JP2008170178A - Resolver system and electric power steering apparatus using the same - Google Patents

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JP2008170178A JP2007001377A JP2007001377A JP2008170178A JP 2008170178 A JP2008170178 A JP 2008170178A JP 2007001377 A JP2007001377 A JP 2007001377A JP 2007001377 A JP2007001377 A JP 2007001377A JP 2008170178 A JP2008170178 A JP 2008170178A
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Takashi Asano
貴嗣 浅野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resolver system and an electric power steering apparatus, capable of improving the detection accuracy of the rotation angle to be detected by a resolver. <P>SOLUTION: In the resolver system of the electric power steering apparatus, a CPU 61 acquires amplitude values Asin&theta;+N, Acos&theta;+N of output signals that are output from a first resolver and the like by using an amplitude calculating section 61a, compensates the amplitude values Asin&theta;+N, Acos&theta;+N acquired by the amplitude calculating section 61a, by using a compensated value outputting section 61c which subtracts an error value N (=N') therefrom due to the noise induced in an input-side detection coil or an output-side detection coil by fluxes generated by a rotary transformer, and calculates the rotation angle &theta; of a rotor relative to a stator, based on the compensated amplitude values Asin&theta;, Acos&theta; by using an arc tangent calculating section 61f. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、レゾルバとその信号処理部とを備えるレゾルバシステムおよびこれを用いた電気式動力舵取装置に関するものである。   The present invention relates to a resolver system including a resolver and a signal processing unit thereof, and an electric power steering apparatus using the resolver system.

ステータ(固定子)に設けられる一次側コイルと該一次側コイルに対向してロータ(回転子)に設けられる二次側コイルとからなる回転トランスを有するレゾルバにおいては、回転トランスから漏れ出る磁束(以下「漏れ磁束」という)が、ロータやステータの鉄心あるいはこれらに巻回されている入力コイルや出力コイルに干渉し易い。これは、ロータに一次側コイルが設けられ、ステータに二次側コイルが設けられている場合においても、同様である。   In a resolver having a rotary transformer composed of a primary side coil provided on a stator (stator) and a secondary side coil provided on a rotor (rotor) facing the primary side coil, magnetic flux leaking from the rotary transformer ( (Hereinafter referred to as “leakage magnetic flux”) easily interferes with the iron cores of the rotor and the stator or the input coils and output coils wound around them. The same applies to the case where the rotor is provided with the primary side coil and the stator is provided with the secondary side coil.

このような回転トランスからの漏れ磁束がステータの鉄心等に干渉すると、レゾルバの出力信号に誘導ノイズとなって重畳されてしまうため、回転角の検出精度に悪影響を与えることがある。このため、下記特許文献1に開示される「ブラシレスタイプ回転検出装置」の発明では、回転トランスとステータの鉄心等との間に磁気を遮蔽し得るステータ磁気遮蔽部を設けることにより、回転トランスからの漏れ磁束がステータの鉄心等に干渉し難くして、漏れ磁束が出力信号に与える影響を抑制している。
特開2005−102374号公報
If such a leakage magnetic flux from the rotary transformer interferes with the stator core or the like, it is superimposed on the output signal of the resolver as induction noise, which may adversely affect the rotational angle detection accuracy. For this reason, in the invention of the “brushless type rotation detection device” disclosed in Patent Document 1 below, by providing a stator magnetic shield that can shield magnetism between the rotary transformer and the iron core of the stator, This prevents the leakage magnetic flux from interfering with the stator iron core and the like, thereby suppressing the influence of the leakage magnetic flux on the output signal.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-102374

しかしながら、上記特許文献1により開示される技術のように、回転トランスとステータの鉄心等との間にステータ磁気遮蔽部を設けたとしても、回転トランスからの漏れ磁束を完全に遮蔽することは難しい。このため、ステータ磁気遮蔽部により遮蔽しきれなかった漏れ磁束の一部がステータの鉄心等に干渉することで、回転角の検出精度を低下させるおそれがあるという問題が生じる。   However, even if a stator magnetic shield is provided between the rotary transformer and the iron core of the stator as in the technique disclosed in Patent Document 1, it is difficult to completely shield the leakage magnetic flux from the rotary transformer. . For this reason, there is a problem that a part of the leakage magnetic flux that cannot be shielded by the stator magnetic shield part interferes with the iron core of the stator and the like, which may reduce the rotation angle detection accuracy.

また、レゾルバを構成するうえで、このようなステータ磁気遮蔽部が必要になる分、部品点数の増加を招くとともに、当該部品の増加による管理工数や当該部品自体のコスト増からレゾルバとして製品コストの増加に直結するという問題も生じる。   In addition, when the resolver is configured, the need for such a stator magnetic shielding portion increases the number of parts, and the cost of the product as a resolver increases due to the increase in the number of management steps and the cost of the parts themselves. There also arises a problem that directly leads to an increase.

さらに、このようなステータ磁気遮蔽部を設ける必要上、回転トランスとステータの鉄心等との間にスペースを確保せざるを得ないため、ロータの回転軸方向にレゾルバが長くなってしまう。このため、必然的にレゾルバの大型化に繋がるという問題が生じ、またレゾルバ自体の重量が増えて小型軽量化の時流に逆らうという問題も生じる。   Furthermore, since it is necessary to provide such a stator magnetic shielding part and a space must be secured between the rotary transformer and the iron core of the stator, the resolver becomes long in the direction of the rotation axis of the rotor. For this reason, the problem that it leads to the enlargement of a resolver inevitably arises, and the problem that the weight of resolver itself increases and counters the trend of miniaturization and weight reduction also arises.

また、回転トランスからの漏れ磁束の干渉を避けるため、回転トランスとステータの鉄心等との間隔を拡げる構成を採る場合においても、ロータの回転軸方向にレゾルバが長くなることから、この場合にもレゾルバの大型化に繋がるという問題が生じる。   Also, in order to avoid interference of leakage magnetic flux from the rotating transformer, the resolver becomes longer in the direction of the rotation axis of the rotor even in the case of adopting a configuration in which the interval between the rotating transformer and the iron core of the stator is increased. There arises a problem that the size of the resolver is increased.

さらに、このような検出精度の低下したレゾルバを用いて電気式動力舵取装置を構成した場合には、レゾルバにより検出された操舵状態(例えば操舵トルクや操舵角)に応じてアシスト力を発生させることから、運転者に対して違和感のある操舵感覚を与えるおそれがあるという問題が生じる。   Further, when an electric power steering apparatus is configured using a resolver having such a low detection accuracy, an assist force is generated according to a steering state (for example, steering torque or steering angle) detected by the resolver. As a result, a problem arises that the driver may be given an uncomfortable feeling of steering.

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、その目的は、(1) レゾルバによる回転角の検出精度を向上し得るレゾルバシステムを提供すること、(2) レゾルバの製品コストの低減や小型軽量化を可能にし得るレゾルバシステムを提供すること、(3) 運転者に与える操舵感覚を向上し得る電気式動力舵取装置を提供すること、である。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to provide (1) a resolver system capable of improving the detection accuracy of the rotation angle by the resolver, and (2) product cost of the resolver. To provide a resolver system that can reduce the size and weight, and (3) to provide an electric power steering device that can improve the steering feeling given to the driver.

上記目的を達成するため、請求項1のレゾルバシステムでは、固定子および回転子のいずれか一方に設けられる一次側コイルならびにこの一次側コイルに対向して固定子および回転子の残りの他方に設けられる二次側コイルからなる回転トランスと、この回転トランスの二次側コイルが設けられる固定子または回転子に設けられて前記二次側コイルに並列に接続される入力コイルと、前記回転トランスの一次側コイルが設けられる固定子または回転子に設けられて前記一次側コイルに交流信号が入力されると前記固定子に対する前記回転子の回転角に応じて振幅が増加または減少する出力信号を出力する出力コイルと、を有するレゾルバと、
前記レゾルバから出力される前記出力信号の振幅値を取得する振幅値取得処理と、前記回転トランスによる磁束が前記入力コイルまたは前記出力コイルに誘導して発生するノイズによる誤差分を前記振幅値取得処理により取得された前記振幅値に対して補正する振幅値補正処理と、前記固定子に対する前記回転子の回転角を前記振幅値補正処理による補正後の振幅値に基づいて算出する回転角算出処理と、を有する信号処理部と、
を備えることを技術的特徴とする。
In order to achieve the above object, in the resolver system according to claim 1, a primary side coil provided in one of the stator and the rotor and the other side of the stator and the rotor facing the primary side coil are provided. A rotary transformer composed of a secondary side coil, an input coil provided in a stator or rotor provided with the secondary side coil of the rotary transformer and connected in parallel to the secondary side coil, and When an AC signal is input to the stator or rotor provided with a primary coil and an AC signal is input to the primary coil, an output signal whose amplitude increases or decreases according to the rotation angle of the rotor with respect to the stator is output. An resolver having an output coil,
An amplitude value acquisition process for acquiring the amplitude value of the output signal output from the resolver, and an amplitude value acquisition process for an error due to noise generated by the magnetic flux generated by the rotary transformer being induced in the input coil or the output coil. An amplitude value correction process for correcting the amplitude value acquired by the method, and a rotation angle calculation process for calculating the rotation angle of the rotor relative to the stator based on the amplitude value corrected by the amplitude value correction process; A signal processing unit having
It is a technical feature to have.

また、請求項2のレゾルバシステムでは、請求項1において、前記回転トランスの一次側コイルと前記入力コイルもしくは前記出力コイルとの間、または前記回転トランスの二次側コイルと前記入力コイルもしくは前記出力コイルとの間、には、磁気を遮蔽し得る磁気遮蔽体を備えていないことを技術的特徴とする。   In a resolver system according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, between the primary coil of the rotary transformer and the input coil or the output coil, or the secondary coil of the rotary transformer and the input coil or the output A technical feature is that a magnetic shield that can shield magnetism is not provided between the coil and the coil.

さらに、請求項3のレゾルバシステムでは、請求項1または2において、前記信号処理部は、前記レゾルバの回転子をその回転可能範囲内で回転させて得られる前記出力信号の最大振幅値と最小値振幅値の和を2で除した値を、前記振幅値補正処理による補正値とする補正値生成処理を備え、前記振幅値補正処理は、前記補正値生成処理により生成された前記補正値を前記レゾルバから出力される出力信号の振幅値から減じて前記補正後の振幅値とすることを技術的特徴とする。   Furthermore, in the resolver system of claim 3, in claim 1 or 2, the signal processing unit is configured to rotate the rotor of the resolver within a rotatable range thereof, and to output the maximum amplitude value and the minimum value of the output signal. A correction value generation process that uses a value obtained by dividing the sum of amplitude values by 2 as a correction value by the amplitude value correction process, wherein the amplitude value correction process uses the correction value generated by the correction value generation process as the correction value; A technical feature is that the corrected amplitude value is subtracted from the amplitude value of the output signal output from the resolver.

さらにまた、請求項4のレゾルバシステムでは、請求項3において、前記補正値生成処理により生成された前記補正値を記憶する半導体記憶装置を備え、前記振幅値補正処理は、前記半導体記憶装置に記憶されていた前記補正値を前記レゾルバから出力される出力信号の振幅値から減じて前記補正後の振幅値とすることを技術的特徴とする。   Furthermore, the resolver system according to claim 4 further comprises a semiconductor memory device that stores the correction value generated by the correction value generation process according to claim 3, and the amplitude value correction process is stored in the semiconductor memory device. A technical feature is that the corrected correction value is subtracted from the amplitude value of the output signal output from the resolver to obtain the corrected amplitude value.

また、上記目的を達成するため、請求項5の電気式動力舵取装置では、操舵状態を検出し、この操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置であって、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のレゾルバシステムを用いて、前記操舵状態を検出することを技術的特徴とする。   In order to achieve the above object, the electric power steering apparatus according to claim 5 detects the steering state and generates an assist force corresponding to the steering state by the motor to assist the steering. It is an apparatus, Comprising: It is a technical characteristic to detect the said steering state using the resolver system as described in any one of Claims 1-4.

請求項1に係るレゾルバシステムの発明では、信号処理部は、振幅値取得処理によりレゾルバから出力される出力信号の振幅値を取得し、振幅値補正処理により、回転トランスによる磁束が入力コイルまたは出力コイルに誘導して発生するノイズによる誤差分を振幅値取得処理により取得された振幅値に対して補正する。そして、回転角算出処理により、固定子に対する回転子の回転角を振幅値補正処理による補正後の振幅値に基づいて算出する。これにより、回転トランスからの漏れ磁束が、固定子や回転子あるいは入力コイルや出力コイルに干渉してもそれによって発生したノイズによる誤差分を振幅値に対して補正するので、このような漏れ磁束の干渉によって検出精度が低下するのを防止することができる。したがって、レゾルバによる回転角の検出精度を向上することができる。   In the invention of the resolver system according to claim 1, the signal processing unit acquires the amplitude value of the output signal output from the resolver by the amplitude value acquisition process, and the magnetic flux generated by the rotary transformer is output from the input coil or the output by the amplitude value correction process. An error due to noise generated by induction in the coil is corrected with respect to the amplitude value acquired by the amplitude value acquisition processing. Then, by the rotation angle calculation process, the rotation angle of the rotor with respect to the stator is calculated based on the amplitude value corrected by the amplitude value correction process. As a result, even if the leakage magnetic flux from the rotary transformer interferes with the stator, the rotor, the input coil, or the output coil, the error due to the noise generated thereby is corrected with respect to the amplitude value. It is possible to prevent the detection accuracy from being lowered due to the interference. Therefore, the detection accuracy of the rotation angle by the resolver can be improved.

請求項2に係るレゾルバシステムの発明では、レゾルバは、回転トランスの一次側コイルと入力コイルもしくは出力コイルとの間、または回転トランスの二次側コイルと入力コイルもしくは出力コイルとの間、には、磁気を遮蔽し得る磁気遮蔽体を備えていない。これにより、前述した特許文献1により開示される技術のように、回転トランスとステータの鉄心等(固定子)との間にステータ磁気遮蔽部(磁気遮蔽体)を設けたものに比べると、部品点数を削減することができる。したがって、このような磁気遮蔽体を備えていない分、レゾルバの製品コストの低減や小型軽量化を可能することができる。   In the invention of the resolver system according to claim 2, the resolver is provided between the primary coil of the rotary transformer and the input coil or the output coil, or between the secondary coil of the rotary transformer and the input coil or the output coil. The magnetic shield which can shield the magnetism is not provided. Thus, as in the technique disclosed in Patent Document 1 described above, the parts are compared with those provided with a stator magnetic shield (magnetic shield) between the rotary transformer and the stator core (stator). The score can be reduced. Therefore, the product cost of the resolver can be reduced, and the size and weight can be reduced by the amount not provided with such a magnetic shield.

請求項3に係るレゾルバシステムの発明では、信号処理部は、補正値生成処理により、レゾルバの回転子をその回転可能範囲内で回転させて得られる出力信号の最大振幅値と最小値振幅値の和を2で除した値を振幅値補正処理による補正値とし、また振幅値補正処理により、補正値生成処理により生成された補正値をレゾルバから出力される出力信号の振幅値から減じて補正後の振幅値とする。これにより、比較的単純な演算処理によって補正値を得ることができるので、信号処理部の構成を簡易にすることができる。   In the invention of the resolver system according to claim 3, the signal processing unit calculates the maximum amplitude value and the minimum amplitude value of the output signal obtained by rotating the resolver rotor within the rotatable range by the correction value generation processing. A value obtained by dividing the sum by 2 is used as a correction value by the amplitude value correction processing, and after correction by subtracting the correction value generated by the correction value generation processing from the amplitude value of the output signal output from the resolver by the amplitude value correction processing. The amplitude value of As a result, the correction value can be obtained by a relatively simple calculation process, so that the configuration of the signal processing unit can be simplified.

請求項4に係るレゾルバシステムの発明では、補正値生成処理により生成された補正値を記憶する半導体記憶装置を備え、振幅値補正処理は、半導体記憶装置に記憶されていた補正値をレゾルバから出力される出力信号の振幅値から減じて補正後の振幅値とする。これにより、例えば、当該レゾルバシステムの検査工程等において、得られた補正値を半導体記憶装置に記憶しておくことで、信号処理部は、振幅値補正処理に際し、補正値生成処理により補正値を毎回、算出する必要がなくなり、適宜、当該半導体記憶装置から補正値を読み出して補正処理に用いることができる。したがって、信号処理部の演算速度を遅くすることはない。   In the invention of the resolver system according to claim 4, the semiconductor memory device that stores the correction value generated by the correction value generation processing is provided, and the amplitude value correction processing outputs the correction value stored in the semiconductor memory device from the resolver. The amplitude value after correction is subtracted from the amplitude value of the output signal to be corrected. As a result, for example, in the inspection process of the resolver system, the correction value obtained is stored in the semiconductor storage device, so that the signal processing unit obtains the correction value by the correction value generation process in the amplitude value correction process. There is no need to calculate each time, and the correction value can be read from the semiconductor memory device and used for the correction process as appropriate. Therefore, the calculation speed of the signal processing unit is not slowed down.

請求項5に係る電気式動力舵取装置の発明では、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のレゾルバシステムを用いて操舵状態を検出する。これにより、検出精度の高い操舵状態に応じて、アシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストすることができるので、運転者の操舵状態に適したアシストが可能となる。したがって、運転者に与える操舵感覚を向上させることができる。   In the electric power steering apparatus according to the fifth aspect, the steering state is detected using the resolver system according to any one of the first to fourth aspects. Thereby, according to the steering state with high detection accuracy, the assist force can be generated by the motor to assist the steering, so that the assist suitable for the driver's steering state is possible. Therefore, the steering feeling given to the driver can be improved.

以下、本発明のレゾルバシステムおよびこれを用いた電気式動力舵取装置の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の構成等を図1〜図3を参照して説明する。   Embodiments of a resolver system and an electric power steering apparatus using the same will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of the electric power steering apparatus 20 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図1および図2に示すように、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車輪が連結されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the electric power steering apparatus 20 mainly includes a steering wheel 21, a steering shaft 22, a pinion shaft 23, a rack shaft 24, a torque sensor 30, a motor 40, a motor resolver 44, and a ball. It is composed of a screw mechanism 50, an ECU 60, and the like, and detects the steering state by the steering wheel 21 by the torque sensor 30, and generates assist force according to the steering state by the motor 40 to assist the steering by the driver. is there. Note that wheels (not shown) are connected to both sides of the rack shaft 24 via tie rods or the like.

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。   That is, as shown in FIGS. 1 and 2, one end side of a steering shaft 22 is connected to the steering wheel 21, and the other end side of the steering shaft 22 is connected to a torque sensor 30 housed in a pinion housing 25. The input shaft 23 a and the torsion bar 31 are connected by a pin 32. Further, the output shaft 23b of the pinion shaft 23 is connected to the other end 31a of the torsion bar 31 by spline coupling.

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内を回動自在に軸受されており、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、端子39を介してECU60にそれぞれ電気的に接続されている。一方、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。   The input shaft 23a of the pinion shaft 23 is rotatably supported in the pinion housing 25 by the bearing 33a, and the output shaft 23b is also rotatably supported by the bearing 33b. Further, between the input shaft 23a and the pinion housing 25, The first resolver 35 and the second resolver 37 are provided between the output shaft 23b and the pinion housing 25, respectively. The first resolver 35 and the second resolver 37 constituting the torque sensor 30 are capable of detecting the rotation angle by the steering wheel 21 and are electrically connected to the ECU 60 via terminals 39, respectively. On the other hand, a pinion gear 23c is formed at the end of the output shaft 23b of the pinion shaft 23, and a rack groove 24a of the rack shaft 24 is coupled to the pinion gear 23c so as to be able to mesh. Thus, a rack and pinion type steering mechanism is configured.

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により軸受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に作用することにより、モータ軸43が回転し得るように構成されている。   The rack shaft 24 is accommodated in the rack housing 26 and the motor housing 27, and a ball screw groove 24b is formed in a spiral shape at an intermediate portion thereof. A cylindrical motor shaft 43 is provided around the ball screw groove 24 b and is supported by a bearing 29 so as to be rotatable coaxially with the rack shaft 24. This motor shaft 43 constitutes the motor 40 together with the stator 41, the excitation coil 42, etc., and the field generated by the excitation coil 42 wound around the stator 41 is generated on the outer periphery of the motor shaft 43 corresponding to the rotor. The motor shaft 43 can be rotated by acting on the provided permanent magnet.

ボールねじ機構50は、モータ軸43の内周に取り付けられたボールねじナット52と、このボールねじナット52のボールねじ溝とラック軸24のボールねじ溝との間に転動可能に介在する多数のボールと、により構成されており、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にしている。これにより、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、この往復動がラック軸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カとなる。なお、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)θMe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は図略の端子を介してECU60に電気的に接続されている。   The ball screw mechanism 50 includes a ball screw nut 52 attached to the inner periphery of the motor shaft 43, and a number of ball screw mechanisms 50 interposed between the ball screw groove of the ball screw nut 52 and the ball screw groove of the rack shaft 24 so as to allow rolling. The rack shaft 24 is movable in the axial direction by the rotation of the motor shaft 43. Thereby, the rotational torque of the forward / reverse rotation of the motor shaft 43 can be converted into a reciprocating motion in the axial direction of the rack shaft 24, and this reciprocating motion together with the rack shaft 24 forms a rack and pinion type steering mechanism. It becomes an assist force that reduces the steering force of the steering wheel 21 via 23. A motor resolver 44 capable of detecting the rotation angle (electrical angle) θMe of the motor shaft 43 is provided between the motor shaft 43 of the motor 40 and the motor housing 27. The motor resolver 44 is not shown. It is electrically connected to ECU 60 via a terminal.

図3に示すように、ECU60は、CPU61、不揮発性メモリ62、バッファアンプ63、64、65等から構成されている。CPU61には、バッファアンプ63、64、65を介して、第1レゾルバ35、第2レゾルバ37およびモータレゾルバ44が電気的に接続されているほか、システムバスを介して不揮発性メモリ62(EEPROMやEPROM等)や図略の主記憶装置としての半導体メモリ装置等が接続されている。この主記憶装置には、上述したモータ40によるアシスト制御処理や後述するレゾルバ信号処理に関するプログラムやデータ等が格納されている。   As shown in FIG. 3, the ECU 60 includes a CPU 61, a nonvolatile memory 62, buffer amplifiers 63, 64, 65, and the like. A first resolver 35, a second resolver 37, and a motor resolver 44 are electrically connected to the CPU 61 via buffer amplifiers 63, 64, 65, and a non-volatile memory 62 (EEPROM or EEPROM) is connected via a system bus. EPROM, etc.) and a semiconductor memory device as a main storage device (not shown) are connected. The main storage device stores programs, data, and the like related to the assist control processing by the motor 40 and the resolver signal processing described later.

これにより、CPU61の出力ポートPoからは、バッファアンプ63を介して第1レゾルバ35等に励磁信号を出力可能にする一方で、CPU61のアナログ−デジタル変換入力A/Dに、第1レゾルバ35から出力されるsin相およびcos相の各出力信号をバッファアンプ64,65を介して入力可能にしている。   As a result, an excitation signal can be output from the output port Po of the CPU 61 to the first resolver 35 and the like via the buffer amplifier 63, while the analog-digital conversion input A / D of the CPU 61 is output from the first resolver 35. The output signals of the sin phase and the cos phase can be input via the buffer amplifiers 64 and 65.

なお、図3に示すCPU61は特許請求の範囲に記載の「信号処理部」に相当し、第1レゾルバ35等は特許請求の範囲に記載の「レゾルバ」に相当し得るものである。また、この両者を合わせた概念が、本願発明のレゾルバシステムの実施形態に相当し得るもので、図3においては符号RSが付されている。   The CPU 61 shown in FIG. 3 corresponds to a “signal processing unit” recited in the claims, and the first resolver 35 and the like can correspond to a “resolver” recited in the claims. Moreover, the concept which united both can correspond to embodiment of the resolver system of this invention, and code | symbol RS is attached | subjected in FIG.

このように構成することにより、ステアリング軸22の回転角、即ちステアリングホイール21による回転角θTmを、第1レゾルバ35による電気角θT1および第2レゾルバ37による電気角θT2により検出することができる。また電気角θT1と電気角θT2との角度差や、角度比等からトーションバー31の捻れ量(操舵トルクに対応するもの)を捻れ角として検出することができる。そして、このトーションバー31の捻れ角度である相対回転角度差△θとトーションバー31のバネ係数とから操舵トルクTを算出することができるので、この操舵トルクTに応じて操舵力をアシストするための公知のアシスト制御をECU60のCPU61によって行う。これにより、前述したモータ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可能となる。なお、このようなステアリングホイール21(ステアリング軸22)の回転角θTmや操舵トルクTは、特許請求の範囲に記載の「操舵状態」に相当し得るものである。   With this configuration, the rotation angle of the steering shaft 22, that is, the rotation angle θTm by the steering wheel 21 can be detected by the electrical angle θT1 by the first resolver 35 and the electrical angle θT2 by the second resolver 37. Further, the torsion amount (corresponding to the steering torque) of the torsion bar 31 can be detected as the torsion angle from the angle difference between the electrical angle θT1 and the electrical angle θT2, the angle ratio, or the like. Since the steering torque T can be calculated from the relative rotation angle difference Δθ, which is the twist angle of the torsion bar 31, and the spring coefficient of the torsion bar 31, the steering force is assisted according to the steering torque T. The known assist control is performed by the CPU 61 of the ECU 60. As a result, the steering by the driver can be assisted by the steering force generated by the motor 40 described above. Note that the rotation angle θTm and the steering torque T of the steering wheel 21 (steering shaft 22) can correspond to the “steering state” described in the claims.

次に、第1レゾルバ35、第2レゾルバ37およびモータレゾルバ44の構成等を図4および図5を参照して説明する。なおここでは、これらのうち第1レゾルバ35を代表して説明する。   Next, configurations of the first resolver 35, the second resolver 37, and the motor resolver 44 will be described with reference to FIG. 4 and FIG. Here, among these, the first resolver 35 will be described as a representative.

図4(A) に示すように、第1レゾルバ35は、いわゆるブラシレスタイプのレゾルバで、ステータSt、ロータRt、回転トランスTR、入力側検出コイルSC-r、出力側検出コイルSC-s1,SC-s2等から構成されている。   As shown in FIG. 4A, the first resolver 35 is a so-called brushless type resolver, which is a stator St, a rotor Rt, a rotary transformer TR, an input side detection coil SC-r, and an output side detection coil SC-s1, SC. -S2 etc.

ステータStは、円筒形からなる図略のハウジング内に収容可能な円環帯状の基部と、この基部から円中心方向に突出する複数のステータ鉄心SX-sとから構成されており、固定子とも称される。そして、このステータ鉄心SX-sには、出力側検出コイルSC-s1,SC-s2が巻回されている。出力側検出コイルSC-s1と出力側検出コイルSC-s2とは、互いに電気角が90度ずれるように巻かれており、さらに対極数が1(いわゆる1X)の場合には機械的にも90度ずれて配置されている。以下、説明を容易にするため、1Xの場合を例示する。なお、図4(B) に示すように、これらの出力側検出コイルSC-s1,SC-s2には、前述したバッファアンプ64,65に対して出力信号を出力可能な出力端子t3〜t6がそれぞれ電気的に接続されている。   The stator St is composed of an annular belt-shaped base portion that can be accommodated in a cylindrical housing (not shown), and a plurality of stator iron cores SX-s protruding from the base portion toward the center of the circle. Called. The stator core SX-s is wound with output side detection coils SC-s1 and SC-s2. The output-side detection coil SC-s1 and the output-side detection coil SC-s2 are wound so that their electrical angles are shifted from each other by 90 degrees. Further, when the number of counter electrodes is 1 (so-called 1X), it is also 90 mechanically. It is arranged at a deviated degree. Hereinafter, the case of 1X is illustrated for ease of explanation. As shown in FIG. 4B, these output side detection coils SC-s1, SC-s2 have output terminals t3 to t6 that can output an output signal to the buffer amplifiers 64, 65 described above. Each is electrically connected.

ロータRtは、ステータSt内でその軸中心に回転自在に構成される円柱形状からなるロータ軸Jと、前述したステータStのステータ鉄心SX-sに対して対向可能に周方向外側に突出する複数のロータ鉄心SX-rとから構成されており、回転子とも称される。このロータ鉄心SX-rには、入力側検出コイルSC-rが巻回されており、次に説明する回転トランスTRの二次側励磁コイルDC-rに対して電気的に並列に接続されている。   The rotor Rt is a plurality of rotor shafts J that protrudes in the circumferential direction so as to be opposed to the stator core SX-s of the stator St described above and the rotor shaft J that is configured to be rotatable around the axis of the stator St. The rotor iron core SX-r is also called a rotor. An input side detection coil SC-r is wound around the rotor core SX-r, and is electrically connected in parallel to a secondary side excitation coil DC-r of a rotary transformer TR described below. Yes.

図4(A) に示すように、回転トランスTRは、一次側鉄心DX-sに巻回された一次側励磁コイルDC-sと、二次側鉄心DX-rに巻回された二次側励磁コイルDC-rとから構成されている。一次側励磁コイルDC-sは、ステータStの内周全周に亘って断面が内周側に開口したコ字形状の円環状に形成された一次側鉄心DX-sに巻回されている。なお、図4(B) に示すように、一次側励磁コイルDC-sには、前述したバッファアンプ63を介して励磁信号を入力可能な入力端子t1,t2が電気的に接続されている。   As shown in FIG. 4 (A), the rotary transformer TR includes a primary side exciting coil DC-s wound around the primary side iron core DX-s and a secondary side wound around the secondary side iron core DX-r. It is composed of an exciting coil DC-r. The primary side excitation coil DC-s is wound around a primary side iron core DX-s formed in a U-shaped annular shape with a cross section opened to the inner peripheral side over the entire inner periphery of the stator St. As shown in FIG. 4B, the primary side excitation coil DC-s is electrically connected to input terminals t1 and t2 through which the excitation signal can be input via the buffer amplifier 63 described above.

これに対して、二次側励磁コイルDC-rは、一次側励磁コイルDC-sに対して同心状に対向可能に二次側鉄心DX-rに巻回されている。即ち、二次側鉄心DX-rは、ロータRtの外周全周に亘って断面が外周側に開口したコ字形状の円環状に形成されており、ステータSt側の一次側鉄心DX-sの断面コ字形状とともに矩形状の磁路を形成可能に構成されている。これにより、ロータRtの二次側鉄心DX-rに二次側励磁コイルDC-rが巻回されることで、ステータSt側の一次側励磁コイルDC-sに対して電磁的に結合可能となる。このため、一次側励磁コイルDC-sに入力された励磁信号を二次側励磁コイルDC-rから取り出すことが可能となる。なお、図4(B) に示すように、二次側励磁コイルDC-rには、前述した入力側検出コイルSC-rが電気的に接続されている。   On the other hand, the secondary side excitation coil DC-r is wound around the secondary side iron core DX-r so as to be concentrically opposed to the primary side excitation coil DC-s. That is, the secondary side iron core DX-r is formed in a U-shaped annular shape whose cross section is open to the outer circumference side over the entire outer circumference of the rotor Rt, and the secondary side iron core DX-s of the primary side iron core DX-s on the stator St side is formed. A rectangular magnetic path can be formed together with a U-shaped cross section. As a result, the secondary side exciting coil DC-r is wound around the secondary side iron core DX-r of the rotor Rt, so that it can be electromagnetically coupled to the primary side exciting coil DC-s of the stator St side. Become. For this reason, the excitation signal input to the primary side excitation coil DC-s can be taken out from the secondary side excitation coil DC-r. As shown in FIG. 4B, the input side detection coil SC-r is electrically connected to the secondary side excitation coil DC-r.

以上のように第1レゾルバ35、第2レゾルバ37やモータレゾルバ44を構成することにより、バッファアンプ63を介してCPU61から所定周波数の正弦波の励磁信号が入力端子t1,t2に入力されると、回転トランスTRの一次側励磁コイルDC-sから二次側励磁コイルDC-rに励磁信号が誘起されて入力側検出コイルSC-rに入力される。そして、この励磁信号は、入力側検出コイルSC-rに対向する出力側検出コイルSC-s1,SC-s2に誘導されることで、それぞれの出力端子t3〜t6からバッファアンプ64、65を介してCPU61に出力される。   By configuring the first resolver 35, the second resolver 37, and the motor resolver 44 as described above, when a sine wave excitation signal having a predetermined frequency is input from the CPU 61 to the input terminals t1 and t2 via the buffer amplifier 63. An excitation signal is induced from the primary side excitation coil DC-s of the rotary transformer TR to the secondary side excitation coil DC-r and input to the input side detection coil SC-r. And this excitation signal is induced | guided | derived to output side detection coil SC-s1, SC-s2 which opposes the input side detection coil SC-r, and it passes through buffer amplifiers 64 and 65 from each output terminal t3-t6. To the CPU 61.

このとき第1レゾルバ35等から出力される出力信号は、ステータStに対するロータRtの回転角度θによって振幅が増減する。例えば、1Xのレゾルバの場合、図5(A) に示すように、sin相の出力信号とcos相の出力信号とは、それぞれの振幅値の包絡線として電気角(位相)が90度ずれた1周期分の正弦波(または余弦波)が得られることから、この位相差からステータStに対するロータRtの回転角度θを算出することができる。なお、対極数nの場合には、当該包絡線としてn周期の正弦波等が得られる。   At this time, the amplitude of the output signal output from the first resolver 35 or the like increases or decreases depending on the rotation angle θ of the rotor Rt with respect to the stator St. For example, in the case of a 1 × resolver, as shown in FIG. 5 (A), the electrical angle (phase) of the sin-phase output signal and the cos-phase output signal are shifted by 90 degrees as envelopes of the respective amplitude values. Since a sine wave (or cosine wave) for one cycle is obtained, the rotation angle θ of the rotor Rt relative to the stator St can be calculated from this phase difference. When the number of counter electrodes is n, an n-cycle sine wave or the like is obtained as the envelope.

即ち、出力側検出コイルSC-s1からは、sin相の出力信号A・sinθが出力され、また出力側検出コイルSC-s2からは、cos相の出力信号A・cosθが出力される(Aは、バッファアンプ64,65による増幅率)による。このため、両者のアークタンジェント(tan−1)をとることで、ステータStに対するロータRtの回転角度θを求めることが可能となり、対極数nが増えるほど分解能が向上する。本実施形態では、例えば、第1レゾルバ35の対極数を「5」、第2レゾルバ37の対極数を「6」にそれぞれ設定している。 That is, the output-side detection coil SC-s1 outputs a sin-phase output signal A · sinθ, and the output-side detection coil SC-s2 outputs a cos-phase output signal A · cosθ (A is , Amplification factor by buffer amplifiers 64 and 65). Therefore, by taking the arc tangent (tan −1 ) of both, it becomes possible to obtain the rotation angle θ of the rotor Rt with respect to the stator St, and the resolution improves as the counter electrode number n increases. In the present embodiment, for example, the number of counter electrodes of the first resolver 35 is set to “5”, and the number of counter electrodes of the second resolver 37 is set to “6”.

このように、第1レゾルバ35等から出力される出力信号をCPU61により信号処理することによって、ステータStに対するロータRtの回転角度θを算出することが可能となる。ところが、[背景技術]の欄で述べたように、回転トランスTRからの漏れ磁束(図4(A) および図4(B) に示す破線Mn)がステータ鉄心SX-sや出力側検出コイルSC-s1,SC-s2等に干渉すると、第1レゾルバ35等の出力信号に誘導ノイズとなって重畳されてしまう。   As described above, the output signal output from the first resolver 35 and the like is signal-processed by the CPU 61, whereby the rotation angle θ of the rotor Rt with respect to the stator St can be calculated. However, as described in the “Background Art” section, the leakage magnetic flux from the rotary transformer TR (broken line Mn shown in FIGS. 4A and 4B) is caused by the stator core SX-s and the output side detection coil SC. When interfering with -s1, SC-s2, etc., it will be superimposed on the output signal of the first resolver 35 etc. as induction noise.

すると、例えば、図5(B) に示すように、本来出力されるべき振幅値の包絡線としてのsin相の出力信号A・sinθやcos相の出力信号A・cosθが、誘導ノイズ分、シフトして出力される。つまり、sin相の出力信号はA・sinθ+N、cos相の出力信号はA・cosθ+Nとなる。このため、このノイズ成分(ノイズによる誤差分)を含んだまま両者のアークタンジェント(tan−1)で回転角度θを求めると、θの精度が低下してしまい、前述したような種々の問題を生じる原因となる。 Then, for example, as shown in FIG. 5B, the sin-phase output signal A · sinθ and the cos-phase output signal A · cosθ as the envelope of the amplitude value to be output are shifted by the amount of induced noise. Is output. That is, the output signal of the sin phase is A · sin θ + N, and the output signal of the cos phase is A · cos θ + N. For this reason, if the rotation angle θ is determined by the arc tangent (tan −1 ) of both while including this noise component (the error due to noise), the accuracy of θ will be reduced, and various problems as described above will occur. Cause.

そこで、本実施形態に係る電気式動力舵取装置20に用いられるレゾルバシステムRSでは、図6に示すような信号処理部を設けることで、このような誘導ノイズによる影響を回避可能なレゾルバ信号処理を行っている。   Therefore, in the resolver system RS used in the electric power steering apparatus 20 according to the present embodiment, a resolver signal process that can avoid the influence of such induction noise by providing a signal processing unit as shown in FIG. It is carried out.

即ち、図6に示すように、本実施形態のレゾルバシステムRSでは、CPU61によって、振幅値計算部61a、補正値生成部61b、補正値出力部61c、減算部61d,61e、アークタンジェント計算部61f等からなるレゾルバ信号処理を行うことにより回転角度θを求めている。   That is, as shown in FIG. 6, in the resolver system RS of the present embodiment, the CPU 61 performs an amplitude value calculation unit 61a, a correction value generation unit 61b, a correction value output unit 61c, subtraction units 61d and 61e, and an arctangent calculation unit 61f. The rotation angle θ is obtained by performing resolver signal processing including the above.

バッファアンプ64,65を介してCPU61に第1レゾルバ35等からの出力信号が入力されると、まず振幅値計算部61aにより振幅値が算出される。具体的には、sin相の出力信号として、A・sinθ・sinωt+Nsinωt=(A・sinθ+N)sinωt、またcos相の出力信号として、A・cosθ・sinωt+Nsinωt=(A・cosθ+N)sinωt、がそれぞれ入力されるため、公知の信号処理技術(例えば特許第3508718号公報に開示される信号処理技術)によって振幅値A・sinθ+NおよびA・cosθ+Nを算出する。   When an output signal from the first resolver 35 or the like is input to the CPU 61 via the buffer amplifiers 64 and 65, the amplitude value is first calculated by the amplitude value calculation unit 61a. Specifically, A · sinθ · sinωt + Nsinωt = (A · sinθ + N) sinωt is input as an output signal of the sin phase, and A · cosθ · sinωt + Nsinωt = (A · cosθ + N) sinωt is input as the output signal of the cos phase. Therefore, the amplitude values A · sin θ + N and A · cos θ + N are calculated by a known signal processing technique (for example, the signal processing technique disclosed in Japanese Patent No. 3508718).

次に、補正値出力部61cにより、不揮発性メモリ62から補正値N’(ノイズによる誤差分)を読み出して、それを減算部61d,61eに出力すると、減算部61d,61eでは、振幅値A・sinθ+NおよびA・cosθ+Nに、補正値N’をそれぞれ減算する。なお、この補正値N’(−N)は、後述する補正値生成部61bによって生成されたもので、ノイズ成分Nの絶対量とほぼ等しく設定されている。   Next, when the correction value output unit 61c reads the correction value N ′ (the error due to noise) from the nonvolatile memory 62 and outputs it to the subtraction units 61d and 61e, the subtraction units 61d and 61e have the amplitude value A Subtract the correction value N ′ from sin θ + N and A · cos θ + N, respectively. The correction value N ′ (− N) is generated by a correction value generation unit 61b described later, and is set approximately equal to the absolute amount of the noise component N.

これにより、減算部61d,61eからは、ノイズ成分N相当が除かれた振幅値A・sinθ(=A・sinθ+N−N)およびA・cosθ(=A・cosθ+N−N)が出力されて、アークタンジェント計算部61fに入力される。このため、アークタンジェント計算部61fでは、ノイズ成分Nを含まないsin相の出力信号A・sinθおよびcos相の出力信号A・cosθに基づいて、前述したように、ステータStに対するロータRtの回転角度θを算出することができる。   As a result, the amplitude values A · sin θ (= A · sin θ + N−N) and A · cos θ (= A · cos θ + N−N) from which the noise component N equivalent is removed are output from the subtracting units 61d and 61e, and the arc It is input to the tangent calculation unit 61f. For this reason, the arc tangent calculation unit 61f, based on the sin phase output signal A · sin θ and the cos phase output signal A · cos θ not including the noise component N, as described above, the rotation angle of the rotor Rt with respect to the stator St. θ can be calculated.

ここで、図7を参照して、補正値生成部61bによる補正値生成処理の流れを説明する。なお、この補正値生成処理は、当該レゾルバシステムRSの検査工程等において、検査作業者または検査治具等が、第1レゾルバ35等のロータRtを回転可能な範囲(例えば0度〜360度の範囲)で回転させながら行われるもので、これにより得られた補正値N’は不揮発性メモリ62に記憶される。このため、通常のレゾルバ信号処理では必ずしも行う必要のないものである。   Here, the flow of the correction value generation processing by the correction value generation unit 61b will be described with reference to FIG. The correction value generation process is performed in a range in which the inspection operator or the inspection jig can rotate the rotor Rt such as the first resolver 35 (for example, 0 to 360 degrees) in the inspection process of the resolver system RS. The correction value N ′ obtained by the rotation is stored in the nonvolatile memory 62. For this reason, it is not always necessary to perform normal resolver signal processing.

図7に示すように、補正値生成処理では、第1レゾルバ35等のロータRtが回転している間において、ステップS101により、第1レゾルバ35等から出力される出力信号を取得し、さらにステップS103により、振幅値を算出する処理を行う。このステップS101、103による各処理は、前述した通常のレゾルバ信号処理と同様で、振幅値計算部61aにより行われる。次にステップS105により振幅値の最大値および最小値を記憶する処理を行い、ステップS107によりロータRtが1回転したか否かの判断を行う。つまり、ステップS101〜S107により、ロータRtが1回転している間に、第1レゾルバ35等から出力されてくる振幅値の最大値・最小値を記憶する。   As shown in FIG. 7, in the correction value generation process, while the rotor Rt of the first resolver 35 etc. is rotating, the output signal output from the first resolver 35 etc. is acquired in step S101, and further the step In S103, an amplitude value is calculated. The processes in steps S101 and S103 are the same as the normal resolver signal process described above, and are performed by the amplitude value calculator 61a. Next, in step S105, a process for storing the maximum and minimum amplitude values is performed, and in step S107, it is determined whether or not the rotor Rt has made one rotation. That is, in steps S101 to S107, the maximum value / minimum value of the amplitude value output from the first resolver 35 and the like while the rotor Rt rotates once is stored.

ステップS107によりロータRtが1回転したと判断すると(S107;Yes)、続くステップS109により主記憶装置等に記憶された振幅値の最大値Max・最小値Minを読み出して、次のステップS111によって補正値N(ノイズによる誤差分)’を演算する処理を行う。具体的には、最大値Maxと最小値Minとの和を2で除した値を補正値N’(=(最大値Max+最小値Min)/2)とする。   If it is determined in step S107 that the rotor Rt has made one revolution (S107; Yes), the maximum value Max and the minimum value Min stored in the main storage device or the like are read in the subsequent step S109 and corrected in the next step S111. Processing for calculating the value N (error due to noise) ′ is performed. Specifically, a value obtained by dividing the sum of the maximum value Max and the minimum value Min by 2 is set as a correction value N ′ (= (maximum value Max + minimum value Min) / 2).

例えば、振幅値としてA・sinθ+NやA・cosθ+Nが得られるが、ロータRtを1回転回すことによって、−1≦sinθ≦+1(−1≦cosθ≦+1)となるので、最大値MaxはA+N、最小値Minは−A+Nになることから、両者の和は、(A+N)+(−A+N)=2Nとなる。このため、この2Nを2で割ることによってノイズ成分相当のNを算出することができる。   For example, although A · sin θ + N and A · cos θ + N are obtained as amplitude values, -1 ≦ sin θ ≦ + 1 (−1 ≦ cos θ ≦ + 1) is obtained by rotating the rotor Rt once, so the maximum value Max is A + N, Since the minimum value Min is −A + N, the sum of both is (A + N) + (− A + N) = 2N. Therefore, N corresponding to the noise component can be calculated by dividing 2N by 2.

このようにステップS111により算出された補正値N’(=N)は、続くステップS113による補正値N’の書き込み処理により不揮発性メモリ62に記憶されて、一連の本補正値生成処理が終了する。   Thus, the correction value N ′ (= N) calculated in step S111 is stored in the non-volatile memory 62 by the subsequent write processing of the correction value N ′ in step S113, and a series of main correction value generation processing ends. .

このように不揮発性メモリ62に記憶された補正値N’は、前述したレゾルバ信号処理の振幅値補正部61cにより不揮発性メモリ62から適宜読み出されて、振幅値A・sinθ+NおよびA・cosθ+Nから減算されることで、振幅値の補正が行われる。   The correction value N ′ stored in the nonvolatile memory 62 in this way is appropriately read out from the nonvolatile memory 62 by the amplitude value correcting unit 61c of the resolver signal processing described above, and from the amplitude values A · sin θ + N and A · cos θ + N. By subtracting, the amplitude value is corrected.

なお、この補正値生成部61bは、各レゾルバに対応して個々に行われる。このため、本実施形態では、ECU60により記憶される補正値N’は、各レゾルバ(第1レゾルバ35、第2レゾルバ37、モータレゾルバ44)についてそれぞれ生成されて、不揮発性メモリ62に記憶される。また、レゾルバごとにECUの信号処理部が設けられている場合には、それぞれ個別に上述した補正値生成部61bにより補正値生成処理を行う。   The correction value generation unit 61b is performed individually for each resolver. For this reason, in the present embodiment, the correction value N ′ stored by the ECU 60 is generated for each resolver (the first resolver 35, the second resolver 37, and the motor resolver 44) and stored in the nonvolatile memory 62. . Further, when the signal processing unit of the ECU is provided for each resolver, the correction value generation processing is performed by the correction value generation unit 61b described above individually.

また、上述した例では、レゾルバの検査工程等により補正値生成処理を行ったが、このようなレゾルバを所定範囲内で回転させるマニピュレータ等を搭載する電気式動力舵取装置であれば、適宜それを可動させて上述した補正値生成部61bによる補正値生成処理を行うようにしても良い。   In the above-described example, the correction value generation processing is performed by the resolver inspection process or the like. However, if the electric power steering device is equipped with a manipulator or the like that rotates such a resolver within a predetermined range, the correction value generation processing is appropriately performed. The correction value generation processing by the correction value generation unit 61b described above may be performed.

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のレゾルバシステムRSでは、ECU60のCPU61は、振幅値計算部61aにより、第1レゾルバ35等から出力される出力信号の振幅値A・sinθ+N,A・cosθ+Nを取得し、補正値出力部61cにより、回転トランスTRによる磁束が入力側検出コイルSC-rまたは出力側検出コイルSC-s1,SC-s2に誘導して発生するノイズによる誤差分N(=N’)を振幅値計算部61aにより取得された振幅値A・sinθ+N,A・cosθ+Nに対して減算して補正する。そして、アークタンジェント計算部61fにより、ステータStに対するロータRtの回転角度θを補正後の振幅値A・sinθ,A・cosθに基づいて算出する。これにより、回転トランスTRからの漏れ磁束Mmが、ステータStやロータRtあるいは入力側検出コイルSC-rや出力側検出コイルSC-s1に干渉してもそれによって発生したノイズによる誤差分Nを振幅値に対して補正するので、このような漏れ磁束Mmの干渉によって検出精度が低下するのを防止することができる。したがって、第1レゾルバ35等による回転角の検出精度を向上することができる。   As described above, in the resolver system RS of the electric power steering apparatus 20 according to the present embodiment, the CPU 61 of the ECU 60 causes the amplitude value of the output signal output from the first resolver 35 and the like by the amplitude value calculation unit 61a. A · sin θ + N and A · cos θ + N are obtained, and the correction value output unit 61c causes the magnetic flux generated by the rotating transformer TR to be induced to the input side detection coil SC-r or the output side detection coils SC-s1 and SC-s2 and generated. Is subtracted from the amplitude values A · sin θ + N and A · cos θ + N acquired by the amplitude value calculator 61a to correct the error. Then, the arc tangent calculation unit 61f calculates the rotation angle θ of the rotor Rt with respect to the stator St based on the corrected amplitude values A · sin θ and A · cos θ. Thus, even if the leakage magnetic flux Mm from the rotary transformer TR interferes with the stator St, the rotor Rt, the input side detection coil SC-r, or the output side detection coil SC-s1, the error N due to the noise generated thereby is amplified. Since the value is corrected, it is possible to prevent the detection accuracy from being lowered due to the interference of the leakage magnetic flux Mm. Therefore, the detection accuracy of the rotation angle by the first resolver 35 or the like can be improved.

また、ステアリングホイール21(ステアリング軸22)の回転角θTmや操舵トルクTの検出精度が高まるため、これらに応じてモータによりアシスト力を発生させて操舵をアシストすることで、運転者の操舵状態に適したアシストが可能となる。したがって、運転者に与える操舵感覚を向上させることができる。   Further, since the detection accuracy of the rotation angle θTm and the steering torque T of the steering wheel 21 (steering shaft 22) is increased, the assisting force is generated by the motor in accordance with these to assist the steering, so that the driver's steering state can be obtained. Suitable assist is possible. Therefore, the steering feeling given to the driver can be improved.

さらに、第1レゾルバ35等は、回転トランスTRの一次側励磁コイルDC-sと入力側検出コイルSC-rの間もしくは出力側検出コイルSC-s1,SC-s2、または回転トランスTRの二次側励磁コイルDC-rと入力コイルもしくは入力側検出コイルSC-rの間もしくは出力側検出コイルSC-s1,SC-s2との間、には、磁気を遮蔽し得る磁気シールド板(磁気遮蔽体)を備えていない。これにより、前述した特許文献1により開示される技術のように、回転トランスとステータの鉄心等(固定子)との間にステータ磁気遮蔽部(磁気遮蔽体)を設けたものに比べると、部品点数を削減することができる。したがって、このような磁気シールド板(磁気遮蔽体)を備えていない分、第1レゾルバ35等の製品コストの低減や小型軽量化を可能することができる。   Further, the first resolver 35 or the like is provided between the primary side excitation coil DC-s and the input side detection coil SC-r of the rotary transformer TR or the output side detection coils SC-s1 and SC-s2, or the secondary of the rotary transformer TR. Between the side excitation coil DC-r and the input coil or the input side detection coil SC-r or between the output side detection coils SC-s1 and SC-s2, a magnetic shield plate (magnetic shield) that can shield magnetism is provided. ) Is not provided. Thus, as in the technique disclosed in Patent Document 1 described above, the parts are compared with those provided with a stator magnetic shield (magnetic shield) between the rotary transformer and the stator core (stator). The score can be reduced. Accordingly, since the magnetic shield plate (magnetic shield) is not provided, the product cost of the first resolver 35 and the like can be reduced and the size and weight can be reduced.

本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。It is a lineblock diagram showing the composition of the electric power steering device concerning this embodiment. 図1に示す一点鎖線IIによる楕円内の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view inside an ellipse by a one-dot chain line II shown in FIG. 1. 本実施形態に係る電気式動力舵取装置に用いられるレゾルバシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the resolver system used for the electric power steering device which concerns on this embodiment. 図4(A) はレゾルバの機械的な構成を示す模式的な概要図、図4(B) はレゾルバの電気的な構成を示す回路図、である。FIG. 4A is a schematic schematic diagram showing the mechanical configuration of the resolver, and FIG. 4B is a circuit diagram showing the electrical configuration of the resolver. 図5(A) はレゾルバに入力される励磁信号の波形例(上段)およびレゾルバから出力される出力信号の波形例(中段、下段)を示す波形図、図5(B) はロータの回転に伴って変化する振幅による波形例を示す波形図である。5A is a waveform diagram showing a waveform example (upper stage) of the excitation signal input to the resolver and a waveform example of the output signal output from the resolver (middle stage, lower stage), and FIG. 5B is a diagram showing the rotation of the rotor. It is a wave form diagram which shows the example of a waveform by the amplitude which changes with it. CPUによるレゾルバ信号処理の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the resolver signal processing by CPU. 補正値生成処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a correction value production | generation process.

符号の説明Explanation of symbols

20…電気式動力舵取装置
30…トルクセンサ
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
44…モータレゾルバ(レゾルバ)
60…ECU
61…CPU(信号処理部)
61a…振幅値計算部(振幅値取得処理)
61b…補正値生成部(補正値生成処理)
61c…補正値出力部(回転角算出処理)
61d、61e…減算部(振幅値補正処理)
61f…アークタンジェント計算部(回転角算出処理)
62…不揮発性メモリ62(半導体記憶装置)
DC-s…一次側励磁コイル(一次側コイル)
DC-r…二次側励磁コイル(二次側コイル)
DX-s…一次側鉄心
DX-r…二次側鉄心
RS…レゾルバシステム
Rt…ロータ(回転子)
SC-r…入力側検出コイル(入力コイル)
SC-s1…出力側検出コイル(出力コイル)
SC-s2…出力側検出コイル(出力コイル)
St…ステータ(固定子)
SX-s…ステータ鉄心
SX-r…ロータ鉄心
TR…回転トランス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Electric power steering apparatus 30 ... Torque sensor 35 ... 1st resolver (resolver)
37 ... Second resolver (resolver)
40 ... motor 44 ... motor resolver (resolver)
60 ... ECU
61 ... CPU (signal processing unit)
61a: Amplitude value calculation unit (amplitude value acquisition processing)
61b ... Correction value generation unit (correction value generation processing)
61c: Correction value output unit (rotation angle calculation process)
61d, 61e ... subtraction unit (amplitude value correction processing)
61f ... Arc tangent calculation section (rotation angle calculation processing)
62... Nonvolatile memory 62 (semiconductor memory device)
DC-s ... Primary side excitation coil (Primary side coil)
DC-r ... Secondary excitation coil (secondary coil)
DX-s ... Primary side core DX-r ... Secondary side core RS ... Resolver system Rt ... Rotor (rotor)
SC-r ... Input side detection coil (input coil)
SC-s1 ... Output side detection coil (output coil)
SC-s2 ... Output side detection coil (output coil)
St ... Stator (stator)
SX-s ... Stator core SX-r ... Rotor core TR ... Rotating transformer

Claims (5)

固定子および回転子のいずれか一方に設けられる一次側コイルならびにこの一次側コイルに対向して固定子および回転子の残りの他方に設けられる二次側コイルからなる回転トランスと、この回転トランスの二次側コイルが設けられる固定子または回転子に設けられて前記二次側コイルに並列に接続される入力コイルと、前記回転トランスの一次側コイルが設けられる固定子または回転子に設けられて前記一次側コイルに交流信号が入力されると前記固定子に対する前記回転子の回転角に応じて振幅が増加または減少する出力信号を出力する出力コイルと、を有するレゾルバと、
前記レゾルバから出力される前記出力信号の振幅値を取得する振幅値取得処理と、前記回転トランスによる磁束が前記入力コイルまたは前記出力コイルに誘導して発生するノイズによる誤差分を前記振幅値取得処理により取得された前記振幅値に対して補正する振幅値補正処理と、前記固定子に対する前記回転子の回転角を前記振幅値補正処理による補正後の振幅値に基づいて算出する回転角算出処理と、を有する信号処理部と、
を備えることを特徴とするレゾルバシステム。
A rotary transformer comprising a primary side coil provided on one of the stator and the rotor and a secondary side coil provided on the other side of the stator and the rotor so as to face the primary side coil; An input coil provided on a stator or rotor provided with a secondary coil and connected in parallel to the secondary coil, and provided on a stator or rotor provided with a primary coil of the rotary transformer An output coil that outputs an output signal whose amplitude increases or decreases according to a rotation angle of the rotor with respect to the stator when an AC signal is input to the primary coil;
An amplitude value acquisition process for acquiring the amplitude value of the output signal output from the resolver, and an amplitude value acquisition process for an error due to noise generated by the magnetic flux generated by the rotary transformer being induced in the input coil or the output coil. An amplitude value correction process for correcting the amplitude value acquired by the method, and a rotation angle calculation process for calculating the rotation angle of the rotor relative to the stator based on the amplitude value corrected by the amplitude value correction process; A signal processing unit having
A resolver system comprising:
前記回転トランスの一次側コイルと前記入力コイルもしくは前記出力コイルとの間、または前記回転トランスの二次側コイルと前記入力コイルもしくは前記出力コイルとの間、には、磁気を遮蔽し得る磁気遮蔽体を備えていないことを特徴とする請求項1記載のレゾルバシステム。   Magnetic shielding capable of shielding magnetism between the primary coil of the rotary transformer and the input coil or the output coil, or between the secondary coil of the rotary transformer and the input coil or the output coil. The resolver system according to claim 1, wherein the resolver system is not provided with a body. 前記信号処理部は、前記レゾルバの回転子をその回転可能範囲内で回転させて得られる前記出力信号の最大振幅値と最小値振幅値の和を2で除した値を、前記振幅値補正処理による補正値とする補正値生成処理を備え、
前記振幅値補正処理は、前記補正値生成処理により生成された前記補正値を前記レゾルバから出力される出力信号の振幅値から減じて前記補正後の振幅値とすることを特徴とする請求項1または2記載のレゾルバシステム。
The signal processing unit is configured to calculate a value obtained by dividing a sum of a maximum amplitude value and a minimum amplitude value of the output signal obtained by rotating the resolver rotor within a rotatable range, by the amplitude value correction process. Correction value generation processing to be a correction value by
2. The amplitude value correction process, wherein the correction value generated by the correction value generation process is subtracted from an amplitude value of an output signal output from the resolver to obtain the corrected amplitude value. Or the resolver system of 2.
前記補正値生成処理により生成された前記補正値を記憶する半導体記憶装置を備え、
前記振幅値補正処理は、前記半導体記憶装置に記憶されていた前記補正値を前記レゾルバから出力される出力信号の振幅値から減じて前記補正後の振幅値とすることを特徴とする請求項3記載のレゾルバシステム。
A semiconductor storage device for storing the correction value generated by the correction value generation process;
4. The amplitude value correction processing subtracts the correction value stored in the semiconductor memory device from an amplitude value of an output signal output from the resolver to obtain the corrected amplitude value. The described resolver system.
操舵状態を検出し、この操舵状態に応じたアシスト力をモータにより発生させて操舵をアシストする電気式動力舵取装置であって、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のレゾルバシステムを用いて、前記操舵状態を検出することを特徴とする電気式動力舵取装置。
An electric power steering device that detects a steering state and assists steering by generating an assist force according to the steering state by a motor,
The electric power steering apparatus characterized by detecting the said steering state using the resolver system as described in any one of Claims 1-4.
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