JP2012100409A - 回転角度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転数が低い場合でも回転数の変動を抑制できるようにする。
【解決手段】制御装置６０（回転角度検出装置）は、回転電機４０（回転部材）の回転に伴って信号を出力するレゾルバ４１と、レゾルバ４１から出力される信号に基づいて検出される回転角度を示す検出角度θｄの誤差を誤差補正手段６５ａによって補正する補正実行手段６４と、補正された検出角度θｄに基づいて検出回転数Ｎｓを算出する回転数算出手段６３と、検出回転数Ｎｓが指令された指令回転数Ｎ^＊となるようにフィードバック制御を行う回転数フィードバック制御手段６１と、検出回転数Ｎｓおよび指令回転数Ｎ^＊のうちで一方または双方の回転数に基づいて補正実行手段６４による補正を行うか否かを判断する補正実行判断手段６２とを備える。補正実行手段６４は、補正実行手段６４による補正を行うと判断された場合にのみ検出角度θｄの誤差を補正する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転センサから出力される信号に基づいて検出される回転角度の誤差を補正する回転角度検出装置に関する。

対象物の回転角度（電気角）を検出する回転センサには、耐久性や信頼性等を重視する観点から、レゾルバが用いられる傾向にある。レゾルバは、ステータ（固定子）や、ロータ（回転子）、励磁コイルおよび検出コイルを備える。レゾルバを用いた従来の回転角度検出装置としては、区間ごとに回転角度の誤差を補正する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。

上記特許文献１の技術では、ロータの１回転期間を等間隔に分割した角度区間ごとに、誤差補正手段が検出角度の誤差を補正する。より具体的には、ｎ個の角度区間ごとに検出角度と誤差との対応を示す誤差マップを作成し、補正量算出部が各角度区間に対応する誤差マップを用いて誤差（すなわち補正量）を算出し、補正角度算出部が検出角度の誤差を補正する。

特開２０１０−０９６７０８号公報

しかし、ロータの回転角度に基づいて回転数（「回転速度」とも呼ぶ。以下同じである。）を算出し、算出した回転数が指令された回転数になるように制御する回転数フィードバック制御では、回転数が低い場合に当該回転数が変動するということが判明した。

回転数が低い場合とは、例えばモータ等がほぼ回転停止（静止）している状態や、低速回転している状態などが該当する。前者の状態では、何らかの要因（例えば外来ノイズ等）によって不用意にモータ等の回転軸が回転することがあり、この回転に伴ってロータの回転角度の変化が検出されると誤差補正手段の作用で増大されてしまう。後者の状態では、低速回転に伴ってモータ等の回転軸がふらついて回転することがあり、このふらつきに伴ってロータの回転角度の変化が検出されると誤差補正手段の作用で増大されてしまう。いずれも誤差補正手段が誤差マップを用いて誤差を補正するため、却って大きな回転角度の変化になってしまう。補正された回転角度に基づいて算出された回転数がフィードバック制御されると、モータ等に不要なトルクを発生させて回転数が変動するようになる。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、回転数が低い場合において、当該回転数の変動を抑制することができる回転角度検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、回転部材の回転に伴って信号を出力する回転センサと、前記回転センサから出力される信号に基づいて検出される回転角度の誤差を誤差補正手段によって補正する補正実行手段と、前記補正実行手段によって補正された回転角度に基づいて、検出回転数を算出する回転数算出手段と、前記検出回転数が指令された指令回転数となるようにフィードバック制御を行う回転数フィードバック制御手段と、前記検出回転数および前記指令回転数のうちで一方または双方の回転数に基づいて、前記補正実行手段による補正を行うか否かを判断する補正実行判断手段とを有し、前記補正実行手段は、前記補正実行判断手段によって補正を行うと判断された場合にのみ回転角度の誤差を補正することを特徴とする。

この構成によれば、補正実行手段は補正実行判断手段によって補正を行うと判断された場合にのみ回転角度の誤差を補正するので、回転数が低い（回転数が０を含む）場合には当該回転数の変動を抑制することができる。

なお「回転センサ」は、回転部材の回転を検出し、電気信号に変換して出力可能なセンサであれば任意である。例えば、レゾルバ，ロータリーエンコーダ，ジャイロスコープ，ＧＭＲ（Giant Magnetoresistance Revolution；巨大磁気抵抗効果）回転センサなどが該当する。「回転部材」は、回転制御を行う対象となる部材であれば任意であり、機器の一部であるか否かを問わない。例えば、軸（回転機の主軸を含む），シャフト，ギア（ギア機構を含む）などが該当する。レゾルバのロータを「回転部材」とする場合は、軸倍角ｎ（ｎは２以上の整数）のロータを含む。「誤差補正手段」は、検出角度の補正を行う手段であれば任意である。例えば、後述する理想角度に対する補正量を記憶するマップ（データテーブルを含む）や、当該補正量の変化に近似させた関数式などが該当する。「検出回転数」および「指令回転数」の値は正負を問わない。例えば、正値を正回転と定義するとき、負値は逆回転を意味する。

請求項２に記載の発明は、前記誤差補正手段は、時間の変化に伴って理想的に変化する回転角度を示す理想角度に対する補正量を記憶するマップであり、前記補正実行手段は、前記マップの補正量を用いて、回転角度の誤差を補正することを特徴とする。この構成によれば、マップの補正量を用いて回転角度の誤差を補正するので、簡単な構成で発明を実現できる。なお、「マップ」は少なくとも記録媒体に記録されている必要がある。「理想角度」は、時間の変化に伴って理想的に変化するロータの回転角度を意味する。

請求項３に記載の発明は、前記補正実行判断手段は、前記検出回転数が０を含む第１回転数範囲内である場合は前記補正実行手段による補正を行わないと判断し、前記第１回転数範囲外である場合は前記補正実行手段による補正を行うと判断することを特徴とする。この構成によれば、検出回転数が０を含む第１回転数範囲内である場合には、補正実行手段は回転角度の誤差を補正しない。低速回転状態やほぼ回転停止状態では、補正実行手段によって回転数を誤って増加させることを防止できるので、低回転数時の回転数を安定化させることができる。「第１回転数範囲」は、範囲内に０を含むことが条件となる点を除いて、任意に設定することができ、補正実行手段による補正の影響により回転数が変動するような回転数の範囲を含む。

請求項４に記載の発明は、前記補正実行判断手段は、前記指令回転数が０を含む第２回転数範囲内である場合は前記補正実行手段による補正を行わないと判断し、前記第２回転数範囲外である場合は前記補正実行手段による補正を行うと判断することを特徴とする。指令回転数がある程度大きい値である場合は、補正実行手段によって回転数が増加することによる影響は小さいため、補正量の加算を制限する必要は無い。この構成によれば、指令回転数が０を含む第２回転数範囲内である場合には、補正実行手段は回転角度の誤差を補正しない。低速回転状態やほぼ回転停止状態では、補正実行手段によって回転数を誤って増加させることを防止できるので、低回転数時の回転数を安定化させることができる。「第２回転数範囲」は、上述した第１回転数範囲と同様に、範囲内に０を含むことが条件となる点を除いて、任意に設定することができる。なお、第１回転数範囲と第２回転数範囲とは同一範囲であってもよく、異なる範囲であってもよい。

請求項５に記載の発明は、前記補正実行手段は、前記検出回転数および前記指令回転数のうちで一方または双方の回転数が０を含む第３回転数範囲内である場合は、前記第３回転数範囲内に規定する補正特性線に従って回転角度の誤差を補正することを特徴とする。この構成によれば、回転数が０を含む第３回転数範囲内である場合には、補正実行手段が補正特性線に従って回転角度の誤差を補正する。よって、回転数が低い（回転数が０を含む）場合には当該回転数の変動を抑制することができる。補正特性線の設定によっては、極めてゆっくりとした回転が必要な場合でも適正に補正されるので、回転数の変動を抑制した回転制御を行うことができる。「第３回転数範囲」は、上述した第１回転数範囲や第２回転数範囲と同様に、範囲内に０を含むことが条件となる点を除いて、任意に設定することができる。また、第１回転数範囲や第２回転数範囲と同一範囲であってもよく、異なる範囲であってもよい。

回転電機を制御する電力変換システムの構成例を模式的に示す図である。 制御装置の構成例を模式的に示す図である。 マップの補正量を求める過程を説明する図である。 補正量と検出角度との関係を示すグラフ図である。 回転角度補正処理の手続き例を示すフローチャートである。 回転角度補正処理の手続き例を示すフローチャートである。 回転角度補正処理の手続き例を示すフローチャートである。 回転数と特性線との関係を示すグラフ図である。 補正量と検出角度との関係を示すグラフ図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示してはいない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。以下に示す各実施の形態は簡単のために、輸送機器（特に自動車の車両）に備えられる回転電機の回転軸（例えば主軸等）にかかる回転（回転角度や回転数等）を検出する回転角度検出装置を前提として説明する。

〔実施の形態１〕
実施の形態１は、検出回転数に基づいて補正を行うか否かを判断する例であって、図１〜図５を参照しながら説明する。図１には回転電機を制御する電力変換システムの構成例を模式的に示す。図２には制御装置の構成例を模式的に示す。図３には理想角度と検出角度とに基づいてマップの補正量を求める過程を示す。図４には補正量と検出角度との関係をグラフ図で示す。図５には回転角度補正処理の手続き例をフローチャートで示す。

図１に示す電力変換システムは、コンバータ回路１０，インバータ回路２０，制御電源回路５０，制御装置６０などを有する。コンバータ回路１０は、必要に応じて備えられ、第１直流電源Ｅ１（例えばバッテリ等）から平滑用のコンデンサＣ１を介して供給される直流電圧（電圧値Ｖ１；例えば３００[Ｖ]等）を、インバータ回路２０で必要とする直流電圧（電圧値Ｖdc）に変換して出力する機能を担う。なお、コンバータ回路１０の構成や作動等は周知であるので図示および説明を省略する。

インバータ回路２０は、供給される直流電圧（電圧値Ｖdc；例えば６６０[Ｖ]等）を変換して回転電機４０に出力する機能を担う。第１直流電源Ｅ１とインバータ回路２０との間には、コンバータ回路１０を介在させている。コンバータ回路１０とインバータ回路２０との間には、平滑用のコンデンサＣ２が接続される。コンデンサＣ２は、コンバータ回路１０の出力電圧値（電圧値Ｖdc）の電位変動を低減する機能を担う。

インバータ回路２０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６やダイオードＤ１〜Ｄ６などを有する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６には例えばＩＧＢＴが用いられ、制御装置６０から個別に伝達される制御信号Ｓｐに従ってオン／オフが駆動される。ダイオードＤ１〜Ｄ６は、それぞれ対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のコレクタ端子とエミッタ端子との間に並列接続される。これらのダイオードＤ１〜Ｄ６は、いずれもフリーホイールダイオードとして機能する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３やダイオードＤ１〜Ｄ３などは上アーム側に配置され、スイッチング素子Ｑ４〜Ｑ６やダイオードＤ４〜Ｄ６などは下アーム側に配置される。共通電位Ｇ１はインバータ回路２０内で共通する電位（同電位グランド）であり、接地されるグランドＧ２と接続された場合には０[Ｖ]になる。共通電位Ｇ１とグランドＧ２とは必ずしも同電位でない場合があるので、両者は異なる図記号を用いる。

インバータ回路２０内の回路素子は、一点鎖線で囲って示すように三相（本例ではＵ相，Ｖ相，Ｗ相）に分けられ、制御装置６０によって相ごとに作動が制御される。Ｕ相は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４やダイオードＤ１，Ｄ４などで構成される。Ｖ相は、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５やダイオードＤ２，Ｄ５などで構成される。Ｗ相は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ６やダイオードＤ３，Ｄ６などで構成される。Ｕ相のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４は、直列接続されてハーフブリッジを構成する。Ｖ相のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５と、Ｗ相のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ６とについても同様に、直列接続されてハーフブリッジを構成する。ハーフブリッジの各接続点と回転電機４０の三相端子とは、線路Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗによって相ごとに接続されている。線路ＫｕにはＵ相電流Ｉｕが流れ、線路ＫｖにはＶ相電流Ｉｖが流れ、線路ＫｗにはＷ相電流Ｉｕが流れる。

制御電源回路５０は、第２直流電源Ｅ２（例えばバッテリ等）から供給される直流電圧Ｖ２（例えば１２[Ｖ]等）を、コンバータ回路１０やインバータ回路２０等で必要とする電圧や電流に変換して出力する機能を担う。この制御電源回路５０の構成や作動等は周知であるので図示および説明を省略する。これらの制御電源回路５０および第２直流電源Ｅ２は、ともにグランドＧ２に接続されて接地されている。

制御装置６０は「回転角度検出装置」に相当し、コンバータ回路１０やインバータ回路２０等の動作を司る。本発明を実現するための制御装置６０の構成例については後述する（図２を参照）。制御装置６０が入力する信号は、外部装置に相当するＥＣＵ７０から伝達される指令回転数Ｎ^＊やトルク指令値Ｔ^＊、電流センサ３０から伝達される電流Ｉ（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）、レゾルバ４１から出力される信号などがある。制御装置６０が出力する信号は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の制御端子Ｐ１〜Ｐ６に伝達する制御信号Ｓｐや、コンバータ回路１０に備える駆動回路に伝達する制御信号などがある。

回転電機４０は、例えば発電機能と電動機能とを兼ね備える発電電動機（図１には「ＭＧ」と記載する）を適用する。電流センサ３０は、回転電機４０を流れる各相の電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を検出可能なセンサを用いる。例えば、磁気比例型センサ，電磁誘導型センサ，ファラデー効果型センサ，変流器型センサなどが該当する。レゾルバ４１は「回転センサ」に相当し、回転電機４０に備える回転部材（例えば回転軸やロータ等）の電気角に基づく信号（ＳＩＮ検出信号ＳｓやＣＯＳ検出信号Ｓｃ等）を出力する。

上述した電力変換システムは、回転電機４０の駆動によって移動を実現できる輸送機器に備えるのが望ましい。輸送機器としては、例えば自動車，航空機，船舶，鉄道車両などが該当する。

次に、制御装置６０の構成例について、図２を参照しながら説明する。制御装置６０はコンバータ回路１０やインバータ回路２０等を制御するための様々な機能を有するが、図２には本発明を実現するため構成例（すなわち部分的な構成例）を示す。

図２に示す制御装置６０は、回転数フィードバック制御手段６１，補正実行判断手段６２，回転数算出手段６３，補正実行手段６４，記録手段６５などを有する。補正実行手段６４は、レゾルバ４１から出力される信号に基づいて検出される回転角度を示す検出角度θｄの誤差を誤差補正手段６５ａによって補正する。ただし、後述する補正実行判断手段６２から出力（伝達）される判断情報Ｊが「補正を行わない」とする内容である場合には、検出角度θｄの誤差を補正せずにそのまま出力する。

記録手段６５に記録される誤差補正手段６５ａの数は、一つでもよく、複数でもよい。誤差補正手段６５ａは検出角度θｄの誤差を補正する補正量のデータ群であり、例えばマップやデータテーブル等が該当する。複数の記録手段６５を記録する場合には、レゾルバ４１のロータ形状や回転数等に応じて補正量が異なる。記録手段６５には誤差補正手段６５ａを記録可能な任意の記録媒体が用いられ、例えばＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，光磁気ディスク等のような不揮発性メモリが望ましい。

回転数算出手段６３は、補正実行手段６４によって補正された検出角度θｄに基づいて検出回転数Ｎｓを算出する。補正実行判断手段６２は、検出回転数Ｎｓおよび指令回転数Ｎ^＊のうちで一方または双方の回転数に基づいて、補正実行手段６４による補正を行うか否かを判断して判断情報Ｊを出力する。

回転数フィードバック制御手段６１は、検出回転数Ｎｓが指令回転数Ｎ^＊となるようにフィードバック制御を行う。一点鎖線で囲んでいるように、回転数フィードバック制御手段６１は加合部６１ａ，トルク指令演算部６１ｂ，モータトルク制御部６１ｃなどを有する。加合部６１ａは、入力信号（すなわち指令回転数Ｎ^＊と検出回転数Ｎｓにかかる信号）の加え合わせを行う。図２の例では負帰還ループを形成するため、指令回転数Ｎ^＊から検出回転数Ｎｓを差し引いた偏差を差分回転数Ｎｅとして出力する。トルク指令演算部６１ｂは、差分回転数Ｎｅに基づいて回転電機４０の回転に必要なトルクを演算してトルク指令Ｔ^＊として出力する。モータトルク制御部６１ｃは、トルク指令Ｔ^＊に基づいてインバータ回路２０を駆動するために必要な制御信号Ｓｐを出力する。制御信号Ｓｐには、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）信号等が用いられる。

次に、記録手段６５に記録される誤差補正手段６５ａについて、図３を参照しながら説明する。図３の左側に示すように、理想角度θ_ｉは、横軸で示す時間の変化に伴って、縦軸で示す回転角度が理想的（すなわち直線的，比例的）に変化する角度である。一方で、実際に検出される検出角度θ_ｄは、横軸で示す時間の変化に対して、縦軸で示す回転角度が比例しない非直線的な変化をする角度である。検出角度θ_ｄを理想角度θ_ｉに近づけるため、理想角度θ_ｉから検出角度θ_ｄを差し引いた誤差が補正量Ａ_ｍとなる。この補正量Ａ_ｍの特性線（補正線）を図３の右側に示す。図３の右側では、横軸で示す時間の変化に伴って、縦軸で示す補正量が変化する。よって、補正量Ａ_ｍは図示するような特性線（補正線）として示すことができるデータ群である。なお括弧内に示す「誤差値」は、補正量と正負が逆であり、絶対値でみれば同値である。

記録手段６５に記録する誤差補正手段６５ａの補正量Ａ_ｍは、一つであってもよく、複数であってもよい。複数の誤差補正手段６５ａとして補正量Ａ_ｍ（例えば補正量Ａ_m1，Ａ_m2，Ａ_m3，…）を記録するのは、例えばレゾルバ４１が軸倍角ｎ（ｎは２以上の整数）で形成されたロータを備える場合や、ロータの回転数に応じて誤差特性が変化する場合などが該当する。前者の例は、軸倍角で区切られるｎの区間ごとに対応する補正量Ａ_ｍを記録する。後者の例は、ロータの回転数に応じて段階的（例えば1000[rpm]や2000[rpm]ごと）に対応する補正量Ａ_ｍを記録する。

実際に記録する補正量Ａ_ｍの一例を図４に示す。図４には、横軸に検出角度の変化を示し、縦軸に補正量の変化を示す。時間は一の回転区間に対応する。「回転区間」は、通常は１回転区間（言い換えれば実際に３６０度回転する区間）を意味する。ただし、上述した軸倍角ｎで形成されたロータの場合は、１／ｎ回転区間を意味する。実線で示す特性線の補正量Ａ_ｍ（Ａ_m1）は、一の誤差補正手段６５ａに対応する。一点鎖線で示す特性線の補正量Ａ_ｍ（Ａ_m1）や二点鎖線で示す特性線の補正量Ａ_ｍ（Ａ_m3）などは、実線で示す特性線の補正量Ａ_ｍ（Ａ_m1）とともに複数の誤差補正手段６５ａに対応する。

上述のように構成された制御装置６０において、本発明を実現する回転角度補正処理の手続き例について図５を参照しながら説明する。この回転角度補正処理は、制御装置６０が作動している間に繰り返し実行される。なお図５において、ステップＳ１０，Ｓ１３は補正実行手段６４に相当し、ステップＳ１１，Ｓ１４は回転数算出手段６３に相当し、ステップＳ１２は補正実行判断手段６２に相当し、ステップＳ１５は回転数フィードバック制御手段６１に相当する。

図５に示す回転角度補正処理において、まずレゾルバ４１から出力される信号（ＳＩＮ検出信号ＳｓやＣＯＳ検出信号Ｓｃ等）に基づいて回転電機４０の検出角度θｄを求める〔ステップＳ１０〕。当該検出角度θｄの単位時間当たりの変化量に基づいて、回転電機４０の検出回転数Ｎｓを求める〔ステップＳ１１〕。今回（あるいは前回以前）のステップＳ１１で求めた検出回転数Ｎｓが第１回転数範囲内か否かに従って判断情報Ｊを決定する〔ステップＳ１２〕。すなわち、検出回転数Ｎｓが第１回転数範囲内であれば「補正を行わない」と判断し、検出回転数Ｎｓが第１回転数範囲外であれば「補正を行う」と判断する。第１回転数範囲は任意に設定することができ、例えば−５０[rpm]から５０[rpm]までの範囲などが該当する。ステップＳ１２の判別対象となる検出回転数Ｎｓを、今回のステップＳ１１で求めた検出回転数Ｎｓとするか、前回以前のステップＳ１１で求めた検出回転数Ｎｓとするかは、回転電機４０の種類や制御目的等に応じて適切に設定する。

もし、検出回転数Ｎｓが第１回転数範囲内であれば（ＹＥＳ）、何らかの要因（例えば外来ノイズや負荷の変動等）によって検知した角度θｄを補正によって誤って増加させてしまった場合、それに基づいて算出した回転数は実際よりも大きな値となり、回転数フィードバック制御に与える影響が相対的に大きくなってしまう。よって「補正を行わない」と判断して誤差補正手段６５ａによる補正を行わず、ステップＳ１１で求めた検出回転数Ｎｓが指令回転数Ｎ^＊となるようにフィードバック制御を行い〔ステップＳ１５〕、回転角度補正処理をリターンする。

一方、ステップＳ１２で検出回転数Ｎｓが第１回転数範囲外であれば（ＮＯ）、回転電機４０の回転軸の検出角度θｄが誤って増大されても回転数フィードバック制御に与える影響は少ない。よって「補正を行う」と判断して、記録手段６５も記録された誤差補正手段６５ａを用いて、ステップＳ１０で求めた検出角度θｄを補正し〔ステップＳ１３〕、補正した検出角度θｄの単位時間当たりの変化量に基づいて回転電機４０の検出回転数Ｎｓを求め〔ステップＳ１４〕、この検出回転数Ｎｓが指令回転数Ｎ^＊となるようにフィードバック制御を行い〔ステップＳ１５〕、回転角度補正処理をリターンする。

上述した実施の形態１によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項１に対応し、回転電機４０の回転部材（具体的には回転軸やロータ等）の回転に伴って信号を出力するレゾルバ４１と、レゾルバ４１から出力される信号に基づいて検出される検出角度θｄ（回転角度）の誤差を誤差補正手段６５ａによって補正する補正実行手段６４と、補正実行手段６４によって補正された検出角度θｄに基づいて、検出回転数Ｎｓを算出する回転数算出手段６３と、検出回転数Ｎｓが指令された指令回転数Ｎ^＊となるようにフィードバック制御を行う回転数フィードバック制御手段６１と、検出回転数Ｎｓおよび指令回転数Ｎ^＊のうちで一方または双方の回転数に基づいて、補正実行手段６４による補正を行うか否かを判断する補正実行判断手段６２とを有する構成とした（図２を参照）。補正実行手段６４は、補正実行判断手段６２によって補正を行うと判断された場合にのみ検出角度θｄの誤差を補正する構成とした（図５のステップＳ１２，Ｓ１３を参照）。この構成によれば、補正実行手段６４は補正実行判断手段６２によって補正を行うと判断された場合にのみ検出角度θｄの誤差を補正する。逆に回転数が低い場合は、検出角度θｄの誤差を補正しないので、当該回転数の変動を抑制することができる。

請求項２に対応し、誤差補正手段６５ａは、時間の変化に伴って理想的に変化する回転角度を示す理想角度に対する補正量Ａ_ｍを記憶するマップとした（図２，図３を参照）。補正実行手段６４は、マップの補正量Ａ_ｍを用いて、検出角度θｄ（回転角度）の誤差を補正する構成とした（図５のステップＳ１３を参照）。この構成によれば、マップの補正量Ａ_ｍを用いて検出角度θｄの誤差を補正するので、簡単な構成で発明を実現できる。

請求項３に対応し、補正実行判断手段６２は、検出回転数Ｎｓが０を含む第１回転数範囲内である場合は補正実行手段６４による補正を行わないと判断し（図５のステップＳ１３でＹＥＳ）、第１回転数範囲外である場合は補正実行手段６４による補正を行うと判断する構成とした（図５のステップＳ１３でＮＯ）。この構成によれば、低速回転状態やほぼ回転停止状態では、補正実行手段６４によって回転数を誤って増加させることを防止できるので、低回転数時の回転数を安定化させることができる。「第１回転数範囲」は、範囲内に０を含むことが条件となる点を除いて、任意に設定することができ、補正実行手段６４による補正の影響により回転数が変動するような回転数の範囲を含む。

〔実施の形態２〕
実施の形態２は、検出回転数だけでなく指令回転数にも基づいて補正を行うか否かを判断する例であって、図６を参照しながら説明する。図６には、図５に代わる回転角度補正処理の手続き例をフローチャートで示す。なお、電力変換システムの構成等は実施の形態１と同様であり、図示および説明を簡単にするために実施の形態２では実施の形態１と異なる点について説明する。よって実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示す回転角度補正処理は、図５に示す回転角度補正処理と比べて、ステップＳ１６を加えた点で相違する。このステップＳ１６は、ステップＳ１２とともに補正実行判断手段６２に相当する。

ステップＳ１６は、ステップＳ１１で求めた検出回転数Ｎｓが第１回転数範囲内であるときに実行され（ＹＥＳ）、指令回転数Ｎ^＊が第２回転数範囲内か否かに従って判断情報Ｊを決定する。すなわち、指令回転数Ｎ^＊が第２回転数範囲内であれば「補正を行わない」と判断し、検出回転数Ｎｓが第１回転数範囲外であれば「補正を行う」と判断する。第２回転数範囲は任意に設定することができ、例えば−５０[rpm]から５０[rpm]までの範囲などが該当する。本例では第２回転数範囲は第１回転数範囲と同一範囲に設定したが、回転電機４０の種類やレゾルバ４１のロータの種類等に応じて異なる範囲に設定してもよい。

上述したステップＳ１６によって図６に示す回転角度補正処理は、検出回転数Ｎｓが第１回転数範囲内であり、かつ、指令回転数Ｎ^＊が第２回転数範囲内である場合に限って、「補正を行わない」と判断する判断情報Ｊを決定する。

上述した実施の形態２によれば、以下に示す効果を得ることができる。なお、請求項１〜３に対応する効果については実施の形態１と同様である。

請求項４に対応し、補正実行判断手段６２は、指令回転数Ｎ^＊が０を含む第２回転数範囲内である場合は補正実行手段６４による補正を行わないと判断し（図５のステップＳ１６でＹＥＳ）、第２回転数範囲外である場合は補正実行手段６４による補正を行うと判断する構成とした（図５のステップＳ１６でＮＯ）。この構成によれば、指令回転数Ｎ^＊が０を含む第２回転数範囲内である場合には、補正実行手段６４は検出角度θｄ（回転角度）の誤差を補正しない。低速回転状態やほぼ回転停止状態では、補正実行手段６４によって回転数を誤って増加させることを防止できるので、低回転数時の回転数を安定化させることができる。

〔実施の形態３〕
実施の形態３は、回転数（検出回転数や指令回転数）が低い場合には補正量を抑制する例であって、図７〜図９を参照しながら説明する。図７には、図５，図６に代わる回転角度補正処理の手続き例をフローチャートで示す。図８には、回転数と特性線との関係をグラフ図で示す。図９には補正量と検出角度との関係をグラフ図で示す。なお、電力変換システムの構成等は実施の形態１，２と同様であり、図示および説明を簡単にするために実施の形態３では実施の形態１，２と異なる点について説明する。よって実施の形態１，２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示す回転角度補正処理は、図５および図６に示す回転角度補正処理と比べて、次の二点で相違する。第１に、ステップＳ１７を加えた点である。このステップＳ１７は、ステップＳ１２とともに補正実行手段６４に相当する。第２に、ステップＳ１２で検出回転数Ｎｓが第１回転数範囲内であるか（ＹＥＳ）、さらには二点鎖線で示すステップＳ１６で指令回転数Ｎ^＊が第２回転数範囲内であるときは（ＹＥＳ）、ステップＳ１７を実行した後にステップＳ１４，Ｓ１５を実行する点である。

ステップＳ１７は、検出回転数Ｎｓが第３回転数範囲内では補正特性線に従って誤差補正手段６５ａを変更し、ステップＳ１０で求めた検出角度θｄを補正する。第３回転数範囲は、ステップＳ１２の第１回転数範囲内またはステップＳ１６の第２回転数範囲と同一範囲を設定してもよく、これらとは異なる範囲を設定してもよい。補正特性線に従って誤差補正手段６５ａを変更する方法について、図８および図９を参照しながら説明する。

図８には、縦軸を補正量の変更比率Ｒとし、横軸を検出回転数Ｎｓとする補正特性線Ｌ１，Ｌ２の一例を示す。この例では、変更比率Ｒは０から１までの範囲であり、第３回転数範囲は０からＮ３（例えば１００[rpm]）までの範囲である。実線で示す補正特性線Ｌ１は、検出回転数ＮｓがＮａからＮ３までの範囲で直線的（比例的）に変更比率Ｒが変化する。ただし、検出回転数Ｎｓが０からＮａまでの範囲は変更比率Ｒが０となる特性である。一点鎖線で示す補正特性線Ｌ２は、検出回転数Ｎｓが０のときに変更比率Ｒが０であり、曲線状に変更比率Ｒが変化する。なお、図８に示す補正特性線Ｌ１，Ｌ２は一例に過ぎず、特性線としての変化をどのように設定してもよい。また第３回転数範囲（Ｎ３）の設定も任意である。

上述した補正特性線Ｌ１，Ｌ２について、検出回転数Ｎｓが回転数Ｎｂであるときの補正量Ａ_ｍの変更法について説明する。図８では、補正特性線Ｌ１の場合は変更比率Ｒａになり、補正特性線Ｌ２の場合は変更比率Ｒｂ（Ｒｂ＞Ｒａ）になることが分かる。図４に実線で示す補正量Ａ_ｍを変更すると、図９のようになる。図９では比較し易くするため、図４に示す補正量Ａ_ｍを二点鎖線で示し、変更比率Ｒａに従って変更した補正量Ａ_maを実線で示し、変更比率Ｒｂに従って変更した補正量Ａ_mbを一点鎖線で示す。元の補正量Ａ_ｍと比較して明らかなように、補正量Ａ_ma，Ａ_mbは全体的な変化は元の補正量Ａ_ｍと同じであるが、補正すべき量が縮小されている。何らかの要因（例えば外来ノイズや負荷の変動等）によって検知角度θｄを補正によって誤って増大しても、補正量自体が縮小されるので、補正後における検出角度θｄの変化が抑制される。

上述した図８および図９では、検出回転数Ｎｓとの関係で補正量Ａ_ｍを変更する例を示した。この形態に代えて、横軸を指令回転数Ｎ^＊として、指令回転数Ｎ^＊との関係で補正量Ａ_ｍを変更する構成としてもよい。あるいは三次元マップのように、検出回転数Ｎｓおよび指令回転数Ｎ^＊との関係で補正量Ａ_ｍを変更する構成としてもよい。いずれの構成にせよ、補正量自体が縮小されるので、補正後における検出角度θｄの変化が抑制される。

上述した実施の形態３によれば、以下に示す効果を得ることができる。なお、請求項１，２に対応する効果については実施の形態１と同様である。

請求項５に対応し、補正実行手段６４は、検出回転数Ｎｓおよび指令回転数Ｎ^＊のうちで一方または双方の回転数が０を含む第３回転数範囲内である場合は、第３回転数範囲内に規定する補正特性線に従って検出角度θｄ（回転角度）の誤差を補正する構成とした（図７のステップＳ１７，図８，図９を参照）。この構成によれば、回転数が０を含む第３回転数範囲内である場合には、補正実行手段６４が補正特性線に従って検出角度θｄの誤差を補正する。よって、回転数が低い場合には当該回転数の変動を抑制することができる。補正特性線の設定によっては、極めてゆっくりとした回転が必要な場合でも適正に補正されるので、回転数の変動を抑制した回転制御を行うことができる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜３に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態１〜３では、回転部材として、回転電機４０の回転軸やロータ等を適用した（図１，図２を参照）。この形態に代えて（あるいは加えて）、他の回転部材を適用してもよい。他の回転部材としては、例えば発電電動機以外の回転電機の回転軸やロータ等、車両等に用いられるシャフト（例えばクランクシャフトやドライブシャフト等）、ギア（ギア機構を含む）、ステアリングロッド（あるいはトーションバー）、操舵軸等のように、回転可能な他の部材が該当する。他の回転部材であっても、レゾルバ４１を取り付けることができれば、実施の形態１〜３と同様の作用効果が得られる。

上述した実施の形態１〜３では、回転センサとして、レゾルバ４１を適用した（図１，図２を参照）。この形態に代えて、他の回転センサを適用してもよい。他の回転センサとしては、例えばロータリーエンコーダ，ジャイロスコープ，ＧＭＲ回転センサなどが該当する。他の回転センサであっても、０を含む低速回転時において補正を行わないか、補正特性線に基づいて補正するので、実施の形態１〜３と同様の作用効果が得られる。

上述した実施の形態１〜３では、誤差補正手段６５ａとして、マップを適用した（図３，図４を参照）。この形態に代えて、検出角度θｄを補正することが可能な他の補正手段を適用してもよい。他の補正手段としては、例えばデータテーブルや、図４や図９に示す補正特性線を数式で定義した関数などが該当する。他の補正手段であっても検出角度θｄを補正することができるので、実施の形態１〜３と同様の作用効果が得られる。

１０ コンバータ回路
２０ インバータ回路
３０ 電流センサ
４０ 回転電機
４１ レゾルバ（回転センサ）
５０ 制御電源回路
６０ 制御装置（回転角度検出装置）
６１ 回転数フィードバック制御手段
６１ａ 加合部
６１ｂ トルク指令演算部
６１ｃ モータトルク制御部
６２ 補正実行判断手段
６３ 回転数算出手段
６４ 補正実行手段
６５ 記録手段
６５ａ 誤差補正手段
７０ ＥＣＵ（外部装置）

Claims (5)

1. 回転部材の回転に伴って信号を出力する回転センサと、
   前記回転センサから出力される信号に基づいて検出される回転角度を示す検出角度の誤差を誤差補正手段によって補正する補正実行手段と、
   前記補正実行手段によって補正された検出角度に基づいて、検出回転数を算出する回転数算出手段と、
   前記検出回転数が指令された指令回転数となるようにフィードバック制御を行う回転数フィードバック制御手段と、
   前記検出回転数および前記指令回転数のうちで一方または双方の回転数に基づいて、前記補正実行手段による補正を行うか否かを判断する補正実行判断手段と、を有し、
   前記補正実行手段は、前記補正実行手段による補正を行うと判断された場合にのみ検出角度の誤差を補正することを特徴とする回転角度検出装置。
2. 前記誤差補正手段は、時間の変化に伴って理想的に変化する回転角度を示す理想角度に対する補正量を記憶するマップであり、
   前記補正実行手段は、前記マップの補正量を用いて、検出角度の誤差を補正することを特徴とする請求項１に記載の回転角度検出装置。
3. 前記補正実行判断手段は、前記検出回転数が０を含む第１回転数範囲内である場合は前記補正実行手段による補正を行わないと判断し、前記第１回転数範囲外である場合は前記補正実行手段による補正を行うと判断することを特徴とする請求項１または２に記載の回転角度検出装置。
4. 前記補正実行判断手段は、前記指令回転数が０を含む第２回転数範囲内である場合は前記補正実行手段による補正を行わないと判断し、前記第２回転数範囲外である場合は前記補正実行手段による補正を行うと判断することを特徴とする請求項３に記載の回転角度検出装置。
5. 前記補正実行手段は、前記検出回転数および前記指令回転数のうちで一方または双方の回転数が０を含む第３回転数範囲内である場合は、前記第３回転数範囲内に規定する補正特性線に従って検出角度の誤差を補正することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転角度検出装置。

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