差在規(guī)定值以下的情況下，不算出當(dāng)前的角度，因此即使在低速 轉(zhuǎn)動時也不會錯誤判斷為反轉(zhuǎn)。接著，說明本發(fā)明的第二實施例。第二實施例的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的基本結(jié)構(gòu) 與第一實施例相同，如圖1所示那樣。不同點僅在于角度算出器16的作用，因此僅說明不同點，省略其它部分的說明。圖13示出勵磁信號中的正弦波Rl = α sin t和檢測信號K = α β sin (ω t+ γ t)。將任意的測量點Φ 1處的正弦波Rl的值設(shè)為ESrX，將檢測信號K的值 設(shè)為ESsX。測量點Φ1處的勵磁信號的角度信息0 3以是虹(^^1伍3^(/(1)，檢測信號的 角度信息θ SsX是arCSin(ESSX/(a X β))。arcsin僅獲取-90度以上且90度以下的值， 因此需要進(jìn)行校正。圖14示出第一校正方法。圖14的(a)示出校正前的數(shù)據(jù)，圖14的(b)示出校正 后的數(shù)據(jù)。在(a)中，實線附是sin θ的值，虛線Ν2是arcsin θ的值。說明(a)的數(shù)據(jù)的 處理方法。以sin θ最小值來將運算值arcsin θ，設(shè)置為-90度，(1) θ在-90度以上不 足90度的范圍內(nèi)，設(shè)為校正值θ ’= θ。(2) θ在90度以上不足270度的范圍內(nèi)，設(shè)為校 正值 θ，= 180- θ。由此，能夠得到(b)的校正后的數(shù)據(jù)。粗虛線N3表示校正后的數(shù)據(jù)。根據(jù)校正后 的數(shù)據(jù)N3，能夠使arcsin輸出在所有區(qū)間內(nèi)是直線而不是折線。圖15示出第二校正方法。圖15的(a)示出校正前的數(shù)據(jù)，圖15的(b)示出校正 后的數(shù)據(jù)。在(a)中，實線附是sin θ的值，虛線Ν2是arcsin θ的值。說明(a)的數(shù)據(jù)的 處理方法。sine將運算值arcsin θ，設(shè)置為90度，(1) θ在90度以上不足270度的范圍 內(nèi)，設(shè)為校正值θ ’ = θ。(2) θ在-90度(270度)以上不足90度(450度)的范圍內(nèi)， 設(shè)為校正值θ，=-180-θ。由此，能夠得到(b)的校正后的數(shù)據(jù)N3。根據(jù)校正后的數(shù)據(jù) N3,能夠使arcsin輸出在所有區(qū)間內(nèi)是直線而不是折線。任意時刻處的旋轉(zhuǎn)變壓器角度ΦΧ成為ΦΧ = θ，Srl- θ，Ssl (度)?？偸菣z測 旋轉(zhuǎn)變壓器角度，在每次ΦΧ增加(減少)最小檢測角度θ LSB = 0. 0879度時，將實時信號 S輸出到輸出端口 18。如以上詳細(xì)說明那樣，根據(jù)第二實施例的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，具有勵磁線圈 21、22，其被輸入勵磁信號；檢測線圈23，其輸出檢測信號；以及角度算出器16，其根據(jù)勵磁 線圈21、22的勵磁信號零交叉點與檢測線圈23的檢測信號零交叉點的相位差來算出角度 位移，該相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的特征在于，角度算出器16根據(jù)時間T處的勵磁信號的值算 出勵磁信號角度θ ’SrX，根據(jù)時間T處的檢測信號的值算出檢測信號角度e’Ssx，根據(jù)勵 磁信號角度θ ’ SrX與檢測信號角度θ ’ SsX的差來估計當(dāng)前的角度，因此不限定于零交叉 點，能夠在任意的時間處估計角度位移。另外，特征在于，在算出檢測信號角度θ ’SsX時，以規(guī)定數(shù)來分割正弦波的一個周 期，根據(jù)經(jīng)過時間來校正分割得到的點之間的值，因此能夠以簡單的計算來算出角度位移。接著，說明本發(fā)明的第三實施例。第三實施例僅求出速度V(X)的方法與第一實施 例不同，其它方法與第一實施例相同，因此僅詳細(xì)說明不同點，省略其它說明。圖16示出求出速度V(X)的方法。求出Χ-3 至 Χ-4 的區(qū)間((Χ-4)-(Χ-3))的速度 V，(χ_3) = ( θ (χ_3)- θ (χ_4))/ (Tr+M(x_3)-M(x_4))。另夕卜，求出X-2 至 Χ-3 的區(qū)間((Χ-3) - (Χ-2))的速度 V，(χ_2) = ( θ (χ_2)- θ (χ_3)) /(Tr+M(x_2)-M(x_3))。另夕卜，求出X-I至X-2的區(qū)間((X-2)-(X-I))的速度V，婦)=(θ如廠θ (χ_2))/ (Τγ+Μ^,-Μ^))。另夕卜，求出X 至 X-I 的區(qū)間((X-I)-(X))的速度 V，(χ) = (θ ω- θ (η))/ (Tr+MooU。然后，求出四個區(qū)間的平均速度V00 = (V’(X_3)+V’(X_2)+V’(η)+V’(χ))/ (4Tr+Moo-M(x_4))。將該V00作為第一實施例的V00來使用。在此，如圖16的下部所示，也可以將四個區(qū)間視作一個區(qū)間，算出整體平均速度
V(X) = ( θ (X)- θ (x-4))/(4Tr+M(x)-M(x_4))來使用。當(dāng)計算四個速度V’的平均時，由于在本實施例中各速度V’的數(shù)據(jù)是12位，因此四 個數(shù)據(jù)的合計值是14位。此時，如果簡單地取平均，則刪除下兩位來設(shè)為12位數(shù)據(jù)即可， 但是在本實施例中，在下兩位數(shù)的上位是1的情況下進(jìn)到上一位，在是0的情況下舍去。由 此，能夠更接近實際的速度。根據(jù)第三實施例，特征在于，在求出速度V00時，求出之前的多個零交叉點(在第 三實施例中是例如四個，如果加上當(dāng)前時刻的零交叉點則是五個)處的速度V’，將它們的 平均值設(shè)為速度V00，因此當(dāng)速度V’變化較大時，能夠提高實時輸出的估計角度的精確度。在上述實施例中，根據(jù)四個零交叉點來求出速度V(x)，但是如果使用八個零交叉點 來求出速度V ，則能夠進(jìn)一步提高精確度。另外，特征在于，之前的多個零交叉點的數(shù)量為四個或者八個，因此容易以位進(jìn)行 計算，能夠使程序簡單。在此，當(dāng)將零交叉點的數(shù)量設(shè)為十個以上時，在使用于電動機(jī)的轉(zhuǎn)動角度檢測時 擔(dān)心如下的問題。S卩，這是因為當(dāng)電動機(jī)以IOOOOrpm以上的轉(zhuǎn)速進(jìn)行轉(zhuǎn)動時，在急速減速的情況 下，如果將零交叉點的數(shù)量設(shè)為十個以上則擔(dān)心誤差超過1 θ LSB而無法高精確度地估計急 速變化的速度V00的估計值。這是因為當(dāng)將零交叉點的數(shù)量設(shè)為十個以上時，獲取較多過 去的數(shù)據(jù)，因而存在在速度急劇變化的情況下所估計的速度的誤差相應(yīng)地變大這種問題。此外，本發(fā)明并不限于上述實施方式，在不脫離發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)能夠如下這 樣實施。例如，在本實施例中，在估計為角度變化了最小檢測角度θ μ時，使用規(guī)見定時間 T0lx= θ m/V(χ)，但是也可以利用其它計算式來估計角度變化。并且，代替估計角度變化了 最小檢測角度θ m，也可以在每個固定時間算出此時的估計角度，在每個固定時間將所算 出的估計角度作為實時信號S輸出。另外，在本實施例中，設(shè)為12位的精確度，但是也可以使用更多位來提高精確度。在本實施例中，說明了電動機(jī)正轉(zhuǎn)的情況，但是在電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，只要減去最小檢 測角度θμ來算出估計角度即可。
權(quán)利要求
一種相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，具有勵磁線圈，其被輸入勵磁信號；檢測線圈，其輸出檢測信號；以及控制單元，其根據(jù)上述勵磁線圈的勵磁信號零交叉點與上述檢測線圈的檢測信號零交叉點的相位差來算出角度位移，該相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的特征在于，上述控制單元進(jìn)行以下處理基于根據(jù)上述檢測信號零交叉點X處的上述相位差M(X)而算出的角度θ(X)、根據(jù)前一個上述檢測信號零交叉點X 1處的上述相位差M(X 1)而算出的角度θ(X 1)來求出上述角度θ(X)處的速度V(X)；根據(jù)上述速度V(X)來算出下一個上述檢測信號零交叉點X+1處的估計角度θ’(X+1)；以規(guī)定的最小檢測角度θLSB分割上述估計角度θ’(X+1)與上述角度θ(X)的差；以及在上述角度θ(X)之后到上述估計角度θ’(X+1)之前的范圍內(nèi)，輸出基于上述最小檢測角度θLSB的實時信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，上述控制單元在每次經(jīng)過規(guī)定時間T0u= θ LSB/V(X)時輸出上述實時信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，上述實時信號是對上述角度θ (x)加上或者減去上述最小檢測角度Θ，而得到的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，上述控制單元在每次經(jīng)過任意決定的時間時算出上述估計角度，將該估計角度作為上 述實時信號而輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，上述控制單元在求取上述速度V00時，求出之前的多個零交叉點處的速度，將這些速度 的平均值設(shè)為上述速度V 。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，上述之前的多個零交叉點的數(shù)量為四個或者八個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，在上述估計角度θ，(χ+1)與根據(jù)上述勵磁信號零交叉點Χ+1處的相位差Μ(χ+1)而算出的 角度θ (χ+1)存在誤差的情況下，上述控制單元在計算下一個上述勵磁信號零交叉點Χ+1處 的速度V(x+1)時，基于上述誤差來校正速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，進(jìn)行上述最小檢測角度θ LSB的加減運算的間隔是上述控制單元的基本時鐘的整數(shù)倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，上述控制單元將加上上述最小檢測角度θ LSB的間隔延長上述基本時鐘的一個周期的 動作進(jìn)行與上述誤差除以上述基本時鐘而得到的值相應(yīng)的次數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，上述控制單元輸出多個脈沖列以輸出上述規(guī)定時間T0U。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于，在上述估計角度θ，(χ+1)與根據(jù)上述勵磁信號零交叉點X處的相位差M00而算出的角 度θ (χ)的差在規(guī)定值以下的情況下，上述控制單元不算出當(dāng)前角度。
12.一種相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，具有勵磁線圈，其被輸入勵磁信號；檢測線圈，其輸出檢測信號；以及控制單元，其根據(jù)上述勵磁信號和上述檢測信號的相位差來算出角度位移， 該相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器的特征在于，上述控制單元根據(jù)時間T處的上述勵磁信號的值算出勵磁信號角度θ Α，根據(jù)時間T處 的上述檢測信號的值算出檢測信號角度θ B，根據(jù)上述勵磁信號角度θ A與上述檢測信號 角度θB的差來估計當(dāng)前角度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，其特征在于， 上述控制單元在計算上述檢測信號角度θ B時，以規(guī)定數(shù)來分割正弦波的一個周期， 根據(jù)經(jīng)過時間來校正分割得到的點之間的值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種相位差式旋轉(zhuǎn)變壓器，特征在于，角度算出器(16)基于根據(jù)檢測信號零交叉點X處的相位差M(X)而算出的角度θ(X)、根據(jù)前一個上述檢測信號零交叉點X-1處的相位差M(X-1)而算出的角度θ(X-1)來求取角度θ(X)處的速度V(X)，根據(jù)速度V(X)來算出下一個檢測信號零交叉點X+1處的估計角度θ’(X+1)，以規(guī)定的最小檢測角度θLSB分割估計角度θ’(X+1)與角度θ(X)的差，在角度θ(X)之后到估計角度θ’(X+1)之前的范圍內(nèi)，輸出基于最小檢測角度θLSB的實時信號。
文檔編號G01D5/243GK101922945SQ20101020783
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者中村健英, 井上鐵治, 宮嵜洋彰, 神谷巧, 鈴木健之 申請人:愛三工業(yè)株式會社