(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流の励磁信号を生成する励磁信号生成部と、
回転軸に連結して取り付けられ、前記励磁信号を入力し前記回転軸の回転角度により振幅変調して出力するレゾルバと、
前記レゾルバのアナログ出力信号をディジタル回転角度信号に変換する主系のＡＤ変換部と、
前記主系のディジタル回転角度信号を入力し、被制御対象の制御装置へ出力する主系演算用ＣＰＵと、
前記レゾルバのアナログ出力信号及び前記励磁信号を入力し、従系の回転角度信号を出力する冗長検出部と、
前記冗長検出部を介して得られた前記レゾルバのアナログ回転角度信号をＡＤ変換する従系のＡＤ変換部と、を有し、
前記冗長検出部は、前記励磁信号のゼロクロスエッジの立上がりと立下りを検出するゼロクロス検出部と、
前記ゼロクロス検出部の検出信号によってリセットされ、前記励磁信号の周期毎に前記検出信号の間隔を更新する周期測定部と、
前記周期測定部の前回測定結果に基づいてＡＤ変換タイミング信号を生成するＡＤ変換指令部と、を有し、
前記従系のＡＤ変換部は、前記ＡＤ変換タイミング信号に基づいて、前記レゾルバのアナログ回転角度信号をＡＤ変換して、前記ＡＤ変換部を含めた主系の異常判定の基準値を得るとともに、前記主系の異常を判定したときにバックアップとして用いる従系のディジタル回転角度信号を得る
ことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
交流の励磁信号を生成する励磁信号生成部と、
回転軸に連結して取り付けられ、前記励磁信号を入力し前記回転軸の回転角度により振幅変調して出力するレゾルバと、
前記レゾルバのアナログ出力信号をディジタル回転角度信号に変換する主系のＡＤ変換部と、
前記主系のディジタル回転角度信号を入力し、被制御対象の制御装置へ出力する主系演算用ＣＰＵと、
前記レゾルバのアナログ出力信号及び前記励磁信号を入力し、従系の回転角度信号を出力する冗長検出部と、
前記主系および従系のディジタル回転角度信号を比較して、前記レゾルバの出力信号の異常を検出する異常検出部と、
前記冗長検出部を介して得られた前記レゾルバのアナログ回転角度信号をＡＤ変換する従系のＡＤ変換部と、を有し、
前記冗長検出部は、前記励磁信号のゼロクロスエッジの立上がりと立下りを検出するゼロクロス検出部と、
前記ゼロクロス検出部の検出信号によってリセットされ、前記励磁信号の周期毎に前記検出信号の間隔を更新する周期測定部と、
前記周期測定部の前回測定結果に基づいてＡＤ変換タイミング信号を生成するＡＤ変換指令部と、を有し、
前記従系のＡＤ変換部は、前記ＡＤ変換タイミング信号に基づいて、前記レゾルバのアナログ回転角度信号をＡＤ変換して、前記ＡＤ変換部を含めた主系の異常判定の基準値を得るとともに、前記主系の異常を判定したときにバックアップとして用いる従系のディジタル回転角度信号を得る
ことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項３】
請求項２において、前記周期測定部の周期測定結果に基づいて前記レゾルバの出力信号の周期のオフセット量を算出するオフセット量算出部と、このオフセット量に基づいて前記周期測定結果を補正する補正部を備え、前記ＡＤ変換指令部は、補正した周期測定結果に基づいてＡＤ変換タイミング信号を生成するように構成したことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記主系演算用ＣＰＵの外部に、前記ＡＤ変換タイミング信号に応じて前記レゾルバの出力信号をサンプルホールドし、そのアナログ出力信号を前記ＣＰＵへ出力するサンプルホルダを備えたことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかにおいて、前記ＡＤ変換指令部は、前回の前記周期測定結果の１／２を基準として前記ＡＤ変換タイミング信号を生成するように構成したことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項６】
請求項３において、前記ＡＤ変換指令部は、前回の前記周期測定結果の１／２と、前記オフセット量とに基いて、前記ＡＤ変換タイミング信号を生成するように構成したことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項７】
請求項３又は６において、前記ＡＤ変換指令部は、前回の前記周期測定結果の１／２及び／又は前記オフセット量とに基いた時間を計時するカウンタを備えたことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれかにおいて、前記周期測定部で測定した前記検出信号の間隔（周期）の逆数から周波数を周期毎に計測し、前記励磁信号が一時的に変動したとき、前記冗長検出部内で自己補正することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項９】
請求項２〜８のいずれかにおいて、レゾルバ出力信号の電圧を検出する電圧検出部と、この検出電圧が所定電圧以下であるとき地絡異常を検出する地絡異常検出部を備えたことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項１０】
請求項２〜９のいずれかにおいて、レゾルバ出力信号の電圧を検出する電圧検出部と、この検出電圧が所定電圧以上であるとき天絡異常を検出する天絡異常検出部を備えたことを特徴とする回転角検出装置。
【請求項１１】
運転者によるステアリングの操作に応じて車輪の操舵を助成／駆動するモータを備えた電動パワーステアリング装置において、
交流の励磁信号を生成する励磁信号生成部と、
前記モータの回転軸に連結して取り付けられ、前記励磁信号を入力し前記回転軸の回転角度により振幅変調して出力するレゾルバと、
前記レゾルバのアナログ出力信号をディジタル回転角度信号に変換する主系のＡＤ変換部と、
前記主系のＡＤ変換部のディジタル回転角度信号を入力し、モータ制御装置へ出力する主系の回転角演算用ＣＰＵと、
前記レゾルバのアナログ出力信号及び前記励磁信号を入力し、従系の回転角度信号を出力する冗長検出部と、
前記冗長検出部を介して得られた前記レゾルバのアナログ回転角度信号をＡＤ変換する従系のＡＤ変換部と、を有し、
前記冗長検出部は、前記励磁信号のゼロクロスエッジの立上がりと立下りを検出するゼロクロス検出部と、
前記ゼロクロス検出部の検出信号によってリセットされ、前記励磁信号の周期毎に前記検出信号の間隔を更新する周期測定部と、
前記周期測定部の前回測定結果に基づいてＡＤ変換タイミング信号を生成するＡＤ変換指令部と、を有し、
前記従系のＡＤ変換部は、前記ＡＤ変換タイミング信号に基づいて、前記レゾルバのアナログ回転角度信号をＡＤ変換して、前記ＡＤ変換部を含めた主系の異常判定の基準値を得るとともに、前記主系の異常を判定したときにバックアップとして用いる従系のディジタル回転角度信号を得る
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ軸又は軸と連結した機関に備えられたレゾルバを含む回転角検出装置とその異常検出装置及びそれを用いた電動パワーステアリング装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーボ系制御では回転角を検出しフィードバック制御を実現するために、回転角度センサが必要である。また、ブラシレスモータ制御においては、モータの回転角に応じてモータコイルに電流を通電させる必要があるために、サーボ制御系に限らず回転角度センサが必要である。
【０００３】
回転角度センサとしては、従来からレゾルバが、その単純な構成に起因する耐環境性から広く用いられている。
【０００４】
また、電動パワーステアリング等に適用するサーボ制御系では、安全性、信頼性が要求されるために、回転角検出装置の故障検出機能が要求される。
【０００５】
さて、レゾルバからの信号に基づき回転角に変換し、ディジタルデータとしてマイクロコンピュータ等に入力するためには、レゾルバディジタル変換器が開発されている。
【０００６】
また、特許文献１によれば、レゾルバの出力信号であるＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号を、それらのピーク位置の前後対称の一対のタイミングで取り込むことが開示されている。
【０００７】
本方式により、ピークを挟んだタイミングで、しかもピークの両側に均等に離れたタイミングでサンプリングすることにより、２つの出力信号（ＳＩＮ信号とＣＯＳ信号）が、共にピーク位置に近いタイミングでサンプリングされる。また、サンプリング値のピーク位置における電圧値からの誤差が抑制され、均等化される。
【０００８】
また、検出した回転角度をθとすると、検波したｓｉｎθ、ｃｏｎθの二乗和を計算し、二乗和が所定閾値を下回るような変動が生じることにより、レゾルバ出力信号のハーネスが断線しているといった異常を検知することも開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３９３３７号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記技術では、レゾルバの出力信号のＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号に誤差成分を含んでおり、角度を正確に検出することができない。
【００１１】
特許文献１の図２（Ｃ）からも明らかなように、レゾルバのＳＩＮ信号及びＣＯＳ信号を取り込むタイミングは、それらのピーク位置で同時であることが理想であり、ピークからずれた位置で信号を取り込むことにより、誤差成分を含むこととなる。
【００１２】
また、電動パワーステアリングシステム等の、高い信頼性が要求される制御対象においては、主系に用いられるレゾルバディジタル変換器の異常判定ができなければならない。
【００１３】
さらに、レゾルバディジタル変換器の故障等の異常が発生した際に、最小限、安全なバックアップが可能なレベルの精度を持つ角度検出が必要である。
【００１４】
本発明の目的は、レゾルバの出力信号から、高精度の角度検出が可能な回転角検出装置を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、レゾルバの出力信号から第１の角度検出を行う主系の外に、第２の角度検出を行う従系を備えた回転角検出装置において、安全なバックアップが可能な精度を持つ従系の角度検出を実現することである。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、主系の角度検出の異常時に、第２の角度検出を行う従系の回転角検出装置によってバックアップし、対象システムの延命措置を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の望ましい実施態様においては、交流の励磁信号を生成する励磁信号生成部と、回転軸に連結して取り付けられ、前記励磁信号を入力し前記回転軸の回転角度により振幅変調して出力するレゾルバと、このレゾルバのアナログ出力信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換部と、このＡＤ変換部のディジタル出力信号を入力し、第１の回転角度信号を被制御対象の制御装置へ出力する主系演算部と、前記レゾルバのアナログ出力信号及び前記励磁信号を入力し、第２の回転角度信号を出力する第２の演算部を備えた回転角検出装置において、前記第２の演算部は、前記励磁信号の周期を逐次測定する周期測定部と、この周期測定結果に基づいて前記レゾルバのアナログ出力信号をＡＤ変換するＡＤ変換タイミング信号を生成するＡＤ変換指令部を備える。
【００１８】
また、本発明の望ましい実施態様においては、前記レゾルバの出力信号の異常を検出する異常検出部を備えた回転角検出装置の異常検出装置において、前記第２の演算部は、前記励磁信号の周期を逐次測定する周期測定部と、この周期測定結果に基づいてＡＤ変換タイミング信号を生成するＡＤ変換指令部と、このＡＤ変換タイミング信号に応じて前記レゾルバの出力信号をサンプルホールドするサンプルホルダを備える。
【００１９】
更に、本発明の望ましい実施態様においては、前記周期測定部の周期測定結果に基づいて前記レゾルバの出力信号の周期のオフセット量を算出するオフセット量算出部と、このオフセット量に基づいて前記周期測定結果を補正する補正部を備え、前記ＡＤ変換指令部は、補正した周期測定結果に基づいてＡＤ変換タイミング信号を生成するように構成する。
【００２０】
本発明の望ましい制御対象は、電動パワーステアリング、又は、電気的に信号を伝達することで、ｂｙ−Ｗｉｒｅシステムと称されるモータ制御システムである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の望ましい実施態様によれば、レゾルバの出力信号から、高精度の角度検出が可能な回転角検出装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の望ましい実施態様によれば、レゾルバの出力信号から第１の角度検出を行う主系の外に、第２の角度検出を行う従系を備えた回転角検出装置において、安全なバックアップが可能な精度を持つ従系の角度検出を実現することができる。
【００２３】
さらに本発明の望ましい実施態様によれば、主系の角度検出の異常時に、第２の角度検出を行う従系の回転角検出装置によってバックアップし、対象システムの延命措置を図ることができる。
【００２４】
本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施形態の中で明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施例による回転角検出装置の全体機能ブロック図である。
【００２７】
レゾルバ１は、例えば、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）モータの回転軸に取り付けられており、モータの回転角度位置を検出する。レゾルバ１には、励磁信号生成部２から励磁信号２ａがバイアス出力され、励磁信号成分２ａと回転軸の回転角度θｍ情報が積算されたｓｉｎθｍ信号１ａ及びｃｏｓθｍ信号１ｂが、レゾルバディジタル変換部３に入力される。レゾルバディジタル変換部３では、前記ｓｉｎθｍ信号１ａ及びｃｏｓθｍ信号１ｂ及び励磁信号２ａを基に、モータ軸角度θｍを算出する。角度情報θｍは、信号線３ａ、３ｂにより、ＣＰＵ４に送信され、ＣＰＵ４では、角度情報θｍを基にモータを制御する。
【００２８】
以上が、モータ軸角度を検出する主系基本方式であるが、レゾルバディジタル変換部３が異常角度を算出した場合、ＣＰＵ４は誤ったモータ制御を行ってしまう。また、モータ制御を、特に、電動パワーステアリングに適用する場合は、安全性、信頼性が要求されるために、故障検出機能と同時に、レゾルバディジタル変換部３の故障時にも、安全なステアリング動作を継続できるバックアップ（延命）手段が要求される。
【００２９】
そこで、レゾルバディジタル変換部３を含めた主系における角度検出の異常を判定するための比較の基準値と、非常時にバックアップ（延命）として用いる検出角度の精度向上を図る冗長検出部５を設ける。
【００３０】
ゼロクロス検出部６は、差動出力で構成され、励磁信号２ａの差動分が０の箇所を検出する。エッジ判別部７は、励磁信号２ａのゼロクロスエッジが、立上り／立下りのどちらであるかを検出する。カウンタ８は、ディジタル方式で実現され、ゼロクロス検出信号６ａをリセット信号として、フリーランでカウントアップするいわゆる計時カウンタである。カウンタ８では、ゼロクロス検出信号６ａによるリセット信号の間隔（周期）を逐次記憶更新して、その逆数として、励磁信号２ａの周波数を逐次計測する。このため、温度、電圧等の外乱により、励磁信号２ａが一時的に変動しても、冗長検出部５内では、自己補正する機能を有している。
【００３１】
また、エッジ判定部７により、立上りエッジ信号７ａが入力されたときのみ、カウンタ８からワンショット生成部９へ基準信号８ａを出力する。基準信号８ａは、カウンタ８で逐次計測しているゼロクロス検出信号６ａの間隔の１／２をデフォルトとして動作する。また、基準信号８ａの出力タイミングは、オフセット加減算部１０からの指令値により、前後方向に移動可能である。
【００３２】
レゾルバ１による位相遅れ／進み量を、予め、ＣＰＵ４のＲＯＭ内に記憶しておく。これにより、レゾルバ１に位相遅れ／進みがあっても、冗長検出部５は、汎用性をもって、採用することができる。
【００３３】
ＳＰＩ部１１は、シリアル・ペリフェラル・インターフェース（Serial Peripheral Interface）である。ＳＰＩ部１１は、ＣＰＵ４のＲＯＭ内に予め記憶されているレゾルバ１により発生する位相遅れ／進み量を、ＣＰＵ４起動時に、冗長検出部５内のオフセット加減算部１０に送信する。
【００３４】
カウンタ８では、前回のカウンタで計測したリセット間隔の１／２とオフセット加減算部１０からのオフセット量を基に、基準信号８ａをワンショット生成部９に出力する。
【００３５】
また、ｓｉｎθｍ信号１ａ、ｃｏｓθｍ信号１ｂは、冗長検出部５内のサンプルホルダ１２に入力され、ワンショット生成部９によるホールド指令信号９ａにより、サンプルホールドされる。
【００３６】
ワンショット生成部９では、サンプルホルダ１２で、ｓｉｎθｍ／ｃｏｓθｍ信号をホールドする信号９ａを出力すると同時に、ＣＰＵ４にＡＤ変換指令信号９ｂを出力する。ＣＰＵ４では、ＡＤ変換指令信号９ｂにより割込み処理を発生させ、ｓｉｎθｍ信号１ａのサンプルホールド値１２ａ、ｃｏｓθｍ信号１ｂのサンプルホールド値１２ｂをＡＤ変換する。
【００３７】
この実施例により、ＣＰＵ外部で同時にｓｉｎθｍ信号１ａ、ｃｏｓθｍ信号１ｂ値をホールドして、ＣＰＵ４の処理空き時間に前記信号１ａ、１ｂをＡＤ変換することができる。このため、ＣＰＵ４では、時間的誤差の無いｓｉｎθｍ信号１ａとｃｏｓθｍ信号１ｂを基に、モータ軸角度θｍを算出することができる。
【００３８】
したがって、冗長検出部５では、高精度でモータ軸角度θｍを算出することができ、レゾルバディジタル変換部３の異常判定のための比較の基準値を得ることができる。また、万一、レゾルバディジタル変換部３に異常が発生しても、冗長検出部５によるモータ軸角度θｍ検出値をバックアップとして用いることにより、最少限、安全なステアリング動作を継続（延命）することができる。
【００３９】
また、更なる異常検出手段として、天地絡検出部１３では、ｓｉｎθｍ信号１ａ、ｃｏｓθｍ信号１ｂの電圧をモニタすることにより、天絡／地絡の自己診断ができる。
【００４０】
本実施例により、信号線自体の異常を検出し、誤ったモータ軸角度を算出することを防止することができ、高信頼性を実現できる。
【００４１】
なお、天地絡検出部１３の診断結果はＳＰＩ部１１を介してＣＰＵ４に送信され、ＣＰＵ４では即座に異常を検出することができる。
【００４２】
図２は、本発明の図１の実施例における各部動作波形を示した図である。
【００４３】
励磁信号２ａは、差動信号で生成されており、信号２１と信号２２から構成される。角度信号として、ｓｉｎθｍ信号１ａとｃｏｓθｍ信号１ｂがあるが、本図では、ｃｏｓθｍ信号１ｂについてのみ記載する。ｃｏｓθｍ
信号１ｂは、励磁信号２ａ同様差動信号で形成されており、信号２３，２４よりなる。これは、差動信号により同相ノイズ成分を除去するためであり、耐ノイズ性を向上させることができる。
【００４４】
ゼロクロス検出ＣＯＭＰ信号２５は、ゼロクロス検出部６内の信号成分であり、励磁信号２１と２２のクロス箇所を検出する。励磁信号２２が、励磁信号２１より大きい状態から、小さい状態へ変化すると、ＨＩＧＨからＬＯＷへ切り替わる。また、励磁信号２１が励磁信号２２より大きい状態から、小さい状態へ変化すると、ＬＯＷからＨＩＧＨへ切り替わる。ゼロクロス検出信号６ａは、ゼロクロス検出部６からの出力信号であり、ゼロクロス検出ＣＯＭＰ信号２５の立上り及び立下り時に出力される。立上りエッジ検出信号７ａは、ゼロクロス検出ＣＯＭＰ信号２５の立下りエッジで出力される。即ち、励磁信号２２が励磁信号２１より大きい状態から、小さい状態へ変化するとき出力される。
【００４５】
カウンタ信号２６は、カウンタ８内で動作するカウンタであり、ゼロクロス検出信号６ａをリセット信号としクロックを計時する。また、周波数計測基準信号として動作する。
【００４６】
また、立上りエッジ検出信号７ａが出力された後のカウントアップ動作を有効値として、前回のカウンタ動作による周期計測結果の１／２とＣＰＵ４からのオフセット信号を基に、ＡＤ変換指令信号９ｂを出力する。同時に、サンプルホルダ１２の出力、即ちＡＤ入力１２ｂをｃｏｓθｍ信号１ｂの信号２３，２４の差動値から算出してサンプルホールドする。
【００４７】
本波形図では、ｃｏｓθｍ信号１ｂについてのみ記載したが、ｓｉｎθｍ信号１ａについても同様な動作である。
【００４８】
図３は、図１に示した本発明の一実施例における天地絡検出部１３の内部構成図である。
【００４９】
天地絡検出部１３は、ｓｉｎθｍ信号１ａ、ｃｏｓθｍ信号１ｂの電圧をモニタしており、その電圧をコンパレータ３１及び３２及びオアゲート３５により構成されるウィンドウコンパレータにより、基準電圧３３，３４以内か否かを判定する。正常時は、ｓｉｎθｍ信号１ａ、ｃｏｓθｍ信号１ｂは、基準電圧３３，３４以内である。もし、ｓｉｎθｍ信号１ａ又はｃｏｓθｍ信号１ｂが天絡した場合は、規準電圧３３より大となり、コンパレータ３１より異常検出信号が出力される。また、ｓｉｎθｍ信号１ａ又はｃｏｓθｍ信号１ｂが地絡した場合は、規準電圧３４より小となり、コンパレータ３２より異常検出信号が出力される。コンパレータ３１及び３２からの異常信号は、オアゲート３５によりまとめられる。フィルタ３６は、ノイズによる誤検出を防止するために設定されている。フィルタ３６を通過した天地絡検出部１３からの信号１３ａは、ＳＰＩ部１１に入力され、ＣＰＵ４で、信号線の天地絡異常有無を検出することができる。
【００５０】
図４は、本発明の一実施例による回転角検出装置を用いた電動パワーステアリングシステムの全体機能ブロック図である。
【００５１】
ステアリング４０１を回転させると、その回転駆動力は、ロッド４０２を介して、マニュアルステアリングギア４０３により減速して、左右のタイロッド４０４，４０５を介し、左右の車輪４０６，４０７に伝達され、これらの車輪を舵取りする。
【００５２】
本実施例によるＥＰＳモータ４０８は、ステアリング４０１のロッド４０２の近傍に取り付けられており、ギア４０９を介して、その駆動力をロッド４０２に伝達する。ロッド４０２には、トルクセンサ４１０が取り付けられており、ステアリング４０１に与えられた回転駆動力（トルク）を検出する。
【００５３】
制御装置４１１は、図１のＣＰＵ４を含み、まず、トルクセンサ４１０の出力を入力する。また、図1で説明したレゾルバ１から、レゾルバディジタル変換部３と冗長検出部５を介して検出されるＥＰＳモータ４０８の回転角度θｍ信号を入力する。そして、ＥＰＳモータ４０８の回転角度θｍ、すなわち操舵角がステアリング４０１の操作角となるようにモータ４０８の通電電流を制御する。
【００５４】
ここで、ＥＰＳモータ４０８の回転角度θｍは、レゾルバ１から、主系であるレゾルバディジタル変換部３を介して制御装置４１１に伝達される。さらに、この回転角度θｍ信号に誤りがないかを制御装置４１１内で判定できるように、図１で述べた冗長検出部５を介して検出される冗長系からのＥＰＳモータ４０８の回転角度θｍ信号をも入力する。しかも、この冗長検出部５は、前述したように、従来に比べて高精度の検出と信頼性を実現しており、仮に、主系が故障しても、最低限のバックアップ（延命）制御を継続できる。
【００５５】
図５は、図４の実施例における制御装置４１１の中の、ＥＰＳモータ４０８を駆動制御するステアリング駆動制御装置５００の機能ブロック図である。ステアリング駆動制御装置５００は、インバータ主回路（変換回路）を構成するパワーモジュール５０１と、パワーモジュール５０１のパワー半導体スイッチング素子のオン・オフ動作（スイッチング動作）を制御する制御モジュール５０２とを備えている。パワーモジュール５０１のインバータ主回路は、６つのパワー半導体スイッチング素子をブリッジ接続して構成した３相ブリッジ回路から構成されている。パワーモジュール５０１のインバータ主回路の入力側（直流側）にはバッテリ５０３が、出力側（交流側）にはＥＰＳモータ４０８のステータコイル５０４がそれぞれ電気的に接続されている。制御モジュール５０２は、パワーモジュール５０１の６つのパワー半導体スイッチング素子のそれぞれのスイッチングを制御する。これにより、バッテリ５０３から出力された直流電力は、パワーモジュール５０１のインバータ主回路において３相交流電力に変換され、ＥＰＳモータ４０８のステータコイル５０４に供給される。
【００５６】
制御モジュール５０２は、パワー半導体スイッチング素子のオン・オフ動作（スイッチング動作）を制御するための制御信号を生成し、その制御信号をパワーモジュール５０１のドライバ回路（図示省略）に出力する制御部を構成している。制御モジュール５０２には、入力パラメータとして、トルクセンサ４１０によって検出されたステアリングホイール４０１のトルク検出値Ｔｆ，エンコーダ５０５によって検出されたロータ５０６の回転速度検出値ωｆ及びレゾルバ１によって検出されたロータ５０６の磁極位置検出値θｍが入力される。また、図１や図４を参照して説明したように、ＥＰＳモータ４０８の回転角度θｍは、レゾルバ１から、主系であるレゾルバディジタル変換部３を介して制御装置４１１に伝達される。さらに、この回転角度θｍ信号に誤りがないかを制御装置４１１内で判定できるように、図１で詳述した冗長検出部５を介して、冗長系からのＥＰＳモータ４０８の回転角度θｍ信号をも入力する。この冗長検出部５が、高精度の検出と信頼性とを実現しており、主系が故障しても、最低限のバックアップ（延命）制御を継続できる。
【００５７】
さて、トルク検出値Ｔｆは、トルク指令値Ｔｓと共にトルク制御回路５０７に入力される。トルク制御回路５０７は、トルク検出値Ｔｆとトルク指令値Ｔｓに基づいてトルク目標値Ｔｅを算出し、この算出されたトルク目標値Ｔｅの比例積分などによって電流指令値Ｉｓ及び回転角θ１を出力する。回転角θ１は、回転速度検出値ωｆと共に位相シフト回路５０８に入力される。位相シフト回路５０８は、回転速度検出値ωｆに基づいてロータ５０６の回転角θａを算出し、この算出された回転角θａを回転角θ１に基づいて位相シフトして出力する。回転角θａは、磁極位置検出値θｍと共に正弦波・余弦波発生回路５０９に入力される。正弦波・余弦波発生回路５０９は、回転角θａ及び磁極位置検出値θｍに基づいて、ステータコイル５０６の各巻線（ここでは３相）の誘起電圧を位相シフトした正弦波基本波形（駆動電流波形）値Ｉａｖを発生し、出力する。尚、上記位相シフトの量は零としてもよい。
【００５８】
正弦波基本波形（駆動電流波形）値Ｉａｖは、電流指令値Ｉｓと共に２相−３相変換回路５１０に入力される。２相−３相変換回路５１０は、正弦波基本波形（駆動電流波形）値Ｉａｖ及び電流指令Ｉｓに基づいて、各相に対応した電流指令Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃを出力する。制御モジュール５０２は、各相個別に電流制御系５１１〜５１３を備えている。各相の電流制御系５１１〜５１３には、対応する相の電流指令Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃと、対応する相の電流検出値Ｉｆａ，Ｉｆｂ，Ｉｆｃが入力される。電流検出値Ｉｆａ，Ｉｆｂ，Ｉｆｃは電流検出器５１４によって検出されたものであり、パワーモジュール５０１の変換回路から、各相のステータコイル５０４に供給された相電流である。各相の電流制御系５１１〜５１３は、対応する相の電流指令Ｉｓａ，Ｉｓｂ，Ｉｓｃと、対応する相の電流検出値Ｉｆａ，Ｉｆｂ，Ｉｆｃに基づいて、対応する相のパワー半導体スイッチング素子のスイッチング動作を制御するための制御信号を出力する。各相の制御信号は、パワーモジュール５０１の対応する相のドライバ回路（図示省略）に入力される。
【００５９】
パワーモジュール５０１の各相のドライバ回路（図示省略）は、対応する相の制御信号に基づいて、対応する相のパワー半導体スイッチング素子のスイッチング動作させるための駆動信号を出力する。各相の駆動信号は、対応する相のパワー半導体スイッチング素子に入力される。パワー半導体スイッチング素子がスイッチング動作すると、ＥＰＳモータ４０８のステータコイル５０４には、バッテリ５０３から供給された直流電力が交流電力に変換されて供給される。このとき、ステータコイル５０４に供給される各相電流の合成電流は、界磁磁束に直角或いは位相シフトした位置に常に形成される。これにより、ＥＰＳモータ４０８は、ロータ５０６の回転位置に応じた回転磁界を発生し、ロータ５０６が回転する。
【００６０】
このような電動パワーステアリングシステムにおいて、勝手にハンドルが切れてしまうことを、セルフステアと呼び、絶対にあってはならない異常である。上記実施例における精度と信頼性に優れた冗長検出部５の存在により、このようなことが無く、信頼性の高い電動パワーステアリングシステムを実現できる。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態について記述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で設計において種々の変更ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施例による回転角検出装置の全体機能ブロック図。
【図２】図１の一実施例における各部動作波形図。
【図３】図１の一実施例における天地絡検出部１３の内部構成例図。
【図４】本発明の一実施例による回転角検出装置を用いた電動パワーステアリングシステムの全体機能ブロック図。
【図５】図４の実施例におけるステアリング駆動制御装置の一例機能ブロック図。
【符号の説明】
【００６３】
１…レゾルバ、２…励磁信号生成部、３…レゾルバディジタル変換部、４…ＣＰＵ、５…冗長検出部、６…ゼロクロス検出部、７…エッジ判定部、８…カウンタ、９…ワンショット生成部、１０…オフセット加減算部、１１…ＳＰＩ、１２…サンプルホルダ、１３…天地絡検出部。
【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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