特許 5974539 検査方法及びモータ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5974539

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】検査方法及びモータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/16 20160101AFI20160809BHJP

   H02P 6/182 20160101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   H02P6/16

   H02P6/182

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-42102(P2012-42102)

(22)【出願日】2012年2月28日

(65)【公開番号】特開2013-179771(P2013-179771A)

(43)【公開日】2013年9月9日

【審査請求日】2015年1月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(72)【発明者】

【氏名】三鴨 悟

(72)【発明者】

【氏名】冨田 晃弘

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０９７６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５４８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３５６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７８２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１３５５３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ６／１６

Ｈ０２Ｐ ６／１８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータに組み付けられた回転角センサにより前記モータのロータの回転角を検出する回転角検出の検出精度を検査する検査方法であって、
前記回転角検出は、
外部機器により前記ロータをステータに対して相対回転させているとき、前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧を検出するとともに、前記回転角センサにより前記ロータの回転角を検出し、前記誘起電圧の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて前記回転角センサの検出誤差を演算するステップと、
前記回転角センサの検出誤差に基づいて前記回転角センサの組み付け誤差を演算し、前記組み付け誤差を補正値として設定するステップと、
前記回転角センサの検出角を前記補正値により補正して前記ロータの回転角を求めるステップと
を備え、
前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧の検出が、ローパスフィルタを介して行われ、
前記回転角センサの検出誤差を演算するステップが、前記ロータを一方向に回転させているときに前記誘起電圧の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて第１の検出誤差を演算するステップと、前記ロータを前記一方向と逆の方向に回転させているときに前記誘起電圧の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて第２の検出誤差を演算するステップとからなり、
前記回転角センサの組み付け誤差の演算が、前記第１の検出誤差及び前記第２の検出誤差に基づいて行われる回転角検出であり、
前記ロータを一方向に回転させているときに前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧を検出するとともに、前記回転角センサにより前記ロータの回転角を検出してその検出角を前記補正値に基づいて補正し、前記誘起電圧の検出値及び前記補正後の検出角に基づいて第３の検出誤差を演算するステップと、
前記第１の検出誤差及び前記第２の検出誤差に基づいて演算される判定値を演算するステップと、
前記判定値と前記第３の検出誤差との比較に基づいて前記ロータの回転角の検出精度を検査するステップと
を備えることを特徴とする検査方法。

【請求項2】

モータのロータの回転角を検出する回転角センサと、
前記モータの駆動を制御する制御手段と、
前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧を検出する電圧検出部と、を備え、
前記制御手段は、
外部機器により前記ロータをステータに対して相対回転させているとき、前記電圧検出部の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて前記回転角センサの検出誤差を演算した上で、前記検出誤差に基づいて前記回転角センサの組み付け誤差を演算し、前記組み付け誤差を補正値として前記回転角センサの検出角を補正して前記ロータの回転角を求め、補正によって求められた前記ロータの回転角に基づいて前記モータの駆動を制御し、
前記電圧検出部は、前記各相コイルに発生する誘起電圧の検出をローパスフィルタを介して行うものであって、
前記回転角センサの検出誤差の演算が、前記ロータを一方向に回転させているときに前記電圧検出部の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて第１の検出誤差を演算するとともに、前記ロータを前記一方向と逆方向に回転させているときに前記電圧検出部の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて第２の検出誤差を演算することで行われ、
前記回転角センサの組み付け誤差の演算が、前記第１の検出誤差及び前記第２の検出誤差に基づいて行われ、
前記ロータを一方向に回転させているときに前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧を検出するとともに、前記回転角センサにより前記ロータの回転角を検出してその検出角を前記補正値に基づいて補正し、前記誘起電圧の検出値及び前記補正後の検出角に基づいて第３の検出誤差を演算し、前記第１の検出誤差及び前記第２の検出誤差に基づいて演算される判定値を演算し、前記判定値と前記第３の検出誤差との比較に基づいて前記ロータの回転角の検出精度を検査する
ことを特徴とするモータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータのロータの回転角を検出する回転角検出の検出精度を検査する検査方法、及びモータの駆動を制御するモータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のステアリングシャフトやラック軸にモータを設け、モータからステアリングシャフトやラック軸にアシスト力を付与することにより運転者のステアリング操作を補助する、いわゆる電動パワーステアリング装置が周知である。従来、こうした電動パワーステアリング装置に用いられるモータ制御装置としては、特許文献１に記載の装置が知られている。

【0003】

図６に示すように、特許文献１に記載のモータ制御装置では、インバータ回路２により三相交流電力が生成される。この三相交流電力がモータ１に設けられた各相端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗを介して各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに供給されることによりロータ１１が回転する。

【0004】

ロータ１１は、外周面に永久磁石が設けられた構造からなる。インバータ回路２は、それぞれ対をなすトランジスタＴ１及びＴ２、Ｔ３及びＴ４、Ｔ５及びＴ６の並列回路からなり、対をなすトランジスタの各接続点から取り出される電力により三相交流電力を生成する。

【0005】

トランジスタＴ２，Ｔ４，Ｔ６の接地ラインには、モータ１に供給される各相の電流値を検出する電流センサ４〜６がそれぞれ設けられている。モータ１には、ロータ１１の回転角を検出する回転角センサ３が設けられている。車両には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ７、及び車両の速度を検出する車速センサ８が設けられている。これら各センサ３〜８の出力は、インバータ回路２をＰＷＭ駆動するマイコン９に取り込まれている。

【0006】

マイコン９は、トルクセンサ７により検出される操舵トルク、及び車速センサ８により検出される車両の速度に基づいてステアリングシャフトに付与すべき目標アシスト力を設定する。そして、この目標アシスト力に対応するトルクをモータ１から発生させるべく、インバータ回路２のＰＷＭ駆動により、モータ１の供給電流量を制御する。具体的には、マイコン９は、まず、目標アシスト力に基づいてモータ電流の目標値を設定する。また、設定されたモータ電流の目標値と、電流センサ４〜６により検出される各相電流値との偏差を求める。そして、電流値の偏差に基づいて、ＰＷＭ制御に用いられる各相の電圧指令値を演算する。なお、電圧指令値の演算は、回転角センサ３により検出されるロータ１１の回転角に基づくｄ／ｑ座標系の座標変換を利用して行われる。そして、マイコン９は、演算された各相の電圧指令値に基づいてゲート駆動信号を生成し、生成したゲート駆動信号に基づいてインバータ回路２の各トランジスタＴ１〜Ｔ６のスイッチングを操作することで、インバータ回路２をＰＷＭ駆動する。これにより、目標アシスト力に対応するトルクがモータ１から出力され、運転者のステアリング操作が的確に補助される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１１−１０９７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、このようなモータ制御装置では、モータ１に回転角センサ３を組み付けた際にゼロ点（基準位置）の調整が適切に行われなかったような場合、ロータ１１の実際の回転角と、回転角センサ３の検出角との間にずれが生じるおそれがある。この場合、回転角センサ３の検出角に基づいてモータ１の駆動を制御すると、例えばモータ１の出力トルクが目標値からずれてしまうなど、モータ制御装置の動作に支障をきたしかねない。

【0009】

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータに対する回転角センサの組み付けに誤差が生じた場合であっても、ロータの回転角を高い精度で検出することのできる回転角検出の検査方法、及びモータ制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータに組み付けられた回転角センサにより前記モータのロータの回転角を検出する回転角検出の検出精度を検査する検査方法であって、前記回転角検出は、外部機器により前記ロータをステータに対して相対回転させているとき、前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧を検出するとともに、前記回転角センサにより前記ロータの回転角を検出し、前記誘起電圧の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて前記回転角センサの検出誤差を演算するステップと、前記回転角センサの検出誤差に基づいて前記回転角センサの組み付け誤差を演算し、前記組み付け誤差を補正値として設定するステップと、前記回転角センサの検出角を前記補正値により補正して前記ロータの回転角を求めるステップとを備え、前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧の検出が、ローパスフィルタを介して行われ、前記回転角センサの検出誤差を演算するステップが、前記ロータを一方向に回転させているときに前記誘起電圧の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて第１の検出誤差を演算するステップと、前記ロータを前記一方向と逆の方向に回転させているときに前記誘起電圧の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて第２の検出誤差を演算するステップとからなり、前記回転角センサの組み付け誤差の演算が、前記第１の検出誤差及び前記第２の検出誤差に基づいて行われる回転角検出であり、前記ロータを一方向に回転させているときに前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧を検出するとともに、前記回転角センサにより前記ロータの回転角を検出してその検出角を前記補正値に基づいて補正し、前記誘起電圧の検出値及び前記補正後の検出角に基づいて第３の検出誤差を演算するステップと、前記第１の検出誤差及び前記第２の検出誤差に基づいて演算される判定値を演算するステップと、前記判定値と前記第３の検出誤差との比較に基づいて前記ロータの回転角の検出精度を検査するステップとを備えることを要旨とする。

【0011】

発明者らによれば、外部機器によりロータをステータに対して相対回転させているときにモータの各相コイルに誘起される電圧と、回転角センサの検出角とに基づいて回転角センサの検出誤差を演算可能であることが確認されている。また、演算された回転角センサの検出誤差から回転角センサの組み付け誤差を演算可能であることも確認されている。よって、上記検出方法によるように、演算される回転角センサの組み付け誤差を補正値として設定し、この補正値により回転角センサの検出角を補正すれば、回転角センサの検出角から組み付け誤差を排除することができる。よって、ロータの回転角をより高い精度で検出することが可能となる。

【0013】

誘起電圧の検出をローパスフィルタを介して行う場合、誘起電圧の検出に位相遅れが発生する。このため、ローパスフィルタを介して検出される誘起電圧に基づいて回転角センサの検出誤差を演算すると、演算される検出誤差には、組み付け誤差に起因するものと、位相遅れに起因するものとが含まれる。この点、発明者らによれば、ロータを一方向に回転させているときに演算される回転角センサの検出誤差を第１の検出誤差とし、ロータを一方向と逆の方向に回転させているときに演算される回転角センサの検出誤差を第２の検出誤差とすると、これらの検出誤差に基づいて回転角センサの組み付け誤差を演算可能であることが確認されている。よって、上記検出方法によれば、誘起電圧の検出に位相遅れを伴う場合であっても、補正値を回転角センサの組み付け誤差に対応する値に設定することができるため、ロータの回転角を高い精度で検出することが可能となる。

【0015】

同検査方法によれば、ロータを一方向に回転させるだけでロータの回転角の検出精度を検査することができるため、同検査を容易且つ短時間で行うことが可能となる。
請求項２に記載の発明は、モータのロータの回転角を検出する回転角センサと、前記モータの駆動を制御する制御手段と、前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧を検出する電圧検出部と、を備え、前記制御手段は、外部機器により前記ロータをステータに対して相対回転させているとき、前記電圧検出部の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて前記回転角センサの検出誤差を演算した上で、前記検出誤差に基づいて前記回転角センサの組み付け誤差を演算し、前記組み付け誤差を補正値として前記回転角センサの検出角を補正して前記ロータの回転角を求め、補正によって求められた前記ロータの回転角に基づいて前記モータの駆動を制御し、前記電圧検出部は、前記各相コイルに発生する誘起電圧の検出をローパスフィルタを介して行うものであって、前記回転角センサの検出誤差の演算が、前記ロータを一方向に回転させているときに前記電圧検出部の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて第１の検出誤差を演算するとともに、前記ロータを前記一方向と逆方向に回転させているときに前記電圧検出部の検出値及び前記回転角センサの検出角に基づいて第２の検出誤差を演算することで行われ、前記回転角センサの組み付け誤差の演算が、前記第１の検出誤差及び前記第２の検出誤差に基づいて行われ、前記ロータを一方向に回転させているときに前記モータの各相コイルに発生する誘起電圧を検出するとともに、前記回転角センサにより前記ロータの回転角を検出してその検出角を前記補正値に基づいて補正し、前記誘起電圧の検出値及び前記補正後の検出角に基づいて第３の検出誤差を演算し、前記第１の検出誤差及び前記第２の検出誤差に基づいて演算される判定値を演算し、前記判定値と前記第３の検出誤差との比較に基づいて前記ロータの回転角の検出精度を検査することを要旨とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明にかかる検査方法、及びモータ制御装置によれば、モータに対する回転角センサの組み付けに誤差が生じた場合であっても、ロータの回転角を高い精度で検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明にかかる回転角検出方法及び検査方法の原理を説明するためのブロック図。

【図2】（ａ），（ｂ）は、同原理を説明するためのグラフ。

【図3】本発明にかかるモータ制御装置の一実施形態についてその概略構成を示すブロック図。

【図4】同実施形態のモータ制御装置を製造する際に行われる補正値を設定する工程でのマイコン及び外部機器のそれぞれの動作を示すシーケンス図。

【図5】同実施形態のモータ制御装置を製造する際に行われる検査工程でのマイコン及び外部機器のそれぞれの動作を示すシーケンス図。

【図6】従来のモータ制御装置の概略構成を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜原理の説明＞
以下、本発明にかかる回転角検出方法、検査方法、及びモータ制御装置の実施形態について説明するに先立ち、まずは、その原理について図１及び図２を参照して説明する。

【0021】

図１に示すように、本実施形態のモータ１の基本構成は、図６に例示したモータと同様である。すなわち、モータ１は、外周面に永久磁石を有するロータ１１と、ロータ１１を囲むように配置された各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗと、各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに接続された各相端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗを備えている。各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗは、モータ１のステータ１７に巻回されている。また、モータ１には回転角センサ３が一体的に組み付けられており、この回転角センサ３によりロータ１１の回転角が検出される。

【0022】

ところで、このようなモータ１では、外部機器を用いてロータ１１をステータ１７に対して相対回転させると、電磁誘導作用により、各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに誘起電圧ｅｕ，ｅｖ，ｅｗが発生する。ここでは、誘起電圧ｅｕ，ｅｖ，ｅｗを検出すべく、モータ１の各相端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗに電圧検出部１５が接続されている。電圧検出部１５は、各相端子Ｔｕ，Ｔｖ，Ｔｗにそれぞれ直列に接続される分圧回路１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ、及びローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗを備えている。分圧回路１３ｕ，１３ｖ，１３ｗは２つの分圧抵抗からなるものであり、各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに発生する誘起電圧ｅｕ，ｅｖ，ｅｗを分圧してローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗにそれぞれ出力する。ローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗは、分圧回路１３ｕ，１３ｖ，１３ｗからの電圧信号を平滑化して出力する。ここでは、ローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗから出力される電圧信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて各相の誘起電圧を検出し、検出した各相の誘起電圧に基づいて回転角センサ３の組み付け誤差を演算する。

【0023】

次に、各相の誘起電圧を利用して回転角センサ３の組み付け誤差を演算する方法について説明する。
例えばモータ１のロータ１１を外部機器により一方向（図中の矢印ＣＷで示す方向）に一定の速度で回転させたとする。このとき、各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの誘起電圧ｅｕ，ｅｖ，ｅｗを、回転角センサ３の検出角θに基づいて周知の座標変換によりｄ／ｑ座標系に変換すると、ｄ軸上の電圧値及びｑ軸上の電圧値が求められる。ここで、回転角センサ３がモータ１に誤差なく組み付けられており、モータ１に対する回転角センサ３のゼロ点（基準位置）の調整が正確に行われている場合、図２（ａ）に実線で示すように、誘起電圧はｑ軸上の値「＋Ｖｑ」として求められる。

【0024】

しかしながら、回転角センサ３の組み付けに誤差Δθｏｆｓｔがある場合、回転角センサ３の検出角θは実際のロータ１１の回転角から組み付け誤差Δθｏｆｓｔだけずれて検出される。この場合、図２（ａ）に一点鎖線で示すように、ｄ軸及びｑ軸は組み付け誤差Δθｏｆｓｔだけずれたｄ’軸及びｑ’軸として認識される。

【0025】

また、各相の誘起電圧ｅｕ，ｅｖ，ｅｗをローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗを介して検出する場合、ローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの出力信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの波形は、実際の誘起電圧ｅｕ，ｅｖ，ｅｗの波形よりも位相が遅れる。よって、ローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの出力信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて検出される誘起電圧をそれぞれｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’とすると、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’は位相遅れを有する。したがって、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’に基づいてｄ軸の電圧値Ｖｄ及びｑ軸の電圧値Ｖｑを演算すると、その演算に位相遅れを伴う。この位相遅れをΔθｄｅｌａｙとすると、図２（ａ）に二点鎖線で示すように、ｄ軸及びｑ軸は位相遅れΔθｄｅｌａｙだけ更にずれたｄｃｗ軸及びｑｃｗ軸として認識される。

【0026】

このように、回転角センサ３の検出角θに基づいて誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’をｄ／ｑ座標系に変換すると、ｄｃｗ軸上の電圧値Ｖｄｃｗ及びｑｃｗ軸上の電圧値Ｖｑｃｗが求められる。

【0027】

ところで、図２（ａ）に示すように、電圧値Ｖｄｃｗ，Ｖｑｃｗは、実際のｑ軸上の電圧値Ｖｑ、組み付け誤差Δθｏｆｓｔ、及び位相遅れΔθｄｅｌａｙと以下の式（１）及び（２）に示す関係を有している。

【0028】

Ｖｄｃｗ＝Ｖｑ×ｓｉｎ（Δθｏｆｓｔ＋Δθｄｅｌａｙ）
＝Ｖｑ×ｓｉｎ（Δθｃｗ）・・・（１）
Ｖｑｃｗ＝Ｖｑ×ｃｏｓ（Δθｏｆｓｔ＋Δθｄｅｌａｙ）
＝Ｖｑ×ｃｏｓ（Δθｃｗ）・・・（２）
但し、Δθｃｗ＝Δθｏｆｓｔ＋Δθｄｅｌａｙ・・・（３）
ここで、式（１），（２）に基づいて以下の式（５）のようにｔａｎ（Δθｃｗ）を演算することができる。

【0029】

ｔａｎ（θｃｗ）＝Ｖｄｃｗ／Ｖｑｃｗ・・・（５）
したがって、第１の検出誤差Δθｃｗは、以下の式（６）に示すように、電圧値Ｖｄｃｗ，Ｖｑｃｗに基づいて演算することが可能である。

【0030】

Δθｃｗ＝ｔａｎ^−１（Ｖｄｃｗ／Ｖｑｃｗ）・・・（６）
一方、図１に示すように、モータ１のロータ１１を外部機器により矢印ＣＷで示す方向と逆の方向（矢印ＣＣＷで示す方向）に一定の速度で回転させたとする。この場合、各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに発生する誘起電圧ｅｕ，ｅｖ，ｅｗは、ロータ１１を矢印ＣＷで示す方向に回転させたときと逆方向に発生する。このため、モータ１に対する回転角センサ３のゼロ点調整が正確に行われている場合、回転角センサ３の検出角θに基づいて誘起電圧ｅｕ，ｅｖ，ｅｗを周知の座標変換によりｄ／ｑ座標系に変換すると、図２（ｂ）に実線で示すように、誘起電圧はｑ軸上の値「−Ｖｑ」として求められる。

【0031】

しかしながら、回転角センサ３に組み付け誤差があって且つ、誘起電圧ｅｕ，ｅｖ，ｅｗをローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗを介して検出する場合、図２（ｂ）に二点鎖線で示すように、ｄ軸及びｑ軸は実際よりも「Δθｏｆｓｔ−Δθｄｅｌａｙ」だけずれたｄｃｃｗ軸及びｑｃｃｗ軸として認識される。よって、回転角センサ３の検出角θに基づいて誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’をｄ／ｑ座標系に変換すると、図２（ｂ）に示すように、ｄｃｃｗ軸上の電圧値Ｖｄｃｃｗ及びｑｃｃｗ軸上の電圧値Ｖｑｃｃｗが求められる。

【0032】

ところで、図２（ｂ）に示すように、電圧値Ｖｄｃｃｗ，Ｖｑｃｃｗは、実際のｑ軸上の電圧値「−Ｖｑ」、組み付け誤差Δθｏｆｓｔ、及び位相遅れΔθｄｅｌａｙと以下の式（７）及び（８）に示す関係を有している。

【0033】

Ｖｄｃｃｗ＝（−Ｖｑ）×ｓｉｎ（Δθｏｆｓｔ−Δθｄｅｌａｙ）
＝（−Ｖｑ）×ｓｉｎ（Δθｃｃｗ）・・・（７）
Ｖｑｃｃｗ＝（−Ｖｑ）×ｃｏｓ（Δθｏｆｓｔ−Δθｄｅｌａｙ）
＝（−Ｖｑ）×ｃｏｓ（Δθｃｃｗ）・・・（８）
但し、Δθｃｃｗ＝Δθｏｆｓｔ−Δθｄｅｌａｙ・・・（９）
ここで、式（７），（８）に基づいて以下の式（１０）のようにｔａｎ（Δθｃｃｗ）を演算することができる。

【0034】

ｔａｎ（Δθｃｃｗ）＝Ｖｄｃｃｗ／Ｖｑｃｃｗ・・・（１０）
したがって、第２の検出誤差Δθｃｃｗは、以下の式（１１）に示すように、電圧値Ｖｄｃｃｗ，Ｖｑｃｃｗに基づいて演算することが可能である。

【0035】

Δθｃｃｗ＝ｔａｎ^−１（Ｖｄｃｃｗ／Ｖｑｃｃｗ）・・・（１１）
そして、式（３），（９）によれば、組み付け誤差Δθｏｆｓｔを第１及び第２の検出誤差Δθｃｗ，Δθｃｃｗに基づいて以下の式（１２）に示すように演算することができる。

【0036】

Δθｏｆｓｔ＝（Δθｃｗ＋Δθｃｃｗ）／２・・・（１２）
よって、この組み付け誤差Δθｏｆｓｔを補正値θｃとして設定し、以下の式（１３）に示すように回転角センサ３の検出角θを補正値θｃにより補正してロータ１１の回転角を求めれば、ロータ１１の回転角を高い精度で検出することが可能となる。

【0037】

θ’＝θ−θｃ・・・（１３）
但し、「θｃ＝Δθｏｆｓｔ」である。また、「θ’」は補正後の検出角を示す。
なお、位相遅れΔθｄｅｌａｙは、第１及び第２の検出誤差Δθｃｗ，Δθｃｃｗに基づいて以下の式（１４）に示すように演算することができる。

【0038】

Δθｄｅｌａｙ＝（Δθｃｗ−Δθｃｃｗ）／２・・・（１４）
ところで、式（１３）を用いた補正演算によりロータ１１の回転角を求めた場合、補正値θｃの設定後に、補正値θｃが組み付け誤差Δθｏｆｓｔに対応する値に正しく設定されているか否かを検査することが、回転角の検出精度を高く維持する上で望ましい。ただし、検査の際に組み付け誤差Δθｏｆｓｔを再度演算すると、ロータ１１を矢印ＣＷで示す方向及び矢印ＣＣＷで示す方向の双方に回転させる必要があるため、検査に長時間を要するおそれがある。この点、発明者らによれば、式（１４）により演算される位相遅れΔθｄｅｌａｙを利用することで、ロータ１１を矢印ＣＷで示す方向に回転させるだけで検査が可能であることが確認されている。以下、その詳細について説明する。

【0039】

まず、モータ１のロータ１１を外部機器により矢印ＣＷで示す方向に一定の速度で回転させ、ローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの出力信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて各相の誘起電圧ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’を検出する。また、回転角センサ３によりロータ１１の回転角を検出する。そして、式（１３）を用いて回転角センサ３の検出角θを補正値θｃで補正する。その後、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’を補正後の検出角θ’に基づいてｄ／ｑ座標系に変換することで、ｄｃｗ軸上の電圧値Ｖｄｃｗ及びｑｃｗ軸上の電圧値Ｖｑｃｗを求める。そして、式（６）を用いて第３の検出誤差Δθｃｗ’を演算する。

【0040】

ここで、補正値θｃが組み付け誤差Δθｏｆｓｔに対応する値に正しく設定されている場合、Δθｏｆｓｔがゼロであるため、第３の検出誤差Δθｃｗ’の値は位相遅れΔθｄｅｌａｙの値と等しくなるはずである。よって、例えばΔθａを予め設定された値とし、第３の検出誤差Δθｃｗ’の値が「Δθｄｅｌａｙ−Δθａ≦Δθｃｗ’≦Δθｄｅｌａｙ＋Δθａ」なる関係を満たしている場合には、補正値θｃが組み付け誤差Δθｏｆｓｔに対応する値に設定されていると判断することができる。このような方法を用いれば、回転角の検出精度を容易且つ短時間で検査することができる。

【0041】

＜実施形態＞
以下、この原理を利用した回転角検出方法、検査方法、及びモータ制御装置の一実施形態について図３〜図５を参照して説明する。なお、本実施形態のモータ制御装置の基本構成は、図６に例示したモータ制御装置と同様である。また、モータの各相コイルに誘起される電圧を検出するための構成は、図１に例示した構成と同様である。ここでは、図１及び図６に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付すことにより重複する説明を割愛する。

【0042】

図３に示すように、本実施形態のモータ制御装置では、対をなすトランジスタＴ１及びＴ２、Ｔ３及びＴ４、Ｔ５及びＴ６の各接続点に分圧回路１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ及びローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗがそれぞれ直列に接続されている。ローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの出力信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗはマイコン９に取り込まれている。本実施形態ではマイコン９が制御手段である。

【0043】

モータ制御装置には、メモリ１２が設けられている。メモリ１２には、補正値θｃや所定値θａなどの各種データが記憶されている。マイコン９は、回転角センサ３によりロータ１１の回転角を検出すると、メモリ１２に記憶されている補正値θｃを読み込んだ後、回転角センサ３の検出角θを補正値θｃにより式（１３）のように補正する。そして、補正後の検出角θ’に基づいてモータ１の駆動を制御する。なお、モータ制御装置のそれ以外の動作は、図６に例示したモータ制御装置と同様である。

【0044】

本実施形態では、モータ制御装置の製造の際に、モータ１に回転角センサ３が組み付けられた後、回転角センサ３のゼロ点を調整する工程が行われる。この工程では、図３に示すように、モータ１のロータ１１に外部機器２０が連結される。この外部機器２０は、ロータ１１を矢印ＣＷで示す方向、あるいは矢印ＣＣＷで示す方向に回転させる。また、外部機器２０は、モータ制御装置に設けられたコネクタ１６に適宜の配線２１を介して接続される。外部機器２０及びマイコン９は、コネクタ１６及び配線２１を介して各種情報を授受する。

【0045】

そして、ゼロ点調整の工程では、補正値θｃを設定する工程が行われた後、ロータ１１の回転角の検出精度を検査する工程が行われる。
次に、図４及び図５を参照して、各工程でのマイコン９及び外部機器２０の動作について説明する。はじめに、図４を参照して、補正値θｃを設定する工程でのマイコン９及び外部機器２０のそれぞれの動作をその作用とともに説明する。

【0046】

図４に示すように、この工程では、まず、外部機器２０がロータ１１をステータ１７に対して矢印ＣＷで示す方向に相対回転させる（ステップＳ１）。そして、外部機器２０は、ロータ１１の回転速度が所定速度で安定したことを検知すると（ステップＳ２）、マイコン９に対して第１の検出誤差演算指令を発信する（ステップＳ３）。マイコン９は、外部機器２０からの第１の検出誤差演算指令を受信すると、ローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの出力信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて各相の誘起電圧を検出する（ステップＳ４）。また、マイコン９は、回転角センサ３によりロータ１１の回転角を検出する（ステップＳ５）。次いで、マイコン９は、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’及び回転角センサ３の検出角θに基づいて第１の検出誤差Δθｃｗを演算する（ステップＳ６）。具体的には、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’を回転角センサ３の検出角θに基づいてｄ／ｑ座標系に変換することで、ｄｃｗ軸上の電圧値Ｖｄｃｗ及びｑｃｗ軸上の電圧値Ｖｑｃｗを求める。そして、電圧値Ｖｄｃｗ，Ｖｑｃｗから式（６）を用いて第１の検出誤差Δθｃｗを演算する。

【0047】

次いで、外部機器２０がロータ１１をステータ１７に対して矢印ＣＣＷで示す方向に相対回転させる（ステップＳ７）。そして、外部機器２０は、ロータ１１の回転速度が所定速度で安定したことを検知すると（ステップＳ８）、マイコン９に対して第２の検出誤差演算指令を発信する（ステップＳ９）。マイコン９は、外部機器２０からの第２の検出誤差演算指令を受信すると、ローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの出力信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて各相の誘起電圧を検出するとともに（ステップＳ１０）、回転角センサ３によりロータ１１の回転角を検出する（ステップＳ１１）。次いで、マイコン９は、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’及び回転角センサ３の検出角θに基づいて第２の検出誤差Δθｃｃｗを演算する（ステップＳ１２）。具体的には、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’を回転角センサ３の検出角θに基づいてｄ／ｑ座標系に変換することで、ｄｃｃｗ軸上の電圧値Ｖｄｃｃｗ及びｑｃｃｗ軸上の電圧値Ｖｑｃｃｗを求める。そして、電圧値Ｖｄｃｗ，Ｖｑｃｗから式（１１）を用いて第２の検出誤差Δθｃｃｗを演算する。

【0048】

続いて、マイコン９は、演算された第１及び第２の検出誤差Δθｃｗ，Δθｃｃｗから式（１２）を用いて組み付け誤差Δθｏｆｓｔを演算するとともに（ステップＳ１３）、演算された組み付け誤差Δθｏｆｓｔを補正値θｃとしてメモリ１２に記憶する（ステップＳ１４）。また、第１及び第２の検出誤差Δθｃｗ，Δθｃｃｗから式（１３）を用いて位相遅れΔθｄｅｌａｙを演算し（ステップＳ１５）、位相遅れΔθｄｅｌａｙをメモリ１２に記憶する（ステップＳ１６）。

【0049】

次に、図５を参照して、回転角の検出精度を検査する工程でのマイコン９及び外部機器２０のそれぞれの動作をその作用とともに説明する。
図５に示すように、この工程では、まず、外部機器２０がロータ１１をステータ１７に対して矢印ＣＷで示す方向に相対回転させる（ステップＳ２０）。そして、外部機器２０は、ロータ１１の回転速度が所定速度で安定したことを検知すると（ステップＳ２１）、マイコン９に対して第３の検出誤差演算指令を発信する（ステップＳ２２）。マイコン９は、外部機器２０からの第３の検出誤差演算指令を受信すると、ローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗの出力信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて各相の誘起電圧を検出する（ステップＳ２３）。また、マイコン９は、回転角センサ３によりロータ１１の回転角を検出する（ステップＳ２４）。次いで、マイコン９は、メモリ１２から補正値θｃを読み込んだ後（ステップＳ２５）、回転角センサ３の検出角θを補正値θｃにより補正する（ステップＳ２６）。そして、補正後の検出角θ’及び誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’に基づいて第３の検出誤差Δθｃｗ’を演算する（ステップＳ２７）。具体的には、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’を補正後の検出角θ’に基づいてｄ／ｑ座標系に変換することで、ｄ軸上の電圧値Ｖｄ及びｑ軸上の電圧値Ｖｑを求める。そして、求めた電圧値Ｖｄ，Ｖｑから式（６）を用いて第３の検出誤差Δθｃｗ’を演算する。次いで、マイコン９は、メモリ１２から位相遅れΔθｄｅｌａｙ及び所定値θａを読み込んだ後（ステップＳ２８）、第３の検出誤差Δθｃｗ’が「Δθｄｅｌａｙ−Δθａ≦Δθｃｗ’≦Δθｄｅｌａｙ＋Δθａ」なる関係を満たしているか否かを判断する（ステップＳ２９）。ここで、マイコン９は、第３の検出誤差Δθｃｗ’が「Δθｄｅｌａｙ−Δθａ≦Δθｃｗ’≦Δθｄｅｌａｙ＋Δθａ」なる関係を満たしていると判断した場合（ステップＳ２９：ＹＥＳ）には、ロータ１１の回転角の検出精度は高いと判定して、外部機器２０に正常信号を出力する（ステップＳ３０）。外部機器２０は、マイコン９からの正常信号を受信すると、そのことを作業者に対して報知する（ステップＳ３２）。この報知は、例えば外部機器２０に設けられた正常灯を点灯するなどして行われる。

【0050】

一方、マイコン９は、第３の検出誤差Δθｃｗ’が「Δθｄｅｌａｙ−Δθａ≦Δθｃｗ’≦Δθｄｅｌａｙ＋Δθａ」なる関係を満たしていないと判断した場合には（ステップＳ２９：ＮＯ）、ロータ１１の回転角の検出精度は低いと判定して、外部機器２０に異常信号を出力する（ステップＳ３１）。外部機器２０は、マイコン９からの異常信号を受信すると、そのことを作業者に対して報知する（ステップＳ３２）。この報知は、例えば外部機器２０に設けられた異常灯を点灯するなどして行われる。

【0051】

本実施形態によれば、モータ制御装置の製造時においてモータ１に回転角センサ３が組み付けられたとき、回転角センサ３がゼロ点から誤差Δθｏｆｓｔだけずれて組み付けられた場合、図４に示した工程が行われることで、組み付け誤差Δθｏｆｓｔが補正値θｃとして設定される。そして、モータ制御装置では、回転角センサ３によりロータ１１の回転角が検出されると、回転角センサ３の検出角θが補正値θｃにより補正されることでロータ１１の回転角が求められる。これにより、回転角センサ３の検出角θから組み付け誤差が排除されるため、ロータ１１の回転角を高い精度で検出することが可能となる。

【0052】

また、図４に示す工程が行われた後、図５に示す検査工程が行われることで、前述した原理に基づき、ロータ１１の回転角の検出精度が検査される。これにより、信頼性を高めることが可能となる。また、図５に示す検査工程を経て正常であると判定されたモータ制御装置を用いれば、ロータ１１の回転角を高い精度で検出することができる。よって、モータ１の駆動をより的確に制御することが可能となる。

【0053】

以上説明したように、本実施形態の回転角検出方法、検査方法、及びモータ制御装置によれば、以下のような効果が得られる。
（１）外部機器２０によりロータ１１をステータ１７に対して矢印ＣＷで示す方向に相対回転させているとき、モータ１の各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに発生する誘起電圧を電圧検出部１５により検出するとともに、回転角センサ３によりロータ１１の回転角を検出することとした。そして、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’及び回転角センサ３の検出角θに基づいて第１の検出誤差Δθｃｗを演算することとした。また、外部機器２０によりロータ１１をステータ１７に対して矢印ＣＣＷで示す方向に相対回転させ、このときの誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’及び回転角センサ３の検出角θに基づいて第２の検出誤差Δθｃｃｗを演算することとした。そして、第１及び第２の検出誤差Δθｃｗ，Δθｃｃｗに基づいてロータ１１の組み付け誤差Δθｏｆｓｔを演算し、これを補正値θｃとして設定することとした。また、回転角センサ３の検出角θを補正値θｃにより補正してロータ１１の回転角を求めることとした。これにより、回転角センサ３の検出角θから組み付け誤差を排除することができるため、ロータ１１の回転角をより高い精度で検出することが可能となる。また、回転角センサ３のゼロ点調整をソフトウェア的に行うことができるため、モータ１に対する回転角センサ３の組み付け精度を緩和することができる。よって、回転角センサ３の組み付け工数を低減することができるため、コストの低減を図ることが可能となる。さらに、モータ制御装置では、ロータ１１の回転角を高い精度で検出することができるため、モータ１の駆動をより的確に制御することが可能となる。よって、モータ制御装置の個体差によるばらつきを抑制することが可能となる。

【0054】

（２）外部機器２０によりロータ１１をステータ１７に対して矢印ＣＷで示す方向に相対回転させ、そのときにモータ１の各相コイル１０ｕ，１０ｖ，１０ｗに発生する誘起電圧を電圧検出部１５により検出することとした。また、回転角センサ３によりロータ１１の回転角を検出し、その検出角θを補正値θｃに基づいて補正することとした。そして、誘起電圧の検出値ｅｕ’，ｅｖ’，ｅｗ’及び補正後の検出角θ’に基づいて第３の検出誤差Δθｃｗ’を演算することとした。さらに、第１及び第２の検出誤差Δθｃｗ，Δθｃｃｗに基づいて、誘起電圧の検出に際しての位相遅れΔθｄｅｌａｙを演算することとした。そして、この位相遅れΔθｄｅｌａｙを判定値として、これと第３の検出誤差Δθｃｗ’との比較に基づいて回転角の検出精度を検査することとした。これにより、ロータ１１を矢印ＣＷで示す方向に回転させるだけでロータ１１の回転角の検出精度を検査することができるため、検査工程に要する時間を短縮することが可能となる。

【0055】

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・位相遅れΔθｄｅｌａｙの値が組み付け誤差Δθｏｆｓｔの値と比較して無視できる程度に小さい場合には、式（６）を用いて演算される第１の検出誤差Δθｃｗが組み付け誤差Δθｏｆｓｔとほぼ等しくなる。したがって、この場合には、第１の検出誤差Δθｃｗをそのまま補正値θｃとして用いてもよい。

【0056】

・図５に例示した検査工程を省略してもよい。この場合、図４に例示した工程において位相遅れΔθｄｅｌａｙを演算する必要がなくなるため、ステップＳ１５及びＳ１６の処理を省略することができる。

【0057】

・上記実施形態では、電圧検出部１５を分圧回路１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ及びローパスフィルタ１４ｕ，１４ｖ，１４ｗにより構成することとしたが、電圧検出部１５の構成は適宜変更可能である。

【0058】

・上記実施形態では、本発明にかかるモータ制御装置を車両の電動パワーステアリング装置に搭載することとしたが、それ以外の機器に搭載してもよい。

【符号の説明】

【0059】

１…モータ、３…回転角センサ、１０ｕ，１０ｖ，１０ｗ…コイル、１１…ロータ、１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ…ローパスフィルタ、１５…電圧検出部、１７…ステータ、２０…外部機器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】