(57)【要約】【課題】増幅回路を設けることなく回転角を高精度に検出し得る回転角検出装置を提供する。【解決手段】モータレゾルバの励磁コイルとＭＰＵとの間に接続されるコンデンサの静電容量および励磁コイルのインダクタンスは、コンデンサおよび励磁コイルからなる共振回路の先鋭度を高くするように設定されている。そして、励磁コイルにおける励磁電圧の電圧ピーク値Ｖｐを目標電圧値Ｖｍに近づけるような励磁信号の周波数ｆの補正、すなわち、変化した共振回路の共振周波数に近づけるような励磁信号の周波数ｆの補正がなされる。【選択図】図８
2009180585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の回転角を検出するためのレゾルバであって、励磁コイルに入力される励磁信号により前記回転角に応じた回転角信号を出力するレゾルバと、
前記励磁信号を生成して出力する励磁信号生成手段と、
前記励磁コイルと前記励磁信号生成手段との間に接続されるコンデンサと、
前記励磁コイルの励磁電圧を検出する電圧検出手段と、
前記レゾルバから入力される前記回転角信号に基づいて前記回転角を演算する回転角演算手段と、
を備える回転角検出装置であって、
前記コンデンサの静電容量および前記励磁コイルのインダクタンスが前記コンデンサおよび前記励磁コイルからなる共振回路の先鋭度を高くするように設定されるとともに、
前記励磁信号生成手段は、前記励磁電圧の振幅値が前記共振回路の共振電圧以下に設定される目標電圧値に近づくように、前記励磁信号の周波数を制御することを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記励磁信号の周波数とこの周波数の変化に応じて変化する前記励磁電圧の振幅値との関係を示すマップを前記共振回路において変化する共振周波数毎に複数備えるとともに、前記励磁信号生成手段から出力された前記励磁信号の周波数とこの励磁信号に対応して前記電圧検出手段により検出される前記励磁電圧の振幅値とが成立するマップを前記複数のマップから選択するマップ選択手段を備え、
前記励磁信号生成手段は、前記励磁信号の周波数を、前記マップ選択手段により選択されたマップの共振周波数に等しくするように制御することを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記励磁信号生成手段は、前記励磁電圧の振幅値が前記目標電圧値より低い場合には前記励磁信号の周波数を低くし、前記励磁電圧の振幅値が前記目標電圧値より高い場合には前記励磁信号の周波数を高くするように、当該励磁信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の回転角検出装置。
【請求項４】
ステアリングホイールによる操舵を補助可能なアシスト力を出力するモータを備え、
前記モータの回転角を請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転角検出装置により検出し、この回転角に基づいて前記モータを制御することを特徴とする電気式動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転位置を検出する回転角検出装置および電気式動力舵取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転体、例えば、モータの回転位置を検出する回転角検出装置として、例えば、下記特許文献１に示す、回転角検出装置が知られている。この回転角検出装置では、正弦波生成装置（励磁信号生成手段）で生成される正弦波状の信号が、増幅回路により増幅された後に反転回路にて反転されて励磁信号としてレゾルバの励磁コイルに入力される。そして、この励磁信号に応じてレゾルバから出力される出力信号が角度検出手段に入力されることにより、この出力信号に基づいて回転体の回転角が検出される。
【特許文献１】特開２００５−１５０８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した増幅回路は、以下の理由により励磁信号生成手段として機能するマイクロプロセッサ（以下、ＭＰＵともいう）とレゾルバの励磁コイルとの間に設けられている。
すなわち、ＭＰＵで取り扱うことのできる電圧レベルは限られているため、ＭＰＵから出力される励磁信号の電圧の上限値が制限されることとなる。また、ＭＰＵから出力される励磁信号の電圧は途中のフィルタ等により低下してしまうので、十分に高い励磁電圧を励磁コイルに印加することができず、大きなダイナミックレンジを確保することができない。そこで、ＭＰＵと励磁コイルとの間に上記増幅回路を設け、ＭＰＵからの励磁信号の電圧を増幅して励磁コイルに印加することにより大きなダイナミックレンジを確保して高精度に回転角を検出している。
【０００４】
しかしながら、このようにＭＰＵと励磁コイルとの間に増幅回路を設ける必要があることから、この増幅回路分だけ回転角検出装置の部品コストが増加してしまい、コスト低減の障害となっていた。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、増幅回路を設けることなく回転角を高精度に検出し得る回転角検出装置および電気式動力舵取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１の回転角検出装置では、回転体（４０、４３）の回転角（θｍ）を検出するためのレゾルバ（３５、３７、４４）であって、励磁コイル（４７ａ）に入力される励磁信号により前記回転角に応じた回転角信号を出力するレゾルバと、前記励磁信号を生成して出力する励磁信号生成手段（６１）と、前記励磁コイルと前記励磁信号生成手段との間に接続されるコンデンサ（６６）と、前記励磁コイルの励磁電圧（ＶＬ）を検出する電圧検出手段（６７）と、前記レゾルバから入力される前記回転角信号に基づいて前記回転角を演算する回転角演算手段（６１）と、を備える回転角検出装置（６０）であって、前記コンデンサの静電容量（Ｃ）および前記励磁コイルのインダクタンス（Ｌ）が前記コンデンサおよび前記励磁コイルからなる共振回路（８０）の先鋭度（Ｑ）を高くするように設定されるとともに、前記励磁信号生成手段は、前記励磁電圧の振幅値が前記共振回路の共振電圧以下に設定される目標電圧値（Ｖｍ）に近づくように、前記励磁信号の周波数（ｆ）を制御することを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の回転角検出装置では、励磁コイルと励磁信号生成手段との間に接続されるコンデンサの静電容量および励磁コイルのインダクタンスは、コンデンサおよび励磁コイルからなる共振回路の先鋭度を高くするように設定されている。
【０００８】
このため、例えば、共振回路の共振周波数に等しい周波数の励磁信号を励磁コイルに入力することにより、共振回路の周波数共振特性を利用することで励磁コイルの励磁電圧が高くなり、必要なダイナミックレンジを確保することができる。これにより、増幅回路を設けることなく励磁コイルに印加される電圧を高くすることができるので、回転角検出装置が簡略化されて低コスト化を図ることができる。
【０００９】
また、一般に、回転角検出装置の温度変化や経時変化等によりコンデンサの静電容量や励磁コイルのインダクタンスが変化した場合には、共振回路の共振周波数が変化することとなり励磁コイルの励磁電圧が低下することが想定される。
【００１０】
そこで、励磁電圧の振幅値を共振回路の共振電圧以下に設定される目標電圧値に近づけるような励磁信号の周波数の補正、すなわち、変化した共振回路の共振周波数に近づけるような励磁信号の周波数の補正を行うことにより、常に共振回路の周波数共振特性を利用して、励磁コイルに印加される電圧を高く維持することができる。
したがって、増幅回路を設けることなく回転角を高精度に検出することができる。
【００１１】
請求項２の発明では、励磁信号の周波数とこの周波数の変化に応じて変化する励磁電圧の振幅値との関係を示すマップを共振回路において変化する共振周波数毎に複数備えるとともに、励磁信号生成手段から出力された励磁信号の周波数とこの励磁信号に対応して電圧検出手段により検出される励磁電圧の振幅値とが成立するマップを複数のマップから選択するマップ選択手段を備えている。そして、励磁信号生成手段は、励磁信号の周波数を、マップ選択手段により選択されたマップの共振周波数に等しくするように制御する。
【００１２】
このように、マップ選択手段により、励磁信号生成手段から出力される励磁信号の周波数と励磁コイルの励磁電圧との関係が成立するマップが選択される。この選択されたマップに対応する共振周波数は、回転角検出装置の温度変化や経時変化等により変化した共振回路の共振周波数に等しいので、励磁信号生成手段から出力される励磁信号の周波数を選択されたマップの共振周波数に等しくなるように制御することにより、常に共振回路の周波数共振特性を利用し励磁コイルに印加される電圧を確実に高くすることができる。
【００１３】
請求項３の発明では、励磁信号生成手段は、励磁電圧の振幅値が目標電圧値より低い場合には励磁信号の周波数を低くし、励磁電圧の振幅値が目標電圧値より高い場合には励磁信号の周波数を高くするように、当該励磁信号を生成する。
【００１４】
このように、上述のごとく共振回路の共振周波数が変化することにより、励磁電圧が低下して励磁電圧の振幅値が目標電圧値より低くなる場合にはこの電圧低下を抑制するように励磁信号の周波数を低くし、励磁電圧が上昇して励磁電圧の振幅値が目標電圧値より高くなる場合にはこの電圧上昇を抑制するように励磁信号の周波数を高くするので、励磁電圧を目標電圧値に良好に維持することができる。
【００１５】
請求項４の電気式動力舵取装置では、ステアリングホイールによる操舵を補助可能なアシスト力を出力するモータを備え、このモータの回転角を請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転角検出装置により検出し、この回転角に基づいて上記モータを制御する。
【００１６】
これにより、増幅回路を設けることなく回転角を高精度に検出することができる等の、請求項１〜３の各発明による作用・効果を享受した電気式動力舵取装置を実現することができる。したがって、製造コストを削減した回転角検出装置を採用することにより、電気式動力舵取装置の低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。まず、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０の構成を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電気式動力舵取装置２０の構成を示す構成図である。図２は、図１に示す一点鎖線ＩＩによる楕円内の拡大図である。図３は、図１に示す一点鎖線ＩＩＩによる楕円内の拡大図である。図４は、本実施形態の電気式動力舵取装置２０を制御するＥＣＵ６０の電気的構成を示すブロック図である。
【００１８】
図１〜図４に示すように、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０は、主に、ステアリングホイール２１、ステアリング軸２２、ピニオン軸２３、ラック軸２４、トルクセンサ３０、モータ４０、モータレゾルバ４４、ボールねじ機構５０、ＥＣＵ６０等から構成されており、ステアリングホイール２１による操舵状態をトルクセンサ３０により検出し、その操舵状態に応じたアシスト力をモータ４０により発生させて運転者による操舵をアシストするものである。なお、ラック軸２４の両側には、それぞれタイロッド等を介して図略の操舵輪が連結されている。
【００１９】
即ち、図１および図２に示すように、ステアリングホイール２１には、ステアリング軸２２の一端側が連結され、このステアリング軸２２の他端側には、ピニオンハウジング２５内に収容されたトルクセンサ３０の入力軸２３ａおよびトーションバー３１がピン３２により連結されている。またこのトーションバー３１の他端側３１ａには、ピニオン軸２３の出力軸２３ｂがスプライン結合によって連結されている。
【００２０】
このピニオン軸２３の入力軸２３ａはベアリング３３ａにより、また出力軸２３ｂもベアリング３３ｂにより、それぞれピニオンハウジング２５内を回動自在に支持されており、さらに入力軸２３ａとピニオンハウジング２５との間には、第１レゾルバ３５が、また出力軸２３ｂとピニオンハウジング２５との間には、第２レゾルバ３７が、それぞれ設けられている。トルクセンサ３０を構成する第１レゾルバ３５および第２レゾルバ３７は、ステアリングホイール２１による回転角を検出し得るもので、正弦波相出力端子３５ｓ、余弦波相出力端子３５ｃ等および正弦波相出力端子３７ｓ、余弦波相出力端子３７ｃ等を介してＥＣＵ６０にそれぞれ電気的に接続されている（図４参照）。
【００２１】
ピニオン軸２３の出力軸２３ｂの端部には、ピニオンギヤ２３ｃが形成されており、このピニオンギヤ２３ｃにはラック軸２４のラック溝２４ａが噛合可能に連結されている。これにより、ラックアンドピニオン式の操舵機構を構成している。
【００２２】
図１および図３に示すように、ラック軸２４は、ラックハウジング２６およびモータハウジング２７内に収容されており、その中間部には、螺旋状にボールねじ溝２４ｂが形成されている。このボールねじ溝２４ｂの周囲には、ラック軸２４と同軸に回転可能にベアリング２９により支持される円筒形状のモータ軸４３が設けられている。このモータ軸４３は、ステータ４１や励磁コイル４２等とともにモータ４０を構成するもので、ステータ４１に巻回された励磁コイル４２により発生する界磁が、回転子に相当するモータ軸４３の外周に設けられた永久磁石４５に作用することより、モータ軸４３が回転し得るように構成されている。
【００２３】
モータ軸４３は、その内周にボールねじナット５２が取り付けられており、このボールねじナット５２にも、螺旋状にボールねじ溝５２ａが形成されている。そのため、このボールねじナット５２のボールねじ溝５２ａとラック軸２４のボールねじ溝２４ｂとの間に多数のボール５４を転動可能に介在させることによって、モータ軸４３の回転によりラック軸２４を軸方向に移動可能なボールねじ機構５０を構成することができる。
【００２４】
即ち、両ボールねじ溝２４ｂ、５２ａ等から構成されるボールねじ機構５０により、モータ軸４３の正逆回転の回転トルクをラック軸２４の軸線方向における往復動に変換することができる。これにより、この往復動は、ラック軸２４とともにラックアンドピニオン式の操舵機構を構成するピニオン軸２３を介してステアリングホイール２１の操舵力を軽減するアシスト力となる。
【００２５】
モータ４０のモータ軸４３とモータハウジング２７との間には、モータ軸４３の回転角（電気角）θｍを検出し得るモータレゾルバ４４が設けられており、このモータレゾルバ４４は正弦波相出力端子４４ｓ、余弦波相出力端子４４ｃ等を介してＥＣＵ６０に電気的に接続されている（図４参照）。
【００２６】
図４に示すように、ＥＣＵ６０は、ＭＰＵ６１、メモリ６２、Ｉ／Ｆ回路６３等から構成されている。ＭＰＵ６１は、出力ポート６０ａ、６０ｂから第１レゾルバ３５、第２レゾルバ３７、に正弦波状の励磁信号を与える。これにより、上述した第１レゾルバ３５の正弦波相出力端子３５ｓからの正弦波相出力信号と、余弦波相出力端子３５ｃからの余弦波相出力信号、及び、第２レゾルバ３７の正弦波相出力端子３７ｓからの正弦波相出力信号と、余弦波相出力端子３７ｃからの余弦波相出力信号が、ＥＣＵ６０に入力される。各出力信号の電圧には、ＥＣＵ６０のＩ／Ｆ回路６３を介してオフセット電圧が印加され、ＭＰＵ６１のＡ／Ｄ変換器側へ入力され、Ａ／Ｄ変換される。ＭＰＵ６１は、Ａ／Ｄ変換した各出力信号から第１レゾルバ３５、第２レゾルバ３７の回転角を検出して操舵トルクを演算し、この操舵トルクおよび後述するモータ４０の回転角θｍに応じて操舵力をアシストするためのアシスト指令をモータ駆動回路７０側に出力する。この電流指令値に対応するモータ電圧をモータ駆動回路７０によりモータ４０に供給することで、モータ４０により発生する操舵力によって運転者よる操舵をアシストする。
【００２７】
図５は、共振回路８０の構成を示す回路図である。図６は、共振回路８０の周波数共振特性を利用して励磁電圧ＶＬを高くする原理を説明するためのグラフである。
図５に示すように、ＥＣＵ６０には、ＭＰＵ６１とモータレゾルバ４４の励磁コイル４７ａとの間に、抵抗とコンデンサを用いた２次フィルタであるローパスフィルタ６４と、バッファ６５と、ハイパスフィルタとして機能するコンデンサ６６と、励磁コイル４７ａに印加される電圧を検出する電圧センサ６７とが設けられている。
【００２８】
ＭＰＵ６１により、後述するように周波数補正された矩形波状の励磁信号が出力される。この矩形波状の励磁信号が、ローパスフィルタ６４により正弦波状に変換されるとともにバッファ６５によりインピーダンス変換された後、コンデンサ６６によりカットオフ周波数よりも低い周波数の信号成分の通過が阻止され、出力ポート６０ｃを介してモータレゾルバ４４の励磁コイル４７ａに入力される。これにより、後述する正弦波相コイル４７ｂに接続された正弦波相出力端子４４ｓからの正弦波相出力信号と、余弦波相コイル４７ｃに接続された余弦波相出力端子４４ｃからの余弦波相出力信号とが、モータ駆動回路７０へフィードバックされると共に、ＥＣＵ６０に入力される。各出力信号の電圧には、ＥＣＵ６０のＩ／Ｆ回路６３を介してオフセット電圧が印加され、ＭＰＵ６１のＡ／Ｄ変換器側へ入力され、Ａ／Ｄ変換される。ＭＰＵ６１は、Ａ／Ｄ変換した各出力信号から上述したモータ４０の回転角θｍを演算する。
【００２９】
また、図５に示すように、コンデンサ６６とモータレゾルバ４４の励磁コイル４７ａとにより共振回路８０が構成される。この共振回路８０は、コンデンサ６６の周波数共振特性を利用して励磁コイル４７ａに印加される励磁電圧ＶＬを高くすることにより回転角θｍの検出時に必要なダイナミックレンジを確保する役割を果たす。具体的には、共振回路８０の共振時の先鋭度Ｑを高くして、共振時に励磁コイル４７ａに印加される電圧である共振電圧の振幅値（電圧ピーク値）が目標電圧値Ｖｍ、例えば５Ｖとなるように、コンデンサ６６の静電容量Ｃと励磁コイル４７ａのインダクタンスＬとが設定されている（図６参照）。
【００３０】
これにより、図６から判るように、励磁信号の周波数ｆを、以下の式（１）に示す共振周波数ｆｃに近づけることにより共振回路８０の周波数共振特性を利用して励磁コイル４７ａに印加される励磁電圧ＶＬを高くすることができる。
ｆｃ＝１／｛（２π×（Ｌ×Ｃ）１／２）｝                      ・・・（１）
【００３１】
ここで、モータレゾルバ４４の電気的特性を図７に基づいて説明する。図７は、モータレゾルバ４４の電気的特性を説明するための説明図である。なお、図７は、モデルとして一対極レゾルバ（ロータを１回転させた時、１回転分の信号が出力される）を表している。図７に示すように、モータレゾルバ４４は、１相の励磁信号に応じて正弦波相出力信号および余弦波相出力信号を出力するいわゆる１相励磁２相出力型のレゾルバであり、モータ軸４３の回転中心に対して偏心するように当該モータ軸４３に取り付けられるロータ４６とモータ軸４３の回転中心に中心軸が一致する環状のステータ４７とを備えている。ステータ４７には、周方向に沿って等間隔に複数のコイルが設けられており、これらのコイルは、励磁コイルとして機能する励磁コイル４７ａと、正弦波相コイルとして機能する正弦波相コイル４７ｂと、この正弦波相コイル４７ｂに対して位相を９０度ずらして余弦波相コイルとして機能する余弦波相コイル４７ｃとにより構成されている。なお、図７においては、各一つの励磁コイル４７ａ、正弦波相コイル４７ｂおよび余弦波相コイル４７ｃのみを示す。
【００３２】
モータレゾルバ４４は、励磁コイル４７ａに正弦波状に周期的に変化する励磁信号を与えて、ロータ４６をステータ４７に対して回転させると、正弦波相コイル４７ｂから正弦波相出力信号を出力するとともに、余弦波相コイル４７ｃから余弦波相出力信号を出力する。このとき、ロータ４６はモータ軸４３の回転中心に対して偏心するように当該モータ軸４３に取り付けられているために、正弦波相出力信号および余弦波相出力信号の振幅は、ロータ４６のステータ４７に対する回転角（電気角）に応じて変化するので、両出力信号からモータ４０の回転角θｍが検出され得る。ここで、特許請求の範囲に記載の「回転角検出装置」は、モータレゾルバ４４、第１レゾルバ３５および第２レゾルバ３７のいずれか１つのレゾルバと、ＥＣＵ６０とを含むものとする。
【００３３】
ところで、励磁コイル４７ａに入力される励磁信号の周波数ｆを、例えば、製品出荷時におけるコンデンサ６６の静電容量Ｃと励磁コイル４７ａのインダクタンスＬとから上記式（１）により求められる共振周波数（以下、初期共振周波数ｆｃｋともいう）に固定すると、以下の問題が発生する。すなわち、ＥＣＵ６０の温度変化や経時変化等により、コンデンサ６６の静電容量Ｃや励磁コイル４７ａのインダクタンスＬが変化すると、この変化に応じて共振周波数ｆｃが変化することとなる。このように共振周波数ｆｃが変化すると、初期共振周波数ｆｃｋに等しい周波数ｆで出力された励磁信号では周波数共振特性を十分に利用できないので、励磁電圧ＶＬの振幅値が目標電圧値Ｖｍより小さくなってしまう。
【００３４】
そこで、本実施形態では、励磁電圧ＶＬの振幅値である電圧ピーク値Ｖｐを検出し、この電圧ピーク値Ｖｐに応じて励磁信号の周波数ｆを変化した共振周波数ｆｃに近づけるように補正することにより、励磁電圧ＶＬの振幅値を目標電圧値Ｖｍに維持する。
【００３５】
以下、ＥＣＵ６０による励磁信号の周波数ｆを補正する処理について図８および図９を用いて説明する。図８は、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ６０による励磁信号の周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。図９は、各特性マップＭ１〜Ｍｎにおける励磁信号の周波数ｆと電圧ピーク値Ｖｐと共振周波数ｆｃとの関係を示すグラフである。
【００３６】
まず、図８のステップＳ１０１にて励磁信号出力処理がなされ、ＭＰＵ６１から周波数ｆの励磁信号が出力される。なお、励磁信号の周波数ｆは、周波数補正処理開始段階では、初期共振周波数ｆｃｋに等しくなるように設定されている。
【００３７】
次に、ステップＳ１０３において、励磁電圧値取得処理が行われる。この処理では、ＭＰＵ６１からの励磁信号が励磁コイル４７ａに入力されたときの励磁電圧ＶＬが電圧センサ６７により検出されてメモリ６２に記憶される。
【００３８】
上記取得処理は、励磁電圧ＶＬの取得開始時刻からの経過時間ｔが取得時間ｔ０を経過することによりステップＳ１０５にてＹｅｓと判定されるまで繰り返される。ここで、取得時間ｔ０は、励磁信号の１周期に対応する時間に対して十分に大きな時間に設定されているが、後述するように周波数補正された励磁信号の１周期に応じて変化させるように設定されてもよい。
【００３９】
このような繰り返し処理中に、経過時間ｔが取得時間ｔ０を経過すると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、ステップＳ１０７において、電圧ピーク値Ｖｐがメモリ６２に記憶された各励磁電圧のうちの最大値に等しくなるように設定される。
【００４０】
次に、ステップＳ１０９において、フラグＦ＝０である状態か否かについて判定される。ここで、フラグＦは、０、１、２のいずれか１つに設定されるものであって、Ｆ＝１である状態とは、励磁信号の周波数ｆが後述する特性マップＭａにおける共振周波数ｆｃａに等しく設定された状態を示す。また、フラグＦ＝２である状態とは、励磁信号の周波数ｆが後述する特性マップＭｂにおける共振周波数ｆｃｂに等しく設定された状態を示す。なお、周波数補正処理開始段階では、フラグＦ＝０に設定されている。
【００４１】
この段階ではフラグＦ＝０に設定されているので（Ｓ１０９でＹｅｓ）、ステップＳ１１１において、目標電圧値Ｖｍと電圧ピーク値Ｖｐとの差が閾値電圧δより大きいか否かについて判定される。ここで、閾値電圧δは、例えば、０（ゼロ）Ｖと判断される値に設定されている。共振周波数ｆｃが初期共振周波数ｆｃｋから変化しておらず、目標電圧値Ｖｍと電圧ピーク値Ｖｐとが等しいとみなされる場合には（Ｓ１１１でＮｏ）、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。
【００４２】
ここで、ＥＣＵ６０の温度変化や経時変化等により共振周波数ｆｃが変化して、周波数共振特性が十分に利用できないために励磁電圧ＶＬの振幅値が目標電圧値Ｖｍより小さくなった結果、目標電圧値Ｖｍと電圧ピーク値Ｖｐとの差が閾値電圧δより大きくなると（Ｓ１１１でＹｅｓ）、ステップＳ１１３において、特性マップ選択処理がなされる。
【００４３】
この選択処理では、図９に示すように、予めメモリ６２に記憶されているｎ個の特性マップＭ１〜Ｍｎのうち、ステップＳ１０１にてＭＰＵ６１から出力された励磁信号の周波数ｆと、ステップＳ１０７にて設定された電圧ピーク値Ｖｐとの関係が成立する特性マップが選択される。なお、この段階では、励磁信号の周波数ｆは、後述するように補正されていないので、初期共振周波数ｆｃｋに等しくなるように設定されている。
【００４４】
ここで、各特性マップＭ１〜Ｍｎについて説明する。特性マップＭｋは、共振周波数ｆｃが初期共振周波数ｆｃｋに等しいときの周波数ｆと電圧ピーク値Ｖｐとの関係を示している。また、各特性マップＭ１〜Ｍｎは、ＥＣＵ６０の温度変化や経時変化等により共振周波数ｆｃが共振周波数ｆｃ１〜ｆｃｎにそれぞれ変化したときの、周波数ｆと電圧ピーク値Ｖｐとの関係をそれぞれ示している。
【００４５】
ステップＳ１１３の特性マップ選択処理では、ステップＳ１０１にてＭＰＵ６１から出力された励磁信号の周波数ｆが初期共振周波数ｆｃｋに等しく、ステップＳ１０７にて設定された電圧ピーク値ＶｐがＶｐ１である場合、周波数ｆ＝ｆｃｋかつ電圧ピーク値Ｖｐ＝Ｖｐ１の条件（図９の点Ｐ１参照）が成立する特性マップである特性マップＭａおよび特性マップＭｂが選択される。ここで、特性マップＭａにおける共振周波数ｆｃａは、特性マップＭｂにおける共振周波数ｆｃｂよりも小さいものとする（図９参照）。
【００４６】
この段階では、図９から判るように、共振回路８０の共振周波数ｆｃが共振周波数ｆｃａと共振周波数ｆｃｂとのどちらに変化したのか判断できないため、双方の共振周波数に等しい周波数の励磁信号をそれぞれ出力し、電圧ピーク値Ｖｐが高い方の周波数を実際に採用する。
【００４７】
具体的には、ステップＳ１１５において、励磁信号の周波数ｆがステップＳ１１３にて選択された特性マップＭａにおける共振周波数ｆｃａに等しくなるように設定される。そして、ステップＳ１１７において、フラグＦ＝１に設定された後、上記ステップＳ１０１からの処理がなされる。
【００４８】
そして、フラグＦ＝１であることから、ステップＳ１０９にてＮｏと判定されるとともにステップＳ１１９にてＹｅｓと判定されると、ステップＳ１２１において、現段階における電圧ピーク値ＶｐがＶｐａとしてメモリ６２に記憶される。
【００４９】
次に、ステップＳ１２３において、励磁信号の周波数ｆがステップＳ１１３にて選択された特性マップＭｂにおける共振周波数ｆｃｂに等しくなるように設定される。そして、ステップＳ１２５において、フラグＦ＝２に設定された後、上記ステップＳ１０１からの処理がなされる。
【００５０】
そして、フラグＦ＝２であることから、ステップＳ１０９にてＮｏと判定されるとともにステップＳ１１９にてＮｏと判定されると、ステップＳ１２７において、周波数補正処理がなされる。この補正処理では、励磁信号の周波数ｆが、現段階における電圧ピーク値ＶｐとステップＳ１２１においてメモリ６２に記憶された電圧ピーク値Ｖｐａとのうち高い電圧ピーク値に対応する周波数に等しくなるように補正される。
【００５１】
次に、ステップＳ１２９において、フラグＦ＝０に設定された後、ステップＳ１０１からの処理が繰り返され、目標電圧値Ｖｍと電圧ピーク値Ｖｐとの差が閾値電圧δより大きくなるまで、ステップＳ１２７にて補正された周波数ｆの励磁信号がＭＰＵ６１から出力される。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ６０では、励磁コイル４７ａとＭＰＵ６１との間に接続されるコンデンサ６６の静電容量Ｃおよび励磁コイル４７ａのインダクタンスＬは、コンデンサ６６および励磁コイル４７ａからなる共振回路８０の先鋭度Ｑを高くするように設定されている。
【００５３】
このため、例えば、共振回路８０の共振周波数ｆｃに等しい周波数ｆの励磁信号を励磁コイル４７ａに入力することにより、共振回路８０の周波数共振特性を利用することで励磁コイル４７ａの励磁電圧ＶＬが高くなり、必要なダイナミックレンジを確保することができる。これにより、増幅回路を設けることなく励磁コイル４７ａに印加される電圧を高くすることができるので、回転角検出装置が簡略化されて低コスト化を図ることができる。
【００５４】
また、励磁電圧ＶＬの電圧ピーク値Ｖｐを目標電圧値Ｖｍに近づけるような励磁信号の周波数ｆの補正、すなわち、変化した共振回路８０の共振周波数ｆｃに近づけるような励磁信号の周波数ｆの補正を行うことにより、常に共振回路８０の周波数共振特性を利用して、励磁コイル４７ａに印加される電圧を高く維持することができる。
したがって、増幅回路を設けることなく回転角θｍを高精度に検出することができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る電気式動力舵取装置２０のＥＣＵ６０は、励磁信号の周波数ｆとこの周波数ｆの変化に応じて変化する励磁電圧ＶＬの電圧ピーク値Ｖｐとの関係を示す特性マップＭ１〜Ｍｎを共振回路８０において変化する共振周波数ｆｃ毎に複数メモリ６２に記憶させて備えている。また、ＥＣＵ６０は、ＭＰＵ６１から出力された励磁信号の周波数ｆとこの励磁信号に対応して電圧センサ６７により検出される励磁電圧ＶＬの電圧ピーク値Ｖｐとが成立する特性マップを複数の特性マップＭ１〜Ｍｎから選択する。そして、ＭＰＵ６１は、励磁信号の周波数ｆを、上述のように選択された特性マップの共振周波数ｆｃに等しくするように制御する。
【００５６】
このように、ＭＰＵ６１から出力される励磁信号の周波数ｆと励磁コイル４７ａの励磁電圧ＶＬの電圧ピーク値Ｖｐとの関係が成立する特性マップが選択されると、この選択された特性マップに対応する共振周波数ｆｃは、回転角検出装置の温度変化や経時変化等により変化した共振回路８０の共振周波数ｆｃに等しくなる。そこで、ＭＰＵ６１から出力される励磁信号の周波数ｆを選択された特性マップの共振周波数ｆｃに等しくなるように制御することにより、常に共振回路８０の周波数共振特性を利用し励磁コイル４７ａに印加される励磁電圧ＶＬを確実に高くすることができる。
【００５７】
また、本実施形態に係る回転角検出装置を採用する電気式動力舵取装置２０では、増幅回路を設けることなくモータ４０の回転角θｍを高精度に検出することができる等の回転角検出装置における作用・効果を享受した電気式動力舵取装置２０を実現することができる。したがって、製造コストを削減した回転角検出装置を採用することにより、電気式動力舵取装置２０の低コスト化を図ることができる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等の作用・効果が得られる。
（１）励磁信号の周波数ｆは、各特性マップＭ１〜Ｍｎのうちのいずれか選択された特性マップの共振周波数ｆｃに等しくなるように補正されることに限らず、各特性マップを採用することなく以下のように設定されてもよい。
すなわち、共振回路８０における共振電圧の振幅値が目標電圧値Ｖｍよりも大きくなるようにコンデンサ６６の静電容量Ｃと励磁コイル４７ａのインダクタンスＬとを設定する。そして、ステップＳ１０７にて設定された電圧ピーク値Ｖｐが目標電圧値Ｖｍより低い場合には励磁信号の周波数ｆを低くし、電圧ピーク値Ｖｐが目標電圧値Ｖｍより高い場合には励磁信号の周波数ｆを高くするように、励磁信号を生成する。このようにしても、励磁電圧ＶＬの電圧ピーク値Ｖｐを目標電圧値Ｖｍに良好に維持することができる。
【００５９】
また、ステップＳ１０７にて設定された電圧ピーク値Ｖｐが目標電圧値Ｖｍに一致するまで、励磁信号の周波数ｆをランダムに変化させるようにしてもよい。
【００６０】
（２）モータレゾルバ４４から出力される励磁信号の周波数ｆを電圧ピーク値Ｖｐに応じて補正することに限らず、上述の励磁信号の周波数補正処理を用いることにより、第１レゾルバ３５から出力される励磁信号の周波数ｆを、当該第１レゾルバ３５の励磁コイルにおける励磁電圧の電圧ピーク値に応じて補正してもよい。また、第２レゾルバ３７から出力される励磁信号の周波数ｆを、当該第２レゾルバ３７の励磁コイルにおける励磁電圧の電圧ピーク値に応じて補正してもよい。
【００６１】
（３）Ｄ／Ａ変換器を有するＥＣＵ６０では、ローパスフィルタ６４を廃止して、Ｄ／Ａ変換器から擬似正弦波状の励磁信号をバッファ６５に向けて出力してもよい。
【００６２】
（４）ＰＷＭ出力ポートを有するＥＣＵ６０では、ローパスフィルタ６４に代えて、ＰＷＭ出力ポートから出力される矩形波のＤＵＴＹ可変信号を利用することで１次ローパスフィルタを採用してもよい。
【００６３】
（５）ローパスフィルタ６４は、抵抗とコンデンサを用いた２次フィルタであることに限らず、コイルとコンデンサを用いたフィルタであってもよいし、それらの多段であってもよい。
【００６４】
（６）上記実施形態では、ＥＣＵ６０やモータレゾルバ４４等を含む回転角検出装置を、モータ４０から出力されるアシスト力をラック機構に伝達し得る、いわゆるラック式の電動式動力舵取装置に適用した例により説明したが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、モータから出力されるアシスト力を減速機を介してピニオン軸２３に伝達し得る、いわゆるコラム式の電動式動力舵取装置に適用してもよい。
また、ラック軸とモータとを平行に配置したいわゆるラックパラレル式の電気式動力舵取装置、ピニオン軸２３を有するピニオン部にモータを配置したいわゆるピニオン式の電気式動力舵取装置、または、いわゆるデュアルピニオン式の電気式動力舵取装置等に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係る電気式動力舵取装置の構成を示す構成図である。
【図２】図１に示す一点鎖線ＩＩによる楕円内の拡大図である。
【図３】図１に示す一点鎖線ＩＩＩによる楕円内の拡大図である。
【図４】本実施形態の電気式動力舵取装置を制御するＥＣＵの電気的構成を示すブロック図である。
【図５】共振回路の構成を示す回路図である。
【図６】共振回路の周波数共振特性を利用して励磁電圧を高くする原理を説明するためのグラフである。
【図７】モータレゾルバの電気的特性を説明するための説明図である。
【図８】本実施形態に係る電気式動力舵取装置のＥＣＵによる励磁信号の周波数補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】各特性マップにおける励磁信号の周波数と電圧ピーク値と共振周波数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６６】
２０…電気式動力舵取装置
３５…第１レゾルバ（レゾルバ）
３７…第２レゾルバ（レゾルバ）
４０…モータ（回転体）
４３…モータ軸（回転体）
４４…モータレゾルバ（レゾルバ）
４７ａ…励磁コイル
６０…ＥＣＵ（回転角検出装置）
６１…ＭＰＵ（励磁手段、回転角演算手段、異常判定手段、補正手段）
６６…コンデンサ
６７…電圧センサ
８０…共振回路
Ｃ…静電容量
ｆ…周波数
ｆｃ…共振周波数
ｆｃｋ…初期共振周波数
Ｌ…インダクタンス
Ｍ１〜Ｍｎ，Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｋ…特性マップ
ＶＬ…励磁電圧
Ｖｍ…目標電圧値
Ｖｐ…ピーク電圧値
Ｑ…先鋭度
θｍ…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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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