(57)【要約】【課題】  角度検出を精度よく行うのに好適な回転角度位置検出装置を提供する。【解決手段】  ＲＤＣ２０の本稼働に先立って、３相のレゾルバ信号のそれぞれについて５個のサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5を取得し、取得したサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5に基づいて、式（１）〜（11）により、振幅差、オフセットおよび初期位相誤差を補正するための誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′を算出する。ＲＤＣ２０の本稼働中は、３相のレゾルバ信号のサンプリング値ａ、ｂ、ｃを取得し、誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′および取得したサンプリング値ａ、ｂ、ｃに基づいて回転角度位置θを算出する。【選択図】  図２
2008026297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子の回転角度に応じて変化する位相の異なる３つの位置検出信号を出力する３相のセンサから前記位置検出信号を入力し、入力した位置検出信号に基づいて前記回転子の回転角度位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器に適用される誤差パラメータ抽出装置とを備える装置であって、
前記位置検出器は、前記３つの位置検出信号のそれぞれについて回転角度位置が異なる任意の少なくとも５つずつのサンプリング値を取得するサンプリング値取得手段と、前記少なくとも５つずつのサンプリング値を前記誤差パラメータ抽出装置に送信し、前記誤差パラメータ抽出装置から誤差パラメータを受信する第１の入出力手段と、前記誤差パラメータを記憶するメモリと、前記サンプリング値取得手段で取得したサンプリング値および前記メモリの誤差パラメータに基づいて、前記回転子の回転角度位置を補正する回転角度位置補正手段とを備え、
前記誤差パラメータ抽出装置は、前記第１の入出力手段から送信された前記サンプリング値を受信し、前記誤差パラメータを前記位置検出器に送信する第２の入出力手段と、受信した前記サンプリング値に基づいて、前記３つの位置検出信号の誤差を補正するための誤差パラメータを算出する誤差パラメータ算出手段とを備えることを特徴とする回転角度位置検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
ｎは５以上の整数であり、
前記サンプリング値取得手段は、回転角度位置が異なる任意の少なくとも５つずつのサンプリング値ａ1〜ａn、ｂ1〜ｂn、ｃ1〜ｃnを取得し、
前記誤差パラメータ算出手段は、前記サンプリング値取得手段で取得したサンプリング値ａ1〜ａn、ｂ1〜ｂn、ｃ1〜ｃnを次の３つの式に代入して得られる方程式の解として前記誤差パラメータを算出することを特徴とする回転角度位置検出装置。
ａi＝Ａcosθi＋Ｄ＝Ａ(cosθi＋ｄ)
ｂi＝Ｂcos(θi−２π／３−γ)＋Ｅ＝Ｂ｛cos(θi−２π／３−γ)＋ｅ｝
ｃi＝Ｃcos(θi−４π／３−δ)＋Ｆ＝Ｃ｛cos(θi−４π／３−δ)＋ｆ｝
ただし、Ａ、Ｂ、Ｃは、振幅の誤差パラメータであり、Ｄ、Ｅ、Ｆは、オフセットの誤差パラメータであり、ｄ、ｅ、ｆは、Ｄ／Ａ、Ｅ／Ｂ、Ｆ／Ｃであり、γ、δは、Ｂ相およびＣ相のＡ相に対する初期位相の誤差パラメータであり、ｉ＝１、…、ｎである。
【請求項３】
請求項１において、
前記３つの位置検出信号のうちＡ相およびＢ相の信号、並びにＡ相およびＣ相の信号に基づいて前記回転角度位置をそれぞれ算出し、算出した回転角度位置の差が所定以上であるときは異常と判定する異常判定手段を備えることを特徴とする回転角度位置検出装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記３つの位置検出信号のうちＡ相およびＢ相の信号、並びにＡ相およびＣ相の信号に基づいて前記回転角度位置をそれぞれ算出し、算出した回転角度位置の平均値を前記回転角度位置として出力する回転角度位置算出手段を備えることを特徴とする回転角度位置検出装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記位置検出器の位置検出中に、前記誤差パラメータ算出手段による算出および前記誤差パラメータの更新を繰り返し行うことを特徴とする回転角度位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出器の回転角度位置を補正する装置に係り、特に、角度検出を精度よく行うのに好適な回転角度位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転子の回転角度を検出するセンサとしては、レゾルバが用いられている。レゾルバは、モータ等の回転軸に回転自在に取り付けられ、ロータとステータの間のリラクタンスがロータの位置により変化し、その変化に応じた電圧のレゾルバ信号を出力する。レゾルバからのレゾルバ信号はアナログであるため、これをディジタル信号に変換するレゾルバ用ディジタル変換器（ＲＤＣ：Resolver Digital Converter）が用意されている。
【０００３】
レゾルバには、位相が１２０°異なる３つのレゾルバ信号を出力する３相のレゾルバがある。３相のレゾルバを用いたＲＤＣとしては、例えば、特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術では、３相／２相変換器で３相信号を２相信号に変換し、ＲＤＣは、変換された２つのレゾルバ信号に基づいて回転軸の回転角度位置を位置検出データとして検出する。
【特許文献１】特開２００４−２７１２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レゾルバ信号は、誤差がない正弦波形であることが理想的である。しかし、実際は、ロータの形状のばらつき、コイルの特性、ロータとステータのギャップのばらつき等の原因により、レゾルバ信号に振幅差、オフセットおよび３相信号の相間に初期位相誤差が生じる。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、角度検出を精度よく行うのに好適な回転角度位置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】
【０００５】
〔発明１〕  上記目的を達成するために、発明１の回転角度位置検出装置は、回転子の回転角度に応じて変化する位相の異なる３つの位置検出信号を出力する３相のセンサから前記位置検出信号を入力し、入力した位置検出信号に基づいて前記回転子の回転角度位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器に適用される誤差パラメータ抽出装置とを備える装置であって、前記位置検出器は、前記３つの位置検出信号のそれぞれについて回転角度位置が異なる任意の少なくとも５つずつのサンプリング値を取得するサンプリング値取得手段と、前記少なくとも５つずつのサンプリング値を前記誤差パラメータ抽出装置に送信し、前記誤差パラメータ抽出装置から誤差パラメータを受信する第１の入出力手段と、前記誤差パラメータを記憶するメモリと、前記サンプリング値取得手段で取得したサンプリング値および前記メモリの誤差パラメータに基づいて、前記回転子の回転角度位置を補正する回転角度位置補正手段とを備え、前記誤差パラメータ抽出装置は、前記第１の入出力手段から送信された前記サンプリング値を受信し、前記誤差パラメータを前記位置検出器に送信する第２の入出力手段と、受信した前記サンプリング値に基づいて、前記３つの位置検出信号の誤差を補正するための誤差パラメータを算出する誤差パラメータ算出手段とを備える。
【０００６】
このような構成であれば、位置検出器では、サンプリング値取得手段により、３つの位置検出信号のそれぞれについて回転角度位置が異なる任意の少なくとも５つずつのサンプリング値が取得され、第１の入出力手段により、取得されたサンプリング値が誤差パラメータ抽出装置に送信される。
誤差パラメータ抽出装置では、第２の入出力手段によりサンプリング値を受信すると、誤差パラメータ算出手段により、受信したサンプリング値に基づいて、３つの位置検出信号の誤差を補正するための誤差パラメータが算出される。そして、第２の入出力手段により、算出された誤差パラメータが位置検出器に送信される。
【０００７】
位置検出器では、第１の入出力手段により誤差パラメータを受信すると、受信した誤差パラメータがメモリに記憶される。そして、回転角度位置補正手段により、取得されたサンプリング値およびメモリの誤差パラメータに基づいて、回転子の回転角度位置が補正される。
【０００８】
〔発明２〕  さらに、発明２の回転角度位置検出装置は、発明１の回転角度位置検出装置において、ｎは５以上の整数であり、前記サンプリング値取得手段は、回転角度位置が異なる任意の少なくとも５つずつのサンプリング値ａ1〜ａn、ｂ1〜ｂn、ｃ1〜ｃnを取得し、前記誤差パラメータ算出手段は、前記サンプリング値取得手段で取得したサンプリング値ａ1〜ａn、ｂ1〜ｂn、ｃ1〜ｃnを次の３つの式に代入して得られる方程式の解として前記誤差パラメータを算出する。
【０００９】
ａi＝Ａcosθi＋Ｄ＝Ａ(cosθi＋ｄ)
ｂi＝Ｂcos(θi−２π／３−γ)＋Ｅ＝Ｂ｛cos(θi−２π／３−γ)＋ｅ｝
ｃi＝Ｃcos(θi−４π／３−δ)＋Ｆ＝Ｃ｛cos(θi−４π／３−δ)＋ｆ｝
ただし、Ａ、Ｂ、Ｃは、振幅の誤差パラメータであり、Ｄ、Ｅ、Ｆは、オフセットの誤差パラメータであり、ｄ、ｅ、ｆは、Ｄ／Ａ、Ｅ／Ｂ、Ｆ／Ｃであり、γ、δは、Ｂ相およびＣ相のＡ相に対する初期位相の誤差パラメータであり、ｉ＝１、…、ｎである。
【００１０】
このような構成であれば、サンプリング値取得手段により、サンプリング値ａ1〜ａn、ｂ1〜ｂn、ｃ1〜ｃnが取得され、誤差パラメータ算出手段により、取得されたサンプリング値ａ1〜ａn、ｂ1〜ｂn、ｃ1〜ｃnを上記３つの式に代入して得られる方程式の解として誤差パラメータが算出される。
【００１１】
〔発明３〕  さらに、発明３の回転角度位置検出装置は、発明１の回転角度位置検出装置において、前記３つの位置検出信号のうちＡ相およびＢ相の信号、並びにＡ相およびＣ相の信号に基づいて前記回転角度位置をそれぞれ算出し、算出した回転角度位置の差が所定以上であるときは異常と判定する異常判定手段を備える。
【００１２】
このような構成であれば、異常判定手段により、３つの位置検出信号のうちＡ相およびＢ相の信号、並びにＡ相およびＣ相の信号に基づいて回転角度位置がそれぞれ算出され、算出された回転角度位置の差が所定以上であるときは異常と判定される。
【００１３】
〔発明４〕  さらに、発明４の回転角度位置検出装置は、発明１の回転角度位置検出装置において、前記３つの位置検出信号のうちＡ相およびＢ相の信号、並びにＡ相およびＣ相の信号に基づいて前記回転角度位置をそれぞれ算出し、算出した回転角度位置の平均値を前記回転角度位置として出力する回転角度位置算出手段を備える。
【００１４】
このような構成であれば、回転角度位置算出手段により、３つの位置検出信号のうちＡ相およびＢ相の信号、並びにＡ相およびＣ相の信号に基づいて回転角度位置がそれぞれ算出され、算出された回転角度位置の平均値が回転角度位置として出力される。
【００１５】
〔発明５〕  さらに、発明５の回転角度位置検出装置は、発明１の回転角度位置検出装置において、前記位置検出器の位置検出中に、前記誤差パラメータ算出手段による算出および前記誤差パラメータの更新を繰り返し行う。
【００１６】
このような構成であれば、誤差パラメータ算出手段により誤差パラメータが算出され、算出された誤差パラメータに基づいてメモリの誤差パラメータが更新される。これが、位置検出器の位置検出中に繰り返し行われる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、発明１の回転角度位置検出装置によれば、誤差パラメータに基づいて回転角度位置が補正されるので、従来に比して、位置検出信号に誤差が生じても、精度のよい角度検出を行うことができるという効果が得られる。
さらに、発明２の回転角度位置検出装置によれば、誤差パラメータを正確に算出することができるので、さらに精度のよい角度検出を行うことができるという効果が得られる。
【００１８】
さらに、発明３の回転角度位置検出装置によれば、センサの異常を検出することができるという効果が得られる。
さらに、発明４の回転角度位置検出装置によれば、信頼性の高い角度検出を行うことができるという効果が得られる。
さらに、発明５の回転角度位置検出装置によれば、位置検出中に更新された誤差パラメータに基づいて回転角度位置が補正されるので、環境の変化や経年変化に追従した高精度の角度検出を行うことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１ないし図４は、本発明に係る回転角度位置検出装置の実施の形態を示す図である。
まず、３相レゾルバ角度算出回路の構成を説明する。
図１は、３相レゾルバ角度算出回路の構成を示すブロック図である。
３相レゾルバ角度算出回路は、図１に示すように、モータ等の回転軸に回転自在に取り付けられた３相のレゾルバ１０と、アンプ１５を介してレゾルバ１０に励磁信号sinωｔを出力する励磁信号生成器１６と、レゾルバ１０からの出力信号に基づいて回転軸の回転角度位置を位置検出データとして検出するＲＤＣ２０と、ＲＤＣ２０からの出力信号に基づいて誤差パラメータを算出する誤差パラメータ抽出装置３０とを有して構成されている。
【００２０】
レゾルバ１０は、円筒状のステータと、回転軸を把持してステータ内に回転自在に配設されたロータとで構成されており、ロータとステータとの間のリラクタンスがロータの位置により変化し、ロータの１回転につきリラクタンス変化の基本波成分が１周期となるように構成されている。すなわち、ロータの内径中心をステータの内径中心と一致させ、ロータの外形中心をその内径中心から一定の偏心量だけ偏心させるようにしてロータの肉厚を変化させてあり、これによってリラクタンスがロータの位置により変化するようになっている。このため、レゾルバ１０は、回転軸の回転角度に応じて変化するレゾルバ信号として互いに位相が１２０°異なる３相の信号を出力する。
【００２１】
ＲＤＣ２０は、誤差パラメータを記憶するパラメータ記憶部を有して構成されている。また、ロータを回転させて３相のレゾルバ信号を異なる任意の５つの回転角度位置でサンプリングして、各５個のサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5を取得する。そして、誤差パラメータ抽出装置３０にこれら１５個のサンプリング値を送出する。
誤差パラメータ抽出装置３０は、レゾルバ信号のサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5をＲＤＣ２０からそれぞれ取得し、取得したサンプリング値に基づいて、レゾルバ信号の誤差を補正するための誤差パラメータを算出し、算出した誤差パラメータをＲＤＣ２０に保存する。
【００２２】
次に、誤差パラメータ抽出装置３０の処理を説明する。
図２は、誤差パラメータ抽出装置３０で実行される誤差パラメータ算出処理を示すフローチャートである。
誤差パラメータ算出処理は、誤差パラメータ抽出装置３０で実行されると、図２に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
【００２３】
ステップＳ１００では、サンプリング値の取得要求をＲＤＣ２０に出力し、ステップＳ１０２に移行して、レゾルバ信号のサンプリング値ａ、ｂ、ｃをＲＤＣ２０から取得し、ステップＳ１０６に移行する。
ステップＳ１０６では、３相のレゾルバ信号のそれぞれについて５個のサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5を取得したか否かを判定し、５個のサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5を取得したと判定したとき(Yes)は、ステップＳ１０８に移行する。
【００２４】
ステップＳ１０８では、取得したサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5に基づいて、次のように誤差パラメータを算出する。
レゾルバ１０からの３相信号の信号モデルを下式（１）〜（３）のように定義する。
Ａ相信号：ａ(θ)＝Ａcosθ＋Ｄ＝Ａ(cosθ＋ｄ)  …（１）
Ｂ相信号：ｂ(θ)＝Ｂcos(θ−２π／３−γ)＋Ｅ＝Ｂ｛cos(θ−２π／３−γ)＋ｅ｝  …（２）
Ｃ相信号：ｃ(θ)＝Ｃcos(θ−４π／３−δ)＋Ｆ＝Ｃ｛cos(θ−４π／３−δ)＋ｆ｝  …（３）
ただし、Ａ、Ｂ、Ｃは、振幅の誤差パラメータであり、Ｄ、Ｅ、Ｆは、オフセットの誤差パラメータであり、ｄ、ｅ、ｆは、Ｄ／Ａ、Ｅ／Ｂ、Ｆ／Ｃであり、γ、δは、Ｂ相およびＣ相のＡ相に対する初期位相の誤差パラメータである。
【００２５】
上記未知数の誤差パラメータのうち、Ａ、Ｂ、Ｃ、ｅ、ｄ、ｆ、γ、δを求める。Ｄ、Ｅ、Ｆは、ｄ、ｅ、ｆから計算することができる。ｄ、ｅ、ｆの代わりにＤ、Ｅ、Ｆを先に求めてもよい。
γ′＝２π／３＋γ，  δ′＝４π／３＋δ，  Ｂ＝Ａ／ｒb，  Ｃ＝Ａ／ｒc
とおくと、上式（１）、（２）の間に下式（４）の関係が成り立つ。
(ａ−Ａｄ)2＋(ｂｒb−Ａｅ)2−２(ａ−Ａｄ)(ｂｒb−Ａｅ)cosγ′＝Ａ2sin2γ′  …（４）
同様に、上式（１）、（３）の間に下式（５）の関係が成り立つ。
(ａ−Ａｄ)2＋(ｃｒc−Ａｆ)2−２(ａ−Ａｄ)(ｃｒc−Ａｆ)cosδ′＝Ａ2sin2δ′  …（５）
上式（４）、（５）を用いて８個の未知数を算出する。
【００２６】
８個の未知数を算出するためにレゾルバ１０から異なる５点の回転角度位置θ1〜θ5の３相信号｛ａ(θi)、ｂ(θi)、ｃ(θi)｝（ｉ＝１、２、３、４、５）を取得する。これらをそれぞれａi、ｂi、ｃiと略記して下式（６）のように表す。
ａ1＝Ａ(cosθ1＋ｄ)，  ｂ1＝Ｂ｛cos(θ1−γ′)＋ｅ｝，  ｃ1＝Ｃ｛cos(θ1−δ′)＋ｆ｝
ａ2＝Ａ(cosθ2＋ｄ)，  ｂ2＝Ｂ｛cos(θ2−γ′)＋ｅ｝，  ｃ2＝Ｃ｛cos(θ2−δ′)＋ｆ｝
ａ3＝Ａ(cosθ3＋ｄ)，  ｂ3＝Ｂ｛cos(θ3−γ′)＋ｅ｝，  ｃ3＝Ｃ｛cos(θ3−δ′)＋ｆ｝
ａ4＝Ａ(cosθ4＋ｄ)，  ｂ4＝Ｂ｛cos(θ4−γ′)＋ｅ｝，  ｃ4＝Ｃ｛cos(θ4−δ′)＋ｆ｝
ａ5＝Ａ(cosθ5＋ｄ)，  ｂ5＝Ｂ｛cos(θ5−γ′)＋ｅ｝，  ｃ5＝Ｃ｛cos(θ5−δ′)＋ｆ｝  …（６）
ここで、新しい未知数を下式（７）のように定義する。
ｗb＝Ａｄ−Ａｅcosγ′，  ｘb＝ｒb(Ａｅ−Ａｄcosγ′)，  ｙb＝ｒbcosγ′  …（７）
上式（６）、（７）により、等しくないｉ、ｊの任意の組み合わせの４組みから、Ｂ相に関する４元連立方程式を下式（８）のように構成することができる。
(ａi−ａj)ｗb＋(ｂi−ｂj)ｘb＋(ａiｂi−ａjｂj)ｙb−(ｂi2−ｂj2)／２・ｒb2＝(ａi2−ａj2)／２  …（８）
Ｂ相について上式（８）の解と上式（７）より、下式（９）が得られる。
【００２７】
【数１】
2008026297.tif 000003
【００２８】
ここで、
ｓ＝ａ−Ａｄ，  ｔ＝ｂｒb−Ａｅ
とおくと、下式（10）が得られる。
ｓ2＋ｔ2−２ｓｔcosγ′＝Ａ2sin2γ′＝Ａ2(１−cos2γ′)  …（１０）
上式（10）を上式（４）に代入すると、下式（１１）によりＡを算出することができる。
【００２９】
【数２】
2008026297.tif 000004
【００３０】
これにより、Ｂ＝Ａ／ｒb、上式（７）、（９）によりγ′、ｄ、ｅを算出することができる。
同様に、Ｃ相についてもＡを算出することができ、さらに、Ｃ＝Ａ／ｒc、δ′、ｆを算出することができる。
【００３１】
このように、すべての誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′を算出することができる。
以上は、８個の未知数を算出する計算方法の一例であるが、この計算方法に限らない。異なる方程式を作って、その解から算出してもよい。
次いで、ステップＳ１１０に移行して、算出した誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′をＲＤＣ２０に送って記憶させ、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。
【００３２】
一方、ステップＳ１０６で、５個のサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5をまだ取得していないと判定したとき(No)は、ステップＳ１００に移行する。
次に、ＲＤＣ２０の処理を説明する。
初めに、誤差パラメータ保存処理を説明する。
図３は、ＲＤＣ２０で実行される誤差パラメータ保存処理を示すフローチャートである。
【００３３】
誤差パラメータ保存処理は、ＲＤＣ２０で実行されると、図３に示すように、まず、ステップＳ１５０に移行する。
ステップＳ１５０では、サンプリング値取得要求を受信し、ステップＳ１５２に移行して、３相のレゾルバ信号を同時にサンプリングしてサンプリング値ａ、ｂ、ｃを取得し、ステップＳ１５４に移行して、取得したサンプリング値ａ、ｂ、ｃを誤差パラメータ抽出装置３０に送信し、ステップＳ１５６に移行する。
【００３４】
ステップＳ１５６では、サンプリング値ａ、ｂ、ｃを５セット送信したか否かを判定し、サンプリング値ａ、ｂ、ｃを５セット送信したと判定したとき(Yes)は、ステップＳ１５８に移行して、誤差パラメータを受信し、ステップＳ１６０に移行して、受信した誤差パラメータをパラメータ記憶部に記憶させ、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。
【００３５】
一方、ステップＳ１５６で、サンプリング値ａ、ｂ、ｃを５セット送信していないと判定したとき(No)は、ステップＳ１５０に移行する。
次に、回転角度位置算出処理を説明する。
図４は、ＲＤＣ２０で実行される回転角度位置算出処理を示すフローチャートである。
回転角度位置算出処理は、ＲＤＣ２０で実行されると、図４に示すように、まず、ステップＳ２００に移行する。
【００３６】
ステップＳ２００では、サンプリングタイマを起動し、ステップＳ２０２に移行して、サンプリングタイマの値に基づいてサンプリングタイミングになったか否かを判定し、サンプリングタイミングになったと判定したとき(Yes)は、ステップＳ２０４に移行する。
ステップＳ２０４では、３相のレゾルバ信号を同時にサンプリングしてサンプリング値ａ、ｂ、ｃを取得し、ステップＳ２０６に移行する。
【００３７】
ステップＳ２０６では、パラメータ記憶部の誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′並びに取得したサンプリング値ａおよびｂに基づいて回転角度位置θBを算出する。なお、これら誤差パラメータのうちＣ、ｆ、δ′は必ずしも必要ない。
回転角度位置を算出するのに必要な定数は、実際には、｛Ａｄ、Ｂｅ、ｒb、γ′｝または｛Ａｄ、Ｃｆ、ｒc、δ′｝である。これらは、誤差パラメータの受信時に計算してパラメータ記憶部に格納するか、パラメータ記憶部から誤差パラメータを読み出して計算することにより得られる。
【００３８】
Ａ相とＢ相の関係から下式（12）が得られる。
【００３９】
【数３】
2008026297.tif 000005
から
【００４０】
【数４】
2008026297.tif 000006
となる。ただし、
【００４１】
【数５】
2008026297.tif 000007
は、測定に先立って誤差パラメータｒb、γ′から計算し、誤差パラメータ記憶部に記憶しておく。
回転角度位置θBは、上式（12）からtan-1をとることにより算出することができる。
【００４２】
次いで、ステップＳ２０８に移行して、パラメータ記憶部の誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′並びに取得したサンプリング値ａ、ｃに基づいて、ステップＳ２０６と同様に回転角度位置θCを算出する。これら誤差パラメータのうちＢ、ｄ、γ′は必ずしも必要ない。
次いで、ステップＳ２１０に移行して、回転角度位置θB、θCの差の絶対値が閾値Ｅtよりも小さいか否かを判定し、閾値Ｅtよりも小さいと判定したとき(Yes)は、ステップＳ２１２に移行して、下式（13）により回転角度位置θを算出する。
θ＝(θB＋θC)／２  …（13）
上式（12）、（13）により、振幅差、オフセットおよび初期位相誤差を補正することができる。
【００４３】
次いで、ステップＳ２１４に移行して、算出した回転角度位置θを位置検出データとして出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。
一方、ステップＳ２１０で、回転角度位置θB、θCの差の絶対値が閾値Ｅt以上であると判定したとき(No)は、ステップＳ２１６に移行して、レゾルバ１０の異常に対処するエラー処理を実行し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。
【００４４】
一方、ステップＳ２０２で、サンプリングタイミングになっていないと判定したとき(No)は、サンプリングタイミングになるまでステップＳ２０２で待機する。
次に、本実施の形態の動作を説明する。
まず、ＲＤＣ２０の本稼働に先立ってＲＤＣ２０を製造時等に試験稼働させる。
誤差パラメータ抽出装置３０では、ステップＳ１００を経て、サンプリング値の取得要求がＲＤＣ２０に出力される。
【００４５】
ＲＤＣ２０では、取得要求が入力されると、３相のレゾルバ信号が同時にサンプリングされ、サンプリング値ａ、ｂ、ｃが誤差パラメータ抽出装置３０に出力される。
誤差パラメータ抽出装置３０では、３相のレゾルバ信号のそれぞれについて異なる回転角度位置で５個のサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5が取得されるまでサンプリング値の取得が繰り返し行われる。必要数のサンプリング値が取得されると、ステップＳ１０８を経て、取得されたサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5に基づいて、上式（１）〜（11）により、誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′が算出される。そして、ステップＳ１１０を経て、算出された誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′がＲＤＣ２０に記憶される。
【００４６】
次に、ＲＤＣ２０を本稼働させる。
ＲＤＣ２０では、サンプリングタイミングになると、ステップＳ２０４を経て、３相のレゾルバ信号が同時にサンプリングされ、サンプリング値ａ、ｂ、ｃが取得される。そして、ステップＳ２０６、Ｓ２０８を経て、パラメータ記憶部の誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′および取得されたサンプリング値ａ、ｂ、ｃに基づいて、上式（12）により回転角度位置θB、θCが算出される。このとき、回転角度位置θB、θCの差の絶対値が閾値Ｅtよりも小さいときは、ステップＳ２１０を経て、上式（13）により回転角度位置θが算出され、算出された回転角度位置θが位置検出データとして出力される。
【００４７】
これに対し、回転角度位置θB、θCの差の絶対値が閾値Ｅt以上であるときは、ステップＳ２１６を経て、エラー処理が行われる。
このようにして、本実施の形態では、３相のレゾルバ信号のそれぞれについて５個のサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5を取得し、取得したサンプリング値ａ1〜ａ5、ｂ1〜ｂ5、ｃ1〜ｃ5に基づいて、上式（１）〜（11）により誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′を算出し、算出した誤差パラメータＡ、Ｂ、Ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、γ′、δ′に基づいて回転角度位置を補正する。
【００４８】
これにより、誤差パラメータに基づいて回転角度位置θが補正されるので、従来に比して、３相のレゾルバ信号に振幅差、オフセットおよび初期位相誤差が生じても、精度のよい角度検出を行うことができる。
さらに、本実施の形態では、３相のレゾルバ信号のうちＡ相およびＢ相の信号、並びにＡ相およびＣ相の信号に基づいて回転角度位置θB、θCをそれぞれ算出し、算出した回転角度位置θB、θCの差の絶対値が閾値Ｅt以上であるときは異常と判定する。
【００４９】
これにより、レゾルバの異常を検出することができる。
さらに、本実施の形態では、３相のレゾルバ信号のうちＡ相およびＢ相の信号、並びにＡ相およびＣ相の信号に基づいて回転角度位置θB、θCをそれぞれ算出し、算出した回転角度位置θB、θCの平均値を回転角度位置θとして出力する。
これにより、信頼性の高い角度検出を行うことができる。
【００５０】
上記実施の形態において、ＲＤＣ２０は、発明１の位置検出器に対応し、ステップＳ１０２，Ｓ１１０は、発明１の第２の入出力手段に対応し、ステップＳ１０８は、発明１または２の誤差パラメータ算出手段に対応し、ステップＳ１５２は、発明１または２のサンプリング値取得手段に対応している。また、ステップＳ１５４，Ｓ１５８は、発明１の第１の入出力手段に対応し、ステップＳ２０６、Ｓ２０８、Ｓ２１２は、発明１の回転角度位置補正手段、または発明４の回転角度位置算出手段に対応し、ステップＳ２１０は、発明３の異常判定手段に対応している。
【００５１】
なお、上記実施の形態においては、振幅差、オフセットおよび初期位相誤差を補正するための誤差パラメータを算出するように構成したが、これに限らず、振幅差、オフセットおよび初期位相誤差のうちいずれかの誤差を補正するための誤差パラメータを算出するように構成することもできる。誤差パラメータの数が８個より少なければ、各相のサンプリング数は５より少なくてもよい。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、ＲＤＣ２０の本稼働に先立って誤差パラメータを算出するように構成したが、これに限らず、図２および図３の誤差パラメータ算出処理および誤差パラメータ保存処理を図４の回転角度位置算出処理と並列に実行することにより、ＲＤＣ２０の本稼働中に誤差パラメータの算出および更新を繰り返し行うように構成することもできる。
【００５３】
これにより、ＲＤＣ２０の本稼働に更新された誤差パラメータに基づいて回転角度位置が補正されるので、環境の変化や経年変化に追従した高精度の角度検出を行うことができる。
なお、適用するセンサは、レゾルバに限定するものではなく、例えば、アナログホールＩＣを３つ備えた３相出力のセンサ等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】３相レゾルバ角度算出回路の構成を示すブロック図である。
【図２】誤差パラメータ抽出装置３０で実行される誤差パラメータ算出処理を示すフローチャートである。
【図３】ＲＤＣ２０で実行される誤差パラメータ保存処理を示すフローチャートである。
【図４】ＲＤＣ２０で実行される回転角度位置算出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１０                レゾルバ
２０                ＲＤＣ
３０                誤差パラメータ抽出装置
【図１】
2008026297.tif 000008
【図２】
2008026297.tif 000009
【図３】
2008026297.tif 000010
【図４】
2008026297.tif 000011