(57)【要約】【課題】回転角の検出に精度が必要でなく、検出する回転角が粗で良いときは、回路の消費電力を少なくできる回転角検出装置及び回転角検出方法を提供する。【解決手段】回転角検出装置１００は１相励磁２相出力の第１レゾルバ６１に対して１つの励磁信号を印加する励磁信号生成回路５６を備える。又、回転角検出装置１００は、第１レゾルバ６１から得られた２相出力を増幅する第１増幅部５７とを備える。回転角検出装置１００は、２相出力に基づいて回転子の回転角を演算するＣＰＵ５９とを備える。そして、ＣＰＵ５９は、キー位置信号に入力に基づいて前記演算結果である回転角の粗密を選択する選択手段とし、前記選択に応じて、２つの励磁信号の振幅を小又は大にする。【選択図】        図３
2005037254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子の回転角を検出するレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を印加する励磁信号生成手段と、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力を増幅する増幅手段と、前記出力に基づいて回転子の回転角を演算する演算手段とを備えた回転角検出装置において、
前記演算手段の演算結果である回転角の粗密を選択する選択手段を備え、
前記励磁信号生成手段は、前記選択手段の選択に応じて、前記１つ又は２つの励磁信号の振幅を小又は大にすることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
一対の回転子の回転角をそれぞれ検出する一対のレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を印加する励磁信号生成手段と、
前記一対のレゾルバから得られた１相出力又は２相出力をそれぞれ増幅する一対の増幅手段と、前記出力に基づいて前記一対の回転子の回転角をそれぞれ演算する演算手段とを備えた回転角検出装置において、
前記演算手段の演算結果である回転角の粗密を選択する選択手段と、前記一対の増幅手段のうち、一方の増幅手段に対する電源の供給又は停止をするスイッチ手段と、
前記スイッチ手段を制御するスイッチ制御手段とを備え、
前記励磁信号生成手段は、前記選択手段の選択に応じて、前記１つ又は２つの励磁信号の振幅を小又は大にし、
前記スイッチ制御手段は、前記選択手段の選択に応じて、前記スイッチ手段をオンオフ制御することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項３】
前記選択手段の選択に応じて、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力の増幅率を可変するように、前記増幅手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
回転子の回転角を検出するレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を励磁信号生成手段により印加し、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力を増幅手段により増幅し、前記出力に基づいて回転子の回転角を演算手段にて演算する回転角検出方法において、
前記演算手段の演算の結果による回転角の粗密を選択手段により選択し、
前記選択に応じて、前記１つ又は２つの励磁信号の振幅を前記励磁信号生成手段により小又は大にすることを特徴とする回転角検出方法。
【請求項５】
前記演算の結果による回転角の粗密を選択した際、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力の増幅率を、前記演算による回転角の粗密の選択に応じて可変するように前記増幅手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の回転角検出方法。
【請求項６】
回転子の回転角を検出するレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を印加する励磁信号生成手段と、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力を増幅する増幅手段と、前記出力に基づいて回転子の回転角を演算する演算手段とを備えた回転角検出装置において、
前記演算手段の演算結果である回転角の粗密を選択する選択手段と、
前記励磁信号を出力する励磁信号生成手段の電源を遮断する電源遮断手段と、
前記電源遮断手段を制御する電源遮断制御手段とを備え、
前記演算手段は前記選択手段の選択に応じて回転角の演算手段の演算周期を可変し、
前記電源遮断制御手段は、前記選択手段の選択に応じて前記演算手段が演算していないときに、前記電源遮断手段を制御して、前記励磁信号生成手段の電源を遮断することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項７】
回転子の回転角を検出するレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を励磁信号生成手段にて印加し、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力を増幅し、前記出力に基づいて回転子の回転角を演算する回転角検出方法において、
前記演算の結果による回転角の粗密を選択手段により選択し、
前記選択に応じて、前記回転角を演算する演算周期を演算手段により可変し、
前記選択に応じて、前記回転角の演算をしていないときに、電源遮断制御手段は、電源遮断手段を制御して、前記励磁信号を出力する励磁信号生成手段の電源を遮断することを特徴とする回転角検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レゾルバにて回転体の回転角を検出する回転角検出装置及び回転角検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転子の回転角を検出するレゾルバは、例えば、車両の電動パワーステアリング装置に使用されている。電動パワーステアリング装置では、レゾルバがトーションバーを挟んでステアリングシャフトの上側（以下、入力軸という）と、ステアリングシャフトの下側（以下、出力軸という）に一対設けられている。そして、ハンドルが操作されると、トーションバーをねじりながら入力軸及び出力軸が回転され、このときの入力軸及び出力軸の回転角をそれぞれ各レゾルバにて検出し、検出した両回転角に基づいて相対回転角を求めて、この相対回転角に基づいてトルク（操舵トルク）を演算するようにしている。一方、前記入力軸側に設けられたレゾルバは、ハンドルの操舵角の検出用にも使用されている。
【０００３】
イグニッションがオン状態であって、例えば車両が走行中や、車両が停止時に据え切りを行う際には、前記レゾルバにて検出された回転角を使用してトルク演算を行うが、このトルク演算を行うためには、検出された回転角の精度が要求されている。例えば、１相励磁、２相出力方式のレゾルバでは、あらかじめ定格の励磁信号をレゾルバに出力して、必要な精度が出るようにしている。
【０００４】
一方、ハンドルのステアリングシャフトには、イグニッションキーがキーシリンダから抜かれると、ハンドルロックが可能なロック装置が一般に設けられており、このロック装置が許容する範囲までは、ハンドルの操舵ができるようにされている。又、イグニッションキーは、前記キーシリンダに対して一般に、ロック位置、アクセサリ位置、オン位置、スタート位置の間を回転自在にされている。
【０００５】
ところで、イグニッションが切られた後（オン位置からアクセサリ位置側、或いは、ロック位置を経てイグニッションキーが抜かれた後）においては、操舵トルクの演算は必要でなくなる。しかし、ハンドルロックが効くまでは、レゾルバの検出に基づいて操舵角の演算を行いたい要望がある。ハンドルロックが効いてからは、ハンドルは一定角度以上は操舵不能であるため、レゾルバにて検出した回転角に基づいて操舵角を演算し、例えば、不揮発性メモリに記憶できれば、次にイグニッションがオンとなった時の操舵角が誤らずに演算できる利点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来は、イグニッションが切られた後にも、前記励磁信号を出力する回路（励磁信号生成回路）は、常に定格で励磁信号を出力しているため、電力の消費が大きくなる。特に、イグニッションが切られている状態では、車両が内燃機関の場合には、ジェネレータが発電しないため、バッテリ電力が多く消費されてしまう。
【０００７】
このような問題を解消するために、レゾルバを用いた回転角検出装置や回転角検出方法において、検出される回転角が粗の場合でもよい場合には、消費電力を少なくしたいという要望がある。
【０００８】
本発明の目的は、回転角の検出に精度が必要でなく、検出する回転角が粗で良いときは、回路の消費電力を少なくできる回転角検出装置及び回転角検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転子の回転角を検出するレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を印加する励磁信号生成手段と、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力を増幅する増幅手段と、前記出力に基づいて回転子の回転角を演算する演算手段とを備えた回転角検出装置において、前記演算手段の演算結果である回転角の粗密を選択する選択手段を備え、前記励磁信号生成手段は、前記選択手段の選択に応じて、前記１つ又は２つの励磁信号の振幅を小又は大にすることを特徴とする回転角検出装置を要旨とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、一対の回転子の回転角をそれぞれ検出する一対のレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を印加する励磁信号生成手段と、前記一対のレゾルバから得られた１相出力又は２相出力をそれぞれ増幅する一対の増幅手段と、前記出力に基づいて前記一対の回転子の回転角をそれぞれ演算する演算手段とを備えた回転角検出装置において、前記演算手段の演算結果である回転角の粗密を選択する選択手段と、前記一対の増幅手段のうち、一方の増幅手段に対する電源の供給又は停止をするスイッチ手段と、前記スイッチ手段を制御するスイッチ制御手段とを備え、前記励磁信号生成手段は、前記選択手段の選択に応じて、前記１つ又は２つの励磁信号の振幅を小又は大にし、前記スイッチ制御手段は、前記選択手段の選択に応じて、前記スイッチ手段をオンオフ制御することを特徴とする回転角検出装置を要旨とするものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記記選択手段の選択に応じて、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力の増幅率を可変するように、前記増幅手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、回転子の回転角を検出するレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を励磁信号生成手段により印加し、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力を増幅手段により増幅し、前記出力に基づいて回転子の回転角を演算手段にて演算する回転角検出方法において、前記演算手段の演算の結果による回転角の粗密を選択手段により選択し、前記選択に応じて、前記１つ又は２つの励磁信号の振幅を前記励磁信号生成手段により小又は大にすることを特徴とする回転角検出方法を要旨とするものである。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４において、前記演算の結果による回転角の粗密を選択した際、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力の増幅率を、前記演算による回転角の粗密の選択に応じて可変するように前記増幅手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、回転子の回転角を検出するレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を印加する励磁信号生成手段と、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力を増幅する増幅手段と、前記出力に基づいて回転子の回転角を演算する演算手段とを備えた回転角検出装置において、前記演算手段の演算結果である回転角の粗密を選択する選択手段と、前記励磁信号を出力する励磁信号生成手段の電源を遮断する電源遮断手段と、前記電源遮断手段を制御する電源遮断制御手段とを備え、前記演算手段は前記選択手段の選択に応じて回転角の演算手段の演算周期を可変し、前記電源遮断制御手段は、前記選択手段の選択に応じて前記演算手段が演算していないときに、前記電源遮断手段を制御して、前記励磁信号生成手段の電源を遮断することを特徴とする回転角検出装置を要旨とするものである。
【００１５】
請求項７の発明は、回転子の回転角を検出するレゾルバに対して１つ又は２つの励磁信号を励磁信号生成手段にて印加し、前記レゾルバから得られた１相出力又は２相出力を増幅し、前記出力に基づいて回転子の回転角を演算する回転角検出方法において、前記演算の結果による回転角の粗密を選択手段により選択し、前記選択に応じて、前記回転角を演算する演算周期を演算手段により可変し、前記選択に応じて、前記回転角の演算をしていないときに、電源遮断制御手段は、電源遮断手段を制御して、前記励磁信号を出力する励磁信号生成手段の電源を遮断することを特徴とする回転角検出方法を要旨とするものである。
【００１６】
（作用）
請求項１の回転角検出装置によれば、励磁信号生成手段は、選択手段の選択に応じて、１つ又は２つの励磁信号の振幅を小又は大にする。このため、選択支持手段の選択によって、励磁信号の振幅が小さくなると、励磁信号生成手段にて消費される電力が少なくて済む。
【００１７】
請求項２の回転角検出装置によれば、スイッチ制御手段は、選択手段の選択に応じて、前記スイッチ手段をオフ制御することにより、一方の増幅手段の電源供給が断たれるため、消費電力を少なくすることができる。
【００１８】
請求項３の回転角検出装置によれば、励磁信号の振幅が小さくなると、レゾルバから出力される１相又は２相出力も小さくなるが、増幅手段は、増幅率を上げることにより、好適な出力のレベルを得る。
【００１９】
請求項４の回転角検出方法によれば、励磁信号を生成する際、選択に応じて１つ又は２つの励磁信号の振幅を小又は大にする。この選択によって、励磁信号の振幅が小さくなる場合、励磁信号生成時に消費される電力が少なくて済む。
【００２０】
請求項５の回転角検出方法によれば、励磁信号の振幅が小さくなると、レゾルバから出力される１相又は２相出力も小さくなるが、この出力を増幅することにより、好適な出力のレベルを得る。
【００２１】
請求項６の回転角検出装置によれば、選択手段が、演算手段の演算結果である回転角の粗を選択すると、演算手段は、選択手段の選択に応じて回転角の演算手段の演算周期を長くする。そして、電源遮断制御手段は、選択手段の選択に応じて前記演算手段が演算していないときに、前記電源遮断手段を制御して、励磁信号生成手段の電源を遮断する。この結果、回転角の演算結果が粗でよいときは、励磁信号生成手段にて消費される電力が少なくて済む。
【００２２】
請求項７の回転角検出方法によれば、演算結果である回転角が粗でよいと選択すると、その選択に応じて回転角の演算周期を長くする。そして、前記選択に応じて演算していないときに、励磁信号生成手段の電源を電源遮断手段により遮断する。この結果、励磁信号生成手段にて消費される電力が少なくて済む。
【発明の効果】
【００２３】
以上詳述したように、本発明によれば、回転角の検出に精度が必要でなく、検出する回転角が粗で良いときは、回路の消費電力を少なくできる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明を電動パワーステアリング装置の回転角検出装置１００に具体化した一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００２５】
電動パワーステアリング装置は、ハンドル５０、ステアリング軸５１、トーションバー５２、ピニオン軸５３、ピニオン軸５３に対して減速機（図示しない）を介して作動連結されたモータ（図示しない）、前記ピニオン軸５３に作動連結されたラックピニオン（図示しない）やＥＣＵ５５等を備えている。電動パワーステアリング装置は、ハンドル５０による操舵状態を検出し、その操舵状態に応じたアシスト力を前記モータにより発生させて操舵をアシストする。
【００２６】
前記ハンドル５０にはステアリング軸５１の一端側が連結され、このステアリング軸５１の他端側にはトーションバー５２の一端側が連結されている。トーションバー５２の他端側にはピニオン軸５３の一端側が連結され、このピニオン軸５３の他端側にラックピニオン（図示しない）のピニオンギアが連結されている。なお、ラックピニオン（図示しない）の両側には、それぞれタイロッド等を介して図略の車輪が連結されている。又、ステアリング軸５１及びピニオン軸５３には、それぞれの回転角θ１、θ２を絶対的に検出可能な第１レゾルバ６１、第２レゾルバ６２がそれぞれ設けられており、両レゾルバはＥＣＵ５５に電気的に接続されている。
【００２７】
この結果、ステアリング軸５１とピニオン軸５３とはトーションバー５２により相対回転可能である。又、両レゾルバが検出したステアリング軸５１の回転角θ１とピニオン軸５３の回転角θ２との角度差（偏差）や角度比等からトーションバー５２のねじれ量（操舵トルク に対応する）をねじれ角として検出することができる。
【００２８】
又、第１レゾルバ６１、及び第２レゾルバ６２により検出された信号はＥＣＵ５５に出力され、ＥＣＵ５５はこれらの各信号に基づいてモータ（図示しない）により発生させるアシスト力を公知の方法により決定する。
【００２９】
なお、ＥＣＵ５５は、電動パワーステアリング装置の制御部としても構成しているが、以下では説明の便宜上、回転角検出装置１００の制御部として説明を行うものとする。
ここで、第１レゾルバ６１及び第２レゾルバ６２について説明する。
【００３０】
本実施形態の両レゾルバは、１相励磁２相出力方式のレゾルバからなる。両レゾルバは、同一構成のため、第１レゾルバ６１を図３を参照して説明し、第２レゾルバ６２の構成部材には、第１レゾルバ６１の構成部材と同一符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
１相励磁２相出力方式のレゾルバは、幾何学的に９０度の位相差をもつように配置された２つの巻線、Ａ相巻線１０１とＢ相巻線１０２とがステアリング軸５１側に設けられた固定子（図示しない。以下同じ）に巻かれている。なお、固定子側のＡ相巻線１０１とＢ相巻線１０２は幾何学的に互いに直交しており、磁気的な結合はないようにされている。又、トーションバー５２側に設けられた回転子（図示しない。以下同じ）には１つの巻線、すなわち、Ｒ相巻線１０３（励磁巻線）が巻かれている。Ｒ相巻線１０３は回転子に固定されおり、回転子の回転に伴って向きを変えることになる。前記Ｒ相巻線１０３には、後述する励磁信号生成回路５６により一定の角周波数、所定の振幅の正弦波交流電圧（励磁信号）が印加されるようにされている。なお、Ｒ１、Ｒ２は、Ａ相巻線１０１及びＢ相巻線１０２に接続された抵抗である。励磁信号生成回路５６は、励磁信号生成手段に相当する。
【００３２】
この結果、回転子側のＲ相巻線１０３はこの角周波数で励磁される。印加される交流電圧の電圧の振幅をＶｒとし、角周波数をωｏとする。Ｒ相巻線１０３と、Ａ相巻線１０１およびＢ相巻線１０２との間の磁気的な結合は、回転子の回転角によって変化する。前記回転子の回転角をθとすると、Ｒ相巻線１０３と、Ａ相巻線１０１およびＢ相巻線１０２との間の磁気的な結合係数Ｋ１，Ｋ２は下記のように回転子の回転角θの関数となる。
【００３３】
Ｋ１＝Ｋ・cosθ，Ｋ２＝Ｋ・sinθ
なお、Ｋはレゾルバの構造と巻線とによって設定された正定数である。
又、Ｒ相巻線１０３に角周波数ωｏの交流電圧Ｆｏ（ｔ）を印加したとすると、Ａ相巻線１０１とＢ相巻線１０２とに誘起させる電圧Ｖa，Ｖbは以下のようになる。なお、ｔは時刻を表している。
【００３４】
Ｖa＝Ｋ１・Ｆｏ（ｔ）＝Ｋ・cosθ・Ｆｏ（ｔ）
Ｖb＝Ｋ２・Ｆｏ（ｔ）＝Ｋ・sinθ・Ｆｏ（ｔ）
ＥＣＵ５５は、Ａ相巻線１０１と、Ｂ相巻線１０２に誘起された電圧Ｖa，Ｖbと、Ｒ相巻線１０３に印加される交流電圧Ｆｏ（ｔ）に基づいて、下記式（１）により、回転子の回転角θを求めるようにされている。
【００３５】
θ＝tan-1（Ｖa／Ｖb）      …（１）
次に、回転角検出装置１００を構成するＥＣＵ５５等の電気的構成及び動作を図２、及び図３を参照して説明する。
【００３６】
ＥＣＵ５５は、励磁信号生成回路５６、第１増幅部５７、第２増幅部５８、ＣＰＵ５９（マイクロコンピュータ）、記憶素子、各種インタフェイス回路等から構成されている。ＣＰＵ５９は、制御手段、演算手段、及び選択手段に相当する。第１増幅部５７及び第２増幅部５８は、それぞれ増幅手段に相当する。
【００３７】
ＣＰＵ５９は、出力ポートから励磁信号生成回路５６に交流波形の信号を出力するようにされている。又、励磁信号生成回路５６は、入力された信号を２次ローパスフィルタにて必要な成分のみを残し、不要な高調波成分を除去して、正弦波信号としての励磁信号を第１レゾルバ６１及び第２レゾルバ６２のＲ相巻線１０３に出力する。又、励磁信号生成回路５６は、その交流波形の信号に応じてその励磁信号の振幅を可変できるようにされている。
【００３８】
次に、第１増幅部５７について説明する。なお、第２増幅部５８は、第１増幅部５７と同様の構成であるため、第１増幅部５７の構成と同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
第１増幅部５７は、第１レゾルバ６１のＲ相巻線１０３に励磁信号を付与すると、第１レゾルバ６１のＡ相巻線１０１から得られるsin相信号を増幅するＡ相増幅回路２００を備える。又、第１増幅部５７は、第１レゾルバ６１のＢ相巻線１０２から得られるcos相信号を増幅するＢ相増幅回路３００とを備えている。Ａ相増幅回路２００は、第１レゾルバ６１のsin相を検出するＡ相巻線１０１からの出力が、抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ３を介してオペアンプＯＰの非反転入力へ入力される。オペアンプＯＰの非反転入力側の抵抗Ｒ３と該非反転入力との間には、抵抗Ｒ４を介して２．５Ｖの定電圧が接続されている。オペアンプＯＰの反転入力は、抵抗Ｒ５を介して接地されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３との間は、コンデンサＣを介して接地されている。オペアンプＯＰの反転入力と出力との間には、抵抗Ｒ６が接続されている。
【００４０】
Ｂ相増幅回路３００は、Ａ相増幅回路２００と同様に構成されているため、Ａ相増幅回路２００と同一構成については同一符号を付してその説明を省略する。従って、sin相信号を増幅するＡ相増幅回路２００の増幅率と、cos相信号を増幅するＢ相増幅回路３００の増幅率とは、それぞれＲ５／Ｒ６となり、互いに等しくされている。
【００４１】
ＣＰＵ５９は、第１増幅部５７のＡ相増幅回路２００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第１レゾルバ６１のsin相信号と、Ｂ相増幅回路３００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第１レゾルバ６１のcos相信号とに基づき、tanθを求める。そして、ＣＰＵ５９は前記式（１）によって第１レゾルバ６１が検出した回転角θ（すなわち、回転角θ１）を求めている。
【００４２】
又、ＣＰＵ５９は、第２増幅部５８のＡ相増幅回路２００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第２レゾルバ６２のsin相信号と、Ｂ相増幅回路３００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第２レゾルバ６２のcos相信号とに基づき、tanθを求める。そして、ＣＰＵ５９は前記式（１）によって第２レゾルバ６２が検出した回転角θ（すなわち、回転角θ２）を求めている。
【００４３】
（第１実施形態の作用）
次に、回転角検出装置１００の作用を説明する。
図２は、ＣＰＵ５９が処理する回転角検出のフローチャートであり、所定演算周期毎（例えば、５００μｓ毎）に実行処理する。
【００４４】
（Ｓ１０）
Ｓ１０では、車両の図示しないイグニッションキーが、キーシリンダ（ともに図示しない）に対して、アクセサリ位置、又はロック位置に位置するか、或いは、キーシリンダから抜かれた状態か否かを判定する。この判定は、キーシリンダに設けられている、例えば、イグニッションキー位置検出センサ（図示しない）からのキー位置信号に基づいて行う。なお、イグニッションキーは、前記キーシリンダに対して、ロック位置、アクセサリ位置、オン位置、スタート位置の間を回転自在にされている。
【００４５】
アクセサリ位置、又はロック位置、或いは、キーシリンダから抜かれた状態である場合には、前記キー位置検出センサからＣＰＵ５９には、「キー無し」のキー位置信号が入力される。イグニッションキーがオン位置、又はスタート位置に位置する場合には、前記キー位置検出センサからＣＰＵ５９には、「キー有り」のキー位置信号が入力される。
【００４６】
キー位置信号が「キー無し」を意味する場合、ＣＰＵ５９は、Ｓ１０で「ＹＥＳ」と判定して、Ｓ２０に移行し、省エネ処理を行う。又、キー位置信号が「キー有り」を意味する場合、ＣＰＵ５９は、Ｓ１０で「ＮＯ」と判定し、Ｓ３０に移行して、通常処理を行う。
【００４７】
（Ｓ２０）
Ｓ２０の省エネ処理では、ＣＰＵ５９は、出力ポートから励磁信号生成回路５６に対して、通常処理よりも振幅が小さくなるように交流波形の信号を出力する。この場合には、第１レゾルバ６１にて検出される回転角は粗で良いとして、励磁信号生成回路５６は、前記信号をフィルタ処理して振幅が小さい正弦波信号としての励磁信号を、第１レゾルバ６１及び第２レゾルバ６２に出力する。
【００４８】
そして、振幅が小さくなった励磁信号によって、第１レゾルバ６１からsin相信号と、cos相信号が、及び第２レゾルバ６２からsin相信号と、cos相信号が、それぞれ出力される。このsin相信号とcos相信号は、通常処理時よりも励磁信号の振幅が小さいため、通常処理時のsin相信号とcos相信号よりも振幅が小さい。そして、ＣＰＵ５９は、第１増幅部５７のＡ相増幅回路２００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第１レゾルバ６１のsin相信号と、Ｂ相増幅回路３００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第１レゾルバ６１のcos相信号とに基づき、tanθを求める。そして、前記式（１）によって第１レゾルバ６１が検出した回転角θ（すなわち、回転角θ１）を求める。
【００４９】
そして、省エネ処理では、ＣＰＵ５９は第１レゾルバ６１の検出信号に基づいて演算された回転角θ１を、ハンドル５０の操舵角として、図示しない記憶素子、例えば、読出し書き込み可能なＥＥＰＲＯＭ等に記憶し、この処理を終了する。
【００５０】
（Ｓ３０）
又、Ｓ３０の通常処理では、ＣＰＵ５９は、この場合には第１レゾルバ６１にて検出される回転角は密である必要があるとして、出力ポートから励磁信号生成回路５６に対して、省エネ処理よりも振幅が大きくなるように交流波形の信号を出力する。そして、励磁信号生成回路５６から出力され、振幅が大きくなった定格の励磁信号によって第１レゾルバ６１からsin相信号とcos相信号が、及び第２レゾルバ６２からsin相信号とcos相信号が、それぞれ出力される。このsin相信号とcos相信号は、省エネ処理時よりも励磁信号の振幅が大きいため、省エネ処理時のsin相信号とcos相信号よりも振幅が大きい。
【００５１】
そして、ＣＰＵ５９は、第１増幅部５７のＡ相増幅回路２００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第１レゾルバ６１のsin相信号と、Ｂ相増幅回路３００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第１レゾルバ６１のcos相信号とに基づき、tanθを求める。そして、前記式（１）によって第１レゾルバ６１が検出した回転角θ（すなわち、回転角θ１）を求める。又、ＣＰＵ５９は、第２増幅部５８のＡ相増幅回路２００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第２レゾルバ６２のsin相信号と、Ｂ相増幅回路３００にて（Ｒ５／Ｒ６）分増幅された第２レゾルバ６２のcos相信号とに基づき、tanθを求める。そして、ＣＰＵ５９は前記式（１）によって第２レゾルバ６２が検出した回転角θ（すなわち、回転角θ２）を求める。
【００５２】
そして、通常処理では、ＣＰＵ５９は、ステアリング軸５１の回転角θ１とピニオン軸５３の回転角θ２との角度差（偏差）や角度比等からトーションバー５２のねじれ量（操舵トルク に対応するねじれ角）を検出する。そして、ＣＰＵ５９はこのねじれ量に基づく操舵トルクに応じたアシスト力（すなわち、目標値となるアシスト電流）を演算する。ＣＰＵ５９はこの演算したアシスト電流に基づいて、モータを制御する。
【００５３】
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１）  本実施形態の回転角検出装置１００は、１相励磁２相出力の第１レゾルバ６１に対して１つの励磁信号を印加する励磁信号生成回路５６（励磁信号生成手段）を備える。又、回転角検出装置１００は、第１レゾルバ６１から得られた２相出力を増幅する第１増幅部５７（増幅手段）とを備えるようにした。又、回転角検出装置１００は、前記２相出力に基づいて回転子の回転角を演算するＣＰＵ５９（演算手段）とを備える。そして、ＣＰＵ５９は、キー位置信号に入力に基づいて前記演算結果である回転角の粗密を選択する選択手段とし、前記選択に応じて、２つの励磁信号の振幅を小又は大にするようにした。
【００５４】
この結果、前記選択によって、前記回転角が粗で良い場合には、励磁信号生成回路５６による正弦波信号（励磁信号）の振幅を小さくすることにより、励磁信号生成回路５６にて消費される電力を少なくすることができる。すなわち、前記実施形態では、通常処理では、従来と同様にトーションバー５２のねじれ量（操舵トルク に対応するねじれ角）の精度を上げるため、励磁信号の振幅を大きくした。そして、省エネ処理では、第１レゾルバ６１によって検出される回転角θ１の精度は要求されないため、励磁信号生成回路５６の消費電力を少なくするために、励磁信号の振幅を小さくする。
【００５５】
（２）  本実施形態の回転角検出方法によれば、回転子の回転角を検出する第１レゾルバ６１に対して１つ励磁信号を印加し、第１レゾルバ６１から得られた２相出力をＡ相増幅回路２００、Ｂ相増幅回路３００にて増幅する。そして、前記出力に基づいて回転子の回転角を演算する。そして、前記演算の結果による回転角の粗密を選択し、その選択に応じて、前記２つの励磁信号の振幅を小又は大にする。
【００５６】
この結果、上記（１）と同様の効果を奏する。
（３）  本実施形態では、省エネ処理時において、第１増幅部５７のＡ相増幅回路２００及びＢ相増幅回路３００の増幅率は、後述する第２実施形態とは異なり、変更しない。このため、第２実施形態よりもさらに、省エネ効果を上げることができる。
【００５７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図４を参照して説明する。なお、第２実施形態を始めとして、以下に説明する各実施形態において、第１実施形態と同一構成については、同一部号を付して、その説明を省略し、異なるところを中心説明する。
【００５８】
第２実施形態では、第１レゾルバ６１、第２レゾルバ６２、ＥＣＵ５５における励磁信号生成回路５６、第２増幅部５８及びＣＰＵ５９のハード構成は同じであり、第１増幅部５７の構成が異なっている。
【００５９】
図４に示すように、第１増幅部５７は、第１実施形態と同様に構成されたＡ相増幅回路２００及びＢ相増幅回路３００を備えるとともに、さらに、Ａ相増幅回路２１０及びＢ相増幅回路３１０を備えている。Ａ相増幅回路２１０の構成部材は、第１実施形態のＡ相増幅回路２００とほぼ同様であるため、図示は省略するが、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の増幅率であるＲ５／Ｒ６が、Ａ相増幅回路２００よりも大きくなっているところが異なっている。又、Ｂ相増幅回路３１０の構成部材は、第１実施形態のＢ相増幅回路３００とほぼ同様であるため、図示は省略するが、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の増幅率であるＲ５／Ｒ６が、Ｂ相増幅回路３００よりも大きくなっているところが異なっている。
【００６０】
そして、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、第１レゾルバ６１のＡ相巻線１０１とＣＰＵ５９との間の接続を、Ａ相増幅回路２００又はＡ相増幅回路２１０に切り換えるためのスイッチである。又、スイッチＳＷ３、ＳＷ４は、第１レゾルバ６１のＢ相巻線１０２とＣＰＵ５９との間の接続を、Ｂ相増幅回路３００又はＢ相増幅回路３１０に切り換えるためのスイッチである。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は例えば、トランジスタから構成されている。
【００６１】
（第２実施形態の作用）
第２実施形態の作用を図２の回転角検出のフローチャートを参照して説明する。この作用においても、第１実施形態と異なるところを中心に説明する。Ｓ１０の作用は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００６２】
（Ｓ３０）
Ｓ１０で「ＮＯ」と判定してＳ３０に移行した場合、ＣＰＵ５９は、制御信号を出力してスイッチＳＷ１，ＳＷ２をＡ相増幅回路２００に、スイッチＳＷ３，ＳＷ４をＢ相増幅回路３００に接続する。この状態で、ＣＰＵ５９は、出力ポートから励磁信号生成回路５６に対して、第１レゾルバ６１にて検出される回転角は密である必要があるとして、省エネ処理よりも振幅が大きくなるように交流波形の信号を出力する。
【００６３】
従って、第１実施形態と同様に励磁信号生成回路５６から出力されるとともに振幅が大きい定格の励磁信号によって、第１レゾルバ６１からsin相信号とcos相信号が、及び第２レゾルバ６２からsin相信号とcos相信号がそれぞれ出力される。このsin相信号とcos相信号は、省エネ処理時よりも励磁信号の振幅が大きいため、省エネ処理時のsin相信号とcos相信号よりも振幅が大きい。
【００６４】
これらの各相信号は、第１増幅部５７及び第２増幅部５８のＡ相増幅回路２００及びＢ相増幅回路３００により、第１実施形態と同じ増幅率にて増幅され、ＣＰＵ５９に入力される。そして、ＣＰＵ５９は、第１実施形態と同じ増幅率にて増幅された各相信号に基づいて、第１レゾルバ６１の回転角θ１及び第２レゾルバ６２の回転角θ２を求める。
【００６５】
そして、通常処理では、ＣＰＵ５９は、ステアリング軸５１の回転角θ１とピニオン軸５３の回転角θ２との角度差（偏差）や角度比等からトーションバー５２のねじれ量（操舵トルク に対応するねじれ角）を検出し、このねじれ量に基づく操舵トルクに応じたアシスト力を演算する。すなわち、目標値となるアシスト電流を演算する。この演算したアシスト電流に基づいて、ＣＰＵ５９はモータを制御する。
【００６６】
（Ｓ２０）
Ｓ１０で「ＹＥＳ」と判定して、Ｓ２０に移行した場合、ＣＰＵ５９は、制御信号を出力し、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＡ相増幅回路２１０に、スイッチＳＷ３，ＳＷ４をＢ相増幅回路３１０に接続する。この状態で、ＣＰＵ５９は、第１レゾルバ６１にて検出される回転角は粗である必要があるとして、出力ポートから励磁信号生成回路５６に対して、通常処理よりも振幅が小さくなるように交流波形の信号を出力する。すると、第１実施形態と同様に励磁信号生成回路５６から出力されるとともに振幅が小さくなった励磁信号によって、第１レゾルバ６１からsin相信号とcos相信号が、及び第２レゾルバ６２からsin相信号とcos相信号がそれぞれ出力される。このsin相信号とcos相信号は、通常処理時よりも励磁信号の振幅が小さいため、通常処理よりのsin相信号とcos相信号よりも振幅が小さい。
【００６７】
第１レゾルバ６１から出力された各相信号は、第１増幅部５７のＡ相増幅回路２１０及びＢ相増幅回路３１０により、通常処理時よりも大きく増幅されて、ＣＰＵ５９に入力される。そして、ＣＰＵ５９は、通常処理時よりも大きく増幅された各相信号に基づいて、第１レゾルバ６１の回転角θ１を求める。
【００６８】
そして、省エネ処理では、第１実施形態と同様にＣＰＵ５９は第１レゾルバ６１の検出信号に基づいて演算された回転角θ１を、図示しない記憶素子に記憶し、この処理を終了する。
【００６９】
さて、第２実施形態によれば、第１実施形態の（１）、（２）の作用効果の他、以下のような特徴がある。
（１）  第２実施形態では、ＣＰＵ５９の選択に応じて、第１レゾルバ６１から得られた２相出力の増幅率を可変するように、第１増幅部５７（増幅手段）を制御するＣＰＵ５９（制御手段）を備える。この結果、励磁信号の振幅が小さくなると、第１レゾルバ６１から出力される２相出力も小さくなるが、第１増幅部５７は、増幅率を上げることができるため、好適な出力のレベルを得ることができる。
【００７０】
（２）  第２実施形態では、回転角θ１は粗でよいと選択した際、ＣＰＵ５９にて第１増幅部５７（増幅手段）を制御して、その増幅率を増加させて第１レゾルバ６１から得られた２相出力の増幅するようにした。この結果、上記（１）の作用効果を得ることができる。
【００７１】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図５を参照して説明する。第３実施形態は、第１実施形態の構成にさらに第２増幅部５８の電源を遮断する遮断手段及びスイッチ手段としての遮断スイッチＳＷ５が設けられているところが第１実施形態と異なっている。遮断スイッチＳＷ５は、例えばトランジスタから構成されている。そして、図２のフローチャートの通常処理時に、本実施形態では、ＣＰＵ５９からの制御信号に基づいて遮断スイッチＳＷ５がオン状態となり、第２増幅部５８のＡ相増幅回路２００及びＢ相増幅回路３００の各抵抗Ｒ４や、オペアンプＯＰに電圧が印加されるところが、第１実施形態と異なっている。
【００７２】
又、本実施形態では、省エネ処理時に、ＣＰＵ５９は、制御信号を出力して遮断スイッチＳＷ５をオフ駆動して、第２増幅部５８の電源供給を断つようにされているところが第１実施形態と異なっている。具体的には、第２増幅部５８のＡ相増幅回路２００及びＢ相増幅回路３００の各抵抗Ｒ４や、オペアンプＯＰへの電圧印加を停止する。
【００７３】
このため、第３実施形態では、省エネ処理時に、第２増幅部５８の電源供給が断たれるため、第１実施形態よりもより省電力化を図ることができる。
なお、第３実施形態では、ＣＰＵ５９は、スイッチ制御手段に相当する。
【００７４】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の回転角検出装置１００を図６及び図７を参照して説明する。
第４実施形態は、第１実施形態のハード構成に加えて、励磁信号生成回路５６に電源遮断手段としての遮断スイッチＳＷ６が設けられているところが第１実施形態と異なっている。遮断スイッチＳＷ６は、例えばトランジスタから構成されている。
【００７５】
そして、図示しないイグニッションキーがオン位置、又はスタート位置に位置し、図示しないキー位置検出センサからＣＰＵ５９に「キー有り」のキー位置信号が入力されると、ＣＰＵ５９から制御信号が出力されて、遮断スイッチＳＷ６が常時オン状態とされ、励磁信号生成回路５６に電源を供給する。この場合には、励磁信号生成回路５６から第１レゾルバ６１、第２レゾルバ６２に励磁信号が出力され、両レゾルバからそれぞれ２相出力があるため、ＣＰＵ５９は、所定演算周期毎（５００μｓ毎）に、回転角θ１、θ２の演算を行う。
【００７６】
又、ＣＰＵ５９は、回転角θ１，θ２に基づいて、トーションバー５２のねじれ量（操舵トルク に対応するねじれ角）を検出し、このねじれ量に基づく操舵トルクに応じたアシスト力（すなわち、目標値となるアシスト電流）を演算する。又、この演算したアシスト電流に基づいて、ＣＰＵ５９はモータを制御する。
【００７７】
この場合には、回転角θ１の演算周期は、後述する回転角θ１の演算する場合よりも短いため、演算結果は密となる。
又、図示しないイグニッションキーがアクセサリ位置、又はロック位置、或いは、キーシリンダから抜かれた状態である場合には、図示しないキー位置検出センサからＣＰＵ５９には、「キー無し」のキー位置信号が入力される。この場合には、図７に示すようにＣＰＵ５９は、前記所定演算周期よりも遅い周期（本実施形態では５００ｍｓの周期）の中で、通電時間域と、非通電時間域とに区分して、遮断スイッチＳＷ６をオンオフ制御する。図７の例では、４００μｓが通電時間域とし、残りの時間が非通電時間域としている。この結果、通電時間域内に、定格の励磁信号が励磁信号生成回路５６から出力される。
【００７８】
又、ＣＰＵ５９は、通電時間域内において、第１レゾルバ６１からの２相出力に基づいて、回転角θ１の演算を行う。第４実施形態では、この回転角の演算時間は、２００μｓである。この場合には、回転角θ１の演算周期は、所定演算周期毎に行われる場合に比較して長いため、演算結果は粗となる。
【００７９】
さて、第４実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１）  第４実施形態の回転角検出装置１００は、回転角θ１の粗密を選択するＣＰＵ５９（選択手段）を備えるようにした。又、回転角検出装置１００は、励磁信号を出力する励磁信号生成回路５６（励磁信号生成手段）の電源を遮断する遮断スイッチＳＷ６（電源遮断手段）を備える。そして、ＣＰＵ５９（演算手段）はキー位置信号の内容に応じて、回転角θ１の演算周期を可変するようにした。又、ＣＰＵ５９（電源遮断制御手段）は、回転角θ１を演算していないときは、遮断スイッチＳＷ６をオフ制御して励磁信号生成回路５６の電源を遮断するようにした。
【００８０】
この結果、回転角θ１の演算結果が粗でよいときは、励磁信号生成回路５６にて消費される電力が少なくすることができる。
（２）  第４実施形態の回転角検出方法によれば、演算結果である回転角θ１が粗でよいと選択すると、その選択に応じて回転角θ１の演算周期を長くする。そして、前記選択に応じて演算していないときに、励磁信号生成回路５６の電源を遮断スイッチＳＷ６により遮断する。この結果、励磁信号生成回路５６にて消費される電力が少なくて済む。
【００８１】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態を図８を参照して説明する。第５実施形態は、第１実施形態の構成中、第２レゾルバ６２及び、第２増幅部５８を省略した回転角検出装置５００に具体化してもよい。なお、本実施形態の回転角検出装置５００は、操舵トルクを検出するためのものではなく、第１実施形態で説明した、トーションバー５２のステアリング軸５１側に設けられて、操舵角（回転角θ１）のみを検出し、演算推定するためのものである。
【００８２】
このように構成しても、回転角θ１が粗でよい場合、励磁信号生成回路５６の電力消費を少なくすることができる。
すなわち、第１実施形態の（１）〜（３）の効果を奏する。
【００８３】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
○  第１〜第５実施形態では、１相励磁２相出力方式のレゾルバの検出信号に基づいて回転角を検出する回転角検出装置に具体化した。しかし、この方式のレゾルバに限定するものではなく、２相励磁２相出力、２相励磁１相出力や、リラクタンス型のレゾルバの検出信号に基づいて回転角を検出できる回転角検出装置に適用できることはいうまでもない。
【００８４】
○  第１〜第５実施形態では、キー位置信号に基づいて、ＣＰＵ５９は、回転角の粗密を選択する選択手段とし、選択に応じて、２つの励磁信号の振幅を小又は大にするようにしたが、キー位置信号に限定するものではない。要は、演算結果である回転角が粗でよい場合に、ＣＰＵ５９に入力される信号であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の回転角検出装置１００の概略図。
【図２】ＣＰＵ５９が処理するフローチャート。
【図３】第１実施形態の回転角検出装置１００の概略電気回路図。
【図４】第２実施形態の回転角検出装置１００の概略電気回路図。
【図５】第３実施形態の回転角検出装置１００の概略電気回路図。
【図６】第４実施形態の回転角検出装置１００の概略電気回路図。
【図７】タイムチャート。
【図８】第５実施形態の回転角検出装置１００の概略電気回路図。
【符号の説明】
【００８６】
５２…トーションバー
５６…励磁信号生成回路（励磁信号生成手段）
５９…ＣＰＵ（演算手段、選択手段、スイッチ制御手段、制御手段、電源遮断制御手段）
６１…第１レゾルバ
６２…第２レゾルバ
５７…第１増幅部（増幅手段）
５８…第２増幅部（増幅手段）
１００…回転角検出装置
２００…Ａ相増幅回路
３００…Ｂ相増幅回路
５００…回転角検出装置
ＳＷ５…遮断スイッチ（スイッチ手段）
ＳＷ６…遮断スイッチ（電源遮断手段）
【図１】
2005037254.tif 000003
【図２】
2005037254.tif 000004
【図３】
2005037254.tif 000005
【図４】
2005037254.tif 000006
【図５】
2005037254.tif 000007
【図６】
2005037254.tif 000008
【図７】
2005037254.tif 000009
【図８】
2005037254.tif 000010