JP5895442B2 - 角度検出装置の異常判断装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体の回転角度に同期して周期的に変化するパラメータである回転角度相当量を値として有する出力信号を出力する角度検出装置について、その異常の有無を判断する角度検出装置の異常判断装置に関する。

この種の装置としては、たとえば下記特許文献１に見られるように、現在の回転角度を位相とする正弦関数または余弦関数の値によって角度検出装置の出力信号が除算された値によって出力信号のゲインを算出するものも提案されている。

特許第３９３８９０２号公報

ところで、現在の回転角度は出力信号によって知られるものであるため、ゲインが正しくない場合、現在の回転角度についての正確な情報をうることができない。このため、上記補正装置では、誤差を有する回転角度を利用してゲインを算出することとなるため、ゲインの算出精度が十分とはいえない。

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、回転体の回転角度によって搬送波が変調された被変調波を出力信号とする角度検出装置についての新たな異常判断装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

第１の発明は、回転体の回転角度に同期して周期的に変化するパラメータである回転角度相当量を値として有する出力信号を出力する角度検出装置について、その異常の有無を判断する角度検出装置の異常判断装置において、前記角度検出装置の出力信号を入力とし、前記回転角度相当量を独立変数とする関数の従属変数を平滑化する平滑化手段と、前記平滑化手段の出力に基づき、前記角度検出装置の異常判断パラメータを算出する判断パラメータ算出手段とを備え、前記関数は、前記回転角度相当量の一周期に渡る積分値が正または負となって且つ定義域の少なくとも一部の領域において独立変数の連続的な変化に応じて従属変数を連続的に変化させるものであることを特徴とする。

上記発明では、関数として、所定区間に渡る積分値が正または負となるものを選択することで、関数の所定区間の積分値は零以外の値となる。そして、定義域の少なくとも一部において独立変数の連続的な変化に応じて従属変数を連続的に変化させる関数の場合、所定区間に渡る時間積分値は、出力信号のゲインに応じたものとなる。このため、関数の従属変数を平滑化したものは、ゲインに関する情報を有することとなる。特に、平滑化手段の出力値は、ゲインに異常がある場合には、その異常なゲインを定量化したものとなるため、これを異常判断パラメータと定義すれば、ゲインの補正のみならず、ゲイン補正を伴わない異常の有無の判断に利用することもできる。

第２の発明は、第１の発明において、前記関数は、前記回転角度相当量の一周期に渡る積分値が正または負となって且つ定義域の少なくとも一部の領域において独立変数の連続的な変化に応じて従属変数を連続的に変化させるものであることを特徴とする。

回転角度相当量は、周期性を有するものであるため、上記関数の定義域は有限の長さを有する。ここで、関数として、回転角度相当量の１周期に渡る積分値が正または負となるものを選択すると、関数の１周期の積分値は零以外の値となる。そして、定義域の少なくとも一部において独立変数の連続的な変化に応じて従属変数を連続的に変化させる関数の場合、時間積分値は、出力信号のゲインに応じたものとなる。このため、関数の従属変数を平滑化したものは、ゲインに関する情報を有することとなる。特に、上記の場合、平滑化手段による平滑化の処理に用いられる値の集合によって定まる区間を、回転角度相当量の一周期を定義域とする値域程度とすることで、異常判断パラメータを高精度に算出することができる。このため、平滑化の処理に用いられる値の集合によって定まる区間を回転角度情報によって特定する必要も生じない。

第３の発明は、第２の発明において、前記異常判断パラメータは、前記出力信号を補正するためのものであり、該異常判断パラメータに基づき、前記出力信号を補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする。

上記異常判断パラメータは、ゲインを直接定量化したものとする以外に、ゲインに異常がある場合にこれを補正する補正値として定量化することもできる。上記発明では、この点に鑑み、異常判断パラメータによって出力信号を補正することで、補正された検出信号を回転角度を検出する上で精度の良い検出信号とすることができる。

第４の発明は、第２または３の発明において、前記判断パラメータ算出手段は、前記回転体の回転速度が低速度閾値以上である際の前記平滑化手段の出力を用いて前記異常判断パラメータを算出することを特徴とする。

回転機の回転速度が小さい場合、その振動成分を除去することが困難となる。上記発明では、この点に鑑み、低速度閾値以上である際の平滑化手段の出力を用いる。

第５の発明は、第１〜４のいずれかの発明において、前記判断パラメータ算出手段は、前記回転体の回転速度が高速度閾値以下である際の前記平滑化手段の出力を用いて前記異常判断パラメータを算出することを特徴とする。

たとえば出力信号を離散的なサンプリングタイミングにおいてサンプリングする場合、回転機の回転速度が大きいと、回転角度相当量のサンプリング値が正または負のいずれか一方に偏るおそれがある。そしてこの場合、平滑化手段の出力と従属変数の時間積分値との対応付けが困難となる。上記発明では、この点に鑑み、高速度閾値以下である際の平滑化手段の出力を用いる。

第６の発明は、第１〜５のいずれかの発明において、前記関数は、偶関数であることを特徴とする。

上記発明では、関数の従属変数の符号を正または負のいずれか一方に限定することができる。

第７の発明は、第６の発明において、前記偶関数は、前記独立変数の偶数乗の値を従属変数とするものであることを特徴とする。

第８の発明は、第６の発明において、前記偶関数は、前記出力信号の絶対値を従属変数とするものであることを特徴とする。

上記関数の演算機能を、全波整流回路によって実現してもよい。これにより、デジタル処理手段の演算負荷を低減することができる。

第９の発明は、第１〜８のいずれかの発明において、前記平滑化手段は、ローパスフィルタであることを特徴とする。

上記ローパスフィルタをアナログフィルタとするなら、デジタル処理手段の演算負荷を低減することができる。

第１０の発明は、第１〜９のいずれかの発明において、前記平滑化手段は、前記出力信号を離散的なサンプリングタイミングにおいてサンプリングする手段を備えて且つ、サンプリングされた前記出力信号を独立変数とする前記関数の従属変数の値の積算値を出力するものであることを特徴とする。

上記発明では、積算をする期間によって、ゲインの算出精度を制御することができる。

第１１の発明は、第１〜１０のいずれかの発明において、前記異常判断パラメータは、前記出力信号のゲインであり、該算出されるゲインに基づき前記角度検出装置の出力信号の使用を制限する制限手段をさらに備えることを特徴とする。

上記発明では、角度検出装置によって検出される回転角度の信頼性が低下すると想定される状況下、これがなんら制限無く使用される事態を回避することができる。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかるゲインの算出処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるシステム構成図。 第３の実施形態にかかるゲインの算出処理の手順を示す流れ図。 第４の実施形態にかかるゲインの算出処理の手順を示す流れ図。 上記各実施形態の変形例にかかる関数を示す図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる角度検出装置の異常判断装置をレゾルバに適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステム構成図を示す。

図示されるモータジェネレータ１０は、車載主機であり、駆動輪に機械的に連結されている。インバータＩＶは、モータジェネレータ１０と図示しないバッテリとの間の電力の授受を仲介する。モータジェネレータ１０の回転子１０ａには、レゾルバ２０の１次側コイル２２が機械的に連結されている。１次側コイル２２は、正弦波状の励磁信号Ｓｃによって励磁される。励磁信号Ｓｃによって１次側コイル２２に生じた磁束は、一対の２次側コイル２４，２６を鎖交する。この際、１次側コイル２２と一対の２次側コイル２４，２６との相対的な配置関係は、回転子１０ａの電気角（回転角度θ）に応じて周期的に変化する。これにより、２次側コイル２４，２６を鎖交する磁束数は、周期的に変化する。特に、一対の２次側コイル２４，２６と１次側コイル２２との幾何学的な配置が相違する設定とされ、これにより、２次側コイル２４，２６のそれぞれに生じる電圧の位相が互いに「π／２」だけずれるようになっている。これにより、２次側コイル２４，２６のそれぞれの出力電圧は、励磁信号Ｓｃを、変調波ｓｉｎθ、ｃｏｓθのそれぞれによって変調した被変調波となる。すなわち、励磁信号Ｓｃを「ｓｉｎωｔ」とすると、被変調波は、それぞれ「ｓｉｎθｓｉｎωｔ」と「ｃｏｓθｓｉｎωｔ」となる。

２次側コイル２４の出力電圧は、差動増幅回路３０によって電圧変換され、Ａ相被変調波Ｓａとされ、２次側コイル２６の出力電圧は、差動増幅回路３２によって電圧変換され、Ｂ相被変調波Ｓｂとされる。これらＡ相被変調波ＳａとＢ相被変調波Ｓｂとのそれぞれは、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器３４、３６）のそれぞれによってデジタルデータに変換される。このデジタルデータが、サンプリング信号ＳＡ，ＳＢである。

制御装置４０は、レゾルバ２０による回転角度信号（サンプリング信号ＳＡ，ＳＢ）によってモータジェネレータ１０の回転角度θを把握することで、これに基づきインバータＩＶを操作する。これにより、モータジェネレータ１０の制御量が制御される。

ところで、Ａ相被変調波ＳａやＢ相被変調波Ｓｂは、必ずしもその振幅が制御装置４０によって想定されるものとはならず、想定されるものからずれる異常が生じることがある。これは、レゾルバ２０や差動増幅回路３０，３２のゲインに個体差や経年変化が生じるためである。このため、Ａ相被変調波ＳａやＢ相被変調波Ｓｂは、それぞれ想定される振幅（ゲインＫ）を用いて表現される「Ｋｓｉｎθｓｉｎωｔ」や「Ｋｃｏｓθｓｉｎωｔ」からずれたものとなるおそれがある。そして、この場合には、回転角度θの検出精度が低下する。

そこで本実施形態では、以下の態様にてＡ相被変調波ＳａやＢ相被変調波Ｓｂの実際のゲインＫを検出することで、そのずれを補償するゲイン補正量を算出し、制御装置４０内の不揮発性メモリ４２に記憶する。これにより、レゾルバ２０の出力信号に基づき回転角度θを算出するに際して、Ａ相被変調波ＳａおよびＢ相被変調波Ｓｂのゲインがそれぞれ補正され、回転角度θの算出精度を向上させる。なお、不揮発性メモリとは、給電の有無にかかわらずデータを記憶保持するメモリであり、たとえば電気的書き換え可能な読み出し専用メモリ等のことである。

ここで、ゲインＫの検出原理について、Ａ相被変調波Ｓａを例にとって説明する。

Ａ相被変調波Ｓａは、ゼロを振幅中心として振動するものであり、周期性を有する。このため、Ａ相被変調波Ｓａの平均値（一周期に渡る積分値）自体は、略ゼロとなる。ただし、これを独立変数とする偶関数の従属変数については、独立変数（Ａ相被変調波Ｓａ）の１周期に渡る積分値が正となる。しかも、従属変数は、独立変数の連続的な変化に応じて連続的に変化するものであるため、偶関数の時間積分値は、ゲインＫの関数となる。ここでは、偶関数として、１次の項およびゼロ次の項がゼロの２次関数を考えると、この従属変数は、以下の式（ｃ１）にて表現される。

上記の式（ｃ１）は、ゲインＫの関数である。しかも、その第１項以外は、周期性を有するため、そのＮ周期（Ｎ：整数）に渡る時間積分値は、ゼロとなる。このため、従属変数のＮ周期に渡る時間積分値を算出するなら、ゲインＫを高精度に検出することができることとなる。もっとも、Ｎ周期に限らず、Ｎ周期と「Ｎ＋１」周期との間の期間にわたる時間積分値をＮ周期に渡る時間積分値とみなしてゲインＫを算出しても、その誤差は、Ｎを大きくするほど小さくなる。このため、時間積分の期間を長くすることによってもゲインＫの検出精度を向上させることができる。

図２に、本実施形態にかかるゲイン検出処理の手順を示す。この処理は、制御装置４０によるデジタル処理として、ゲイン検出処理の完了する以前において、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、以下では、Ａ相被変調波Ｓａ側のゲインＫの検出処理を示すが、Ｂ相被変調波Ｓｂ側のゲインＫの検出処理についても同様に行うことができる。ちなみに、Ａ相被変調波Ｓａ側のゲインＫとＢ相被変調波Ｓｂ側のゲインＫとは、想定値としては同一であるものの想定値からずれる場合には互いに相違しうるものであるため、双方について各別に検出する。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、モータジェネレータ１０の回転速度Ｖｍが低速度閾値ＶｔｈＬ以上であって且つ高速度閾値ＶｔｈＨ以下であるか否かを判断する。この処理は、ゲインＫの検出処理を精度良く行うことができるか否かを判断するためのものである。

すなわち、回転速度Ｖｍが過度に小さい場合、Ａ相被変調波Ｓａの１周期以上にわたるサンプリング信号ＳＡのサンプリングが困難となる。そしてこの場合には、サンプリング信号ＳＡの２乗を積算演算（上記時間積分値に対応）をしたものの回転角度θや励磁信号Ｓｃへの依存性が大きくなり、ゲインＫを高精度に検出することができない。このため、低速度閾値ＶｔｈＬを、後述するサンプリング期間Ｔｔｈにおける積算演算値の回転角度θや励磁信号Ｓｃへの依存性が十分に小さくなる速度の下限値に設定する。ここで、依存性の度合いについては、ゲインＫの検出に要求される精度に応じて定めるものとする。

一方、回転速度Ｖｍが過度に大きくなることで、その半周期がサンプリング周期程度となる場合、上記の式（ｃ１）において回転角度θに依存した項の符号が、各サンプリング信号ＳＡにおいて同一となったり、また正となるものの数と負となるものの数との間に大きなずれが生じるおそれがある。そしてこの場合、回転角度θに依存した項の積算値をゼロとすることが困難となる。このため、高速度閾値ＶｔｈＨを、上記の式（ｃ１）のうちの回転角度θに依存する項の符号が正となるものの数と負となるものの数との差が規定値以下となる上限値に設定する。ここで、規定値は、ゲインＫの検出に要求される精度に応じて定めるものとする。

なお、上記の式（ｃ１）において励磁信号Ｓｃの角速度の２倍にのみ依存する項の積算値をゼロとする観点からは、励磁信号Ｓｃの半周期とサンプリング周期とを近似させないことが必要である。このため、サンプリング周期は、励磁信号Ｓｃの角速度の２倍にのみ依存する項の符号が正となるものの数と負となるものの数との差が規定値以下となるように設定することが望ましい。ここでも、規定値は、ゲインＫの検出に要求される精度に応じて定めるものとする。

上記ステップＳ１０において肯定判断される場合、ステップＳ１２において、サンプリング信号ＳＡの２乗の積算値ＩｎＡ（ｎ）を算出する。続くステップＳ１４では、積算値ＩｎＡの算出に用いるサンプリング信号ＳＡのサンプリングされている時間を計時するカウンタをインクリメントする。そしてステップＳ１６においては、カウンタがサンプリング期間Ｔｔｈ以上であるか否かを判断する。ここで、サンプリング期間Ｔｔｈは、回転速度Ｖｍに応じた回転周期よりも十分に長い期間とする。ここで、サンプリング期間Ｔｔｈは、ゲインＫの検出に要求される精度に応じて定めるものとする。

上記ステップＳ１６において肯定判断される場合、ステップＳ１８において、ゲインＫを算出する。ここでは、上記の式（ｃ１）に鑑み、ゲインＫを、積算値ＩｎＡの平方根の２倍の値を、サンプリング数Ｎで除算した値に設定する。これにより、ゲインＫと想定される値との差に基づきゲイン補正量を算出し、不揮発性メモリ４２に記憶することができる。なお、ゲインＫと想定される値との間に差がない場合、ゲイン補正量はゼロとなる。これは、ゲインに関して異常が生じていないことに対応し、この場合、それ以降、ゲイン補正量による補正がなされない。

一方、上記ステップＳ１０において否定判断される場合、ステップＳ２０においてカウンタをリセットする。

なお、上記ステップＳ１８，Ｓ２０の処理が完了する場合や、ステップＳ１６において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。ちなみに、ゲインが一旦検出され、ゲイン補正量が不揮発性メモリ４２に記憶された後には、ゲインの検出処理を行なわなくてもよい。もっともレゾルバ２０等の経年変化に鑑み、走行距離が規定距離となる毎等、定期的にゲインを検出しゲイン補正量を更新することが望ましい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）サンプリング信号ＳＡ，ＳＢの２乗値の積算値に基づき、ゲインＫ（異常判断パラメータ）を算出した。これにより、ゲインＫを精度良く算出することができる。

（２）回転速度Ｖｍが低速度閾値ＶｔｈＬ以上である際の積算値ＩｎＡを用いてゲインＫを算出した。これにより、積算値ＩｎＡの回転角度θや励磁信号Ｓｃの位相への依存性を好適に抑制することができる。

（３）回転速度Ｖｍが高速度閾値ＶｔｈＨ以下である際の積算値ＩｎＡを用いてゲインＫを算出した。これにより、積算値ＩｎＡの回転角度θや励磁信号Ｓｃの位相への依存性を好適に抑制することができる。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、Ａ相被変調波ＳａやＢ相被変調波Ｓｂの絶対値関数をローパスフィルタ処理した値に基づき、Ａ相被変調波ＳａやＢ相被変調波Ｓｂのゲインを算出する。

図３に、本実施形態にかかるシステム構成を示す。なお、図３において、先の図１に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。

図示されるように、Ａ相被変調波Ｓａは、全波整流回路５０に入力され、ここで全波整流される。全波整流回路５０の出力は、ローパスフィルタ５２によって平滑化される。そして、ローパスフィルタ５２の出力信号は、Ａ相被変調波Ｓａのゲインの算出に際して、Ａ／Ｄ変換器３４に取り込まれる。一方、Ｂ相被変調波Ｓｂは、全波整流回路５４に入力され、ここで全波整流される。全波整流回路５４の出力は、ローパスフィルタ５６によって平滑化される。そして、ローパスフィルタ５６の出力信号は、Ｂ相被変調波Ｓｂのゲインの算出に際して、Ａ／Ｄ変換器３６に取り込まれる。

ここで、ローパスフィルタ５２，５６の出力値はそれぞれ、Ａ相被変調波ＳａのゲインやＢ相被変調波Ｓｂのゲインに応じて定まる。これは、Ａ相被変調波ＳａやＢ相被変調波Ｓｂの絶対値関数の１周期に渡る時間積分値がゲインに応じて一義的に定まることと対応している。このため、本実施形態によってもゲインを算出することができる。しかも、本実施形態では、Ａ相被変調波ＳａやＢ相被変調波Ｓｂを入力とする偶関数の従属変数の算出処理や、従属変数の平滑化処理をいずれもアナログ回路を用いて行なったために、制御装置４０の演算負荷を低減することもできる。
＜第３の実施形態＞
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、検出されたゲイン（異常判断パラメータ）に基づき差動増幅回路３０，３２やレゾルバ等の故障（Ａ相被変調波Ｓａ，Ｂ相被変調波Ｓｂを以降において使用することなくユーザに通知するレベルの異常）の有無を判断する処理を併せ行う。

図４に、本実施形態にかかるゲイン検出処理の手順を示す。この処理は、制御装置４０によるデジタル処理として、ゲイン検出処理の完了する以前のみならず、検出処理の完了後においても、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図４において、先の図２に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ１８においてゲインＫを算出する処理が完了する場合、ステップＳ２２において、ゲインＫが下限側閾値ＫｔｈＬ以下であるか否かを判断する。ここで、下限側閾値ＫｔｈＬは、ゲインＫを補正してサンプリング信号ＳＡによる回転角度θの検出処理を継続することが適切でない異常が生じたと考えられる上限値に設定される。そしてステップＳ２２において肯定判断される場合、ステップＳ２４において、差動増幅回路３０のゲインが過度に小さくなる異常であるか断線が生じるかする異常である旨判断し、外部にその旨通知する。

これに対し、ステップＳ２２において否定判断される場合、ステップＳ２６において、ゲインＫが上限側閾値ＫｔｈＨ以上であるか否かを判断する。ここで、上限側閾値ＫｔｈＨは、ゲインＫを補正してサンプリング信号ＳＡによる回転角度θの検出処理を継続することが適切でない異常が生じたと考えられる下限値に設定される。そしてステップＳ２６において肯定判断される場合、ステップＳ２８において差動増幅回路３０のゲインが過度に大きくなる異常である旨判断し、外部にその旨通知する。

なお、ステップＳ２６において否定判断される場合には、ステップＳ３０において、ゲインＫの補正量を算出し、上記不揮発性メモリ４２に記憶させる。
＜第４の実施形態＞
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

先の第１の実施形態では、ゲインＫを算出すると、算出されたゲインＫと想定される値（正常値）との差に基づきゲイン補正量を算出した。すなわち、ゲインＫと想定される値との差がゼロでないことに基づきゲインに異常が生じているとしてゲイン補正量を用いてゲイン補正を行なうものの、異常度合いを評価することで、ゲイン補正量の算出を行なうか行わないかを決定する処理はしていなかった。これに対し、本実施形態では、算出されたゲインＫと想定される値との差に基づき、異常度合いを評価することで、ゲイン補正量を算出するか否かを判断する。

図５に、本実施形態にかかるゲイン検出処理の手順を示す。この処理は、制御装置４０によるデジタル処理として、ゲイン検出処理の完了する以前において、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図５において、先の図２に示した処理に対応する処理については、便宜上同一の符号を付している。

この一連の処理では、先の図２同様、ステップＳ１０において肯定判断される場合、ステップＳ１２ａに移行する。ここでは、サンプリング信号ＳＡに関する積算値ＩｎＡと、サンプリング信号ＳＢに関する積算値ＩｎＢとを算出する。この積算処理は、サンプリング期間Ｔｔｈに渡って行われる（ステップＳ１４，Ｓ１６）。そして、サンプリング期間Ｔｔｈが経過すると、ステップＳ１８ａにおいて、Ａ相被変調波Ｓａ側のゲインＫＡとＢ相被変調波側のゲインＫＢとのそれぞれを算出する。

続くステップＳ４０〜Ｓ４６では、ゲインＫＡ，ＫＢのそれぞれについて、先の図４のステップＳ２２〜Ｓ２８の処理を行なう。そして、ゲインＫＡ，ＫＢのいずれもが下限側閾値ＫｔｈＬを下回ったり上限側閾値ＫｔｈＨを上回ったりしない場合、ステップＳ４８に移行する。

ステップＳ４８ではゲインＫＡとゲインＫＢとの差の絶対値が第１閾値ＫｔｈＡＢ１以上であって且つ第２閾値ＫｔｈＡＢ２以下であるか否かを判断する。この処理は、ゲイン補正量を算出するか否かを判断するためのものである。ここで、第１閾値ＫｔｈＡＢ１は、回転角度θの算出精度の低下を回避する観点からゲイン補正量による補正を行なうことが望まれる下限値に設定される。一方、第２閾値ＫｔｈＡＢ２は、Ａ相被変調波ＳａやＢ相被変調波Ｓｂを利用した回転角度θの算出を継続使用することなくユーザに通知することが望まれると想定される下限値に設定される。そして、ステップＳ４８において肯定判断される場合、ステップＳ５０において、Ａ相被変調波Ｓａ側とＢ相被変調波Ｓｂ側とのゲインの差を低減するように（望ましくはそれらゲインが互いに等しくなるように）ゲイン補正量を算出する。ここでは、例えばＡ相被変調波Ｓａ側のみゲイン補正量を算出することで、Ａ相被変調波Ｓａ側のゲインをゲインＫＢに近づけて（望ましくは一致させて）もよい。また、例えばＢ相被変調波Ｓｂ側のみゲイン補正量を算出することで、Ｂ相被変調波Ｓｂ側のゲインをゲインＫＡに近づけて（望ましくは一致させて）もよい。また、Ａ相被変調波Ｓａ側とＢ相被変調波Ｓｂ側とのそれぞれのゲインを正常時において想定される値に近づける（望ましくは一致させる）ように、ゲイン補正量を算出してもよい。さらに、例えば、Ａ相被変調波Ｓａ側とＢ相被変調波Ｓｂ側とのそれぞれのゲインをゲインＫＡ，ＫＢの加重平均値に近づける（望ましくは一致させる）ように、ゲイン補正量を算出してもよい。なお、ここで加重平均値は、重み係数が互いに等しい加重平均値（単純平均値）とすることが便宜である。もっともこれに代えて、正常時の想定値との乖離度合いが小さい方の重み係数を大きくした加重平均値としてもよい。

これに対し、ステップＳ４８において否定判断される場合、ステップＳ５２において、ゲインＫＡとゲインＫＢとの差の絶対値が第２閾値ＫｔｈＡＢ２よりも大きいか否かを判断する。この処理は、Ａ相被変調波ＳａやＢ相被変調波Ｓｂを利用した回転角度θの算出を継続使用することなくユーザに通知することが望まれる異常時であるか否かを判断するためのものである。そして、ステップＳ５２において肯定判断される場合、ステップＳ５４において、上記異常時であると判断し、その旨をユーザに通知する。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

「平滑化手段について」
デジタル処理を行う平滑化手段としては、積算値に限らない。たとえばデジタルフィルタによって構成されたローパスフィルタであってもよい。

上記第１の実施形態において、ローパスフィルタを用いたり、上記第２の実施形態において積算値を用いたりしてもよい。

「被変調波を独立変数とする関数について」
上記第２の実施形態において、絶対値関数をデジタル処理によって算出してもよい。すなわち、デジタル処理によって被変調波の絶対値を算出してもよい。

偶関数としては、独立変数の絶対値や、独立変数の２乗を従属変数とするものに限らない。たとえば４乗等、２Ｎ（Ｎ≧２）を従属変数とするものであってもよい。

また、偶関数にも限らず、被変調波の一周期の積分値が正または負となるものであればよい。すなわち、この一周期の積分値Ｉｎ１を用いると、Ｎ周期の積分値は、「Ｎ×Ｉｎ１」となり、また、Ｎ周期とＮ＋１周期との期間にわたる積分値とＮ周期の積分値との差は、Ｎが大きいほど小さくなる。このため、Ｎ周期の積分値や、Ｎを大きくした任意の期間の積分値等から一周期の積分値Ｉｎ１についての精度のよい値を算出することができる。そして、１周期の積分値Ｉｎ１はゲインＫによって表現される値であるため、１周期の積分値Ｉｎ１からゲインＫを算出することができる。こうした関数としては、たとえば図６（ａ）に例示するように、被変調波（独立変数）が正である場合には被変調波の値自体を従属変数とし、被変調波が負である場合には従属変数の値をゼロとするものがある。もっとも、被変調波を独立変数とする関数は、定義域の一部に、独立変数の変化に応じて従属変数を連続的に変化させる領域を有することが必須である。なぜなら、たとえば図６（ｂ）に例示するように、従属変数が正のときに「１」、ゼロ以下のときに「０」となる関数の場合、その時間積分値にゲイン情報が含まれないからである。

なお、被変調波の一周期の積分値が正または負となって且つ、定義域の一部に、独立変数の変化に応じて従属変数を連続的に変化させる領域を有するものとしては、他にもたとえば図６（ｃ）に示すものがある。

もっとも、被変調波の一周期の積分値が正または負となって且つ、定義域の一部に、独立変数の変化に応じて従属変数を連続的に変化させる領域を有するものにも限らない。たとえばＡ相被変調波Ｓａ自体について、その符号が正となる領域（所定区間）のみについての積分値もゲインの関数となる。このため、先の図１のステップＳ１２の処理において、サンプリング信号ＳＡの符号が正となる領域に限ったサンプリング信号ＳＡの積算値を算出するなら、これに基づきゲインＫの関数（異常判断パラメータ）を算出可能である。これは、図６（ａ）に示した関数を用いることによっても可能であるが、ここでの相違点は、関数を恒等変換関数として且つ、サンプリング信号ＳＡの符号が正となる領域を、励磁信号Ｓｃの位相と回転角度θとによって特定し、特定された区間に限って積算値を算出する点である。この場合、積算値によって定量化される異常度合いに応じて算出精度が変動する回転角度θを、積算値の算出に利用することとなるため、図６（ａ）に示した関数を用いる場合と比較して精度が低下する懸念がある。しかし、積算値に基づき算出されたゲイン補正量を用いて回転角度を算出し、これに基づき再度積算値を算出するといった処理を繰り返すことで、精度の低下を抑制できるとも考えられる。

「回転角度検出装置について」
回転体の回転角度によって搬送波が振幅変調された被変調波を出力信号とするものに限らない。たとえば、「ＡＣサーボシステムの理論と設計の実際：杉本ら著、総合電子出版社」に記載されているように、搬送波の位相を回転角度によって変調するものであってもよい。この場合であっても、被変調波の振幅が想定値からずれる場合には、被変調波の位相の算出精度が低下するおそれがあることから、上記実施形態の要領でゲインを算出することは有効である。

もっとも、角度検出装置としては、回転体の回転角度によって搬送波が変調された被変調波を出力信号とするものにも限らない。たとえば渦電流式センサのように搬送波を有しないものであってもよい。このセンサを回転角度検出装置として用いる場合であっても、その出力信号は、回転角度に同期して周期的に変化するパラメータである回転角度相当量を値として有するものとなるため、出力信号のゲインを補正する本発明の適用は有効である。

「制限手段について」
制限手段としては、ゲインＫが下限側閾値ＫｔｈＬ以下であったり上限側閾値ＫｔｈＨ以上であったりした場合に、サンプリング信号ＳＡ，ＳＢに基づく回転角度θの検出処理を禁止するものに限らない。たとえば、上記場合には、周知技術による角度推定器によって検出される回転角度との乖離が規定以下となることを条件に回転角度θの検出処理を許可するものであってもよい。

「判断パラメータ算出手段について」
たとえば上記第１の実施形態において、積算値ＩｎＡの平方根と、「（想定するゲイン）Ｎ／２」との差を算出し、この差に「２／Ｎ」を乗算することでゲイン補正量を算出するなどするなら、ゲインＫについては直接これを算出する手段を備えない構成も可能である。

判断パラメータ算出手段としては、ゲイン補正量を算出することを目的として含むものに限らず、上記制限手段の入力パラメータを算出することのみが目的であってもよい。

上記第４の実施形態において、ステップＳ４０〜Ｓ４６の処理を削除してもよい。さらに、ステップＳ５２，Ｓ５４の処理についてもこれを削除してもよい。これは、上記第１の実施形態のように、算出される異常判断パラメータをゲイン補正量の算出にのみ用いて且つ、この際、ゲイン補正量を算出するか否かをステップＳ４８に示した条件の成立の有無に基づき判断するものである。なお、この場合、上記第４の実施形態において診断対象とされる残りの異常については、別の手法を採用することが望ましい。ちなみに、Ａ相被変調波Ｓａ側とＢ相被変調波Ｓｂ側とのそれぞれのゲイン同士の乖離度合いを定量化する手法としては、上記ステップＳ４８において例示したものに限らず、例えばゲインＫＡ，ＫＢの比であってもよい。

「そのほか」
上記第３の実施形態（図４）におけるステップＳ２４，Ｓ２８の処理がなされる場合や、上記第４の実施形態（図５）におけるステップＳ４２，Ｓ４６の処理がなされる場合であっても、算出されたゲインＫＡ，ＫＢに基づきゲイン補正量を算出し、これを用いて回転角度θを算出してもよい。これにより、異常である旨ユーザに通知した後のリンプホーム処理時において、回転角度θの算出精度の低下を極力抑制することができるとも考えられる。

１０…モータジェネレータ、１０ａ…回転子、２０…レゾルバ、２２…１次側コイル、２４，２６…２次側コイル、３４，３６…Ａ／Ｄ変換器、４０…制御装置。

Claims (9)

1. 回転体の回転角度に同期し且つ増幅回路のゲインに応じた振幅で周期的に変化するパラメータである回転角度相当量を値として有する出力信号を出力する角度検出装置について、その異常の有無を判断する角度検出装置の異常判断装置において、
   前記角度検出装置の出力信号を入力とし、前記回転角度相当量を独立変数とする関数の従属変数を所定区間にわたって平滑化する手段であって、前記出力信号を複数のサンプリングタイミングにおいてサンプリングするとともに、サンプリングした前記出力信号を独立変数とする前記関数の従属変数の値の前記所定区間にわたる積算値を出力する平滑化手段と、
   前記平滑化手段の出力に基づき、前記ゲインに関する情報である前記角度検出装置の異常判断パラメータを算出する判断パラメータ算出手段とを備え、
   前記関数は、前記所定区間における積分値が正または負となって且つ前記所定区間の少なくとも一部の領域において独立変数の連続的な変化に応じて従属変数を連続的に変化させるものであって、前記独立変数の偶数乗の値を従属変数とするものであり、
   前記所定区間は、前記従属変数のうち前記平滑化手段による平滑化の処理に用いられる値の集合によって定まる区間であることを特徴とする角度検出装置の異常判断装置。
2. 前記関数は、前記回転角度相当量の一周期に渡る積分値が正または負となって且つ定義域の少なくとも一部の領域において独立変数の連続的な変化に応じて従属変数を連続的に変化させるものであり、
   前記所定区間は、前記回転角度相当量の一周期であることを特徴とする請求項１記載の角度検出装置の異常判断装置。
3. 前記異常判断パラメータは、前記出力信号を補正するためのものであり、
   該異常判断パラメータに基づき、前記出力信号を補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の角度検出装置の異常判断装置。
4. 前記角度検出装置は、前記回転角度に関する２つの信号を異なる前記増幅回路でそれぞれ増幅して、異なる前記回転角度相当量を値とする２つの前記出力信号を出力し、
   前記平滑化手段は、各前記出力信号を入力として、各前記回転角度相当量を独立変数とする関数の従属変数をそれぞれ平滑化し、
   前記判断パラメータ算出手段は、前記平滑化手段の各出力に基づき、前記角度検出装置の異常判断パラメータをそれぞれ算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の角度検出装置の異常判断装置。
5. 前記判断パラメータ算出手段により算出された２つの前記異常判断パラメータの差が閾値よりも大きい場合に、異常有りと判断する請求項４に記載の角度検出装置の異常判断装置。
6. 前記判断パラメータ算出手段は、前記回転体の回転速度が低速度閾値以上である際の前記平滑化手段の出力を用いて前記異常判断パラメータを算出することを特徴とする請求項２または３記載の角度検出装置の異常判断装置。
7. 前記判断パラメータ算出手段は、前記回転体の回転速度が高速度閾値以下である際の前記平滑化手段の出力を用いて前記異常判断パラメータを算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の角度検出装置の異常判断装置。
8. 前記平滑化手段は、ローパスフィルタであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の角度検出装置の異常判断装置。
9. 前記異常判断パラメータは、前記出力信号のゲインであり、
   該算出されるゲインに基づき前記角度検出装置の出力信号の使用を制限する制限手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の角度検出装置の異常判断装置。

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