(57)【要約】【課題】コンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子の電位を用いて、レゾルバの短絡故障の有無を正確に検知することが可能な半導体装置を提供すること。【解決手段】一実施の形態によれば、半導体装置は、レゾルバ１１の検知結果に応じた一対の電圧信号の一方及び他方がそれぞれ入力抵抗Ｒ１，Ｒ３を介して供給される外部端子Ｓ１，Ｓ３と、外部端子Ｓ１，Ｓ３に供給された一対の電圧信号の電位差を増幅するオペアンプＡＰ１１と、オペアンプＡＰ１１の出力端子及び一方の入力端子間に設けられた帰還抵抗Ｒ１３と、オペアンプＡＰ１１の２つの入力端子と外部端子Ｓ１，Ｓ３と、の間にそれぞれ設けられたスイッチＳＷ１，ＳＷ３と、スイッチＳＷ１，ＳＷ３がオフしたときの外部端子Ｓ１，Ｓ３のそれぞれの電圧レベルに基づいて、レゾルバ１１において短絡故障が発生したか否かを検知する、短絡故障検知回路１０２と、を備える。【選択図】図１
2019211489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の信号線を介して検知結果に対応する一対の電圧信号を出力するように構成された検知装置と、
前記一対の電圧信号がそれぞれ供給される第１および第２の信号線に結合された第１および第２の端子と、前記第１および第２の端子に結合され、前記第１および第２の端子をそれぞれ介して供給される前記一対の電圧信号に基づいて検出結果変換信号を生成する検出結果変換器と、を有する半導体チップと、
前記半導体チップからの前記検出結果変換信号に基づいて所定の処理を実行するように構成されたマイクロコンピュータと、
前記第１の信号線と高電位側電源端子との間に結合された第１の抵抗素子と、
前記第２の信号線と低電位側電源端子との間に結合された第２の抵抗素子と、を有し、
前記検出結果変換器は、
第１および第２の入力端子を有し、前記第１および第２の入力端子間の電位差を増幅するオペアンプと、
前記オペアンプの出力と前記オペアンプの前記第１の入力端子との間に結合された第１の帰還抵抗と、
前記第１の端子と前記オペアンプの第１の入力端子との間に結合された第１のスイッチと、
前記第２の端子と前記オペアンプの第２の入力端子との間に結合された第２のスイッチと、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチの両方がオフ状態であるときに、前記半導体チップの前記第１および第２の端子のそれぞれの電圧レベルに基づいて、検知装置の短絡故障を検出するように構成された短絡故障検知回路と、を含む、電子制御システム。
【請求項２】
前記オペアンプの前記第２の入力端子には、前記半導体チップに形成された第３の抵抗素子を介してコモン電圧が供給される、請求項１に記載の電子制御システム。
【請求項３】
前記第１及び第２のスイッチのオン／オフ制御を行うタイミング制御回路をさらに備える、請求項１に記載の電子制御システム。
【請求項４】
前記第１及び第２のスイッチは、前記マイクロコンピュータからの指示に基づいてオン／オフ制御される、請求項１に記載の電子制御システム。
【請求項５】
前記検知装置は、ロータの回転角度を検知するレゾルバであって、前記検出結果変換器は、前記オペアンプの出力をデジタル信号に変換し、前記デジタル信号を前記マイクロコンピュータに出力する角度演算回路をさらに備える、請求項１に記載の電子制御システム。
【請求項６】
一対の電圧信号が供給される第１の端子および第２の端子と、
第１の出力端子および第２の出力端子と、
第１のスイッチを介して前記第１の端子に結合された第１の入力端子と、第２のスイッチを介して前記第２の端子に結合された第２の入力端子と、を有するオペアンプと、
前記オペアンプの出力端子と前記第１の入力端子との間に結合された第１の抵抗と、
その一端が前記第２の入力端子に接続され、その他端にコモン電圧が供給される第２の抵抗と、
前記オペアンプの出力をデジタル信号に変換し、前記第１の出力端子を介してデジタル信号を出力する演算回路と、
前記第１および第２のスイッチを制御するスイッチ制御回路と、
前記スイッチ制御回路によって前記第１および第２のスイッチがオフ状態とされているときに、前記第１および第２の端子のそれぞれの電圧レベルに基づいて短絡故障を検出し、前記第２の出力端子を介して短絡故障検知結果信号を出力するように構成された短絡故障検知回路と、を含む、半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びそれを備えた電子制御システムに関し、例えばＲＤコンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子の電位を用いて、レゾルバの短絡故障の有無を正確に検知するのに適した半導体装置及びそれを備えた電子制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、ロータ等の回転体の回転角度を検知してその検知結果を基に所定の処理を行う電子制御システムが搭載されている。電子制御システムは、回転体の回転角度を検知するレゾルバと、当該レゾルバの検知結果をデジタル信号に変換するＲＤコンバータ(Resolver to Digital Converter)と、を備える。さらに、電子制御システムは、レゾルバと電源電圧側とが短絡する天絡故障が発生しているか否か、及び、レゾルバと接地電圧側とが短絡する地絡故障が発生しているか否か、を検知する故障検知回路を備える。
【０００３】
関連する技術が特許文献１及び特許文献２に開示されている。特許文献１には、配線の断線の有無を検知するための検出機能を有する位置検出装置の構成が開示されている。また、特許文献２には、レゾルバの故障を検出するレゾルバ故障検出装置の構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９４７１８号公報
【特許文献２】特開２００９−１６２６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＲＤコンバータは、レゾルバの検知結果を増幅するための増幅回路を備えているが、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて当該増幅回路のゲインを自由に調整可能であることが求められている。そのため、例えば、増幅回路のゲインを決定する帰還抵抗及び入力抵抗のうち入力抵抗を、ＲＤコンバータのチップ外部に取り換え可能な状態で設けることにより、増幅回路のゲインを調整可能にしている。
【０００６】
ここで、ＲＤコンバータを形成するチップ上の外部端子の数の増加を防ぐために、レゾルバの電位が直接供給される専用の外部端子を設けないで、ＲＤコンバータに用いられる既存の外部端子の電位を用いてレゾルバの短絡故障の有無を検知する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、チップ外部に設けられた入力抵抗の影響により、レゾルバの電位を正確に検知することができず、その結果、レゾルバの短絡故障の有無を正確に検知することができない、という問題があった。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態によれば、半導体装置は、外部に設けられた検知装置の検知結果に応じた一対の電圧信号の一方及び他方がそれぞれ第１及び第２入力抵抗を介して供給される第１及び第２外部端子と、前記第１及び前記第２外部端子に供給された一対の前記電圧信号の電位差を増幅するオペアンプと、前記オペアンプの出力端子及び一方の入力端子間に設けられた第１帰還抵抗と、前記オペアンプの２つの入力端子と、前記第１及び前記第２外部端子と、の間にそれぞれ設けられた第１及び第２スイッチと、前記第１及び前記第２スイッチがオフしたときの前記第１及び前記第２外部端子のそれぞれの電圧レベルに基づいて、前記検知装置において短絡故障が発生したか否かを検知する、短絡故障検知回路と、を備える。
【０００８】
一実施の形態によれば、半導体装置は、外部に設けられた検知装置の検知結果に応じた電圧信号が第１入力抵抗を介して供給される第１外部端子と、前記第１外部端子に供給された前記電圧信号を増幅するオペアンプと、前記オペアンプの出力端子及び一方の入力端子間に設けられた第１帰還抵抗と、前記オペアンプと前記第１外部端子との間に設けられた第１スイッチと、前記第１スイッチがオフしたときの前記第１外部端子の電圧レベルに基づいて、前記検知装置において短絡故障が発生したか否かを検知する、短絡故障検知回路と、を備える。
【０００９】
一実施の形態によれば、半導体装置は、第１及び第２外部端子と、一端が前記第１外部端子に接続された第１スイッチと、一端が前記第２外部端子に接続された第２スイッチと、前記第１スイッチの他端に接続された第１入力端子と、前記第２スイッチの他端に接続された第２入力端子と、を有するオペアンプと、前記オペアンプの出力端子と前記第１スイッチの他端との間に設けられた帰還抵抗と、前記第１スイッチがオフする期間に、前記第１外部端子に供給される信号の電圧レベルに基づいて、前記第１外部端子に供給される信号の異常を検知する異常検知回路と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
前記一実施の形態によれば、コンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子の電位を用いて、レゾルバの短絡故障の有無を正確に検知することが可能な半導体装置及びそれを備えた電子制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかる電子制御システムの構成例を示す図である。
【図２】図１に示す電子制御システムに設けられたＲＤコンバータの具体的な構成例を示す図である。
【図３】スイッチのオンオフを切り替える切替信号の波形の一例を示す図である。
【図４】図１に示す電子制御システムの正常状態での動作を示すタイミングチャートである。
【図５】図１に示す電子制御システムの地絡状態での動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図１に示す電子制御システムの天絡状態での動作を示すタイミングチャートである。
【図７】図２に示すＲＤコンバータの変形例を示す図である。
【図８】実施の形態２にかかる電子制御システムの構成例を示す図である。
【図９】実施の形態３にかかる電子制御システムの構成例を示す図である。
【図１０】実施の形態に至る前の構想に係る電子制御システムの構成例を示す図である。
【図１１】図１０に示す電子制御システムの地絡状態での動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１０に示す電子制御システムの天絡状態での動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について説明する。なお、図面は簡略的なものであるから、この図面の記載を根拠として実施の形態の技術的範囲を狭く解釈してはならない。また、同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１３】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００１４】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（動作ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等（個数、数値、量、範囲等を含む）についても同様である。
【００１５】
＜発明者らによる事前検討＞
実施の形態１にかかるＲＤコンバータ及びそれを備えた電子制御システムの詳細について説明する前に、本発明者らが事前検討したＲＤコンバータ５０及びそれを備えた電子制御システム５について説明する。
【００１６】
図１０は、実施の形態に至る前の構想に係る電子制御システム５の構成例を示す図である。電子制御システム５は、例えば自動車等の車両に搭載され、ロータ等の回転体（検知対象物）の回転角度を検知してその検知結果を基に所定の処理を行うとともに、回転体の回転角度を検知するレゾルバにおける短絡故障の有無を検知する機能を有する。
【００１７】
具体的には、電子制御システム５は、ロータ（不図示）の回転角度を検知するレゾルバ（検知装置）１１と、レゾルバ１１の検知結果をデジタル信号に変換するＲＤコンバータ５０と、ＲＤコンバータ５０から出力されたデジタル信号に基づいて所定の処理を行うマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと称す）１３と、を備える。
【００１８】
レゾルバ１１は、例えば、励磁信号源１２と、コイルＬ１０〜Ｌ１２と、を備える。コイルＬ１０〜Ｌ１２は、磁性体で構成されたロータの周囲を囲むように配置されている。励磁信号源１２は、搬送波として用いられる正弦波の励磁信号（本例では１０ｋＨｚの励磁信号）をコイルＬ１０に流す。この励磁信号は、電磁誘導によってコイルＬ１１，Ｌ１２に伝達され、それぞれ９０度位相の異なる搬送波となって表れる。ここで、コイルＬ１１，Ｌ１２の搬送波の振幅は、ロータの回転角度に応じて変化する。つまり、コイルＬ１１，Ｌ１２には、搬送波に乗ったロータの回転角度の情報を含む信号が、それぞれ９０度位相の異なる受信信号となって表れる。
【００１９】
具体的には、コイルＬ１１の一方の端部Ｓ１Ｒには、ｃｏｓ波形の受信信号が生成され、コイルＬ１１の他方の端部Ｓ３Ｒには、その逆相の受信信号が生成される。それに対し、コイルＬ１２の一方の端部Ｓ２Ｒには、ｓｉｎ波形の受信信号が生成され、コイルＬ１２の他方の端部Ｓ４Ｒには、その逆相の受信信号が生成される。
【００２０】
ＲＤコンバータ５０は、チップＣＨＰ５上に設けられた、外部端子Ｓ５１〜Ｓ５４，Ｔ５１，Ｔ５３と、オペアンプＡＰ５１，ＡＰ５２と、帰還抵抗Ｒ５３，Ｒ５４と、抵抗素子Ｒ５１，Ｒ５２と、角度演算回路５０１と、短絡故障検知回路５０２と、チップＣＨＰ５外に設けられた入力抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、を備える。なお、オペアンプＡＰ５１、入力抵抗Ｒ１，Ｒ３、抵抗素子Ｒ５１、及び、帰還抵抗Ｒ５３により、増幅回路５５が構成される。オペアンプＡＰ５２、入力抵抗Ｒ２，Ｒ４、抵抗素子Ｒ５２、及び、帰還抵抗Ｒ５４により、増幅回路５６が構成される。
【００２１】
増幅回路５５は、回転角度情報が含まれるコイルＬ１１の受信信号を増幅する。増幅回路５６は、回転角度情報が含まれるコイルＬ１２の受信信号を増幅する。換言すると、増幅回路５５は、コイルＬ１１の両端Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒから出力された一対の電圧信号の電位差を増幅する。増幅回路５６は、コイルＬ１２の両端Ｓ２Ｒ，Ｓ４Ｒから出力された一対の電圧信号の電位差を増幅する。
【００２２】
具体的には、チップＣＨＰ５外において、入力抵抗Ｒ１は、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒと外部端子Ｓ５１との間に設けられている。入力抵抗Ｒ２は、コイルＬ１２の端部Ｓ２Ｒと外部端子Ｓ５２との間に設けられている。入力抵抗Ｒ３は、コイルＬ１１の端部Ｓ３Ｒと外部端子Ｓ５３との間に設けられている。入力抵抗Ｒ４は、コイルＬ１２の端部Ｓ４Ｒと外部端子Ｓ５４との間に設けられている。
【００２３】
また、チップＣＨＰ５上において、オペアンプＡＰ５１の非反転入力端子が外部端子Ｓ５１に接続され、オペアンプＡＰ５１の反転入力端子が外部端子Ｓ５３に接続され、オペアンプＡＰ５１の出力端子及び反転入力端子が帰還抵抗Ｒ５３を介して接続されている。また、オペアンプＡＰ５１の非反転入力端子には、抵抗素子Ｒ５１を介して、コモン電圧ＣＯＭが供給されている。オペアンプＡＰ５２の非反転入力端子が外部端子Ｓ５２に接続され、オペアンプＡＰ５２の反転入力端子が外部端子Ｓ５４に接続され、オペアンプＡＰ５２の出力端子及び反転入力端子が帰還抵抗Ｒ５４を介して接続されている。また、オペアンプＡＰ５２の非反転入力端子には、抵抗素子Ｒ５２を介して、コモン電圧ＣＯＭが供給されている。
【００２４】
コモン電圧ＣＯＭは、基準電圧より大きく電源電圧よりも小さな電圧レベルを示す。本例では、コモン電圧ＣＯＭは、０Ｖの基準電圧及び５Ｖの電源電圧の中間電圧である２．５Ｖを示している。したがって、増幅回路５５，５６に入力される電圧信号の振幅中心電圧は、コモン電圧ＣＯＭである２．５Ｖとなる。
【００２５】
ここで、本例では、増幅回路５５のゲインを決定する入力抵抗Ｒ１，Ｒ３及び帰還抵抗Ｒ５３のうち入力抵抗Ｒ１，Ｒ３が、チップＣＨＰ５外部の基盤上に、取り換え可能な状態で設けられている。それにより、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて増幅回路５５のゲインを自由に調整することが可能になる。同様に、増幅回路５６のゲインを決定する入力抵抗Ｒ２，Ｒ４及び帰還抵抗Ｒ５４のうち入力抵抗Ｒ２，Ｒ４が、チップＣＨＰ５外部の基盤上に、取り換え可能な状態で設けられている。それにより、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて増幅回路５６のゲインを自由に調整することが可能になる。
【００２６】
また、図１０の例では、コイルＬ１１，Ｌ１２の断線検知用に抵抗素子ＲＨ１，ＲＨ２，ＲＬ１，ＲＬ２が設けられている。
【００２７】
具体的には、コイルＬ１１の一方の端部Ｓ１Ｒと外部端子Ｓ５１との間の信号線上のノードと、電源電圧（本例では５Ｖ）が供給される電源電圧端子と、の間に抵抗素子ＲＨ１が設けられている。コイルＬ１１の他方の端部Ｓ３Ｒと外部端子Ｓ５３との間の信号線上のノードと、基準電圧（本例では０Ｖ）が供給される基準電圧端子と、の間に抵抗素子ＲＬ１が設けられている。コイルＬ１２の一方の端部Ｓ２Ｒと外部端子Ｓ５２との間の信号線上のノードと、電源電圧（本例では５Ｖ）が供給される電源電圧端子と、の間に抵抗素子ＲＨ２が設けられている。コイルＬ１２の他方の端部Ｓ４Ｒと外部端子Ｓ５４との間の信号線上のノードと、基準電圧（本例では０Ｖ）が供給される基準電圧端子と、の間に抵抗素子ＲＬ２が設けられている。
【００２８】
ここで、抵抗素子ＲＨ１，ＲＨ２，ＲＬ１，ＲＬ２は、正常状態においてコイルＬ１１，Ｌ１２の振幅中心電圧がコモン電圧ＣＯＭを示すような抵抗比率、かつ、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４，Ｒ５１〜Ｒ５４よりも十分に高い抵抗値に調整されている。
【００２９】
角度演算回路５０１は、回転角度情報が含まれる増幅回路５５，５６の出力信号（アナログ信号）をデジタル信号Ｉ５１に変換して出力する。マイコン１３は、デジタル信号Ｉ５１に基づいて所定の処理を行う。なお、マイコン１３は、チップＣＨＰ５上に設けられてもよい。
【００３０】
短絡故障検知回路５０２は、レゾルバ１１と電源電圧側とが短絡する天絡故障が発生しているか否か、及び、レゾルバ１１と基準電圧側とが短絡する地絡故障が発生しているか否か、を検知して検知結果Ｄ５１を出力する。マイコン１３は、検知結果Ｄ５１により短絡故障が発生している判断した場合、レゾルバ１１の動作を停止させる等の処理を行う。ここで、本例では、チップＣＨＰ５の外部端子の数の増加を防ぐために、レゾルバ１１の電位が直接供給される専用の外部端子を設けないで、ＲＤコンバータを形成するチップＣＨＰ５上に設けられた既存の外部端子Ｓ５１〜Ｓ５４の電位を用いて、レゾルバ１１の短絡故障の有無を検知している。
【００３１】
しかしながら、図１０の構成では、チップ外部に設けられた入力抵抗の影響により、レゾルバ１１の電位を正確に検知することができず、その結果、レゾルバ１１の短絡故障の有無を正確に検知することができない、という問題があった。
【００３２】
図１１は、電子制御システム５の地絡状態での動作を示すタイミングチャートである。図１１の例では、上側のタイミングチャートにコイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒの電位が示され、下側のタイミングチャートに外部端子Ｓ５１，Ｓ５３の電位が示されている。なお、端部Ｓ２Ｒ，Ｓ４Ｒ及び外部端子Ｓ５２，Ｓ５４の電位の関係については、逆相であることを除いて基本的には端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒ及び外部端子Ｓ５１，Ｓ５３の電位の関係と同様であるため、その説明を省略する。
【００３３】
図１１に示すように、正常状態（時刻ｔ５０〜ｔ５１）では、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒの電位は、振幅中心電位を約２．５Ｖとする正弦波の形状を示している。このとき、外部端子Ｓ５１，Ｓ５３の電位も、振幅中心電位を約２．５Ｖとする正弦波の形状を示している。
【００３４】
その後、端部Ｓ１Ｒが地絡すると（時刻ｔ５１）、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒの電位は０Ｖに固定される（時刻ｔ５１〜ｔ５２）。それに対し、端部Ｓ１Ｒに対応する外部端子Ｓ５１の電位は、０Ｖではなく、抵抗素子Ｒ５１，Ｒ１の抵抗値に応じた中間電位を示す（時刻ｔ５１〜ｔ５２）。図１１の例では、地絡状態での外部端子Ｓ５１の電位は、約１．６Ｖを示しているが、抵抗素子Ｒ５１，Ｒ１の抵抗比率や抵抗素子Ｒ５１のばらつき等の影響により変動する可能性がある。そのため、端部Ｓ１Ｒが地絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子Ｓ５１において適切に設定することは困難である。同様にして、端部Ｓ３Ｒが地絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子Ｓ５３において適切に設定することは困難である。つまり、電子制御システム５は、レゾルバ１１の地絡故障を、ＲＤコンバータ５０を形成するチップＣＨＰ５の既存の外部端子の電位を用いて正確に検知することができないという問題があった。
【００３５】
図１２は、電子制御システム５の天絡状態での動作を示すタイミングチャートである。図１２の例では、上側のタイミングチャートにコイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒの電位が示され、下側のタイミングチャートに外部端子Ｓ５１，Ｓ５３の電位が示されている。なお、端部Ｓ２Ｒ，Ｓ４Ｒ及び外部端子Ｓ５２，Ｓ５４の電位の関係については、逆相であることを除いて基本的には端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒ及び外部端子Ｓ５１，Ｓ５３の電位の関係と同様であるため、その説明を省略する。
【００３６】
図１２に示すように、正常状態（時刻ｔ６０〜ｔ６１）では、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒの電位は、振幅中心電位を約２．５Ｖとする正弦波の形状を示している。このとき、外部端子Ｓ５１，Ｓ５３の電位も、振幅中心電位を約２．５Ｖとする正弦波の形状を示している。
【００３７】
その後、端部Ｓ１Ｒが天絡すると（時刻ｔ６１）、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒの電位は５Ｖに固定される（時刻ｔ６１〜ｔ６２）。それに対し、端部Ｓ１Ｒに対応する外部端子Ｓ５１の電位は、５Ｖではなく、抵抗素子Ｒ５１，Ｒ１の抵抗値に応じた中間電位を示す（時刻ｔ６１〜ｔ６２）。図１２の例では、天絡状態での外部端子Ｓ５１の電位は、約３．３Ｖを示しているが、抵抗素子Ｒ５１，Ｒ１の抵抗比率や抵抗素子Ｒ５１のばらつき等の影響により変動する可能性がある。そのため、端部Ｓ１Ｒが天絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子Ｓ５１において適切に設定することは困難である。同様にして、端部Ｓ３Ｒが天絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子Ｓ５３において適切に設定することは困難である。つまり、電子制御システム５は、レゾルバ１１の天絡故障を、ＲＤコンバータ５０を形成するチップＣＨＰ５の既存の外部端子の電位を用いて正確に検知することができないという問題があった。
【００３８】
なお、仮に、端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒの電位が直接供給される専用の外部端子をチップＣＨＰ５に設けた場合には、端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒの短絡故障時における当該専用の外部端子の電位は０Ｖ又は５Ｖに固定される。そのため、端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒが短絡状態であると判定するための閾値電圧を当該専用の外部端子において適切に設定することが可能である。しかしながら、この場合、チップＣＨＰ５の外部端子の数が増加してしまい回路規模が増大してしまう。
【００３９】
そこで、ＲＤコンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子の電位を用いて、レゾルバ１１の短絡故障の有無を正確に検知することができるように、実施の形態１にかかるＲＤコンバータ１０及びそれを備えた電子制御システム１が見出された。
【００４０】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る電子制御システム１の構成例を示す図である。電子制御システム１は、例えば自動車等の車両に搭載され、ロータ等の回転体（検知対象物）の回転角度を検知してその検知結果を基に所定の処理を行うとともに、ＲＤコンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子の電位を用いて、レゾルバの短絡故障の有無を正確に検知する機能を有する。以下、具体的に説明する。
【００４１】
具体的には、電子制御システム１は、ロータ（不図示）の回転角度を検知するレゾルバ（検知装置）１１と、レゾルバ１１の検知結果をデジタル信号に変換するＲＤコンバータ１０と、ＲＤコンバータ１０から出力されたデジタル信号に基づいて所定の処理を行うマイコン１３と、を備える。電子制御システム１の構成要素のうち、ＲＤコンバータ１０以外の構成要素については、既に説明したため、以下では、主にＲＤコンバータ１０について説明する。
【００４２】
ＲＤコンバータ１０は、チップＣＨＰ１上に設けられた、外部端子Ｓ１〜Ｓ４，Ｔ１〜Ｔ３と、オペアンプＡＰ１１，ＡＰ１２と、帰還抵抗Ｒ１３，Ｒ１４と、抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１２と、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４と、角度演算回路１０１と、短絡故障検知回路（異常検知回路）１０２と、タイミング制御回路１０３と、チップＣＨＰ１外に設けられた入力抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、を備える。なお、オペアンプＡＰ１１及び抵抗素子Ｒ１，Ｒ３，Ｒ１１，Ｒ１３により、増幅回路１５が構成される。オペアンプＡＰ１２及び抵抗素子Ｒ２，Ｒ４，Ｒ１２，Ｒ１４により、増幅回路１６が構成される。
【００４３】
増幅回路１５は、回転角度情報が含まれるコイルＬ１１の受信信号を増幅する。増幅回路１６は、回転角度情報が含まれるコイルＬ１２の受信信号を増幅する。換言すると、増幅回路１５は、コイルＬ１１の両端Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒから出力された一対の電圧信号の電位差を増幅する。増幅回路１６は、コイルＬ１２の両端Ｓ２Ｒ，Ｓ４Ｒから出力された一対の電圧信号の電位差を増幅する。
【００４４】
具体的には、チップＣＨＰ１外において、入力抵抗Ｒ１は、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒと外部端子Ｓ１との間に設けられている。入力抵抗Ｒ２は、コイルＬ１２の端部Ｓ２Ｒと外部端子Ｓ２との間に設けられている。入力抵抗Ｒ３は、コイルＬ１１の端部Ｓ３Ｒと外部端子Ｓ３との間に設けられている。入力抵抗Ｒ４は、コイルＬ１２の端部Ｓ４Ｒと外部端子Ｓ４との間に設けられている。
【００４５】
また、チップＣＨＰ１上において、オペアンプＡＰ１１の非反転入力端子と外部端子Ｓ１との間にスイッチＳＷ１が設けられている。オペアンプＡＰ１１の反転入力端子と外部端子Ｓ３との間にスイッチＳＷ３が設けられている。オペアンプＡＰ１１の出力端子及び反転入力端子の間に帰還抵抗Ｒ１３が設けられている。また、オペアンプＡＰ１１の非反転入力端子には、抵抗素子Ｒ１１を介して、コモン電圧ＣＯＭが供給されている。オペアンプＡＰ１２の非反転入力端子と外部端子Ｓ２との間にスイッチＳＷ２が設けられている。オペアンプＡＰ１２の反転入力端子と外部端子Ｓ４との間にスイッチＳＷ４が設けられている。オペアンプＡＰ１２の出力端子及び反転入力端子の間には、帰還抵抗Ｒ１４が設けられている。また、オペアンプＡＰ１２の非反転入力端子には、抵抗素子Ｒ１２を介して、コモン電圧ＣＯＭが供給されている。
【００４６】
コモン電圧ＣＯＭは、基準電圧より大きく電源電圧よりも小さな電圧レベルを示す。本例では、コモン電圧ＣＯＭは、０Ｖの基準電圧及び５Ｖの電源電圧の中間電圧である２．５Ｖを示している。したがって、増幅回路１５，１６に入力される電圧信号の振幅中心電圧は、コモン電圧ＣＯＭである２．５Ｖとなる。なお、コモン電圧ＣＯＭは設計仕様等に応じて適宜変更可能である。
【００４７】
スイッチＳＷ１〜ＳＷ４のオンオフは、タイミング制御回路１０３からの切替信号によって制御される。例えば、短絡故障の検知が行われる期間では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は何れもオフに制御され、通常動作が行われる期間では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は何れもオンに制御される。なお、図３を参照すると、短絡故障の検知は、マイコン１３からの指示Ｃ１によって行われたり、周期的に行われたりする。
【００４８】
ここで、本実施の形態では、増幅回路１５のゲインを決定する入力抵抗Ｒ１，Ｒ３及び帰還抵抗Ｒ１３のうち入力抵抗Ｒ１，Ｒ３が、チップＣＨＰ１外部の基盤上に、取り換え可能な状態で設けられている。それにより、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて増幅回路１５のゲインを自由に調整することが可能になる。同様に、増幅回路１６のゲインを決定する入力抵抗Ｒ２，Ｒ４及び帰還抵抗Ｒ１４のうち入力抵抗Ｒ２，Ｒ４が、チップＣＨＰ１外部の基盤上に、取り換え可能な状態で設けられている。それにより、レゾルバの種類や設計仕様等に応じて増幅回路１６のゲインを自由に調整することが可能になる。
【００４９】
また、本実施の形態では、コイルＬ１１，Ｌ１２の断線検知用に抵抗素子ＲＨ１，ＲＨ２，ＲＬ１，ＲＬ２が設けられている。
【００５０】
具体的には、コイルＬ１１の一方の端部Ｓ１Ｒと外部端子Ｓ１との間の信号線上のノードと、電源電圧（本例では５Ｖ）が供給される電源電圧端子と、の間に抵抗素子ＲＨ１が設けられている。コイルＬ１１の他方の端部Ｓ３Ｒと外部端子Ｓ３との間の信号線上のノードと、基準電圧（本例では０Ｖ）が供給される基準電圧端子と、の間に抵抗素子ＲＬ１が設けられている。コイルＬ１２の一方の端部Ｓ２Ｒと外部端子Ｓ２との間の信号線上のノードと、電源電圧（本例では５Ｖ）が供給される電源電圧端子と、の間に抵抗素子ＲＨ２が設けられている。コイルＬ１２の他方の端部Ｓ４Ｒと外部端子Ｓ４との間の信号線上のノードと、基準電圧（本例では０Ｖ）が供給される基準電圧端子と、の間に抵抗素子ＲＬ２が設けられている。
【００５１】
ここで、抵抗素子ＲＨ１，ＲＨ２，ＲＬ１，ＲＬ２は、正常状態においてコイルＬ１１，Ｌ１２の振幅中心電圧がコモン電圧ＣＯＭを示すような抵抗比率、かつ、抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４，Ｒ１１〜Ｒ１４よりも十分に高い抵抗値に調整されている。
【００５２】
角度演算回路１０１は、回転角度情報が含まれる増幅回路１５，１６の出力信号（アナログ信号）をデジタル信号Ｉ１に変換して出力する。マイコン１３は、デジタル信号Ｉ１に基づいて所定の処理を行う。なお、マイコン１３は、チップＣＨＰ１上に設けられてもよい。
【００５３】
（角度演算回路１０１の具体的構成例）
図２は、ＲＤコンバータ１０の具体的な構成例を示す図である。
図２には、角度演算回路１０１の具体的な構成例が示されている。
【００５４】
図２に示すように、角度演算回路１０１は、角度偏差演算回路１０１１と、ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｔｉｏｎ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御回路１０１２と、アキュムレートカウンタ１０１３と、ＲＯＭ１０１４と、ＲＯＭ１０１５と、を備える。
【００５５】
角度偏差演算回路１０１１は、角度演算回路１０１から出力されるデジタル信号Ｉ１によって表される角度φと、レゾルバ１１によって検知された角度θと、の差に応じたデューティ比の制御信号を出力する。例えば、角度偏差演算回路１０１１は、角度φが角度θより大きい場合にはＬレベルの制御信号を出力し、角度φが角度θより小さい場合にはＨレベルの制御信号を出力する。したがって、角度φと角度θが一致する場合には、角度偏差演算回路１０１１はデューティ比が５０％の制御信号を出力する。
【００５６】
より具体的には、角度偏差演算回路１０１１では、以下の式（１）が実行される。ただし、ｆ（ｔ）は励磁成分を示す。ｆ（ｔ）・ｃｏｓθはコイルＬ１１の受信信号成分を示す。ｆ（ｔ）・ｓｉｎθはコイルＬ１２の受信信号成分を示す。ｃｏｓφは、デジタル信号Ｉ１により表される角度φに基づきＲＯＭ１０１４から読み出された値である。ｓｉｎφは、デジタル信号Ｉ１により表される角度φに基づきＲＯＭ１０１５から読み出された値である。
【００５７】
ｆ（ｔ）・ｓｉｎθ・ｃｏｓφ−ｆ（ｔ）・ｃｏｓθ・ｓｉｎφ  ・・・（１）
＝ｆ（ｔ）・ｓｉｎ（θ−φ）
＝ｆ（ｔ）・（θ−φ）
＝ｆ（ｔ）・ε
【００５８】
その後、同期検波によって励磁成分ｆ（ｔ）が取り除かれ、角度偏差演算回路１０１１の制御信号の値はε（＝θ−φ）となる。
【００５９】
ＰＩ制御回路１０１２は、所謂ローパスフィルタの役割を果たし、角度偏差演算回路１０１１からの制御信号の高周波成分を除去して出力する。アキュムレートカウンタ１０１３は、ＰＩ制御回路１０１２の出力信号を積分してデジタル信号Ｉ１として出力する。このデジタル信号Ｉ１によって表される角度φは、上記したように角度偏差演算回路１０１１にフィードバックされ、ｓｉｎ（θ−φ）＝０となる閉ループを構成する。そのため、角度演算回路１０１は、θ＝φとなるようなφを算出してデジタル信号Ｉ１として出力している。
【００６０】
図１に戻り、短絡故障検知回路１０２は、レゾルバ１１と電源電圧側とが短絡する天絡故障が発生しているか否か、及び、レゾルバ１１と基準電圧側とが短絡する地絡故障が発生しているか否か、を検知して検知結果Ｄ１を出力する。マイコン１３は、検知結果Ｄ１により短絡故障が発生している判断した場合、レゾルバ１１の動作を停止させる等の処理を行う。
【００６１】
ここで、短絡故障検知回路１０２は、チップＣＨＰ１の外部端子の数の増加を防ぐために、専用の外部端子の電位を用いずに、ＲＤコンバータ１０を形成するチップＣＨＰ１上に設けられた既存の外部端子Ｓ１〜Ｓ４の電位を用いて、レゾルバ１１の短絡故障の有無を検知している。
【００６２】
さらに、短絡故障の検知が行われるモード（短絡故障検知モード）では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が何れもオフに制御される。なお、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４をオフにする期間は、例えば１回当たり１００ｕｓ程度である。それにより、短絡故障検知モードでは、コモン電圧ＣＯＭが外部端子Ｓ１〜Ｓ４側に印加されなくなるため、地絡状態のコイル端部に接続される外部端子は約０Ｖに固定され、天絡状態のコイル端部に接続される外部端子は約５Ｖに固定される。そのため、コイル端部が短絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子Ｓ１〜Ｓ４において適切に設定することが可能である。その結果、短絡故障検知回路１０２は、レゾルバ１１における短絡故障を、ＲＤコンバータ１０を形成するチップＣＨＰ１の既存の外部端子Ｓ１〜Ｓ４の電位を用いて正確に検知することができる。
【００６３】
（タイミングチャート）
図４は、電子制御システム１の正常状態での動作を示すタイミングチャートである。図５は、電子制御システム１の地絡状態での動作を示すタイミングチャートである。図６は、電子制御システム１の天絡状態での動作を示すタイミングチャートである。図４〜図６の例では、上側のタイミングチャートにコイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒの電位が示され、下側のタイミングチャートに外部端子Ｓ１，Ｓ３の電位が示されている。なお、端部Ｓ２Ｒ，Ｓ４Ｒ及び外部端子Ｓ２，Ｓ４の電位の関係については、逆相であることを除いて基本的には端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒ及び外部端子Ｓ１，Ｓ３の電位の関係と同様であるため、その説明を省略する。
【００６４】
まず、図４を参照すると、レゾルバ１１に短絡故障が生じていない正常状態では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がオンする通常動作モード（時刻ｔ１０〜ｔ１１、ｔ１２〜ｔ１３）、及び、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がオフする短絡故障検知モード（時刻ｔ１１〜ｔ１２）の何れの場合でも、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒの電位は、振幅中心電位を約２．５とする正弦波の形状を示している。このとき、外部端子Ｓ１，Ｓ３の電位も、振幅中心電位を約２．５Ｖとする正弦波の形状を示している。
【００６５】
次に、図５を参照すると、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒが地絡した状態では、通常動作モード（時刻ｔ２０〜ｔ２１、ｔ２２〜ｔ２３）、及び、短絡故障検知モード（時刻ｔ２１〜ｔ２２）の何れの場合でも、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒの電位は０Ｖに固定される。それに対し、端部Ｓ１Ｒに対応する外部端子Ｓ１の電位は、通常動作モード（時刻ｔ２０〜ｔ２１、ｔ２２〜ｔ２３）では、抵抗素子Ｒ１１、Ｒ１の抵抗値に応じた中間電位を示すが、短絡故障検知モード（時刻ｔ２１〜ｔ２２）では、０Ｖに固定される。そのため、短絡故障検知モードでは、端部Ｓ１Ｒが地絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子Ｓ１において適切に設定することが可能である。同様にして、短絡故障検知モードでは、端部Ｓ３Ｒが地絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子Ｓ３において適切に設定することが可能である。そのため、電子制御システム１は、レゾルバ１１の地絡故障を、ＲＤコンバータ１０を形成するチップＣＨＰ１の既存の外部端子Ｓ１，Ｓ３を用いて正確に検知することができる。
【００６６】
次に、図６を参照すると、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒが天絡した状態では、通常動作モード（時刻ｔ３０〜ｔ３１、ｔ３２〜ｔ３３）、及び、短絡故障検知モード（時刻ｔ３１〜ｔ３２）の何れの場合でも、コイルＬ１１の端部Ｓ１Ｒの電位は５Ｖに固定される。それに対し、端部Ｓ１Ｒに対応する外部端子Ｓ１の電位は、通常動作モード（時刻ｔ３０〜ｔ３１、ｔ３２〜ｔ３３）では、抵抗素子Ｒ１１，Ｒ１の抵抗値に応じた中間電位を示すが、短絡故障検知モード（時刻ｔ３１〜ｔ３２）では、５Ｖに固定される。そのため、短絡故障検知モードでは、端部Ｓ１Ｒが天絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子Ｓ１において適切に設定することが可能である。同様にして、短絡故障検知モードでは、端部Ｓ３Ｒが天絡状態であると判定するための閾値電圧を外部端子Ｓ３において適切に設定することが可能である。そのため、電子制御システム１は、レゾルバ１１の天絡故障を、ＲＤコンバータ１０を形成するチップＣＨＰ１の既存の外部端子Ｓ１，Ｓ３を用いて正確に検知することができる。
【００６７】
このように、本実施の形態にかかるＲＤコンバータ１０及びそれを備えた電子制御システム１は、短絡故障検知モードにおいて、外部端子Ｓ１〜Ｓ４とオペアンプＡＰ１１，ＡＰ１２とを切り離したうえで、外部端子Ｓ１〜Ｓ４の電位を用いてレゾルバ１１の短絡故障の有無を検知している。それにより、本実施の形態にかかるＲＤコンバータ１０及びそれを備えた電子制御システム１は、専用の外部端子の電位を用いずにレゾルバ１１の短絡故障の有無を正確に検知することができるため、回路規模の増大を抑制することができる。
【００６８】
本実施の形態では、電源電圧が５Ｖ、基準電圧が０Ｖ、コモン電圧が２．５Ｖである場合を例に説明したが、これに限られず、コモン電圧が電源電圧より小さく基準電圧より大きく設定されていれば、電源電圧、基準電圧、コモン電圧は任意の値に変更可能である。これは、他の実施の形態においても同様のことが言える。
【００６９】
また、本実施の形態では、抵抗素子ＲＨ１，ＲＨ２，ＲＬ１，ＲＬ２がチップＣＨＰ１外部に設けられた場合を例に説明した。具体的には、抵抗素子ＲＨ１，ＲＨ２が、レゾルバ１１と外部端子Ｓ１，Ｓ２との間の信号線上のノードと、電源電圧端子と、の間に設けられ、抵抗素子ＲＬ１，ＲＬ２が、レゾルバ１１と外部端子Ｓ３，Ｓ４との間の信号線上のノードと、基準電圧端子と、の間に設けられる場合について説明したが、これに限られない。抵抗素子ＲＨ１，ＲＨ２，ＲＬ１，ＲＬ２は、チップＣＨＰ１内部に設けられてもよい。具体的には、抵抗素子ＲＨ１，ＲＨ２は、外部端子Ｓ１，Ｓ２とスイッチＳＷ１，ＳＷ２との間の信号線上のノードと、電源電圧端子と、の間に設けられ、抵抗素子ＲＬ１，ＲＬ２は、外部端子Ｓ３，Ｓ４とスイッチＳＷ３，ＳＷ４との間の信号線上のノードと、基準電圧端子と、の間に設けられてもよい。これは、他の実施の形態においても同様のことが言える。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、ＲＤコンバータに設けられた増幅回路が、検知装置の検知結果として供給された差動の電圧信号の電位差を増幅する場合を例に説明したが、これに限られない。ＲＤコンバータに設けられた増幅回路は、検知装置の検知結果として供給されたシングルエンドの電圧信号を増幅する構成に適宜変更可能である。これは、他の実施の形態においても同様のことが言える。
【００７１】
（ＲＤコンバータ１０の変形例）
続いて、ＲＤコンバータ１０の変形例について、図７を用いて説明する。
図７は、ＲＤコンバータ１０の変形例をＲＤコンバータ１０ａとして示す図である。
【００７２】
図７に示すように、ＲＤコンバータ１０ａは、ＲＤコンバータ１０と比較して、角度演算回路１０１に代えて角度演算回路１０１ａを備える。角度演算回路１０１ａは、角度演算回路１０１と比較して、クロック生成回路１０１６及び選択回路１０１７をさらに備える。ＲＤコンバータ１０ａのその他の構成については、ＲＤコンバータ１０の場合と同様であるため、その説明を省略する。
【００７３】
クロック生成回路１０１６は、デューティ比が５０％のクロック信号を制御信号として出力する。
【００７４】
選択回路１０１７は、タイミング制御回路１０３からの切替信号に基づいて、角度偏差演算回路１０１１の出力信号、及び、クロック生成回路１０１６の出力信号の何れかを選択して出力する。例えば、選択回路１０１７は、通常動作モードの場合、角度偏差演算回路１０１１の出力信号を選択して出力し、短絡故障検知モードの場合、クロック生成回路１０１６の出力信号を選択して出力する。
【００７５】
ここで、短絡故障検知モードの場合において、デューティ比が５０％のクロック信号が制御信号として用いられることにより、角度演算回路１０１ａは、角度φと角度θが一致しているときの状態と同様の状態と判断するため、デジタル信号Ｉ１の値を短絡故障検知モードに移行する直前の値に維持する。それにより、短絡故障検知モードにおいて、角度演算回路１０１ａから出力されるデジタル信号Ｉ１の値が意図せず大きく変動したり、角度演算回路１０１ａによる角度の追従ができなくなったりすることを防止することができる。
【００７６】
なお、クロック生成回路１０１６のクロック信号の周期は、デジタル信号Ｉ１が安定した状態を維持することができる程度に十分に短いものである必要がある。具体的には、クロック信号の周期は例えば２ｕｓ程度である。
【００７７】
＜実施の形態２＞
図８は、実施の形態２にかかる電子制御システム２の構成例を示す図である。
電子制御システム２は、ホールセンサを用いた角度センスシステムである。
【００７８】
図８に示すように、電子制御システム２は、ホールセンサ（検知装置）２１と、ＡＤコンバータ２０と、マイコン１３と、を備える。ホールセンサ２１は、回転体の回転角度に応じた振幅の電圧信号を端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒから出力する。ＡＤコンバータ２０は、ホールセンサ２１の検知結果（アナログ信号）をデジタル信号Ｉ１に変換して出力するとともに、ホールセンサ２１の短絡故障の有無を検知して検知結果Ｄ１を出力する。マイコン１３は、ＡＤコンバータ２０から出力された角度情報を含むデジタル信号Ｉ１に基づいて所定の処理を行う。また、マイコン１３は、ＡＤコンバータ２０によりホールセンサ２１の短絡故障が検知された場合には、ホールセンサ２１の動作を停止させるなどの処理を行う。
【００７９】
ＡＤコンバータ２０は、ＲＤコンバータ１０の構成要素のうち、増幅回路１５、角度演算回路１０１、短絡故障検知回路１０２、タイミング制御回路１０３、及び、スイッチＳＷ１，ＳＷ３を備える。なお、チップＣＨＰ２は、チップＣＨＰ１に対応する。ＡＤコンバータ２０の動作については、ＲＤコンバータ１０における増幅回路１５、角度演算回路１０１、短絡故障検知回路１０２、タイミング制御回路１０３、及び、スイッチＳＷ１，ＳＷ３の動作と基本的には同じであるため、その説明を省略する。
【００８０】
本実施の形態にかかるＡＤコンバータ２０及びそれを備えた電子制御システム２は、短絡故障検知モードにおいて、外部端子Ｓ１，Ｓ３とオペアンプＡＰ１１とを切り離したうえで、外部端子Ｓ１，Ｓ３の電位を用いてホールセンサ２１の短絡故障の有無を検知している。それにより、本実施の形態にかかるＡＤコンバータ２０及びそれを備えた電子制御システム２は、専用の外部端子の電位を用いずにホールセンサ２１の短絡故障の有無を正確に検知することができるため、回路規模の増大を抑制することができる。
【００８１】
＜実施の形態３＞
図９は、実施の形態３にかかる電子制御システム３の構成例を示す図である。
電子制御システム３は、半導体圧力センサを用いた圧力検知システムである。
【００８２】
図９に示すように、電子制御システム３は、感圧抵抗素子を含む複数の抵抗素子からなるブリッジ回路３２と、ブリッジ回路３２に定電流を流す定電流源３１と、ＡＤコンバータ３０と、マイコン１３と、を備える。定電流源３１及びブリッジ回路３２により半導体圧力センサ（検知装置）が構成される。
【００８３】
半導体圧力センサに圧力が加えられると、その圧力に応じてブリッジ回路３２内の感圧抵抗素子の抵抗値が変化する。それにより、ブリッジ回路３２は、圧力に応じたレベルの電圧信号を端部Ｓ１Ｒ，Ｓ３Ｒから出力する。ＡＤコンバータ３０は、半導体圧力センサの検知結果（アナログ信号）をデジタル信号Ｉ１に変換して出力するとともに、半導体圧力センサの短絡故障の有無を検知して検知結果Ｄ１を出力する。マイコン１３は、ＡＤコンバータ３０から出力された圧力情報を含むデジタル信号Ｉ１に基づいて所定の処理を行う。また、マイコン１３は、ＡＤコンバータ３０により半導体圧力センサの短絡故障が検知された場合には、半導体圧力センサの動作を停止させるなどの処理を行う。
【００８４】
ＡＤコンバータ３０は、ＲＤコンバータ１０の構成要素のうち、増幅回路１５、短絡故障検知回路１０２、タイミング制御回路１０３、及び、スイッチＳＷ１，ＳＷ３を備え、角度演算回路１０１に代えてＡＤコンバータ３０１を備える。ＡＤコンバータ３０１は、増幅回路１５の出力信号（半導体圧力センサからの電圧信号を増幅した信号）をデジタル信号Ｉ１に変換して出力する。なお、チップＣＨＰ３は、チップＣＨＰ１に対応する。ＡＤコンバータ３０のその他の動作については、ＲＤコンバータ１０における増幅回路１５、短絡故障検知回路１０２、タイミング制御回路１０３、及び、スイッチＳＷ１，ＳＷ３の動作と基本的には同じであるため、その説明を省略する。
【００８５】
本実施の形態にかかるＡＤコンバータ３０及びそれを備えた電子制御システム３は、短絡故障検知モードにおいて、外部端子Ｓ１，Ｓ３とオペアンプＡＰ１１とを切り離したうえで、外部端子Ｓ１，Ｓ３の電位を用いて半導体圧力センサの短絡故障の有無を検知している。それにより、本実施の形態にかかるＡＤコンバータ３０及びそれを備えた電子制御システム３は、専用の外部端子の電位を用いずに半導体圧力センサの短絡故障の有無を正確に検知することができるため、回路規模の増大を抑制することができる。
【００８６】
以上のように、上記実施の形態１〜３にかかるコンバータ及びそれを備えた電子制御システムは、短絡故障検知モードにおいて、コンバータを形成するチップ上に設けられた既存の外部端子とオペアンプとを切り離したうえで、当該既存の外部端子を用いて検知装置の短絡故障の有無を検知している。それにより、上記実施の形態１〜３にかかるコンバータ及びそれを備えた電子制御システムは、専用の外部端子の電位を用いずに検知装置の短絡故障の有無を正確に検知することができるため、回路規模の増大を抑制することができる。
【００８７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８８】
１  電子制御システム
２  電子制御システム
３  電子制御システム
１０  ＲＤコンバータ
１０ａ  ＲＤコンバータ
１１  レゾルバ
１２  励磁信号源
１３  マイコン
１５  増幅回路
１６  増幅回路
２１  ホールセンサ
２０  ＡＤコンバータ
３０  ＡＤコンバータ
３１  定電流源
３２  ブリッジ回路
１０１  角度演算回路
１０１ａ  角度演算回路
１０２  短絡故障検知回路
１０３  タイミング制御回路
３０１  ＡＤコンバータ
１０１１  角度偏差演算回路
１０１２  ＰＩ制御回路
１０１３  アキュムレートカウンタ
１０１４  ＲＯＭ
１０１５  ＲＯＭ
１０１６  クロック生成回路
１０１７  選択回路
Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒ，Ｓ３Ｒ，Ｓ４Ｒ  端子
ＲＨ１，ＲＨ２  抵抗素子
ＲＬ１，ＲＬ２  抵抗素子
Ｒ１〜Ｒ４  抵抗素子
Ｓ１〜Ｓ４  外部端子
Ｔ１〜Ｔ３  外部端子
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチ
ＡＰ１１，ＡＰ１２  オペアンプ
ＣＨＰ１，ＣＨＰ２，ＣＨＰ３  チップ
Ｒ１１〜Ｒ１４  抵抗素子
【図１】
2019211489.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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