CN112311291B - 旋转角检测装置、旋转角推定装置以及车载电动机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转角检测装置，即使在从旋转角传感器输出的多个检测信号中的一个检测信号成为异常的情况下也能够计算出正确的旋转角。旋转角检测装置(100)包括：对从旋转角传感器(2)输出的三相检测信号进行校正，对满足预定关系的三相校正检测信号进行输出的校正器(10)；对三相检测信号的各个检测信号有无异常进行判定的异常判定器(20)；以及基于三相校正检测信号来计算检测旋转角的旋转角计算器。在通过异常判定器(20)判定为仅三相检测信号中的任意一个检测信号为异常的情况下，旋转角计算器(30)基于与三相检测信号中的剩余两个检测信号分别对应的两个校正检测信号来计算检测旋转角(θd)。

Description

旋转角检测装置、旋转角推定装置以及车载电动机控制系统

技术领域

本发明涉及旋转角检测装置，尤其涉及基于从旋转角传感器输出的检测信号来计算旋转角的旋转角检测装置。另外，本发明还涉及与该旋转角检测装置相组合而使用的旋转角推定装置。并且，本发明还涉及包括该旋转角检测装置和该旋转角推定装置的车载电动机控制系统。

背景技术

以往，已知下述技术：基于从对电动机的旋转角进行检测的旋转角传感器输出的检测信号来检测旋转角(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5014901号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

例如，在根据从旋转角传感器输出的三个模拟检测信号按照预定好的计算步骤来计算旋转角的旋转角检测装置中，考虑因噪声的混入等而使得三个检测信号中的一个检测信号成为异常这一情况。此时，基于包含这些异常的检测信号在内的三个检测信号所计算的旋转角成为不正确的旋转角。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种旋转角检测装置，该旋转角检测装置即使在从旋转角传感器输出的多个检测信号中的一个检测信号成为异常的情况下，也能够计算正确的旋转角。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题，本发明所涉及的旋转角检测装置包括：校正器，该校正器对从旋转角传感器输出的三相检测信号进行校正，对满足预定关系的三相校正检测信号进行输出；异常判定器，该异常判定器对三相检测信号的各个检测信号有无异常进行判定；以及旋转角计算器，该旋转角计算器基于三相校正检测信号来计算检测旋转角，在通过异常判定器判定为仅三相检测信号中的任意一个检测信号为异常的情况下，旋转角计算器基于与三相检测信号中的剩余两个检测信号分别对应的两个校正检测信号，来计算检测旋转角。

发明效果

根据本发明所涉及的旋转角检测装置，即使在从旋转角传感器输出的多个检测信号中的一个检测信号成为异常的情况下，也能够计算正确的旋转角。

附图说明

图1是示出包含本发明实施方式1所涉及的旋转角检测装置在内的电动机控制系统的结构的图。

图2是示出图1的旋转角推定装置的内部结构的图。

图3是示出图1的旋转角检测装置的内部结构的图。

图4是示出图3的异常判定器的内部结构的图。

图5是示出图3的旋转角计算器的内部结构的图。

图6是在实施方式1中、表示三相检测信号全部正常的情况下的三相校正检测信号的时间变化的图。

图7是表示基于图6所示的三相校正检测信号所输出的检测旋转角的时间变化的图。

图8是在实施方式1中、表示U相检测信号中发生了异常的情况下的三相校正检测信号的时间变化的图。

图9是示出了利用作为专用硬件的处理电路来实现本发明实施方式1所涉及的旋转角检测装置和旋转角推定装置的各功能这一情况的结构图。

图10是示出了由具备了处理器和存储器的处理电路来实现本发明实施方式1所涉及的旋转角检测装置和旋转角推定装置的各功能这一情况的结构图。

具体实施方式

以下，对于本申请公开的旋转角检测装置的实施方式，参照附图进行详细说明。然而，以下所示的实施方式为一个示例，本申请发明并不限于这些实施方式。

实施方式1.

图1是示出包含本发明实施方式1所涉及的旋转角检测装置100的电动机控制系统的结构的图。这样的电动机控制系统尤其优选为车载电动机控制系统。应予说明，这里的车载电动机是指搭载于车辆并使该车辆的行驶驱动力产生的电动机、即EV(ElectricVehicle:电动车)用电动机、EV用轮毂电动机、PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle：插电式混合动力汽车)用电动机等。然而，本实施方式1所涉及的旋转角检测装置100的用途并不限于车载电动机控制系统。

图1的电动机控制系统包括电动机1、旋转角传感器2、电源装置3、电压传感器4、旋转角检测装置100、旋转角推定装置200以及控制装置5。

电动机1通过从控制装置5输出的三相交流电流来驱动。另外，在电动机1的旋转轴安装有正弦波形状的未图示的转子板。

旋转角传感器2输出与电动机1的旋转角对应的三相模拟检测信号。详细而言，旋转角传感器2具有被配置为包围电动机1的转子板、并测定与转子板的距离的、三个距离传感器2u、2v及2w。

电动机1的转子板为正弦波形状，从而从三个距离传感器2u、2v及2w分别输出的三相检测信号成为振幅大致相等的正弦波。具体而言，距离传感器2u输出正弦波的检测信号Sig_u。距离传感器2v输出正弦波的检测信号Sig_v。距离传感器2w输出正弦波的检测信号Sig_w。

另外，通过调整各距离传感器2u、2v及2w的各安装角度，从而使得各检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w的相位在电气角上大致错开120度。

电源装置3经由电源线L1和GND线L2，向旋转角传感器2提供动作功率。另外，电源装置3具有对自身的故障进行检测的自诊断功能。电源装置3输出示出自诊断的结果的诊断信号Diag。在自诊断的结果为正常的情况下，诊断信号Diag的值成为0，在自诊断的结果为异常的情况下，诊断信号Diag的值成为1。

电压传感器4对电源线L1的电压V进行检测。

旋转角检测装置100基于从旋转角传感器2输出的三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w、由电压传感器4检测的电源线L1的电压V、以及从电源装置3输出的诊断信号Diag，来对电动机1的旋转角进行检测。之后，将由旋转角检测装置100检测的电动机1的旋转角称为“检测旋转角θd”。

旋转角推定装置200为PLL(Phase Locked Loop:锁相环)型的滤波电路，基于从旋转角检测装置100输出的检测旋转角θd，对电动机1的旋转角进行推定。通过相当于旋转角推定装置200中的低通滤波器的处理，从由旋转角推定装置200所推定的旋转角中去除与检测旋转角θd重叠的噪声。之后，将由旋转角检测装置200所推定的电动机1的旋转角称为“推定旋转角θe”。

图2是示出旋转角推定装置200的内部结构的图。旋转角推定装置200包括相位差计算器40、旋转速度推定器50以及旋转角推定器60。

相位差计算器40对检测旋转角θd与推定旋转角θe之间的相位差Θ进行计算。另外，将从旋转角检测装置100输出的多个相异常信号输入至相位差计算器40。

将在后面进行详细阐述，但在从旋转角传感器2输出的三相检测信号中的多个检测信号为异常的情况下多个相异常信号的值成为1。对此，在从旋转角传感器2输出的三相检测信号全部为正常的情况、以及三相检测信号中仅一个检测信号为异常的情况下，多个相异常信号的值成为0。

相位差计算器40在多个相异常信号的值为0的情况下，输出检测旋转角θd与推定旋转角θe之间的相位差Θ＝∣θd－θe∣,在多个相异常信号的值为1的情况下输出相位差Θ＝0。

旋转速度推定器50通过对从相位差计算器40输出的相位差Θ执行比例积分运算，从而来计算推定旋转速度ωe。

旋转角推定器60通过对从旋转速度推定器50输出的推定旋转速度ωe执行积分运算，从而计算推定旋转角θe.

返回至图1，控制装置5基于从旋转角推定装置200输出的推定旋转角θe来控制提供给电动机1的三相交流电流，从而控制电动机1的旋转。

接着，对本发明的本实施方式1所涉及的旋转角检测装置100的详细结构进行说明。

图3是示出旋转角检测装置100的内部结构的图。旋转角检测装置100包括校正器10、异常判定器20以及旋转角计算器30。

校正器10对从旋转角传感器2输出的三相检测信号Sig_u、Sig_v以及Sig_w进行校正，并对满足预定关系的三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc以及Sig_wc进行计算。

详细而言，校正器10通过对三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w执行以下校正运算，从而计算三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc。

Sig_uc＝(Sig_u+D_u)*Gain_u

Sig_vc＝(Sig_v+D_v)*Gain_v

Sig_wc＝(Sig_w+D_w)*Gain_w

在上式中，D_u为从预定的基准电压D中减去U相检测信号Sig_u在一周期中的平均电压后而得到的值。同样地，D_v为从基准电压D中减去V相检测信号Sig_v在一周期中的平均电压后而得到的值。同样地，D_w为从基准电压D中减去W相检测信号Sig_w在一周期中的平均电压而得到的值。

另外，这些参数D_u、D_v以及D_w的各值在三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w全部为正常状态时预先被计算出并储存。之后，在通过后续所述的异常判定器20判定为三相检测信号全部为正常状态的情况下，这些参数的各值被更新。另一方面，在通过异常判定器20未判定为三相检测信号全部为正常状态的情况下，这些参数的各值未被更新。

另外，在上式中，Gain_u为将U相检测信号Sig_u在一周期中的最高电压与最低电压之间的差除以预定的基准振幅值而得到的值。同样地，Gain_v为将V相检测信号Sig_v在一周期中的最高电压与最低电压之间的差除以基准振幅值而得到的值。同样地，Gain_w为将W相检测信号Sig_w在一周期中的最高电压与最低电压之间的差除以基准振幅值而得到的值。

另外，这些参数Gain_u、Gain_v及Gain_w的各值在三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w全部为正常状态时预先被计算出并储存。之后，在通过后续所述的异常判定器20判定为三相检测信号全部为正常状态的情况下，这些参数的各值被更新。另一方面，在通过异常判定器20未被判定为三相检测信号全部为正常状态的情况下，这些参数的各值未被更新。

如上述那样所计算出的三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc的各振幅准确地相等。另外，三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc的各相位在电气角上分别准确地错开120度。

因此，在各时刻，三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc的总和成为固定值，以下关系始终成立。

(Sig_uc-D)+(Sig_vc-D)+(Sig_wc-D)＝0

异常判定器20基于三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w、由电压传感器4检测的电源线L1的电压V、以及从电源装置3输出的诊断信号Diag，对三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w的各个检测信号有无异常、以及多个相的异常是否存在进行判定。

异常判定器20输出示出三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w的各个检测信号有无异常的异常相信息、与示出多个相的异常是否存在的多个相异常信号。

图4是示出异常判定器20的内部结构的图。异常判定器20包含U相判定电路21u、V相判定电路21v、W相判定电路21w、耦合电路22、加法电路23、断路监视电路24、MAX电路25、比例电路26、MAX电路27以及比较电路28。

U相判定电路21u对U相检测信号Sig_u有无异常进行判定。详细而言，U相判定电路21u对检测信号Sig_u的电压是否在规定范围内进行判定。在检测信号Sig_u的电压在规定范围内的情况下，U相判定电路21u的输出值成为表示正常的0，在检测信号Sig_u的电压不在规定范围内的情况下，U相判定电路21u的输出值成为表示异常的1。

V相判定电路21v对V相检测信号Sig_v有无异常进行判定。详细而言，V相判定电路21v对检测信号Sig_v的电压是否在规定范围内进行判定。在检测信号Sig_v的电压在规定范围内的情况下，V相判定电路21v的输出值成为表示正常的0，在检测信号Sig_v的电压不在规定范围内的情况下，V相判定电路21v的输出值成为表示异常的1。

W相判定电路21w对W相检测信号Sig_w有无异常进行判定。详细而言，W相判定电路21w对检测信号Sig_w的电压是否在规定范围内进行判定。在检测信号Sig_w的电压在规定范围内的情况下，W相判定电路21w的输出值成为表示正常的0，在检测信号Sig_w的电压不在规定范围内的情况下，W相判定电路21w的输出值成为表示异常的1。

耦合电路22对从U相判定电路21u、V相判定电路21v及W相判定电路21w分别输出的三个输出值进行耦合，生成异常相信息。具体而言，异常相信息为具有三个要素的排列。例如，在异常相信息为“1”“0”“1”的情况下，意味着仅从旋转角传感器2输出的V相检测信号Sig_v为正常，U相检测信号Sig_u和W相检测信号Sig_w均为异常。

加法电路23输出对从U相判定电路21u、V相判定电路21v及W相判定电路21w分别输出的三个输出值进行相加而得到的结果。在上述的例子、即异常相信息为“1”“0”“1”的情况下，加法电路23的输出值成为1+0+1＝2。

断路监视电路24基于由电压传感器4检测的电源线L1的电压V，对电源线L1和GND线L2的断路进行检测。详细而言，本实施方式1中，构成为在电源装置3与旋转角传感器2之间的电源线L1和GND线L2的至少一方发生断路的情况下，将电源线L1的电压V固定在规定范围外。在由电压传感器4检测的电压V在规定范围内的情况下，断路监视电路24的输出值成为表示没有断路的0,在电压V不在规定范围内的情况下，断路监视电路24的输出值成为表示有断路的1。

MAX电路25输出断路监视电路24的输出值、与从电源装置3输出的诊断信号Diag的值中较大一方的值。例如，在断路监视电路24的输出值为1、诊断信号Diag的值为0的情况下，MAX电路25的输出值成为max{0，1}＝1。

比例电路26输出对MAX电路25的输出值乘以常数3而得到的结果。例如，在MAX电路25的输出值为1的情况下，比例电路26的输出值成为1×3＝3。

MAX电路27输出加法电路23的输出值与比例电路26的输出值中较大一方的值。例如，在加法电路23的输出值为2、比例电路26的输出值为3的情况下，MAX电路27的输出值成为max{2，3}＝3。

比较电路28将MAX电路27的输出值和常数2进行比较，基于输出值是否为2以上，来输出多个相异常信号。详细而言，在MAX电路27的输出值为2以上的情况下，比较电路28输出1作为多个相异常信号，在MAX电路27的输出值小于2的情况下，比较电路28输出0作为多个相异常信号。

多个相异常信号示出在从旋转角传感器2输出的三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w中多个相是否存在异常。在多个相存在异常的情况下，多个相异常信号的值成为1，在多个相不存在异常的情况下，多个相异常信号的值成为0。例如，在仅从旋转角传感器2输出的V相检测信号Sig_v为正常、U相检测信号Sig_u和W相检测信号Sig_w均为异常的情况下，多个相异常信号的值成为1。

返回至图3，旋转角计算器30基于从校正器10输出的三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc、与从异常判定部20输出的异常相信息和多个相异常信号，来计算检测旋转角θd。

图5是示出旋转角计算装置30的内部结构的图。旋转角计算器30包含第1旋转角计算电路31、第2旋转角计算电路32、第3旋转角计算电路33、第4旋转角计算电路34以及第5旋转角计算电路35。另外，旋转角计算器30包含运算选择电路36、输出选择电路37。

第1旋转角计算电路31基于三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc，来计算第1旋转角θ1。

详细而言，第1旋转角计算电路31按照以下的步骤来计算第1旋转角θ1。

首先，第1旋转角计算电路31根据三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc按照下式来计算二相信号a1和b1。

a1＝Sig_uc-(1/2)*Sig_vc-(1/2)*Sig_wc

b1＝(√3/2)*Sig_vc-(√3/2)*Sig_wc

接着，第1旋转角计算电路31对上述二相信号a1和b1的振幅和相位进行校正。具体而言，第1旋转角计算电路31根据二相信号a1和b1按照下式来计算校正二相信号a2和b2。

a2＝(a1-da1)

b2＝kab1(b1-db1)

然而，在上式中，da1和db1为预定的直流偏移校正系数。另外，kab1为预定的振幅校正系数。这些系数的值基于正常状态下的三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc而事先被计算出并储存。

接着，第1旋转角计算电路31根据上述校正二相信号a2和b2按照下式，来计算和差信号a3和b3。

a3＝a2+b2

b3＝a2-b2

接着，第1旋转角计算电路31根据上述和差信号a3和b3按照下式，来计算校正和差信号a4和b4。

a4＝a3

b4＝kab3*b3

然而，在上式中，kab3为预定的振幅校正系数，基于正常状态下的三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc而事先被计算出并储存。

最后，第1旋转角计算电路31根据上述校正和差信号a4和b4按照下式，来计算第1旋转角θ1。

θ1＝arctan(a4/b4)

另外，第2旋转角计算电路32基于V相校正检测信号Sig_vc和W相校正检测信号Sig_wc，来计算第2旋转角θ2。

详细而言，第2旋转角计算电路32按照以下的步骤来计算第2旋转角θ2。

首先，如上所述，对于三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc，以下关系始终成立。

(Sig_uc-D)+(Sig_vc-D)+(Sig_wc-D)＝0

若对Sig_uc求解该关系式，则可得到下式。

Sig_uc＝3*D-(Sig_vc+Sig_wc)

第2旋转角计算电路32根据V相校正检测信号Sig_vc及W相校正检测信号Sig_wc，按照上式来计算U相校正检测信号Sig_uc。

以后的处理与第1旋转角计算电路31相同。

另外，第3旋转角计算电路33基于U相校正检测信号Sig_uc和W相校正检测信号Sig_wc，来计算第3旋转角θ3。

详细而言，第3旋转角计算电路33根据U相校正检测信号Sig_uc和W相校正检测信号Sig_wc，按照下式来计算V相的校正检测信号Sig_vc。

Sig_vc＝3*D-(Sig_uc+Sig_wc)

以后的处理与第1旋转角计算电路31相同。

另外，第4旋转角计算电路34基于U相校正检测信号Sig_uc和V相校正检测信号Sig_vc，来计算第4旋转角θ4。

详细而言，第4旋转角计算电路34根据U相的校正检测信号Sig_uc和V相的校正检测信号Sig_vc，按照下式来计算W相的校正检测信号Sig_wc。

Sig_wc＝3*D-(Sig_uc+Sig_vc)

以后的处理与第1旋转角计算电路31相同。

另外，第5旋转角计算电路35输出0作为第5旋转角θ5。

另外，运算选择电路36基于从异常判定器20输出的异常相信息和多个相异常信号，从上述第1～第5的旋转角计算电路中择一地选择实际执行运算的电路。

详细而言，运算选择电路36在异常相信息为“0”“0”“0”、且多个相异常信号的值为0的情况下，判断为从旋转角传感器2输出的三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w全部为正常。

此时，运算选择电路36对第1旋转角计算电路31发出执行运算的指示，并对输出选择电路37发出将由第1旋转角计算电路31计算出的第1旋转角θ1作为检测旋转角θd来输出的指示。

另外，运算选择电路36在异常相信息为“1”“0”“0”、且多个相异常信号的值为0的情况下，判断为仅从旋转角传感器2输出的U相检测信号Sig_u为异常。

此时，运算选择电路36对第2旋转角计算电路32发出执行运算的指示，并对输出选择电路37发出将由第2旋转角计算电路32计算出的第2旋转角θ2作为检测旋转角θd来输出的指示。

另外，运算选择电路36在异常相信息为“0”“1”“0”、且多个相异常信号的值为0的情况下，判断为仅从旋转角传感器2输出的V相检测信号Sig_v为异常。

此时，运算选择电路36对第3旋转角计算电路33发出执行运算的指示，并对输出选择电路37发出将由第3旋转角计算电路33计算出的第3旋转角θ3作为检测旋转角θd来输出的指示。

另外，运算选择电路36在异常相信息为“0”“0”“1”、且多个相异常信号的值为0的情况下，判断为仅从旋转角传感器2输出的W相检测信号Sig_w为异常。

此时，运算选择电路36对第4旋转角计算电路34发出执行运算的指示，并对输出选择电路37发出将由第4旋转角计算电路34计算出的第4旋转角θ4作为检测旋转角θd来输出的指示。

另外，运算选择电路36在多个相异常信号的值为1的情况下，判断为从旋转角传感器2输出的多个相的检测信号为异常。

此时，运算选择电路36对第5旋转角计算电路35发出输出第5旋转角θ5＝0的指示，并对输出选择电路37发出将从第5旋转角计算电路35输出的第5旋转角θ5＝0作为检测旋转角θd来输出的指示。

接着，对本发明实施方式1所涉及的旋转角检测装置100的动作进行说明。

图6是表示在从旋转角传感器2输出的三相检测信号Sig_u、Sig_v及Sig_w全部为正常的情况下，从旋转角检测装置100的校正器10输出的三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc的时间变化的图。

图6中，三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc分别具有2.5V的偏移电压，振幅为从-1V至+1V。另外，三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc以及Sig_wc在电气角上分别错开120度。

图7是表示基于图6所示的三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc以及Sig_wc,从旋转角检测装置100输出的检测旋转角θd的时间变化的图。

另外，图8是表示在时刻t＝1.5秒时U相检测信号Sig_u发生了异常的情况下的、三相校正检测信号Sig_uc、Sig_vc及Sig_wc的时间变化的图。

在时刻t＝1.5秒时，检测信号Sig_u的值因内置于旋转角传感器2的未图示的上拉电路而发生急剧变化。从校正器10输出的校正检测信号Sig_uc的值也随之而急剧变化为+5V。

此时，异常判定器20中所包含的U相判定电路21u的输出值因检测信号Sig_u的电压不在规定范围内而成为表示异常的1。其结果是，从异常判定器20输出的异常相信息成为“1”“0”“0”。另外，从异常判定器20输出的多个相异常信号的值保持0不变。

由于异常相信息为“1”“0”“0”、且多个相异常信号的值为0，因此运算选择电路36判断为仅U相的检测信号Sig_u为异常。因此，运算选择电路36对第2旋转角计算电路32发出执行运算的指示，并对输出选择电路37发出将由第2旋转角计算电路32计算的第2旋转角θ2作为检测旋转角θd来输出的指示。

图8的时刻t＝1.5秒之后的虚线为基于校正检测信号Sig_vc和Sig_wc且由第2旋转角计算电路32计算出的U相校正检测信号Sig_uc。

如上述说明那样，本发明实施方式1所涉及的旋转角检测装置100包括：校正器10，该校正器10对从旋转角传感器2输出的三相检测信号进行校正，对满足预定关系的三相校正检测信号进行输出；异常判定器20，该异常判定器20对三相检测信号的各个检测信号有无异常进行判定；以及旋转角计算器30，该旋转角计算器30基于三相校正检测信号来计算检测旋转角θd。

在通过异常判定器20判定为仅三相检测信号中的任意一个检测信号为异常的情况下，旋转角计算器30基于与三相检测信号中的剩余两个检测信号分别对应的两个校正检测信号，来计算检测旋转角θd。

根据上述特征，本发明实施方式1所涉及的旋转角检测装置100中，即使在从旋转角传感器2输出的多个检测信号中的一个检测信号成为异常的情况下，也能够计算正确的检测旋转角θd。

尤其优选三相校正检测信号在各时刻的总和成为固定值，或者三相校正检测信号的相位在电气角上分别错开120度。由此，旋转角检测装置100能够进一步高精度地进行基于上述两个校正检测信号的检测旋转角θd的计算。

另外，对于三相检测信号的各个检测信号，在该检测信号的电压不在设定范围内的情况下，异常判定器20判定为该检测信号为异常。由此，旋转角检测装置100能够没有时间延迟且高速地进行三相检测信号有无异常的判定。

另外，在通过异常判定器20判定为三相检测信号中的多个检测信号为异常的情况下，旋转角计算器30输出0作为检测旋转角θd。由此，旋转角检测装置100即使在多个检测信号成为异常的情况下，也能够持续进行检测旋转角θd的输出。

另外，即使在旋转角传感器2与电源装置3之间的电源线L1和GND线L2中的至少一方断路的情况下，异常判定器20也判定为三相检测信号中的多个检测信号为异常。在电源线L1和GND线L2中的至少一方断路的情况下，从旋转角传感器2输出的三相检测信号全部成为异常。即使在这样的情况下，旋转角检测装置100也能够持续进行检测旋转角θd的输出。

另外，即使在电源装置3发生了故障的情况下，异常判定器20也判定为三相检测信号中的多个检测信号为异常。在向旋转角传感器2提供动作功率的电源装置3发生了故障的情况下，从旋转角传感器2输出的三相检测信号全部为异常。即使在这样的情况下，旋转角检测装置100也能够继续进行检测旋转角θd的输出。

另外，在通过异常判定器20判定为三相检测信号全部为正常的情况下，校正器10对用于校正三相检测信号的参数D_u、D_v及D_w、以及Gain_u、Gain_v及Gain_w进行计算并储存。另一方面，在通过异常判定器20未判定为三相检测信号全部为正常的情况下，校正器10不对上述参数进行计算及储存。由此，能够防止基于异常的检测信号来计算不适当的参数这一情况。另外，通过异常判定器20判定为三相检测信号全部为正常的情况具体而言是指异常相信息为“0”“0”“0”、且多个相异常信号的值为0的情况。

另外，本实施方式1所涉及的旋转角推定装置200与上述的旋转角检测装置100相组合而使用。旋转角推定装置200包括：相位差计算器40，该相位差计算器40对检测旋转角θd与推定旋转角θe之间的相位差Θ进行计算；旋转速度推定器50，该旋转速度推定器50基于相位差Θ来对推定旋转速度ωe进行推定；以及旋转角推定器60，该旋转角推定器60基于推定旋转速度ωe来对推定旋转角θe进行推定。

在通过旋转角检测装置100的异常判定器20判定为三相检测信号中的多个检测信号为异常的情况下，旋转角推定装置200的相位差计算器40输出0来作为相位差Θ。

在现有技术所涉及的PLL型的旋转数推定装置中，存在下述问题：若从前级输入的检测旋转角θd成为异常，则导致推定旋转速度ωe急剧变化。对此，在本实施方式1所涉及的旋转角推定装置200中，若从前级输入的检测旋转角θd成为异常，则相位差Θ被固定为0。其结果是，推定旋转速度ωe被固定为之前输出的固定值。由此，能防止推定旋转速度ωe的急剧变化。

另外，上述实施方式1所涉及的旋转角检测装置100和旋转角推定装置200中的各功能由处理电路来实现。实现各功能的处理电路可以是专用硬件，也可以是执行存储器中所存储的程序的处理器。图9是示出了利用作为专用硬件的处理电路1000来实现本发明实施方式1所涉及的旋转角检测装置100和旋转角推定装置200的各功能这一情况的结构图。另外，图10是示出了由具备了处理器2001和存储器2002的处理电路2000来实现本发明实施方式1所涉及的旋转角检测装置100和旋转角推定装置200的各功能这一情况的结构图。

在处理电路是专用硬件的情况下，处理电路1000例如与单一电路、复合电路、程序化后的处理器、并联程序化后的处理器、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit：专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)或它们的组合相对应。电动机控制装置的各部分的功能可以分别由个别的处理电路1000来实现，也可以由处理电路1000汇总各部分的功能来实现。

另一方面，在处理电路为处理器2001的情况下，电动机控制装置的各部分的功能由软件、固件或软件和固件的组合来实现。软件和固件记述为程序，存储于存储器2002中。处理器2001读取储存于存储器2002的程序并执行，从而实现各部分的功能。即，电动机控制装置包括在由处理电路2000执行时用于存储结果为执行上述各控制的程序的存储器2002。

这些程序也可以是使计算机执行上述各部分的步骤或方法的内容。这里，存储器2002例如相当于RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory：可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory：电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器。另外，磁盘、软盘、光盘、压缩磁盘、小型磁盘、DVD等也相当于存储器2002。

另外，对于上述各部分的功能，可以用专用硬件来实现一部分功能，并用软件或固件来实现一部分功能。

由此，处理电路可以利用硬件、软件、固件或它们的组合来实现上述各功能。

标号说明

2旋转角传感器、3电源装置、10校正器、20异常判定器、30旋转角计算器、40相位差计算器、50旋转速度推定器、60旋转角推定器、100旋转角检测装置、200旋转角推定装置。

Claims (11)

1.一种旋转角检测装置，其特征在于，包括：

校正器，该校正器对从旋转角传感器输出的三相检测信号进行校正，对满足预定关系的三相校正检测信号进行输出；

异常判定器，该异常判定器对所述三相检测信号的各个检测信号有无异常进行判定；以及

旋转角计算器，该旋转角计算器基于所述三相校正检测信号来计算检测旋转角，

在通过所述异常判定器判定为仅所述三相检测信号中的任意一个检测信号为异常的情况下，所述旋转角计算器基于与所述三相检测信号中的剩余两个检测信号分别对应的两个所述校正检测信号，来计算所述检测旋转角，

所述预定关系中，在各时刻的所述三相校正检测信号的总和成为固定值。

2.如权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，

所述三相校正检测信号的各振幅相等，并且，所述三相校正检测信号的各相位在电气角上分别错开120度。

3.如权利要求1所述的旋转角检测装置，其特征在于，

对于所述三相检测信号的各个检测信号，所述异常判定器在该检测信号不在设定电压范围内的情况下判定为该检测信号为异常。

4.如权利要求1至3的任一项所述的旋转角检测装置，其特征在于，

在通过所述异常判定器判定为所述三相检测信号中的多个检测信号为异常的情况下，所述旋转角计算器输出0作为所述检测旋转角。

5.如权利要求4所述的旋转角检测装置，其特征在于，

即使在所述旋转角传感器与向该旋转角传感器提供动作功率的电源装置之间的电源线和GND线中的至少一个断路的情况下，所述异常判定器也判定为所述三相检测信号中的多个检测信号为异常。

6.如权利要求5所述的旋转角检测装置，其特征在于，

即使在所述电源装置发生了故障的情况下，所述异常判定器也判定为所述三相检测信号中的多个检测信号为异常。

7.如权利要求1至3的任一项所述的旋转角检测装置，其特征在于，

在通过所述异常判定器判定为所述三相检测信号全部为正常的情况下，所述校正器对用于校正所述三相检测信号的参数进行计算并储存，在通过所述异常判定器未判定为所述三相检测信号全部为正常的情况下，所述校正器不对用于校正所述三相检测信号的所述参数进行计算及储存。

8.一种车载电动机控制系统，其特征在于，

包括权利要求1至7的任一项所述的旋转角检测装置。

9.一种旋转角推定装置，其特征在于，

与权利要求1至7的任一项所述的旋转角检测装置相组合并使用，该旋转角推定装置包括：

相位差计算器，该相位差计算器对所述检测旋转角与推定旋转角之间的相位差进行计算；

旋转速度推定器，该旋转速度推定器基于所述相位差，对推定旋转速度进行推定；以及

旋转角推定器，该旋转角推定器基于所述推定旋转速度，对所述推定旋转角进行推定并反馈至所述相位差计算器。

10.如权利要求9所述的旋转角推定装置，其特征在于，

在通过所述旋转角检测装置的所述异常判定器判定为所述三相检测信号中的多个检测信号为异常的情况下，所述相位差计算器输出0作为所述相位差。

11.一种车载电动机控制系统，其特征在于，

包括权利要求9或10所述的旋转角推定装置。