角度检测装置、以及使用了该角度检测装置的电动助力转向装置的制作方法

本申请涉及角度检测装置、以及使用了该角度检测装置的电动助力转向装置。

背景技术：

一般，作为旋转机械、例如检测电动机的旋转角度的角度检测器，较多使用旋转变压器或mr(magnetoresistance：磁阻)传感器。在上述角度检测器中输出针对电动机的旋转角度的正弦信号和余弦信号，但在这些正弦信号和余弦信号中包含了误差(偏移分量或高次谐波分量)的情况下，或者在正弦信号与余弦信号的振幅值不同的情况下，通过正弦信号和余弦信号求出的角度检测值相对于实际的电动机的旋转角度具有误差，因此产生会使电动机的控制性能变差的问题。

对此，专利文献1中公开了如下角度检测装置：将旋转变压器的正弦信号和余弦信号的中点校正值预先存储于eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory：电可擦除可编程只读存储器)等，或者，读取正弦信号和余弦信号的峰值与谷值，根据该峰值和谷值的中点与预先确定的规定的中点值的差来求出中点校正值，将其与正弦信号以及余弦信号相加来进行校正，并根据校正后的正弦信号以及余弦信号来计算电动机的角度信号。

此外，专利文献2中公开了如下角度检测装置：从角度信号中去除比其电气角频率分量要低的频率分量，并提取出电气角频率分量的频率以上的分量，使用由此得到的角度误差来求出针对正弦信号和余弦信号的偏移校正值，由此，即使在正弦信号和余弦信号中产生了除中点误差以外的2阶分量的情况下，也能对由此引起的角度信号的电气角频率分量进行校正。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008－273478号公报

专利文献2：日本专利第5762622号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

专利文献1所公开的角度检测装置中，在正弦信号和余弦信号中存在高次谐波分量的情况下，或者在正交性较低的情况下，产生无法对由此所导致产生的角度误差(＝角度检测值与电动机的旋转角度的误差)进行校正的问题。这里，正交性是指正弦信号与余弦信号的相位差偏离理想即90度的指标，意味着在正交性较高的情况下，正弦信号与余弦信号的相位差在90度附近，而在正交性较低的情况下，正弦信号与余弦信号的相位差偏离了90度。

此外，专利文献2所公开的角度检测装置能良好地校正角度信号的电气角频率分量，但对于其它的阶数分量并没有效果。

本申请公开用于解决上述问题的技术，其目的在于提供一种角度检测装置以及使用了该角度检测装置的电动助力转向装置，在正弦信号和余弦信号中存在高次谐波分量的情况下，或者在正交性较低的情况下，对于角度信号的电气角频率分量以外的阶数分量，也能抑制角度误差。

用于解决技术问题的技术手段

本申请所公开的角度检测装置根据旋转体的角度信号输出角度检测值，其特征在于，

具备角度校正器，该角度校正器进行如下各运算：将所述角度信号设为n倍(n为不同于1的实数)来得到第一n倍角度信号的运算；基于所述第一n倍角度信号，得到相位彼此不同的第1正弦波信号和第2正弦波信号的运算；基于所述第1正弦波信号和所述第2正弦波信号来得到第二n倍角度信号的运算；基于所述第二n倍角度信号来得到所述第1正弦波信号的偏移校正值即第1偏移校正值，并且基于所述第二n倍角度信号来得到所述第2正弦波信号的偏移校正值即第2偏移校正值的运算；以及基于由所述第1偏移校正值校正后的所述第1正弦波信号和由所述第2偏移校正值校正后的所述第2正弦波信号来对所述第二n倍角度信号进行校正的运算，

基于校正后的所述第二n倍角度信号来输出所述角度检测值。

发明效果

根据本申请所公开的角度检测装置，能提供一种角度检测装置，在正弦信号和余弦信号中存在高次谐波分量的情况下，或者在正交性较低的情况下，对于角度信号的电气角频率分量以外的阶数分量，也能抑制角度误差。

本申请的上述以外的目的、特征、观点及效果通过参照附图的以下对本申请的详细说明将进一步变得明确。

附图说明

图1是示出实施方式1所涉及的角度检测装置的结构的框图。

图2a是示出提供给图1所示的旋转变压器的励磁线圈的信号的图。

图2b是示出图1所示的旋转变压器的正弦检测线圈的输出信号的图。

图2c是示出图1所示的旋转变压器的余弦检测线圈的输出信号的图。

图3是对实施方式1所涉及的角度检测装置的角度校正器的功能进行说明的图。

图4是示出实施方式1所涉及的角度检测装置的角度校正器的硬件的一个示例的图。

图5是对设置于实施方式1所涉及的角度检测装置的第1乘法器的动作进行说明的图。

图6是对实施方式1所涉及的角度检测装置的偏移校正值运算器的功能进行说明的图。

图7a是对实施方式1所涉及的角度检测装置的效果进行说明的图。

图7b是对实施方式1所涉及的角度检测装置的效果进行说明的图。

图8是对实施方式1所涉及的角度检测装置的效果进行说明的图。

图9是对实施方式1所涉及的角度检测装置的效果进行说明的图。

图10是对实施方式2所涉及的角度检测装置的偏移校正值运算器的功能进行说明的图。

图11是对实施方式3所涉及的角度检测装置的偏移校正值运算器的功能进行说明的图。

图12是示出实施方式4所涉及的角度检测装置的结构的框图。

图13是示出实施方式5所涉及的电动助力转向装置的结构的图。

具体实施方式

以下，使用附图，对本申请所涉及的角度检测装置以及使用了该角度检测装置的电动助力转向装置的优选实施方式进行说明。另外，各图中相同标号示出相同或相当部分。

实施方式1.

图1是示出实施方式1所涉及的角度检测装置的结构的框图。图1中，角度检测装置100a包括旋转变压器1、励磁电路2、差动放大器3和角度计算单元4a。旋转变压器1由励磁线圈5、检测电动机(未图示)的角度的正弦的正弦检测线圈6、以及检测电动机的角度的余弦的余弦检测线圈7构成。

旋转变压器1通过图2a所示的交流信号来驱动励磁线圈5，从而向正弦检测线圈6的输出端输出由图2b所示的电动机的角度的正弦进行振幅调制后而得的正弦信号s(θ)。此外，向余弦检测线圈7的输出端输出由图2c所示的电动机的角度的余弦进行振幅调制后而得的余弦信号c(θ)。这里，图2a、图2b、图2c各自的横轴表示时间轴(时间t)，表示旋转变压器1的1个角度周期的期间。纵轴表示各信号的振幅。

角度计算单元4a包括：以差动放大器3的输出为输入的a/d转换器8；以a/d转换器8的输出即正弦信号s(θ)以及余弦信号c(θ)为输入的角度计算器9；以及以从角度计算器9输出的角度信号θr为输入的角度校正器10。

角度检测装置100a构成为上述那样，接着，对从旋转变压器1输出的信号的处理方法进行说明。

旋转变压器1的励磁线圈5通过励磁电路2，由图2a所示的交流信号来驱动。利用差动放大器3对旋转变压器1的正弦检测线圈6的两输出端间的电压、以及余弦检测线圈7的两输出端间的电压进行差动放大，并输出到角度计算单元4a。

角度计算单元4a利用a/d转换器8，对图2b和图2c中圆形标记所示的正弦值和余弦值的峰值点、即差动放大器3所检测出的正弦值和余弦值的峰值点进行a/d转换，并从连接这些峰值点的信号串中得到图2b中粗线所示的正弦信号s(θ)以及图2c中粗线所示的余弦信号c(θ)。这里，θ设为电动机的旋转角度。然后，将a/d转换器8的输出即正弦信号s(θ)和余弦信号c(θ)输入到角度计算器9。角度计算器9中，对正弦信号s(θ)和余弦信号c(θ)进行反正切运算(arctan运算)，并将该结果作为电动机的角度信号θr输出到角度校正器10。角度校正器10输入从角度计算器9输出的角度信号θr，并利用后述的运算来输出角度检测值θr2。角度校正器10的输出是角度计算单元4a的输出，角度计算单元4a输出角度检测值θr2。

接着，基于图3对角度校正器10所进行的运算进行说明。

角度校正器10构成为包括第1乘法器101、正弦器102、余弦器103、加法器104、3倍角度运算器105、偏移校正值运算器106、第2乘法器107以及偏移角度加法器108。

另外，如图4中示出了硬件的一个示例那样，角度校正器10由处理器p和储存装置m构成。虽然存储装置m未图示，但具备随机存取储存器等易失性存储装置、以及闪存等非易失性的辅助存储装置。此外，也可以具备硬盘这样的辅助存储装置以代替闪存。处理器p执行从存储装置m输入的程序。该情况下，程序从辅助存储装置经由易失性存储装置输入到处理器p。处理器p可以将运算结果等数据输出到存储装置m的易失性存储装置，也可经由易失性存储装置将数据保存于辅助存储装置。

第1乘法器101将从角度计算器9输出的角度信号θr设为3倍并输出。将该输出值定义为第一3倍角度信号3θr。第一3倍角度信号3θr是简单地将角度信号θr设为3倍后得到的，因此，若进行图示，则成为图5的b那样，在图5的a在周期tc从0度增加到360度的期间，第一3倍角度信号3θr从0度增加到180度(360度的3倍)。这里，若以0度以上且小于360度来定义角度的值域，则在将α设为0以上且小于360的实数的情况下，α度+360度×n(n：整数)＝α成立，因此，第一3倍角度信号3θr能如图5的c那样来表示，相对于角度信号θr的周期，第一3倍角度信号3θr可以考虑为周期1/3(频率3倍)的角度信号。另外，图5是对第1乘法器101的动作进行说明的图，横轴表示周期tc，纵轴表示角度信号θr。

接着，正弦器102输出针对第一3倍角度信号3θr的正弦值。将正弦器102的输出设为第1正弦波信号s(3θr)。余弦器103输出针对第一3倍角度信号3θr的余弦值。将余弦器103的输出设为第2正弦波信号c(3θr)。

加法器104将第1正弦波信号s(3θr)与后述的偏移校正值运算器106运算出的第1偏移校正值es相加，并将第2正弦波信号c(3θr)与后述的偏移校正值运算器106运算出的第2偏移校正值ec相加，并且输出到3倍角度运算器105。3倍角度运算器105对加上第1偏移校正值es后的第1正弦波信号(s(3θr)+es)、以及加上第2偏移校正值ec后的第2正弦波信号(c(3θr)+ec)进行反正切(arctan)运算，并输出第二3倍角度信号3θr2，第2乘法器107将第二3倍角度信号3θr2设为1/3倍并输出到偏移角度加法器108。

偏移角度加法器108基于角度信号θr，使由第2乘法器107设为1/3倍后的第二3倍角度信号3θr2偏移。具体而言，若角度信号θr的值域为0度以上且小于120度、120度以上且小于240度、240度以上且小于360，则由第2乘法器107设为1/3倍后的第二3倍角度信号3θr2的偏移值分别为0度、120度、240度。将偏移角度加法器108的输出设为角度计算值θr2。

接着，对偏移校正值运算器106进行说明。偏移校正值运算器106输入从3倍角度运算器105输出的第二3倍角度信号3θr2，并输出第1偏移校正值es和第2偏移校正值ec。以下，对偏移校正值运算器106的运算进行详细说明。

图6是示出偏移校正值运算器106的整体结构的图。偏移校正值运算器106包括微分器106a、低通滤波器106b、第1积分器106c、减法器106d和增益106e。此外，偏移校正值运算器106包括第1延迟器106f、第2延迟器106g、第1开关106h、第2开关106i、第2积分器106j、第3积分器106k。

微分器106a对第二3倍角度信号3θr2进行微分运算，以计算第1速度信号ωr。这里，图中的s是表示拉普拉斯算子的符号。低通滤波器106b输出对第1速度信号ωr去除比时间常数t1要高的频率分量后而得的第2速度信号ω0。时间常数t1设定为将第二3倍角度信号3θr2的第1正弦波信号s(3θr)的基波频率阻断的值。由此，第2速度信号ω0中，第1正弦波信号s(3θr)的基波频率以上的频率分量被阻断。这里，低通滤波器106b设为1阶的滤波器，但只要是阻断基波频率以上的频率分量的滤波器即可，设为2阶以上的滤波器也能得到同样的效果。

第1积分器106c输出对第2速度信号ω0进行积分而得的高频阻断角度信号θ0。高频阻断角度信号θ0对第2速度信号ω0进行积分而得到，是对第二3倍角度信号3θr2去除第1正弦波信号s(3θr)的基波频率以上的频率分量后而得的角度信号。减法器106d从第二3倍角度信号3θr2中减去高频阻断角度信号θ0，并计算将第二3倍角度信号3θr2中所包含的比第1正弦波信号s(3θr)的基波频率要低的频率分量去除后而得的n倍角度误差δθ。若输入n倍角度误差δθ，则增益106e输出将n倍角度误差δθ乘以-1后而得的角度误差的符号反转值-δθ。在第1延迟器106f、第2延迟器106g中，图中的z示出表示z转换的算子，第1延迟器106f、第2延迟器106g输出在1个运算周期前所输入的信号。

第1开关106h具有两个输入a、b，在判定为高频阻断角度信号θ0通过了0度附近的情况下，输出输入a(n倍角度误差的符号反转值－δθ)，在其它情况下输出输入b(第1开关106h的输出的1个运算周期前的值)。由此，第1开关106h的输出中，输出高频阻断角度信号θ0通过了0度附近时的n倍角度误差的符号反转值－δθ0，并在每次高频阻断角度信号θ0再次通过0度附近时进行更新。此外，第2开关106i具有两个输入a、b，在判定为高频阻断角度信号θ0通过了90度附近的情况下，输出输入a(n倍角度误差δθ)，在其它情况下输出输入b(第2开关106i的输出的1个运算周期前的值)。由此，第2开关106i的输出中，输出高频阻断角度信号θ0通过了90度附近时的n倍角度误差－δθ90，并在每次高频阻断角度信号θ0再次通过90度附近时进行更新。

第2积分器106j将对n倍角度误差的符号反转值－δθ0进行积分并输出的值作为第1正弦波信号s(3θr)的偏移校正值、即第1偏移校正值es来输出。同样地，第3积分器106k将对n倍角度误差δθ90进行积分并输出的值作为第2正弦波信号c(3θr)的偏移校正值、即第2偏移校正值ec来输出。这里，图中的k是反馈增益，通过对此进行调整，从而根据第二3倍角度信号3θr2来调整第1正弦波信号s(3θr)的偏移校正值即第1偏移校正值es、以及第2正弦波信号c(3θr)的偏移校正值即第2偏移校正值ec的运算响应。

接着，对实施方式1所涉及的角度检测装置100a的效果进行详细说明。

角度信号θr用下式(1)来表示。

θr＝θ+θerr·sin(3θ+β)···(1)

这里，θerr是以相对于角度信号θr中所包含的电动机的旋转角度θ的3倍的频率来变动的分量的振幅。由此，如图7a所示，考虑在角度信号θr中相对于电动机的旋转角度θ包含高次谐波(这里为3次)的分量的情况下的校正。图7a图示出如下情况：相对于虚线所示的电动机的旋转角度θ，实线所示的角度信号θr在0→360度变化的期间包含3个周期的变动。

图3所示的第1乘法器101中，将角度信号θr设为3倍，来求出第一3倍角度信号3θr。若将该运算代入式(1)，则成为下式(2)。

3θr＝3θ+3θerr·sin(3θ+β)···(2)

这里，如图5所示，相对于角度信号θr，第一3倍角度信号3θr是3倍的频率(周期1/3)的信号。由此，第一3倍角度信号3θr、以及相对于电动机的旋转角度θ在3倍的频率发生变动的角度误差(式(2)的右边第2项)为相同的周期(频率)。由此，如图7b所示，可知角度误差的周期与第一3倍角度信号3θr的周期相一致。另外，图7a、图7b的横轴表示时间轴。

接着，利用正弦器102、余弦器103，求出针对第二3倍角度信号3θr2的正弦值(第1正弦波信号s(3θr))、余弦值(第2正弦波信号c(3θr))，利用加法器对其加上第1偏移校正值es、第2偏移校正值ec，并利用3倍角度运算器105求出第二3倍角度信号3θr2。这里，在第一3倍角度信号3θr中不包含角度误差的情况下，即、3θr与3θ一致的情况下，将第1偏移校正值es、第2偏移校正值ec相加的情况下的第二3倍角度信号3θr2与第一3倍角度信号3θr之间的角度差δθ1成为下式(3)那样。

δθ1＝es·cos(3θ)－ec·sin(3θ)···(3)

由此，利用第1偏移校正值es、第2偏移校正值ec，相对于第一3倍角度信号3θr，能对第二3倍角度信号3θr2重叠与第一3倍角度信号3θr同步的(相同周期的)角度差。

接着，考虑第一3倍角度信号3θr如式(2)所表示的那样，相对于电动机的旋转角度θ包含误差的情况。若将式(2)展开，则成为下式(4)。

3θr＝3θ+3θerr·sin(β)·cos(3θ)+3θerr·cos(β)·sin(3θ)···(4)

这里，若定义为下式(5)、(6)那样，则式(4)成为下式(7)。

θamp_cos＝3θerr·sin(β)···(5)

θamp_sin＝3θerr·cos(β)···(6)

3θr＝3θ+θamp_cos·cos(3θ)+θamp_sin·sin(3θ)···(7)

在第一3倍角度信号3θr如式(2)所表示的那样，相对于电动机的旋转角度θ包含误差的情况下，根据式(3)、(7)，第二3倍角度信号3θr2、与将电动机的旋转角度θ设为3倍而得的值即3θ之差、即角度差δθ2成为下式(8)那样。

δθ2＝(es+θamp_cos)·cos(3θ)+(－ec+θamp_sin)·sin(3θ)···(8)

由此，当满足下式(9)、(10)时，δθ2成为零。

es＝－θamp_cos···(9)

ec＝θamp_sin···(10)

这里，根据式(4)、(5)，θamp_cos是与式(2)的右边第2项所表示的角度误差的cos(3θ)同步的分量，因此，若决定第1正弦波信号s(3θr)的偏移校正值即第1偏移校正值es，以求出该分量(与第2正弦波信号c(3θr)同步的分量)并满足式(9)，则能将与角度误差的cos(3θ)同步的分量控制为零。

同样地，根据式(4)、(6)，θamp_sin是与式(2)的右边第2项所表示的角度误差的sin(3θ)同步的分量，因此，若决定第2正弦波信号c(3θr)的偏移校正值即第2偏移校正值ec，以求出该分量(与第1正弦波信号s(3θr)同步的分量)并满足式(10)，则能将与角度误差的sin(3θ)同步的分量控制为零。

因此，实施方式1中，提取第二3倍角度信号3θr2与高频阻断角度信号θ0之差即n倍角度误差δθ。然后，利用低通滤波器106b去除了角度误差分量，因此，高频阻断角度信号θ0与电动机的旋转角度θ的3倍(3θ)一致。这里，在提取出的n倍角度误差δθ由下式(11)来给出的情况下，即、

δθ＝θcos0·cos(θ0)+θsin0·sin(θ0)···(11)

的情况下，根据式(11)，为了从n倍角度误差δθ中提取θcos0(与第2正弦波信号c(3θr)同步的分量)，在sin(θ0)＝0、且cos(θ0)＝1的情况下，高频阻断角度信号θ0＝0度时的n倍角度误差δθ与θcos0一致，因此，在第1开关106h中，取出θ0＝0度时的n倍角度误差δθ(准确而言，n倍角度误差的符号反转值-δθ)，利用第2积分器106j对其结果-δθ0进行积分，并设为第1偏移校正值es。

这里，若观察与式(8)的cos(3θ)有关的振幅(es+θamp_cos)，则通过使第1偏移校正值es从0增大到与θamp_cos不同的符号，从而振幅(es+θamp_cos)减小。由此，通过第2积分器106j的作用，若θcos0的符号为正，则第1偏移校正值es减小，并在使θcos0减小的方向上起作用，若θcos0的符号为负，则第1偏移校正值es增大，并在使θcos0增大的方向上起作用。由此，θcos0最终收敛为与0一致的第1偏移校正值es。因此，与n倍角度误差δθ中所包含的cos(θ0)同步的分量收敛为零。

同样地，根据式(11)，为了从n倍角度误差δθ中提取θsin0(与第1正弦波信号s(3θr)同步的分量)，在cos(θ0)＝0、且sin(θ0)＝1的情况下，θ0＝90度时的n倍角度误差δθ与θsin0一致，因此，在第2开关106i中，提取出θ0＝90度时的n倍角度误差δθ，利用第2积分器106k对其结果δθ90进行积分，并设为第2偏移校正值ec。这里，若观察与式(8)的sin(3θ)有关的振幅(-es+θamp_sin)，则通过使第2偏移校正值ec以相同符号从0增大到θamp_sin，从而振幅(-es+θamp_sin)减小。由此，通过第1积分器106j的作用，若θcsin0的符号为正，则第2积分器106k使第2偏移校正值ec增大，从而在使θcos0减小的方向上起作用，若θcos0的符号为负，则第2偏移校正值es减小，并在使θcos0增大的方向上起作用。由此，θsin0最终收敛为与0一致的第2偏移校正值ec。因此，与n倍角度误差δθ中所包含的sin(θ0)同步的分量收敛为零。

如上所述，决定第1偏移校正值es、第2偏移校正值ec，以使得n倍角度误差δθ收敛为零。n倍角度误差δθ收敛为零意味着相对于电动机的旋转角度θ以3倍的频率进行变动的分量从第二3倍角度信号3θr2中被去除。然后，利用第2乘法器107乘以该第二3倍角度信号3θr2，从而如图8所示，成为在周期tc/3从0增大到120度的角度信号(定义为信号a)。接着，在偏移角度加法器108中，如图9所示，基于角度信号θr来运算偏移角度θoffset，并将其与信号a相加，从而得到角度检测值θr2。角度检测值θr2与角度信号θr为相同周期，但通过以上所述的角度校正器10的运算，角度检测值θr2为相对于角度信号θr中所包含的电动机的旋转角度θ以3倍的频率进行变动的误差分量被去除后的信号。

如上所述，根据实施方式1所涉及的角度检测装置100a，能去除相对于角度信号θr中所包含的电动机的旋转角度θ以3倍的频率进行变动的误差分量。此外，校正量为偏移校正值，且通常为直流量，因此，即使偏移校正值的计算存在浪费时间，也不产生因相位偏移而引起的误差。因此，通过本实施方式所涉及的角度检测装置100a，能使用运算速度较低的廉价的cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)。

本实施方式中，对于将角度信号θr设为3倍来去除相对于角度信号θr中所包含的电动机的旋转角度θ以3倍的频率进行变动的误差分量的方法，然而，当然也可以构成为将角度信号θr设为n倍(n：不同于1的实数)，来去除相对于角度信号θr中所包含的电动机的旋转角度θ以n倍的频率进行变动的误差分量。

实施方式2.

接着，对实施方式2所涉及的角度检测装置进行说明。

实施方式2所涉及的角度检测装置中，与实施方式1不同的仅为偏移校正值运算器，其它部分与实施方式1相同。因此，这里，对偏移校正值运算器进行说明。

图10是对实施方式2所涉及的角度检测装置的偏移校正值运算器的整体结构进行说明的图。实施方式2所涉及的偏移校正值运算器201包括微分器106a、低通滤波器106b、第1积分器106c和减法器106d。此外，偏移校正值运算器201包括余弦值运算器201a、正弦值运算器201b、第1乘法器201c、第2乘法器201d、第2积分器201e、第3积分器201f、第4积分器201g和第5积分器201h。

积分器106a、低通滤波器106b、第1积分器106c和减法器106d与实施方式1中所说明的偏移校正值运算器106具有相同的功能。余弦值运算器201a计算针对高频阻断角度信号θ0的余弦值cos(θ0)。同样地，正弦值运算器201b计算针对高频阻断角度信号θ0的正弦值sin(θ0)。

此外，第1乘法器201c将余弦值cos(θ0)与n倍角度误差δθ相乘，来计算δθcos(θ0)。同样地，第2乘法器201d将正弦值sin(θ0)与n倍角度误差δθ相乘，来计算δθsin(θ0)。第2积分器201e对所述δθcos(θ0)进行下式(11)的运算，以运算n倍角度误差的符号反转值-δθ的高频阻断角度信号θ0的余弦分量θ1f_cos_amp。这里，t2是第二3倍角度信号3θr2的周期。

[数学式1]

同样地，第3积分器201f对所述δθsin(θ0)进行下式(12)的运算，以运算n倍角度误差δθ的高频阻断角度信号θ0的正弦分量θ1f_sin_amp。这里，关于第二3倍角度信号3θr2的周期t2，设为与所述式(7)相同的值。

[数学式2]

然后，第2积分器201e将n倍角度误差的符号反转值-δθ的余弦分量θ1f_cos_amp输入到第4积分器201g，第3积分器201f将n倍角度误差δθ的正弦分量θ1f_sin_amp输入到第5积分器201h。第4积分器201g对所述θ1f_cos_amp进行积分，并将该值作为第1偏移校正值es来输出。同样地，积分器201h对所述θ1f_sin_amp进行积分，并将该值作为第2偏移校正值ec来输出。这里，k是反馈增益，与实施方式1同样地决定即可。

接着，对实施方式2所涉及的角度检测装置的效果进行说明。

实施方式1中，考虑角度信号θr用式(1)来表示的情况，但实际上有时包含除此以外的其它阶数分量。例如，考虑如下情况：角度信号θr相对于式(1)，如下式(13)所示，在角度信号θr中包含相对于电动机的旋转角度θ以2倍的频率进行变动的分量的振幅θerr2。

θr＝θ+θerr·sin(3θ+β)+θerr2·sin(2θ+γ)···(14)

该情况下，若利用图6所示的实施方式1中的偏移校正值运算器106的减法器106d来求出高频阻断角度信号θ0，则由于新增加的式(13)的右边第3项的影响，在提取原本想要提取的右边第2项的分量时产生提取误差，存在如下问题：无法准确地去除相对于角度信号θr中所包含的电动机的旋转角度θ以3倍的频率进行变动的误差分量。因此，实施方式2中，如图10所示，构成为利用偏移校正值运算器201中由第2积分器201e、第3积分器201f进行的积分运算(傅里叶级数运算)，仅提取相对于角度信号θr中所包含的电动机的旋转角度θ以3倍的频率进行变动的分量的振幅，并以将其设为零的方式，利用第4积分器201g、第5积分器201h来求出第1偏移校正值es、第2偏移校正值ec。

如上所述，实施方式2所涉及的角度检测装置中，即使在相对于角度信号θr中所包含的电动机的旋转角度θ所存在的角度误差中、包含想要提取、降低的分量以外的分量的情况下，也能起到可以正确地提取、减小角度误差的以往所没有的显著效果。

实施方式3.

接着，对实施方式3所涉及的角度检测装置进行说明。

实施方式3所涉及的角度检测装置中，仅实施方式2中所说明的偏移校正值运算器不同，其它部分与实施方式1或实施方式2相同。因此，这里，对偏移校正值运算器进行说明。

图11是对实施方式3所涉及的角度检测装置的偏移校正值运算器的整体结构进行说明的图。实施方式3所涉及的偏移校正值运算器301中，在实施方式2中的第4积分器201g的后级设有第3开关301a、第3延迟器301b，并且在第5积分器201h的后级设有第4开关301c、第4延迟器301d，当第2速度信号ω0在固定的基准速度ω以上的情况下，对第1偏移校正值es、第2偏移校正值ec进行更新。

第3开关301a、第4开关301c具有两个输入a、b，当判定为第2速度信号ω0高于预先设定的基准速度ω的情况下，输出输入a，在其它情况下输出输入b。第3延迟器301b、第4延迟器301d所示的z是表示z转换的算子，将偏移校正值运算器301的1个运算周期前的输入信号作为输出信号来输出。

由此，第3开关301a在判定为第2速度信号ω0高于预先设定的基准速度ω时，输出第4积分器201g的输出即输入a，在其他情况下，输出1个运算周期前的偏移校正值es即输入b。由此，第3开关301a在第2速度信号ω0高于基准速度ω的情况下，对偏移校正值es进行更新。同样地，第4开关301c在判定为第2速度信号ω0高于预先设定的基准速度ω时，输出第5积分器201h的输出即输入a，在其他情况下，输出1个运算周期前的偏移校正值ec即输入b。由此，第4开关301c在第2速度信号ω0高于基准速度ω的情况下，对偏移校正值ec进行更新。

由此，在第2速度信号ω0高于基准速度ω的情况下进行偏移校正值的运算，由此能消除想要提取、减小的角度误差的频率与旋转电机的速度变化频率之间的干扰所引起的偏移校正值中所产生的误差。

特别地，在旋转电机是电动助力转向装置用电动机的情况下，通过将基准速度ω设定为比驾驶员的方向盘转向频率要高的速度，从而能有效地进行基于偏移校正值的校正。

此外，随着旋转电机的速度变高，旋转电机每旋转1次的运算次数减少，因此，偏移校正值的运算精度下降。因此，设置第3开关301a、第4开关301c、第3延迟器301b和第4延迟器301d，在判定为旋转电机的速度比预先设定的基准速度ω要低的情况下，从第3开关301a、第4开关301c输出输入a，除此以外的时候输出输入b，由此，也能设定为在旋转电机的速度在规定值以下的情况下进行偏移校正值的运算。

实施方式4.

接着，对实施方式4所涉及的角度检测装置进行说明。

图12是示出实施方式4所涉及的角度检测装置的结构的框图。如图12所示，实施方式4所涉及的角度检测装置100b与实施方式1至3中所说明的角度检测装置100a相比，角度计算器采用不同的结构。

图12中，角度计算单元4b构成为包括第1角度校正器10a和第2角度校正器10b，以作为与实施方式1至3中所说明的角度校正器10相当的角度校正器。第1角度校正器10a、第2角度校正器10b各自的结构与实施方式1至3中所说明的角度校正器10相同，但校正的阶数不同。

例如，在从角度计算器9输出的角度信号θr由式(13)来表示的情况下，在第1角度校正器10a中，利用将角度信号θr设为2倍后而得的第1正弦波信号s(3θr)、第2正弦波信号c(3θr)来进行偏移校正，由此来提取相对于电动机的旋转角度θ以2倍的频率进行变动的分量，并计算减小后的角度信号θr3。

此外，在第2角度校正器10b中，利用将角度信号θr设为3倍后而得的第3正弦波信号、第4正弦波信号来进行偏移校正，由此来提取将相对于电动机的旋转角度θ以3倍的频率进行变动的分量提取并去除后的角度检测值θr2。

由此，对于角度信号θr，直接串联连接多个角度校正器(10a、10b)，并将其输出设为角度检测值θr2，由此，即使在角度信号θr中存在多个分量的角度误差的情况下，也能提取并去除该多个分量。

此外，将第1角度校正器10a的偏移校正运算器与第2角度校正器10b的偏移校正运算器设为相同的结构，由此，虽然输入输出不同，但能用同一函数来运算，因此也能抑制rom(readonlymemory：只读存储器)尺寸的增加。

这里，关于执行多个角度校正器的顺序，优选为从想要校正的角度误差的阶数较低(频率较低)分量起开始执行。由此，在对角度信号的m1(m1：实数)与m2(满足m2＞m1的实数)分量进行校正的情况下，首先执行与m1相关的角度校正器，之后执行与m2相关的角度校正器。由此，起到如下效果：能以更高精度且在更高速度区域中进行因与高频阻断角度信号θ0之间的差分而引起的n倍角度误差δθ的提取。另外，本实施方式中，将2个角度校正器(10a、10b)串联连接，然而，当然也可以将3个以上的角度校正器串联连接。

实施方式5.

接着，作为实施方式5，对使用了实施方式1至4中任一个角度检测装置的电动助力转向装置进行说明。

实施方式1至4中，对角度检测装置100a、100b进行了说明，但也可以构成基于角度检测装置100a或100b所得到的角度检测值θr2，来产生对转向转矩进行辅助的转矩的电动助力转向装置。

图13是示出使用了实施方式1中所说明的角度检测装置100a的电动助力转向装置的结构的图。图中，与实施方式1的角度检测装置100a相同的标号表示相同部分。

图13中，标号401表示电压指令生成器，由该电压指令生成器401和角度计算单元4a来构成辅助转矩运算器402。此外，标号403表示方向盘，标号404表示转矩检测器，标号405表示齿轮，标号406表示前轮，标号407表示交流电动机。另外，在以下的说明中，对与实施方式1不同的点进行说明。

驾驶员使方向盘403向左右进行旋转来使前轮406进行转向。转矩检测器404检测转向系统的转向转矩ts，并将检测转矩输出至辅助转矩运算器402。电压指令生成器401中，基于角度检测值θr2与转向转矩ts，对交流电动机407施加电压v，交流电动机407经由齿轮405产生对转向转矩ts进行辅助的转矩。

旋转变压器1对交流电动机407的旋转角度θ进行检测。关于电压指令生成器401，例如，基于转向转矩ts来运算交流电动机407的电流指令值，使用该电流指令值和角度检测值θr2来运算电压指令，并利用将运算出的电压指令作为输入的逆变器等功率转换器来对交流电动机407施加电压v即可。此外，也可以使用另外设置检测交流电动机407的电流的电流检测器，并基于电流指令值与由电流检测器检测出的交流电动机407中所流过的电流之间的偏差来运算电压指令值等的公知技术。

在上述电动助力转向装置中，角度检测值θr2相对于交流电动机407的旋转角度θ的精度很重要。例如，若角度检测值θr2相对于交流电动机407的旋转角度θ产生角度误差，则电压指令生成器401基于此来施加包含了角度误差的电压v，从而导致产生如下问题：在交流电动机407所产生的转矩中产生纹波、振动、异常声音等。基于以上理由，在电动助力转向装置中，角度检测值θr2相对于交流电动机407的旋转角度θ的精度非常重要。

实施方式5所涉及的电动助力转向装置中，利用角度校正器10将从角度计算器9输出的角度信号θr校正为角度计算值θr2并输出，因此可得到如下效果：角度误差被抑制，能构筑静音的电动助力转向装置。

另外，实施方式1至5中，说明了使用旋转变压器1来作为角度检测器的示例，但在使用对电动机的旋转角度输出正弦信号和余弦信号的角度检测器、例如mr传感器或编码器的情况下，当然也能得到同样的效果。

此外，实施方式1至5中，说明了将电动机的旋转角度作为角度检测的对象来检测的示例，但在检测电动机以外的其它旋转体的旋转角度的情况下，当然也能得到同样的效果。

本申请记载了各种例示的实施方式和实施例，但一个或多个实施方式中记载的各种特征、形态及功能并不限于特定实施方式的应用，可单独或以各种组合来应用于实施方式。

因此，在本申请所公开的技术范围内可以设想无数未举例示出的变形例。例如，设为包含对至少一个构成要素进行变形、添加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

标号说明

1旋转变压器

2励磁电路

3差动放大器

4a、4b角度计算单元

5励磁线圈

6正弦检测线圈

7余弦检测线圈

8a/d转换器

9角度计算器

10角度校正器

10a第1角度校正器

10b第2角度校正器

100a、100b角度检测装置

101、201c第1乘法器

102正弦器

103余弦器

104加法器

1053倍角度运算器

106、201、301偏移校正值运算器

106a微分器

106b低通滤波器

106c第1积分器

106d减法器

106e增益

106f第1延迟器

106g第2延迟器

106h第1开关

106i第2开关

106j、201e第2积分器

106k、201f第3积分器

107、201d第2乘法器

108偏移角度加法器

201a余弦值运算器

201b正弦值运算器

201g第4积分器

201h第5积分器

301a第3开关

301b第3延迟器

301c第4开关

301d第4延迟器

401电压指令生成器

402辅助转矩运算器

403方向盘

404转矩检测器

405齿轮

406前轮

407交流电动机

p处理器

m存储装置

es第1偏移校正值

ec第2偏移校正值

s(θ)正弦信号

c(θ)余弦信号

θ旋转角度

θr、θr3角度信号

θr2角度检测值

3θr第一3倍角度信号

s(3θr)第1正弦波信号

c(3θr)第2正弦波信号

3θr2第二3倍角度信号

ωr第1速度信号

ω0第2速度信号

ω基准速度

θ0高频阻断角度信号

δθn倍角度误差

θoffset偏移角度

ts转向转矩。