(57)【要約】【課題】位相誤差をモニタリングすることなく、位相誤差を補正した回転検出方法を提供することを課題とする。【解決手段】第１センサから受け取った第１正弦波信号及び第２の位相の第２正弦波信号を出力する第２センサから受け取った第２正弦波信号を加算して第３の位相の第３正弦波信号を出力する加算部と、第１正弦波信号を第２正弦波信号から減算して第３正弦波信号と１／４周期分位相の異なる第４正弦波信号を出力する減算部と、第３正弦波信号及び第４正弦波信号から第３の位相を算出する位相算出部と、第３正弦波信号及び／又は第４正弦波信号に基づいて、第３の位相と第１の位相との位相差を決定する位相差決定部と、算出した第３の位相と第１の位相との位相差、及び、第３の位相とを加算した第４の位相を出力する角度出力部と、を備える回転検出回路を提供する。【選択図】図１
2019132603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子の回転位置に基づいて、第１の位相の第１正弦波信号を出力する第１センサから出力された前記第１正弦波信号、及び、前記回転子の回転位置に基づいて、前記第１の位相と異なる第２の位相の第２正弦波信号を出力する第２センサから出力された前記第２正弦波信号を加算して第３の位相の第３正弦波信号を出力する加算部と、
前記第１正弦波信号を前記第２正弦波信号から減算して前記第３正弦波信号と１／４周期分位相の異なる第４正弦波信号を出力する減算部と、
前記第３正弦波信号及び前記第４正弦波信号から前記第３の位相を算出する位相算出部と、
前記第３正弦波信号及び前記第４正弦波信号の少なくとも一方に基づいて、前記第３の位相と前記第１の位相との位相差を決定する位相差決定部と、
算出した前記第３の位相と前記第１の位相との位相差、及び、前記第３の位相とを加算した第４の位相を出力する角度出力部と、
を備える回転検出回路。
【請求項２】
前記位相算出部は、前記第３正弦波信号で前記第４正弦波信号を除したものの逆正接を算出することで前記第３の位相を算出する、
請求項１に記載の回転検出回路。
【請求項３】
前記位相差決定部は、前記第３正弦波信号の振幅及び前記第４正弦波信号の振幅の少なくとも一方から、前記位相差を決定する、
請求項１又は２に記載の回転検出回路。
【請求項４】
前記位相差決定部は、前記第３正弦波信号の振幅及び前記第４正弦波信号の振幅の比から、前記位相差を決定する、
請求項３に記載の回転検出回路。
【請求項５】
前記第１正弦波信号の出力オフセット補正を行う第１オフセット補正部と、
前記第２正弦波信号の出力オフセット補正を行う第２オフセット補正部と、
を更に備える、
請求項１から４のいずれか１項に記載の回転検出回路。
【請求項６】
前記第１正弦波信号のゲイン補正を行う第１ゲイン補正部と、
前記第２正弦波信号のゲイン補正を行う第２ゲイン補正部と、
を更に備える、
請求項５に記載の回転検出回路。
【請求項７】
前記第３正弦波信号のゲイン補正を行う第３ゲイン補正部と、
前記第４正弦波信号のゲイン補正を行う第４ゲイン補正部と、
を更に備える、
請求項６に記載の回転検出回路。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の回転検出回路、
前記第１センサ、及び、
前記第２センサ、
を備える回転検出装置。
【請求項９】
第１センサから、回転子の回転位置に基づいて、第１の位相の第１正弦波信号を出力する段階と、
第２センサから、前記回転子の回転位置に基づいて、前記第１の位相と異なる第２の位相の第２正弦波信号を出力する段階と、
前記第１正弦波信号及び前記第２正弦波信号を加算して第３の位相の第３正弦波信号を出力する加算段階と、
前記第１正弦波信号を前記第２正弦波信号から減算して前記第３正弦波信号と１／４周期分位相の異なる第４正弦波信号を出力する減算段階と、
前記第３正弦波信号及び前記第４正弦波信号から前記第３の位相を算出する位相算出段階と、
前記第３正弦波信号及び前記第４正弦波信号の少なくとも一方に基づいて、前記第３の位相と前記第１の位相との位相差を決定する位相差決定段階と、
算出した前記第３の位相と前記第１の位相との位相差、及び、前記第３の位相とを加算した第４の位相を出力する角度出力段階と、
を備える回転検出方法。
【請求項１０】
前記位相算出段階は、前記第３正弦波信号で前記第４正弦波信号を除したものの逆正接を算出することで前記第３の位相を算出する段階を含む、
請求項９に記載の回転検出方法。
【請求項１１】
前記位相差決定段階は、前記第３正弦波信号の振幅及び前記第４正弦波信号の振幅の少なくとも一方から、前記位相差を決定する、
請求項９又は１０に記載の回転検出方法。
【請求項１２】
前記位相差決定段階は、前記第３正弦波信号の振幅及び前記第４正弦波信号の振幅の比から、前記位相差を決定する、
請求項１１に記載の回転検出方法。
【請求項１３】
前記第１正弦波信号の出力オフセット補正を行う第１オフセット補正段階と、
前記第２正弦波信号の出力オフセット補正を行う第２オフセット補正段階と、
を更に備える、
請求項９から１２のいずれか１項に記載の回転検出方法。
【請求項１４】
前記第１正弦波信号のゲイン補正を行う第１ゲイン補正段階と、
前記第２正弦波信号のゲイン補正を行う第２ゲイン補正段階と、
を更に備える、
請求項１３に記載の回転検出方法。
【請求項１５】
前記第３正弦波信号のゲイン補正を行う第３ゲイン補正段階と、
前記第４正弦波信号のゲイン補正を行う第４ゲイン補正段階と、
を更に備える、
請求項１４に記載の回転検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転検出回路、回転検出装置、及び、回転検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つのセンサからの９０度位相の異なる２相信号に基づき、回転子の回転位置を検出する回転検出器が知られている。このような回転検出器では、組立誤差等に由来して、２相信号に位相誤差が生じることがあった。これに対し、位相誤差をモニタリングすることにより位相誤差分を調整した回転角度を得る方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
しかし、この方法によると回転検出の実行中に位相誤差をモニタリングすることが必要となる。
特許文献１  特開２０１２−３２３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記問題に鑑みて、位相誤差をモニタリングすることなく、位相誤差を補正した回転検出回路、回転検出装置、及び、回転検出方法を提供することを課題とする。
【０００５】
本発明の第１の態様においては、回転子の回転位置に基づいて、第１の位相の第１正弦波信号を出力する第１センサから受け取った第１正弦波信号、及び、回転子の回転位置に基づいて、第１の位相と異なる第２の位相の第２正弦波信号を出力する第２センサから受け取った第２正弦波信号を加算して第３の位相の第３正弦波信号を出力する加算部と、第１正弦波信号を第２正弦波信号から減算して第３正弦波信号と１／４周期分位相の異なる第４正弦波信号を出力する減算部と、第３正弦波信号及び第４正弦波信号から第３の位相を算出する位相算出部と、第３正弦波信号及び第４正弦波信号の少なくとも一方に基づいて、第３の位相と第１の位相との位相差を決定する位相差決定部と、算出した第３の位相と第１の位相との位相差、及び、第３の位相とを加算した第４の位相を出力する角度出力部と、を備える回転検出回路を提供する。また、第１の態様においては、当該回転検出回路、第１センサ、及び、第２センサを備える回転検出装置と、当該回転検出装置を用いた回転検出方法をも提供する。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の回転検出装置１０の一例に係るブロック図を示す。
【図２】本実施形態の信号補正部１４０の一例に係るブロック図を示す。
【図３】本実施形態の位相誤差キャンセル部１５０の一例に係るブロック図を示す。
【図４】本実施形態の角度調整部１６０の一例に係るブロック図を示す。
【図５】本実施形態の回転検出方法の処理フローの一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態の回転検出装置１０の一例に係るブロック図を示す。本実施形態に係る回転検出装置１０は、２つのセンサからモータ等の回転子の回転位置に関する２相信号を受け取り、当該２相信号の位相誤差をモニタリングすることなく、演算により位相誤差をキャンセルし、これにより回転子の正確な回転位置を特定する。回転検出装置１０は、モータ１１０、モータ制御回路１２０、第１センサ１２２、第２センサ１２４、及び、回転検出回路１３０を備える。なお、回転検出装置１０は、モータ１１０及び／又はモータ制御回路１２０を備えておらず、これらが回転検出装置１０の外部に別途設けられてもよい。
【００１０】
モータ１１０は、電源から電力が供給されて回転子を回転する。回転子には、回転位置検出のための多極マグネットリング等の磁石が取り付けられていてよい。
【００１１】
モータ制御回路１２０は、モータ１１０の回転動作を制御する。モータ制御回路１２０は、後述する回転検出回路１３０から得た回転子の回転位置の情報に基づいて、モータ１１０の回転動作を制御してよい。
【００１２】
第１センサ１２２は、モータ１１０の回転する回転子の回転位置に基づいて、第１の位相の第１正弦波信号ＶＡを出力する。第２センサ１２４は、モータ１１０の回転する回転子の回転位置に基づいて、第１の位相と異なる第２の位相の第２正弦波信号ＶＢを出力する。第１センサ１２２及び第２センサ１２４は、回転子の磁石から生じる磁界の検出結果を出力する磁気センサであってよい。一例として、第１センサ１２２及び第２センサ１２４は、回転子に取り付けられた多極マグネットリングの磁界を検知するホール素子であってよい。
【００１３】
第１センサ１２２及び第２センサ１２４は、回転子の回転軸を中心に９０度ずれた位置に配置されてよく、これにより第１の位相と第２の位相とは１／４周期（すなわち、９０度）ずれたものであってよい。また、第１の位相と第２の位相との間は、１／４周期に加え、組立誤差等に由来する位相誤差分のずれが含まれる。第１センサ１２２及び第２センサ１２４は、第１正弦波信号ＶＡ及び第２正弦波信号ＶＢを回転検出回路１３０に出力する。
【００１４】
回転検出回路１３０は、第１正弦波信号ＶＡ及び第２正弦波信号ＶＢに含まれる位相誤差を除去し、回転子の回転位置を算出して出力する。回転検出回路１３０は、信号補正部１４０、位相誤差キャンセル部１５０、及び、角度調整部１６０を有する。以下、図２〜図４に基づいてこれらの構成及び機能について説明する。
【００１５】
図２は、本実施形態の信号補正部１４０の一例に係るブロック図を示す。信号補正部１４０は、第１正弦波信号ＶＡ及び第２正弦波信号ＶＢのオフセット及びゲインを補正し、これにより後続する回転位置を算出する処理の正確性を担保する。信号補正部１４０は、ＡＤコンバータ１４１、ＡＤコンバータ１４２、オフセット／ゲイン算出部１４３、第１オフセット補正部１４５、第２オフセット補正部１４６、第１ゲイン補正部１４７、及び、第２ゲイン補正部１４８を含む。なお、信号補正部１４０は、これらの一部を含まなくてもよく、他の回路等を含んでもよい。
【００１６】
ＡＤコンバータ１４１は、アナログ信号の第１正弦波信号ＶＡを、第１センサ１２２から受け取り、これらを周期的にサンプリングして第１正弦波信号ＶＡをデジタル信号に変換する。ＡＤコンバータ１４１は、第１正弦波信号ＶＡに対応するデジタル信号の第１正弦波信号（以下、デジタル信号Ａ０とする）を、オフセット／ゲイン算出部１４３及び第１オフセット補正部１４５に出力する。
【００１７】
ＡＤコンバータ１４２は、アナログ信号の第２正弦波信号ＶＢを、第２センサ１２４から受け取り、これらを周期的にサンプリングして第２正弦波信号ＶＢをデジタル信号に変換する。ＡＤコンバータ１４２は、第２正弦波信号ＶＢに対応するデジタル信号の第２正弦波信号（以下、デジタル信号Ｂ０とする）を、オフセット／ゲイン算出部１４３及び第２オフセット補正部１４６に出力する。
【００１８】
オフセット／ゲイン算出部１４３は、デジタル信号Ａ０及びデジタル信号Ｂ０に適用すべきオフセット補正量及びゲイン補正量を算出する。例えば、オフセット／ゲイン算出部１４３は、一定期間中のデジタル信号Ａ０の平均と０とのずれ、及び、一定期間中のデジタル信号Ｂ０の平均と０とのずれを算出する。オフセット／ゲイン算出部１４３は、これらのずれをデジタル信号Ａ０に対するオフセット補正量、及び、デジタル信号Ｂ０に対するオフセット補正量として、第１オフセット補正部１４５及び第２オフセット補正部１４６にそれぞれ提供してよい。
【００１９】
また、例えば、オフセット／ゲイン算出部１４３は、デジタル信号Ａ０の振幅Ｈ１、及び、デジタル信号Ｂ０の振幅Ｈ２を算出する。例えば、オフセット／ゲイン算出部１４３は、一定期間のデジタル信号Ａ０とデジタル信号Ｂ０を取得して、それらの最大値及び最小値から、デジタル信号Ａ０の振幅Ｈ１及びデジタル信号Ｂ０の振幅Ｈ２を決定する。
【００２０】
そして、オフセット／ゲイン算出部１４３は、ｒ１／ｒ２＝Ｈ２／Ｈ１となるように、デジタル信号Ａ０に対するゲイン補正量ｒ１、及び、デジタル信号Ｂ０に対するゲイン補正量ｒ２を決定してよい。オフセット／ゲイン算出部１４３は、ゲイン補正量ｒ１及びゲイン補正量ｒ２のそれぞれを、第１ゲイン補正部１４７及び第２ゲイン補正部１４８に提供する。また、オフセット／ゲイン算出部１４３は、ゲイン補正量ｒ１及びゲイン補正量ｒ２を、後述する位相差決定部１６２に提供してもよい。
【００２１】
これに代えて、オフセット／ゲイン算出部１４３は、デジタル信号Ａ０の振幅のデジタル信号Ｂ０に対する割合（Ｈ１／Ｈ２）又はその逆数（Ｈ２／Ｈ１）をデジタル信号Ｂ０又はデジタル信号Ａ０に対するゲイン補正量として算出してよい。この場合、オフセット／ゲイン算出部１４３は、第２ゲイン補正部１４８及び第１ゲイン補正部１４７の一方のみに当該ゲイン補正量を提供してよい。
【００２２】
第１オフセット補正部１４５は、第１正弦波信号の出力オフセット補正を行う。例えば、第１オフセット補正部１４５は、オフセット／ゲイン算出部１４３から得たオフセット補正量に基づき、デジタル信号Ａ０のオフセット補正を行う。第１オフセット補正部１４５は、オフセット補正後の補正信号Ａ１を第１ゲイン補正部１４７に出力する。
【００２３】
第２オフセット補正部１４６は、第２正弦波信号の出力オフセット補正を行う。例えば、第２オフセット補正部１４６は、オフセット／ゲイン算出部１４３から得たオフセット補正量に基づき、デジタル信号Ｂ０のオフセット補正を行う。第２オフセット補正部１４６は、オフセット補正後の補正信号Ｂ１を第２ゲイン補正部１４８に出力する。
【００２４】
第１ゲイン補正部１４７は、第１正弦波信号のゲイン補正を行う。例えば、第１ゲイン補正部１４７は、オフセット／ゲイン算出部１４３から得たゲイン補正量ｒ１に基づき、デジタル信号Ａ１のゲイン補正を行う。第１ゲイン補正部１４７は、ゲイン補正後の補正信号Ａ２を位相誤差キャンセル部１５０に出力する。
【００２５】
第２ゲイン補正部１４８は、第２正弦波信号のゲイン補正を行う。例えば、第２ゲイン補正部１４８は、オフセット／ゲイン算出部１４３から得たゲイン補正量ｒ２に基づき、デジタル信号Ｂ１のゲイン補正を行う。第２ゲイン補正部１４８は、ゲイン補正後の補正信号Ｂ２を位相誤差キャンセル部１５０に出力する。
【００２６】
なお、オフセット／ゲイン算出部１４３がデジタル信号Ａ０及びデジタル信号Ｂ０の一方のみのゲイン補正量を算出した場合は、第１ゲイン補正部１４７及び第２ゲイン補正部１４８のうち、ゲイン補正量が算出されなかったデジタル信号を処理する一方は、省略されてよい。
【００２７】
図３は、本実施形態の位相誤差キャンセル部１５０の一例に係るブロック図を示す。位相誤差キャンセル部１５０は、補正信号Ａ２及び補正信号Ｂ２を信号補正部１４０から受け取り、補正信号Ａ２及び補正信号Ｂ２に含まれる位相誤差をキャンセルする。位相誤差キャンセル部１５０は、加算部１５１、減算部１５２、ゲイン算出部１５３、第３ゲイン補正部１５４、第４ゲイン補正部１５５、及び、位相算出部１５７を含む。なお、位相誤差キャンセル部１５０は、これらの一部を含まなくてもよく、他の回路等を含んでもよい。
【００２８】
加算部１５１は、第１センサ１２２から出力された第１正弦波信号、及び、第２センサ１２４から出力された第２正弦波信号を加算して第３の位相の第３正弦波信号を出力する。例えば、加算部１５１は、オフセット／ゲイン補正された第１正弦波信号である補正信号Ａ２、及び、オフセット／ゲイン補正された第２正弦波信号である補正信号Ｂ２を加算して得られたデジタル値を、第３正弦波信号Ａ３として出力する。加算部１５１は、第３正弦波信号Ａ３をゲイン算出部１５３及び第３ゲイン補正部１５４に供給する。
【００２９】
ここで、補正信号Ａ２をＫｃｏｓθで表し、補正信号Ｂ２をＫｓｉｎ（θ＋θｏｆｆ）で表す。θｏｆｆは位相誤差に対応する。この場合、第３正弦波信号Ａ３は、以下の数式１により、Ｋ（２（１＋ｓｉｎθｏｆｆ））１／２ｃｏｓ（θ−α））と表すことができる。
【数１】
2019132603.tif 000003
…数式１
ここで、αは、
【数２】
2019132603.tif 000004
…数式２
【数３】
2019132603.tif 000005
…数式３
により定義される。
【００３０】
減算部１５２は、第１正弦波信号を第２正弦波信号から減算して第３正弦波信号と１／４周期分位相の異なる第４正弦波信号を出力する。例えば、減算部１５２は、補正信号Ａ２を補正信号Ｂ２から減算して得られたデジタル値を、第４正弦波信号Ｂ３として出力する。減算部１５２は、第４正弦波信号Ｂ３をゲイン算出部１５３及び第４ゲイン補正部１５５に供給する。
【００３１】
ここで、第４正弦波信号Ｂ３は、以下の数式４により、Ｋ（２（１−ｓｉｎθｏｆｆ））１／２ｓｉｎ（θ−α））と表すことができる。
【数４】
2019132603.tif 000006
…数式４
なお、第３正弦波信号Ａ３と同様に、αは数式２及び数式３により定義される。
【００３２】
ゲイン算出部１５３は、第３正弦波信号Ａ３と第４正弦波信号Ｂ３の振幅を揃えるためのゲイン補正量を算出する。例えば、ゲイン算出部１５３は、ｒ３×（１＋ｓｉｎθｏｆｆ）１／２とｒ４×（１−ｓｉｎθｏｆｆ）１／２とが等しくなるように、第３正弦波信号Ａ３のゲイン補正量ｒ３、及び、第４正弦波信号Ｂ３のゲイン補正量ｒ４を決定する。
【００３３】
一例として、ゲイン算出部１５３は、一定期間の第３正弦波信号Ａ３と第４正弦波信号Ｂ３を取得して、第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３及び第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４を決定する。次にゲイン算出部１５３は、ｒ３／ｒ４＝Ｈ４／Ｈ３となるようにゲイン補正量ｒ３及びゲイン補正量ｒ４を決定してよい。
【００３４】
ゲイン算出部１５３は、ゲイン補正量ｒ３を第３ゲイン補正部１５４に提供し、ゲイン補正量ｒ４を第４ゲイン補正部１５５に提供する。また、ゲイン算出部１５３は、（１）第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３、（２）第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４、（３）第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３及び第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４、及び、（４）ゲイン補正量ｒ３とゲイン補正量ｒ４又は両者の比、のうちの少なくとも１つを角度調整部１６０に提供する。
【００３５】
別の一例として、ゲイン算出部１５３は、第３正弦波信号Ａ３の振幅の第４正弦波信号Ｂ３に対する割合（Ｈ３／Ｈ４）又はその逆数（Ｈ４／Ｈ３）を第４正弦波信号Ｂ３又は第３正弦波信号Ａ３に対するゲイン補正量として算出してよい。この場合、ゲイン算出部１５３は、第４ゲイン補正部１５５又は第３ゲイン補正部１５４の一方のみに当該ゲイン補正量を提供してよい。
【００３６】
第３ゲイン補正部１５４は、第３正弦波信号のゲイン補正を行う。例えば、第３ゲイン補正部１５４は、ゲイン算出部１５３から得たゲイン補正量ｒ３に基づき、第３正弦波信号Ａ３のゲイン補正を行う。第３ゲイン補正部１５４は、ゲイン補正された第３正弦波信号Ａ４を位相算出部１５７に出力する。
【００３７】
第４ゲイン補正部１５５は、第４正弦波信号のゲイン補正を行う。例えば、第４ゲイン補正部１５５は、ゲイン算出部１５３から得たゲイン補正量ｒ４に基づき、第４正弦波信号Ｂ３のゲイン補正を行う。第４ゲイン補正部１５５は、ゲイン補正された第４正弦波信号Ｂ４を位相算出部１５７に出力する。
【００３８】
位相算出部１５７は、第３正弦波信号及び第４正弦波信号から第３の位相を算出する。例えば、位相算出部１５７は、ゲイン補正された第３正弦波信号Ａ４でゲイン補正された第４正弦波信号Ｂ４を除したものの逆正接を算出することで第３の位相θ０を算出する。一例として、θ０は、以下の数式５により表される。
【数５】
2019132603.tif 000007
…数式５
【００３９】
これにより、位相算出部１５７は、第３の位相として（θ―α）を算出する。位相算出部１５７は、第３の位相を演算により算出してよく、又は、ルックアップテーブルを参照等して決定してもよい。位相算出部１５７は、第３の位相を角度調整部１６０に提供する。
【００４０】
図４は、本実施形態の角度調整部１６０の一例に係るブロック図を示す。角度調整部１６０は、第３の位相及びゲイン補正量ｒ３／ｒ４等を位相誤差キャンセル部１５０から受け取り、これらに基づいてモータ１１０の回転子の回転位置を算出して出力する。角度調整部１６０は、位相差決定部１６２、及び、角度出力部１６４を含む。なお、角度調整部１６０は、これらの一部を含まなくてもよく、他の回路等を含んでもよい。
【００４１】
位相差決定部１６２は、第３正弦波信号及び第４正弦波信号の少なくとも一方に基づいて、第３の位相と第１の位相との位相差を決定する。例えば、位相差決定部１６２は、ゲイン算出部１５３から受け取った（１）第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３、（２）第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４、（３）第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３及び第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４、及び、（４）ゲイン補正量ｒ３とゲイン補正量ｒ４又はその比、のうちの少なくとも１つに基づいて、第３の位相と第１の位相との位相差αを決定する。
【００４２】
例えば、位相差決定部１６２は、第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３及び第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４の少なくとも一方から、位相差αを決定してよい。一例として、位相差決定部１６２は、第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３及び第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４の比（Ｈ４／Ｈ３）から、位相差αを決定してよい。具体的には、位相差決定部１６２は、Ｈ４／Ｈ３を演算して、［（１−ｓｉｎｏｆｆ）／（１＋ｓｉｎｏｆｆ）］１／２を得る。これは、ｓｉｎα／ｃｏｓα＝ｔａｎαと等しい。位相差決定部１６２は、更にＨ４／Ｈ３に対して、逆正接を演算する、又は、ルックアップテーブルを参照する等の処理を行い、位相差αを決定してよい。ここで、位相差決定部１６２は、Ｈ４／Ｈ３の代わりにゲイン補正量の比ｒ３／ｒ４を用いてもよい。
【００４３】
別の一例として、位相差決定部１６２は、信号補正部１４０のオフセット／ゲイン算出部１４３等から補正信号Ａ２及びＢ２の振幅Ｋについての情報を取得しておき、数式１からＫ（２（１＋ｓｉｎθｏｆｆ））１／２と表される振幅Ｈ３を振幅Ｋ√２で除した後に、二乗し、１を減ずることでｓｉｎθｏｆｆを算出し、これを数式２又は数式３に代入することで、ｓｉｎα又はｃｏｓαを算出してよい。また、位相差決定部１６２は、振幅Ｈ３に代えて振幅Ｈ４を用いて同様の手法によりｓｉｎα又はｃｏｓαを算出してよい。その後、位相差決定部１６２は、ｓｉｎα又はｃｏｓαに対して、逆正弦又は逆余弦を演算する、又は、ルックアップテーブルを参照する等により、位相差αを算出してよい。
【００４４】
角度出力部１６４は、位相差決定部１６２が算出した第３の位相と第１の位相との位相差α、及び、第３の位相θ０とを加算した第４の位相θ１を出力する。角度出力部１６４は、第４の位相θ１を、モータ１１０の直近の回転位置として、モータ制御回路１２０に提供する。
【００４５】
このように、本実施形態の回転検出回路１３０は、第１センサ１２２及び第２センサ１２４の出力信号に含まれる位相誤差θｏｆｆを随時モニタリングすることなく、位相誤差キャンセル部１５０及び角度調整部１６０における四則演算で除去することができる。このため、本実施形態の回転検出回路１３０によれば、回転検出装置１０において第１センサ１２２及び第２センサ１２４の高精度の組み立てが不要になる。
【００４６】
また、本実施形態の回転検出回路１３０によれば、１回転分の位相誤差を予め取得して記憶しておく必要もないため、位相誤差θｏｆｆをキャンセルするために大きなメモリ容量が不要になる。従って、本実施形態の回転検出装置１０によれば、装置製造コストを低減し、装置の省スペース化を実現できる。
【００４７】
なお、回転検出装置１０及び回転検出回路１３０は、必要に応じて図１〜４に記載されていない他の回路又は部品等を有してもよい。
【００４８】
図５は、本実施形態の回転検出装置１０による回転検出方法の処理フローの一例を示す。回転検出装置１０は、図５のＳ１１０〜Ｓ１８０の処理を行うことで、モータの回転位置を正確に検出することができる。なお、説明の便宜上、Ｓ１１０〜Ｓ１８０の処理を順番に説明するが、これらの処理はパイプラインのように並列に実行されるものであってよい。
【００４９】
まず、Ｓ１１０において、第１センサ１２２及び第２センサ１２４がモータ１１０の回転子の回転位置に基づいて、それぞれ正弦波信号を信号補正部１４０に出力する。例えば、第１センサ１２２が第１の位相の第１正弦波信号ＶＡを出力する。また、第２センサ１２４が第２の位相の第２正弦波信号ＶＢを出力する。ここで、第１正弦波信号ＶＡは位相θのｓｉｎ成分を含む信号であり、第２正弦波信号ＶＢは位相θのｃｏｓ成分（すなわち、位相θ＋９０度のｓｉｎ成分）を含む信号であってよい。
【００５０】
次に、Ｓ１２０において、信号補正部１４０のＡＤコンバータ１４１及びＡＤコンバータ１４２のそれぞれが、第１正弦波信号ＶＡ及び第２正弦波信号ＶＢをデジタル信号に変換する。ＡＤコンバータ１４１は、第１正弦波信号ＶＡをデジタル化したデジタル信号Ａ０をオフセット／ゲイン算出部１４３及び第１オフセット補正部１４５に出力する。ＡＤコンバータ１４２は、第２正弦波信号ＶＢをデジタル化したデジタル信号Ｂ０をオフセット／ゲイン算出部１４３及び第２オフセット補正部１４６に出力する。
【００５１】
次にＳ１３０において、信号補正部１４０がデジタル信号Ａ０及びデジタル信号Ｂ０のオフセット補正を行う。具体的には、オフセット／ゲイン算出部１４３が、デジタル信号Ａ０に対するオフセット補正量、及び、デジタル信号Ｂ０に対するオフセット補正量をそれぞれ算出し、これらを第１オフセット補正部１４５及び第２オフセット補正部１４６に提供する。
【００５２】
第１オフセット補正部１４５及び第２オフセット補正部１４６は、与えられたオフセット補正量で、デジタル信号Ａ０及びデジタル信号Ｂ０をそれぞれ補正する。第１オフセット補正部１４５及び第２オフセット補正部１４６は、オフセット補正された補正信号Ａ１及び補正信号Ｂ１を、第１ゲイン補正部１４７及び第２ゲイン補正部１４８に出力する。
【００５３】
次にＳ１４０において、信号補正部１４０が補正信号Ａ１及び補正信号Ｂ１のゲイン補正を行う。具体的には、オフセット／ゲイン算出部１４３が、補正信号Ａ１に対するゲイン補正量、及び、補正信号Ｂ１に対するゲイン補正量をそれぞれ算出し、これらを第１ゲイン補正部１４７及び第２ゲイン補正部１４８に提供する。
【００５４】
第１ゲイン補正部１４７及び第２ゲイン補正部１４８は、与えられたゲイン補正量で、補正信号Ａ１及び補正信号Ｂ１をそれぞれ補正する。第１ゲイン補正部１４７及び第２ゲイン補正部１４８は、ゲイン補正された補正信号Ａ２及び補正信号Ｂ２を、位相誤差キャンセル部１５０の加算部１５１及び減算部１５２に提供する。
【００５５】
次に、Ｓ１５０において、位相誤差キャンセル部１５０が、第１正弦波信号及び第２正弦波信号の位相誤差をキャンセルする。例えば、加算部１５１が補正信号Ａ２及び補正信号Ｂ２を加算し、減算部１５２が補正信号Ｂ２から補正信号Ａ２を減算する。加算部１５１は加算結果として第３正弦波信号Ａ３を、ゲイン算出部１５３及び第３ゲイン補正部１５４に出力する。減算部１５２は減算結果として第４正弦波信号Ｂ３を、ゲイン算出部１５３及び第４ゲイン補正部１５５に出力する。
【００５６】
次に、Ｓ１６０において、位相誤差キャンセル部１５０が、第３正弦波信号Ａ３及び第４正弦波信号Ｂ３のゲイン調整を行う。例えば、ゲイン算出部１５３は、第３正弦波信号Ａ３と第４正弦波信号Ｂ３の振幅を揃えるためのゲイン補正量を算出し、それぞれのゲイン補正量を第３ゲイン補正部１５４及び第４ゲイン補正部１５５に供給する。
【００５７】
第３ゲイン補正部１５４及び第４ゲイン補正部１５５は、それぞれのゲイン補正量で第３正弦波信号Ａ３及び第４正弦波信号Ｂ３のゲイン補正を行う。第３ゲイン補正部１５４及び第４ゲイン補正部１５５は、ゲイン補正後の第３正弦波信号Ａ４及び第４正弦波信号Ｂ４を位相算出部１５７に出力する。
【００５８】
次に、Ｓ１７０において、位相算出部１５７が、ゲイン補正された第３正弦波信号Ａ４及び第４正弦波信号Ｂ４から、θ−αで表される第３の位相θ０を算出する。位相算出部１５７は、ゲイン補正された第３正弦波信号Ａ４に対する第４正弦波信号Ｂ４の比の逆正接を演算する等により、第３の位相θ０を算出する。位相算出部１５７は、算出した第３の位相θ０を角度出力部１６４に提供する。
【００５９】
次に、Ｓ１８０において、角度調整部１６０が、第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３及び第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４の比（Ｈ４／Ｈ３）等と、第３の位相θ０とから、θ０＋αで表される第４の位相θ１を算出する。例えば、位相差決定部１６２は、（１）第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３、（２）第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４、（３）第３正弦波信号Ａ３の振幅Ｈ３及び第４正弦波信号Ｂ３の振幅Ｈ４、若しくは、（４）ゲイン補正量ｒ３とゲイン補正量ｒ４又はその比等から、位相差αを決定する。位相差決定部１６２は、決定した位相差αを角度出力部１６４に提供する。
【００６０】
次に、角度出力部１６４は、第３の位相θ０と位相差αとを加算することにより、第４の位相θ１を算出する。角度出力部１６４は、第４の位相θ１を、モータ１１０の回転子の回転位置として出力する。
【００６１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６２】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６３】
１０  回転検出装置
１１０  モータ
１２０  モータ制御回路
１２２  第１センサ
１２４  第２センサ
１３０  回転検出回路
１４０  信号補正部
１４１  ＡＤコンバータ
１４２  ＡＤコンバータ
１４３  オフセット／ゲイン算出部
１４５  第１オフセット補正部
１４６  第２オフセット補正部
１４７  第１ゲイン補正部
１４８  第２ゲイン補正部
１５０  位相誤差キャンセル部
１５１  加算部
１５２  減算部
１５３  ゲイン算出部
１５４  第３ゲイン補正部
１５５  第４ゲイン補正部
１５７  位相算出部
１６０  角度調整部
１６２  位相差決定部
１６４  角度出力部
【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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