JP2008170178A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】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および電気式動力舵取装置を提供する。
【解決手段】本電気式動力舵取装置のレゾルバシステムでは、ＣＰＵ６１は、振幅値計算部６１ａにより、第１レゾルバ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、回転トランスによる磁束が入力側検出コイルまたは出力側検出コイル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、ステータに対するロータの回転角度θを補正後の振幅値Ａ・sinθ，Ａ・cosθに基づいて算出する。
【選択図】図６

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 図１に示す一点鎖線IIによる楕円内の拡大図である。 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。 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。 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。 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。 補正値生成処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

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

Claims (5)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。

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