(57)【要約】      （修正有）【課題】回転体の回転角度の検出精度を高めることが可能な角度検出装置を提供する。【解決手段】角度検出装置は、回転体１００の回転に応じた検出信号を出力する複数のセンサと、センサごとに個別に設定された第１係数を検出信号に乗じて互いに加算した第１合成信号、及び、センサごとに個別に設定された第２係数を検出信号に乗じて互いに加算した第２合成信号を生成する位相差信号算出部と、第１合成信号及び前記第２合成信号に基づき、回転体１００の角度を演算する角度演算部とを備える。センサごとに検出信号の位相が異なり、第１合成信号の位相と第２合成信号の位相とが互いに９０ｄｅｇ異なる。第１合成信号の基本波成分の振幅が略１となり、第１合成信号ｘ倍波成分の振幅が略０となるように、第１係数を設定し、第２合成信号の基本波成分の振幅が略１となり、第２合成信号のｘ倍波成分の振幅が略０となるように、第２係数を設定する。【選択図】図１
2020046183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転に応じた検出信号を出力する複数のセンサと、
前記センサごとに個別に設定された第１係数を前記検出信号に乗じて互いに加算した第１合成信号、及び、前記センサごとに個別に設定された第２係数を前記検出信号に乗じて互いに加算した第２合成信号を生成する位相差信号算出部と、
前記第１合成信号及び前記第２合成信号に基づき、前記回転体の角度を演算する角度演算部と、
を備え、
複数の前記センサごとに前記検出信号の位相が異なり、
前記第１合成信号の位相と前記第２合成信号の位相とが互いに９０ｄｅｇ異なり、
前記第１合成信号の基本波成分の振幅が略１となり、前記第１合成信号のｘ倍波成分（ｘは１を除く正の値）の振幅が略０となるように、前記第１係数が設定され、
前記第２合成信号の基本波成分の振幅が略１となり、前記第２合成信号のｘ倍波成分の振幅が略０となるように、前記第２係数が設定されている
角度検出装置。
【請求項２】
複数の前記センサの数ｈをｎ（ｎは正の整数）、前記検出信号の位相をθｈ、前記第１係数及び前記第２係数をｋｈ、前記検出信号のｘ倍波成分の乗数をｘ１，・・・，ｘｑとしたとき、下記の式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、及び式（５）を満たす（行列Ａは、ｎ次正方行列）
請求項１に記載の角度検出装置。
【数１】
2020046183.tif 000062
【数２】
2020046183.tif 000063
【数３】
2020046183.tif 000064
【数４】
2020046183.tif 000065
【数５】
2020046183.tif 000066
【請求項３】
前記式（１）の行列式の各項は、前記検出信号をｆｈ（ｔ）、前記検出信号のｘ倍波成分の乗数をｍ、前記検出信号の基本波成分の振幅をａ１、前記検出信号のｘ倍波成分の振幅をａｍ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号の基本波成分の相対位相をｂ１、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号のｘ倍波成分の相対位相をｂｈとしたとき、時刻ｔにおける前記検出信号をそれぞれフーリエ級数展開した下記の（６）式により得られる
請求項２に記載の角度検出装置。
【数６】
2020046183.tif 000067
【請求項４】
前記センサの数ｈをｎ（ｎは正の整数）、前記検出信号の位相をθｈ、前記検出信号の基本波成分の振幅をａ１ｈ、前記検出信号のｘ倍波成分の振幅をａｘｈ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号の基本波成分の相対位相をｂ１ｈ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号のｘ倍波成分の相対位相をｂｘｈ、前記第１係数及び前記第２係数をｋｈ、前記検出信号のｘ倍波成分の乗数をｘ１，・・・，ｘｑとしたとき、下記の式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）、及び式（１１）を満たす（行列Ａは、ｎ次正方行列）
請求項１に記載の角度検出装置。
【数７】
2020046183.tif 000068
【数８】
2020046183.tif 000069
【数９】
2020046183.tif 000070
【数１０】
2020046183.tif 000071
【数１１】
2020046183.tif 000072
【請求項５】
前記式（７）の行列式の各項は、前記検出信号をｆｈ（ｔ）、前記検出信号のｘ倍波成分の乗数をｍ、前記検出信号の基本波成分の振幅をａ１ｈ、前記検出信号のｘ倍波成分の振幅をａｍｈ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号の基本波成分の相対位相をｂ１ｈ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号のｘ倍波成分の相対位相をｂｍｈとしたとき、時刻ｔにおける前記検出信号をそれぞれフーリエ級数展開した下記の（１２）式により得られる
請求項４に記載の角度検出装置。
【数１２】
2020046183.tif 000073
【請求項６】
前記位相差信号算出部は、
前記第１係数をｋｈ１、前記第２係数をｋｈ２、前記第１合成信号をｆ（ｔ）１、前記第２合成信号をｆ（ｔ）２としたとき、下記の式（１３）を用いて前記第１合成信号を算出し、下記の式（１４）を用いて前記第２合成信号を算出する
請求項２から５の何れか一項に記載の角度検出装置。
【数１３】
2020046183.tif 000074
【数１４】
2020046183.tif 000075
【請求項７】
前記角度演算部は、
下記の式（１５）を用いて前記回転体の角度θＥを演算する
請求項６に記載の角度検出装置。
【数１５】
2020046183.tif 000076
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、回転体の回転に伴い変化する、位相の異なる２つの正弦波信号に基づき、回転体の回転角度を検出する手法が知られている。２つの正弦波信号は、例えば、電気角位相が９０ｄｅｇ異なる位置に位置センサを設ける構成や、電気角位相が１２０ｄｅｇ異なる位置に３つの位置センサを設け、３つの位置センサの出力を三相二相変換することによって電気角位相が９０ｄｅｇ異なる２つの正弦波信号を生成する構成がある。
【０００３】
位置センサの検出値には、正弦波信号の基本波成分に加え、基本波成分の高調波成分が含まれる場合がある。例えば、離散フーリエ変換におけるエイリアシングを利用して、高次の歪成分を処理帯域外にする技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２８３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
位置センサの検出値には、回転体の偏心等に伴い、正弦波信号の基本波成分よりも低い周波数のノイズ成分が含まれる場合がある。上記従来技術では、このような正弦波信号の基本波成分よりも低い周波数のノイズ成分を抑制することができない。このため、回転体の回転角度の検出精度が低下する可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、回転体の回転角度の検出精度を高めることが可能な角度検出装置を提供すること、を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る角度検出装置は、回転体の回転に応じた検出信号を出力する複数のセンサと、前記センサごとに個別に設定された第１係数を前記検出信号に乗じて互いに加算した第１合成信号、及び、前記センサごとに個別に設定された第２係数を前記検出信号に乗じて互いに加算した第２合成信号を生成する位相差信号算出部と、前記第１合成信号及び前記第２合成信号に基づき、前記回転体の角度を演算する角度演算部と、を備え、複数の前記センサごとに前記検出信号の位相が異なり、前記第１合成信号の位相と前記第２合成信号の位相とが互いに９０ｄｅｇ異なり、前記第１合成信号の基本波成分の振幅が略１となり、前記第１合成信号のｘ倍波成分（ｘは１を除く正の値）の振幅が略０となるように、前記第１係数が設定され、前記第２合成信号の基本波成分の振幅が略１となり、前記第２合成信号のｘ倍波成分の振幅が略０となるように、前記第２係数が設定されている。
【０００８】
上記構成によれば、角度検出装置１は、互いに位相が９０ｄｅｇ異なる第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２の所定倍波成分を抑制することができる。これにより、回転体の回転角度の検出精度を高めることができる。
【０００９】
角度検出装置の望ましい態様として、複数の前記センサの数ｈをｎ（ｎは正の整数）、前記検出信号の位相をθｈ、前記第１係数及び前記第２係数をｋｈ、前記検出信号のｘ倍波成分の乗数をｘ１，・・・，ｘｑとしたとき、下記の式（１）、式（２）、式（３）、式（４）、及び式（５）を満たすことが好ましい。
【００１０】
【数１】
2020046183.tif 000003
【００１１】
【数２】
2020046183.tif 000004
【００１２】
【数３】
2020046183.tif 000005
【００１３】
【数４】
2020046183.tif 000006
【００１４】
【数５】
2020046183.tif 000007
【００１５】
これにより、第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２の所定倍波成分を抑制するための第１係数及び第２係数を算出することができる。
【００１６】
角度検出装置の望ましい態様として、前記式（１）の行列式の各項は、前記検出信号をｆｈ（ｔ）、前記検出信号のｘ倍波成分の乗数をｍ、前記検出信号の基本波成分の振幅をａ１、前記検出信号のｘ倍波成分の振幅をａｍ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号の基本波成分の相対位相をｂ１、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号のｘ倍波成分の相対位相をｂｈとしたとき、時刻ｔにおける前記検出信号をそれぞれフーリエ級数展開した下記の（６）式により得られることが好ましい。
【００１７】
【数６】
2020046183.tif 000008
【００１８】
これにより、検出信号ｆｈ（ｔ）の周波数成分に応じた第１係数及び第２係数が得られる。
【００１９】
角度検出装置の望ましい態様として、前記センサの数ｈをｎ（ｎは正の整数）、前記検出信号の位相をθｈ、前記検出信号の基本波成分の振幅をａ１ｈ、前記検出信号のｘ倍波成分の振幅をａｘｈ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号の基本波成分の相対位相をｂ１ｈ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号のｘ倍波成分の相対位相をｂｘｈ、前記第１係数及び前記第２係数をｋｈ、前記検出信号のｘ倍波成分の乗数をｘ１，・・・，ｘｑとしたとき、下記の式（７）、式（８）、式（９）、式（１０）、及び式（１１）を満たすことが好ましい。
【００２０】
【数７】
2020046183.tif 000009
【００２１】
【数８】
2020046183.tif 000010
【００２２】
【数９】
2020046183.tif 000011
【００２３】
【数１０】
2020046183.tif 000012
【００２４】
【数１１】
2020046183.tif 000013
【００２５】
これにより、第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２の所定倍波成分を抑制するため第１係数及び第２係数を算出することができる。
【００２６】
角度検出装置の望ましい態様として、前記式（７）の行列式の各項は、前記検出信号をｆｈ（ｔ）、前記検出信号のｘ倍波成分の乗数をｍ、前記検出信号の基本波成分の振幅をａ１ｈ、前記検出信号のｘ倍波成分の振幅をａｍｈ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号の基本波成分の相対位相をｂ１ｈ、前記検出信号の位相θｈに対する前記検出信号のｘ倍波成分の相対位相をｂｍｈとしたとき、時刻ｔにおける前記検出信号をそれぞれフーリエ級数展開した下記の（１２）式により得られることが好ましい。
【００２７】
【数１２】
2020046183.tif 000014
【００２８】
これにより、検出信号ｆｈ（ｔ）の周波数成分に応じた第１係数及び第２係数が得られる。
【００２９】
角度検出装置の望ましい態様として、位相差信号算出部は、前記第１係数をｋｈ１、前記第２係数をｋｈ２、前記第１合成信号をｆ（ｔ）１、前記第２合成信号をｆ（ｔ）２としたとき、下記の式（１３）を用いて前記第１合成信号を算出し、下記の式（１４）を用いて前記第２合成信号を算出することが好ましい。
【００３０】
【数１３】
2020046183.tif 000015
【００３１】
【数１４】
2020046183.tif 000016
【００３２】
これにより、所定倍波成分を抑制した第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２を算出することができる。
【００３３】
角度検出装置の望ましい態様として、角度演算部は、下記の式（１５）を用いて前記回転体の角度θＥを演算することが好ましい。
【００３４】
【数１５】
2020046183.tif 000017
【００３５】
これにより、回転体の回転に応じた角度を算出することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、回転体の回転角度の検出精度を高めることが可能な角度検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、実施形態に係る角度検出対象である回転体及びセンサの配置概念を説明する図である。
【図２Ａ】図２Ａは、磁極対に対するセンサの具体的な配置例を示す第１図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、磁極対に対するセンサの具体的な配置例を示す第２図である。
【図３】図３は、実施形態に係る角度検出装置の一構成例を示すブロック図である。
【図４】図４は、実施形態に係る角度検出装置のセンサをモータに設けた例を示す図である。
【図５】図５は、センサによって検出される検出信号の周波数分布の一例を示す図である。
【図６】図６は、検出信号波形の一例を示す図である。
【図７】図７は、第１合成信号波形及び第２合成信号波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施形態という）につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００３９】
図１は、実施形態に係る角度検出対象である回転体及びセンサの配置概念を説明する図である。図１に示す例では、回転軸Ｘを中心に回転する回転体１００を角度検出対象としている。
【００４０】
図１に示すように、回転体１００は、Ｎ極及びＳ極の２つの磁極からなる磁極対が同心円上に等間隔に並び構成される。具体的に、回転体１００は、例えば図に網がけしてある部分がＮ極、網がけのない部分がＳ極といったように、周方向に異なる磁極が交互に等配されている。図１では、Ｎ極及びＳ極をそれぞれ４極有する構成を例示している。これにより、回転体の１周期を均等に４分割した４周期の電気角が得られる。
【００４１】
回転体１００の各磁極は、必要な磁束密度に応じて、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石等から構成することが可能である。
【００４２】
また、図１では、回転体１００の回転に応じた検出信号を出力する複数のセンサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，・・・，Ｈｎを設けた例を示している。検出信号の位相は、センサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，・・・，Ｈｎごとに異なっている。本実施形態において、センサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，・・・，Ｈｎは、各磁極により生じる磁界を検出する構成である。センサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，・・・，Ｈｎとしては、例えばホール素子を用いることができる。
【００４３】
具体的に、センサＨ１は、図中に示すＡ点を基準点として、電気角でωｔ＋θ１の位置に配置されている。また、センサＨ２は、図中に示すＡ点を基準点として、電気角でωｔ＋θ２の位置に配置されている。また、センサＨ３は、図中に示すＡ点を基準点として、電気角でωｔ＋θ３の位置に配置されている。また、センサＨｎは、図中に示すＡ点を基準点として、電気角でωｔ＋θｎの位置に配置されている。以下、センサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，・・・，Ｈｎの数をｈとし、各センサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，・・・，Ｈｎを個別に称する場合を除き、「センサＨｈ」と称する。また、各センサＨｈの位置を示す位相θ１，θ２，θ３，・・・，θｎについても、同様に「位相θｈ」と称する。
【００４４】
時刻ｔにおける検出信号ｆｈ（ｔ）をフーリエ級数展開すると、下記の式（１）が得られる。
【００４５】
【数１】
2020046183.tif 000018
【００４６】
式（１）において、「ａｌｈｓｉｎ｛ｌ（ωｔ＋θｈ＋ｂｌｈ）｝」は、検出信号ｆｈ（ｔ）に含まれる周波数成分のうち、基本波に対するｌ倍波成分であることを示している。また、式（１）において、ａｌｈは検出信号ｆｈ（ｔ）のｌ倍波成分の振幅を示し、ｂｌｈは位相θｈに対するｌ倍波成分の相対位相を示している。また、式（１）では、説明を簡略にするため、ｌは１以上の整数である場合について例示している。ｌが１であるときの１倍波成分は、検出信号ｆｈ（ｔ）の基本波成分を示している。
【００４７】
本実施形態では、後述するように、センサＨｈごとに個別に設定された第１係数を検出信号ｆｈ（ｔ）に乗じて互いに加算した第１合成信号、及び、センサＨｈごとに個別に設定された第２係数を検出信号ｆｈ（ｔ）に乗じて互いに加算した第２合成信号に基づき、回転体１００の角度を求める。このときの第１合成信号及び第２合成信号を示す合成信号ｆ（ｔ）は、上述したセンサＨｈごとの第１係数及び第２係数をｋｈとすると、下記の式（２）となる。
【００４８】
【数２】
2020046183.tif 000019
【００４９】
三角関数の加法定理を用いて式（２）を変形することにより、下記の式（３）、式（４）、及び式（５）が得られる。
【００５０】
【数３】
2020046183.tif 000020
【００５１】
【数４】
2020046183.tif 000021
【００５２】
【数５】
2020046183.tif 000022
【００５３】
式（４）式及び式（５）は、式（３）において回転体１００の回転に依存しない値である。三角関数の合成公式を用いて式（３）を変形することにより、下記の式（６）、式（７）、及び式（８）が得られる。
【００５４】
【数６】
2020046183.tif 000023
【００５５】
【数７】
2020046183.tif 000024
【００５６】
【数８】
2020046183.tif 000025
【００５７】
式（６）の合成信号ｆ（ｔ）において、ｌ倍波成分の振幅ｇ（ｌ）は、以下の式（９）で示される。
【００５８】
【数９】
2020046183.tif 000026
【００５９】
式（４）及び式（５）から、下記の式（１０）及び式（１１）が導出できる。
【００６０】
【数１０】
2020046183.tif 000027
【００６１】
【数１１】
2020046183.tif 000028
【００６２】
上記の式（１０）及び式（１１）において、行列Ａは、下記の式（１２）を満たすｎ次正方行列である。
【００６３】
【数１２】
2020046183.tif 000029
【００６４】
上記の式（１０）及び式（１１）において、検出信号ｆｈ（ｔ）の基本波成分の振幅をａ１ｈ、検出信号ｆｈ（ｔ）のｘ倍波成分の振幅をａｘｈ、検出信号ｆｈ（ｔ）の位相θｈに対する検出信号ｆｈ（ｔ）の基本波成分の相対位相をｂ１ｈ、検出信号ｆｈ（ｔ）の位相θｈに対する検出信号ｆｈ（ｔ）のｘ倍波成分の相対位相をｂｘｈ、ｘ倍波成分の乗数をｘ１，・・・，ｘｑとする。なお、式（１０）に示す行列Ａの各項は、時刻ｔにおける検出信号ｆｈ（ｔ）をフーリエ級数展開した式（１）により得られる。
【００６５】
式（１０）及び式（１１）において、合成信号ｆ（ｔ）の基本波成分の振幅を略１とするためには、式（９）のｌに１を代入した振幅ｇ（ｌ）が１となる下記の式（１３）を満たす必要がある。
【００６６】
【数１３】
2020046183.tif 000030
【００６７】
また、式（１０）及び式（１１）において、合成信号ｆ（ｔ）のｘ倍波成分の振幅を略０とするためには、式（９）のｌにｘ倍波成分の乗数ｘ（ｘ１，・・・，ｘｐ）を代入した振幅ｇ（ｘ）が０となる下記の式（１４）を満たす必要がある。
【００６８】
【数１４】
2020046183.tif 000031
【００６９】
式（１２）に示すように、式（１０）に示す行列Ａの次数ｎは、本実施形態において少なくとも必要なセンサＨｈの数に相当する。例えば、合成信号ｆ（ｔ）の基本波成分の振幅を略１とし、合成信号ｆ（ｔ）のｘ１倍波成分の振幅を略０とするためには、少なくともＣ１，Ｓ１，Ｃｘ１，Ｓｘ１に関する連立一次方程式が必要となる。すなわち、式（１０）に示す行列Ａの次数ｎは４となり、少なくとも４つのセンサＨｈが必要となる。
【００７０】
さらに、合成信号ｆ（ｔ）のｘｐ倍波成分の振幅を略０とするためには、少なくともＣ１，Ｓ１，Ｃｘ１，Ｓｘ１，Ｃｘｐ，Ｓｘｐに関する連立一次方程式が必要となる。すなわち、式（１０）に示す行列Ａの次数ｎは６となり、少なくとも６つのセンサＨｈが必要となる。
【００７１】
このように、式（１０）に示す行列Ａの次数ｎは、基本波成分と振幅を略０とするｘ倍波成分との合計数を２倍した値となる。
【００７２】
次に、上記の式（１）において、各センサＨｈから出力される検出信号ｆｈ（ｔ）のｌ倍波成分の振幅ａｌｈ及び相対位相ｂｌｈが略等しい例について説明する。この場合、時刻ｔにおける検出信号ｆｈ（ｔ）をフーリエ級数展開すると、下記の式（１５）が得られる。
【００７３】
【数１５】
2020046183.tif 000032
【００７４】
また、合成信号ｆ（ｔ）は、下記の式（１６）となる。
【００７５】
【数１６】
2020046183.tif 000033
【００７６】
三角関数の加法定理を用いて式（１６）を変形することにより、下記の式（１７）、式（１８）、及び式（１９）が得られる。
【００７７】
【数１７】
2020046183.tif 000034
【００７８】
【数１８】
2020046183.tif 000035
【００７９】
【数１９】
2020046183.tif 000036
【００８０】
式（１８）式及び式（１９）は、式（１７）において回転体１００の回転に依存しない値である。三角関数の合成公式を用いて式（１７）を変形することにより、下記の式（２０）、式（２１）、及び式（２２）が得られる。
【００８１】
【数２０】
2020046183.tif 000037
【００８２】
【数２１】
2020046183.tif 000038
【００８３】
【数２２】
2020046183.tif 000039
【００８４】
式（２０）の合成信号ｆ（ｔ）において、ｌ倍波成分の振幅ｇ（ｌ）は、以下の式（２３）で示される。
【００８５】
【数２３】
2020046183.tif 000040
【００８６】
式（１８）及び式（１９）から、下記の式（２４）及び式（２５）が導出できる。
【００８７】
【数２４】
2020046183.tif 000041
【００８８】
【数２５】
2020046183.tif 000042
【００８９】
上記の式（２４）及び式（２５）において、行列Ａは、下記の式（２６）を満たすｎ次正方行列である。
【００９０】
【数２６】
2020046183.tif 000043
【００９１】
上記の式（２４）及び式（２５）において、ｘ倍波成分の乗数をｘ１，・・・，ｘｑとする。なお、式（２４）式に示す行列Ａの各項は、時刻ｔにおける検出信号ｆｈ（ｔ）をフーリエ級数展開した式（１５）により得られる。
【００９２】
式（２４）及び式（２５）において、合成信号ｆ（ｔ）の基本波成分の振幅を略１とするためには、式（２３）のｌに１を代入した振幅ｇ（１）が最大となる下記の式（２７）を満たす必要がある。
【００９３】
【数２７】
2020046183.tif 000044
【００９４】
また、式（２４）及び式（２５）において、合成信号ｆ（ｔ）のｘ倍波成分の振幅を略０とするためには、式（２３）のｌにｘ倍波成分の乗数ｘ（ｘ１，・・・，ｘｐ）を代入した振幅ｇ（ｘ）が０となる下記の式（２８）を満たす必要がある。
【００９５】
【数２８】
2020046183.tif 000045
【００９６】
式（２６）に示すように、式（２４）に示す行列Ａの次数ｎは、本実施形態において少なくとも必要なセンサＨｈの数に相当する。例えば、合成信号ｆ（ｔ）の基本波成分の振幅を略１とし、合成信号ｆ（ｔ）のｘ１倍波成分の振幅を略０とするためには、少なくともＣ１，Ｓ１，Ｃｘ１，Ｓｘ１に関する連立一次方程式が必要となる。すなわち、式（２４）に示す行列Ａの次数ｎは４となり、少なくとも４つのセンサＨｈが必要となる。
【００９７】
さらに、合成信号ｆ（ｔ）のｘｐ倍波成分の振幅を略０とするためには、少なくともＣ１，Ｓ１，Ｃｘ１，Ｓｘ１，Ｃｘｐ，Ｓｘｐに関する連立一次方程式が必要となる。すなわち、式（２４）に示す行列Ａの次数ｎは６となり、少なくとも６つのセンサＨｈが必要となる。
【００９８】
次に、実施形態の具体例について説明する。図２Ａは、磁極対に対するセンサの具体的な配置例を示す第１図である。図２Ｂは、磁極対に対するセンサの具体的な配置例を示す第２図である。
【００９９】
ここでは、４つのセンサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４を用いて、合成信号ｆ（ｔ）の基本波成分（ｌ＝ｘ＝１）の振幅を略１とし、３倍波成分（ｌ＝ｘ＝３）の振幅を略０とする例について説明する。このときの行列式は、下記の式（２９）で示される。式（２９）では、説明を簡潔にするため、４つのセンサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４の基本波成分及び３倍波成分の振幅及び位相が略等しい場合の式（２４）を変形した例を示している。
【０１００】
【数２９】
2020046183.tif 000046
【０１０１】
図２Ａ及び図２Ｂでは、センサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４からの検出信号ｆｈ（ｔ）の位相が電気角で４０ｄｅｇ（θ＝２π／９）ずつ均等にずれて出力されるように、センサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４が配置された例を示している。センサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４は、センサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４からの検出信号ｆｈ（ｔ）の位相が電気角で４０ｄｅｇ（θ＝２π／９）ずつ均等にずれて出力されるように配置されていれば良く、例えば、図２Ａに示す態様であっても良いし、図２Ｂに示す態様であっても良い。
【０１０２】
図２Ａ及び図２Ｂに示す例において、第１合成信号ｆ（ｔ）１を生成する際の第１係数をそれぞれｋ１１，ｋ２１，ｋ３１，ｋ４１とすると、下記の式（３０）が得られる。
【０１０３】
【数３０】
2020046183.tif 000047
【０１０４】
また、図２Ａ及び図２Ｂに示す例において、第２合成信号ｆ（ｔ）２を生成する際の第２係数をそれぞれｋ１２，ｋ２２，ｋ３２，ｋ４２とすると、下記の式（３１）が得られる。
【０１０５】
【数３１】
2020046183.tif 000048
【０１０６】
式（３０）において、Ｃ１をｃｏｓ（π／３）とし、Ｓ１をｓｉｎ（π／３）としている。また、式（３１）において、Ｃ１をｃｏｓ（−π／６）とし、Ｓ１をｓｉｎ（−π／６）としている。
【０１０７】
また、式（３０）及び式（３１）における行列Ａの各項目は、センサＨｈから出力される検出信号ｆｈ（ｔ）をフーリエ級数展開することにより得られる。具体的に、第１列の項目は、センサＨ１から出力される検出信号ｆ１（ｔ）をフーリエ級数展開することにより得られる。第２列の項目は、センサＨ２から出力される検出信号ｆ２（ｔ）をフーリエ級数展開することにより得られる。第３列の項目は、センサＨ３から出力される検出信号ｆ３（ｔ）をフーリエ級数展開することにより得られる。第４列の項目は、センサＨ４から出力される検出信号ｆ４（ｔ）をフーリエ級数展開することにより得られる。
【０１０８】
式（３０）に用いるＣ１，Ｃ３，Ｓ１，Ｓ３，θの各パラメータと、式（３０）により算出された第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２の算出値の一例を表１に示す。なお、表１に示す例では、行列Ａの各項目を式（３０）及び式（３１）に示す値として算出した例を示している。
【０１０９】
【表１】
2020046183.tif 000049
【０１１０】
式（３０）により算出された第１係数ｋ１１，ｋ２１，ｋ３１，ｋ４１を用いて、第１合成信号ｆ（ｔ）１を生成する。第１合成信号ｆ（ｔ）１の算出式を下記の式（３２）に示す。これにより、基本波成分の振幅が正規化され、３倍波成分の振幅が抑制された第１合成信号ｆ（ｔ）１が得られる。
【０１１１】
【数３２】
2020046183.tif 000050
【０１１２】
式（３１）により算出された第２係数ｋ１２，ｋ２２，ｋ３２，ｋ４２を用いて、第２合成信号ｆ（ｔ）２を生成する。第２合成信号ｆ（ｔ）２の算出式を下記の式（３３）に示す。これにより、基本波成分の振幅が正規化され、３倍波成分の振幅が抑制された第２合成信号ｆ（ｔ）２が得られる。
【０１１３】
【数３３】
2020046183.tif 000051
【０１１４】
このようにして得られた第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２は、それぞれ電気角位相が９０ｄｅｇ異なっている。これら第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２を用いて、例えば、下記の式（３４）により角度（電気角）θＥを求めることができる。
【０１１５】
【数３４】
2020046183.tif 000052
【０１１６】
なお、ここでは、３倍波成分の振幅が抑制された第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２を求める例を示したが、複数のｘ（ｘ１，・・・，ｘｐ）倍波成分の振幅が抑制された第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２を求めることが可能である。この場合には、上述した式（１０）、式（１１）、式（１２）、式（１３）、及び式（１５）、又は、上述した式（２４）、式（２５）、式（２６）、式（２７）、及び式（２８）を用いて、第１係数及び第２係数を求め、下記の式（３５）及び式（３６）を用いて、第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２を得ることができる。
【０１１７】
【数３５】
2020046183.tif 000053
【０１１８】
【数３６】
2020046183.tif 000054
【０１１９】
このように、所定倍波成分を抑制した第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２が得られることで、回転体１００の回転角度の検出精度を高めることができる。
【０１２０】
次に、実施形態に係る角度検出装置の具体的な構成について説明する。
【０１２１】
図３は、実施形態に係る角度検出装置の一構成例を示すブロック図である。図４は、実施形態に係る角度検出装置のセンサをモータに設けた例を示す図である。
【０１２２】
図３に示すように、本実施形態に係る角度検出装置１は、複数のセンサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，・・・，Ｈｎと、位相差信号算出部２と、角度演算部３と、記憶部４と、を備える。記憶部４には、上述した第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２が格納されている。
【０１２３】
位相差信号算出部２は、各センサＨｈからの検出信号ｆｈ（ｔ）が入力される。位相差信号算出部２は、上述した式（３５）を用いて、第１合成信号ｆ（ｔ）１を算出し、上述した式（３６）を用いて、第２合成信号ｆ（ｔ）２を算出する。これにより、所定倍波成分を抑制した第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２が得られる。
【０１２４】
角度演算部３は、上述した式（３４）を用いて、角度（電気角）θＥを演算する。これにより、モータ２００（回転体１００）の回転角度の検出精度を高めることができる。
【０１２５】
図４に示す例では、モータ２００を実施形態に係る角度検出装置１の角度検出対象としている。モータ２００は、ステータ１０と、ステータ１０に対して回転可能なロータ２０とを有する。ロータ２０は、回転軸Ｘを中心に回転する。本実施形態において、モータ２００は、アウターロータ型のＳＰＭモータ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｍｏｔｏｒ）である。ロータ２０は、ステータ１０の回転軸Ｘを中心とする径方向外側に配置される。以下、回転軸Ｘを中心とする径方向を、単に「径方向」ともいう。
【０１２６】
ステータ１０は、回転軸Ｘを中心とする周方向に等間隔で複数配置されるティース１２と、このティース１２間に設けられたスロット１１とを有する。以下、回転軸Ｘを中心とする周方向を、単に「周方向」ともいう。ティースには、コイル（不図示）が巻回されて支持されている。
【０１２７】
ロータ２０は、円環状のロータハウジング２２の内周面に、周方向に等間隔で複数配置された永久磁石２１を含む。ステータ１０とロータ２０とは、間隙を介して対向する。
【０１２８】
上述した構成のモータ２００において、センサＨｈ（Ｈ１，・・・，Ｈ９）は、ティース１２間のスロット１１の中央に設けられている。本実施形態では、上述したように、検出信号ｆｈ（ｔ）の位相は、センサＨｈごとに異なっている。図４に示すモータ２００において、上記を満たす位置に配置可能なセンサＨｈの最小数αは、スロット数ｓ、磁極数ｐ、係数βを用いて、下記の（３７）式で示される。
【０１２９】
【数３７】
2020046183.tif 000055
【０１３０】
係数βは、センサＨｈの最小数αを得るための係数（自然数）である。図４に示すモータ２００は、スロット数ｓが１８個、磁極数ｐが１０個であることから、式（３７）により、センサＨｈの最小数αは９個である。モータ２００のスロット数ｓは１８個であるので、最大で１８個のセンサＨｈを設けることができるが、この場合には、電気角における検出信号ｆｈ（ｔ）の位相が同一のセンサがそれぞれ２個ずつ存在することとなるため、検出信号ｆｈ（ｔ）の位相が異なるセンサＨｈの数は９個となる。
【０１３１】
図４に示すモータ２００において、各センサＨｈは、モータ２００の１回転中に、電気角において１０周期分の検出信号ｆｈ（ｔ）を出力する。
【０１３２】
図５は、センサによって検出される検出信号の周波数分布の一例を示す図である。
【０１３３】
図５に示すように、検出信号ｆｈ（ｔ）には、基本波成分（ｌ＝１）に加えて、基本波の所定倍波のノイズ成分を含まれている。基本波の所定倍波のノイズ成分としては、図５に示すように、基本波の奇数倍波成分（ｌ＝３，５，７，・・・）が顕著である。特に、図４に示すモータ２００のように、磁極間（隣り合う永久磁石２１の間）の隙間が大きい場合には、検出信号ｆｈ（ｔ）に含まれるノイズ成分が多い。
【０１３４】
以下、図３及び図４に示す構成において、第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２の基本波成分の振幅を略１とし、基本波の３倍波成分、５倍波成分、及び７倍波成分の振幅を略０とするための第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２を算出する例について説明する。
【０１３５】
本実施形態では、位相差信号算出部２が第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２を算出する例について説明する。なお、第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２を算出する構成部については、位相差信号算出部２に限るものではなく、例えば、位相差信号算出部２以外に第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２を算出する構成部を具備した構成であっても良い。また、第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２を算出する構成部を具備せず、図示しない他の装置によって第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２を算出して記憶部４に格納する態様であっても良い。
【０１３６】
本実施形態において、位相差信号算出部２は、モータ２００の実運用前、すなわち、例えばモータ２００の出荷時において、第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２を算出し、記憶部４に格納する。
【０１３７】
図４に示す構成では、各センサＨｈからの検出信号ｆｈ（ｔ）の位相が電気角で２００ｄｅｇ（θ＝１０π／９）ずつ均等にずれて出力されるように、各センサＨｈが配置されている。
【０１３８】
図３及び図４に示す構成において、第１合成信号ｆ（ｔ）１の基本波成分の振幅を略１とし、基本波の３倍波成分、５倍波成分、及び７倍波成分の振幅を略０とする場合の行列式は、第１合成信号ｆ（ｔ）１を生成する際の第１係数をそれぞれｋ１１，ｋ２１，ｋ３１，ｋ４１，ｋ５１，ｋ６１，ｋ７１，ｋ８１とすると、下記の式（３８）で示される。また、図３及び図４に示す構成において、第２合成信号ｆ（ｔ）２の基本波成分の振幅を略１とし、基本波の３倍波成分、５倍波成分、及び７倍波成分の振幅を略０とする場合の行列式は、第２合成信号ｆ（ｔ）２を生成する際の第２係数をそれぞれｋ１２，ｋ２２，ｋ３２，ｋ４２，ｋ５２，ｋ６２，ｋ７２，ｋ８２とすると、下記の式（３９）で示される。式（３８）及び式（３９）では、説明を簡潔にするため、各センサＨｈから出力される検出信号ｆｈ（ｔ）のｌ倍波成分の振幅ａｌｈ及び相対位相ｂｌｈが略等しい場合の式（２４）を変形した例を示している。
【０１３９】
【数３８】
2020046183.tif 000056
【０１４０】
【数３９】
2020046183.tif 000057
【０１４１】
式（３８）及び式（３９）に示すように、第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２の基本波成分の振幅を略１とし、基本波の３倍波成分、５倍波成分、及び７倍波成分の振幅を略０とする場合の行列の次数は８となる。この場合には、８個のセンサＨｈが必要となる。つまり、図４に示す９個のセンサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８，Ｈ９のうちの１つは不要となる。ここでは、センサＨ９以外のセンサＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８を用いている。
【０１４２】
式（３８）において、Ｃ１をｃｏｓ（７π／１８）とし、Ｓ１をｓｉｎ（７π／１８）としている。また、式（３９）において、Ｃ１をｃｏｓ（−２π／１８）とし、Ｓ１をｓｉｎ（−２π／１８）としている。
【０１４３】
また、式（３８）及び式（３９）における行列Ａの各項目は、各センサＨｈから出力される検出信号ｆｈ（ｔ）をフーリエ級数展開することにより得られる。具体的に、位相差信号算出部２は、センサＨ１から検出信号ｆ１（ｔ）を取得し、取得した検出信号ｆ１（ｔ）をフーリエ級数展開することにより、式（３８）及び式（３９）における行列Ａの第１列の項目を得る。また、位相差信号算出部２は、センサＨ２から検出信号ｆ２（ｔ）を取得し、取得した検出信号ｆ２（ｔ）をフーリエ級数展開することにより、式（３８）及び式（３９）における行列Ａの第２列の項目を得る。また、位相差信号算出部２は、センサＨ３から検出信号ｆ３（ｔ）を取得し、取得した検出信号ｆ３（ｔ）をフーリエ級数展開することにより、式（３８）及び式（３９）における行列Ａの第３列の項目を得る。また、位相差信号算出部２は、センサＨ４から検出信号ｆ４（ｔ）を取得し、取得した検出信号ｆ４（ｔ）をフーリエ級数展開することにより、式（３８）及び式（３９）における行列Ａの第４列の項目を得る。また、位相差信号算出部２は、センサＨ５から検出信号ｆ５（ｔ）を取得し、取得した検出信号ｆ５（ｔ）をフーリエ級数展開することにより、式（３８）及び式（３９）における行列Ａの第５列の項目を得る。また、位相差信号算出部２は、センサＨ６から検出信号ｆ６（ｔ）を取得し、取得した検出信号ｆ６（ｔ）をフーリエ級数展開することにより、式（３８）及び式（３９）における行列Ａの第６列の項目を得る。また、位相差信号算出部２は、センサＨ７から検出信号ｆ７（ｔ）を取得し、取得した検出信号ｆ７（ｔ）をフーリエ級数展開することにより、式（３８）及び式（３９）における行列Ａの第７列の項目を得る。また、位相差信号算出部２は、センサＨ８から検出信号ｆ８（ｔ）を取得し、取得した検出信号ｆ８（ｔ）をフーリエ級数展開することにより、式（３８）及び式（３９）における行列Ａの第８列の項目を得る。
【０１４４】
式（３８）に用いるＣ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７，Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，θの各パラメータと、式（３９）により算出された第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２の算出値の一例を表２に示す。なお、表２に示す例では、行列Ａの各項目を式（３８）及び式（３９）に示す値として算出した例を示している。
【０１４５】
【表２】
2020046183.tif 000058
【０１４６】
本実施形態において、位相差信号算出部２は、モータ２００の出荷後、すなわち、モータ２００の実運用時において、式（３８）により算出された第１係数ｋ１１，ｋ２１，ｋ３１，ｋ４１，ｋ５１，ｋ６１，ｋ７１，ｋ８１を用いて、上記の式（３５）により算出した第１合成信号ｆ（ｔ）１を生成する。これにより、基本波成分の振幅が正規化され、３倍波成分、５倍波成分、及び７倍波成分の振幅が抑制された第１合成信号ｆ（ｔ）１が得られる。
【０１４７】
また、位相差信号算出部２は、式（３９）により算出された第２係数ｋ１２，ｋ２２，ｋ３２，ｋ４２，ｋ５２，ｋ６２，ｋ７２，ｋ８２を用いて、上記の式（３６）により算出した第２合成信号ｆ（ｔ）２を生成する。これにより、基本波成分の振幅が正規化され、３倍波成分、５倍波成分、及び７倍波成分の振幅が抑制された第２合成信号ｆ（ｔ）２が得られる。
【０１４８】
このようにして得られた第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２は、それぞれ電気角位相が９０ｄｅｇ異なっている。角度演算部３は、それぞれ電気角位相が９０ｄｅｇ異なる第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２を用いて、上述した式（３４）により角度（電気角）θＥを演算する。これにより、モータ２００（回転体１００）の回転角度の検出精度を高めることができる。
【０１４９】
図６は、検出信号波形の一例を示す図である。図６では、検出信号ｆｈ（ｔ）が基本波の３倍波成分、５倍波成分、及び１／１０倍波成分を含んでいる例を示している。図６に示す点線は、センサＨ１の検出値である検出信号ｆ１（ｔ）を示し、図６に示す破線は、センサＨ２の検出値である検出信号ｆ２（ｔ）を示し、図６に示す一点鎖線は、センサＨ９の検出値である検出信号ｆ９（ｔ）を示している。
【０１５０】
例えば、図４に示すような多極対モータにおいて、偏心や着磁ムラ等の影響により、図６に示すように、検出信号ｆｈ（ｔ）の基本波成分よりも低い周波数のノイズ成分が含まれる場合がある。
【０１５１】
本実施形態に係る角度検出装置１では、第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２の基本波成分よりも低い周波数のノイズ成分の振幅を略０とすることも可能である。以下、図３及び図４に示す構成において、第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２の基本波成分の振幅を略１とし、基本波の３倍波成分、５倍波成分、及び１／１０倍波成分の振幅を略０とするための第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２を算出する例について説明する。
【０１５２】
図３及び図４に示す構成において、第１合成信号ｆ（ｔ）１の基本波成分の振幅を略１とし、基本波の３倍波成分、５倍波成分、及び１／１０倍波成分の振幅を略０とする場合の行列式は、第１合成信号ｆ（ｔ）１を生成する際の第１係数をそれぞれｋ１１，ｋ２１，ｋ３１，ｋ４１，ｋ５１，ｋ６１，ｋ７１，ｋ８１とすると、下記の式（４０）で示される。また、図３及び図４に示す構成において、第２合成信号ｆ（ｔ）２の基本波成分の振幅を略１とし、基本波の３倍波成分、５倍波成分、及び１／１０倍波成分の振幅を略０とする場合の行列式は、第２合成信号ｆ（ｔ）２を生成する際の第２係数をそれぞれｋ１２，ｋ２２，ｋ３２，ｋ４２，ｋ５２，ｋ６２，ｋ７２，ｋ８２とすると、下記の式（４１）で示される。式（４０）及び式（４１）では、説明を簡潔にするため、各センサＨｈのｌ倍波成分の振幅ａｌｈ及び相対位相ｂｌｈが略等しい場合の式（２４）を変形した例を示している。
【０１５３】
【数４０】
2020046183.tif 000059
【０１５４】
【数４１】
2020046183.tif 000060
【０１５５】
式（４０）に用いるＣ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ０．１，Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ０．１，θの各パラメータと、式（４１）により算出された第１係数ｋｈ１及び第２係数ｋｈ２の算出値の一例を表３に示す。なお、表３に示す例では、行列Ａの各項目を式（４０）及び式（４１）に示す値として算出した例を示している。
【０１５６】
【表３】
2020046183.tif 000061
【０１５７】
本実施形態において、位相差信号算出部２は、モータ２００の出荷後、すなわち、モータ２００の実運用時において、式（４０）により算出された第１係数ｋ１１，ｋ２１，ｋ３１，ｋ４１，ｋ５１，ｋ６１，ｋ７１，ｋ８１を用いて、上記の式（３５）により算出した第１合成信号ｆ（ｔ）１を生成する。これにより、基本波成分の振幅が正規化され、３倍波成分、５倍波成分、及び１／１０倍波成分の振幅が抑制された第１合成信号ｆ（ｔ）１が得られる。
【０１５８】
また、位相差信号算出部２は、式（４１）により算出された第２係数ｋ１２，ｋ２２，ｋ３２，ｋ４２，ｋ５２，ｋ６２，ｋ７２，ｋ８２を用いて、上記の式（３６）により算出した第２合成信号ｆ（ｔ）２を生成する。これにより、基本波成分の振幅が正規化され、３倍波成分、５倍波成分、及び１／１０倍波成分の振幅が抑制された第２合成信号ｆ（ｔ）２が得られる。
【０１５９】
このようにして得られた第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２は、それぞれ電気角位相が９０ｄｅｇ異なっている。角度演算部３は、それぞれ電気角位相が９０ｄｅｇ異なる第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２を用いて、上述した式（３４）により角度（電気角）θＥを演算する。これにより、モータ２００（回転体１００）の回転角度の検出精度を高めることができる。
【０１６０】
図７は、第１合成信号波形及び第２合成信号波形の一例を示す図である。
【０１６１】
図７に示すように、本実施形態において、位相差信号算出部２は、基本波成分よりも低い周波数を含む所定倍波成分を抑制した第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２を生成することができる。
【０１６２】
このように、実施形態に係る角度検出装置１は、基本波成分よりも低い周波数を含む所定倍波成分を抑制した第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２を得ることにより、モータ２００（回転体１００）の回転角度の検出精度を高めることができる。
【０１６３】
以上説明したように、実施形態に係る角度検出装置１は、回転体１００（モータ２００）の回転に応じた検出信号ｆｈ（ｔ）を出力する複数のセンサＨｈと、センサＨｈごとに個別に設定された第１係数ｋｈ１を検出信号ｆｈ（ｔ）に乗じて互いに加算した第１合成信号ｆ（ｔ）１、及び、センサＨｈごとに個別に設定された第２係数ｋｈ２を検出信号ｆｈ（ｔ）に乗じて互いに加算した第２合成信号ｆ（ｔ）２を生成する位相差信号算出部２と、第１合成信号ｆ（ｔ）１及び前記第２合成信号ｆ（ｔ）２に基づき、回転体１００の角度θＥを演算する角度演算部３と、を備える。センサＨｈごとに検出信号ｆｈ（ｔ）の位相が異なる。第１合成信号ｆ（ｔ）１の位相と第２合成信号ｆ（ｔ）２の位相とが互いに９０ｄｅｇ異なっている。第１合成信号ｆ（ｔ）１の基本波成分の振幅が略１となり、第１合成信号ｆ（ｔ）１のｘ倍波成分（ｘは１を除く正の値）の振幅が略０となるように、第１係数ｋｈ１が設定されている。第２合成信号ｆ（ｔ）２の基本波成分の振幅が略１となり、第２合成信号ｆ（ｔ）２のｘ倍波成分の振幅が略０となるように、第２係数ｋｈ２が設定されている。
【０１６４】
上記構成により、角度検出装置１は、互いに位相が９０ｄｅｇ異なる第１合成信号ｆ（ｔ）１及び第２合成信号ｆ（ｔ）２の所定倍波成分を抑制することができる。これにより、回転体１００（モータ２００）の回転角度の検出精度を高めることができる。
【符号の説明】
【０１６５】
１  角度検出装置
２  位相差信号算出部
３  角度演算部
４  記憶部
１０  ステータ
１１  スロット
１２  ティース
２０  ロータ
２１  永久磁石
２２  ロータハウジング
１００  回転体
２００  モータ
Ｈｈ，Ｈｎ，Ｈ１，・・・，Ｈ９  センサ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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