(57)【要約】【課題】レゾルバ検出部の出力に基づいて、当該レゾルバ検出部内の発振回路へのフィードバックを一切行わないことで部品点数を減らし、かつ理想的な出力信号に基づいてモータの駆動制御を行う。【解決手段】レゾルバ検出部５８へのフィードバックを一切を行わず、予め回転角に対する差分（補正データ）を準備しておき、逐次補正するという所謂デジタル的な処理でレゾルバ検出部５８からの信号の精度を高めることができ、装置構成を簡便化することができる。【選択図】図３
2007267449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と共に回転するレゾルバロータと、当該レゾルバロータ周りに所定の間隔をもって対峙するレゾルバ検出部と、で構成された位置検出器が設けられモータにおいて、前記レゾルバ検出部から出力される位置検出信号に基づいて、前記モータの駆動状態を制御するデジタル制御回路を備えたモータ駆動制御装置であって、
前記デジタル制御回路が、
少なくとも理想的な前記駆動軸の回転角に対する前記レゾルバ検出部からの位置検出信号の特性曲線を記憶する記憶手段と、
前記位置検出信号を、前記記憶手段に記憶された特性曲線によって補正する補正手段と、
前記補正手段で補正された後の補正位置検出信号に基づいて、前記駆動状態を制御する駆動状態制御手段と、
を有するモータ駆動制御装置。
【請求項２】
前記記憶手段には、実際の前記駆動軸の回転角に対する前記レゾルバ検出部からの位置検出信号と、前記特性曲線との差分が前記回転角毎に記憶されており、
前記補正手段が、入力される位置検出信号の周期から回転角を予測し、当該予測した回転角に対応する差分を加減算することを特徴とする請求項１記載のモータ駆動制御装置。
【請求項３】
前記レゾルバ検出部からの位置検出信号がアナログ信号であり、当該レゾルバ検出部には一切フィードバッックされずに、デジタル変換されて前記デジタル制御回路へ入力されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモータ駆動制御回路。
【請求項４】
駆動軸と共に回転するレゾルバロータと、当該レゾルバロータ周りに所定の間隔をもって対峙するレゾルバ検出部と、で構成された位置検出器が設けられモータにおいて、前記レゾルバ検出部から出力される位置検出信号に基づいて、前記モータの駆動状態を制御するデジタル制御回路を備えたモータ駆動制御方法であって、
前記レゾルバ検出部からのアナログ位置検出信号をデジタル変換し、
該デジタル変換されたデジタル位置検出信号の入力時に、予め記憶しておいた理想的な回転角-位置検出信号特性曲線との差分を読出し、
前記入力されたデジタル位置検出信号の周期にから回転角を予測し、
当該予測した回転角に対応する前記差分に基づいて補正し、
補正後の位置検出信号に基づいて、前記駆動状態を制御することを特徴とするモータ駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸と共に回転するレゾルバロータと、当該レゾルバロータ周りに所定の間隔をもって対峙するレゾルバ検出部と、で構成された位置検出器が設けられモータにおいて、前記レゾルバ検出部から出力される位置検出信号に基づいて、前記モータの駆動状態を制御するデジタル制御回路を備えたモータ駆動制御装置及びモータ駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ等の回転体の回転状態を検出する位置検出手段として、レゾルバが知られている。
【０００３】
特に、ＶＲ型レゾルバでは、ロータとステータ間のギャップパーミアンスが回転角度で正弦波状に変化するようなロータ外径形状をしており、ロータは鉄心のみでステータに入出力巻線を施した極めてシンプルな構造となっている。多極のモータに対応するため、軸倍角×２、×３、×４等が標準的に存在している。このようなＶＲ型レゾルバは、構造的に扁平、薄型が可能であり高速性にも優れた回転角度センサということができる。
【０００４】
なお、参考として、車両における電動パワーステアリングユニットの駆動源であるモータに、回転位置を検出するためのレゾルバが内蔵された技術がある（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献１及び特許文献２に記載のＥＰＳモータでは、当該ＥＰＳモータの出力軸（駆動軸）の出力端近傍に配置されており、前記出力軸側に取り付けられたレゾルバロータの回転を、当該レゾルバロータの外周に対応して配置されたレゾルバ検出部によって検出し、レゾルバハーネスによってＥＰＳモータ外部のコントローラ等と電気信号として送出している。
【０００６】
ところで、従来のレゾルバ検出部からの出力信号は、環境（温度、湿度）等に依存して、変動し易いため、その出力（アナログデータ）をフィードバック補正した後、モータ自体の速度制御や位置決め等に適用する構成となっている。
【０００７】
すなわち、レゾルバ検出部に対して、その出力データ（例えば、１６ビットパラレルデータ）に基づいて補正するための補正データが記憶された補正ＲＯＭを準備し、この補正ＲＯＭに基づいて補正した後、基の正弦波に加減算するため、再度アナログデータに変換し、加算回路によってレゾルバ検出部内の発振回路を操作している。
【特許文献１】特開２００４−３２２８１４公報
【特許文献２】特開２００２−３５４７５５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のようなレゾルバ検出部に対してのフィードバック補正では、補正のためのハード構成が必要であり、部品点数の増加を招いている。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮し、レゾルバ検出部の出力に基づいて、当該レゾルバ検出部内の発振回路へのフィードバックを一切行わないことで部品点数を減らし、かつ理想的な出力信号に基づいてモータの駆動制御を行うことができるモータ駆動制御回路及びモータ駆動制御方法を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、駆動軸と共に回転するレゾルバロータと、当該レゾルバロータ周りに所定の間隔をもって対峙するレゾルバ検出部と、で構成された位置検出器が設けられモータにおいて、前記レゾルバ検出部から出力される位置検出信号に基づいて、前記モータの駆動状態を制御するデジタル制御回路を備えたモータ駆動制御装置であって、前記デジタル制御回路が、少なくとも理想的な前記駆動軸の回転角に対する前記レゾルバ検出部からの位置検出信号の特性曲線を記憶する記憶手段と、前記位置検出信号を、前記記憶手段に記憶された特性曲線によって補正する補正手段と、
前記補正手段で補正された後の補正位置検出信号に基づいて、前記駆動状態を制御する駆動状態制御手段と、を有している。
【００１１】
第１の発明によれば、予め記憶手段に、少なくとも理想的な前記駆動軸の回転角に対する前記レゾルバ検出部からの位置検出信号の特性曲線を記憶しておくことで、レゾルバ検出部からの出力をレゾルバ検出部へフィードバックすることなく、デジタル制御回路内において、所謂ソフト的に補正することができ、装置構成を簡便にできる。
【００１２】
上記第１の発明において、前記記憶手段には、実際の前記駆動軸の回転角に対する前記レゾルバ検出部からの位置検出信号と、前記特性曲線との差分が前記回転角毎に記憶されており、前記補正手段が、入力される位置検出信号の周期から回転角を予測し、当該予測した回転角に対応する差分を加減算することを特徴としている。
【００１３】
記憶手段に差分、すなわち、補正データ自体を格納することで、加減算という単純演算によって補正が可能となり、処理速度を高めることができる。
【００１４】
また、第１の発明において、前記レゾルバ検出部からの位置検出信号がアナログ信号であり、当該レゾルバ検出部には一切フィードバッックされずに、デジタル変換されて前記デジタル制御回路へ入力されることを特徴としている。
【００１５】
第２の発明は、駆動軸と共に回転するレゾルバロータと、当該レゾルバロータ周りに所定の間隔をもって対峙するレゾルバ検出部と、で構成された位置検出器が設けられモータにおいて、前記レゾルバ検出部から出力される位置検出信号に基づいて、前記モータの駆動状態を制御するデジタル制御回路を備えたモータ駆動制御方法であって、前記レゾルバ検出部からのアナログ位置検出信号をデジタル変換し、該デジタル変換されたデジタル位置検出信号の入力時に、予め記憶しておいた理想的な回転角-位置検出信号特性曲線との差分を読出し、前記入力されたデジタル位置検出信号の周期にから回転角を予測し、当該予測した回転角に対応する前記差分に基づいて補正し、補正後の位置検出信号に基づいて、前記駆動状態を制御することを特徴としている。
【００１６】
第２の発明によれば、レゾルバ検出部からのアナログ位置検出信号をデジタル変換する。なお、出力そのものがデジタル信号である場合は変換は不要である。
【００１７】
このデジタル位置検出信号の入力があると、予め記憶しておいた理想的な回転角-位置検出信号特性曲線との差分を読出し、前記入力されたデジタル位置検出信号の周期から回転角を予測し、当該予測した回転角に対応する前記差分に基づいて補正する。
【００１８】
この補正後の位置検出信号に基づいて、前記駆動状態を制御することで、例えば位置決め等の精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明した如く本発明では、レゾルバ検出部の出力に基づいて、当該レゾルバ検出部内の発振回路へのフィードバックを一切行わないことで部品点数を減らし、かつ理想的な出力信号に基づいてモータの駆動制御を行うことができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（レゾルバが適用されたモータの一例）
図１には、本実施の形態に係る電動パワーステアリング用のモータ（ＥＰＳモータ）１０が示されている。
【００２１】
ケース１２の両端面（図１の左右側端面）からは、後述するロータ軸１４が突出されている。
【００２２】
また、ケース１２の図１の左端部側には、断面が略Ｌ字型に屈曲されたフロントブラケット１６が設けられており、本実施の形態では、このフロントブラケット１６に円板状のモータフランジ部１８が取り付けられている。このため、ＥＰＳモータ１０とモータフランジ部１８とは一体化している。
【００２３】
モータフランジ部１８は、変速機構部であるギヤボックスユニット５０との連結固定用としての役目を有している。
【００２４】
前記ロータ軸１４は、ケース１２の図１の左右端部に設けられた軸受２０によって支持されており、ケース１２の内部ではロータ２２に嵌合している。
【００２５】
また、ケース１２の内周面には、ステータ２４が取り付けられ、前記ロータ２２の外周面と対向している。ステータ２４には、ステータコイル２４Ａが巻き付けられている。
【００２６】
このステータ２４とロータ２２との間で磁界の変化を起こすことで、両者は相対回転（実質的には、ロータ２２が回転）し、前記ロータ軸１４を介して、この回転駆動力を外部（例えば、ギヤボックス）へ出力することができる。
【００２７】
また、ケース１２の内方の他端部（図１の右端部）には、樹脂モールド体２６が着脱可能に配設されている。この樹脂モールド体２６には、ロータ２２の駆動を制御する電気部品が搭載された基板２８が装着されている。この基板２８に設けられた接続端子３０を介して、外部との電気的接続（ステータコイル２４Ａへの通電ための電力等）がなされている。
【００２８】
ここで、前記ＥＰＳモータ１０とギヤボックスユニット５０との間の駆動力の伝達として適用されるロータ軸１４は、ギヤボックスユニット５０側から突出した従動軸５２と同軸状態で連結されている。
【００２９】
この場合、ロータ軸１４における従動軸５２への連結側端部は、拡径され後述するレゾルバロータ５４としての役目を有している。このレゾルバロータ５４の中心部には、円溝５６が形成されてメスセレーションが形成されている。
【００３０】
一方、ギヤボックスユニット５０側の従動軸の先端部外周には、オスセレーションが形成されており、このオスセレーションがメスセレーションに嵌合することで、ロータ軸１４の駆動力が確実にギヤボックスユニット５０側の従動軸５２に伝達されるようになっている。
【００３１】
上記レゾルバロータ５４は、ギヤボックスユニット５０に設けられた凹陥部６０に収容されている。凹陥部６０は、円溝形状であり、ロータ軸１４が回転してもレゾルバロータ５６が凹陥部６０の内周等に干渉しないようになっている。
【００３２】
この凹陥部６０の内周は、レゾルバロータ５６と共にレゾルバを構成するレゾルバ検出部５８となっている。すなわち、レゾルバロータ５６とレゾルバ検出部５８とは、ＥＰＳモータ１０とギヤボックスユニット５０とが前記モータフランジ部１８によって連結固定されることで、互いに対向し合うことになり、レゾルバロータ５６の回転状態（すなわち、ロータ軸１４の回転状態）をレゾルバ検出部５８によって検出することができる構造である。
【００３３】
なお、上記ＥＰＳモータ１０は、レゾルバ形の回転状態検出機構が設けられた一例であり、本発明を限定するものではない。
【００３４】
（モータ駆動制御装置）
前記レゾルバ検出部５８からの出力信号は、ＥＰＳモータ１０の回転状態を認識するものであるが、周囲の環境（温度、湿度）等により、ノイズが重畳される場合がある。このノイズの影響により、図２（Ａ）に示される如く、不安定な信号となるため、その後のＥＰＳモータ１０の駆動制御による位置決めに悪影響を及ぼす。
【００３５】
このため、従来は、レゾルバ検出部５８に対して、フィードバック補正をかけ、内部の発振波形を補正するようにしていたが、装置構成が煩雑であった。
【００３６】
これに対し、本実施の形態では、予め、回転角に応じた誤差（差分）を認識して記憶しておき、レゾルバ検出部５８の出力信号を補正した状態で利用する構成とした。
【００３７】
以下、上記レゾルバ検出部５８からの出力信号の補正機能を備えた位置検出コントローラ１００の構成を説明する。
【００３８】
図３に示される如く、前記レゾルバ検出部５８は、外部の位置検出コントローラ１００に接続されている。
【００３９】
位置検出コントローラ１００は、ＣＰＵ１０２、ＲＡＭ１０４、ＲＯＭ１０６、入力ポート１０８、出力ポート１１０及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス１１２で構成された所謂マイクロコンピュータである。
【００４０】
前記レゾルバ検出部５８は、入力ポート１０８に接続され、検出信号が逐次入力されるようになっている。なお、本実施の形態では、レゾルバ検出部５８からの出力信号がデジタル信号である前提で説明しているが、この信号がアナログ信号の場合は、入力ポート１０８の前段にＡ／Ｄ変換器を設ければよい。
【００４１】
図４は、前記位置検出コントローラ１００における、レゾルバ検出部５８からの入力信号を補正するための機能ブロック図である。
【００４２】
レゾルバ検出部５８は位置検出コントローラ１００の入力部１１４と接続されている。この入力部１１４は、周期判定部１１６に接続されている。周期判定部１１６では、入力された信号の周期を判定し、当該入力信号に対応する回転角が補正データ読出部１１８へ送出される。
【００４３】
補正データ読出部１１８には、回転角−差分特性マップ１１９（図２（Ａ）参照）が記憶されており、前記補正データ読出部１１８に入力信号が入力される度に、対応する回転角に基づく差分（補正データ）が読み出される。
【００４４】
前記周期判定部１１６及び補正データ読出部１１８は、補正処理部１２０に接続されている。この補正処理部１２０には、周期判定部１１６からレゾルバ検出部５８からの入力信号が入力され、補正データ読出部１１８から補正データが入力されるようになっている。
【００４５】
このため、補正処理部１２０では、入力信号が補正データによって補正され（加減算処理）、出力部１２２を介して出力される。
【００４６】
この結果、出力部１２２からの出力信号は、図２（Ｂ）に示されるように、差分がほとんどなくなった（ノイズが除去された）信号となる。
【００４７】
以下に本実施の形態の作用を図５のフローチャートに従い説明する。
【００４８】
ステップ１５０では、ＥＰＳモータ１０が駆動しているか否かが判断され、否定判定された場合はこのルーチンは終了する。
【００４９】
また、ステップ１５０で肯定判定されると、ステップ１５２へ移行してレゾルバ検出部５８からの信号を取り込み、次いでステップ１５４へ移行して周期を判定する。
【００５０】
次のステップ１５６では、回転角−差分特性マップ１１９から、前記判定された周期から得られる回転角に基づく差分（補正データ）を読み出し、ステップ１５８へ移行する。
【００５１】
ステップ１５８では、レゾルバ検出部５８からの信号を前記補正データにより補正し、次いでステップ１６０へ移行して当該補正済のデータを出力する。
【００５２】
この出力特性は、図２（Ｂ）に示される如く、ほとんどノイズのない（誤差のない）データとなる。
【００５３】
従って、この出力される補正済のデータに基づいて、位置決め等を行うことで、精度の高い位置決め制御が可能となる。
【００５４】
以上説明したように本実施の形態では、従来、レゾルバ検出部５８からの検出信号を補正する場合に、レゾルバ検出部５８内の発振信号（正弦波）を補正するため、途中でデジタル／アナログ変換したり、レゾルバ検出部５８に内蔵されるアナログ発振回路を操作するため機構が必要であったのに対し、レゾルバ検出部５８へのフィードバックを一切を行わず、予め回転角に対する差分（補正データ）を準備しておき、逐次補正するという所謂デジタル的な処理でレゾルバ検出部５８からの信号の精度を高めることができ、装置構成を簡便化することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、ＥＰＳモータ１０に取り付けられたレゾルバを例にとり説明したが、ＥＰＳモータ１０に限らず、位置決め等の制御が必要なモータ駆動系全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施の形態に係るＥＰＳモータの概略図である。
【図２】（Ａ）は回転角−差分特性マップ、（Ｂ）は補正後の回転角−差分特性図である。
【図３】位置検出コントローラのハード構成を示す概略図である。
【図４】位置検出コントローラにおけるレゾルバ検出からの信号の補正のための制御を機能的に示したブロック図である。
【図５】レゾルバ検出部からの信号の補正手順を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１０    ＥＰＳモータ
５４    レゾルバロータ
５８    レゾルバ検出部
１００    位置検出コントローラ（駆動状態制御手段）
１０２    ＣＰＵ
１０４    ＲＡＭ
１０６    ＲＯＭ
１０８    入力ポート
１１０    出力ポート
１１２    バス
１１４    入力部
１１６    周期判定部
１１８    補正データ読出部（補正手段）
１１９    回転角−差分特性マップ（記憶手段）
１２０    補正処理部（補正手段）
１２２    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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