(57)【要約】【課題】検出対象の変位量を検出し、各部の異常を検出可能な変位センサを提供する。【解決手段】変位センサ１は、一対の第１検出部１１の双方が異常でないか否かを診断する第１診断部１３の診断結果に応じて信号を出力する第１出力部１４と、一対の第２検出部２１の双方が異常でないか否かを診断する第２診断部２３の診断結果に応じて信号を出力する第２出力部２４と、一対の第１検出部１１の一方が異常であると診断する一対の第１模擬信号の第１診断部１３への入力に応じて、第１出力部１４から出力された信号に基づいて第１診断部１３が正常であるか否かを判定する第１判定部１７と、一対の第２検出部２１の一方が異常であると診断する一対の第２模擬信号の第２診断部２３への入力に応じて、第２出力部２４から出力された信号に基づいて第２診断部２３が正常であると判定する第２判定部２７と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同じ検出対象の変位量を検出し、隣接して配置される一対の第１検出部と、
前記一対の第１検出部の検出結果に基づき、前記一対の第１検出部の双方が異常でないか否かを診断する第１診断部と、
前記第１診断部の診断結果に応じて信号を出力する第１出力部と、
前記第１検出部と同じ検出対象の変位量を検出し、前記一対の第１検出部と隣接して配置される一対の第２検出部と、
前記一対の第２検出部の検出結果に基づき、当該一対の第２検出部の双方が異常でないか否かを診断する第２診断部と、
前記第２診断部の診断結果に応じて信号を出力する第２出力部と、を備え、
前記第１診断部が前記一対の第１検出部の一方が異常であると診断する一対の第１模擬信号を前記第１診断部に入力する第１模擬信号入力部と、
前記第２診断部が前記一対の第２検出部の一方が異常であると診断する一対の第２模擬信号を前記第２診断部に入力する第２模擬信号入力部と、
前記一対の第１模擬信号の前記第１診断部への入力に応じて、前記第１出力部から前記一対の第１検出部の一方が異常であることを示す信号が出力された場合に、前記第１診断部が正常であると判定する第１判定部と、
前記一対の第２模擬信号の前記第２診断部への入力に応じて、前記第２出力部から前記一対の第２検出部の一方が異常であることを示す信号が出力された場合に、前記第２診断部が正常であると判定する第２判定部と、
を備えた変位センサ。
【請求項２】
前記第１模擬信号入力部が、前記第１診断部が前記一対の第１検出部の双方が異常でないと判定する同電位からなる一対の第１模擬信号を前記第１診断部に入力し、
前記第２模擬信号入力部が、前記第２診断部が前記一対の第２検出部の双方が異常でないと判定する同電位からなる一対の第２模擬信号を前記第２診断部に入力し、
前記同電位からなる一対の第１模擬信号の前記第１診断部への入力に応じて、前記第１出力部から前記一対の第１検出部の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、前記第１判定部は前記第１診断部及び前記第１出力部が正常であると判定し、
前記同電位からなる一対の第２模擬信号の前記第２診断部への入力に応じて、前記第２出力部から前記一対の第２検出部の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、前記第２判定部は前記第２診断部及び前記第２出力部が正常であると判定する請求項１に記載の変位センサ。
【請求項３】
前記第１模擬信号入力部が、前記第１診断部が前記一対の第１検出部の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第１模擬信号を前記第１診断部に入力し、
前記第２模擬信号入力部が、前記第２診断部が前記一対の第２検出部の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第２模擬信号を前記第２診断部に入力し、
前記互いに異なる電位からなる一対の第１模擬信号の前記第１診断部への入力に応じて、前記第１出力部から前記一対の第１検出部の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、前記第１判定部は前記第１出力部が正常であると判定し、
前記互いに異なる電位からなる一対の第２模擬信号の前記第２診断部への入力に応じて、前記第２出力部から前記一対の第２検出部の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、前記第２判定部は前記第２出力部が正常であると判定する請求項１又は２に記載の変位センサ。
【請求項４】
前記一対の第１検出部及び前記一対の第２検出部が、前記検出対象との距離の変化に応じて前記変位量を検出し、
前記一対の第１検出部と前記一対の第２検出部とが前記検出対象を中央にした環状に配置されている請求項１から３のいずれか一項に記載の変位センサ。
【請求項５】
前記一対の第１検出部に電力供給を行う第１電源部と、前記一対の第２検出部に電力供給を行う第２電源部とが別体で備えられている請求項１から４のいずれか一項に記載の変位センサ。
【請求項６】
前記第１診断部及び前記第２診断部の夫々は、診断対象となる２つの検出結果の差が予め設定された設定値より小さい場合に異常でないと診断する請求項１から５のいずれか一項に記載の変位センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象の変位量を検出する変位センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、変位量を検出する変位センサが広く利用されてきた。この種の変位センサには、変位量を検出する検出部が異常でないか否かを診断する自己診断機能を備えたものがある（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の変位センサは、第１検出部、第１信号処理部、第２検出部、及び第２信号処理部を冗長化して構成されている。この構成により、第１診断部が一対の第１信号処理部からの信号を比較して、当該一対の第１検出部の双方が異常でないか否かを診断し、第２診断部が一対の第２信号処理部からの信号を比較して、当該一対の第２検出部の双方が異常でないか否かを診断している。また、第１出力部は、一対の第１検出部の一方が異常であると診断された場合には一対の第１検出部の一方が異常であることを示す信号を出力し、第２出力部は、一対の第２検出部の一方が異常であると診断された場合には一対の第２検出部の一方が異常であることを示す信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１６９９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の変位センサは、一対の第１検出部の検出結果及び一対の第２検出部の検出結果に基づいて、一対の第１検出部の双方及び一対の第２検出部の双方が異常でないか否かを診断している。しかしながら、例えば第１診断部、或いは第２診断部が故障しているために、一対の第１検出部や一対の第２検出部の検出結果に拘らず、一対の第１検出部や一対の第２検出部が異常でないと診断された場合や、一対の第１検出部や一対の第２検出部が異常であると診断された場合には、一対の第１検出部や一対の第２検出部が異常でないか否かを適切に診断することができず、検出対象の変位量の検出結果の信頼性を向上する上で改良の余地がある。
【０００６】
そこで、検出対象の変位量の検出結果の信頼性を確保しつつ変位量を検出し、診断部の異常を検出することが可能な変位センサが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る変位センサの特徴構成は、互いに同じ検出対象の変位量を検出し、隣接して配置される一対の第１検出部と、前記一対の第１検出部の検出結果に基づき、前記一対の第１検出部の双方が異常でないか否かを診断する第１診断部と、前記第１診断部の診断結果に応じて信号を出力する第１出力部と、前記第１検出部と同じ検出対象の変位量を検出し、前記一対の第１検出部と隣接して配置される一対の第２検出部と、前記一対の第２検出部の検出結果に基づき、当該一対の第２検出部の双方が異常でないか否かを診断する第２診断部と、前記第２診断部の診断結果に応じて信号を出力する第２出力部と、を備え、前記第１診断部が前記一対の第１検出部の一方が異常であると診断する一対の第１模擬信号を前記第１診断部に入力する第１模擬信号入力部と、前記第２診断部が前記一対の第２検出部の一方が異常であると診断する一対の第２模擬信号を前記第２診断部に入力する第２模擬信号入力部と、前記一対の第１模擬信号の前記第１診断部への入力に応じて、前記第１出力部から前記一対の第１検出部の一方が異常であることを示す信号が出力された場合に、前記第１診断部が正常であると判定する第１判定部と、前記一対の第２模擬信号の前記第２診断部への入力に応じて、前記第２出力部から前記一対の第２検出部の一方が異常であることを示す信号が出力された場合に、前記第２診断部が正常であると判定する第２判定部と、を備えている点にある。
【０００８】
このような特徴構成とすれば、第１診断部が一対の第１検出部の一方が異常であると診断することが予め分かっている一対の第１模擬信号の入力に対する第１診断部の診断結果と、第２診断部が一対の第２検出部の一方が異常であると診断することが予め分かっている一対の第２模擬信号の入力に対する第２診断部の診断結果とにより、第１診断部が正常であるか否か、及び第２診断部が正常であるか否かを適切に判定することが可能となる。したがって、例えば変位センサから第１検出部や第２検出部が異常でないことを示す結果が出力された場合に、第１検出部や第２検出部が異常であるのか、第１診断部や第２診断部が異常であるのかを特定することが可能となる。したがって、診断部の異常を検出することができ、検出対象の変位量の検出結果の信頼性を確保しつつ変位量を検出することが可能となる。
【０００９】
また、前記第１模擬信号入力部が、前記第１診断部が前記一対の第１検出部の双方が異常でないと判定する同電位からなる一対の第１模擬信号を前記第１診断部に入力し、前記第２模擬信号入力部が、前記第２診断部が前記一対の第２検出部の双方が異常でないと判定する同電位からなる一対の第２模擬信号を前記第２診断部に入力し、前記同電位からなる一対の第１模擬信号の前記第１診断部への入力に応じて、前記第１出力部から前記一対の第１検出部の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、前記第１判定部は前記第１診断部及び前記第１出力部が正常であると判定し、前記同電位からなる一対の第２模擬信号の前記第２診断部への入力に応じて、前記第２出力部から前記一対の第２検出部の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、前記第２判定部は前記第２診断部及び前記第２出力部が正常であると判定すると好適である。
【００１０】
このような構成とすれば、第１診断部及び第２診断部と共に、第１出力部や第２出力部が正常であるか否かを判定することが可能となる。したがって、例えば変位センサから第１検出部や第２検出部が異常でないことを示す結果が出力された場合に、第１出力部や第２出力部が異常であるのかを特定することが可能となる。
【００１１】
また、前記第１模擬信号入力部が、前記第１診断部が前記一対の第１検出部の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第１模擬信号を前記第１診断部に入力し、前記第２模擬信号入力部が、前記第２診断部が前記一対の第２検出部の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第２模擬信号を前記第２診断部に入力し、前記互いに異なる電位からなる一対の第１模擬信号の前記第１診断部への入力に応じて、前記第１出力部から前記一対の第１検出部の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、前記第１判定部は前記第１出力部が正常であると判定し、前記互いに異なる電位からなる一対の第２模擬信号の前記第２診断部への入力に応じて、前記第２出力部から前記一対の第２検出部の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、前記第２判定部は前記第２出力部が正常であると判定すると好適である。
【００１２】
このような構成とすれば、第１診断部の診断精度及び当該第１診断部の診断結果に応じた第１出力部の出力精度が正常であるか否かを判定することが可能となると共に、第２診断部の診断精度及び当該第２診断部の診断結果に応じた第２出力部の出力精度が正常であるか否かを判定することが可能となる。
【００１３】
また、前記一対の第１検出部及び前記一対の第２検出部が、前記検出対象との距離の変化に応じて前記変位量を検出し、前記一対の第１検出部と前記一対の第２検出部とが前記検出対象を中央にした環状に配置されていると好適である。
【００１４】
このように、環状の中央部に検出対象が位置するように一対の第１検出部と一対の第２検出部とを配置することで、一対の第１検出部の夫々と検出対象との距離を一様にすることができると共に、一対の第２検出部の夫々と検出対象との距離を一様にすることができる。したがって、一対の第１検出部の夫々の検出結果と、一対の第２検出部の夫々の検出結果とを特に補正することなく、同様の診断処理を行うことができ、変位センサの構成を簡略化することができる。
【００１５】
また、前記一対の第１検出部に電力供給を行う第１電源部と、前記一対の第２検出部に電力供給を行う第２電源部とが別体で備えられていると好適である。
【００１６】
このような構成とすれば、少なくとも一対の第１検出部及び一対の第２検出部の一方に電力供給がされていれば、電力不足に起因した変位センサの出力停止を防止できる。
【００１７】
また、前記第１診断部及び前記第２診断部の夫々は、診断対象となる２つの検出結果の差が予め設定された設定値より小さい場合に異常でないと診断すると好適である。
【００１８】
このような構成とすれば、一対の第１検出部及び一対の第２検出部の夫々が異常でないか否かを容易に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】変位センサの機能部の構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】変位センサの上面図である。
【図３】変位センサの出力例を示す図である。
【図４】第１診断部及び第２診断部の判定時の第１模擬信号及び第２模擬信号を示す図である。
【図５】第１診断部、第２診断部、第１出力部、及び第２出力部の判定時の第１模擬信号及び第２模擬信号を示す図である。
【図６】第１出力部及び第２出力部の判定時の第１模擬信号及び第２模擬信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る変位センサは、検出対象の変位量を継続して検出しつつ、各部の異常を検出することができるように構成される。以下、本実施形態の変位センサ１について説明する。なお、以下では変位センサ１が回転体に付設された磁石の回転速度を検出する回転センサであるとして説明する。
【００２１】
図１は、変位センサ１の機能部の構成を模式的に示すブロック図である。図２は、変位センサ１の上面図（ただし、モールド部分（二点鎖線の部分）は透明にしている）である。変位センサ１は、図１に示されるように、第１検出部１１、第１信号処理部１２、第１診断部１３、第１出力部１４、第１電源部１５、第１模擬信号入力部１６、第１判定部１７、第２検出部２１、第２信号処理部２２、第２診断部２３、第２出力部２４、第２電源部２５、第２模擬信号入力部２６、第２判定部２７の各機能部を備えて構成される。中でも、図１に示されるように第１検出部１１、第１信号処理部１２、第１診断部１３、第１出力部１４、第１電源部１５、第１模擬信号入力部１６、第１判定部１７は第１のチップ１０として構成され、第２検出部２１、第２信号処理部２２、第２診断部２３、第２出力部２４、第２電源部２５、第２模擬信号入力部２６、第２判定部２７は第２のチップ２０として構成される。
【００２２】
第１検出部１１は一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂで構成される。第１検出部１１Ａ，１１Ｂは、互いに同じ検出対象の変位量を検出し、隣接して配置される。「互いに同じ検出対象の変位量を検出する」とは、第１検出部１１Ａ、及び第１検出部１１Ｂが、共に検出対象としての回転体に付設された磁石の回転量を検出することをいう。このような第１検出部１１Ａ，１１Ｂは、例えばホール素子を用いて構成することが可能である。この場合、夫々の第１検出部１１Ａ，１１Ｂの検出結果の差異を小さくするために、第１検出部１１Ａ，１１Ｂは互いに隣接して配置される。第１検出部１１の検出結果は、後述する第１信号処理部１２に伝達される。
【００２３】
第１信号処理部１２も、第１検出部１１と同様に一対で構成される。本実施形態では、第１検出部１１Ａの検出結果が伝達される第１信号処理部１２Ａと、第１検出部１１Ｂの検出結果が伝達される第１信号処理部１２Ｂとで構成される。第１信号処理部１２は、後述する第１診断部１３が第１検出部１１Ａ，１１Ｂの検出結果を診断し易いようにするために、検出結果に対して例えばオフセット量の調節、ノイズの低減、信号増幅等の信号処理を行う。第１信号処理部１２Ａ，１２Ｂにより信号処理された第１検出部１１Ａ，１１Ｂの検出結果は、後述する第１診断部１３に伝達される。
【００２４】
第１診断部１３は、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂの検出結果に基づき、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂの双方が異常でないか否かを診断する。第１診断部１３は、上述の第１信号処理部１２Ａ，１２Ｂにより所定の信号処理が行われた第１検出部１１Ａの検出結果と第１検出部１１Ｂの検出結果とを比較する。この際、比較項目としては検出結果の周期、振幅、及び位相とすると良い。もちろん、他の項目で比較を行っても良い。
【００２５】
第１診断部１３は、診断対象となる２つの検出結果、すなわち第１検出部１１Ａの検出結果と第１検出部１１Ｂの検出結果との差が予め設定された設定値より小さい場合に異常でないと診断する。上記のように、第１診断部１３が第１検出部１１Ａの検出結果と第１検出部１１Ｂの検出結果との周期、振幅、及び位相を比較する場合は、全ての項目に対して、第１検出部１１Ａの検出結果と第１検出部１１Ｂの検出結果との差が予め設定された設定値より小さい時に、第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂが異常でないと診断すると良い。
【００２６】
一方、第１診断部１３が第１検出部１１Ａの検出結果と第１検出部１１Ｂの検出結果との周期、振幅、及び位相のうちの少なくとも一つの差が予め設定された設定値以上の場合には第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂの一方が異常であると診断すると良い。なお、予め設定された設定値とは、第１検出部１１Ａ，１１Ｂの配置上、生じる誤差を考慮して設定すると良い。第１診断部１３の診断結果は後述する第１出力部１４に伝達される。
【００２７】
第１出力部１４は、第１診断部１３の診断結果に応じて信号を出力する。第１出力部１４は、第１診断部１３により第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂが異常でないと診断された場合には、第１出力部１４は、第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂの一方の検出結果に応じた信号を出力する。ここで、第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂは共にアナログ値を出力するが、第１出力部１４は第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂの出力を所定の増幅率で増幅したアナログ値を出力すると良い。
【００２８】
一方、第１診断部１３により第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂの一方が異常であると診断された場合には、第１出力部１４は、第１検出部１１Ａの検出結果及び第１検出部１１Ｂの検出結果とは異なる他の信号を出力する。このような他の信号として、例えばハイ信号とすることも可能であるし、ロー信号とすることも可能である。本実施形態では、第１出力部１４は、第１検出部１１Ａの診断結果に応じた結果を出力する第１出力部１４Ａと、第１検出部１１Ｂの診断結果に応じた結果を出力する第１出力部１４Ｂとを備えて構成される。
【００２９】
上述した第１のチップ１０に搭載される第１検出部１１、第１信号処理部１２、第１診断部１３、及び第１出力部１４、更には後述する第１模擬信号入力部１６及び第１判定部１７には、第１電源部１５により電力供給が行われる。変位センサ１の第１電源部１５には、図２に示されるように端子電極７０を介して外部電源（例えばバッテリ）から電力供給が行われる。第１電源部１５は、この電力に係る電圧を第１検出部１１、第１信号処理部１２、第１診断部１３、第１出力部１４、第１模擬信号入力部１６、及び第１判定部１７の駆動に適した電圧にレギュレーションする。この場合、第１電源部１５はレギュレータを用いて構成すると良い。レギュレータは、外部電源の出力電圧と前記駆動に適した電圧との関係に応じて、降圧レギュレータ、昇圧レギュレータ、及び昇降圧レギュレータの中から適宜選択して構成することが可能である。
【００３０】
第２検出部２１は一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂで構成される。第２検出部２１Ａ，２１Ｂは、第１検出部１１と同じ検出対象の変位量を検出し、一対の第１検出部１１と隣接して配置される。上述したように本実施形態では、第１検出部１１は磁石の回転量を検出する。したがって、第２検出部２１Ａ，２１Ｂも第１検出部１１の検出対象と同じ磁石の回転量を検出する。このような第２検出部２１Ａ，２１Ｂも、第１検出部１１Ａ，１１Ｂと同様に例えばホール素子を用いて構成することが可能である。第２検出部２１Ａ，２１Ｂは、第１検出部１１との検出結果の差異を小さくするために、第１検出部１１Ａ，１１Ｂと隣接して配置される。第２検出部２１の検出結果は、後述する第２信号処理部２２に伝達される。
【００３１】
第２信号処理部２２も、第１信号処理部１２と同様に一対で構成される。本実施形態では、第２信号処理部２２は、第２検出部２１Ａの検出結果が伝達される第２信号処理部２２Ａと、第２検出部２１Ｂの検出結果が伝達される第２信号処理部２２Ｂとで構成される。第２信号処理部２２は、後述する第２診断部２３が第２検出部２１Ａ，２１Ｂの検出結果を診断し易いようにするために、第２検出部２１Ａ，２１Ｂの検出結果に対して、第１信号処理部１２と同様の処理（例えばオフセット量の調節、ノイズの低減、信号増幅等の信号処理）を行う。第２信号処理部２２Ａ，２２Ｂにより信号処理された第２検出部２１Ａ，２１Ｂの検出結果は、後述する第２診断部２３に伝達される。
【００３２】
第２診断部２３は、一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂの検出結果に基づき、一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂの双方が異常でないか否かを診断する。第２診断部２３は、上述の第２信号処理部２２Ａ，２２Ｂにより所定の信号処理が行われた第２検出部２１Ａの検出結果と第２検出部２１Ｂの検出結果とを比較する。この際、比較項目としては、第１診断部１３と同様に、検出結果の周期、振幅、及び位相等とすると良い。
【００３３】
第２診断部２３は、診断対象となる２つの検出結果、すなわち第２検出部２１Ａの検出結果と第２検出部２１Ｂの検出結果との差が予め設定された設定値より小さい場合に異常でないと診断する。上記のように、第２診断部２３が第２検出部２１Ａの検出結果と第２検出部２１Ｂの検出結果との周期、振幅、及び位相を比較する場合には、全ての項目に対して、第２検出部２１Ａの検出結果と第２検出部２１Ｂの検出結果との差が予め設定された設定値より小さい時に、第２検出部２１Ａ及び第２検出部２１Ｂが異常でないと診断すると良い。
【００３４】
一方、第２診断部２３が第２検出部２１Ａの検出結果と第２検出部２１Ｂの検出結果との周期、振幅、及び位相のうちの少なくとも一つの差が予め設定された設定値以上の場合には第２検出部２１Ａ及び第２検出部２１Ｂの一方が異常であると診断すると良い。なお、予め設定された設定値とは、第２検出部２１Ａ，２１Ｂの配置上、生じる誤差を考慮して設定すると良い。第２診断部２３の診断結果は後述する第２出力部２４に伝達される。
【００３５】
第２出力部２４は、第２診断部２３の診断結果に応じて信号を出力する。第２出力部２４は、第２診断部２３により第２検出部２１Ａ及び第２検出部２１Ｂが異常でないと診断された場合には、第２出力部２４は、第２検出部２１Ａ及び第２検出部２１Ｂの一方の検出結果に応じた信号を出力する。ここで、第２検出部２１Ａ及び第２検出部２１Ｂは共にアナログ値を出力するが、第２出力部２４は第１出力部１４と同様に、第２検出部２１Ａ及び第２検出部２１Ｂの出力を所定の増幅率で増幅したアナログ値を出力すると良い。
【００３６】
一方、第２診断部２３により第２検出部２１Ａ及び第２検出部２１Ｂの一方が異常であると診断された場合には、第２出力部２４は、第２検出部２１Ａの検出結果及び第２検出部２１Ｂの検出結果とは異なる他の信号を出力する。このような他の信号として、第１出力部１４と同様にハイ信号やロー信号を出力すると良い。本実施形態では、第２出力部２４は、第２検出部２１Ａの診断結果に応じた結果を出力する第２出力部２４Ａと、第２検出部２１Ｂの診断結果に応じた結果を出力する第２出力部２４Ｂとを備えて構成される。
【００３７】
本実施形態では、第１電源部１５と第２電源部２５とが別体で設けられる。したがって、上述した第２のチップ２０に搭載される第２検出部２１、第２信号処理部２２、第２診断部２３、及び第２出力部２４、更には後述する第２模擬信号入力部２６及び第２判定部２７には、第２電源部２５により電力供給が行われる。変位センサ１の第２電源部２５には、図２に示されるように端子電極７０を介して外部電源（例えばバッテリ）から電力供給が行われる。第２電源部２５は、この電力に係る電圧を第２検出部２１、第２信号処理部２２、第２診断部２３、第２出力部２４、第２模擬信号入力部２６、及び第２判定部２７の駆動に適した電圧にレギュレーションする。この場合、第２電源部２５は、レギュレータを用いて構成すると良い。レギュレータは、外部電源の出力電圧と前記駆動に適した電圧との関係に応じて、降圧レギュレータ、昇圧レギュレータ、及び昇降圧レギュレータの中から適宜選択して構成することが可能である。
【００３８】
図２に示されるように、第１検出部１１Ａと第１検出部１１Ｂとは隣接して配置される。また、第２検出部２１Ａと第２検出部２１Ｂとも互いに隣接して配置される。更に、これらの一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと、一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとは、互いに隣接して配置される。したがって、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと、一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとは検出対象を中央にして環状に配置されることになり、互いの距離を等間隔で配置することが可能となる。したがって、上述したように、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂ及び一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂが、検出対象との距離に応じて変位量を検出するような回転センサや、ストロークセンサである場合には、検出結果に含まれる配置に起因した差異を最小限にすることができる。本発明での検出対象を中央にして環状とは、形状的に円形あるいは同一平面に限定するものではなく、検出対象を中心とする球表面の任意の点の様に、検出対象から等距離の位置という意味である。
【００３９】
また、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとは、互いに異なる基板において、夫々基板の縁部に配置される。本実施形態では、基板とは第１のチップ１０を構成する基板と、第２のチップ２０を構成する基板が相当する。したがって、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂは、第１のチップ１０の縁部に配置され、一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂは、第２のチップ２０の縁部に配置される。第１のチップ１０の縁部と第２のチップ２０の縁部とを近づけて配置することにより、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと、一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂと、を互いに近づけて配置することが可能となる。また、検出対象としての磁石を一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと、一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとで形成される環状の中央部に対向して配置することができるので、磁石から一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂ及び一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂまでの距離を夫々、等しくすることができ、検出結果における距離依存性を低減することが可能となる。
【００４０】
もちろん、上記構成に代えて、第１検出部１１及び第２検出部２１は磁石の回転に応じた磁束の変化を検出し易くするために、第１検出部１１及び第２検出部２１を１つの磁気収束板上に配置しても良い。この場合でも、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとを互いに隣接して配置することができるので、互いを近づけることが可能である。
【００４１】
また、端子電極７０に接続するための各機能部のパッドを、第１検出部１１及び第２検出部２１が並べられた第１のチップ１０及び第２のチップ２０の縁部とは異なる縁部に集約することができるので、ワイヤボンディングに用いられるワイヤ８０の引き回しを簡素にすることが可能となる。なお、図２には、第１模擬信号入力部１６、第１判定部１７、第２模擬信号入力部２６、及び第２判定部２７は省略しているが、第１模擬信号入力部１６及び第１判定部１７は第１のチップ１０を構成する基板に搭載し、第２模擬信号入力部２６及び第２判定部２７は第２のチップ２０を構成する基板に搭載すると良い。
【００４２】
図３には、変位センサ１の各部の波形が示される。（Ｉ）は第１検出部１１Ａの検出結果であり、（ＩＩ）は第１検出部１１Ｂの検出結果である。また、（ＩＶ）は第２検出部２１Ａの検出結果であり、（Ｖ）は第２検出部２１Ｂの検出結果である。図３の例では、ｔ＝０で第１検出部１１Ａ，１１Ｂ及び第２検出部２１Ａ，２１Ｂが、磁石の回転を検出し、検出結果を出力している。第１診断部１３は、第１検出部１１Ａの検出結果と第１検出部１１Ｂの検出結果とに基づき異常がないか否かを診断し、診断結果を第１出力部１４に伝達する。
【００４３】
ｔ＝１までは、第１検出部１１Ａと第１検出部１１Ｂとの夫々の検出結果に差異がないので、第１出力部１４は、（ＩＩＩ）に示されるような第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂの検出結果に応じたアナログ信号を出力する。しかしながら、ｔ＝１以降は、（ＩＩ）に示されるように、第１検出部１１Ａの検出結果と第１検出部１１Ｂの検出結果とが互いに異なり、差異が生じているので、第１診断部１３により第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂの一方が異常であると診断する。これにより、第１出力部１４は、第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂの一方が異常であることを示す信号（図３の例では、ハイ信号）を出力する。
【００４４】
一方、第２検出部２１Ａと第２検出部２１Ｂとは、ｔ＝０以降、（ＩＶ）及び（Ｖ）に示されるように、夫々の検出結果に差異がないので、（ＶＩ）に示されるように継続して第２検出部２１Ａの検出結果、及び第２検出部２１Ｂの検出結果に応じたアナログ信号が出力される。
【００４５】
このように本変位センサ１によれば、第１検出部１１Ａ，１１Ｂ及び第２検出部２１Ａ，２１Ｂのうち、何れか一つが異常であっても、他が異常でない場合は、異常であることを示す信号ではない、検出結果に応じた信号を継続して出力することが可能となる。
【００４６】
上述したように、本変位センサ１は一対の第１検出部１１の双方が正常であるか否か（若しくは、「第１検出部１１の一方が異常であるか否か」）を検出可能であり、一対の第２検出部２１の双方が正常であるか否かを検出可能である。本実施形態の変位センサ１は、更に、第１診断部１３及び第２診断部２３が正常であるか否かを判定することが可能である。以下のこの機能について説明する。
【００４７】
第１模擬信号入力部１６は、第１診断部１３が一対の第１検出部１１の一方が異常であると診断する一対の第１模擬信号を第１診断部１３に入力する。上述したように、第１診断部１３は、第１検出部１１Ａの検出結果と第１検出部１１Ｂの検出結果とが互いに異なり、差異が所定値以上である場合には、第１検出部１１Ａ及び第１検出部１１Ｂの一方が異常であると診断する。このため、「第１診断部１３が一対の第１検出部１１の一方が異常であると診断する一対の第１模擬信号」とは、上記所定値以上の差異を有する一対の信号を意味する。このような一対の第１模擬信号の一例が図４の（Ｉ）及び（ＩＩ）に示される。一対の第１模擬信号は、図４の（Ｉ）及び（ＩＩ）に示されるように、ｔ＝０以降において、互いの電圧レベルに所定値以上の差異を有している。なお、第１模擬信号入力部１６は、後述する第１判定部１７からの指示に応じて一対の第１模擬信号を第１診断部１３に入力するように構成すると好適である。
【００４８】
第２模擬信号入力部２６は、第２診断部２３が一対の第２検出部２１の一方が異常であると診断する一対の第２模擬信号を第２診断部２３に入力する。上述したように、第２診断部２３は、第２検出部２１Ａの検出結果と第２検出部２１Ｂの検出結果とが互いに異なり、差異が所定値以上である場合には、第２検出部２１Ａ及び第２検出部２１Ｂの一方が異常であると診断する。このため、「第２診断部２３が一対の第２検出部２１の一方が異常であると診断する一対の第２模擬信号」とは、上記所定値以上の差異を有する一対の信号を意味する。なお、第２模擬信号入力部２６は、後述する第２判定部２７からの指示に応じて一対の第２模擬信号を第２診断部２３に入力するように構成すると好適である。
【００４９】
第１判定部１７は、一対の第１模擬信号の第１診断部１３への入力に応じて、第１出力部１４から一対の第１検出部１１の一方が異常であることを示す信号が出力された場合に、第１診断部１３が正常であると判定する。第１判定部１７は、一対の第１模擬信号が入力された第１診断部１３の診断に応じて出力された第１出力部１４の出力を取得する。図４の（ＩＩＩ）のｔ=０以降に示されるように、取得した出力が一対の第１検出部１１の一方が異常であることを示すものである場合（図４の例では、ロー信号）には、第１判定部１７は第１診断部１３が正常であると判定する。一方、取得した出力が一対の第１検出部１１が異常であることを示すものでない場合には、第１判定部１７は第１診断部１３が正常でないと判定する。
【００５０】
第２判定部２７は、一対の第２模擬信号の第２診断部２３への入力に応じて、第２出力部２４から一対の第２検出部２１の一方が異常であることを示す信号が出力された場合に、第２診断部２３が正常であると判定する。第２判定部２７は、一対の第２模擬信号が入力された第２診断部２３の診断に応じて出力された第２出力部２４の出力を取得する。取得した出力が一対の第２検出部２１の一方が異常であることを示すものである場合には、第２判定部２７は第２診断部２３が正常であると判定する。一方、取得した出力が一対の第２検出部２１が異常であることを示すものでない場合には、第２判定部２７は第２診断部２３が正常でないと判定する。
【００５１】
また、第１判定部１７及び第２判定部２７は、夫々、第１出力部１４及び第２出力部２４が正常であるか否かを判定することも可能である。この場合には、第１模擬信号入力部１６が、第１診断部１３が一対の第１検出部１１の双方が異常でないと判定する同電位からなる一対の第１模擬信号を第１診断部１３に入力し、第２模擬信号入力部２６が、第２診断部２３が一対の第２検出部２１の双方が異常でないと判定する同電位からなる一対の第２模擬信号を第２診断部２３に入力すると良い。
【００５２】
「同電位からなる一対の第１模擬信号」及び「同電位からなる一対の第２模擬信号」とは、夫々、一対の第１模擬信号が互いに同じ信号であること、及び、一対の第２模擬信号が互いに同じ信号であることをいう。図５の（Ｉ）及び（ＩＩ）には、互いに同じ信号からなる一対の第１模擬信号が示される。なお、第１模擬信号入力部１６は、第１判定部１７からの指示に応じて一対の第１模擬信号を第１診断部１３に入力するように構成し、第２模擬信号入力部２６は、第２判定部２７からの指示に応じて一対の第２模擬信号を第２診断部２３に入力するように構成すると好適である。また、図５の（Ｉ）及び（ＩＩ）の例では、一対の第１模擬信号の夫々は、互いに電位が異なる３種類の信号が順次入力される形態を示している。
【００５３】
この場合には、第１判定部１７は、同電位からなる一対の第１模擬信号の第１診断部１３への入力に応じて、第１出力部１４から一対の第１検出部１１の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、第１診断部１３及び第１出力部１４が正常であると判定する。第１判定部１７は、同電位からなる一対の第１模擬信号が入力された第１診断部１３の診断に応じて出力された第１出力部１４の出力を取得する（図５の（ＩＩＩ）参照）。取得した出力が一対の第１検出部１１の双方が正常であることを示すものである場合には、第１判定部１７は第１診断部１３及び第１出力部１４が正常であると判定する。一方、取得した出力が一対の第１検出部１１の双方が正常であることを示すものでない場合には、第１判定部１７は第１診断部１３及び第１出力部１４の一方が正常でないと判定する。
【００５４】
また、第２判定部２７は、同電位からなる一対の第２模擬信号の第２診断部２３への入力に応じて、第２出力部２４から一対の第２検出部２１の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、第２診断部２３及び第２出力部２４が正常であると判定する。第２判定部２７は、同電位からなる一対の第２模擬信号が入力された第２診断部２３の診断に応じて出力された第２出力部２４の出力を取得する。取得した出力が一対の第２検出部２１の双方が正常であることを示すものである場合には、第２判定部２７は第２診断部２３及び第２出力部２４が正常であると判定する。一方、取得した出力が一対の第２検出部２１の双方が正常であることを示すものでない場合には、第２判定部２７は第２診断部２３及び第２出力部２４の一方が正常でないと判定する。
【００５５】
更に、第１判定部１７及び第２判定部２７は、夫々、第１出力部１４及び第２出力部２４が正常であるか否かを判定することにより、第１診断部１３及び第２診断部２３の判定閾値が異常でないか否かを判定することも可能である。
【００５６】
この場合には、第１模擬信号入力部１６が、第１診断部１３が一対の第１検出部１１の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第１模擬信号を第１診断部１３に入力し、第２模擬信号入力部２６が、第２診断部２３が一対の第２検出部２１の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第２模擬信号を第２診断部２３に入力すると良い。
【００５７】
「第１診断部１３が一対の第１検出部１１の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第１模擬信号」及び「第２診断部２３が一対の第２検出部２１の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第２模擬信号」とは、夫々、一対の第１模擬信号が互いに同じ信号ではないが、第１診断部１３が一対の第１検出部１１の双方が異常でないと判定する判定閾値内におさまっている信号であること、及び、一対の第２模擬信号が互いに同じ信号ではないが、第２診断部２３が一対の第２検出部２１の双方が異常でないと判定する判定閾値内におさまっている信号であることをいう。このような信号が図６の（Ｉ）及び（ＩＩ）に示される。なお、第１模擬信号入力部１６は、第１判定部１７からの指示に応じて一対の第１模擬信号を第１診断部１３に入力するように構成し、第２模擬信号入力部２６は、第２判定部２７からの指示に応じて一対の第２模擬信号を第２診断部２３に入力するように構成すると好適である。
【００５８】
この場合には、第１判定部１７は、第１診断部１３が一対の第１検出部１１の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第１模擬信号の第１診断部１３への入力に応じて、第１出力部１４から一対の第１検出部１１の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、第１出力部１４が正常であると判定する。第１判定部１７は、第１診断部１３が一対の第１検出部１１の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第１模擬信号が入力された第１診断部１３の診断に応じて出力された第１出力部１４の出力を取得する（図６の（ＩＩＩ）参照）。取得した出力が一対の第１検出部１１の双方が異常でないことを示すものである場合には、第１判定部１７は第１出力部１４が正常であると判定する。これにより、第１診断部１３の判定閾値が適切であることを判断することが可能となる。一方、取得した出力が一対の第１検出部１１の双方が異常でないことを示すものでない場合には、第１判定部１７は第１診断部１３及び第１出力部１４の一方が正常でないと判定する。
【００５９】
また、第２判定部２７は、第２診断部２３が一対の第２検出部２１の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第２模擬信号の第２診断部２３への入力に応じて、第２出力部２４から一対の第２検出部２１の双方が異常でないことを示す信号が出力された場合に、第２出力部２４が正常であると判定する。第２判定部２７は、第２診断部２３が一対の第２検出部２１の双方が異常でないと判定する互いに異なる電位からなる一対の第２模擬信号が入力された第２診断部２３の診断に応じて出力された第２出力部２４の出力を取得する。取得した出力が一対の第２検出部２１の双方が異常でないことを示すものである場合には、第２判定部２７は第２出力部２４が正常であると判定する。これにより、第２診断部２３の判定閾値が適切であることを判断することが可能となる。一方、取得した出力が一対の第２検出部２１の双方が異常でないことを示すものでない場合には、第２判定部２７は第２診断部２３及び第２出力部２４の一方が正常でないと判定する。
【００６０】
これにより、第１診断部１３の診断精度及び当該第１診断部１３の診断結果に応じた第１出力部１４の出力精度が正常であるか否かを判定することが可能となると共に、第２診断部２３の診断精度及び当該第２診断部２３の診断結果に応じた第２出力部２４の出力精度が正常であるか否かを判定することが可能となる。
【００６１】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、変位センサ１が磁石の回転量を検出するとして説明したが、他の変位量を検出する変位センサに用いることも当然に可能である。
【００６２】
上記実施形態では、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとが環状に配置されているとして説明したが、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１ＢとがＩ字状やＬ字状に並んで配置することも当然に可能である。
【００６３】
上記実施形態では、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとが、互いに異なる基板において、夫々基板の縁部に配置されているとして説明したが、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとを同一の基板に配置することも可能である。この場合でも一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとを基板の縁部に配置することにより、上述した効果を奏することが可能である。また、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとを、異なる基板に配置する場合でも、夫々の基板の縁部から離間して配置することも当然に可能である。
【００６４】
上記実施形態では、第１電源部１５と第２電源部２５とが別体で備えられているとして説明したが、第１電源部１５と第２電源部２５とを単一の電源部で構成することも可能である。
【００６５】
上記実施形態では、第１診断部１３及び第２診断部２３の夫々は、診断対象となる２つの検出結果の差が予め設定された設定値より小さい場合に異常でないと診断するとして説明したが、第１診断部１３及び第２診断部２３は、例えば既知のリファレンス信号と比較することで異常であるか否かを診断する構成とすることも可能である。
【００６６】
上記実施形態では、変位センサ１が一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂとを備え、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂと一対の第２検出部２１Ａ，２１Ｂと互いに異なる基板において、夫々基板の縁部に配置されているとして説明したが、変位センサ１が一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂのみを備えている場合でも、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂを基板の縁部に配置して構成することが可能である。このような場合には、一対の第１検出部１１Ａ，１１Ｂを搭載する基板のサイズを小型化できるので、変位センサ１のサイズをコンパクトにすることが可能となる。
【００６７】
上記実施形態では、図２において変位センサ１が端子電極７０を基板のスルーホールやソケットに挿入して実装するリード部品として示したが、面実装部品として構成することも可能である。
【００６８】
上記実施形態では、第１出力部１４Ａと第１出力部１４Ｂとが互いに離間して構成され、第２出力部２４Ａと第２出力部２４Ｂとが互いに離間して構成されるとして説明したが、第１出力部１４Ａと第１出力部１４Ｂとを一体で、或いは、隣接して構成し、第２出力部２４Ａと第２出力部２４Ｂとを一体で、或いは、隣接して構成することも可能である。
【００６９】
本発明は、検出対象の変位量を検出する変位センサに用いることが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１：変位センサ
１１：第１検出部
１３：第１診断部
１４：第１出力部
１５：第１電源部
１６：第１模擬信号入力部
１７：第１判定部
２１：第２検出部
２３：第２診断部
２４：第２出力部
２５：第２電源部
２６：第２模擬信号入力部
２７：第２判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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