(57)【要約】  系統間の磁気干渉が生じる冗長系のレゾルバでも、系統間でリアルタイムの同期制御を行うことなく、磁気干渉の影響を除去して精度良く回転角度を算出できる角度検出装置を提供する。系統間で磁気干渉が生じる第１系統の巻線及び第２系統の巻線を有するレゾルバ（１）と、第１系統の巻線出力信号の検出値に対して、第２系統の第２周期の成分を除去する第２周期成分除去処理を行う第１系統の除去処理部（５３Ａ）と、第２周期成分除去処理後の第１系統の巻線出力信号の検出値に基づいてロータの第１角度（θ１）を算出する第１系統の角度算出部（５４Ａ）と、を備えた角度検出装置。
2020152836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１系統と第２系統との間で磁気干渉が生じる、第１系統の励磁巻線、第１系統の２つの出力巻線、第２系統の励磁巻線、及び第２系統の２つの出力巻線を有するレゾルバと、
前記第１系統の励磁巻線に第１周期の交流電圧を印加する第１系統の励磁部と、
前記第２系統の励磁巻線に、前記第１周期よりも長い第２周期の交流電圧を印加する第２系統の励磁部と、
前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号を予め設定された検出タイミングで周期的に検出する第１系統の出力信号検出部と、
前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第２周期の成分を除去する第２周期成分除去処理を行う第１系統の除去処理部と、
前記第２周期成分除去処理後の前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に基づいて前記レゾルバの第１角度を算出する第１系統の角度算出部と、を備えた角度検出装置。
【請求項２】
前記第１系統の除去処理部は、前記第２周期成分除去処理として、今回の検出タイミングで検出した前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値と、今回の検出タイミングよりも第１系統除去処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値とを加算し、前記第１系統除去処理間隔は、前記第２周期をＴＢとして、ＴＢ／２＋ＴＢ×Ｍ（Ｍは、０以上の整数）に設定されており、
前記第１系統の角度算出部は、加算後の前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に基づいて前記第１角度を算出する請求項１に記載の角度検出装置。
【請求項３】
前記第２周期は、前記第１周期をＴＡとして、ＴＡ×２×Ｎ（Ｎは、１以上の整数）に設定されている請求項２に記載の角度検出装置。
【請求項４】
前記第１系統の出力信号検出部は、前記第１系統の励磁巻線に印加される前記第１周期の交流電圧が最大値又は最小値になるタイミングで、前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号を検出する請求項２又は３に記載の角度検出装置。
【請求項５】
前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号を予め設定された検出タイミングで周期的に検出する第２系統の出力信号検出部と、
前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第１周期の成分を除去する第１周期成分除去処理を行う第２系統の除去処理部と、
前記第１周期成分除去処理後の前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に基づいて前記レゾルバの第２角度を算出する第２系統の角度算出部と、を更に備えた請求項１から４のいずれか一項に記載の角度検出装置。
【請求項６】
前記第２系統の除去処理部は、前記第１周期成分除去処理として、今回の検出タイミングで検出した前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値と今回の検出タイミングよりも第２系統除去処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値との差を算出する減算処理を行い、前記第２系統除去処理間隔は、前記第１周期をＴＡとして、ＴＡ×Ｐ（Ｐは、１以上の整数）に設定されており、
前記第２系統の角度算出部は、減算処理後の前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に基づいて前記第２角度を算出する請求項５に記載の角度検出装置。
【請求項７】
前記第２周期は、前記第１周期をＴＡとして、ＴＡ×２×Ｎ（Ｎは、１以上の整数）に設定され、
前記第２系統除去処理間隔は、前記第２周期をＴＢとして、ＴＢ／２＋ＴＢ×Ｌ（Ｍは、０以上の整数）に設定されている請求項６に記載の角度検出装置。
【請求項８】
前記第２系統の出力信号検出部は、前記第２系統の励磁巻線に印加される前記第２周期の交流電圧が最大値又は最小値になるタイミングで、前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号を検出する請求項６又は７に記載の角度検出装置。
【請求項９】
前記第２系統の除去処理部は、前記第１周期成分除去処理として、今回の検出タイミングで検出した前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号と今回の検出タイミングよりも第２系統除去処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号とを加算し、加算後の前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に基づいて前記第２角度を算出し、
前記第２系統除去処理間隔は、前記第１周期をＴＡとして、ＴＡ／２＋ＴＡ×Ｘ（Ｘは、０以上の整数）に設定されている請求項５に記載の角度検出装置。
【請求項１０】
前記第２系統の出力信号検出部は、前記第２系統の励磁巻線に印加される前記第２周期の交流電圧が最大値又は最小値になる基準タイミングに対して前後対称になる２つのタイミングで、周期的に前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号を検出し、
前記２つのタイミングの間隔は、前記第２系統除去処理間隔に設定され、
前記第２系統の除去処理部は、前記２つのタイミングで検出した前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値を互いに加算し、加算後の前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に基づいて前記第２角度を算出する請求項９に記載の角度検出装置。
【請求項１１】
前記第１系統の励磁巻線、前記第１系統の２つの出力巻線、前記第２系統の励磁巻線、及び前記第２系統の２つの出力巻線は、同じ１つのステータに巻装されている請求項１から１０のいずれか一項に記載の角度検出装置。
【請求項１２】
前記第１系統の励磁巻線及び前記第１系統の２つの出力巻線は第１系統のステータに巻装され、前記第２系統の励磁巻線及び前記第２系統の２つの出力巻線は、前記第１系統のステータと軸方向に隣接する第２系統のステータに巻装されている請求項１から１０のいずれか一項に記載の角度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、角度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転角度を検出する角度検出器として、レゾルバが多く用いられている。レゾルバは、堅牢な角度検出器として知られているが、モータ駆動システムの耐故障性の要望からレゾルバにも冗長性が求められるようになっている。【０００３】
そこで、特許文献１には、第１系統の励磁巻線及び出力巻線、及び第２系統の励磁巻線及び出力巻線が設けられた、２重系のレゾルバが開示されている。また、特許文献２では、２つのレゾルバを、２つの励磁手段により互いに非同期で励磁して、各レゾルバの出力をそれぞれ所定のサンプリング周期でサンプルした結果に基づいて、各レゾルバの回転角度を演算するように構成されている。特許文献２の技術では、２つの励磁手段による各レゾルバの励磁周波数と、各レゾルバの出力をサンプリングするサンプリング周波数とを、レゾルバ間の励磁周波数の差が、サンプリング周波数の整数倍となるように設定すると共に、２つの励磁手段により励磁された各レゾルバの出力のサンプリングを、出力振幅のピークタイミングで行う。特許文献２には、各レゾルバの出力のサンプリングが、常にその出力振幅のピークタイミングで行われるので、回転角度の演算が常に均一かつ高い精度で行われると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８９６８号公報
【特許文献２】特開２００９−２１０２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２のような冗長系のレゾルバでは、第１系統と第２系統とが電気的に絶縁されていても，磁気的には干渉が生ずる。これに対して、特許文献２の技術では、第１系統の励磁周波数ｆａと第２系統の励磁周波数ｆｂとの差を脈動周期算出部で算出した後、サンプリングタイミング調整部にて第１系統と第２系統のサンプリング周波数を調整する。よって、特許文献２の技術では、第１系統のＥＣＵと第２系統のＥＣＵとの間で通信を行って同期制御を行う必要がある。この第１系統と第２系統の通信及び同期制御のために必要となる配線コスト及び処理負荷が課題となる。【０００６】
そこで、系統間の磁気干渉が生じる冗長系のレゾルバでも、系統間でリアルタイムの同期制御を行うことなく、磁気干渉の影響を低減して精度良く回転角度を算出できる角度検出装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願に係る角度検出装置は、第１系統と第２系統との間で磁気干渉が生じる、第１系統の励磁巻線、第１系統の２つの出力巻線、第２系統の励磁巻線、及び第２系統の２つの出力巻線を有するレゾルバと、
前記第１系統の励磁巻線に第１周期の交流電圧を印加する第１系統の励磁部と、
前記第２系統の励磁巻線に、前記第１周期よりも長い第２周期の交流電圧を印加する第２系統の励磁部と、
前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号を予め設定された検出タイミングで周期的に検出する第１系統の出力信号検出部と、
前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に対して、前記第２周期の成分を除去する第２周期成分除去処理を行う第１系統の除去処理部と、
前記第２周期成分除去処理後の前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に基づいて前記レゾルバの第１角度を算出する第１系統の角度算出部と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願に係る角度検出装置によれば、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値から、第２系統の励磁巻線により生じる第２周期の成分を除去することができ、第２周期成分除去処理後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に基づいてロータの角度を精度よく算出することができる。この際、第２系統の処理とリアルタイムの同期制御を行う必要がなく、処理負荷の増加等を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係る角度検出装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態１に係るレゾルバを軸方向に見た側面図である。
【図３】実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成図である。
【図４】実施の形態１に係る第１系統の第２周期成分除去処理を説明するためのタイムチャートである。
【図５】実施の形態１に係る第１系統の除去処理部のブロック図である。
【図６】実施の形態１に係る、系統間の磁気干渉がないと仮定した場合の、第１系統の検出タイミングを説明するためのタイムチャートである。
【図７】実施の形態１に係る第２系統の第１周期成分除去処理を説明するためのタイムチャートである。
【図８】実施の形態１に係る第２系統の除去処理部のブロック図である。
【図９】実施の形態２に係る第２系統の第１周期成分除去処理を説明するためのタイムチャートである。
【図１０】実施の形態２に係る第２系統の除去処理部のブロック図である。
【図１１】実施の形態３に係る角度検出装置の概略構成図である。
【図１２】実施の形態３に係るレゾルバの模式斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．実施の形態１
実施の形態１に係る角度検出装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る角度検出装置の概略構成図である。
【００１１】
１−１．レゾルバ１
角度検出装置は、レゾルバ１を備えている。レゾルバ１は、第１系統の励磁巻線１０Ａ、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａ（第１系統の第１出力巻線１１１Ａ、第１系統の第２出力巻線１１２Ａとも称す）、第２系統の励磁巻線１０Ｂ、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂ（第２系統の第１出力巻線１１１Ｂ、第２系統の第２出力巻線１１２Ｂとも称す）を有している。第１系統の巻線と第２系統の巻線との間で磁気干渉が生じる。すなわち、第１系統の励磁巻線１０Ａが発生した磁束により、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａだけでなく、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂにも、誘起電圧が生じ、第２系統の励磁巻線１０Ｂが発生した磁束により、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂだけでなく、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａにも、誘起電圧が生じる。
【００１２】
図２に示すように、第１系統の励磁巻線１０Ａ、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａ、第２系統の励磁巻線１０Ｂ、及び第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂは、同じ１つのステータ１３に巻装されている。ステータ１３の径方向内側にロータ１４が配置されている。ロータ１４は、外周部に周方向に均等配置された複数の突出部を備えている。突出部の径方向外側への突出高さは、ステータ１３及びロータ１４間のギャップパーミアンスが、回転に応じて、正弦波状に変化するように形成されている。すなわち、レゾルバ１は、可変リラクタンス（ＶＲ）型レゾルバとされている。本実施の形態は、５つの突出部が設けられており、軸倍角は５とされている。よって、ロータが機械角で１回転する毎に、電気角で５回転する。
【００１３】
図６に系統間の磁気干渉がないと仮定した例を示すように、第１系統の励磁巻線１０Ａに交流電圧ＶＲＡが印加されている状態で、ロータが回転すると、ロータの電気角での回転角度（ギャップパーミンアンス）に応じて第１系統の第１出力巻線１１１Ａに誘起される交流電圧Ｖ１Ａの振幅、及び第１系統の第２出力巻線１１２Ａに誘起される交流電圧Ｖ２Ａの振幅が正弦波状（又は余弦波状）に変化する。第１系統の第１出力巻線１１１Ａと第１系統の第２出力巻線１１２Ａとは、それらの交流電圧の振幅が相互に電気角で９０度異なるように、ステータ１３の周方向の位置に巻装されている。同様に、第２系統の第１出力巻線１１１Ｂと第２系統の第２出力巻線１１２Ｂとは、それらの誘起交流電圧の振幅が相互に電気角で９０度異なるように、ステータの周方向の位置に巻装されている。
【００１４】
本実施の形態では、図２に示すように、ステータ１３は、周方向に均等配置された１２個のティースを備えおり、第１ティースＴＥ１から第６ティースＴＥ６に第１系統の巻線が巻装されており、第７ティースＴＥ７から第１２ティースＴＥ１２に第２系統の巻線が巻装されている。第１系統の励磁巻線１０Ａは、第１ティースＴＥ１から第６ティースＴＥ６に分散して巻装されている。第１系統の第１出力巻線１１１Ａと第１系統の第２出力巻線１１２Ａとは、誘起交流電圧の振幅が相互に９０度異なるように、第１ティースＴＥ１から第６ティースＴＥ６に分散して巻装されている。同様に、第２系統の励磁巻線１０Ｂは、第７ティースＴＥ７から第１２ティースＴＥ１２に分散して巻装されている。第２系統の第１出力巻線１１１Ｂと第２系統の第２出力巻線１１２Ｂは、誘起交流電圧の振幅が相互に９０度異なるように、第７ティースＴＥ７から第１２ティースＴＥ１２に分散して巻装されている。
【００１５】
複数のティースに巻装された第１系統の励磁巻線１０Ａは、ティース間で直列に接続されており、直列に接続された第１系統の励磁巻線１０Ａの２つの端子が、後述する制御装置５０（第１系統の励磁部５１Ａ）に接続されている。同様に、ティース間で直列に接続された第１系統の第１出力巻線１１１Ａの２つの端子が、後述する制御装置５０（第１系統の出力信号検出部５２Ａ）に接続されている。ティース間で直列に接続された第１系統の第２出力巻線１１２Ａの２つの端子が、後述する制御装置５０（第１系統の出力信号検出部５２Ａ）に接続されている。直列に接続された第２系統の励磁巻線１０Ｂの２つの端子が、後述する制御装置５０（第２系統の励磁部５１Ｂ）に接続されている。同様に、ティース間で直列に接続された第２系統の第１出力巻線１１１Ｂの２つの端子が、後述する制御装置５０（第２系統の出力信号検出部５２Ｂ）に接続されている。ティース間で直列に接続された第２系統の第２出力巻線１１２Ｂの２つの端子が、後述する制御装置５０（第２系統の出力信号検出部５２Ｂ）に接続されている。
【００１６】
なお、突出部の数（軸倍角）及びティース数は、任意の数に設定されてもよい。第１系統の巻線及び第２系統の巻線は、周方向に２つに分割されて配置されてなくてもよく、周方向に分散して配置されてもよい。
【００１７】
１−２．制御装置５０
角度検出装置は、制御装置５０を備えている。制御装置５０は、図１に示すように、第１系統の励磁部５１Ａ、第１系統の出力信号検出部５２Ａ、第１系統の除去処理部５３Ａ、第１系統の角度算出部５４Ａ、第２系統の励磁部５１Ｂ、第２系統の出力信号検出部５２Ｂ、第２系統の除去処理部５３Ｂ、及び第２系統の角度算出部５４Ｂを備えている。制御装置５０の各機能は、制御装置５０が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置５０は、図３に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３等を備えている。
【００１８】
演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、及び演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２には、第１系統の第１出力巻線１１１Ａ、第１系統の第２出力巻線１１２Ａ、第２系統の第１出力巻線１１１Ｂ、第２系統の第２出力巻線１１２Ｂが接続されている。入力回路９２は、これらの巻線の出力電圧を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３には、第１系統の励磁巻線１０Ａ及び第２系統の励磁巻線１０Ｂが接続され、これら巻線に交流電圧ＶＲＡを印加するためのスイッチング素子等の駆動回路を備えている。スイッチング素子の出力側にローパスフィルタ回路が設けられてもよい。また、出力回路９３は、算出した第１角度θ１及び第２角度θ２を外部の制御装置９４に伝達する通信回路等の信号出力回路を備えている。
【００１９】
そして、制御装置５０が備える各制御部５１Ａ〜５４Ｂ等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、及び出力回路９３等の制御装置５０の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部５１Ａ〜５４Ｂ等が用いる設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。以下、制御装置５０の各機能について詳細に説明する。
【００２０】
１−２−１．励磁部
第１系統の励磁部５１Ａは、第１系統の励磁巻線１０Ａに第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡ（本例では、正弦波の交流電圧ＶＲＡ）を印加する。本実施の形態では、第１系統の励磁部５１Ａは、第１周期ＴＡの交流電圧指令を算出し、交流電圧指令と三角波との比較結果に基づいて、出力回路９３に設けられた第１系統の励磁巻線用のスイッチング素子をオンオフするＰＷＭ信号(Pulse Width Modulation)を生成する。スッチング素子がオンされると、電源電圧が第１系統の励磁巻線１０Ａ側に印加され、スッチング素子がオフされると、電源電圧の印加が停止する。
【００２１】
第２系統の励磁部５１Ｂは、第２系統の励磁巻線１０Ｂに第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢ（本例では、正弦波の交流電圧ＶＲＢ）を印加する。後述するように、第２周期ＴＢは、第１周期ＴＡよりも長い周期に設定されている。本実施の形態では、第２系統の励磁部５１Ｂは、第２周期ＴＢの交流電圧指令を算出し、交流電圧指令と三角波との比較結果に基づいて、出力回路９３に設けられた第２系統の励磁巻線用のスイッチング素子をオンオフするＰＷＭ信号を生成する。
【００２２】
１−２−２．第１角度θ１の算出
＜第１系統の出力信号検出部５２Ａ＞
第１系統の出力信号検出部５２Ａは、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａの出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａを予め設定された検出タイミング（以下、第１系統の検出タイミングとも称す）で周期的に検出する。
【００２３】
＜系統間の磁気干渉による課題＞
図４に第１系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａの例を示すように、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａの出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａには、それぞれ、系統間の磁気干渉により、第２系統の励磁巻線１０Ｂに励磁された第２周期ＴＢの磁束により誘起された第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢ、Ｖ２Ａ＿ＴＢが重畳する。図４の上段のグラフに、第１系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａを示し、中段のグラフに、第１系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａに含まれる、第１系統の励磁巻線１０Ａの磁束により誘起された第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡを示し、下段のグラフに、第１系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａに含まれる、第２系統の励磁巻線１０Ｂの磁束により誘起された第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢを示す。第１系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａは、第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡと第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢとを合計した信号となり、この信号により角度を算出すると検出誤差が生じる。そのため、角度の検出誤差を抑制するため、第１系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａから、第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢを除去する必要がある。
【００２４】
＜第２周期成分除去処理＞
そこで、第１系統の除去処理部５３Ａは、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓに対して、第２周期の成分を除去（低減）する第２周期成分除去処理を行う。そして、第１系統の角度算出部５４Ａは、第２周期成分除去処理後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆに基づいて第１角度θ１を算出する。
【００２５】
本実施の形態では、以下で説明する原理に基づいて、第２周期成分除去処理を行うように構成されている。図４の下段のグラフに示すように、第１系統の第１出力巻線の出力信号の第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢは、第２周期の半周期ＴＢ／２に第２周期ＴＢの整数倍を加算した周期（例えば、第２周期の半周期ＴＢ／２）で、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。
【００２６】
そこで、第１系統の除去処理部５３Ａは、第２周期成分除去処理として、今回の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓと、今回の検出タイミングよりも第１系統除去処理間隔ΔＴ１前の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄ、Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄとを加算するように構成されている。第１系統除去処理間隔ΔＴ１は、次式に示すように設定されている。ここで、Ｍは、０以上の整数である。本実施の形態では、Ｍ＝０に設定されており、第１系統除去処理間隔ΔＴ１は、第２周期の半周期ＴＢ／２に設定されている。
ΔＴ１＝ＴＢ／２＋ＴＢ×Ｍ        ・・・（１）
【００２７】
第１系統の除去処理部５３Ａは、例えば、図５に示すように構成される。第１系統の除去処理部５３Ａは、第１系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓを第１系統除去処理間隔ΔＴ１だけ遅延して出力する第１遅延器５３Ａ１を備えており、第１系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓと、第１遅延器５３Ａ１の出力Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄとを加算して、第２周期成分除去処理後の第１系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆを算出する。同様に、第１系統の除去処理部５３Ａは、第１系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｓを第１系統除去処理間隔ΔＴ１だけ遅延して出力する第２遅延器５３Ａ２を備えており、第１系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｓと、第２遅延器５３Ａ２の出力Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄとを加算して、第２周期成分除去処理後の第１系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｆを算出する。
【００２８】
そして、第１系統の角度算出部５４Ａは、加算後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆに基づいて第１角度θ１を算出するように構成されている。
【００２９】
この構成によれば、互いにプラスマイナスの符号が反転している２つの第２周期の成分が加算され、２つの第２周期の成分が互いに打ち消される。よって、加算後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆでは、第２周期の成分が除去される。そして、第２周期の成分を除去された後の検出値に基づいて、精度よく第１角度θ１を算出することができる。
【００３０】
本実施の形態では、第２周期ＴＢは、次式に示すように、第１周期ＴＡの偶数倍に設定されている。ここで、Ｎは、１以上の整数である。本実施の形態では、Ｎ＝１に設定されており、第２周期ＴＢは、第１周期ＴＡの２倍に設定されている。
ＴＢ＝ＴＡ×２×Ｎ              ・・・（２）
【００３１】
この構成によれば、式（２）を式（１）に代入した次式に示すように、第１系統除去処理間隔ΔＴ１は、第１周期ＴＡの整数倍となる。
ΔＴ１＝ＴＡ×（Ｎ＋２×Ｎ×Ｍ）        ・・・（３）
【００３２】
よって、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓの内、第１周期ＴＡの整数倍前後の値が加算される。よって、図４に示すように、加算される２つの第１周期の成分は、位相が同じであり、プラスマイナスの符号が同じ同等の値になるため、加算後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆは、それぞれ、検出値に含まれる第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡ、Ｖ２Ａ＿ＴＡの２倍値に相当する。
Ｖ１Ａ＿Ｆ≒２×Ｖ１Ａ＿ＴＡ
Ｖ２Ａ＿Ｆ≒２×Ｖ２Ａ＿ＴＡ          ・・・（４）
【００３３】
このため、後述する式（５）、式（６）において、加算後の第１系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆと加算後の第１系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｆとの比を算出することにより、２が通分されるため、第１角度θ１を精度よく算出できる。
【００３４】
本実施の形態では、Ｍ＝０、Ｎ＝１に設定されている。よって、第１系統の除去処理部５３Ａは、今回の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓと、第１周期ＴＡ（第２周期の半周期ＴＢ／２）前に検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄ、Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄとを加算するように構成されている。
【００３５】
本実施の形態では、第１系統の出力信号検出部５２Ａは、第１系統の励磁巻線１０Ａに印加される第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡが最大値又は最小値（本例では、最大値）になるタイミングで、第１系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａを検出するように構成されている。第１系統の出力信号検出部５２Ａは、第１系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａを、交流電圧ＶＲＡが最大値になる第１周期ＴＡ毎に検出する。すなわち、第１系統の検出タイミングは、第１周期ＴＡ毎のタイミングに設定されている。
【００３６】
図６に、本実施の形態と異なり、系統間の磁気干渉がなく、第１系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａに第２周期の成分が重畳していない場合の例を示す。第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡが最大値になるタイミングで第１周期ＴＡ毎に、第１系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａが検出される。そのため、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第１周期の成分は、第１周期ＴＡで振動している第１周期の成分の最大値又は最小値になる。よって、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第１周期の成分の振幅を最大化させることができ、ノイズ成分に対する第１周期の成分の検出感度を高め、検出精度を高めることができる。なお、第１系統の出力信号検出部５２Ａは、第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡが振動中心値（節）になるタイミングを除き、第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡが最大値又は最小値以外になるタイミングで、第１系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａを検出するように構成されてもよい。
【００３７】
＜第１角度θ１の算出＞
図６に示すように、系統間の磁気干渉がない場合は、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓは、相互に電気角で９０度異なる正弦波及び余弦波となっており、両者の比のアークタンジェントを算出することにより、第１角度θ１を算出することができる。系統間の磁気干渉がある場合も、第２周期成分除去処理後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆを用いれば、第１角度θ１を算出することができる。
【００３８】
本実施の形態では、第１系統の角度算出部５４Ａは、次式に示すように、第２周期成分除去処理後の第１系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆと、第１系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｆとの比の、アークタンジェント（逆正接関数）を算出することにより、第１角度θ１を算出する。
θ１＝ｔａｎ−１（Ｖ１Ａ＿Ｆ／Ｖ２Ａ＿Ｆ）      ・・・（５）
【００３９】
式（４）に示したように、第２周期成分除去処理後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆは、それぞれ、検出値に含まれる第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡ、Ｖ２Ａ＿ＴＡの２倍値に相当する。よって、式（４）を式（５）に代入した次式に示すように、検出値に含まれる第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡ、Ｖ２Ａ＿ＴＡの比により、精度よく第１角度θ１を算出することができる。
θ１≒ｔａｎ−１｛（２×Ｖ１Ａ＿ＴＡ）／（２×Ｖ２Ａ＿ＴＡ）｝
＝ｔａｎ−１（Ｖ１Ａ＿ＴＡ／Ｖ２Ａ＿ＴＡ）    ・・・（６）
【００４０】
１−２−３．第２角度θ２の算出
＜第２系統の出力信号検出部５２Ｂ＞
第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂの出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを予め設定された検出タイミング（以下、第２系統の検出タイミングとも称す）で周期的に検出する。
【００４１】
＜系統間の磁気干渉による課題＞
図７に第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂの例を示すように、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂの出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂには、系統間の磁気干渉により、第１系統の励磁巻線１０Ａに励磁された第１周期ＴＡの磁束により誘起された第１周期の成分が重畳する。図７の上段のグラフに、第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂを示し、中段のグラフに、第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂに含まれる、第２系統の励磁巻線１０Ｂの磁束により誘起された第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢを示し、下段のグラフに、第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂに含まれる、第１系統の励磁巻線１０Ａの磁束により誘起された第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡを示す。第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂは、第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢと第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡとを合計した信号となり、この信号により角度を算出すると検出誤差が生じる。そのため、角度の検出誤差を抑制するため、第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂから、第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡを除去する必要がある。
【００４２】
＜第１周期成分除去処理＞
そこで、第２系統の除去処理部５３Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓに対して、第１周期の成分を除去（低減）する第１周期成分除去処理を行う。そして、第２系統の角度算出部５４Ｂは、第１周期成分除去処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆに基づいて第２角度θ２を算出する。
【００４３】
本実施の形態では、以下で説明する原理に基づいて、第１周期成分除去処理を行うように構成されている。図７の下段のグラフに示すように、第２系統の第１出力巻線の出力信号の第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡは、第１周期ＴＡの整数倍の周期（例えば、第１周期ＴＡ）で、位相が同じになり、プラスマイナスの符号が同じ同等の値になる。
【００４４】
そこで、第２系統の除去処理部５３Ｂは、第１周期成分除去処理として、今回の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓと、今回の検出タイミングよりも第２系統除去処理間隔ΔＴ２前の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄ、Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄとの差を算出する減算処理を行うように構成されている。第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、次式に示すように、第１周期ＴＡの整数倍に設定されている。ここで、Ｐは、１以上の整数である。本実施の形態では、Ｐ＝１に設定されており、第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、第１周期ＴＡに設定されている。
ΔＴ２＝ＴＡ×Ｐ        ・・・（７）
【００４５】
第２系統の除去処理部５３Ｂは、例えば、図８に示すように構成される。第２系統の除去処理部５３Ｂは、第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓを第２系統除去処理間隔ΔＴ２だけ遅延して出力する第１遅延器５３Ｂ１を備えており、第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓから第１遅延器５３Ｂ１の出力Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄを減算して、第１周期成分除去処理後の第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆを算出する。同様に、第２系統の除去処理部５３Ｂは、第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｓを第２系統除去処理間隔ΔＴ２だけ遅延して出力する第２遅延器５３Ｂ２を備えており、第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｓから第２遅延器５３Ｂ２の出力Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄを減算して、第１周期成分除去処理後の第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆを算出する。
【００４６】
そして、第２系統の角度算出部５４Ｂは、減算処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆに基づいて第２角度θ２を算出するように構成されている。
【００４７】
この構成によれば、互いにプラスマイナスの符号が同じ同等の値となっている２つの第１周期の成分が減算処理され、２つの第１周期の成分が互いに打ち消される。よって、減算処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆでは、第１周期の成分が除去される。そして、第１周期の成分を除去された後の検出値に基づいて、精度よく第２角度θ２を算出することができる。
【００４８】
本実施の形態では、第２周期ＴＢは、次式に示すように、第１周期ＴＡの偶数倍に設定されている。ここで、Ｎは、１以上の整数である。本実施の形態では、Ｎ＝１に設定されており、第２周期ＴＢは、第１周期ＴＡの２倍値に設定されている。
ＴＢ＝ＴＡ×２×Ｎ              ・・・（８）
【００４９】
また、第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、次式に示すように設定されている。ここで、Ｌは、０以上の整数である。本実施の形態では、Ｌ＝０に設定されており、第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、第２周期の半周期ＴＢ／２に設定されている。
ΔＴ２＝ＴＢ／２＋ＴＢ×Ｌ      ・・・（９）
【００５０】
この場合でも、式（８）を式（９）に代入すると、第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、次式のように、式（７）と同様に、第１周期ＴＡの整数倍になる。よって、上述したように、第１周期成分除去処理（減算処理）により、第１周期の成分を除去することができる。
ΔＴ２＝ＴＡ×Ｎ×（１＋２×Ｌ）      ・・・（１０）
【００５１】
また、第２系統除去処理間隔ΔＴ２を、式（９）のように設定することにより、減算処理により減算される２つの第２周期の成分は、図７に示すように、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。よって、減算処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆは、それぞれ、検出値に含まれる第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢ、Ｖ２Ｂ＿ＴＢの２倍値に相当する。
Ｖ１Ｂ＿Ｆ≒２×Ｖ１Ｂ＿ＴＢ
Ｖ２Ｂ＿Ｆ≒２×Ｖ２Ｂ＿ＴＢ        ・・・（１１）
【００５２】
このため、後述する式（１２）、式（１３）において、減算処理後の第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆと減算処理後の第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆとの比を算出することにより、２が通分されるため、第２角度θ２を精度よく算出できる。
【００５３】
本実施の形態では、Ｌ＝０、Ｎ＝１、Ｐ＝１に設定されている。よって、第２系統の除去処理部５３Ｂは、今回の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓから、第２周期の半周期ＴＢ／２（第１周期ＴＡ）前に検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄ、Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄを減算するように構成されている。
【００５４】
本実施の形態では、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、第２系統の励磁巻線１０Ｂに印加される第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが最大値又は最小値になるタイミングで第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを検出するように構成されている。第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを、交流電圧ＶＲＢが最大値又は最小値になる第２周期の半周期ＴＢ／２毎に検出する。
【００５５】
この構成によれば、第１系統と同様に、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第２周期の成分は、第２周期ＴＢで振動している第２周期の成分の最大値又は最小値になる。よって、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第２周期の成分の振幅を最大化させることができ、ノイズ成分に対する第２周期の成分の検出感度を高め、検出精度を高めることができる。なお、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが振動中心値（節）になるタイミングを除き、第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが最大値又は最小値以外になるタイミングで、第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを検出するように構成されてもよい。
【００５６】
＜第２角度θ２の算出＞
本実施の形態では、第１系統と同様に、第２系統の角度算出部５４Ｂは、次式に示すように、第１周期成分除去処理後の第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆと、第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆとの比の、アークタンジェント（逆正接関数）を算出することにより、第２角度θ２を算出する。
θ２＝ｔａｎ−１（Ｖ１Ｂ＿Ｆ／Ｖ２Ｂ＿Ｆ）    ・・・（１２）
【００５７】
式（１１）に示したように、第１周期成分除去処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆは、それぞれ、検出値に含まれる第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢ、Ｖ２Ｂ＿ＴＢの２倍値に相当する。よって、式（１１）を式（１２）に代入した次式に示すように、検出値に含まれる第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢ、Ｖ２Ｂ＿ＴＢの比により、精度よく第２角度θ２を算出することができる。
θ２≒ｔａｎ−１｛（２×Ｖ１Ｂ＿ＴＢ）／（２×Ｖ２Ｂ＿ＴＢ）｝
＝ｔａｎ−１（Ｖ１Ｂ＿ＴＢ／Ｖ２Ｂ＿ＴＢ）  ・・・（１３）
【００５８】
なお、第１周期ＴＡ、第２周期ＴＢ、第１系統の検出タイミング、第２系統の検出タイミング、第１系統除去処理間隔ΔＴ１、及び第２系統除去処理間隔ΔＴ２等の設定値を、第１系統と第２系統との間で所定の関係になるように予め設定するだけでよく、第１系統の処理と第２系統の処理とは、互いに独立して行うことができ、第１系統と第２系統との間でリアルタイムに同期制御を行う必要がない。
【００５９】
２．実施の形態２
次に、実施の形態２に係る角度検出装置について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る角度検出装置の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、制御装置５０の第２系統の各処理部５１Ｂ〜５４Ｂの構成が、実施の形態１と異なる。
【００６０】
本実施の形態でも、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂの出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを予め設定された検出タイミング（第２系統の検出タイミング）で周期的に検出する。
【００６１】
＜系統間の磁気干渉による課題＞
図９に第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂの例を示すように、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂの出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂには、系統間の磁気干渉により、第１系統の励磁巻線１０Ａに励磁された第１周期ＴＡの磁束により誘起された第１周期の成分が重畳する。図９の上段のグラフに、第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂを示し、中段のグラフに、第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂに含まれる、第２系統の励磁巻線１０Ｂの磁束により誘起された第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢを示し、下段のグラフに、第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂに含まれる、第１系統の励磁巻線１０Ａの磁束により誘起された第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡを示す。第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂは、第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢと第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡとを合計した信号となり、この信号により角度を算出すると検出誤差が生じる。そのため、角度の検出誤差を抑制するため、第２系統の第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂから、第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡを除去する必要がある。
【００６２】
＜第１周期成分除去処理＞
本実施の形態でも、第２系統の除去処理部５３Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓに対して、第１周期の成分を除去する第１周期成分除去処理を行う。そして、第２系統の角度算出部５４Ｂは、第１周期成分除去処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆに基づいて第２角度θ２を算出する。
【００６３】
本実施の形態では、実施の形態１と異なり、以下で説明する原理に基づいて、第１周期成分除去処理を行うように構成されている。図９の下段のグラフに示すように、第２系統の第１出力巻線の出力信号の第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡは、第１周期の半周期ＴＡ／２に第１周期ＴＡの整数倍を加算した周期（例えば、第１周期の半周期ＴＡ／２）で、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。
【００６４】
そこで、第２系統の除去処理部５３Ｂは、第１周期成分除去処理として、今回の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓと、今回の検出タイミングよりも第２系統除去処理間隔ΔＴ２前の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄ、Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄとを加算するように構成されている。第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、次式に示すように、第１周期の半周期ＴＡ／２に第１周期ＴＡの整数倍を加算した間隔に設定されている。ここで、Ｘは、０以上の整数である。本実施の形態では、Ｘ＝０に設定されており、第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、第１周期の半周期ＴＡ／２に設定されている。
ΔＴ２＝ＴＡ／２＋ＴＡ×Ｘ        ・・・（１４）
【００６５】
そして、第２系統の角度算出部５４Ｂは、加算後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆに基づいて第２角度θ２を算出するように構成されている。
【００６６】
この構成によれば、互いにプラスマイナスの符号が反転している２つの第１周期の成分が加算され、２つの第１周期の成分が互いに打ち消される。よって、加算後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆでは、第１周期の成分が除去される。そして、第１周期の成分を除去された後の検出値に基づいて、精度よく第２角度θ２を算出することができる。
【００６７】
本実施の形態では、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、図９に示すように、第２系統の励磁巻線１０Ｂに印加される第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが最大値又は最小値になる基準タイミングＴＭ０に対して前後対称になる２つのタイミングＴＭ１、ＴＭ２で、周期的に第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを検出する。
【００６８】
また、前後対称になる２つのタイミングの間隔が、第２系統除去処理間隔ΔＴ２に設定されている。よって、次式に示すように、基準タイミングＴＭ０に対する前後２つのタイミングＴＭ１、ＴＭ２の間隔ΔＴＭ１２は、第２系統除去処理間隔ΔＴ２の半分に設定される。
ΔＴＭ１２＝ΔＴ２／２      ・・・（１５）
【００６９】
そして、第２系統の除去処理部５３Ｂは、前後対称になる２つのタイミングＴＭ１、ＴＭ２で検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値を互いに加算し、加算後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆに基づいて第２角度θ２を算出する。
【００７０】
この構成によれば、２つのタイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第２周期の成分は、図９に示すように、互いに位相が同じであり、プラスマイナスの符号が同じ同等の値になる。また、２つのタイミングＴＭ１、ＴＭ２の間隔は、第２系統除去処理間隔ΔＴ２に設定されているので、２つのタイミングＴＭ１、ＴＭ２で検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第１周期の成分は、互いに位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。よって、これらの加算後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆは、それぞれ、検出値に含まれる第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢ、Ｖ２Ｂ＿ＴＢの２倍値に相当する。
Ｖ１Ｂ＿Ｆ≒２×Ｖ１Ｂ＿ＴＢ
Ｖ２Ｂ＿Ｆ≒２×Ｖ２Ｂ＿ＴＢ        ・・・（１６）
このため、後述する式（１８）、式（１９）において、加算処理後の第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆと加算処理後の第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆとの比を算出することにより、２が通分されるため、第２角度θ２を精度よく算出できる。
【００７１】
第２系統の除去処理部５３Ｂは、例えば、図１０に示すように構成される。第２系統の除去処理部５３Ｂは、第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓを第２系統除去処理間隔ΔＴ２だけ遅延して出力する第１遅延器５３Ｂ１を備えており、基準タイミングＴＭ０に対して後のタイミングＴＭ２で、第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓと第１遅延器５３Ｂ１の出力Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄとを加算して、第１周期成分除去処理後の第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆを算出する。同様に、第２系統の除去処理部５３Ｂは、第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｓを第２系統除去処理間隔ΔＴ２だけ遅延して出力する第２遅延器５３Ｂ２を備えており、基準タイミングＴＭ０に対して後のタイミングＴＭ２で、第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｓと第２遅延器５３Ｂ２の出力Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄとを加算して、第１周期成分除去処理後の第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆを算出する。
【００７２】
本実施の形態では、次式に示すように、第２周期ＴＢは、第１周期ＴＡの２倍に設定されている。また、第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、第１周期の半周期ＴＡ／２に設定されている。よって、基準タイミングＴＭ０に対する前後２つのタイミングの間隔ΔＴＭ１２は、第１周期の４分の１ＴＡ／４に設定されている。
ＴＢ＝ＴＡ×２
ΔＴ２＝ＴＡ／２
ΔＴＭ１２＝ＴＡ／４              ・・・（１７）
【００７３】
また、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを、第２周期の４分の１周期ＴＢ／４毎に検出し、各検出タイミングは、第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが最大値又は最小値になる基準タイミングＴＭ０に対して前後対称になるように設定されている。
【００７４】
＜第２角度θ２の算出＞
実施の形態１と同様に、第２系統の角度算出部５４Ｂは、次式に示すように、第１周期成分除去処理後の第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆと、第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆとの比の、アークタンジェント（逆正接関数）を算出することにより、第２角度θ２を算出する。
θ２＝ｔａｎ−１（Ｖ１Ｂ＿Ｆ／Ｖ２Ｂ＿Ｆ）    ・・・（１８）
【００７５】
式（１６）に示したように、第１周期成分除去処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆは、それぞれ、検出値に含まれる第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢ、Ｖ２Ｂ＿ＴＢの２倍値に相当する。よって、式（１６）を式（１８）に代入した次式に示すように、検出値に含まれる第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢ、Ｖ２Ｂ＿ＴＢの比により、精度よく第２角度θ２を算出することができる。
θ２≒ｔａｎ−１｛（２×Ｖ１Ｂ＿ＴＢ）／（２×Ｖ２Ｂ＿ＴＢ）｝
＝ｔａｎ−１（Ｖ１Ｂ＿ＴＢ／Ｖ２Ｂ＿ＴＢ）    ・・・（１９）
【００７６】
３．実施の形態３
次に、実施の形態３に係る角度検出装置について説明する。上記の実施の形態１又は２と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る角度検出装置の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、レゾルバ１の構成が、実施の形態１又は２と異なる。図１１は、本実施の形態に係る角度検出装置の概略構成図である。
【００７７】
実施の形態１と同様に、レゾルバ１は、第１系統の励磁巻線１０Ａ、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａ、第２系統の励磁巻線１０Ｂ、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂを有している。また、第１系統の巻線と第２系統の巻線との間で磁気干渉が生じる。
【００７８】
しかし、本実施の形態では、実施の形態１と異なり、図１２にレゾルバ１の模式図を示すように、第１系統の励磁巻線１０Ａ及び第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａは、第１系統のステータ１３Ａに巻装され、第２系統の励磁巻線１０Ｂ及び第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂは、第２系統のステータ１３Ｂに巻装されている。第１系統のステータ１３Ａと第２系統のステータ１３Ｂとは、互いに軸方向に隣接して配置され、第１系統の巻線と第２系統の巻線との間で磁気干渉が生じる。なお、図１２において、第１系統のステータ１３Ａのティース及び巻線、第２系統のステータ１３Ｂのティース及び巻線は、図示を省略している。
【００７９】
第１系統のステータ１３Ａ及び第２系統のステータ１３Ｂは同軸上に、軸方向に隣接して配置され、第１系統のステータ１３Ａ及び第２系統のステータ１３Ｂの径方向内側には、一体的に形成されたロータ１４が配置されている。ロータ１４は、外周部に周方向に均等配置された複数の突出部を備えている。本実施の形態では、第１系統のステータ１３Ａの径方向内側に位置するロータの部分と、第２系統のステータ１３Ｂの径方向内側に位置するロータの部分とは、同じ突出部の形状を有している。なお、第１系統のステータ１３Ａの径方向内側のロータの部分と、第２系統のステータ１３Ｂの径方向内側のロータの部分とは、突出部の形状及び数が異なっていてもよく、一体回転するように連結された別体であってもよい。
【００８０】
第１系統のステータ１３Ａは、周方向に均等配置された複数のティースを備えている。第１系統の第１出力巻線１１１Ａと第１系統の第２出力巻線１１２Ａとは、それらの誘起交流電圧の振幅が相互に電気角で９０度異なるように、第１系統のステータ１３Ａの各ティースに分散して巻装されている。第１系統の励磁巻線１０Ａは、第１系統のステータ１３Ａの各ティースに分散して巻装されている。第２系統のステータ１３Ｂは、周方向に均等配置された複数のティースを備えている。第２系統の第１出力巻線１１１Ｂと第２系統の第２出力巻線１１２Ｂとは、それらの誘起交流電圧の振幅が相互に電気角で９０度異なるように、第２系統のステータ１３Ｂの各ティースに分散して巻装されている。第２系統の励磁巻線１０Ｂは、第２系統のステータ１３Ｂの各ティースに分散して巻装されている。なお、第１系統のステータ１３Ａのティース数と、第２系統のステータ１３Ｂのティース数とは、同じ数であってもよく、異なる数であってもよい。
【００８１】
このようなレゾルバ１の構成であっても、実施の形態１又は２の制御装置５０と同様の処理を行うことにより、系統間の磁気干渉が生じても、第１角度θ１及び第２角度θ２を精度よく検出できる。
【００８２】
〔その他の実施の形態〕
最後に、本開示のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００８３】
（１）上記の各実施の形態では、第１系統の除去処理部５３Ａは、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第２周期の成分を除去する第２周期成分除去処理として、今回の検出値と第１系統除去処理間隔ΔＴ１前の検出値との加算処理を行い、第２系統の除去処理部５３Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値に含まれる第１周期の成分を除去する第１周期成分除去処理として、今回の検出値と第２系統除去処理間隔ΔＴ２前の検出値との減算処理又は加算処理を行う場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第１系統の除去処理部５３Ａは、第２周期成分除去処理として、第２周期の成分を除去するハイパスフィルタ処理又はバンドストップフィルタ処理等の帯域除去フィルタ処理を行うように構成されてもよい。第２系統の除去処理部５３Ｂは、第１周期成分除去処理として、第１周期の成分を除去するローパスフィルタ処理又はバンドストップフィルタ処理等の帯域除去フィルタ処理を行うように構成されてもよい。
【００８４】
（２）上記の各実施の形態では、第１系統の処理部５１Ａ〜５４Ａ及び第２系統の処理部５１Ｂ〜５４Ｂは、１つの制御装置５０に備えられている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第１系統の処理部５１Ａ〜５４Ａが第１系統の制御装置に備えられ、第２系統の処理部５１Ｂ〜５４Ｂが第２系統の制御装置に備えられてもよく、第１系統及び第２系統の各処理部５１Ａ〜５４Ｂが、複数の制御装置に分散して備えられてもよい。
【００８５】
（３）上記の各実施の形態では、第１系統の出力信号検出部５２Ａは、第１系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａを、励磁交流電圧ＶＲＡが最大値になる第１周期ＴＡ毎に検出する場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第１系統の出力信号検出部５２Ａは、第１系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａを、励磁交流電圧ＶＲＡが最小値になる第１周期ＴＡ毎に検出してもよく、上述したように、交流電圧ＶＲＡが最大値及び最小値以外になる第１周期ＴＡ毎に検出してもよい。或いは、第１系統の出力信号検出部５２Ａは、励磁交流電圧ＶＲＡが最大値又は最小値になる第１周期の半周期ＴＡ／２毎に検出してもよい。或いは、第１系統の出力信号検出部５２Ａは、第１系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａを、第１周期ＴＡ及び第１周期の半周期ＴＡ／２と異なる周期（例えば、第１系統除去処理間隔ΔＴ１を１以上の整数で除算した周期）毎に検出してもよい。これらの場合も、第１系統の除去処理部５３Ａの第１遅延器５３Ａ１及び第２遅延器５３Ａ２は、入力信号を第１系統除去処理間隔ΔＴ１だけ遅延して出力する。
【００８６】
（４）上記の実施の形態１では、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを、励磁交流電圧ＶＲＢが最大値又は最小値になる第２周期の半周期ＴＢ／２毎に検出する場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、上述したように、励磁交流電圧ＶＲＢが最大値及び最小値以外になる第２周期の半周期ＴＢ／２毎に検出してもよい。或いは、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを、第２周期の半周期ＴＢ／２と異なる周期（例えば、第２系統除去処理間隔ΔＴ２を１以上の整数で除算した周期）毎に検出してもよい。この場合も、第２系統の除去処理部５３Ｂの第１遅延器５３Ｂ１及び第２遅延器５３Ｂ２は、入力信号を第２系統除去処理間隔ΔＴ２だけ遅延して出力する。
【００８７】
（５）上記の実施の形態２では、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを、第２周期の４分の１周期ＴＢ／４毎に検出し、各検出タイミングは、第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが最大値又は最小値になる基準タイミングＴＭ０に対して前後対称になるように設定されている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、励磁交流電圧ＶＲＢが最大値になる基準タイミングＴＭ０に対して前後対称になる２つのタイミングで、周期的に第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを検出してもよく、或いは、第２系統の出力信号検出部５２Ｂは、励磁交流電圧ＶＲＢが最小値になる基準タイミングＴＭ０に対して前後対称になる２つのタイミングで、周期的に第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを検出してもよい。また、前後対称になる２つのタイミングの間隔は、第２系統除去処理間隔ΔＴ２に設定されていれば、第２周期の４分の１ＴＢ／４以外の間隔に設定されていてもよい。これらの場合も、第２系統の除去処理部５３Ｂの第１遅延器５３Ｂ１及び第２遅延器５３Ｂ２は、入力信号を第２系統除去処理間隔ΔＴ２だけ遅延して出力し、第２系統の除去処理部５３Ｂは、基準タイミングＴＭ０に対して後のタイミングＴＭ２で、加算処理を行い、加算後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆを算出すればよい。
【００８８】
（６）上記の各実施の形態では、第１系統の励磁部５１Ａは、交流電圧指令と三角波との比較結果に基づいて、スイッチング素子をオンオフするＰＷＭ信号を生成する場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第１系統の励磁部５１Ａは、「”Ｈ”レベル（例えば５Ｖ）」と「”Ｌ”レベル（例えば０Ｖ）」の２値の電圧を交互に出力する第１周期ＴＡの矩形波信号を駆動回路により生成し、その出力をローパスフィルタ回路に入力し，ローパスフィルタ回路の出力を交流電圧ＶＲＡとして印加してもよい。
【００８９】
（７）上記の各実施の形態では、第２系統の励磁部５１Ｂは、交流電圧指令と三角波との比較結果に基づいて、スイッチング素子をオンオフするＰＷＭ信号を生成する場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第２系統の励磁部５１Ｂは、「”Ｈ”レベル（例えば５Ｖ）」と「”Ｌ”レベル（例えば０Ｖ）」の２値の電圧を交互に出力する第２周期ＴＢの矩形波信号を駆動回路により生成し、その出力をローパスフィルタ回路に入力し、ローパスフィルタ回路の出力を交流電圧ＶＲＢとして印加してもよい。
【００９０】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９１】
１  レゾルバ、１０Ａ  第１系統の励磁巻線、１０Ｂ  第２系統の励磁巻線、１１１Ａ  第１系統の第１出力巻線、１１２Ａ  第１系統の第２出力巻線、１１１Ｂ  第２系統の第１出力巻線、１１２Ｂ  第２系統の第２出力巻線、５０  制御装置、５１Ａ  第１系統の励磁部、５２Ａ  第１系統の出力信号検出部、５３Ａ  第１系統の除去処理部、５４Ａ  第１系統の角度算出部、５１Ｂ  第２系統の励磁部、５２Ｂ  第２系統の出力信号検出部、５３Ｂ  第２系統の除去処理部、５４Ｂ  第２系統の角度算出部、θ１  第１角度、θ２  第２角度、ＴＡ  第１周期、ＴＢ  第２周期、ΔＴ１  第１系統除去処理間隔、ΔＴ２  第２系統除去処理間隔、ＴＭ０  基準タイミング、Ｖ１Ａ＿Ｓ  第１系統の第１出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ２Ａ＿Ｓ  第１系統の第２出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄ  第１系統除去処理間隔前の第１系統の第１出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄ  第１系統除去処理間隔前の第１系統の第２出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ１Ａ＿Ｆ  第２周期成分除去処理後の第１系統の第１出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ２Ａ＿Ｆ  第２周期成分除去処理後の第１系統の第２出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ１Ａ＿ＴＡ  第１系統の第１出力巻線の出力信号に含まれる第１周期の成分、Ｖ１Ａ＿ＴＢ  第１系統の第１出力巻線の出力信号に含まれる第２周期の成分、Ｖ２Ａ＿ＴＡ  第１系統の第２出力巻線の出力信号に含まれる第１周期の成分、Ｖ１Ｂ＿Ｓ  第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ２Ｂ＿Ｓ  第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄ  第２系統除去処理間隔前の第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄ  第２系統除去処理間隔前の第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ１Ｂ＿Ｆ  第１周期成分除去処理後の第２系統の第１出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ２Ｂ＿Ｆ  第１周期成分除去処理後の第２系統の第２出力巻線の出力信号の検出値、Ｖ１Ｂ＿ＴＡ  第２系統の第１出力巻線の出力信号に含まれる第１周期の成分、Ｖ１Ｂ＿ＴＢ  第２系統の第１出力巻線の出力信号に含まれる第２周期の成分、Ｖ２Ｂ＿ＴＡ  第２系統の第２出力巻線の出力信号に含まれる第１周期の成分
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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