(57)【要約】  モータ駆動装置は、回転位置センサから２つの検出信号を入力して回転位置を検出し、検出された回転位置に応じてモータに印加する電圧を制御する。モータ駆動装置は、２つの検出信号からサンプリングした各サンプリング値の２乗和が所定値となる第１の状態のとき第１の電圧を出力し、２乗和が所定値とならない第２の状態のとき第２の電圧を出力する制御部を有する。
2012147142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転位置センサから出力される２つの検出信号をサンプリングし、当該サンプリング値から前記モータの回転位置を検出し、検出された回転位置に応じた電圧を前記モータに印加するモータ駆動装置において、
前記モータ駆動装置は、
前記２つのサンプリング値の２乗和が所定値となる第１の状態のとき、第１の電圧を前記モータに印加し、前記２つのサンプリング値の２乗和が所定ちとならない第２の状態のとき、第２の電圧を前記モータに印加する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動装置における回転位置検出部は、前記回転位置センサの励磁周波数の所定の周期内で２回サンプリングしたサンプリング値に基づいて前記回転位置を検出する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
正規化された前記２つの検出信号のサンプリング値における前記２乗和が１となる前記第１の状態のとき、前記第１の電圧を前記モータに印加し、前記２乗和が１とならない前記第２の状態のとき、前記第２の電圧を前記モータに印加する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、
前記２つの検出信号のうち少なくとも一方は、前記検出信号の正側及び又は負側の波形がクランプされた波形を有している
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載のモータ駆動装置は、
ＰＷＭパルス変調した出力電圧を出力し、該ＰＷＭパルスに同期して、前記回転位置センサからの検出信号をサンプリングする
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項２に記載のモータ駆動装置において、
前記回転位置検出部は、前記サンプリング値の２乗和が所定値となる状態になるように前記サンプリング値の大きさを補正する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１に記載のモータ駆動装置は、
センサ異常判定部を有し、該センサ異常判定部は、前記第２の状態の出現をカウントし、前記第１の状態のときにカウントをクリアし、該カウント値が所定の回数となる場合、前記回転位置センサに異常が発生していると判断する異常通知を出力する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項８】
請求項１に記載のモータ駆動装置は、
前記回転位置センサを２つ有し、回転位置センサ毎に２つのサンプリング値の２乗和が所定値となる前記第１の状態と、前記２乗和が所定値とならない前記第２の状態とを検知して異常を検知する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１に記載のモータ駆動装置は、
前記回転位置センサの励磁周波数の４半周期だけずれたタイミングで前記２つの検出信号をサンプリングしたサンプリング値の２乗和が所定値であるか否か判定する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項１０】
モータの回転位置センサから出力される２つの検出信号をサンプリングし、当該サンプリング値から前記モータの回転位置を検出し、検出された回転位置に応じた電圧を前記モータに印加するモータ駆動装置において、
前記モータ駆動装置は、
センサ異常判定部を有し、該センサ異常判定部は、
前記回転位置センサの励磁周波数の所定の周期内の２つのサンプリング値から回転位置の演算が可能な第１の状態と、回転位置の演算が困難な第２の状態の両方が検出される場合に、第１の異常を通知して前記モータの運転を継続し、
前記第２の状態のみが検知される場合に、第２の異常を通知して前記モータを停止する
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転位置センサからの検出信号に適切な波形と不適切な波形が含まれる場合にも、その状態に応じて出力電圧を制御することができるモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを使用するモータ装置は、モータの回転位置センサから取得される検出信号に応じ、モータの駆動を継続する。一方、検出信号に異常がある場合、モータ装置は、異常状態をユーザに通知し、早期メンテナンスを通じてモータの安全動作を図る。特許文献１には、２つの回転位置センサの検出信号が正常時の振幅に一致するか否かを判定し、判定結果に基づいて、回転位置センサの異常の有無を検知する技術が記載されている。特許文献２には、３相出力型の回転位置センサにおいて、いずれか１つの出力信号に異常が検出されると、残りの２つの出力信号を用いてモータの駆動を継続する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2005-147733号公報
【特許文献２】特開2008-196937号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の手法では、回転位置センサが１つの場合、モータの回転に伴って振幅変化する入力信号が正常時の振幅に一致しているか否かの判定が難しい。すなわち、回転位置の変化による振幅変化なのか、回転位置センサの異常による振幅変化なのかを判定することが難しい。従って、回転位置センサが１つの場合、その異常を正確に検知することができない。【０００５】
一方、特許文献２の場合、３つの出力信号のうち少なくとも２つの出力信号が正常でないと、回転位置センサにおいてモータの回転位置を正確に検出することが難しい。従って、これら２つの出力信号の波形に適切な状態と不適切な状態が交互に出現する場合、出力信号の波形が適切な状態にある区間でしか、回転位置を正しく検出することができない。すなわち、モータの回転駆動を継続することができない。【０００６】
本発明の目的は、モータの回転停止や運転状態に応じ、回転位置センサの２つの検出信号に適切な状態と不適切な状態が交互に出現する場合でも、当該２つの検出信号に基づいたモータの駆動を継続することができるモータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るモータ駆動装置は、回転位置センサから出力される２つの検出信号をサンプリングして回転位置を算出し、当該回転位置に応じてモータに印加する電圧を制御する。この場合において、本発明に係るモータ駆動装置は、２つの検出信号からサンプリングした各サンプリング値の２乗和が所定値となる第１の状態のとき、第１の電圧をモータに印加し、２つの検出信号の２乗和が所定値とならない第２の状態のとき、第２の電圧をモータに印加する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るモータ駆動装置によれば、２つの検出信号に適切な波形と不適切な波形が含まれる場合にも、モータの停止状態を最低限に抑制することができる。【０００９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施例に係るモータ装置の構成を示す図。
【図２】検出値の許容誤差を説明する図。
【図３】適切な状態の検出信号の波形例を示す図。
【図４】不適切な状態が含まれる検出信号の波形例を示す図。
【図５】電動パワーステアリング装置の構成例を示す図。
【図６】モータの内部構成例を説明する図。
【図７】ハイブリッド自動車システムの構成例を示す図。
【図８】ＩＣ化したモータ駆動装置の構成例を示す図。
【図９】不適切な状態が含まれる検出信号の他の波形例を示す図。
【図１０】車両用ブレーキ装置の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明の実施の態様は、後述する形態例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。
【００１２】
＜実施例１＞
[装置構成]
図１に、実施例に係るモータ駆動装置１００を実装するモータ装置５００の構成例を示す。モータ駆動装置１００は、モータ３００の回転位置センサ３２０から出力される２つの検出信号からモータ３００の回転位置を検出し、当該回転位置に応じてモータ３００に印加する駆動電圧を制御する。２つの検出信号の波形は、モータ３００の停止又は運転状態により変化する。
【００１３】
この実施例に係るモータ駆動装置１００は、回転位置センサ３２０から出力される２相の検出信号の２乗和に基づいてモータ３００に出力する駆動電圧を制御する。ここで、モータ駆動装置１００は、２相の検出信号の２乗和が所定値である場合、検出信号に基づいて生成した所定の電圧をモータ３００に出力する。一方、モータ駆動装置１００は、前述した２乗和が所定値とならない場合、予め定めた規定の電圧をモータ３００に出力する。
【００１４】
モータ駆動装置１００は、電流制御部１１０、電流検出部１２０、インバータ１３０、センサ異常判定部１４０、回転位置検出部１５０、励磁部１６０、電流指令部１７０を有している。
【００１５】
バッテリ２００は、モータ駆動装置１００の直流電圧源である。バッテリ２００の直流電圧Ｅｄｃは、モータ駆動装置１００のインバータ１３０により、可変電圧可変周波数の３相交流電圧に変換され、モータ３００に印加される。
【００１６】
モータ３００は、３相交流電圧の供給により回転駆動される同期モータである。モータ３００には、回転位置の検出用に、回転位置センサ３２０が取り付けられている。
【００１７】
回転位置センサ３２０は、励磁部１６０から供給される励磁信号（Sinωｔ）を、モータ３００に出現する誘起電圧の位相に応じて変調した２相の検出信号(SinθSinωt，CosθSinωt)を出力する。この２相の検出信号は、モータ３００に供給する３相交流電圧の位相制御に使用される。本実施例の場合、回転位置センサ３２０には、鉄心と巻線から構成されるレゾルバを使用する。もっとも、回転位置センサ３２０には、ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）センサ、ホール効果を利用するセンサ等を使用しても良い。
【００１８】
モータ駆動装置１００には、モータ３００の回転（出力）を電流制御する機能が設けられる。当該機能を実現する回路の一つが電流検出部１２０である。電流検出部１２０は、モータ３００に印加される３相のモータ電流値（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）と回転角度θを入力信号とし、それらをｄｑ変換して電流検出値（Ｉｄ，Ｉｑ）を生成する。ここでの回転角度θは、回転位置検出部１５０から与えられる。
【００１９】
電流制御部１１０は、電流検出値（Ｉｄ，Ｉｑ）と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）が一致するように、インバータ１３０に出力する電圧指令信号（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）を生成する。ここで、電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）は、電流指令部１７０から与えられる。なお、電流指令部１７０は、上位制御器から与えられる目標トルクに応じて電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を生成する。
【００２０】
インバータ１３０は、電圧指令信号（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）と回転位置θに基づいて３相の出力電圧指令（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）を生成する処理と、当該３相の出力電圧指令をパルス幅変調（ＰＷＭ）してドライブ信号を生成する処理と、該ドライブ信号により半導体スイッチ素子をオン／オフ制御する処理とを実行する。該制御により、モータ３００に印加する３相交流電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）の出力が調整される。
【００２１】
回転位置検出部１５０は、回転位置センサ３２０から出力される２相の検出信号（SinθSinωt，CosθSinωt）からモータ３００の回転位置θを算出する。図１では、回転位置検出部１５０の前段にアナログ回路（オペアンプ）を配置する。後述するように、オペアンプは検出信号の振幅の調整に使用される。
【００２２】
回転位置検出部１５０は、励磁信号（Sinωｔ）の所定のタイミングでサンプリングされた２相の検出信号の２乗和が所定値になる場合、これら２相の検出信号に基づいて回転位置θを更新する。このとき、回転位置検出部１５０は、状態フラグＳｉｇを例えば「０」に設定する。
【００２３】
一方、回転位置検出部１５０は、これら２相の検出信号の２乗和が所定値とならない場合、２つの検出信号を用いることなく、規定の回転位置θを出力する。このとき、回転位置検出部１５０は、状態フラグＳｉｇを例えば「１」に設定する。回転位置検出部１５０が実行する詳細動作は後述する。
【００２４】
センサ異常判定部１４０は、励磁部１６０の励磁周期に同期したタイミングで状態フラグＳｉｇの値を確認する。ここで、状態フラグＳｉｇの値が「１」のとき、センサ異常判定部１４０は、カウンタのカウント値を１つ増加する。なお、状態フラグＳｉｇの値が「０」のとき、センサ異常判定部１４０は、カウンタのカウント値をリセットする。
【００２５】
ここで、カウント値「１」に続いてカウント値「０」が発生する場合（すなわち、正常な波形と異常な波形が交互に検出される場合）、センサ異常判定部１４０は、異常通知１を出力する。この場合、モータ駆動装置１００の動作は継続される。
【００２６】
これに対し、カウント値が所定値以上になる場合（すなわち、状態フラグＳｉｇ「１」が連続して検出される場合）、センサ異常判定部１４０は異常通知２を出力する。この異常通知２は、電流指令部１７０による電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）の出力を停止させる停止信号（stop）としての機能も有する。電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）の出力が停止すると、モータ駆動装置１００は異常停止する。
【００２７】
本実施例に係る回転位置検出部１５０は、励磁信号（Sinωｔ）の４半周期（π／２）の奇数倍の位相（π／２，３π／２，５π／２，…）を、２つの検出信号（SinθSinωt，CosθSinωt）のサンプリングタイミングとする。回転位置検出部１５０は、当該タイミングに取得したサンプリング値の２乗和を算出する。ここで、２相の検出信号の各振幅をＳ及びＣとすると、２つの検出信号は、それぞれS・SinθとC・Cosθとで表すことができる。
【００２８】
なお、正常時における各検出信号の振幅Ｓ及びＣが「１」となるように、２相の検出信号を正規化すると、図２に一点鎖線で示すように、それらの２乗和（ＳＩ）は、半径が「１」の円になる。すなわち、Sin２θ＋Cos２θ＝１となる。ここで、検出許容誤差を±αとすると、これら検出信号の２乗和（ＳＩ）の許容範囲は、１±αで与えられる。以下、許容範囲の最大値を与える値「１＋α」を、第１の判定許容誤差という。また、許容範囲の最小値を与える値「１−α」を、第２の判定許容誤差という。
【００２９】
回転位置検出部１５０は、これら検出信号の２乗和（ＳＩ）が許容範囲内にあるか否かを判定する。２乗和（ＳＩ）が許容範囲内にある場合、回転位置検出部１５０は、モータ３００の回転が正常な状態にあると判定する。このとき、状態フラグＳｉｇの値は「０」に設定される。
【００３０】
一方、２乗和（ＳＩ）が許容範囲を越える場合、回転位置検出部１５０は、モータ３００の回転が異常な状態にあると判定する。このとき、状態フラグＳｉｇの値は「１」に設定される。この状態は、これら検出信号の２乗和の半径が、第１の検出許容誤差より大きい（すなわち、Sin２θ＋Cos２θ＞１＋α）場合か、第２の検出許容誤差より小さい（すなわち、Sin２θ＋Cos２θ＜１−α）場合を意味する。
【００３１】
ここで、これら検出信号の２乗和が軌道ＳＲ（図２）を通る場合、電気角の１周期全てにおいて、状態フラグＳｉｇの値は「０」となる。一方、これら検出信号の２乗和が軌道ＳＥ（図２）を通る場合、電気角の１周期の一部分で状態フラグＳｉｇの値が「１」となり、その他の部分で値が「０」となる。
【００３２】
回転位置検出部１５０が、マイクロコントローラの一部として提供される場合、２相の検出信号のオフセット電圧を含む振幅は、マイクロコントローラ内に設けられるＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジ０〜５Ｖに収まるように調整される必要がある。当該信号の調整には、アナログ回路（オペアンプ）等が使用される。このように、オフセット電圧と振幅を調整した後の信号が、回転位置検出部１５０に与えられる。
【００３３】
以下、２相の検出信号（SinθSinωt、CosθSinωt）の各サンプリング値をＡ及びＢとし、そのオフセット量をＣａ及びＣｂとし、さらに検出許容誤差を±α’とすると、各値の間には次式が成立する。
【００３４】
（Ａ−Ｃａ）２＋（Ｂ−Ｃｂ）２＝Ｃ±α’      （式１）
ただし、Ｃは定数である。この式は、次式と等価である。
【００３５】
Sin２θ＋Cos２θ＝１±α      （式２）
なお、式１を式２に変換する演算処理の計算量はマッピングテーブル等の利用により低減することができ、必要とされる処理時間も短縮できる。
【００３６】
ここで、検出許容誤差±α及び±α’は、モータ装置５００の要求仕様に応じ、回転位置θの最大許容誤差θeにより設定することができる。例えばモータの出力トルクが一定であり、かつ、モータ電流の誤差が±１０％の場合、最大許容誤差θeは約±２５度電気角で与えられる。この場合、検出許容誤差±α及び±α’は、最大許容誤差θe（≒±２５度電気角）に相当する値として設定することができる。以下の説明では、便宜上、検出許容誤差α及びα’を省略して表記する。
【００３７】
モータ装置５００がモータ３００の回転速度を制御する場合、モータ装置５００は、回転位置θの時間変化によりモータ回転速度ωｒを算出し、当該モータ回転速度ωｒが上位制御器から与えられる指令速度と一致するように電圧指令信号（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）又は電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を生成する。具体的には、モータ装置５００の電流制御部１１０又は電流指令部１７０がそれぞれ対応する信号又は値を生成する。
【００３８】
なお、モータ装置５００がモータ３００の出力トルクを制御する場合、モータ装置５００は、電流検出値（Ｉｄ，Ｉｑ）とモータトルクとの関係式又はマッピングテーブルを用い、電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を生成する。具体的には、モータ装置５００の電流指令部１７０が対応する値を生成する。
【００３９】
[モータの回転が正常な場合の波形]
図３（ａ）〜（ｅ）に、モータ３００の回転が正常である場合に出現する２相の検出信号とそれらに関連する信号の波形を示す。なお、各グラフの横軸は実回転位置θであり、縦軸は振幅を±１に正規化して表している。
【００４０】
図３（ａ）は、励磁部１６０から回転位置センサ３２０に出力されるレゾルバ励磁信号の波形である。図中の黒丸は、サンプリングタイミングを表している。
【００４１】
回転位置（角度）θの演算に使用される２相の検出信号は、図３（ｂ）及び（ｃ）に実線で示すように、レゾルバＳｉｎ信号（Sinθ）とレゾルバＣｏｓ信号（Cosθ）で表現される。これら２つの検出信号からｔａｎ信号を算出し、更に、そのアークタンジェントを計算すると、回転位置θを求めることができる。
【００４２】
回転位置センサ３２０から出力される２相の検出信号は、レゾルバ励磁信号（Sinωｔ）を振幅変調したSinθSinωt及びCosθSinωtの波形となる。図３（ｂ）及び（ｃ）は、当該波形を点線で表している。この実施例の場合、マイクロコントローラのＡ／Ｄ変換器のサンプリングタイミングは、レゾルバ励磁信号Sinωt（図３（ａ））の４半周期（π／２）の奇数倍（π／２，３π／２，５π／２，…）で与えられる。
【００４３】
この明細書では、当該サンプリングタイミングのうちレゾルバ励磁信号Sinωtの信号値が正のタイミングを正のサンプリングタイミングといい、レゾルバ励磁信号Sinωtの信号値が負のタイミングを負のサンプリングタイミングという。
【００４４】
もっとも、レゾルバ励磁信号のピーク位相からサンプリングタイミングがずれたとしても、２相の検出信号（SinθSinωt，CosθSinωt）が同時にサンプリングされていれば、アークタンジェント演算時におけるタイミングずれはキャンセルすることができる。
【００４５】
例えばレゾルバＳｉｎ信号のサンプリング値は、ＳＡ１，ＳＢ１，ＳＡ２，ＳＢ２，…で与えられる。他方、レゾルバＣｏｓ信号のサンプリング値は、ＣＡ１，ＣＢ１，ＣＡ２，ＣＢ２，…で与えられる。
【００４６】
このとき、サンプリング値ＳＡ１とＣＡ１は、同時にサンプリングされている。同様に、ＳＢ１とＣＢ１も同時にサンプリングされている。ここで、許容誤差を無視すると、サンプリング値ＳＡ１及びＣＡ１の２乗和は、ＳＡ１２＋ＣＡ１２＝１を満たす。この場合、状態フラグＳｉｇの値は「０」である。サンプリング値ＳＢ１及びＣＢ１の２乗和も同様である。
【００４７】
なお、図３（ｄ）の実線は、インバータ１３０で算出されるＵ相の出力電圧指令Ｖｕ＊（Ｕ相変調波）を表している。また、図３（ｄ）の点線は、ＰＷＭ変調するためのキャリア信号Carrierを表している。
【００４８】
図３（ｅ）の実線は、図３（ｄ）に示すＵ相の出力電圧指令Ｖｕ＊とキャリア信号Carrierを大小比較して生成されるＵ相のＰＷＭ変調波形である。この波形が、インバータ１３０を構成する半導体スイッチ素子のドライブ信号となる。
【００４９】
インバータ１３０の出力電圧は、バッテリ２００の電圧Ｅｄｃを１／２倍したものである。その他２つの相、すなわちＶ相及びＷ相も同様に与えられる。
【００５０】
なお、図３（ｄ）の実線は、キャリア信号Carrierのピークタイミングで、Ｕ相の出力電圧指令Ｖｕ＊を更新した場合に対応する。因みに、図３（ｄ）の点線に対応するＵ相の出力電圧指令Ｖｕ２＊は、キャリア信号Carrierのピークタイミングとボトムタイミングの両方においてＵ相の出力電圧指令を更新する場合を示している。
【００５１】
Ｕ相の出力電圧指令はＶｕであっても、Ｖｕ２＊であっても良い。いずれの場合も、モータ駆動装置１００の出力電圧は同等になる。
【００５２】
[モータの回転に異常が含まれる場合の波形]
図４（ａ）〜（ｅ）に、モータ３００の回転に異常が含まれる場合に出現する２相の検出信号とそれらに関連する信号を説明する。各グラフの横軸は実回転位置θであり、縦軸は振幅を±１に正規化して表している。
【００５３】
図４（ａ）〜（ｅ）に示すグラフは、いずれも図３（ａ）〜（ｅ）に示すグラフに対応する。図４と図３の違いは、図４の場合、回転位置センサ３２０から出力される２相の検出信号に、Sin２θ＋Cos２θ＝１を満たす状態と満たさない状態が交互に現われる点である。図４は、センサ異常判定部１４０が異常通知１を出力するような現象が２相の検出信号に現われる場合を表している。
【００５４】
本図の場合、波形の異常は、図４（ｂ）に点線で示すレゾルバＳｉｎ信号（SinθSinωt）の側に現れている。図４（ｂ）の波形異常では、レゾルバ励磁信号Sinωｔの負側の波形が正常な振幅に対して小さい値にクランプされている。この波形は、ダイオードクランプされた場合と等価な波形である。この現象は、回転位置センサ３２０から回転位置検出部１５０に延びる配線が抵抗等を通じてグランドライン又は電源ラインに接触した場合、信号調整用のアナログ回路（検出回路）のオペアンプに不具合が生じた場合等に生じる可能性がある。
【００５５】
回転位置（角度）θの演算には、図４（ｂ）及び（ｃ）に実線で示すレゾルバＳｉｎ信号（Sinθ）とレゾルバＣｏｓ信号（Cosθ）が使用される。図４（ｂ）の場合、レゾルバ励磁信号の信号値が負となる位相側の波形は、全て所定の値にクランプされている。
【００５６】
ここで、実際の回転位置θが０〜１８０度の区間について考える。同区間の場合、正のサンプリングタイミングが、回転位置θの計算に適したタイミングを与える。このタイミングにおけるレゾルバＳｉｎ信号（Sinθ）のサンプリング値はＳＡ１，ＳＡ２，…である。この場合、ＳＡｉ２＋ＣＡｉ２＝１を満たす。
【００５７】
一方、同区間の場合、負のサンプリングタイミングが、回転位置θの計算に適さないタイミングを与える。このタイミングにおけるレゾルバＳｉｎ信号（Sinθ）のサンプリング値はＳＢ１，ＳＢ２，…である。この場合、ＳＢｊ２＋ＣＢｊ２≠１である。
【００５８】
次に、実際の回転位置θが１８０〜３６０度の区間について考える。同区間の場合、位相が０〜１８０度の区間の場合とは反対に、正のサンプリングタイミングが、回転位置θの計算に適さないタイミングを与えている。このタイミングにおけるレゾルバＳｉｎ信号（Sinθ）のサンプリング値はＳＡ７，ＳＡ８，…である。この場合、ＳＡ７２＋ＣＡ７２≠１である。
【００５９】
一方、同区間の場合、負のサンプリングタイミングが、回転位置θの計算に適したタイミングを与える。このタイミングにおけるレゾルバＳｉｎ信号（Sinθ）のサンプリング値はＳＢ６，ＳＢ７，…である。この場合、ＳＢ６２＋ＣＢ６２＝１である。
【００６０】
本実施例に係る回転位置検出部１５０は、２相の検出信号の各サンプリング値の２乗和が非１の場合、当該サンプリング値を用いずに、モータ３００の駆動を継続する。すなわち、回転位置検出部１５０は、実際の回転位置θが０〜１８０度の区間では、正のサンプリングタイミングにおけるサンプリング値だけを使用し、実際の回転位置θが１８０〜３６０度の区間では、負のサンプリングタイミングにおけるサンプリング値だけを使用する。
【００６１】
すなわち、回転位置θが０〜１８０度の区間にある場合、回転位置検出部１５０は、各サンプリングタイミングにおける回転位置θの算出に、正のサンプリングタイミングにサンプリングされた値を使用する。
【００６２】
同様に、回転位置θが１８０〜３６０度の区間にある場合、回転位置検出部１５０は、各サンプリングタイミングにおける回転位置θの算出に、負のサンプリングタイミングにサンプリングされた値を使用する。この演算処理は、回転位置検出部１５０において、各サンプリングタイミングのサンプリング値の２乗和が１と非１（すなわち０）を交互に繰り返す場合に実行される。
【００６３】
この演算処理の実行により、図４（ｄ）に示すＵ相の出力電圧指令Ｖｕ＊は、正しく更新される。その結果、図４（ｅ）に示すＵ相のＰＷＭ信号が得られ、モータ駆動装置１００には規定の出力電圧が得られる。
【００６４】
前述したように、図４（ｂ）及び（ｃ）に示す検出波形が回転位置センサ３２０から出力される場合、回転位置検出部１５０では、Sin２θ＋Cos２θ＝１の状態とSin２θ＋Cos２θ≠１の状態が交互に繰り返し検出される。従って、回転位置検出部１５０は、状態フラグＳｉｇの値が「０」と「１」を交互に繰り返す出力をセンサ異常判定部１４０に出力する。
【００６５】
この場合、センサ異常判定部１４０の内部カウンタのカウント値の最大値は１である。このとき、センサ異常判定部１４０は、異常通知１を出力する。
【００６６】
これに対し、Sin２θ＋Cos２θ≠１の状態が連続する場合、センサ異常判定部１４０の内部カウンタのカウント値は１より大きい値に増加する。カウント値が所定の閾値（例えば「１」）より大きくなると、センサ異常判定部１４０は異常通知２を出力する。同時に、センサ異常判定部１４０は停止の電流指令を作成する停止信号（stop）を出力し、モータ３００の回転駆動を停止させる。
【００６７】
[変形例]
なお、図１の場合、異常通知２を停止信号（stop）に共用しているが、それぞれ個別の信号として出力しても良い。
【００６８】
また、前述の説明では、負のサンプリングタイミングの波形がクランプされているものとして説明したが、正の宣布リングタイミングの波形がクランプされていても良い。
【００６９】
また、前述の説明の場合には、状態フラグＳｉｇ「１」と「０」が交互に出現する場合にのみ異常通知１を出力し、センサ異常判定部１４０のカウント値が閾値を越えるまでの間は、何らの異常通知を出力しないものとした。しかし、カウント値が非０で、閾値以下の値を採る場合には、異常通知１の出力を継続させても良い。この機能を搭載することにより、モータの回転異常が継続している状態を外部に通知することが可能になる。
【００７０】
また、Ｕ相の出力電圧指令の更新は、キャリア信号Carrierのピークタイミング（Ｖｕ＊）でのみ実行しても良いし、キャリア信号Carrierのピークタイミングとボトムタイミングの両方で実行しても良い。
【００７１】
図３及び図４においては、説明の都合上、励磁周波数とキャリア周波数の両方を出力基本周波数に対して粗く表記している。もっとも、励磁周波数とキャリア周波数は、モータ駆動に支障がでない程度の周波数に設定することは言うまでもない。
【００７２】
また、本実施例においては、レゾルバ励磁信号の１周期内で２回サンプリングする方式について説明したが、レゾルバ励磁信号の整数倍の周期内で２回サンプリングしても良い。ただし、検出波形が図４（ｂ）の場合において、レゾルバ励磁信号Sinωｔの４半周期（π／２）に対して１周期間隔（π／２，５π／２，９π／２，…）で２つの検出信号をサンプリングすると、実際の回転位置θが１８０〜３６０度の区間で適切な状態（状態フラグＳｉｇ＝１）を検出することができない。この状態は、励磁信号の周波数を上げたとしても解決しない。従って、前述の実施例にて説明したように、レゾルバ励磁信号Sinωtの４半周期（π／２）の奇数倍周期（π／２，３π／２，５π／２，…）のタイミングで２相の検出信号をサンプリングするのが好適である。
【００７３】
[まとめ]
以上説明したように、本実施例に係るモータ駆動装置１００は、回転位置センサ３２０の２つの検出信号がSin２θ＋Cos２θ≠１の関係を有する場合には当該信号を用いずに、Sin２θ＋Cos２θ＝１の関係を満たす検出信号を用いてモータ３００の駆動電圧を生成する。このため、検出信号の波形に異常が含まれる場合（例えば負のサンプリングタイミングの波形がクランプされる場合）でも、モータ３００に対する電圧の供給を停止させずに継続駆動することができる。このため、２相の検出信号への外乱混入に対してロバスト性を向上させることができる。
【００７４】
また、本実施例に係るモータ駆動装置１００においては、Sin２θ＋Cos２θ≠１の状態が連続して発生する頻度に応じ、継続運転可能な異常状態１の通知と、滑らかなモータ駆動が困難な状態と判断して継続運転すべきでない異常状態２の通知の２段階に分けた異常通知が可能となる。この結果、フェールセーフ性を向上させることができる。
【００７５】
＜実施例２＞
図５に、モータ駆動装置１００の応用装置の一例である電動パワーステアリング装置の構成例を示す。図５は、図１との対応部分に同一符号を付して示している。ただし、モータ駆動装置１００には、本明細書における各種のモータ駆動装置を適用することができる。
【００７６】
電動パワーステアリング装置は、電動アクチュエータと、ハンドル（ステアリング）９００と、操舵検出器９０１と、操作量指令器９０３とで構成される。電動アクチュエータは、運転者がハンドル９００を操舵したときにそのステアリングシャフトを中心に作用する操舵力（トルク）を補助し、運転者の操舵を軽減する装置である。この実施例の場合、電動アクチュエータは、トルク伝達機構９０２と、モータ３００と、モータ駆動装置１００で構成されている。
【００７７】
電動アクチュエータ（モータ駆動装置１００）に対するトルク指令τ＊は、操作量指令器９０３において発生され、電動アクチュエータに供給される。
【００７８】
モータ駆動装置１００は、操作量指令器９０３から入力指令としてトルク指令τ＊を受信すると、当該トルク指令τ＊に追従するようにモータ３００の駆動電流を制御する。ここでの駆動電流は、モータ３００のトルク定数とトルク指令τ＊に基づいて生成される。
【００７９】
モータ３００の回転子に直結された出力軸から出力されるモータ出力τｍはウォーム、ホイール、遊星ギヤその他の減速機構又は油圧機構を用いたトルク伝達機構９０２を介し、ステアリング装置のラック９１０にトルクを伝達する。この電動力の伝達により、車輪９２０及び９２１の操舵角を変更するのに必要な操作に要する力が軽減される。
【００８０】
このアシスト量は、ステアリングシャフトに組み込まれた操舵検出器９０１が検出する。操舵検出器９０１は、運転者の操舵（操作）量を、操舵角や操舵トルクとして検出し、操作量指令器９０３に与える。操作量指令器９０３は、この操舵（操作）量と状態量（車両速度、路面状態等）からトルク指令τ＊を決定する。
【００８１】
図６に、モータ駆動装置１００と組み合わせて好適なモータ３００の内部構成例を示す。図６は、モータ３００のモータ軸方向の断面図を示している。本実施例に示すモータ３００には、永久磁石界磁型の永久磁石同期モータを想定する。特に、モータ３００は、永久磁石を回転子鉄心に埋め込んだ埋め込み磁石型の永久磁石同期モータであるものとする。
【００８２】
固定子３１１は、固定子鉄心のティース部に、Ｕ，Ｖ，Ｗに対応する三相巻線を順次巻回したものである。固定子３１１の内側の空間には、ギャップを介して回転子（回転子鉄心３０２、永久磁石３０３、モータ軸３６０）が配置される。このように、モータ３００は、内転形のモータである。
【００８３】
本実施例に係るモータハウジング３４０の内部には、フェールセーフのために、２つの回転位置センサ３２０Ａ及び３２０Ｂが配置される。固定子３１１と回転位置センサ３２０Ａの間には、磁気シール板３４１Ａが設置される。固定子３１１と回転位置センサ３２０Ｂの間には、磁気シール板３４１Ｂが設置される。回転位置センサ３２０Ａ及び３２０Ｂのセンサ固定子３２１Ａ及び３２１Ｂは、モータハウジング３４０に固定されている。
【００８４】
回転位置センサ３２０Ａのセンサロータ３２２Ａと回転位置センサ３２０Ｂのセンサロータ３２２Ｂは、いずれもモータ軸３６０を通じて回転子（回転子鉄心３０２、永久磁石３０３）と接続されている。モータ軸３６０は、軸受け３５０Ａ及び３５０Ｂにより回転支持されている。２つの回転位置センサ３２０Ａ及び３２０Ｂの間には、軸にねじれを発生させてトルクを検出するためのトーションバー３６１が設けられている。
【００８５】
モータ軸３６０にトルクが掛かるとトーションバー３６１がねじれ、２つの回転位置センサ３２０Ａ及び３２０Ｂで検出される回転位置θの間に角度差が生じる。軸のねじれ角度と、軸のバネ定数を用いることでモータトルクを算出することができる。
【００８６】
なお、図６は、回転子鉄心３０２を挟んで左右両側に２つの回転位置センサ３２０Ａ及び３２０Ｂを設置した構造を示しているが、２つの回転位置センサ３２０Ａ及び３２０Ｂは、トーションバー３６１の両側に設置されていれば良い。
【００８７】
また、前述した実施例では、回転位置センサ３２０Ａ及び３２０Ｂにレゾルバを用いているが、ホール素子やＧＭＲセンサを用いても良い。これらの場合には、センサ素子のバイアス電圧に励磁信号を用いることにより、同様な検出が可能である。
【００８８】
[まとめ]
本実施例に係るモータ駆動装置１００の場合には、回転位置センサ３２０から出力される２つの検出信号のうちSin２θ＋Cos２θ≠１の状態にある検出信号を回転位置θの算出に用いず、Sin２θ＋Cos２θ＝１の状態にある検出信号だけを用いて回転位置θを生成する。
【００８９】
このため、回転位置センサ３２０や配線の異常によるモータの停止を最低減に抑えることができる。さらに、異常の発生中も、回転位置θを正確に求めることができる。このため、トルク検出時の検出不能状態を最小限に抑制することができる。
【００９０】
また、モータ３００には、２つの回転位置センサ３２０が搭載される。このため、２つの回転位置センサ３２０の検出波形からそれぞれ算出される２つの回転位置θの突き合わせにより、異常の有無を確認することができる。さらに、２つの回転位置センサ３２０を実装することにより、いずれの回転位置センサ３２０に異常が発生しているかを直接診断することができる。
【００９１】
また、実装するモータ駆動装置１００は、モータの停止状態を最低限に抑制することができる。このため、電動パワーステアリング装置に求められる安全性を従来装置に比して高めることができる。
【００９２】
＜実施例３＞
図７に、モータ駆動装置１００の応用装置の一例であるハイブリッド自動車システムの構成例を示す。本実施例に係るハイブリッド自動車システムは、モータ３００をモータ／ジェネレータとして適用するパワートレインを有している。
【００９３】
車体６００のフロント部には、前輪車軸６０１が回転可能に軸支されており、その両端には前輪６０２及び６０３が取り付けられている。車体６００のリア部には、後輪車軸６０４が回転可能に軸支されており、その両端には後輪６０５及び６０６が取り付けられている。
【００９４】
前輪車軸６０１の中央部には、動力分配機構であるデファレンシャルギア６１１が配置されている。このデファレンシャルギア６１１により、エンジン６１０から変速機６１２を介して伝達された回転駆動力が、左右２つの前輪車軸６０１に分配される。エンジン６１０のクランクシャフトに取り付けられたプーリー６１０ａと、モータ３００の回転軸に設けられたプーリー６２０ａとは、ベルト６３０を通じて機械的に連結されている。
【００９５】
このため、モータ３００の回転駆動力をエンジン６１０に伝達することができ、反対にエンジン６１０の回転駆動力をモータ３００に伝達することができる。
【００９６】
なお、モータ３００を構成するステータのステータコイルにモータ駆動装置１００におて制御された３相交流電力が供給されると、モータ３００の回転子が回転し、３相交流電力に応じた回転駆動力が発生される。すなわち、モータ３００は、モータ駆動装置１００によって制御される電動機として動作する。一方、エンジン６１０の回転駆動力が伝達されて回転子が回転すると、ステータのステータコイルに起電力が誘起される。この場合、モータ３００は、３相交流電力を発生する発電機として動作する。
【００９７】
モータ駆動装置１００は、高電圧（４２Ｖ又は３００Ｖ）系電源である高圧バッテリ６２２から供給された直流電力を３相交流電力に変換する電力変換装置である。モータ駆動装置１００は、運転指令値及び回転子の磁極位置に応じ、モータ３００のステータコイルに流す３相交流電流を制御する。
【００９８】
モータ３００により発電された３相交流電力は、モータ駆動装置１００により直流電力に変換され、高圧バッテリ６２２の充電に使用される。高圧バッテリ６２２は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６２４を介して低圧バッテリ６２３に電気的に接続されている。低圧バッテリ６２３は、自動車の低電圧（１４ｖ）系電源を構成するものであり、エンジン６１０を初期始動（コールド始動）させるスタータ６２５、ラジオ、ライト等の電源に用いられる。
【００９９】
ハイブリッド自動車システムには、以下の動作が想定される。車両が信号待ち等の停車状態（アイドルストップモード）にある場合、エンジン６１０は一時的に停止された状態にある。車両を停止状態から再発車させる場合、エンジン６１０を再始動（ホット始動）させる必要がある。このとき、モータ駆動装置１００でモータ３００を駆動し、エンジン６１０を再始動させる。
【０１００】
なお、アイドルストップモードにおいて、高圧バッテリ６２２の充電量が不足している場合や、エンジン６１０が十分に温まっていない場合等においては、エンジン６１０を停止せず駆動を継続する。
【０１０１】
また、アイドルストップモード中においては、エアコンのコンプレッサ等、エンジン６１０を駆動源とする補機類の駆動源を確保する必要がある。この場合、モータ３００を駆動させて補機類を駆動する。
【０１０２】
加速モード時や高負荷運転モードにある時にも、モータ３００を駆動させてエンジン６１０の駆動をアシストする。逆に、高圧バッテリ６２２の充電が必要な充電モードにある時には、エンジン６１０によってモータ３００を発電させて高圧バッテリ６２２を充電する。すなわち、車両の制動時や減速時などに発生する電力を回生する。
【０１０３】
このような車両用のモータ駆動装置１００において、回転位置センサ３２０に異常などが発生した場合、異常を検知しても可能な限りモータ運転を継続することが望まれる。
【０１０４】
ところで、実施例１で説明したセンサ異常判定部１４０は、２種類の異常通知を出力できる機能を備えている。１つは、Sin２θ＋Cos２θ≠１の継続的な検出が所定回数以下の場合である。この場合（異常通知１だけが出力された状態）、モータ駆動装置１００は、初期異常が発生したと判定し、モータ３００の運転を継続させるように動作する。別の１つは、Sin２θ＋Cos２θ≠１の状態が連続的に所定の回数を越えて検出される場合である。この場合、モータ駆動装置１００は、モータ３００の継続駆動を許さずに動作を緊急停止させるように動作する。
【０１０５】
異常が検知されていても運転の継続自体は可能である場合、モータ駆動装置１００は、外部の上位制御器等を通じてモータの異常を運転者に通知することができる。この通知は、運転者による速やかに車両の停止又はサービスステーションまで移動を促すのに用いることができる。また、必要に応じ、モータ駆動装置１００のインバータ１３０の出力を制限すれば、安全な停車位置まで車両を移動させたり、サービスステーションまで車両を移動させたりすることができる。このとき、Sin２θ＋Cos２θ≠１の状態が連続して発生する頻度に応じ、モータ３００の運転に制限を加えることも可能である。
【０１０６】
なお、検出された異常がモータ３００の動作を緊急停止させるべき状態であった場合、インバータ１３０又はモータ３００の焼損につながるような重度の異常状態に発展するおそれがある。このため、上位制御器は、車両を緊急停止させるべきであると判断する。従って、最終的にモータの異常によって搭乗者等に不具合が生ずることがないようモータの運転を緊急停止することができる。
【０１０７】
このように、モータ駆動装置１００は、モータ３００をモータ／ジェネレータに適用する場合にも、安全に停車可能な場所まで移動可能としたり、サービスステーションまで移動可能とする自動車のパワートレインシステムを提供することができる。
【０１０８】
なお、上述の説明では、モータ駆動装置１００をハイブリッド自動車システムに適用する場合について説明した。しかし、モータ駆動装置１００は、電気自動車にも同様に適用することができる。
【０１０９】
＜実施例４＞
[装置構成]
次に、モータ駆動装置１００をＩＣとして構成する場合について説明する。図８に示すモータ装置５００と図１に示すモータ装置５００の違いは、モータ駆動装置１００が１つのＩＣとして構成されているか否かだけである。図８に示すモータ装置５００のうちその他の構成は、図１に示すモータ装置５００の構成と基本的に同様である。ただし、後述するように細部の構成は、ＩＣ化により最適化されている。
【０１１０】
図８に示すモータ駆動装置１０１は、電流検出部１２１、電流制御部１１１、インバータ１３１、センサ異常判定部１４０、回転位置検出部１５０、励磁部１６０を有している。このうち、図１と同一記号を付したセンサ異常判定部１４０、回転位置検出部１５０、励磁部１６０は、図１の装置と同じ動作をする。
【０１１１】
モータ駆動装置１０１のインバータ１３１は、アナログの可変電圧可変周波数の３相交流電圧を出力し、モータ３００に印加する。
【０１１２】
モータ駆動装置１０１は、モータ３００の出力を制御するための電流制御機能を有している。この実施例に係る電流検出部１２１は、インバータ１３１に供給する直流電流Ｉｄｃを監視し、その電流値を検出する。電流制御部１１１は、電流検出値（Ｉ）と、電流指令値（Ｉ＊）とが一致するように電圧指令（Ｖ＊）を出力する。インバータ１３１は、回転位置θを用い、１２０度ずつの位相差を有し、かつ、それぞれの振幅が電圧指令（Ｖ＊）で与えられる値となる３相のアナログ電圧出力が得られるように、インバータ１３１の半導体スイッチ素子を増幅制御して出力電圧を調整する。
【０１１３】
回転位置検出部１５０の入力回路及び励磁部１６０の出力回路の信号調整用のアナログ回路は、ＩＣの内部に構成することができる。このため、周辺回路をシンプルに構成できる。センサ異常判定部１４０から出力される異常通知１と異常通知２は上位制御器に伝送される。この実施例の場合、異常通知２と連動して出力される停止信号（Stop）はスイッチ１７１に対する切り替え信号に用いられる。この切り替え信号によるスイッチ１７１の切り替えにより、電流制御部１１１に与える信号を、上位制御器から入力される電流指令値（Ｉ＊）と停止指令（ＧＮＤ）のいずれか一方に切り替えることができをる。
【０１１４】
[モータの回転が異常な場合の波形]
本実施例では、前述の例とは異なる異常波形の発生時におけるモータ駆動装置１０１の動作例について説明する。図９（ａ）〜（ｅ）に、本実施例で想定する他の異常波形の出現例を示す。図９と図４との違いは、２相の検出信号の両方に異常波形が出現している点である。図９の場合、レゾルバ励磁信号Sinωｔ（図９（ｂ））の負側の波形とレゾルバCosωｔ（図９（ｃ））の負側の波形の両方が、それぞれ正常な振幅に対して小さい値にクランプされている。クランプ値は、それぞれ異っている。
【０１１５】
この場合、実際の回転位置θが９０〜３６０度の区間で、ＳＡｉ２＋ＣＡｉ２≠１の状態になる。また、実際の回転位置θが２７０〜３６０度及び０〜１８０度の区間で、ＳＢｊ２＋ＣＢｊ２≠１の状態になる。
【０１１６】
そこで、本実施例に係る回転位置検出部１５０は、以下の演算処理を追加して回転位置θを検出し、更なるロバスト性を確保する。具体的には、ＳＡｉ２＋ＣＡｉ２≠１又はＳＢｊ２＋ＣＢｊ２≠１の区間では、各サンプリングタイミングのサンプリング値に、１つ前又は後のサンプリングタイミングのサンプリング値を組合せた結果に基づいて回転位置θを検出する。例えばＳＡ４とＣＡ４の２乗和ではなく、ＳＡ４とＣＢ４の２乗和を算出する。ＣＡ４は波形異常の影響を受ける側の波形であるのに対し、ＣＢ４は波形が正常な側の波形である。従って、正しい値の可能性が高い。
【０１１７】
この演算処理により、Sin２θ＋Cos２θ＝１が検知される位相範囲を広げることができる。結果的に、モータ３００の継続的な運転に使用可能な検出信号の位相範囲を広げることができる。
【０１１８】
なお、前述の説明では、１サンプリングタイミングだけ異なる２つのサンプリング値の組合せとしてＳＡ系列とＣＢ系列の組合せについて説明したが、ＳＢ系列とＣＡ系列の組合せについて２乗和を計算しても良い。このように、ＳＡ系列とＣＢ系列の組合せだけでなく、ＳＢ系列とＣＡ系列についても２乗和が「１」か否かを判定することにより、いずれか一方でも２乗和が「１」となるサンプリング値の組合せを用いれば、モータ３００の継続運転を実現できる。
【０１１９】
ただし、本実施例の演算処理で使用する２つのサンプリング値の間には、レゾルバ励磁信号Sinωtの４半周期（π／２）に相当する位相ずれが存在する。このため、モータ３００が高速回転している場合、位相遅れの発生を避け得ない。ただし、モータ３００の回転が継続できることの利点の方が大きい。
【０１２０】
なお、ハードロジック（ＩＣ）化等により励磁周波数を２倍に高周波化すれば、位相遅れの問題を回避又は抑制することができる。また、ＰＷＭインバータと組み合わせる場合、ＰＷＭのパルス周期に比べ、回転位置検出周期を２倍化することができる。このように、オーバーサンプリング技術を採用すれば、モータ電流により発生する磁気的外乱を原因とするノイズの影響を低減することができる。
【０１２１】
[まとめ]
本実施例に係るモータ駆動装置１０１の場合には、回転位置センサ３２０の２つの検出信号の２乗和が非１（Sin２θ＋Cos２θ≠１）であるときに、励磁信号の４半周期（π／２）だけ位相のずれた２つのサンプリング値を使用して回転位置θの算出や継続駆動の可否を判定する。この場合、前述した実施例の手法では、継続できないような位相範囲でも、モータ３００の回転を継続することができる。また、実施例に係るモータ駆動装置１０１はＩＣ化できるため、省スペースかつ低コストのモータ装置を実現することができる。
【０１２２】
＜実施例５＞
続いて、その他の異常波形が２つの検出信号に含まれる場合の処理動作について説明する。以下では、図４（ｂ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すレゾルバ検出信号にオフセット量が重畳する場合について検討する。
【０１２３】
図３のレゾルバ検出信号（例えばSinθSinωt）にオフセット量が重畳する場合には、各サンプリング値（ＳＡ１，ＳＢ１，…）の加算平均によりオフセット量を求めることができる。
【０１２４】
しかし、図４（ｂ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すレゾルバ検出信号のように波形の一部にクランプ波形が出現する場合、同じ算出処理を適用したとしても、オフセット量を正しく検出することができない。
【０１２５】
そこで、状態フラグＳｉｇが「０」となるサンプリング値（ＳＡ１，ＳＡ２，…及びＳＢ６，ＳＢ７，…）から得られるＳｉｎθの１周期分の加算平均値からオフセット量を求める手法を採用する。または、サンプリング値をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）分析することで得られる直流成分量をオフセット量として求める手法を採用する。
【０１２６】
この手法を用いれば、オフセットが検出信号に重畳している場合でも、その影響を除去して位置検出精度を向上することができる。
【０１２７】
また、サンプリング値が図２の軌道ＳＥを通る場合のように、ｃｏｓθに含まれるオフセット量が検出許容誤差＋αを越える状態の場合にも、オフセット量の補償を繰り返し実行することにより、最終的なサンプリング値を検出許容誤差＋α以内に補正することができる。
【０１２８】
このように、本実施例に係る演算機能を回転位置検出部１５０に搭載することにより、検出信号にオフセット量が重畳する場合にも、オフセット量の補正による安定したモータ駆動を継続的に実行することができる。
【０１２９】
＜実施例６＞
図１０に、実施例に係る車両用ブレーキ装置の構成例を示す。車両用ブレーキ装置は、制動アシスト装置７００と、ブレーキペダル７０１と、倍力装置８００及びホイール機構８５０ａ〜８５０ｄを有している。ここで、制動アシスト装置７００は、アシスト機構７２０と、プライマリ液室７２１ａと、セカンダリ液室７２１ｂと、リザーバタンク７１２を有している。
【０１３０】
図１０に示すアシスト制御ユニット７０６は、モータ駆動装置１００と同様の機能を有している。すなわち、アシスト制御ユニット７０６は、少なくともセンサ異常判定部１４０、回転位置検出部１５０、励磁部１６０については、実施例１と同じ機能構成を有している。アシスト制御ユニット７０６のマイクロコンピュータは、車両用のブレーキ動作を実行できるようにプログラミングされている。
【０１３１】
モータ７３１は、制動アシスト装置７００に一体に取付されている点が前述したモータ３００との違いである。更に、モータ７３１は、ケーシング７１２を介してアシスト制御ユニット７０６と一体構造化されている点で実施例１と異なっている。
【０１３２】
運転者が踏み込むブレーキペダル７０１の操作量は、インプットロッド７２２を介してアシスト機構７２０に入力され、プライマリ液室７２１ａに伝達される。
【０１３３】
また、ブレーキペダル７０１に取り付けられたストロークセンサ７０２により検出されたブレーキ操作量は、アシスト機構７２０を制御するアシスト制御ユニット７０６に入力される。
【０１３４】
アシスト制御ユニット７０６は、入力されたブレーキ操作量に応じた回転位置θとなるようにモータ７３１を制御する。モータ７３１の回転トルクは、減速装置７２３、７２３ｂ、７２３ｃを介し、回転動力を並進動力に変換する回転−並進変換装置７２５に伝達される。回転−並進変換装置７２５で変換された並進動力は、プライマリピストン７２６を押圧してプライマリ液室７２１ａの液圧を高めると共に、セカンダリピストン７２７を加圧してセカンダリ液室７２１ｂの液圧を高める。
【０１３５】
プライマリ液室７２１ａ及びセカンダリ液室７２１ｂには、倍力機構８００が、マスタ配管７５０ａ及び７５０ｂを介して接続されている。倍力機構８００は、プライマリ液室７２１ａ及びセカンダリ液室７２１ｂで加圧された作動液の液圧を入力する。倍力機構８００は、倍力制御ユニット８３０の指令に従い、入力された液圧をそれぞれホイール機構８５０ａ〜８５０ｄに伝達する。この制御により車両の制動力が発生する。
【０１３６】
アシスト制御ユニット７０６は、プライマリピストン７２６の押圧量を調整するためにその変位量を制御する。もっとも、プライマリピストン７２６の変位量は、以下のように検出する。まず、モータ７３１内に備えた回転位置センサ（図示省略）から出力される検出信号に基づいて、駆動モータ７３１の回転角を算出し、回転−並進変換装置７２５の推進量からプライマリピストン７２６の変位量を求める。
【０１３７】
なお、駆動モータ７３１が故障により停止し、ボールネジ７２５の軸戻し制御が不能となった場合でも、戻しバネ７２８の反力によってボールネジ７２５の軸を初期位置に戻すことができる。この機構の採用により、運転者の制動操作を阻害しないようにしている。例えば、ブレーキの引きずりによる車両挙動の不安定化を回避することができる。
【０１３８】
液圧調整装置８０１には、４輪あるうちの対角２輪ずつの作動液を調整する２系統の液圧調整機構８１０ａ及び８１０ｂが備えられている。この機構構成により、１系統の故障が発生したとしても、安全に車両を停止することができる。例えば対角２輪のホイール機構８５０ａ及び８５０ｂの制動力を個別に調整できる。
【０１３９】
２系統の液圧調整機構８１０ａ及び８１０ｂはどちらも同様に動作する。従って、以下の説明では、１系統の液圧調整機構８１０ａについて説明する。液圧調整機構８１０ａには、ホイールシリンダ８５１への供給を制御するゲートＯＵＴ弁８１１と、同じくポンプへの供給を制御するゲートＩＮ弁８１２と、マスタ配管７５０ａからの作動液圧又はポンプから各ホイールシリンダ８５１への作動液の供給を制御するＩＮ弁８１４ａ及び８１４ｂと、ホイールシリンダ８５１を減圧制御するＯＵＴ弁８１３ａ及び８１３ｂと、マスタ配管７５０ａからの作動液圧で生成されたマスタ圧を昇圧するポンプ８５３と、ポンプ８５３を駆動するポンプモータ８５２を備えている。
【０１４０】
例えばアンチロックブレーキ制御用の液圧を制御する場合、倍力制御ユニット８３０は、ホイール機構８５０ａ〜８５０ｄ内の車輪回転センサ８５３からの信号を処理する。例えば制動時の車輪ロックを検知した場合、倍力制御ユニット８３０は、各ＩＮ／ＯＵＴ弁（電磁式）とポンプを作動させて各車輪がロックしない液圧に調整する。なお、これらの機構は、車両挙動安定化制御用の液圧を制御する場合にも適用できる。
【０１４１】
前述したように、車両用ブレーキ装置においては、モータ７３１の回転位置センサから出力される検出信号はモータ駆動に用いられると共に、プライマリピストン７２６の変位量の制御にも用いられる。このため、高精度でありながら、安定して動作し続けることと、異常を適確に検知できることが求められる。
【０１４２】
この実施例の場合、アシスト制御ユニット７０６は、前述したモータ駆動装置１００と同様、回転位置センサの２つの検出信号の２乗和が非１（Sin２θ＋Cos２θ≠１）の場合、当該サンプリング値を用いずに、Sin２θ＋Cos２θ＝１を満たす検出信号を用いて電圧を生成し出力する。
【０１４３】
このように、アシスト制御ユニット７０６を用いれば、回転位置センサやその出力配線系の異常によるアシスト機構の停止状態を最低減に抑えることができる。同時に、プライマリピストン７２６の変位量も安定的に求めることができる。
【０１４４】
前述したように、本実施例に係るセンサ異常判定部１４０は、Sin２θ＋Cos２θ≠１の状態を繰り返し検知したときに初期の異常が発生したとして運転の継続を可能とする状態と、Sin２θ＋Cos２θ≠１の状態が所定の回数連続して検知したときに継続駆動せずに緊急停止させる状態とを判別できる。すなわち、センサ異常判定部１４０は、異常を適確に検知し、検出された異常の状態を通信ネットワーク（ＣＡＮ）を介して操作パネルに表示することができる。この表示により、運転者は、異常の状態を的確に把握することができる。すなわち、運転者の意思に反したブレーキ異常動作を回避できる安全な車両用ブレーキ装置を提供することができる。
【０１４５】
＜他の実施例＞
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでなく、様々な変形例が含まれる。例えば上述した実施例は、本発明を分かり易く説明することを目的とする。このため、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限らない。また、ある実施例の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成を追加、削除又は置換することも可能である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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