(57)【要約】【課題】レゾルバの変圧比が変動しても回転角度の検出精度を確保することができる角度検出装置及びそれを備えたトルクセンサを提供する。【解決手段】第１及び第２のレゾルバの出力信号の値が一定に保持されるように励磁電圧の振幅、即ち励磁振幅を補正する補正手段を備えた。具体的には、励磁巻線の回転角θに基づいて、２相の出力信号（出力電圧）のうちいずれか一方を選択し、この選択された相の出力電圧の振幅（ＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ又はＣＯＳ相振幅ｃｏｓ）の目標信号振幅Ｒ＊に対する比を求め、この比に基づいて現在励磁振幅Ｒｐを補正するようにした。このため、例えば周囲温度に起因して第１及び第２のレゾルバの変圧比が変化しても、第１及び第２のレゾルバにより検出される回転角θの検出精度を確保することができる。【選択図】        図４
2004177273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁電圧発生部からの励磁電圧が印加される励磁巻線と、この励磁巻線が励磁されることにより所定の変圧比で出力電圧が誘起される２相の検出巻線とを備えた角度検出器と、この角度検出器の２相の検出巻線にそれぞれ誘起された所定の出力電圧に基づいて前記励磁巻線の回転角を演算する制御装置とを備えた角度検出装置において、前記角度検出器の２相の出力電圧の値が一定に保持されるように励磁電圧の振幅を補正する補正手段を備えた角度検出装置。
【請求項２】
前記励磁巻線の回転角に基づいて、２相の出力電圧のうちいずれか一方を選択し、この選択された相の出力電圧の振幅の目標信号振幅に対する比を求め、この比に基づいて現在の励磁振幅を補正するようにした請求項１に記載の角度検出装置。
【請求項３】
入力軸と出力軸との間に連結されたトーションバーと、入力軸の回転角度を検出する第１の角度検出装置と、出力軸の回転角度を検出する第２の角度検出装置と、第１の角度検出装置により検出された入力軸の回転角度と第２の角度検出装置により検出された出力軸の回転角度との偏差に基づいてトーションバーの捩れ量を演算すると共にこの捩れ量とトーションバーのばね定数とに基づいて入力軸に加えられたトルクを演算する演算手段とを備えたトルクセンサにおいて、前記第１及び第２の角度検出装置としてそれぞれ請求項１又は請求項２に記載の角度検出装置を使用するようにしたトルクセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸等の回転角度を検出する角度検出装置及びそれを使用したトルクセンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特許文献１に記載されたような角度検出装置が知られている。即ち、図６に示すように、角度検出装置１００は、図示しない回転軸に連結されたレゾルバ１０１、及びこのレゾルバ１０１からの出力信号に基づいて前記回転軸の回転角θを演算する制御装置１０２を備えている。
【０００３】
レゾルバ１０１は励磁巻線ＷＥ及び２相（Ａ相及びＢ相）の検出巻線ＷＡ，ＷＢを備えている。励磁巻線ＷＥは前記回転軸に固定されており、この回転軸と共に２相の検出巻線ＷＡ，ＷＢに対して回動可能に支持されている。２相の検出巻線ＷＡ，ＷＢはそれぞれの巻線軸が互いに直交するように配設されている。
【０００４】
励磁巻線ＷＥの一端は接地され、同じく他端は差動増幅器１０３を介して制御装置１０２に接続されている。検出巻線ＷＡ，ＷＢの一端はそれぞれ接地されており、同じく他端はそれぞれ差動増幅器１０４，１０５を介して制御装置１０２に接続されている。制御装置１０２はＤ／Ａ変換器１０６、Ａ／Ｄ変換器１０７及びＡ／Ｄ変換器１０８及びＣＰＵ（中央演算処理装置）１０９を備えている。このＣＰＵ１０９は励磁振幅信号演算部１１０、出力テーブル１１１、振幅演算部１１２及び回転角度演算部１１３を備えている。
【０００５】
ＣＰＵ１０９のタイミング発生部（図示略）からの励磁同期信号（指令）に従って励磁振幅信号演算部１１０は励磁振幅信号ＤＥを生成し、この励磁振幅信号ＤＥを出力テーブル（バッファ）１１１を介してＤ／Ａ変換器１０６へ送る。Ｄ／Ａ変換器１０６は励磁振幅信号ＤＥをアナログ信号、即ち励磁電圧ＶＥに変換する。この励磁電圧ＶＥは差動増幅器１０３により増幅されてレゾルバ１０１の励磁巻線ＷＥへ印加される。励磁巻線ＷＥが励磁されると、２相（Ａ相，Ｂ相）の検出巻線ＷＡ，ＷＢにはそれぞれ出力信号（出力電圧）ＶＡ，ＶＢが誘起される。出力信号ＶＡはＳＩＮ相であり、出力信号ＶＢはＣＯＳ相である。
【０００６】
出力信号ＶＡ，ＶＢはそれぞれ差動増幅器１０４及び差動増幅器１０５により増幅されてＡ／Ｄ変換器１０７，１０８へ送られる。Ａ／Ｄ変換器１０７，１０８は出力信号ＶＡ，ＶＢをそれぞれデジタル信号ＤＡ，ＤＢに変換してＣＰＵ１０９へ送る。即ち、Ａ／Ｄ変換器１０７，１０８は前記タイミング発生部からのサンプリング要求信号によって出力信号ＶＡ，ＶＢをそれぞれサンプリングし、デジタル信号ＤＡ，ＤＢに変換してＣＰＵ１０９の振幅演算部１１２へ送る。
【０００７】
振幅演算部１１２はこれらのデジタル信号ＤＡ，ＤＢに基づいてＳＩＮ相振幅（出力信号ＶＡの振幅）及びＣＯＳ相振幅（出力信号ＶＢの振幅）を演算し、回転角度演算部１１３へ送る。回転角度演算部１１３はＳＩＮ相振幅及びＣＯＳ相振幅に基づいて回転角θを演算する。
【０００８】
また、前述のように構成された角度検出装置は２つ組み合わせられることにより、例えば電動パワーステアリング装置において操舵トルクを検出するトルクセンサとして使用される。即ち、ハンドル側の入力軸とステアリングギヤ側の出力軸との回転角θをそれぞれ２つの角度検出装置により検出し、両回転角θの差に基づいてハンドルに加えられた操舵トルクが求められる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０５−２６４２９２号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の角度検出装置には次のような問題があった。即ち、レゾルバ１０１の変圧比（出力信号ＶＡ又は出力信号ＶＢに対する励磁電圧ＶＥの比）は、周囲の温度やレゾルバ１０１内部の励磁巻線ＷＥの温度により変動する。換言すれば、周囲の温度や励磁巻線ＷＥの温度等により、レゾルバ１０１の出力信号ＶＡ，ＶＢの振幅が変化する。
【００１１】
具体的には、温度上昇により励磁巻線ＷＥの抵抗値が上がると当該励磁巻線ＷＥには電流が流れにくくなる。この結果、二次側の出力信号ＶＡ，ＶＢに誘起される出力信号ＶＡ，ＶＢの値も小さくなり、変圧比の値も小さくなる。ひいては出力信号ＶＡ，ＶＢの振幅も小さくなる。
【００１２】
すると、角度検出装置１００における回転角θの検出精度が低下する。即ち、ＣＰＵ１０９の振幅演算部１１２はＡ／Ｄ変換器１０７，１０８によりレゾルバ１０１からの出力信号ＶＡ，ＶＢを所定のタイミングでそれぞれ数回取り込み、最小二乗法等により当該出力信号ＶＡ，ＶＢの振幅を演算する。このため、レゾルバ１０１からの出力信号ＶＡ，ＶＢの振幅が小さくなると、Ａ／Ｄ変換器１０７，１０８の分解能が低下する。この結果、振幅演算部１１２における振幅の演算精度、ひいては回転角度演算部１１３における回転角θの演算精度も低下する。
【００１３】
そして、この角度検出装置１００を前記トルクセンサに使用した場合、周囲の温度や励磁巻線ＷＥの温度上昇に伴って異音や振動が発生するおそれがあった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、レゾルバの変圧比が変動しても回転角度の検出精度を確保することができる角度検出装置及びそれを使用したトルクセンサを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、励磁電圧発生部からの励磁電圧が印加される励磁巻線と、この励磁巻線が励磁されることにより所定の変圧比で出力電圧が誘起される２相の検出巻線とを備えた角度検出器と、この角度検出器の２相の検出巻線にそれぞれ誘起された所定の出力電圧に基づいて前記励磁巻線の回転角を演算する制御装置とを備えた角度検出装置において、前記角度検出器の２相の出力電圧の値が一定に保持されるように励磁電圧の振幅を補正する補正手段を備えたことを要旨とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記励磁巻線の回転角に基づいて、２相の出力電圧のうちいずれか一方を選択し、この選択された相の出力電圧の振幅の目標信号振幅に対する比を求め、この比に基づいて現在の励磁振幅を補正するようにしたことを要旨とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、入力軸と出力軸との間に連結されたトーションバーと、入力軸の回転角度を検出する第１の角度検出装置と、出力軸の回転角度を検出する第２の角度検出装置と、第１の角度検出装置により検出された入力軸の回転角度と第２の角度検出装置により検出された出力軸の回転角度との偏差に基づいてトーションバーの捩れ量を演算すると共にこの捩れ量とトーションバーのばね定数とに基づいて入力軸に加えられたトルクを演算する演算手段とを備えたトルクセンサにおいて、前記第１及び第２の角度検出装置としてそれぞれ請求項１又は請求項２に記載の角度検出装置を使用するようにしたことを要旨とする。
【００１７】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、励磁電圧発生部からの励磁電圧が励磁巻線に印加される、２相の検出巻線にはそれぞれ所定の変圧比で出力電圧が誘起される。この２相の検出巻線にそれぞれ誘起された所定の出力電圧に基づいて前記励磁巻線の回転角が演算される。そして、２相の出力電圧の値が一定に保持されるように励磁電圧の振幅が補正される。このため、回転角の検出精度が確保される。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の作用に加えて、前記励磁巻線の回転角に基づいて２相の出力電圧のうちいずれか一方が選択される。この選択された相の出力電圧の振幅の目標信号振幅に対する比が求められ、この比に基づいて現在の励磁振幅が補正される。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、検出精度を確保可能とした角度検出装置を備えたことにより、トルクの検出精度も確保される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を電動パワーステアリング装置に使用されるトルクセンサに具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００２１】
（電動パワーステアリング装置）
図１に示すように、電動パワーステアリング装置１は、電動パワーステアリング制御装置（以下「制御装置２」という。）及び当該制御装置２により駆動制御される電動モータ３を備えており、この電動モータ３の出力軸にはギヤ４が固定されている。電動モータ３は三相同期式永久磁石モータで構成したブラシレスモータであり、モータ回転角センサ（例えばホール素子）５を備えている。
【００２２】
モータ回転角センサ５は電動モータ３の回転角、即ち電動モータ３を構成するロータの磁極位置を示す電気角（即ち、ロータの回転角θｍ）を検出し、検出結果（モータ回転角信号）を制御装置２へ送る。
【００２３】
一方、ステアリングホイール（以下、「ハンドル７」という）にはステアリングシャフト８の一端が連結されており、同ステアリングシャフト８の他端には減速歯車９が固定されている。この減速歯車９には前記電動モータ３のギヤ４が噛合している。
【００２４】
ステアリングシャフト８にはトーションバー（ねじりばね）１０が組み込まれており、当該トーションバー１０にはトルクセンサ１１が設けられている。トルクセンサ１１は、運転者によりハンドル７が操舵されてステアリングシャフト８が回転した際のトーションバー１０の捻れ量に基づいて、当該ハンドル７に作用する操舵トルクＴを検出する。この操舵トルク信号は制御装置２へ送られる。
【００２５】
前記減速歯車９にはピニオンシャフト１２を介してピニオンギヤ１３が固定されている。このピニオンギヤ１３はラック１４と噛合しており、当該ラック１４の両端にはそれぞれタイロッド１５が固定されている。タイロッド１５の先端部にはナックルアーム１６が回動可能に連結されており、両ナックルアーム１６，１６間にはクロスメンバ１７が回動可能に連結されている。両ナックルアーム１６，１６にはそれぞれ前輪１８が取り付けられている。
【００２６】
前後左右の各車輪にはそれぞれ車速センサ１９が設けられている（図１では、一方の前輪１８の車速センサ１９のみ図示する）。車速センサ１９は車輪速（車輪の単位時間当たりの回転数、即ち回転速度）を検出し、この検出結果（車輪速信号）を制御装置２へ送る。制御装置２は車速センサ１９から送られてきた車輪速信号に基づいて車速Ｖを演算する。
【００２７】
さて、運転者によりハンドル７が回動操作されると、ステアリングシャフト８が回転する。この回転はトーションバー１０、ピニオンシャフト１２及びピニオンギヤ１３を介してラック１４へ伝達され、同ラック１４の軸動に変換される。これにより、両前輪１８，１８が転舵される。
【００２８】
このとき、制御装置２は、トルクセンサ１１により検出された操舵トルクＴ及び車速センサ１９により検出された車速Ｖに基づいて、所定の操舵補助トルク（アシストトルク）を発生させるように電動モータ３を正逆駆動制御する。電動モータ３の回転はギヤ４を介して減速歯車９に伝達され、当該減速歯車９により回転数が減少されてピニオンシャフト１２及びピニオンギヤ１３に伝達される。ピニオンギヤ１３の回転はラック１４に伝達され、同ラック１４の軸動に変換される。このようにして、ハンドル７の回動操作による前輪１８の操舵に対してアシストトルクが付与される。
【００２９】
（制御装置）
次に、制御装置２の電気的構成について説明する。
図１に示すように、制御装置２は、ＣＰＵ（中央演算装置）２１、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２２、ＲＡＭ（読み出し書き込み専用メモリ）２３、モータ駆動装置２４及び電流センサ２５を備えている。電流センサ２５はモータ駆動装置２４から電動モータ３へ出力される３相の励磁電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちｕ相励磁電流Ｉｕ及びｖ相励磁電流Ｉｖをそれぞれ検出してＣＰＵ２１へ送る。
【００３０】
ＲＯＭ２２には、ＣＰＵ２１が実行する基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラム、各種のデータ、及び各種の特性マップ等が格納されている。各種の特性マップはそれぞれ車両モデルによる実験データ及び周知の理論計算等によって予め求められたものであり、例えば車速Ｖと操舵トルクＴとに基づいて基本アシスト電流を求めるための基本アシストトルクマップや車速，操舵角速度，操舵絶対角に基づいてハンドル戻し指令電流を求めるためのマップがある。
【００３１】
ＲＡＭ２３は、ＲＯＭ２２に書き込まれた各種の制御プログラムを展開してＣＰＵ２１が各種の演算処理を実行するためのデータ作業領域である。また、ＲＡＭ２３はＣＰＵ２１が各種の演算処理を行う際の各種の演算処理結果等を一時的に記憶する。
【００３２】
ＣＰＵ２１にはトルクセンサ１１、車速センサ１９、モータ駆動装置２４、モータ回転角センサ５及び電流センサ２５がそれぞれ入出力インターフェイス（図示略）を介して接続されている。ＣＰＵ２１は、トルクセンサ１１、車速センサ１９、モータ回転角センサ５、及び電流センサ２５から得られる各種の情報に基づいて基本アシスト制御プログラム及びハンドル戻し制御プログラム等の各種の制御プログラムを実行する。
【００３３】
ＣＰＵ２１は、前記基本アシストマップに基づいて、車速Ｖ及び操舵トルクＴに対応した基本アシスト電流値を演算し、この基本アシスト電流とモータ駆動電流センサ（図示略）によって得られるモータ駆動電流（電動モータ３における実際のモータ駆動電流）との差に基づいてＰＩ制御値を演算する。ＣＰＵ２１はＰＩ制御値に応じたＰＷＭ演算を行い、このＰＷＭ演算の結果（モータ制御信号）をモータ駆動装置２４に対して出力する。モータ駆動装置２４は、送られてきたＰＷＭ演算の結果に基づいて電動モータ３に対する基本アシスト電流（３相の励磁電流）の供給を３相の励磁電流路を介して行う。電動モータ３は基本アシスト電流の供給に基づいてハンドル７に対して基本アシスト力を付与する。
【００３４】
（トルクセンサ）
次に、前記トルクセンサについて詳細に説明する。
図２に示すように、トルクセンサ１１は、センサハウジング４０、第１の角度検出装置４１及び第２の角度検出装置４２を備えている。センサハウジング４０はトーションバー１０を覆うようにして設けられており、このセンサハウジング４０内において、第１及び第２の角度検出装置４１，４２はそれぞれトーションバー１０を間に挟むようにしてステアリングシャフト８に固定されている。センサハウジング４０内において、第１の角度検出装置４１はステアリングシャフト８の入力側（ハンドル７側）に設けられ、第２の角度検出装置４２はステアリングシャフト８の出力側（減速歯車９側）に設けられている。尚、ステアリングシャフト８の入力側は入力軸８ｉｎを構成し、同じく出力側は出力軸８ｏｕｔを構成する。
【００３５】
ハンドル７の操作により、ステアリングシャフト８にトルクが加えられると、トーションバー１０がねじれることによりステアリングシャフト８の入力側と同じく出力側との間で相対変位を生じる。即ち、第１及び第２の角度検出装置４１，４２はトーションバー１０の入力側の回転角及び同じく出力側の回転角をそれぞれ検出して制御装置２へ送る。制御装置２は前記２つの回転角の偏差に基づいてトーションバー１０の捩れ量（ステアリングシャフト８の入力側と出力側との相対回転角度）を演算し、この捩れ量とトーションバー１０のばね定数とに基づいてハンドル７に加えられた操舵トルクＴを演算する。
【００３６】
（角度検出装置）
次に、第１及び第２の角度検出装置４１，４２について詳細に説明する。
図２に示すように、第１の角度検出装置４１はステアリングシャフト８の入力側に連結された第１のレゾルバ（角度検出器）５１を備えており、第２の角度検出装置４２はステアリングシャフト８の出力側に連結された第２のレゾルバ５２を備えている。
【００３７】
第１のレゾルバ５１は、センサハウジング４０の内周面の上部に固定された２相（Ａ相及びＢ相）の検出巻線ＷＡ，ＷＢ、及びステアリングシャフト８の入力側に固定された励磁巻線ＷＥをそれぞれ備えている。また、第２のレゾルバ５２は、センサハウジング４０の内周面の下部に固定された２相（Ａ相及びＢ相）の検出巻線ＷＡ，ＷＢ（二次巻線）、及びステアリングシャフト８の出力側に固定された励磁巻線ＷＥをそれぞれ備えている。
【００３８】
図３に示すように、第１及び第２のレゾルバ５１，５２の２相の検出巻線ＷＡ，ＷＢはそれぞれの巻線軸が互いに直交するように配設されている。また、第１及び第２のレゾルバ５１，５２の励磁巻線ＷＥは検出巻線ＷＡ，ＷＢに対して相対回転可能とされている。第１及び第２のレゾルバ５１，５２の励磁巻線ＷＥの一端は接地され、同じく他端は差動増幅器５３を介して制御装置２に接続されている。第１及び第２のレゾルバ５１，５２の２相の検出巻線ＷＡ，ＷＢの一端はそれぞれ接地され、同じく他端はそれぞれ差動増幅器５４，５５を介して制御装置２に接続されている。
【００３９】
制御装置２から励磁巻線ＷＥに対して所定の励磁電圧ＶＥが印加されると、検出巻線ＷＡ，ＷＢにはそれぞれ所定の変圧比で出力信号ＶＡ，ＶＢ（電圧）が誘起される。これら出力信号ＶＡ，ＶＢに基づいて制御装置２は第１及び第２のレゾルバ５１，５２における回転軸の回転角θをそれぞれ演算する。この制御装置２によるレゾルバ信号処理については後に詳述する。
【００４０】
（レゾルバ信号処理）
次に、前述のように構成した制御装置２によるレゾルバ信号処理を図３に示すＣＰＵ２１の機能ブロック図に基づいて説明する。このレゾルバ信号処理は、ＲＯＭ２２に予め格納された各種の制御プログラムに従って実行される。尚、各種のパラメータはそれぞれに対応する信号の意味として使用する。
【００４１】
第１及び第２のレゾルバ５１，５２において、ＣＰＵ２１の励磁振幅信号演算部６１は、タイミング発生部（図示略）から出力された励磁同期信号（指令）に従って励磁振幅信号ＤＥを生成する。励磁振幅信号演算部６１は生成した励磁振幅信号ＤＥを出力テーブル（バッファ）６２を介してＤ／Ａ変換器６３へ送る。
【００４２】
Ｄ／Ａ変換器６３は出力テーブル６２から送られてきた励磁振幅信号ＤＥをアナログ信号に変換し、このアナログ信号を差動増幅器５３へ送る。差動増幅器５３はＤ／Ａ変換器６３から送られてきたアナログ信号を増幅して励磁電圧ＶＥとし、この励磁電圧ＶＥを第１及び第２のレゾルバ５１，５２の励磁巻線ＷＥに印加する。
【００４３】
励磁巻線ＷＥが励磁されると、第１及び第２のレゾルバ５１，５２の２相（Ａ相，Ｂ相）の検出巻線ＷＡ，ＷＢにはそれぞれ回転角θに応じた所定の変圧比で出力信号ＶＡ，ＶＢ（電圧）が誘起される。
【００４４】
出力信号ＶＡ，ＶＢはそれぞれ差動増幅器５４，５５により増幅され、Ａ／Ｄ変換器６４，６５へ送られる。Ａ／Ｄ変換器６４，６５はＣＰＵ２１のタイミング発生部（図示略）から出力されたサンプリング要求信号に従って出力信号ＶＡ，ＶＢをそれぞれサンプリングし、当該出力信号ＶＡ，ＶＢをデジタル信号ＤＡ，ＤＢに変換する。Ａ／Ｄ変換器６４，６５はデジタル信号ＤＡ，ＤＢをＣＰＵ２１の振幅演算部６６へ送る。
【００４５】
振幅演算部６６は、入力されたデジタル信号ＤＡ，ＤＢに基づいて出力信号ＶＡ，ＶＢの振幅をそれぞれ演算する。本実施形態では、出力信号ＶＡの振幅をＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ、出力信号ＶＢの振幅をＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓという。振幅演算部６６は算出したＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ及びＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓをそれぞれ励磁振幅補正演算部６７へ送る。また、振幅演算部６６は算出したＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ及びＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓをそれぞれ回転角演算部６８へ送る。
【００４６】
回転角演算部６８はＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ及びＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓの値に基づいて図５に示す回転角テーブルＲＴを参照し、第１及び第２のレゾルバ５１，５２の回転角θを演算する。回転角テーブルＲＴはＸ軸にＣＯＳ相振幅を採り、Ｙ軸にＳＩＮ相振幅を採るようにした２次元テーブルであり、予めＲＯＭ２２に格納されている。
【００４７】
回転角テーブルＲＴは、例えばＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ及びＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓの値の採り得る値域−１〜１を含む範囲がそれぞれ１０２４分割され、そのＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ及びＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓの値に０〜１０２３のインデックスを順に割り当てられている。このＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ及びＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓの値のインデックスの組で指定されるアドレスからデータを読み出すことにより回転角演算部６８は複雑な演算を行うことなく第１及び第２のレゾルバ５１，５２の回転軸の回転角θを決定することが可能となる。
【００４８】
一方、励磁振幅補正演算部６７は、前記ＲＯＭ２２に予め格納された励磁振幅補正演算処理プログラム等の各種プログラムに従って、ＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ又はＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓに基づいて励磁振幅（励磁電圧の振幅）を補正する。これにより、周囲温度や励磁巻線ＷＥの温度変化に起因して第１及び第２のレゾルバ５１，５２の変圧比がそれぞれ変動しても、励磁振幅をフィードバックすることにより変圧比は一定に保たれる。励磁振幅補正演算部６７は演算結果（補正後の励磁振幅）を励磁振幅信号演算部６１へ送る。この励磁振幅補正演算部６７における励磁振幅補正演算処理については後に詳述する。
【００４９】
励磁振幅信号演算部６１は、前記タイミング発生部から励磁同期信号（指令）が出力されると、励磁振幅補正演算部６７からの演算結果に基づいて次回の励磁振幅信号ＤＥを生成する。以後、前述した各種の信号処理が繰り返される。
【００５０】
（励磁振幅補正処理）
次に、ＣＰＵ５７の励磁振幅補正演算部６７における励磁振幅補正処理を図４に示すフローチャートに従って説明する。このフローチャートは、ＲＯＭ２２に予め格納された励磁振幅補正演算処理プログラム等の各種制御プログラムに従って実行される。尚、本実施形態においては、ステップを「Ｓ」と略記する。
【００５１】
図４に示すように、励磁振幅補正演算部６７は、まず振幅演算部６６により演算された出力信号ＶＡ，ＶＢの振幅、即ちＳＩＮ相振幅ＲｓｉｎとＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓとを取り込み、両者の大小を比較する（Ｓ１０１）。図５に示すように、第１及び第２のレゾルバ５１，５２の回転軸の回転角θが、４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度の範囲にあるときには、ＳＩＮ相振幅ＲｓｉｎはＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓよりも大きくなる。回転角θが０〜４５度、１３５度〜２２５度及び３１５度〜３６０度の範囲にあるときには、ＳＩＮ相振幅ＲｓｉｎはＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓよりも小さくなる。
【００５２】
ＳＩＮ相振幅ＲｓｉｎがＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓよりも大きいと判断した場合（Ｓ１０１でＹＥＳ）、励磁振幅補正演算部６７は次式（１）に基づいて信号振幅Ｒを演算する。
【００５３】
信号振幅Ｒ＝ＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ／ＳＩＮθ…（１）
一方、ＳＩＮ相振幅ＲｓｉｎがＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓよりも小さいと判断した場合（Ｓ１０１でＮＯ）、励磁振幅補正演算部６７は次式（２）に基づいて信号振幅Ｒを演算する。
【００５４】
信号振幅Ｒ＝ＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓ／ＣＯＳθ…（２）
ここで、ＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ及びＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓのいずれか一方だけに基づいて信号振幅Ｒを求めることも考えられるものの、例えばθ＝０度のときにはｓｉｎθ＝０となり、θ＝９０度のときにはＣＯＳθ＝０となることから、信号振幅Ｒの演算が不能な場合がある。従って、Ｓ１０１の処理を実行することで、信号振幅Ｒが演算不能となることが回避される。
【００５５】
次に、励磁振幅補正演算部６７はＳ１０２又はＳ１０３において算出された信号振幅Ｒ、現在励磁振幅Ｒｐ、目標信号振幅Ｒ＊を次式（３）に代入することにより、次回励磁振幅Ｒｎｅｘｔを演算する。尚、現在励磁振幅Ｒｐとは現在の励磁振幅信号ＤＥの振幅値である。目標信号振幅Ｒ＊とは本来出力されるべき最大の信号振幅Ｒ（ＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ又はＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓの最大値）である。
【００５６】
次回励磁振幅Ｒｎｅｘｔ＝現在励磁振幅Ｒｐ×（目標信号振幅Ｒ＊／信号振幅Ｒ）…（３）
そして、励磁振幅補正演算部６７は算出した次回励磁振幅Ｒｎｅｘｔ、即ち、現在励磁振幅Ｒｐを（Ｒ＊／Ｒ）倍した補正後の励磁振幅を励磁振幅信号演算部６１へ送る。励磁振幅信号演算部６１はこの次回励磁振幅Ｒｎｅｘｔに基づいて励磁振幅信号ＤＥを生成する。
【００５７】
即ち、この場合、目標信号振幅Ｒ＊のレンジは図５に示す円Ｃ１で表され、信号振幅Ｒのレンジは同じく円Ｃ２で表される。そして、励磁振幅補正演算部６７はこの円Ｃ２を円Ｃ１に合致させるように励磁振幅（励磁振幅信号ＤＥの振幅値）を補正する。換言すれば、現在の信号振幅Ｒが目標信号振幅Ｒ＊に一致するように励磁電圧ＶＥの振幅を補正する。
【００５８】
例えば温度上昇の影響を受けて信号振幅Ｒの値が目標信号振幅Ｒ＊の半分になった場合（Ｒ＊＝２Ｒ）を考える。この場合、式（３）により、次回励磁振幅Ｒｎｅｘｔは現在励磁振幅Ｒｐの２倍の値となる（Ｒｎｅｘｔ＝２Ｒｐ）。そして、ＣＰＵ２１のタイミング発生部から励磁同期信号が出力されると、励磁振幅信号演算部６１は励磁振幅信号ＤＥの振幅値を現在の２倍とし、この補正後の振幅値を出力テーブル６２へ送る。この結果、次回の信号振幅Ｒは目標信号振幅Ｒ＊に近似した値となる。
【００５９】
以後、励磁振幅補正演算部６７はＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を所定の制御周期毎に繰り返す。
このように、周囲温度や励磁巻線ＷＥの温度上昇に起因する変圧比の低下により、信号振幅Ｒが目標信号振幅Ｒ＊に達していない場合には、信号振幅Ｒが目標信号振幅Ｒ＊と一致するように現在励磁振幅Ｒｐ（励磁振幅信号ＤＥの振幅値、ひいては励磁電圧ＶＥの振幅）が補正される。即ち、励磁振幅をフィードバックすることにより第１及び第２のレゾルバ５１，５２の変圧比はそれぞれ一定に保たれる。この結果、出力信号ＶＡ，ＶＢの値も一定に保たれ、第１及び第２のレゾルバ５１，５２の回転角θの検出精度の低下及び変動が抑制される。
【００６０】
（実施形態の効果）
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第１及び第２のレゾルバ５１，５２の出力信号ＶＡ，ＶＢの値を一定に保持するように励磁電圧ＶＥの振幅、即ち励磁振幅を補正する補正手段を備えた。具体的には、励磁巻線ＷＥの回転角θに基づいて、２相の出力信号（出力電圧）ＶＡ，ＶＢのうちいずれか一方を選択し、この選択された相の出力電圧の振幅（ＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎ又はＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓ）の目標信号振幅Ｒ＊に対する比を求め、この比に基づいて現在励磁振幅Ｒｐを補正するようにした。このため、例えば周囲温度に起因して第１及び第２のレゾルバ５１，５２の変圧比が変化しても、第１及び第２のレゾルバ５１，５２により検出される回転角θの検出精度を確保することができる。また、回転角θの検出精度のばらつき（変動）を低減することができる。
【００６１】
（２）励磁巻線ＷＥの回転角θに基づいて、２相の出力信号（出力電圧）ＶＡ，ＶＢのうちいずれか一方を選択するようにした。具体的には、回転角θが４５度〜１３５度及び２２５度〜３１５度の範囲にあるときにはＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎを選択する。回転角θが０〜４５度、１３５度〜２２５度及び３１５度〜３６０度の範囲にあるときにはＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓを選択する。例えばθ＝０度のときにはｓｉｎθ＝０となり、θ＝９０度のときにはＣＯＳθ＝０となることから信号振幅Ｒの演算が不能な場合があるものの、Ｓ１０１の処理を実行することで、信号振幅Ｒが演算不能となることが回避される。
【００６２】
（３）回転角演算部６８において、回転角テーブルＲＴに基づいて回転角θを求めるようにしたので、複雑な演算をすることなく回転角θを求めることができる。
【００６３】
（４）トルクセンサ１１には第１及び第２のレゾルバ５１，５２を備えるようにした。このため、トルクセンサ１１のトルク検出精度を確保することができる。また、トルクセンサ１１のトルク検出精度のばらつき（変動）を低減することもできる。
【００６４】
（別例）
・本実施形態では、ホール素子により電動モータ３の電気角（回転角θｍ）を検出するようにしたが、第１のレゾルバ５１又は第２のレゾルバ５２を電動モータ３に取り付け、この第１のレゾルバ５１又は第２のレゾルバ５２により電動モータ３の回転角θｍを求めるようにしてもよい。即ち、第１のレゾルバ５１又は第２のレゾルバ５２をモータ回転角センサとして使用する。
【００６５】
・Ｓ１０２及びＳ１０３のいずれかの処理を省略するようにしてもよい。即ち、ＳＩＮ相振幅Ｒｓｉｎと回転角θ又はＣＯＳ相振幅Ｒｃｏｓと回転角θのみに基づいて次回励磁振幅を求めるようにしてもよい。この場合、Ｓ１０１の処理も不要となる。
【００６６】
（付記）
次に前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
・前記２相の出力電圧の振幅の大小比較結果に基づいて、いずれか一方の相の出力電圧を選択するようにした請求項１に記載の角度検出装置。
【００６７】
・前記選択された相の出力電圧の振幅の目標励磁振幅に対する比を現在の励磁振幅に乗じた値を次回の励磁振幅とするようにした請求項２に記載の角度検出装置。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、レゾルバの変圧比が変動しても回転角度の検出精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図。
【図２】本実施形態におけるトルクセンサの概略構成図。
【図３】本実施形態における角度検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】本実施形態における励磁振幅補正処理のフローチャート。
【図５】本実施形態における回転角度テーブル。
【図６】従来の角度検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【符号の説明】
２…角度検出装置及び演算手段を構成する制御装置、
８ｉｎ…入力軸、
８ｏｕｔ…出力軸、
１０…トルクセンサを構成するトーションバー、
１１…トルクセンサ、
４１…トルクセンサを構成する第１の角度検出装置、
４２…トルクセンサを構成する第２の角度検出装置、
５１…角度検出装置を構成する第１のレゾルバ（角度検出器）、
５２…角度検出装置を構成する第２のレゾルバ（角度検出器）、
６１…励磁振幅信号演算部（励磁電圧発生部）、
６７…補正手段を構成する励磁振幅補正演算部
Ｒ…信号振幅、
Ｒｎｅｘｔ…次回励磁振幅、
Ｒ＊…目標信号振幅、
Ｒｓｉｎ…ＳＩＮ相振幅、
Ｒｃｏｓ…ＣＯＳ相振幅、
ＶＡ，ＶＢ…出力信号（出力電圧）、
ＶＥ…励磁電圧、
ＷＡ，ＷＢ…検出巻線、
ＷＥ…励磁巻線、θ…回転角。
【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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