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特開2024-116026回転角検出装置の異常を診断する方法及び回転角検出装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024116026
(43)【公開日】2024-08-27
(54)【発明の名称】回転角検出装置の異常を診断する方法及び回転角検出装置
(51)【国際特許分類】
G01D 5/244 20060101AFI20240820BHJP
【ＦＩ】
G01D5/244 K
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023022008
(22)【出願日】2023-02-15
(71)【出願人】
【識別番号】000003997
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002468
【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】加藤 久礼
(72)【発明者】
【氏名】寺井 絵美子
【テーマコード（参考）】
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F077AA03
2F077CC07
2F077FF34
2F077PP26
(57)【要約】
【課題】回転角検出装置の異常をより正確に判断できる、回転角検出装置の異常を診断する方法を提供する。
【解決手段】モータの回転状態に応じてアナログ信号であるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号及び励磁電圧を出力する回転角センサと、回転角センサから出力されるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号をモータの回転角情報を含むデジタル信号に変換するとともに、励磁電圧に基づき励磁信号を出力する角度検出器と、回転角センサが出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をそれぞれｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号に変換するＡＤ変換手段とを備える回転角検出装置の異常を診断する方法が提供される。この方法では、角度検出器により変換されたデジタル信号に基づきモータの第１の回転角を検出し、ＡＤ変換手段により変換されたｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号と励磁信号とに基づきモータの第２の回転角を検出し、第１の回転角と第２の回転角とを比較して、回転角検出装置の異常を診断する。
【選択図】図１
【解決手段】モータの回転状態に応じてアナログ信号であるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号及び励磁電圧を出力する回転角センサと、回転角センサから出力されるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号をモータの回転角情報を含むデジタル信号に変換するとともに、励磁電圧に基づき励磁信号を出力する角度検出器と、回転角センサが出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をそれぞれｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号に変換するＡＤ変換手段とを備える回転角検出装置の異常を診断する方法が提供される。この方法では、角度検出器により変換されたデジタル信号に基づきモータの第１の回転角を検出し、ＡＤ変換手段により変換されたｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号と励磁信号とに基づきモータの第２の回転角を検出し、第１の回転角と第２の回転角とを比較して、回転角検出装置の異常を診断する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータの回転状態を検出し、前記モータの回転状態に応じてアナログ信号であるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号及び励磁電圧を出力する回転角センサと、前記回転角センサから出力されるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号を前記モータの回転角情報を含むデジタル信号に変換するとともに、前記励磁電圧に基づき励磁信号を出力する角度検出器とを備える回転角検出装置の異常を診断する方法であって、
前記回転角検出装置は、前記回転角センサが出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をそれぞれｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号に変換するＡＤ変換手段を備え、
前記角度検出器により変換されたデジタル信号に基づき前記モータの第１の回転角を検出し、
前記ＡＤ変換手段により変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号と前記励磁信号とに基づき前記モータの第２の回転角を検出し、
前記第１の回転角と前記第２の回転角とを比較することで、前記回転角検出装置の異常を診断する、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
前記回転角検出装置は、前記回転角センサが出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をそれぞれｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号に変換するＡＤ変換手段を備え、
前記角度検出器により変換されたデジタル信号に基づき前記モータの第１の回転角を検出し、
前記ＡＤ変換手段により変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号と前記励磁信号とに基づき前記モータの第２の回転角を検出し、
前記第１の回転角と前記第２の回転角とを比較することで、前記回転角検出装置の異常を診断する、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
【請求項2】
請求項１に記載の回転角検出装置の異常を診断する方法であって、
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じて動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の回転角の取得タイミングと、前記第１の回転角の取得タイミングの時間差を計測し、
前記第２の基準タイマの周期を前記時間差分だけ一回短くし、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じて動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の回転角の取得タイミングと、前記第１の回転角の取得タイミングの時間差を計測し、
前記第２の基準タイマの周期を前記時間差分だけ一回短くし、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
【請求項3】
請求項１に記載の回転角検出装置の異常を診断する方法であって、
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じて動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の回転角の取得タイミングと、前記第１の回転角の取得タイミングの時間差を計測し、
前記第２の基準タイマの周期を前記時間差分だけ一回長くし、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じて動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の回転角の取得タイミングと、前記第１の回転角の取得タイミングの時間差を計測し、
前記第２の基準タイマの周期を前記時間差分だけ一回長くし、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
【請求項4】
請求項１に記載の回転角検出装置の異常を診断する方法であって、
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じて動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の基準タイマを、前記第２の回転角の取得タイミングに合わせてクリアし、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じて動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の基準タイマを、前記第２の回転角の取得タイミングに合わせてクリアし、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
【請求項5】
請求項１に記載の回転角検出装置の異常を診断する方法であって、
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じた周期で動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の基準タイマを、前記第２の回転角の取得タイミングに合わせて開始し、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じた周期で動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の基準タイマを、前記第２の回転角の取得タイミングに合わせて開始し、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
【請求項6】
請求項１に記載の回転角検出装置の異常を診断する方法であって、
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じて動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の回転角の取得タイミングと、前記第１の回転角の取得タイミングの時間差を計測し、
前記第２の基準タイマを、前記時間差分だけ遅らせて開始し、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
前記第２の回転角を前記励磁信号の周期に応じて動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第１の回転角を前記第１の基準タイマと同一の周期で動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、
前記第２の回転角の取得タイミングと、前記第１の回転角の取得タイミングの時間差を計測し、
前記第２の基準タイマを、前記時間差分だけ遅らせて開始し、前記第１の回転角の取得タイミングと前記第２の回転角の取得タイミングとを同期させる、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
【請求項7】
請求項１に記載の回転角検出装置の異常を診断する方法であって、
前記第２の回転角を前記励磁信号のゼロクロスから前記励磁信号の周期の１／４または３／４遅れたタイミングで周期的に取得する、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
前記第２の回転角を前記励磁信号のゼロクロスから前記励磁信号の周期の１／４または３／４遅れたタイミングで周期的に取得する、
回転角検出装置の異常を診断する方法。
【請求項8】
モータの回転状態を検出し、前記回転状態に応じてアナログ信号であるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号及び励磁電圧を出力する回転角センサと、
前記回転角センサから出力されるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号を前記モータの回転角情報を含むデジタル信号に変換するとともに、前記励磁電圧に基づき励磁信号を出力する角度検出器と、を備える回転角検出装置であって、
前記角度検出器により変換されたデジタル信号に基づき前記モータの第１の回転角を検出する第１回転状態検出手段と、
前記回転角センサが出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をそれぞれｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号に変換し、出力するＡＤ変換手段と、
前記ＡＤ変換手段により変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号と前記励磁信号とに基づき前記モータの第２の回転角を検出する第２回転状態検出手段と、
前記第１の回転角と前記第２の回転角とを比較することで、前記回転角検出装置の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により異常が検出された場合に、モータ制御信号を遮断するモータ制御信号遮断部と、
を備える、
回転角検出装置。
前記回転角センサから出力されるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号を前記モータの回転角情報を含むデジタル信号に変換するとともに、前記励磁電圧に基づき励磁信号を出力する角度検出器と、を備える回転角検出装置であって、
前記角度検出器により変換されたデジタル信号に基づき前記モータの第１の回転角を検出する第１回転状態検出手段と、
前記回転角センサが出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をそれぞれｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号に変換し、出力するＡＤ変換手段と、
前記ＡＤ変換手段により変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号と前記励磁信号とに基づき前記モータの第２の回転角を検出する第２回転状態検出手段と、
前記第１の回転角と前記第２の回転角とを比較することで、前記回転角検出装置の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段により異常が検出された場合に、モータ制御信号を遮断するモータ制御信号遮断部と、
を備える、
回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転角検出装置の異常を診断する方法及び回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、複数の回転角センサを設けた回転角検出装置が開示されている。この回転角検出装置では、各回転角センサが出力するアナログ信号を同期させてＡＤ変換し、変換した各デジタル信号を比較することで、回転角検出装置内の異常を判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６５５５０６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載の回転角検出装置は、複数の回転角センサが出力するアナログ信号を同期させて複数のＡＤ変換器が取得し、複数のＡＤ変換器が変換したデジタル信号をコントローラが比較して回転角検出装置内の異常を判断している構成であるために、構成が複雑化してしまうという課題がある。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みたものであり、回転角検出装置の異常をより正確に判断できる、回転角検出装置の異常を診断する方法及び回転角検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、モータの回転状態を検出し、モータの回転状態に応じてアナログ信号であるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号及び励磁電圧を出力する回転角センサと、回転角センサから出力されるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号をモータの回転角情報を含むデジタル信号に変換するとともに、励磁電圧に基づき励磁信号を出力する角度検出器と、回転角センサが出力するｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をそれぞれｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号に変換するＡＤ変換手段とを備える回転角検出装置の異常を診断する方法が提供される。この回転角検出装置の異常を診断する方法は、角度検出器により変換されたデジタル信号に基づきモータの第１の回転角を検出し、ＡＤ変換手段により変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号と励磁信号とに基づきモータの第２の回転角を検出し、第１の回転角と第２の回転角とを比較することで、回転角検出装置の異常を診断する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、回転角センサから出力されるアナログ信号を角度検出器とＡＤ変換手段とにより、それぞれデジタル信号及び励起信号と、ｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号とに変換する。そして、角度検出器により変換されたデジタル信号に基づき検出されたモータの第１の回転角と、ＡＤ変換手段により変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号と角度検出器により変換された励磁信号とに基づき検出されたモータの第２の回転角とを比較して、回転角検出装置の異常を診断する。即ち、１つの回転角センサから出力されるアナログ信号を角度検出器とＡＤ変換手段とにより各々変換して、それぞれモータの回転角を検出し、比較するために、簡単な構成で複数の回転角センサを用いずに回転角検出装置の異常を診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【0010】
［第１実施形態］
図１は、本発明の各実施形態による回転角検出装置の異常を診断する方法が採用される回転角検出装置１００の概略構成図である。回転角検出装置１００は、モータの回転状態を検出し、アナログ信号を出力するレゾルバ（回転角センサ）１と、レゾルバ（回転角センサ）１からのアナログ信号をデジタル信号に変換してモータの回転角を検出し、当該回転角に基づきモータを制御するコントローラ２０とからなる装置である。
図１は、本発明の各実施形態による回転角検出装置の異常を診断する方法が採用される回転角検出装置１００の概略構成図である。回転角検出装置１００は、モータの回転状態を検出し、アナログ信号を出力するレゾルバ（回転角センサ）１と、レゾルバ（回転角センサ）１からのアナログ信号をデジタル信号に変換してモータの回転角を検出し、当該回転角に基づきモータを制御するコントローラ２０とからなる装置である。
【0011】
コントローラ２０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲΑＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えており、中央演算装置が特定のプログラムを実行することにより、特定の制御を実現するための処理を実行する。
【0012】
図１に示すように、コントローラ２０は、ＲＤ変換器（角度検出器）２及びＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）３と、クロック供給部４、第１回転角取得部（第１回転状態検出手段）５、ＡＤ変換値取得部（第２回転状態検出手段）６、第２回転角取得部（第２回転状態検出手段）７、角度取得同期部８、主制御部９、異常検出部（異常検出手段）１０及びモータ制御信号遮断部１１とを含む。
【0013】
なお、レゾルバ（回転角センサ）１、ＲＤ変換器（角度検出器）２及びＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）３は、ハードウェアとして構成される。一方、クロック供給部４、第１回転角取得部（第１回転状態検出手段）５、ＡＤ変換値取得部（第２回転状態検出手段）６、第２回転角取得部（第２回転状態検出手段）７、角度取得同期部８、主制御部９、異常検出部（異常検出手段）１０及びモータ制御信号遮断部１１は、中央演算装置がソフトウェアによりこれらの機能を実現する。また、コントローラ２０のマイコンは、モータの回転角を検出（取得）するタイミングを規定するための複数のタイマ（第１の基準タイマ、第２の基準タイマ、共通タイマ）を備えている。なお、ＲＤ変換器２やＡＤ変換器３をハードウェアで構成するとしたが、中央演算装置がソフトウェアによりこれらの機能を実現する構成としたり、中央演算装置がソフトウェアで実現する機能の一部をハードウェアで構成するよう変更することも可能である。
【0014】
レゾルバ（回転角センサ）１は、不図示のモータ近傍に配置され、当該モータの回転状態を検出する。また、レゾルバ１は、検出したモータの回転状態に応じたアナログ信号であるｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号をＲＤ変換器（角度検出器）２及びＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）３に出力し、励磁電圧をＲＤ変換器（角度検出器）２に出力する。
【0015】
ＲＤ変換器（角度検出器）２は、レゾルバ１から出力されるｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を、モータの回転角（回転角度）情報を含むデジタル信号にＲＤ変換し、第１回転角取得部（第１回転状態検出手段）５に出力する。また、ＲＤ変換器２は、レゾルバ１から出力された励磁電圧に基づき、励磁信号を設定し、ＡＤ変換値取得部（第２回転状態検出手段）６に出力する。
【0016】
ＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）３は、レゾルバ１から出力されるｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号を、それぞれｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号にＡＤ変換する。ＡＤ変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号は、ＡＤ変換値取得部６に出力される。
【0017】
クロック供給部４は、ＲＤ変換器２に、ＲＤ変換器２が動作する基準クロックを供給する。ＲＤ変換器２は、クロック供給部４から供給された基準クロックに応じて、レゾルバ１からのアナログ信号（ｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号、励磁電圧）を取得し、デジタル信号を出力する。
【0018】
第１回転角取得部（第１回転状態検出手段）５は、ＲＤ変換器（角度検出器）２により変換されたモータの回転角情報を含むデジタル信号に基づき、モータの回転角（第１の回転角、以下、Ｄｉｇｉｔａｌθともいう）を検出（取得）する。なお、第１回転角取得部５は、後述の角度取得同期部８から入力される角度取得同期信号に応じたタイミングで、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）を取得する。取得された第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）は、主制御部９及び異常検出部（異常検出手段）１０に出力される。
【0019】
ＡＤ変換値取得部６は、ＡＤ変換器３によりＡＤ変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号を、ＲＤ変換器２から出力される励磁信号のタイミングに応じて取得し、第２回転角取得部（第２回転状態検出手段）７に出力する。
【0020】
第２回転角取得部７は、ＡＤ変換値取得部６から出力されるｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号に基づき、モータの回転角（第２の回転角、以下、Ａｎａｌｏｇθともいう）を検出（取得）する。即ち、ＡＤ変換値取得部６と第２回転角取得部７とは、ｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号と励磁信号とに基づきモータの第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）を検出する回転状態検出手段（第２回転状態検出手段）を構成する。第２回転角取得部７において取得されたモータの第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）は、異常検出部（異常検出手段）１０に出力される。
【0021】
角度取得同期部８は、第１回転角取得部５がモータの回転角（第１の回転角）を取得するタイミングと、第２回転角取得部７がモータの回転角（第２の回転角）を取得するタイミングとを同期するための角度取得同期信号を生成する。角度取得同期部８により生成された角度同期信号は、第１回転角取得部５に出力され、第１回転角取得部５は、角度取得同期信号に応じたタイミングで、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）を取得する。なお、第１の回転角と第２の回転角の取得タイミングの詳細は後述する。
【0022】
主制御部９は、第１回転角取得部５において取得された第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）に基づきモータ制御信号を算出し、モータ制御信号遮断部１１に出力する。
【0023】
異常検出部（異常検出手段）１０は、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の値と、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の値とを比較し、回転角検出装置１００内の異常を検出する。異常検出部１０は、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の値と、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の値の差異に応じた診断結果信号を算出し、モータ制御信号遮断部１１に出力する。例えば、異常検出部１０は、ＤｉｇｉｔａｌθとＡｎａｌｏｇθとの差が、誤差の範囲よりも大きい場合に、異常であると判断し、異常との診断結果信号を出力する。一方、ＤｉｇｉｔａｌθとＡｎａｌｏｇθとの差が誤差の範囲内である場合、正常であると判断し、正常との診断結果信号を出力する。
【0024】
モータ制御信号遮断部１１は、異常検出部１０からの診断結果信号に基づき、主制御部９から出力されたモータ制御信号を通過させるか、遮断するかを判断する。即ち、異常検出部１０において異常が検出された場合、モータ制御信号遮断部１１はモータ制御信号を遮断する。一方、異常検出部１０において異常が検出されていない（正常な）場合、モータ制御信号遮断部１１は、モータ制御信号を通過させる。モータ制御信号遮断部１１がモータ制御信号を通過させた場合、当該モータ制御信号に基づき、モータの動作が制御される。一方、異常が検出された場合には、モータ制御信号が遮断されるため、モータの誤作動が防止される。
【0025】
以上のとおり、本実施形態の回転角検出装置１００においては、１つのレゾルバ（回転角センサ）１から出力されるアナログ信号をＲＤ変換器（角度検出器）２とＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）３とにより各々ＲＤ変換及びＡＤ変換して、それぞれ第１，第２のモータの回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ，Ａｎａｌｏｇθ）を検出する。そして、第１のモータ回転角と第２のモータ回転角を比較することで、回転角検出装置１００の異常を診断する。このように、本実施形態の回転角検出装置１００では、複数の回転角センサを用いずに回転角検出装置１００の異常を診断することができる。
【0026】
以下、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングの詳細を説明する。
【0027】
図２は、ＲＤ変換されたデジタル信号とｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡＤ変換値の取得タイミングを説明するタイミングチャートである。第１回転角取得部５がＲＤ変換されたデジタル信号を取得するタイミングと、第２回転角取得部７がｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡＤ変換値を取得するタイミングを同期することで、第１の回転角と第２の回転角の取得タイミングは同期される。以下、ＲＤ変換されたデジタル信号を取得するタイミングのことを第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号のＡＤ変換値の取得タイミングのことを第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングとも言う。
【0028】
回転角検出装置１００には、第１の基準タイマ、第２の基準タイマ、及び共通タイマが備えられている。第１の基準タイマは、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを決定するタイマであり、第２の基準タイマは、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングを決定するためのタイマである。また、共通タイマは、第１の基準タイマと第２の基準タイマの動作タイミングの時間差を計測するためのタイマであり、例えば、第１及び第２の基準タイマの周期と同等か、それよりも周期が長いフリーランタイマである。
【0029】
第１の基準タイマは、ＲＤ変換器２から出力される励磁信号の周期に同期して動作するように設定される。ＡＤ変換値取得部６は、励磁信号の周期に応じた周期で動作する第１の基準タイマに従って、ＡＤ変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号を出力し、第２回転角取得部７は、第１の基準タイマに従って、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）を周期的に取得する。
【0030】
第２の基準タイマは、第１の基準タイマと同一のクロックで動作するように設定される。クロック供給部４は、ＲＤ変換器２が、第２の基準タイマに従ってＲＤ変換されたデジタル信号を出力するように、ＲＤ変換器２に基準クロックを供給する。これにより、第１回転角取得部５は、第２の基準タイマに従って、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）を周期的に取得する。なお、後述するように、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングは、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングに同期するように補正されるが、当該補正の指令は、角度取得同期部８からの角度取得同期信号により第１回転角取得部５に出力され、第１回転角取得部５は、角度取得同期信号に応じたタイミングで第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）を取得する。
【0031】
ところで、第１の基準タイマと第２の基準タイマの開始タイミングは、ハードウェアのバラつきやソフトウェアの処理負荷等により一意に決まるものではない。また、第１の基準タイマの開始タイミングは、ＲＤ変換器２の動作により開始タイミングが決まるため、第１の基準タイマの開始タイミングを任意に指定することはできない。このため、多くの場合、第１の基準タイマと第２の基準タイマの動作タイミングには時間差が生じている。
【0032】
そこで本実施形態では、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングと、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングの時間差Δｔを計測し、第２の基準タイマの周期（クロック）を当該時間差分だけ一回短くすることで、第１の回転角の取得タイミングを第２の回転角の取得タイミングに同期させることとした。
【0033】
具体的には、第２回転角取得部７は、ＡＤ変換値（ｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号）の取得と同時に、共通タイマのカウント値を取得し、これを第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａとする。また、第１回転角取得部５は、ＲＤ変換値（デジタル信号）の取得と同時に、共通タイマのカウント値を取得し、これを第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄとする。そして、角度取得同期部８は、第２の基準タイマが、一度だけ、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａと第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄとの差分Δｔだけ第２の基準タイマの周期Ｔ２を短く補正した周期Ｔｃｏｒｒで動作するように制御する。また同時に、角度取得同期部８は、第１回転角取得部５が、補正された第２の基準タイマの周期Ｔｃｏｒｒに従ったタイミングで第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）を取得するように、角度取得同期信号を出力する。これにより、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングと第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングとの時間差が無くなり、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが同期される。このように、第２の基準タイマの周期を時間差Δｔ分だけ一回短くすることで、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングのずれが解消され、回転角検出装置１００の異常をより正確に判断することができる。
【0034】
図３は、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングと、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングとを同期させる制御（以下、同期制御ともいう）を説明するフローチャートである。以下の制御は、いずれもコントローラ２０により実行される。
【0035】
ステップＳ１１において、コントローラ２０は、各タイマのクロックを設定する。第１の基準タイマは、ＲＤ変換器２から出力される励磁信号の周期に同期して動作するように設定する。例えば、第１の基準タイマは、励磁信号のゼロクロスと同期してゼロクリアされるように動作させる。第２の基準タイマは、第１の基準タイマと同一のクロックで動作するように設定される。共通タイマは、第１及び第２の基準タイマよりも周期が長く設定される。
【0036】
ステップＳ１２において、コントローラ２０は、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを検出する。前述のとおり、ＡＤ変換器３及びＡＤ変換値取得部６は、第１の基準タイマに従って周期的にｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＡＤ変換し、ＡＤ変換値（ｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号）を取得する。また、第２回転角取得部７は、ＡＤ変換値に基づき、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）を算出する。そして、コントローラ２０（ＡＤ変換値取得部６）は、ＡＤ変換値の取得と同時に、例えばＤＭＡ転送により、共通タイマのカウント値を取得し、これを第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａとする。
【0037】
なお、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）は、逆三角関数ａｔａｎを用いた以下の式（１）により算出される。また、ＡＤ変換値は、第１の基準タイマの周期で取得すればよく、取得するタイミングは第１の基準タイマのどのタイミングで取得してもよい。
【数1】
【0038】
ステップＳ１３において、コントローラ２０は、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングを検出する。前述のとおり、ＲＤ変換器２は、ｓｉｎ信号及びｃｏｓ信号をＲＤ変換し、第１回転角取得部５は、ＲＤ変換されたデジタル信号に基づき、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）を算出する。ここで、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）は、例えばＲＤ変換器２から出力される相対角を示すＡＢパルスと基準角を示すＺパルスとで構成されるＡＢＺパルスに基づいて算出されるＡＢＺθであるとする。この場合、第１回転角取得部５は、第２の基準タイマのゼロクリアタイミングと同期して、例えばＤＭＡ転送により、ＡＢＺパルスが格納されたレジスタからＡＢＺパルス値を取得し、ＡＢＺパルス値からＡＢＺθを算出する。また、第１回転角取得部５は、ＡＢＺパルス値の取得と同時に、例えばＤＭＡ転送により、共通タイマのカウント値を取得し、これを第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄとする。
【0039】
ステップＳ１４において、コントローラ２０（角度取得同期部８）は、共通タイマにより、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａと第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄとの差を求める。これにより、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングと第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングの時間差Δｔを求めることができる。コントローラ２０（角度取得同期部８）は、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄと、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａのどちらが大きいかを判断し、大きい方から小さい方を減算することで、正の値である時間差Δｔを算出する。なお、図２では、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄの方が、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａよりも大きい場合を示している。
【0040】
時間差Δｔを算出すると、ステップＳ１５において、コントローラ２０（角度取得同期部８）は、補正時間ｔｃｏｒｒを算出する。補正時間ｔｃｏｒｒは、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄと第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａとの差分（時間差）Δｔと第２の基準タイマの周期Ｔ２との剰余演算（Ｍｏｄ）により算出される。具体的には、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄの方が、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａよりも大きい場合、補正時間ｔｃｏｒｒは、以下の式（２）により算出される。
【数2】
【0041】
一方、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａの方が、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄよりも大きい場合、補正時間ｔｃｏｒｒは、以下の式（３）により算出される。
【数3】
【0042】
補正時間ｔｃｏｒｒを算出すると、ステップＳ１６において、コントローラ２０は、第２の基準タイマの周期Ｔ２を補正し、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを同期させる。コントローラ２０は、補正周期Ｔｃｏｒｒを算出し、第２の基準タイマを、第２の基準タイマの周期Ｔ２を一度だけ補正時間ｔｃｏｒｒ分短くした補正周期Ｔｃｏｒｒで、動作させる。ここで、補正周期Ｔｃｏｒｒは、以下の式（４）により算出される。
【数4】
【0043】
第２の基準タイマが、一度だけ補正周期Ｔｃｏｒｒで動作することにより、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングと第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングとの時間差が無くなり、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが同期される。
【0044】
第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを同期すると、コントローラ２０は、ステップＳ１７において、第２の基準タイマを、補正周期Ｔｃｏｒｒを設定する前の元の周期Ｔ２に戻す。第１の基準タイマと、第２の基準タイマとは、同一のクロックで動作しているため、第２の基準タイマの周期を元の周期Ｔ２に戻すことで、以降継続して、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングに時間差が無い状態となる。従って、異常検出部１０において、回転角検出装置１００内の異常を検出する際、取得タイミングの時間差による角度差を補正することなく、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の値と、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の値とを直接比較することができる。従って、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）との差分の算出精度が向上し、回転角異常の誤診断、誤検出が防止され、回転角検出装置１００の異常をより正確に判断できる。
【0045】
なお、好ましくは、上記で説明した同期制御は、主制御部９や異常検出部１０での演算が開始される前に実施しておく。これにより、第２の基準タイマの周期を短くすることで、主制御部９や異常検出部１０での演算が周期内に終わらずに処理負荷が破綻することを防止できる。
【0046】
上記した第１実施形態の回転角検出装置１００及び回転角検出装置１００の異常を診断する方法によれば、以下の効果を得ることができる。
【0047】
本実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法によれば、レゾルバ（回転角センサ）１から出力されるアナログ信号を、ＲＤ変換器（角度検出器）２により、モータの回転角情報を含むデジタル信号と励磁信号に変換し、ＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）３により、ｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号に変換する。また、ＲＤ変換器（角度検出器）２により変換されたデジタル信号に基づきモータの第１の回転角を検出し、ＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）３により変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号と励磁信号とに基づきモータの第２の回転角を検出する。そして、モータの第１の回転角と、モータの第２の回転角とを比較して回転角検出装置１００の異常を診断する。即ち、１つのレゾルバ（回転角センサ）１から出力されるアナログ信号をＲＤ変換器（角度検出器）２とＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）３とにより各々変換して、それぞれモータの回転角を検出し、比較するため、複数の回転角センサを用いずに回転角検出装置１００の異常を診断することができる。
【0048】
本実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法によれば、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）を励磁信号の周期に応じたクロックで動作する第１の基準タイマに従って周期的に取得し、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）を第１の基準タイマと同一のクロックで動作する第２の基準タイマに従って周期的に取得し、第２の回転角の取得タイミングと、第１の回転角の取得タイミングの時間差Δｔを計測する。そして、第２の基準タイマのクロックを時間差Δｔ分だけ一回短くし、第１の回転角の取得タイミングと第２の回転角の取得タイミングとを同期させる。このように、第２の基準タイマのクロックを時間差Δｔ分だけ一回短くすることで、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングのずれが解消され、回転角検出装置１００の異常をより正確に判断することができる。
【0049】
本実施形態の回転角検出装置１００は、ＲＤ変換器（角度検出器）２により変換されたデジタル信号に基づきモータの第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）を検出する第１回転角取得部（第１回転状態検出手段）５を備える。また、ＡＤ変換器（ＡＤ変換手段）３により変換されたｓｉｎデジタル信号及びｃｏｓデジタル信号と励磁信号とに基づきモータの第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）を検出する第２回転角取得部（第２回転状態検出手段）７を備える。そして、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）とを比較することで、回転角検出装置１００の異常を検出する異常検出部（異常検出手段）１０と、異常検出部（異常検出手段）１０により異常が検出された場合に、モータ制御信号を遮断するモータ制御信号遮断部１１とを備える。これにより、複数の回転角センサを用いずに回転角検出装置１００の異常を診断することができるとともに、異常が検出された場合、モータ制御信号が遮断される。従って、回転角検出装置１００の異常をより正確に判断することができるとともに、モータの誤作動を防止できる。
【0050】
なお、本実施形態においては、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）がＡＢＺθである場合について説明したが、必ずしもこれに限られない。例えば、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）は、ＲＤ変換器２からシリアル通信で出力される回転角情報を含む通信データに基づき取得されるＳｅｒｉａｌθであってもよい。この場合、ＲＤ変換器２でＳｅｒｉａｌθをラッチするために角度ラッチ信号が必要であれば、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングで、ＲＤ変換器２から、例えばＤＭＡ転送により角度ラッチ信号を出力し、それ以降に実施されるシリアル通信により予めラッチされたＳｅｒｉａｌθを取得する。また、シリアル通信にかかる時間が、主制御部９や異常検出部１０における演算の開始タイミングの遅れをもたらし、処理負荷に影響を与えることで処理負荷の破綻を招く虞がある場合には、シリアル通信の受信結果が格納されたシリアル通信受信レジスタから、次回の演算タスクでＳｅｒｉａｌθを取得し、前回の演算タスクで取得した第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）と比較してもよい。即ち、取得したＳｅｒｉａｌθ（第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ））と、それより一つ前の演算タスクで（１周期前に）取得した第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）とを比較して異常を検出してもよい。この場合、比較する第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングの時間差分を、例えばモータ回転角の回転速度等から補正した演算を実行してから比較してもよい。
【0051】
［第２実施形態］
図４を参照して、第２実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図４を参照して、第２実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0052】
図４は、第２実施形態の回転角検出装置１００における、ＲＤ変換されたデジタル信号とＡＤ変換値の取得タイミングを説明するタイミングチャートである。本実施形態においては、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを同期する方法が第１実施形態と異なる。
【0053】
図４に示すように、本実施形態では、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングと、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングの時間差Δｔを計測し、第２の基準タイマの周期（クロック）を当該時間差Δｔ分だけ一回長くすることで、第１の回転角の取得タイミングを第２の回転角の取得タイミングに同期させる。
【0054】
具体的には、コントローラ２０は、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングと第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングの時間差Δｔから、補正時間ｔｃｏｒｒを算出する。そして、第２の基準タイマを、一度だけ、第２の基準タイマの周期Ｔ２から補正時間ｔｃｏｒｒを差し引いた分だけ第２の基準タイマの周期Ｔ２を長くした補正周期Ｔｃｏｒｒで動作させる。これにより、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングと第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングとの時間差が無くなり、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが同期される。ここで、補正周期Ｔｃｏｒｒは、以下の式（５）により算出される。式（５）に示すように、補正周期Ｔｃｏｒｒは、第２の基準タイマの周期Ｔ２の２倍に対して補正時間ｔｃｏｒｒ分だけ短くすることで算出することができる。
【数5】
【0055】
第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを同期すると、コントローラ２０は、第２の基準タイマを、補正周期Ｔｃｏｒｒを設定する前の元の周期Ｔ２に戻す。これにより、以降継続して、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングに時間差が無い状態となる。従って、取得タイミングの時間差による角度差を補正することなく、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の値と、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の値とを直接比較して、回転角検出装置１００の異常を診断することができる。よって、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）との差分の算出精度が向上し、回転角異常の誤診断、誤検出が防止され、回転角検出装置１００の異常をより正確に判断できる。
【0056】
なお、好ましくは、上記で説明した第２の実施形態における同期制御は、主制御部９や異常検出部１０での演算が開始される前に実施しておく。これにより、第２の基準タイマの周期Ｔ２を長くすることで、主制御部９や異常検出部１０での演算の周期の一定性が崩れ、タイマ周期が一定であることを前提とした演算の前提が崩れて、補正演算等の追加を考慮しなければならなくなることを防止できる。
【0057】
［第３実施形態］
図５を参照して、第３実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、他の実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図５を参照して、第３実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、他の実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0058】
図５は、第３実施形態の回転角検出装置１００における、ＲＤ変換されたデジタル信号とＡＤ変換値の取得タイミングを説明するタイミングチャートである。本実施形態においては、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを同期する方法が他の実施形態と異なる。
【0059】
図５に示すように、本実施形態では、第２の基準タイマを、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングに合わせてクリアすることで、第１の回転角の取得タイミングを第２の回転角の取得タイミングに同期させる。
【0060】
具体的には、コントローラ２０（ＡＤ変換値取得部６）は、ＡＤ変換値の取得と同時に、例えばＤＭＡ転送により、共通タイマのカウント値を取得し、これを第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａとする。また、ＡＤ変換値の取得と同時に、例えばＤＭＡ転送により、第２の基準タイマをゼロクリアさせる。これにより、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングと第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングとの時間差が無くなり、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが同期される。
【0061】
第１の基準タイマと、第２の基準タイマとは、同一のクロックで動作しているため、第２の基準タイマのゼロクリアによって、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが同期された以降は、継続して、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングに時間差が無い状態となる。従って、取得タイミングの時間差による角度差を補正することなく、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の値と、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の値とを直接比較して、回転角検出装置１００の異常を診断することができる。よって、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）との差分の算出精度が向上し、回転角異常の誤診断、誤検出が防止され、回転角検出装置１００の異常をより正確に判断できる。
【0062】
［第４実施形態］
図６を参照して、第４実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、他の実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図６を参照して、第４実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、他の実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0063】
図６は、第４実施形態の回転角検出装置１００における、ＲＤ変換されたデジタル信号とＡＤ変換値の取得タイミングを説明するタイミングチャートである。本実施形態においては、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを同期する方法が他の実施形態と異なる。
【0064】
図６に示すように、本実施形態では、第２の基準タイマを、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングに合わせて開始することで、第１の回転角の取得タイミングを第２の回転角の取得タイミングに同期させる。
【0065】
具体的には、コントローラ２０（ＡＤ変換値取得部６）は、第２の基準タイマの動作を開始させていない状態において、ＡＤ変換値を取得し、ＡＤ変換値の取得と同時に、例えばＤＭＡ転送により、共通タイマのカウント値を取得し、これを第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａとする。また、ＡＤ変換値の取得と同時に、例えばＤＭＡ転送により、第２の基準タイマの動作を開始させる。これにより、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングと第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングとの時間差が無くなり、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが同期される。
【0066】
第１の基準タイマと、第２の基準タイマとは、同一のクロックで動作しているため、第２の基準タイマの動作を、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングに合わせて開始させて、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが同期された以降は、継続して、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングに時間差が無い状態となる。従って、取得タイミングの時間差による角度差を補正することなく、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の値と、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の値とを直接比較して、回転角検出装置１００の異常を診断することができる。よって、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）との差分の算出精度が向上し、回転角異常の誤診断、誤検出が防止され、回転角検出装置１００の異常をより正確に判断できる。
【0067】
［第５実施形態］
図７を参照して、第５実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、他の実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図７を参照して、第５実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、他の実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0068】
図７は、第５実施形態の回転角検出装置１００における、ＲＤ変換されたデジタル信号とＡＤ変換値の取得タイミングを説明するタイミングチャートである。本実施形態においては、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを同期する方法が他の実施形態と異なる。
【0069】
図７に示すように、本実施形態では、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングと、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングの時間差Δｔを計測し、第２の基準タイマを当該時間差Δｔ分だけ遅らせて開始することで、第１の回転角の取得タイミングを第２の回転角の取得タイミングに同期させる。
【0070】
具体的には、コントローラ２０（ＡＤ変換値取得部６）は、ＡＤ変換値の取得と同時に、例えばＤＭＡ転送により、共通タイマのカウント値を取得し、これを第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａとする。また、ＲＤ変換値（デジタル信号）の取得と同時に、共通タイマのカウント値を取得し、これを第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄとする。但し、このとき、第２の基準タイマは開始させない。次に、コントローラ２０は、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミング値ｔａと第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミング値ｔｄとの差分Δｔを算出する。また、第１実施形態と同様に、コントローラ２０は、補正時間ｔｃｏｒｒを算出するとともに、補正時間ｔｃｏｒｒに基づき、補正周期Ｔｃｏｒｒを算出する。そして、コントローラ２０は、補正周期Ｔｃｏｒｒを演算したタイミング（ｔｄ）から、補正周期Ｔｃｏｒｒ（タイマウェイト時間）だけ経過した後に、第２の基準タイマの動作を開始させる。これにより、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングと第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングとの時間差が無くなり、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが同期される。
【0071】
第１の基準タイマと、第２の基準タイマとは、同一のクロックで動作しているため、第２の基準タイマの動作の開始を遅らせることにより第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが同期された以降は、継続して、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングに時間差が無い状態となる。従って、取得タイミングの時間差による角度差を補正することなく、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の値と、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の値とを直接比較して、回転角検出装置１００の異常を診断することができる。よって、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）と第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）との差分の算出精度が向上し、回転角異常の誤診断、誤検出が防止され、回転角検出装置１００の異常をより正確に判断できる。
【0072】
なお、例えば、補正周期Ｔｃｏｒｒが当該処理を実行するのに必要な時間以下の周期の場合、補正周期Ｔｃｏｒｒの時間内に第２の基準タイマを動作させる処理が終わらない虞がある。従って、このような場合、補正周期Ｔｃｏｒｒに例えば第２の基準タイマの周期Ｔ２分だけ加算した時間だけ経過した後に、第２の基準タイマの動作を開始させてもよい。
【0073】
［第６実施形態］
図８を参照して、第６実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、他の実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図８を参照して、第６実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法を説明する。なお、他の実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0074】
図８は、第６実施形態の回転角検出装置１００における、ＡＤ変換値（第２の回転角）の取得タイミングを説明するタイミングチャートである。本実施形態においては、第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングが他の実施形態と異なる。
【0075】
図８に示すように、本実施形態では、ＡＤ変換値（第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ））を励磁信号のゼロクロスのタイミングｔｚｅｒｏから１／４または３／４周期遅れたタイミングで周期的に取得する（図８では、１／４周期遅れたタイミングで周期的に取得する場合を示しているが、３／４遅れたタイミングで周期的に取得してもよい）。これにより、ｓｉｎ及びｃｏｓデジタル信号を、正弦波状に変化する信号である励磁信号の振幅が最も大きいピークにおいて取得することができることとなり、ノイズ耐性としてＳ／Ｎ比を大きくとることができる。即ち、正弦波状に変化する信号である励磁信号の振幅が大きい箇所でＡＤ変換値を取得する場合、仮に取得タイミングが少しずれても、励磁信号の振幅が小さい箇所でＡＤ変換値を取得する場合に比べ、誤差は小さい。従って、精度の高い第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）を取得することができる。よって、回転角検出装置１００の異常診断の精度がより向上する。
【0076】
なお、本実施形態では、励磁信号のゼロクロスから１／４または３／４周期遅れたタイミングでＡＤ変換値を取得するが、必ずしもこれに限られず、例えば、ハードウェアの遅れやノイズの影響等を考慮して、ＡＤ変換値の取得タイミングを適宜ずらしてもよい。
【0077】
また、いずれの実施形態においても、共通タイマ、第１の基準タイマ及び第２の基準タイマという３つのタイマを用いているが、必ずしもこれに限られない。例えば、ＤＭＡ転送やＡＤ変換のタイミング（トリガ）等を上記３つのタイマだけでは実現できない場合、これらのタイマと同期したさらに別のタイマを用いる等、さらに多くのタイマを用いてもよい。
【0078】
また、各実施形態で説明した制御は、ひとつのＣＰＵで実現してよく、また複数のＣＰＵで実現してもよい。
【0079】
また、第１～第５実施形態で説明した同期制御は、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングと第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングを同期させる方法を例示したものであり、同期させる方法はこれらに限られるものではない。即ち、第１の回転角（Ｄｉｇｉｔａｌθ）の取得タイミングと第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングは、既知の如何なる方法を用いて同期させてもよい。
【0080】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【0081】
上記した各実施形態は、それぞれ単独の実施形態として説明したが、適宜組み合わせてもよい。例えば、第６実施形態で説明した第２の回転角（Ａｎａｌｏｇθ）の取得タイミングについては、第１～第５実施形態の回転角検出装置１００の異常を診断する方法においても適用することが好ましい。
【符号の説明】
【0082】
１、レゾルバ（回転角センサ），２、ＲＤ変換器（角度検出器），３、ＡＤ変換器（ＡＤ変換手段），４、クロック供給部，５、第１回転角取得部（第１回転状態検出手段），６、ＡＤ変換値取得部（第２回転状態検出手段），７、第２回転角取得部（第２回転状態検出手段），８、角度取得同期部，９、主制御部，１０、異常検出部（異常検出手段），１１、モータ制御信号遮断部，２０、コントローラ，１００、回転角検出装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】