(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第１回転角センサの検出信号に応じて第１信号検出装置が出力する、回転体の第１角度信号を取得する第１取得部と、
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第２回転角センサの検出信号に応じて第２信号検出装置が出力する、前記回転体の第２角度信号および振幅信号を取得する第２取得部と、
前記振幅信号に基づき、前記第１角度信号の異常を判定する第１異常判定部と、
を備え、
前記第１異常判定部は、前記振幅信号が第１閾値未満、または、前記振幅信号が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合、前記第１角度信号が異常と判定する
異常診断装置。
【請求項２】
前記第１異常判定部は、前記振幅信号が前記第１閾値よりも小さい第０閾値以上で、かつ、前記第１閾値未満、または、前記振幅信号が前記第２閾値よりも大きく、かつ、前記第２閾値よりも大きい第３閾値以下の第１条件を満たす場合、前記第１角度信号が異常と判定する請求項１に記載の異常診断装置。
【請求項３】
前記第１異常判定部は、前記振幅信号が前記第０閾値未満、または、前記振幅信号が前記第３閾値よりも大きい第２条件を満たす場合、前記第１角度信号および前記第２角度信号が異常と判定する請求項２に記載の異常診断装置。
【請求項４】
前記第１異常判定部は、前記振幅信号が前記第１閾値以上で、かつ、前記第２閾値以下の第３条件を満たす場合、前記第１角度信号または前記第２角度信号が異常と判定する請求項２または３に記載の異常診断装置。
【請求項５】
前記振幅信号に基づく被測定信号と、予め定められた周期信号との相関信号を算出する相関信号算出部と、
前記相関信号に基づき、第２角度信号の異常を判定する第２異常判定部と、
を備える請求項２から４のいずれか一項に記載の異常診断装置。
【請求項６】
前記相関信号算出部は、前記振幅信号をフーリエ変換して前記相関信号を算出する請求項５に記載の異常診断装置。
【請求項７】
前記第２異常判定部は、前記相関信号の絶対値が相関信号閾値を超える場合に、前記第２角度信号が異常と判定する請求項５または６に記載の異常診断装置。
【請求項８】
前記振幅信号が前記第１条件を満たす場合、前記振幅信号に基づき、前記第１信号検出装置が出力する第１角度信号を補正する補正部を備える請求項２から７のいずれか一項に記載の異常診断装置。
【請求項９】
前記補正部は、前記振幅信号の大きさに応じて、前記第１回転角センサの検出信号を補正する請求項８に記載の異常診断装置。
【請求項１０】
前記振幅信号の大きさに対応し、前記補正部が補正に用いる補正値を記憶する記憶部を備える請求項８または９に記載の異常診断装置。
【請求項１１】
前記補正部による補正後の第１角度信号および前記第２信号検出装置が出力する前記第２角度信号の差の絶対値が、角度信号閾値を超えた場合、前記第１角度信号が異常と判定する第３異常判定部を更に備える請求項８から１０のいずれか一項に記載の異常診断装置。
【請求項１２】
前記第１異常判定部は、前記第１角度信号および前記第２角度信号の差の絶対値が、角度信号閾値を超えた場合、異常の判定を実行する請求項１から１１のいずれか一項に記載の異常診断装置。
【請求項１３】
前記第１角度信号および前記第２角度信号の一方が異常と判定されたことに応じて、前記第１角度信号および前記第２角度信号の他方が出力する角度信号を、前記回転体の角度信号として出力する出力部を更に備える請求項１から１２のいずれか一項に記載の異常診断装置。
【請求項１４】
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第１回転角センサの検出信号に応じて第１信号検出装置が出力する、回転体の第１角度信号を取得する段階と、
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第２回転角センサの検出信号に応じて第２信号検出装置が出力する、前記回転体の第２角度信号および振幅信号を取得する段階と、
前記振幅信号に基づき、前記第１角度信号の異常を判定する段階と、
を備え、
前記第１角度信号の異常を判定する段階は、前記振幅信号が第１閾値未満、または、前記振幅信号が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合、前記第１角度信号が異常と判定する
異常診断方法。
【請求項１５】
前記第１角度信号の異常を判定する段階は、前記振幅信号が前記第１閾値よりも小さい第０閾値以上で、かつ、前記第１閾値未満、または、前記振幅信号が前記第２閾値よりも大きく、かつ、前記第２閾値よりも大きい第３閾値以下の第１条件を満たす場合、前記第１角度信号が異常と判定する請求項１４に記載の異常診断方法。
【請求項１６】
前記第１角度信号の異常を判定する段階は、前記振幅信号が前記第０閾値未満、または、前記振幅信号が前記第３閾値よりも大きい第２条件を満たす場合、前記第１角度信号および前記第２角度信号が異常と判定する請求項１５に記載の異常診断方法。
【請求項１７】
前記第１角度信号の異常を判定する段階は、前記振幅信号が前記第１閾値以上で、かつ、前記第２閾値以下の第３条件を満たす場合、前記第１角度信号または前記第２角度信号が異常と判定する請求項１５または１６に記載の異常診断方法。
【請求項１８】
前記振幅信号が前記第３条件を満たし、前記第１角度信号または前記第２角度信号が異常と判定された場合に、
前記振幅信号に基づく被測定信号と、予め定められた周期信号との相関信号を算出する段階と、
前記相関信号に基づいて、前記第２角度信号の異常を判定する段階と、
を備える請求項１７に記載の異常診断方法。
【請求項１９】
前記相関信号を算出する段階は、前記振幅信号をフーリエ変換して前記相関信号を算出する請求項１８に記載の異常診断方法。
【請求項２０】
前記第２角度信号の異常を判定する段階は、前記相関信号の絶対値が相関信号閾値を超える場合に、前記第２角度信号が異常と判定する請求項１８または１９に記載の異常診断方法。
【請求項２１】
前記振幅信号が前記第１条件を満たす場合、前記振幅信号に基づき、前記第２信号検出装置が出力する前記第１角度信号を補正する段階を備える請求項１５から２０のいずれか一項に記載の異常診断方法。
【請求項２２】
前記第１角度信号を補正する段階は、前記振幅信号の大きさに応じて、前記第１回転角センサの検出信号を補正する請求項２１に記載の異常診断方法。
【請求項２３】
前記第１角度信号を補正する段階は、前記振幅信号の大きさに対応する補正値を用いて前記第１角度信号を補正する請求項２１または２２に記載の異常診断方法。
【請求項２４】
前記第１角度信号を補正する段階によって補正された前記第１角度信号および前記第２信号検出装置が出力する前記第２角度信号の差の絶対値が、角度信号閾値を超える場合、前記第１角度信号が異常と判定する段階を更に備える請求項２１から２３のいずれか一項に記載の異常診断方法。
【請求項２５】
前記第１角度信号の異常を判定する段階は、前記第１角度信号および前記第２角度信号の差の絶対値が角度信号閾値を超えた場合に、異常の判定を実行する請求項１４から２４のいずれか一項に記載の異常診断方法。
【請求項２６】
前記第１角度信号および前記第２角度信号の一方が異常と判定されたことに応じて、前記第１角度信号および前記第２角度信号の他方が出力する角度信号を、前記回転体の角度信号として出力する段階を更に備える請求項１４から２５のいずれか一項に記載の異常診断方法。
【請求項２７】
コンピュータに、請求項１４から２６のいずれか一項に記載の異常診断方法を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常診断装置、異常診断方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ方向およびＹ方向の磁場の変化を検出し、当該検出結果に基づき、回転磁石等の回転角度を検出する非接触回転角センサが知られていた（例えば、特許文献１から３および非特許文献１参照）。また、このような回転角センサの同時故障を防止する目的で、異なる種類の回転角センサを複数設ける冗長構成が知られていた。
特許文献１  特開２０１１−１０６９３５号公報
特許文献２  特開２０１２−１９４１９３号公報
特許文献３  米国特許第６４２６７１２号明細書
非特許文献１  R.S. Popovic著、「Hall Effect Devices」、Inst of Physics Pub Inc、１９９１年５月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような回転角センサのうち、磁気抵抗素子等を用いた回転角センサは、ダイナミックレンジが小さく、磁場環境に応じて磁場の検出精度が低下する場合があった。また、磁気抵抗素子等を用いた回転角センサは、磁石の脱落等、磁場環境が変化する故障を検知することができない。即ち、磁気抵抗素子等を用いた回転角センサは、適切な磁場環境か否かを別途測定しなければならなかった。したがって、磁気抵抗素子等を用いた回転角センサを含めた冗長構成は、センサの数が増加し、制御回路等が複雑なものになっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第１回転角センサの検出信号に応じて第１信号検出装置が出力する、回転体の第１角度信号を取得する第１取得部と、異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第２回転角センサの検出信号に応じて第２信号検出装置が出力する、回転体の第２角度信号および振幅信号を取得する第２取得部と、振幅信号に基づき、第１角度信号の異常を判定する第１異常判定部と、を備え、第１異常判定部は、振幅信号が第１閾値未満、または、振幅信号が第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合、第１角度信号が異常と判定する異常診断装置、異常診断方法、およびプログラムを提供する。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第１回転角センサと、第１回転角センサの検出信号に応じて、回転体の第１角度信号を出力する第１信号検出装置と、異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第２回転角センサと、第２回転角センサの検出信号に応じて、回転体の第２角度信号および振幅信号を出力する第２信号検出装置と、を備え、第２回転角センサは、第１回転角センサよりもダイナミックレンジが大きい角度検出装置を提供する。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る第１回転角センサ１００および第１信号検出装置２００の構成例を示す。
【図２】本実施形態に係る磁気抵抗素子１０の構成例を示す。
【図３】本実施形態に係る第１回転角センサ１００の構成例を示す。
【図４】本実施形態に係る第１回転角センサ１００の外部印加磁場に対する出力信号の一例を示す。
【図５】本実施形態に係る回転角測定システム２０の構成例を示す。
【図６】本実施形態に係る回転角測定システム２０の動作フローの一例を示す。
【図７】本実施形態に係る異常診断装置１０００の変形例を示す。
【図８】本実施形態に係る変形例の異常診断装置１０００が設けられた回転角測定システム２０の動作フローの一例を示す。
【図９】本実施形態に係る回転角測定システム２０の変形例を示す。
【図１０】本実施形態に係る第１信号検出装置２００および第２信号検出装置４００の第１変形例を、第１回転角センサ１００および第１信号検出装置２００と共に示す。
【図１１】本実施形態に係る第１信号検出装置２００および第２信号検出装置４００の第２変形例を、第１回転角センサ１００および第１信号検出装置２００と共に示す。
【図１２】本実施形態に係る異常診断装置１０００として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る第１回転角センサ１００および第１信号検出装置２００の構成例を示す。第１回転角センサ１００は、例えば、当該センサの近傍において回転軸を中心に回転する回転体の回転角を検出する。なお、回転体は回転磁石でよく、第１回転角センサ１００は、回転体が形成する回転磁場の異なる少なくとも２方向の磁場を検出する。第１回転角センサ１００は、例えば、第１方向の磁場と第２方向の磁場を検出する。第１回転角センサ１００は、第１センサ１１０および第２センサ１２０を備える。
【００１０】
例えば、第１センサ１１０は、第１方向の磁場を検出し、第２センサ１２０は、第１方向とは異なる第２方向の磁場を検出する。本実施形態において、回転体の回転軸と略垂直な面をＸＹ平面とし、第１センサ１１０は、Ｘ方向の磁場を検出し、第２センサ１２０は、Ｘ方向とは略垂直なＹ方向の磁場を検出する例を説明する。第１センサ１１０および第２センサ１２０は、磁気抵抗素子（ＭＲ）、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ）、トンネル効果磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、および異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ）等でよい。第１センサ１１０はＸ方向の磁場の検出結果Ｘｃｈを、第２センサ１２０はＹ方向の磁場の検出結果Ｙｃｈを、第１回転角センサ１００の検出信号としてそれぞれ出力する。
【００１１】
第１信号検出装置２００は、第１回転角センサ１００の検出信号に応じて回転体の第１角度信号を出力する。第１信号検出装置２００は、例えば、２方向の磁場の検出結果に基づき、回転磁石の回転角を出力する。第１信号検出装置２００は、ＡＤ変換部２１０と、ＡＤ変換部２１２と、角度検出部２２０と、を備える。
【００１２】
ＡＤ変換部２１０およびＡＤ変換部２１２は、第１回転角センサ１００が出力する検出信号をデジタル信号に変換する。なお、ＡＤ変換部は、第１回転角センサ１００が出力する検出信号の数に対応した数が、第１信号検出装置２００に設けられてよい。ＡＤ変換部２１０は、一例として、第１センサ１１０が出力するＸ方向の磁場の検出信号を受け取り、受け取った検出信号をデジタル信号に変換する。また、ＡＤ変換部２１２は、一例として、第２センサ１２０が出力するＹ方向の磁場の検出信号を受け取り、受け取った検出信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部２１０およびＡＤ変換部２１２は、デルタシグマ型ＡＤ変換器を有してよい。
【００１３】
角度検出部２２０は、Ｘ方向およびＹ方向の磁場の検出信号に基づき、回転体の第１角度信号φを算出して出力する。このような第１回転角センサ１００および第１信号検出装置２００は、回転体の回転角を非接触で検出することができる。なお、第１回転角センサ１００は、第１センサ１１０および第２センサ１２０を備える例を説明したが、３以上のセンサを備えてもよい。このような第１センサ１１０および第２センサ１２０について次に説明する。
【００１４】
図２は、本実施形態に係る磁気抵抗素子１０の構成例を示す。磁気抵抗素子１０は、第１センサ１１０および第２センサ１２０にそれぞれ含まれるセンサ素子の一例である。磁気抵抗素子１０は、ＴＭＲでよい。磁気抵抗素子１０は、ピンド層１２と、絶縁層１４と、フリー層１６と、を有する。
【００１５】
ピンド層１２は、磁化方向が固定の強磁性の層である。図２は、ピンド層１２がＺ軸方向に積層され、ＸＹ平面における予め定められた方向に磁化される例を示す。なお、磁気抵抗素子１０は、ピンド層１２の磁化方向が予め定められた方向を向くように配置される。
【００１６】
絶縁層１４は、ピンド層１２の上面に形成される。絶縁層１４は、例えば、Ｚ軸方向において、ピンド層１２およびフリー層１６の間に形成され、ピンド層１２およびフリー層１６を電気的に絶縁する。絶縁層１４は、数ｎｍ程度の厚さで形成されてよい。
【００１７】
フリー層１６は、外部から印加される磁場に応じて磁化方向が変化する強磁性の層である。フリー層１６は、絶縁層１４の上面に形成され、ピンド層１２が形成されるＸＹ平面と略平行な面において磁化方向が変化する。フリー層１６は、外部磁場の方向に追随して、ＸＹ平面において磁化方向が３６０度変化してよい。
【００１８】
このような磁気抵抗素子１０は、積層方向のＺ方向に電圧を印加すると、トンネル効果によって電流が流れる。磁気抵抗素子１０の電気抵抗は、ピンド層１２およびフリー層１６の磁化方向に依存する。例えば、ピンド層１２およびフリー層１６の磁化方向が略同一方向となった場合、電気抵抗は低くなり、当該磁化方向が逆向きとなった場合、電気抵抗は高くなる。即ち、磁気抵抗素子１０は、ピンド層１２に対するフリー層１６の磁化方向が０°の場合に電気抵抗は最も低くなり、磁化方向が１８０°の場合に電気抵抗は最も高くなる。
【００１９】
したがって、磁気抵抗素子１０は、外部磁場の方向に応じて、抵抗値が変化することになる。第１センサ１１０および第２センサ１２０は、このような磁気抵抗素子１０を用いて、回転磁場を検出する。磁気抵抗素子１０を用いた第１センサ１１０および第２センサ１２０の例を次に説明する。
【００２０】
図３は、本実施形態に係る第１回転角センサ１００の構成例を示す。図３は、基板等に形成された第１回転角センサ１００の一例を示し、当該基板表面と平行な面をＸＹ平面とする。第１センサ１１０および第２センサ１２０は、電源部および基準電位の間に接続され、電源部および基準電位の間の電位差に応じた電圧をそれぞれ出力する。第１センサ１１０および第２センサ１２０は、それぞれ４つの磁気抵抗素子を有してよい。第１センサ１１０は、第１磁気抵抗素子１１２、第２磁気抵抗素子１１４、第３磁気抵抗素子１１６、および第４磁気抵抗素子１１８を含む。
【００２１】
第１磁気抵抗素子１１２、第２磁気抵抗素子１１４、第３磁気抵抗素子１１６、および第４磁気抵抗素子１１８のそれぞれは、図２で説明した磁気抵抗素子１０と略同一の動作をする素子である。なお、図３の素子にそれぞれ示す矢印は、各素子のピンド層１２の磁化方向の例を示す。例えば、第１磁気抵抗素子１１２および第３磁気抵抗素子１１６のピンド層１２の磁化方向は、それぞれ１８０°方向（−Ｘ方向）であり、第２磁気抵抗素子１１４および第４磁気抵抗素子１１８のピンド層１２の磁化方向は、それぞれ０°方向（＋Ｘ方向）である。
【００２２】
ここで、例えば、外部から＋Ｘ方向の磁場Ｂ（θ＝０°）が印加された場合、第１回転角センサ１００が含む磁気抵抗素子のそれぞれのフリー層１６の磁化方向は、＋Ｘ方向を向く。この場合、第１磁気抵抗素子１１２および第３磁気抵抗素子１１６のピンド層１２に対するフリー層１６の磁化方向は、それぞれ１８０°となり、それぞれの電気抵抗は最も高くなる。また、第２磁気抵抗素子１１４および第４磁気抵抗素子１１８のピンド層１２に対するフリー層１６の磁化方向は、それぞれ０°となり、それぞれの電気抵抗は最も低くなる。
【００２３】
ここで、第１磁気抵抗素子１１２、第２磁気抵抗素子１１４、第３磁気抵抗素子１１６、および第４磁気抵抗素子１１８は、略同一の抵抗値の範囲を変化するものとする。また、外部から回転磁場Ｂ（θ）が印加された場合、当該磁気抵抗素子の抵抗値の変化は、フリー層１６の磁化ベクトルとピンド層１２の磁化ベクトルの内積で表される。
【００２４】
フリー層１６の磁化ベクトルが回転磁場Ｂ（θ）に追従する場合、例えば、第１磁気抵抗素子１１２のピンド層１２に対するフリー層１６の磁化ベクトルの大きさはＡ・ｃｏｓ（θ）と表すことができる。また、第１磁気抵抗素子１１２のフリー層１６の磁化ベクトルに対してピンド層１２の磁化ベクトルは、πだけずれているので、抵抗値の変化は、Ａ・ｃｏｓ（θ）・ｃｏｓ（π）＋Ｒ０＝−Ａ・ｃｏｓ（θ）＋Ｒ０と表すことができる。即ち、第１磁気抵抗素子１１２の抵抗値は、最小値−Ａ＋Ｒ０（θ＝０）から最大値Ａ＋Ｒ０（θ＝π）の間で変化する。
【００２５】
一方、第２磁気抵抗素子１１４の抵抗値の変化はＡ・ｃｏｓ（θ）・ｃｏｓ０＋Ｒ０＝Ａ・ｃｏｓ（θ）＋Ｒ０となる。また、第３磁気抵抗素子１１６は、第１磁気抵抗素子１１２の抵抗値の変化と略同一であり、第４磁気抵抗素子１１８は、第２磁気抵抗素子１１４の抵抗値の変化と略同一である。
【００２６】
電源部および基準電位の電位差Ｖは、第１磁気抵抗素子１１２および第２磁気抵抗素子１１４と、第３磁気抵抗素子１１６および第４磁気抵抗素子１１８との２つの組み合わせでそれぞれ分圧されるので、第１磁気抵抗素子１１２および第２磁気抵抗素子１１４の間の電圧Ｖ１は、Ｖ１＝Ｖ・（−Ａ・ｃｏｓ（θ）＋Ｒ０）／（２・Ｒ０）となる。
【００２７】
同様に、第３磁気抵抗素子１１６および第４磁気抵抗素子１１８の間の電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖ・（Ａ・ｃｏｓ（θ）＋Ｒ０）／（２・Ｒ０）となる。したがって、第１センサ１１０の出力電圧Ｘｃｈは、Ｘｃｈ＝Ｖ２−Ｖ１＝Ｖ・Ａ・ｃｏｓ（θ）／Ｒ０となる。即ち、第１センサ１１０は、外部から回転磁場Ｂ（θ）が印加された場合、ｃｏｓθに比例する出力電圧Ｘｃｈを出力することになる。
【００２８】
第２センサ１２０は、第５磁気抵抗素子１２２、第６磁気抵抗素子１２４、第７磁気抵抗素子１２６、および第８磁気抵抗素子１２８を含む。第５磁気抵抗素子１２２、第６磁気抵抗素子１２４、第７磁気抵抗素子１２６、および第８磁気抵抗素子１２８のそれぞれは、図２で説明した磁気抵抗素子１０と略同一の動作をする素子である。第５磁気抵抗素子１２２、第６磁気抵抗素子１２４、第７磁気抵抗素子１２６、および第８磁気抵抗素子１２８は、第１磁気抵抗素子１１２、第２磁気抵抗素子１１４、第３磁気抵抗素子１１６、および第４磁気抵抗素子１１８のピンド層１２の磁化方向をそれぞれ＋９０°ずらした素子である。
【００２９】
したがって、第２センサ１２０は、外部から回転磁場Ｂ（θ）が印加された場合、第５磁気抵抗素子１２２のピンド層１２の磁化方向と回転磁場Ｂ（θ＝０°）の方向との差は２７０°なので、当該第５磁気抵抗素子１２２の抵抗値の変化は、−Ａ・ｓｉｎ（θ）＋Ｒ０となる。同様に、第６磁気抵抗素子１２４の抵抗値の変化はＡ・ｓｉｎ（θ）＋Ｒ０となる。また、第７磁気抵抗素子１２６は、第５磁気抵抗素子１２２の抵抗値の変化と略同一であり、第８磁気抵抗素子１２８は、第６磁気抵抗素子１２４の抵抗値の変化と略同一である。
【００３０】
第５磁気抵抗素子１２２および第６磁気抵抗素子１２４の間の電圧Ｖ３は、Ｖ３＝Ｖ・（−Ａ・ｓｉｎ（θ）＋Ｒ０）／（２・Ｒ０）となる。同様に、第７磁気抵抗素子１２６および第８磁気抵抗素子１２８の間の電圧Ｖ４は、Ｖ４＝Ｖ・（Ａ・ｓｉｎ（θ）＋Ｒ０）／（２・Ｒ０）となる。したがって、第２センサ１２０の出力電圧Ｙｃｈは、Ｙｃｈ＝Ｖ４−Ｖ３＝Ｖ・Ａ・ｓｉｎ（θ）／Ｒ０となる。即ち、第２センサ１２０は、外部から回転磁場Ｂ（θ）が印加された場合、ｓｉｎθに比例する出力電圧Ｙｃｈを出力することになる。
【００３１】
したがって、角度検出部２２０は、以上の出力電圧ＸｃｈおよびＹｃｈを用いて、回転体の回転角θに対応する第１角度信号φ（θ）を、次式により算出することができる。
（数１）
φ（θ）＝ｔａｎ−１（Ｙｃｈ／Ｘｃｈ）
【００３２】
以上のように、本実施形態に係る第１回転角センサ１００および第１信号検出装置２００は、回転体の第１角度信号φを算出して出力することができる。しかしながら、第１回転角センサ１００が含む磁気抵抗素子は、入力磁場のダイナミックレンジが小さく、磁場環境に応じて磁場の検出精度が低下する場合がある。
【００３３】
図４は本実施形態に係る磁気抵抗素子の外部印加磁場に対する出力信号の一例を示す。図４の横軸は、外部からの印加磁界の大きさを示し、縦軸は磁気抵抗素子が出力する出力信号を示す。図４は、ＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲ、およびＡＭＲ等の磁気抵抗素子の入出力特性の一例を「ｘＭＲ」で示す。
【００３４】
磁気抵抗素子は、外部磁場が比較的弱い磁場の場合、フリー層１６の磁化の方向が当該外部磁場の方向に追従せず、検出精度が劣化する場合が生じる。また、外部磁場が比較的強い磁場の場合、フリー層１６の磁化方向は外部磁場に追従するが、ピンド層１２の磁化方向も外部磁場に追従して変動してしまい、検出精度が劣化する場合が生じる。例えば、磁気抵抗素子は、外部磁場の大きさが第１閾値から第２閾値の範囲内において、高い検出精度で磁場を検出できるが、当該範囲から外れた磁場に対しては、検出精度が劣化してしまう。
【００３５】
したがって、一定の検出精度以上で磁場を測定する場合、磁気抵抗素子は、外部磁場の大きさが予め定められた範囲内か否かをモニタして、検出精度が劣化しているか否かを判断しなければならない。また、磁気抵抗素子は、外部磁場に対する出力信号の特性が飽和する傾向を有するので、磁気抵抗素子の出力信号の大きさに基づいて、検出精度が劣化しているか否かを判断することは困難である。
【００３６】
また、磁気抵抗素子を用いた第１回転角センサ１００は、磁石のずれ、損傷、および脱落等の磁場環境が変化する故障を検知することができない。したがって、第１回転角センサ１００を用いて磁場を検出する場合、磁気抵抗素子に印加される磁場の大きさを別途モニタする装置等が必要となってしまう。特に、信頼性の向上および安全動作の確保の目的で、回転角センサを複数設ける冗長構成の場合、外部磁場を検出するセンサ等が増加し、制御回路等が複雑になってしまう。
【００３７】
そこで、本実施形態に係る回転角測定システムは、このような冗長構成を有し、磁場環境を測定するセンサを増加させることなく、外部磁場の大きさを取得して、検出した角度信号が正常か否かを診断する。回転角測定システムは、複数種類の回転角センサのうち少なくとも１つを、ホール素子を用いた回転角センサとすることにより、角度信号が正常か否かを診断する。このような回転角測定システムについて、次に説明する。
【００３８】
図５は、本実施形態に係る回転角測定システム２０の構成例を示す。回転角測定システム２０は、第１回転角センサ１００と、第１信号検出装置２００と、第２回転角センサ３００と、第２信号検出装置４００と、異常診断装置１０００と、を備える。第１回転角センサ１００および第１信号検出装置２００は、図１から図４で説明した磁気抵抗素子を用いた回転角センサの動作と略同一の動作なので、ここでは説明を省略する。また、第１信号検出装置２００は、異常診断装置１０００に含まれていてもよく、例えば、第１信号検出装置２００内で処理する演算等を異常診断装置１０００内で処理する形態も含まれる。これは本実施形態に係る他の例においても同様である。
【００３９】
第２回転角センサ３００は、異なる少なくとも２方向の磁場を検出する。第２回転角センサ３００は、第１回転角センサ１００よりも入力磁場のダイナミックレンジが大きい。第２回転角センサ３００は、第１回転角センサ１００と同様に、回転軸を中心に回転する回転体の回転角を検出する。第２回転角センサ３００は、例えば、第１方向の磁場と第２方向の磁場を検出する。なお、第２回転角センサ３００は、第１回転角センサ１００とは異なる方向の磁場を検出してもよい。第２回転角センサ３００は、第３センサ３１０および第４センサ３２０を有する。
【００４０】
例えば、第３センサ３１０は、第１方向の磁場を検出し、第４センサ３２０は、第１方向とは異なる第２方向の磁場を検出する。本実施形態において、第３センサ３１０は、Ｘ方向の磁場を検出し、第４センサ３２０は、Ｘ方向とは略垂直なＹ方向の磁場を検出する例を説明する。第３センサ３１０および第４センサ３２０は、ホール素子を有してよい。ホール素子は、一例として、Ｘ軸方向に電流を流すとＺ軸方向に入力する磁場に応じたＹ軸方向の起電力（ホール効果）を発生させる素子である。ホール素子は、半導体等で形成されてよい。
【００４１】
本実施形態の第３センサ３１０および第４センサ３２０は、それぞれホール素子対を有する例を説明する。第３センサ３１０は、一例として、第１方向に配置されるホール素子対である。また、第４センサ３２０は、一例として、第２方向に配置されるホール素子対である。
【００４２】
第２回転角センサ３００は、入力する磁場を曲げて収束させる磁気収束板等を有してよい。磁気収束板は、磁性材料等で形成され、例えば、Ｘ軸方向および／またはＹ軸方向の磁場を、Ｚ軸方向の成分が発生するように曲げ、Ｚ軸方向に感度を有する第３センサ３１０および第４センサ３２０にそれぞれ入力させる。磁気収束板は、第２回転角センサ３００が形成される基板の上面に形成されてよく、これに代えて、基板の上方に、絶縁層等を介して形成されてもよい。
【００４３】
磁気収束板は、一例として、＋Ｘ方向に入力する磁場を曲げ、第３センサ３１０の一方のホール素子に＋Ｚ方向の磁場を、他方のホール素子に−Ｚ方向の磁場をそれぞれ発生させて入力させる。ここで、第３センサ３１０のホール素子対が略同一形状、略同一材料で形成される場合、それぞれのホール素子の磁気感度は略等しくなる。また、それぞれのホール素子に入力する磁束密度は互いに逆向きとなるので、発生するそれぞれのホール起電力は正負の符号が異なることになる。
【００４４】
そこで、それぞれのホール素子のホール起電力信号の差分を算出することで、Ｘ軸方向に入力される磁場ベクトルに応じた磁場検出信号ＨａｌｌＸｃｈを出力することができる。また、磁場検出信号ＨａｌｌＸｃｈを、各ホール素子のホール起電力の差分としたので、ホール素子対に同一方向（＋Ｚ軸方向または−Ｚ軸方向）で、かつ、絶対値が略同一の磁場によって生じるホール起電力は、相殺されて略零となる。
【００４５】
同様に、第４センサ３２０は、第２ホール素子対をＹ軸方向に配列し、第３センサ３１０と同様にホール起電力信号の差分を算出することで、Ｙ軸方向の磁場を算出することができる。即ち、第２回転角センサ３００は、第４センサ３２０を用いて、Ｙ軸方向に入力される磁場ベクトルに応じた磁場検出信号ＨａｌｌＹｃｈを出力することができる。したがって、第２回転角センサ３００は、入力する磁場ベクトルのＸ軸成分およびＹ軸成分に対応する磁場検出信号ＨａｌｌＸｃｈおよびＨａｌｌＹｃｈを出力する。
【００４６】
ここで、第３センサ３１０および第４センサ３２０からの出力信号は、回転体の回転角θに応じて出力される。即ち、第２回転角センサ３００は、一例として、次式で示される磁場検出信号を出力する。ここで、Ａは各信号の振幅値である。
（数２）
ＨａｌｌＸｃｈ（θ）＝Ａ・ｃｏｓ（θ）
ＨａｌｌＹｃｈ（θ）＝Ａ・ｓｉｎ（θ）
【００４７】
したがって、回転体の回転角θに対応する第２角度信号ψ（θ）は、一例として、次式により算出することができる。
（数３）
ψ（θ）＝ｔａｎ−１｛ＨａｌｌＹｃｈ（θ）／ＨａｌｌＸｃｈ（θ）｝
【００４８】
なお、（数２）式の２つの磁場検出信号は、振幅値、オフセット、および直交性が理想的な信号であり、誤差がないものとしている。しかしながら、このような誤差が発生し、角度信号ψ（θ）と回転角θとが一致しない場合が生じる場合がある。そこで、第２信号検出装置４００は、角度誤差信号ε（＝ψ（θ）−θ）を低減させるように閉ループ処理を実行して、第２回転角センサ３００の角度信号ψ（θ）を検出する。
【００４９】
第２信号検出装置４００は、第２回転角センサ３００の検出信号に応じて回転体の第２角度信号および振幅信号を出力する。第２信号検出装置４００は、第１信号検出装置２００が出力する第１角度信号φの異常判定用に、振幅信号を出力してよい。第２信号検出装置４００は、第１切換部４１０、第２切換部４１２、増幅部４２０、増幅部４２２、ＡＤ変換部４３０、ＡＤ変換部４３２、第１乗算部４４０、ループフィルタ４５０、角度更新部４６０、記憶部４７０、第２乗算部４８０、および積算部４９０を備える。
【００５０】
第１切換部４１０および第２切換部４１２は、第１位相と第２位相を繰り返すスピニングカレントクロックに基づき、第２回転角センサ３００のホール素子に流す電流の方向を切り換え、磁場入力に応じた信号成分とオフセットによる信号成分の極性を反転させる。ホール素子は、出力信号に素子固有のオフセット信号を含めて出力するので、第１切換部４１０および第２切換部４１２は、このようなオフセット信号を低減すべく、非特許文献１に記載されているスピニングカレント法等を利用して、ホール素子に流す電流の方向を切り換える。
【００５１】
例えば、第１位相において、＋Ｚ方向の磁場入力Ｂに対して、＋Ｘ方向に通電した第１のホール素子は、＋Ｙ方向側の端子からホール起電力信号＋ＶＳを発生する（−Ｙ方向側の端子からホール起電力信号−ＶＳを発生する）と共に、＋Ｙ方向のオフセット電圧＋ＶＯを出力する。この場合、当該第１のホール素子は、同じ＋Ｚ方向の磁場入力に対して、第２位相において−Ｙ方向に通電すると、＋Ｘ方向側の端子からホール起電力信号＋ＶＳを発生する（−Ｘ方向側の端子からホール起電力信号−ＶＳを発生する）と共に、＋Ｘ方向のオフセット電圧＋ＶＯを出力する。したがって、第１位相においてホール素子のＹ軸方向の端子から出力電圧Ｖｈ１１を取得し、第２位相においてホール素子のＸ軸方向の端子から出力電圧Ｖｈ１２を取得することで、ホール素子の磁場Ｂの検出信号は次式のように示される。
（数４）
Ｖｈ１１＝＋２ＶＳ＋ＶＯ
Ｖｈ１２＝−２ＶＳ＋ＶＯ
【００５２】
このように、第１切換部４１０が第３センサ３１０の通電方向を切り換えることにより、（数４）式のように、ホール素子の検出信号のうち、ホール起電力信号ＶＳの信号成分の符号を、第１位相と第２位相において反転させることができる。即ち、スピニングカレント法は、スピニングカレントクロックによってホール起電力信号ＶＳを変調して変調信号にすると共に、オフセット電圧ＶＯをＤＣ信号出力とするので、周波数領域で２つの信号を分離することができ、理想的には、フィルタ等を用いて当該オフセット信号を除去することができる。また、第２切換部４１２は、第１切換部４１０と同様に、第４センサ３２０の通電方向を切り換えて、ホール起電力信号およびオフセット電圧を分離してよい。
【００５３】
増幅部４２０は、第１切換部４１０が出力する変調信号を受け取り、予め定められた増幅度で増幅する。増幅部４２０は、増幅した変調信号をＡＤ変換部４３０に供給する。ＡＤ変換部４３０は、受け取った変調信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部４３０は、デルタシグマ型ＡＤ変換器を有してよい。ＡＤ変換部４３０は、変換したデジタル信号を更にスピニングカレントクロックによって復調し、磁場検出信号ＨａｌｌＸｃｈのデジタル値Ｖｘを出力する復調部を有してよい。なお、復調されたデジタル値Ｖｘは、ＤＣオフセットを変調した成分が重畳されるので、復調部は、フィルタ等を有して、当該ＤＣオフセットの変調成分を除去してよい。
【００５４】
同様に、増幅部４２２は、第２切換部４１２が出力する変調信号を受け取り、予め定められた増幅度で増幅する。増幅部４２２は、増幅した変調信号をＡＤ変換部４３２に供給する。ＡＤ変換部４３２は、受け取った変調信号をデジタル信号に変換する。ＡＤ変換部４３２は、デルタシグマ型ＡＤ変換器を有してよい。ＡＤ変換部４３２は、変換したデジタル信号を更にスピニングカレントクロックによって復調し、磁場検出信号ＨａｌｌＹｃｈのデジタル値Ｖｙを出力する復調部を有してよい。なお、復調されたデジタル値Ｖｙは、ＤＣオフセットを変調した成分が重畳されるので、復調部は、フィルタ等を有して、当該ＤＣオフセットの変調成分を除去してよい。
【００５５】
第１乗算部４４０は、デジタル信号Ｖｘに正弦波信号ｓｉｎ（ψ）を乗算する。また、第１乗算部４４０は、デジタル信号Ｖｙに余弦波信号ｃｏｓ（ψ）を乗算する。なお、正弦波信号ｓｉｎ（ψ）および余弦波信号ｃｏｓ（ψ）は、後述する。第１乗算部４４０は、次式で示すように、２つの乗算結果の差分を角度誤差信号εとして出力する。ここで、増幅部４２０および増幅部４２２の増幅度を１とした。
（数５）
ε＝−ｓｉｎ（ψ）・Ｖｘ＋ｃｏｓ（ψ）・Ｖｙ
【００５６】
磁場検出信号が理想的な場合、角度誤差信号εは次のように表される。
（数６）
ε＝−Ａ・ｓｉｎ（ψ）・ｃｏｓ（θ）＋Ａ・ｃｏｓ（ψ）・ｓｉｎ（θ）
＝Ａ・ｓｉｎ（θ−ψ）
≒Ａ・（θ−ψ）
【００５７】
ここで、第２信号検出装置４００は、磁場検出信号が示す角度θに追随するように第２角度信号ψを出力するので、θ−ψの値は、ｓｉｎ（θ−ψ）≒（θ−ψ）と近似できる程度に小さい値となる。したがって、第１乗算部４４０が演算する角度誤差信号εは、（数６）式で示すように、角度θに対する第２角度信号ψの位相差に比例する値Ａ・（θ−ψ）に近似できる。第１乗算部４４０は、算出した角度誤差信号εをループフィルタ４５０に供給する。
【００５８】
ループフィルタ４５０は、角度誤差信号εにおける予め定められた周波数以下の周波数成分を通過させる。ループフィルタ４５０は、ローパスフィルタでよい。ループフィルタ４５０は、ＡＤ変換部４３０およびＡＤ変換部４３２が発生させる量子化ノイズ等を低減させてよい。また、磁場検出信号ＨａｌｌＸｃｈおよびＨａｌｌＹｃｈが、スピニングカレント法によってＤＣオフセット信号を高調波成分に変換した成分を含む場合、ループフィルタ４５０は、当該高調波成分を低減させてもよい。なお、角度誤差信号εに含まれる量子化ノイズおよび高調波成分等が無視できる程度の場合、ループフィルタ４５０はなくてもよい。
【００５９】
角度更新部４６０は、ループフィルタ４５０を通過した角度誤差信号εに応じて第２角度信号ψを増減する。角度更新部４６０は、角度誤差信号εを０に近づけるように、第２角度信号ψを更新する。角度更新部４６０は、例えば、２つの積算部を含んでよく、この場合、第２信号検出装置４００は、閉ループ回路のなかに２つの積算部を備える２型サーボ回路となる。角度更新部４６０は、一例として、２つの積算部とＤＣＯ（Ｄｉｇｉｔａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路を含む。
【００６０】
角度更新部４６０に入力する角度誤差信号εが、一例として、ＡＤ変換部４３０およびＡＤ変換部４３２によってビットストリームとして出力される場合、角度更新部４６０は、当該角度誤差信号εを第１の積算部が積算してクロック毎に複数ビットの値を有するデジタル信号にしてよい。また、角度誤差信号εは、Ａ・（θ−ψ）といった角度差であるから、クロック毎（即ち、単位時間毎）の角度差は、角度の時間微分である角速度ω（ｒａｄ／ｓ）のディメンジョンを有することになる。
【００６１】
角度更新部４６０は、当該角速度ωの信号をＤＣＯ回路に供給して、当該角速度ωに対応する周波数信号を出力させ、当該周波数信号を第２の積算部が積算して第２角度信号ψを生成する。なお、第２の積算部は、アップカウントおよびダウンカウント動作を行うアップダウンカウンターを含んでよく、前回までの周波数信号のカウント値に今回のカウント値を積算して、第２角度信号ψを生成する。即ち、角度更新部４６０は、前回の第２角度信号ψに、今回の位相差（θ−ψ）が積算して、今回の磁場の回転角θにより近い第２角度信号ψを算出する。
【００６２】
記憶部４７０は、複数の第２角度信号ψに対応する正弦波信号ｓｉｎ（ψ）および余弦波信号ｃｏｓ（ψ）を予めそれぞれ記憶する。記憶部４７０は、受け取った第２角度信号ψに対応する正弦波信号ｓｉｎ（ψ）および余弦波信号ｃｏｓ（ψ）を、第１乗算部４４０に供給する。即ち、記憶部４７０は、取得した第２角度信号ψに応じて、対応する正弦波信号ｓｉｎ（ψ）および余弦波信号ｃｏｓ（ψ）を第１乗算部４４０にフィードバックする。
【００６３】
以上の本実施形態の第２信号検出装置４００は、第１乗算部４４０からループフィルタ４５０、角度更新部４６０、および記憶部４７０を経たフィードバックループにより、θにより近づけた第２角度信号ψを出力することができる。また、第２信号検出装置４００は、第２角度信号ψに基づいて、角度誤差信号εの振幅信号Ａ（ψ）を出力する。
【００６４】
この場合、ＡＤ変換部４３０は、デジタル信号Ｖｘを第１乗算部４４０に供給すると共に、第２乗算部４８０にも供給する。同様に、ＡＤ変換部４３２は、デジタル信号Ｖｙを第１乗算部４４０に供給すると共に、第２乗算部４８０にも供給する。また、記憶部４７０は、第２角度信号ψに対応する正弦波信号ｓｉｎ（ψ）および余弦波信号ｃｏｓ（ψ）を、第２乗算部４８０に供給する。
【００６５】
第２乗算部４８０は、デジタル信号Ｖｘに余弦波信号ｃｏｓ（ψ）を乗算する。また、第２乗算部４８０は、デジタル信号Ｖｙに正弦波信号ｓｉｎ（ψ）を乗算する。第２乗算部４８０は、次式で示すように、２つの乗算結果の和を振幅信号Ａ（ψ）として、積算部４９０を介して出力する。ここで、増幅部４２０および増幅部４２２の増幅度を１とした。
（数７）
Ａ（ψ）＝ｃｏｓ（ψ）・Ｖｘ＋ｓｉｎ（ψ）・Ｖｙ
【００６６】
磁場検出信号が理想的な信号で、かつ、第２角度信号ψがθに略等しい値となった場合、振幅信号Ａ（ψ）は次のように表される。
（数６）
Ａ（ψ）＝［Ａ２・｛ｃｏｓ（θ）｝２＋Ａ２・｛ｓｉｎ（θ）｝２］１／２＝Ａ
【００６７】
以上のように、ホール素子を用いた第２回転角センサ３００を用い、第２信号検出装置４００によるサーボ動作によって、回転体の回転角θに対応する第２角度信号ψおよび磁場の振幅信号を精度良く出力することができる。このように、回転角測定システム２０は、第１回転角センサ１００と、第１回転角センサ１００とは異なる種類の第２回転角センサ３００とを備えた冗長構成を有し、当該第２回転角センサ３００により入力する磁場の振幅信号を検出するので、当該振幅信号を用いて、第１回転角センサ１００が検出した第１角度信号φの異常を判定できる。
【００６８】
異常診断装置１０００は、このような、第２信号検出装置４００が出力する第２角度信号ψおよび振幅信号に基づき、第１回転角センサ１００が出力する第１角度信号φの異常を診断する。また、異常診断装置１０００は、第２角度信号ψの異常を診断してもよい。異常診断装置１０００は、第１取得部１０１０と、第２取得部１０２０と、第１異常判定部１０３０と、を有する。
【００６９】
第１取得部１０１０は、第１信号検出装置２００が出力する、回転体の第１角度信号φを取得する。第１取得部１０１０は、第１信号検出装置２００と、有線、無線またはネットワーク等で接続され、第１角度信号φを取得してよい。また、第１取得部１０１０は、記憶装置等に接続され、当該記憶装置等に記憶された第１信号検出装置２００の出力を取得してもよい。第１取得部１０１０は、取得した第１角度信号φを第１異常判定部１０３０に供給する。
【００７０】
第２取得部１０２０は、第２信号検出装置４００が出力する、回転体の第２角度信号ψおよび振幅信号を取得する。第２取得部１０２０は、第２信号検出装置４００と、有線、無線またはネットワーク等で接続され、第２角度信号ψを取得してよい。また、第２取得部１０２０は、記憶装置等に接続され、当該記憶装置等に記憶された第２信号検出装置４００の出力を取得してもよい。第２取得部１０２０は、取得した第２角度信号ψおよび振幅信号を第１異常判定部１０３０に供給する。
【００７１】
第１異常判定部１０３０は、振幅信号に基づき、第１角度信号φの異常を判定する。例えば、第１回転角センサ１００が用いる磁気抵抗素子は、図４で説明したように、外部磁場の大きさが第１閾値未満の場合、または第２閾値を超える場合、検出精度が低下する。これに対し、第２回転角センサ３００が用いるホール素子は、ピンド層およびフリー層等の磁化に基づくセンサではないので、外部磁場の大きさによる精度劣化は生じにくい。
【００７２】
図４に、ホール素子の入出力特性の一例を「Ｈａｌｌ」で示すように、外部磁場に対する出力信号の大きさはほぼリニアな特性となる。したがって、ホール素子は、磁気抵抗素子と比較して広い外部磁場の強度範囲で、精度良く磁場を検出できる。例えば、ホール素子は、第０閾値以上、かつ、第３閾値以下の範囲で、精度良く外部磁場を検出できる。なお、図４に示すとおり、第０閾値は第１閾値よりも小さく、第３閾値は第２閾値よりも大きい。一例として、第０閾値は１０ｍＴ、第１閾値は２０ｍＴ、第２閾値は４０ｍＴ、第３閾値は６０ｍＴである。
【００７３】
したがって、第１異常判定部１０３０は、第２回転角センサ３００の振幅信号を用いて、第１回転角センサ１００の検出精度が低下しているか否かを判定することができる。第１異常判定部１０３０は、例えば、振幅信号が第１閾値未満、または、振幅信号が第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合、少なくとも第１角度信号φが異常と判定する。なお、本実施形態において、振幅信号の第ｎ閾値は、図４に示す外部磁場の第ｎ閾値に対応する閾値とする。また、第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψに基づき、角度信号の異常判定を実行するか否かを判断してもよい。
【００７４】
以上の本実施形態に係る回転角測定システム２０は、磁場環境を測定するセンサを増加させることなく、検出した角度信号が正常か否かを診断する。このような回転角測定システム２０の動作について、次に説明する。
【００７５】
図６は、本実施形態に係る回転角測定システム２０の動作フローの一例を示す。回転角測定システム２０は、図６に示す動作フローを実行して、回転体の回転角を検出しつつ、検出した第１角度信号φおよび第２角度信号ψの精度が低下しているか否かを判定する。なお、本実施形態において、回転角測定システム２０は、検出精度が低下した場合に検出された角度信号を、「異常」と判定するが、これに代えて、回転角測定システム２０は、「故障」と判定してもよい。
【００７６】
まず、回転角測定システム２０は、回転体の回転角を検出する（Ｓ７１０）。図１から図４で説明したように、第１信号検出装置２００は、第１回転角センサ１００の検出信号に応じて回転体の第１角度信号φを出力する。また、図５で説明したように、第２信号検出装置４００は、第２回転角センサ３００の検出信号に応じて回転体の第２角度信号ψおよび振幅信号を出力する。そして、第１取得部１０１０は第１角度信号φを取得し、第２取得部１０２０は第２角度信号ψおよび振幅信号を取得する。
【００７７】
次に、第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψに基づき、角度信号が正常か否かを判断する（Ｓ７２０）。第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψの差の絶対値｜φ−ψ｜が、予め定められた角度信号閾値θｔｈ以下の場合、第１角度信号φおよび第２角度信号ψは正常と判断して異常判定を実行しない（Ｓ７２０：Ｙｅｓ）。
【００７８】
この場合、回転角測定システム２０は、第１角度信号φおよび／または第２角度信号ψを、回転角の測定結果として外部に出力してよい。また、回転角測定システム２０は、Ｓ７１０に戻り、回転角の検出を継続させてよい。また、回転角測定システム２０は、予め定められた回数、時間、または指示等に応じて、回転角の検出を終了させてもよい。
【００７９】
また、第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψの差の絶対値｜φ−ψ｜が、角度信号閾値θｔｈを超えた場合、第１角度信号φおよび第２角度信号ψの少なくとも一方が異常と判断して、異常の判定を実行する（Ｓ７２０：Ｎｏ）。即ち、第１異常判定部１０３０は、同一の回転体に対する略同一の回転角の検出結果である第１角度信号φおよび第２角度信号ψに、角度信号閾値θｔｈを超える差異が生じているので、当該第１角度信号φおよび第２角度信号ψの少なくとも一方に異常が発生しているとして、異常判定を実行する。
【００８０】
第１異常判定部１０３０は、振幅信号が第１閾値以上で、かつ、第２閾値以下の第３条件を満たす場合（Ｓ７３０：Ｙｅｓ）、第１角度信号φまたは第２角度信号ψが異常と判定する。即ち、第１異常判定部１０３０は、第１回転角センサ１００の検出精度が良好な範囲であることを振幅信号が示しているにもかかわらず、第１角度信号φおよび第２角度信号ψに角度信号閾値θｔｈを超える差異が生じているので、第１角度信号φまたは第２角度信号ψが異常であると判定する。この場合、第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φまたは第２角度信号ψが異常であることを示すエラー信号を出力し（Ｓ７５０）、回転角の検出を終了させてよい。
【００８１】
第１異常判定部１０３０は、振幅信号が第３条件を満たさない場合（Ｓ７３０：Ｎｏ）、当該振幅信号が次の第２条件を満たすか否かを判別する（Ｓ７４０）。第１異常判定部１０３０は、振幅信号が第０閾値未満、または、振幅信号が第３閾値よりも大きい第２条件を満たす場合、第１角度信号φおよび第２角度信号ψが異常と判定する（Ｓ７４０：Ｙｅｓ）。
【００８２】
即ち、第１異常判定部１０３０は、第１回転角センサ１００および第２回転角センサ３００の検出精度が共に低下する範囲であることを振幅信号が示すことに応じて、第１角度信号φおよび第２角度信号ψが異常であると判定する。この場合、第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψが異常であることを示すエラー信号を出力し（Ｓ７５０）、回転角の検出を終了させてよい。
【００８３】
第１異常判定部１０３０は、振幅信号が第２条件を満たさない場合（Ｓ７４０：Ｎｏ）、即ち、振幅信号が第０閾値以上で、かつ、第１閾値未満、または、振幅信号が第２閾値よりも大きく、かつ、第３閾値以下の第１条件を満たす場合、第１角度信号φが異常と判定する。即ち、第１異常判定部１０３０は、第２回転角センサ３００の検出精度が良好で、かつ、第１回転角センサ１００の検出精度が低下する範囲であることを振幅信号が示すことに応じて、第１角度信号φが異常であると判定する。
【００８４】
この場合、第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φが異常であることを示すエラー信号を出力する（Ｓ７６０）。また、回転角測定システム２０は、良好な検出精度である第２回転角センサ３００の検出結果に基づく第２角度信号ψを、回転角の測定結果として外部に出力してよい。回転角測定システム２０は、第２回転角センサ３００が良好な検出精度であることから、Ｓ７１０に戻り、回転角の検出を継続させてよい。また、回転角測定システム２０は、予め定められた回数、時間、または指示等に応じて、回転角の検出を終了させてもよい。
【００８５】
以上のように、本実施形態に係る回転角測定システム２０は、ホール素子を用いた第２回転角センサ３００を用いて、回転磁場の角度信号に加えて振幅信号を取得することで、磁気抵抗素子を用いた第１回転角センサ１００の検出精度を判断することができる。また、回転角測定システム２０は、当該振幅信号を用いて、第２回転角センサ３００の検出精度を判断することもできる。したがって、回転角測定システム２０は、冗長構成を有し、センサの数の増加および複雑な制御回路の増加を防止しつつ、検出精度の低下、および磁石の脱落等の磁場環境が変化する故障を検知することができる。
【００８６】
以上の本実施形態に係る回転角測定システム２０は、磁気抵抗素子を用いた第１回転角センサ１００およびホール素子を用いた第２回転角センサ３００を、それぞれ１つ有する冗長構成である例を説明した。これに代えて、回転角測定システム２０は、磁気抵抗素子、ホール素子、および／または他の測定素子等を更に備えてもよい。
【００８７】
図７は、本実施形態に係る異常診断装置１０００の変形例を示す。本変形例の異常診断装置１０００は、更に詳細な異常判定を実行する。また、本変形例の異常診断装置１０００は、第１角度信号φの異常判定に応じて、当該第１角度信号φを補正する。本変形例の異常診断装置１０００は、相関信号算出部１０４０と、第２異常判定部１０５０と、補正部１０６０と、記憶部１０７０と、第３異常判定部１０８０と、出力部１０９０と、を更に備える。
【００８８】
相関信号算出部１０４０は、振幅信号に基づく被測定信号と、予め定められた周期信号との相関信号を算出する。相関信号算出部１０４０は、振幅信号のＮ乗信号（Ｎは１以上の自然数）を被測定信号として算出する。例えば、相関信号算出部１０４０は、振幅信号Ａ（ψ）を被測定信号とする。これに代えて、相関信号算出部１０４０は、振幅信号Ａ（ψ）の２乗を被測定信号としてよい。また、相関信号算出部１０４０は、振幅信号をフーリエ変換して相関信号を算出する。
【００８９】
第２異常判定部１０５０は、相関信号に基づき、第２角度信号ψの異常を判定する。第２異常判定部１０５０は、一例として、相関信号の予め定められた周波数の成分の絶対値が相関信号閾値を超える場合に、第２角度信号ψが異常と判定する。また、第２異常判定部１０５０は、相関信号の予め定められた周波数の成分の絶対値が相関信号閾値以下の場合に、第２角度信号ψが正常と判定する。
【００９０】
補正部１０６０は、振幅信号が第１条件を満たす場合、振幅信号に基づき、第１信号検出装置２００が出力する第１角度信号φを補正する。補正部１０６０は、第２信号検出装置４００が出力する振幅信号の検出精度が良好であることから、当該振幅信号の大きさに応じて、第１回転角センサ１００の検出信号を補正する。補正部１０６０は、振幅信号の大きさに対応して予め定められた補正値を用いて、検出信号を補正してよい。
【００９１】
記憶部１０７０は、振幅信号の大きさに対応し、補正部１０６０が補正に用いる補正値を記憶する。記憶部１０７０は、異常診断装置１０００が生成するデータ等を記憶してもよい。また、記憶部１０７０は、当該データ等を生成する過程において処理する中間データ等を記憶してもよい。また、記憶部１０７０は、異常診断装置１０００内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してよい。
【００９２】
第３異常判定部１０８０は、補正部１０６０による補正後の第１角度信号φ'および第２信号検出装置４００が出力する第２角度信号ψの差の絶対値が、角度信号閾値θｔｈを超えた場合、第１角度信号φが異常と判定する。第３異常判定部１０８０は、補正後の第１角度信号φ'および第２角度信号ψの差の絶対値が、角度信号閾値θｔｈ以下の場合、第１角度信号φは正常と判定してよい。
【００９３】
出力部１０９０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψの一方が異常と判定されたことに応じて、第１角度信号φおよび第２角度信号ψの他方が出力する角度信号を、回転体の角度信号として出力する。出力部１０９０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψが正常と判定されたことに応じて、第１角度信号φおよび／または第２角度信号ψを出力してよい。出力部１０９０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψが異常と判定されたことに応じて、エラー信号を発報する。
【００９４】
図８は、本実施形態に係る変形例の異常診断装置１０００が設けられた回転角測定システム２０の動作フローの一例を示す。回転角測定システム２０は、図８に示す動作フローを実行して、回転体の回転角を検出しつつ、検出した第１角度信号φおよび第２角度信号ψの精度が低下しているか否かを判定する。なお、図８の動作フローにおいて、図６に示された動作フローの動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
【００９５】
まず、回転角測定システム２０は、回転体の回転角を検出する（Ｓ７１０）。第１取得部１０１０は第１角度信号φを取得し、第２取得部１０２０は第２角度信号ψおよび振幅信号Ａ（ψ）を取得する。
【００９６】
次に、第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψの差の絶対値｜φ−ψ｜が、予め定められた角度信号閾値θｔｈ以下の場合、第１角度信号φおよび第２角度信号ψは正常と判断して異常判定を実行しない（Ｓ７２０：Ｙｅｓ）。この場合、出力部１０９０は、第１角度信号φおよび／または第２角度信号ψを、回転角の測定結果として外部に出力してよい。また、回転角測定システム２０は、Ｓ７１０に戻り、回転角の検出を継続させてよい。
【００９７】
また、第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψの差の絶対値｜φ−ψ｜が、角度信号閾値θｔｈを超えた場合、第１角度信号φおよび第２角度信号ψの少なくとも一方が異常と判断して、異常の判定を実行する（Ｓ７２０：Ｎｏ）。第１異常判定部１０３０は、振幅信号が第１閾値以上で、かつ、第２閾値以下の第３条件を満たす場合（Ｓ７３０：Ｙｅｓ）、第１角度信号φまたは第２角度信号ψが異常と判定する。
【００９８】
この場合、相関信号算出部１０４０は、相関信号を算出する（Ｓ７３２）。ここで、第２信号検出装置４００のサーボ動作によっても、第２角度信号ψに異常が発生する場合、（数２）式の２つの磁場検出信号の振幅値、オフセット、および／または直交性の誤差が原因と考えられる。例えば、第３センサ３１０のオフセット誤差が第２角度信号ψの異常の原因となる場合を考える。この場合、ＡＤ変換部４３０およびＡＤ変換部４３２が出力するデジタル値は、次式のように表すことができる。なお、Ｖｏｓ＿ｘは、オフセット誤差を示す。
（数７）
ＶＸ（ψ）＝Ａ・ｃｏｓ（ψ）＋Ｖｏｓ＿ｘ
ＶＹ（ψ）＝Ａ・ｓｉｎ（ψ）
【００９９】
この場合、振幅信号Ａ（ψ）は、次式のように算出される。ここで、Ｃｘは、定数を示す。
（数８）
Ａ（ψ）＝｛ＶＸ（ψ）２＋ＶＹ（ψ）２｝１／２
＝｛Ａ２＋Ｖｏｓ＿ｘ２＋２・Ａ・Ｖｏｓ＿ｘ・ｃｏｓ（ψ）｝１／２
≒Ｃｘ＋Ｖｏｓ＿ｘ・ｃｏｓ（ψ）
【０１００】
このように、振幅信号Ａ（ψ）は、回転角ψに応じて余弦関数のように変動する成分を有する。同様に、第４センサ３２０のオフセット誤差が原因の場合を考える。この場合、ＡＤ変換部４３０およびＡＤ変換部４３２が出力するデジタル値は、次式のように表すことができる。なお、Ｖｏｓ＿ｙは、オフセット誤差を示す。
（数９）
ＶＸ（ψ）＝Ａ・ｃｏｓ（ψ）
ＶＹ（ψ）＝Ａ・ｓｉｎ（ψ）＋Ｖｏｓ＿ｙ
【０１０１】
この場合、振幅信号Ａ（ψ）は、次式のように算出される。ここで、Ｃｙは、定数を示す。
（数１０）
Ａ（ψ）＝｛ＶＸ（ψ）２＋ＶＹ（ψ）２｝１／２
＝｛Ａ２＋Ｖｏｓ＿ｙ２＋２・Ａ・Ｖｏｓ＿ｙ・ｓｉｎ（ψ）｝１／２
≒Ｃｙ＋Ｖｏｓ＿ｙ・ｓｉｎ（ψ）
【０１０２】
このように、振幅信号Ａ（ψ）は、回転角ψに応じて正弦関数のように変動する成分を有する。即ち、第２角度信号ψに異常が発生する程度に、磁場検出信号がオフセット誤差を含む場合、振幅信号Ａ（ψ）は、正弦関数および／または余弦関数のように変動する成分を有する。即ち、振幅信号Ａ（ψ）は、周波数ψ／（２π）と略同一の周波数の周波数成分を有することになる。
【０１０３】
これに代えて、相関信号算出部１０４０は、振幅信号Ａ（ψ）の２乗を被測定信号としてもよい。この場合、例えば、（数８）式および（数１０）式の振幅信号Ａ（ψ）の２乗は、（数１１）式および（数１２）式のように算出される。即ち、振幅信号Ａ（ψ）２は、正弦関数および／または余弦関数のように変動する成分を有する。
（数１１）
Ａ（ψ）２＝ＶＸ（ψ）２＋ＶＹ（ψ）２
＝Ａ２＋Ｖｏｓ＿ｘ２＋２・Ａ・Ｖｏｓ＿ｘ・ｃｏｓ（ψ）
（数１２）
Ａ（ψ）２＝ＶＸ（ψ）２＋ＶＹ（ψ）２
＝Ａ２＋Ｖｏｓ＿ｙ２＋２・Ａ・Ｖｏｓ＿ｙ・ｓｉｎ（ψ）
【０１０４】
次に、第３センサ３１０の磁気感度のミスマッチが第２角度信号ψの異常の原因となる場合を考える。この場合、ＡＤ変換部４３０およびＡＤ変換部４３２が出力するデジタル値は、次式のように表すことができる。ここで、第３センサ３１０および第４センサ３２０の検出信号の振幅値を、ＡｘおよびＡｙとし、ＡｘおよびＡｙの平均値をＡａｖｇとした。
（数１３）
ＶＸ（ψ）＝｛Ａａｖｇ＋（Ａｘ−Ａｙ）／２｝・ｃｏｓ（ψ）
ＶＹ（ψ）＝｛Ａａｖｇ＋（Ａｘ＋Ａｙ）／２｝・ｓｉｎ（ψ）
【０１０５】
この場合、振幅信号Ａ（ψ）は、次式のように算出される。
（数１４）
Ａ（ψ）＝｛ＶＸ（ψ）２＋ＶＹ（ψ）２｝１／２
≒Ａａｖｇ＋｛（Ａｘ−Ａｙ）／２｝・ｃｏｓ（２ψ）
【０１０６】
このように、振幅信号Ａ（ψ）は、回転角ψに応じて２倍角の余弦関数のように変動する成分を有する。即ち、振幅信号Ａ（ψ）は、周波数ψ／πと略同一の周波数の周波数成分を有することになる。
【０１０７】
次に、第３センサ３１０が、第１の軸に対応する信号および第２の軸に対応する信号の間の非直交性誤差を含み、第２角度信号ψの異常の原因となる場合を考える。この場合、ＡＤ変換部４３０およびＡＤ変換部４３２が出力するデジタル値は、次式のように表すことができる。ここで、第３センサ３１０および第４センサ３２０の非直交性誤差を、αとした。
（数１５）
Ｖｘ（ψ）＝Ａ・ｃｏｓ（θ）
Ｖｙ（ψ）＝Ａ・ｓｉｎ（θ＋α）
【０１０８】
この場合、振幅信号Ａ（ψ）は、次式のように算出される。
（数１６）
Ａ（ψ）＝｛Ｖｘ（ψ）２＋Ｖｙ（ψ）２｝１／２
＝Ａ・｛ｃｏｓ２（ψ）＋ｓｉｎ２（ψ＋α）｝１／２
≒Ａ・［１＋α・｛ｓｉｎ（２ψ）｝／２］
【０１０９】
このように、振幅信号Ａ（ψ）は、回転角ψに応じて２倍角の正弦関数のように変動する成分を有する。即ち、振幅信号Ａ（ψ）は、周波数ψ／πと略同一の周波数の周波数成分を有することになる。
【０１１０】
以上のように、磁場検出信号が振幅値、オフセット、および／または直交性の誤差を含み、第２角度信号ψに異常が発生する場合、振幅信号Ａ（ψ）に周波数ψ／πまたはψ／２πと略同一の周波数の周波数成分が発生する。そこで、相関信号算出部１０４０は、振幅信号Ａ（ψ）を被測定信号とし、当該被測定信号をフーリエ変換した信号を、相関信号として出力する。また、相関信号算出部１０４０は、振幅信号Ａ（ψ）２を被測定信号とし、当該被測定信号をフーリエ変換した信号を、相関信号として出力してもよい。これにより、第２異常判定部１０５０は、周波数ψ／πまたはψ／２πと略同一の周波数の周波数成分の有無を相関信号から判別することができる。
【０１１１】
次に、第２異常判定部１０５０は、相関信号に基づき、第２角度信号ψの異常を判定する（Ｓ７３４）。相関信号算出部１０４０が被測定信号を周波数領域の信号に変換して相関信号とするので、第２異常判定部１０５０は、第２回転角センサ３００の誤差に対応する周波数成分の大きさに基づき、第２角度信号ψの異常を判定できる。
【０１１２】
第２異常判定部１０５０は、例えば、周波数ψ／２πの成分が、予め定められた相関信号閾値を超える場合に、オフセット誤差が大きく、第２角度信号ψが異常であることを判定する。また、第２異常判定部１０５０は、例えば、周波数ψ／πの成分が、予め定められた相関信号閾値を超える場合に、磁気感度のミスマッチおよび／または非直交性誤差が大きく、第２角度信号ψが異常であることを判定する。また、第２異常判定部１０５０は、相関信号の他の周波数成分の大きさが相関信号閾値を超える場合、何らかの異常が発生していると判断してよく、この場合も、第２角度信号ψが異常であることを判定してよい。
【０１１３】
なお、振幅信号が第３条件を満たし、第１角度信号φまたは第２角度信号ψが異常であることを第１異常判定部１０３０が判定したので、第２異常判定部１０５０は、第２角度信号ψを異常と判定した場合、第１角度信号ψが正常であると判定できる。また、第２異常判定部１０５０は、相関信号に相関信号閾値を超える周波数成分がない場合、第２角度信号ψが正常で、第１角度信号ψが異常であることを判定してよい。
【０１１４】
出力部１０９０は、第２異常判定部１０５０が正常と判定した角度信号を、回転体の角度信号として出力する（Ｓ７３６）。また、出力部１０９０は、第２異常判定部１０５０が異常と判定した角度信号の情報を、外部にエラー信号として出力してよい。回転角測定システム２０は、回転角センサの一方が良好な検出精度であることから、Ｓ７１０に戻り、回転角の検出を継続させてよい。また、回転角測定システム２０は、予め定められた回数、時間、または指示等に応じて、回転角の検出を終了させてもよい。
【０１１５】
第１異常判定部１０３０は、振幅信号が第３条件を満たさない場合（Ｓ７３０：Ｎｏ）、当該振幅信号が次の第２条件を満たすか否かを判別する（Ｓ７４０）。第１異常判定部１０３０は、振幅信号が第０閾値未満、または、振幅信号が第３閾値よりも大きい第２条件を満たす場合、第１角度信号φおよび第２角度信号ψが異常と判定する（Ｓ７４０：Ｙｅｓ）。この場合、第１異常判定部１０３０は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψが異常であることを示すエラー信号を出力し（Ｓ７５０）、回転角の検出を終了させてよい。
【０１１６】
第１異常判定部１０３０は、振幅信号が第２条件を満たさない場合（Ｓ７４０：Ｎｏ）、即ち、振幅信号が第０閾値以上で、かつ、第１閾値未満、または、振幅信号が第２閾値よりも大きく、かつ、第３閾値以下の第１条件を満たす場合、第１角度信号φが異常と判定する。
【０１１７】
ここで、補正部１０６０は、異常と判定した第１角度信号φを補正する（Ｓ７４２）。補正部１０６０は、例えば、振幅信号から外部磁場の大きさを算出し、算出した外部磁場に対応する補正値に基づき、第１角度信号φを補正する。一例として、第１回転角センサ１００がＴＭＲもしくはＧＭＲで構成され、かつ、外部磁場の強度が強い場合（振幅信号が第２閾値よりも大きく、かつ、第３閾値以下の場合）、第１センサ１１０および第２センサ１２０のピンド層１２は、磁化方向が外部磁場に追従して変動してしまい、検出精度が劣化する。
【０１１８】
この場合、ピンド層１２の磁化ベクトルに、外部磁場に追従して変動する成分が発生するので、第１磁気抵抗素子１１２および第３磁気抵抗素子１１６の磁気抵抗素子の抵抗値の変化は、次式で表すことができる。なお、θは外部磁場の印加方向、αおよびβは、磁場の関数である。
（数１７）
Ａ・ｃｏｓ（θ）・｛（１−α（Ｂ））・ｃｏｓ（π）＋β（Ｂ）・ｃｏｓ（θ）
＋Ｒ０'
【０１１９】
同様に、第２磁気抵抗素子１１４および第４磁気抵抗素子１１８の磁気抵抗素子の抵抗値の変化は、次式で表すことができる。
（数１８）
Ａ・ｃｏｓ（θ）・｛（１−α（Ｂ））・ｃｏｓ（０）＋β（Ｂ）・ｃｏｓ（θ）
＋Ｒ０'
【０１２０】
この場合、磁場検出信号ＨａｌｌＸｃｈのデジタル値Ｖｘおよび磁場検出信号ＨａｌｌＹｃｈのデジタル値Ｖｙは、次式のように近似できる。即ち、Ａ２'およびＢ２'の項が、誤差として重畳されることになる。
（数１９）
Ｖｘ≒Ａ１・ｃｏｓ（θ）＋Ａ２・ｃｏｓ３（θ）
＝Ａ１'・ｃｏｓ（θ）＋Ａ２'・ｃｏｓ（３θ）
Ｖｙ≒Ｂ１・ｓｉｎ（θ）＋Ｂ２・ｓｉｎ３（θ）
＝Ｂ１'・ｓｉｎ（θ）＋Ｂ２'・ｓｉｎ（３θ）
【０１２１】
また、第１信号検出装置２００が出力する第１角度信号φは、次式のように近似できる。即ち、角度誤差（φ−θ）は、Ｃ１・ｓｉｎ（４θ）となる。
（数２０）
φ＝ｔａｎ−１（Ｖｙ／Ｖｘ）
≒θ＋Ｃ１・ｓｉｎ（４θ）
【０１２２】
以上のように、外部磁場の大きさに対応するＡ２'、Ｂ２'の値が判明すれば、磁場検出信号および第１角度信号φの変動を算出することができる。また、Ｃ１の値が判明すれば、第１角度信号φの変動を算出することができる。そこで、異常診断装置１０００は、予め、外部磁場の大きさに対応するＡ２'、Ｂ２'、およびＣ１等の値を取得し、補正値として記憶部１０７０に記憶する。異常診断装置１０００は、実測した外部磁場の大きさから算出される複数の補正値を、記憶部１０７０に記憶してよく、当該補正値を補完してより多く補正値を記憶部１０７０に記憶してもよい。なお、当該補完は、線形補間等でよい。
【０１２３】
補正部１０６０は、補正値を用いて、次式のように補正してよい。
（数２１）
Ｖｘ'＝Ｖｘ−Ａ２'・ｃｏｓ（３θ）
Ｖｙ'＝Ｖｙ−Ｂ２'・ｓｉｎ（３θ）
φ'＝φ−Ｃ１・ｓｉｎ（４θ）
【０１２４】
次に、第３異常判定部１０８０は、補正部１０６０による補正後の第１角度信号φ'が、正常に補正されたか否かを判定する（Ｓ７４４）。第３異常判定部１０８０は、補正後の第１角度信号φ'および第２角度信号ψの差の絶対値｜φ'−ψ｜が、角度信号閾値θｔｈを超えた場合、第１角度信号φが異常と判定する。即ち、第３異常判定部１０８０は、第１角度信号φが補正できない程度の異常が発生していることを判定する。また、第３異常判定部１０８０は、補正後の第１角度信号φ'および第２角度信号ψの差の絶対値｜φ'−ψ｜が、角度信号閾値θｔｈ以下の場合、第１角度信号φは補正可能な異常と判定する。
【０１２５】
次に、出力部１０９０は、第２角度信号ψを出力する（Ｓ７４６）。また、出力部１０９０は、｜φ'−ψ｜が角度信号閾値θｔｈを超えた場合、第１角度信号φに補正できない程度の異常が発生していることを示すエラー信号を外部に出力してよい。また、出力部１０９０は、｜φ'−ψ｜が角度信号閾値θｔｈ以下の場合、第１角度信号φに補正可能な異常が発生していることを示すエラー信号を外部に出力してよい。
【０１２６】
以上のように、本実施形態に係る変形例の異常診断装置１０００は、第１角度信号φおよび第２角度信号ψのいずれに異常が発生しているかを、より詳細に判定することができる。また、本変形例の異常診断装置１０００は、第１角度信号φが補正可能な以上であるか否かを判定することができ、また、補正可能な場合は、補正して出力することができる。
【０１２７】
図９は、本実施形態に係る回転角測定システム２０の変形例を示す。本変形例の回転角測定システム２０において、図５に示された本実施形態に係る回転角測定システム２０および図７に示された本実施形態に係る異常診断装置１０００の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
【０１２８】
本変形例の回転角測定システム２０は、第１角度信号φの補正を第１信号検出装置２００が実行する。この場合、第２信号検出装置４００は、振幅信号Ａ（ψ）を第１信号検出装置２００および異常診断装置１０００に供給する。第１信号検出装置２００は、受け取った振幅信号Ａ（ψ）が、第１条件を満たす場合、角度検出部２２０が検出した第１角度信号φを補正する。第１信号検出装置２００は、補正部１０６０および記憶部１０７０を更に有する。
【０１２９】
補正部１０６０は、記憶部１０７０に記憶された補正値を用いて第１角度信号φを補正する。補正部１０６０の補正動作は、図８で説明したのでここでは省略する。補正部１０６０は、補正後の第１角度信号φ'を異常診断装置１０００の第３異常判定部１０８０に供給する。
【０１３０】
異常診断装置１０００は、振幅信号Ａ（ψ）が、第１条件を満たす場合、第１信号検出装置２００から補正後の第１角度信号φ'を受け取る。第３異常判定部１０８０は、受け取った補正後の第１角度信号φ'が正常に補正されたか否かを判定する。第３異常判定部１０８０および出力部１０９０の動作は、図８で説明したのでここでは省略する。以上のように、本変形例の回転角測定システム２０は、第１信号検出装置２００が検出した第１角度信号φを補正して出力することができる。
【０１３１】
以上の本実施形態に係る回転角測定システム２０は、第２信号検出装置４００が２型サーボ回路を有し、角度誤差信号εを０に近づけるように、第２角度信号ψを更新して出力する例を説明した。これに加えて、回転角測定システム２０は、第１信号検出装置２００も２型サーボ回路を有し、角度誤差信号εを０に近づけるように、第１角度信号φを更新して出力してもよい。また、これに代えて、第１信号検出装置２００および第２信号検出装置４００は、他の回路によって、角度信号および振幅信号を出力してよい。
【０１３２】
図１０は、本実施形態に係る第１信号検出装置２００および第２信号検出装置４００の第１変形例を、第１回転角センサ１００および第１信号検出装置２００と共に示す。第１変形例の第１信号検出装置２００および第２信号検出装置４００は、アルゴリズムを用いて角度信号および振幅信号を出力してよい。第１信号検出装置２００は、ＡＤ変換部２１０と、ＡＤ変換部２１２と、フィルタ部２３０と、フィルタ部２３２と、第１演算部２４０と、を有する。ＡＤ変換部２１０およびＡＤ変換部２１２は、図１で説明した動作と略同一なので、ここでは説明を省略する。
【０１３３】
フィルタ部２３０は、ＡＤ変換部２１０から受け取るデジタルデータをフィルタリングする。フィルタ部２３２は、ＡＤ変換部２１２から受け取るデジタルデータをフィルタリングする。フィルタ部２３０およびフィルタ部２３２は、デシメーションフィルタでよく、デジタルデータの間引き処理をしてよい。
【０１３４】
第１演算部２４０は、ＣＯＲＤＩＣ（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ  Ｒｏｔａｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）回路を含む。ＣＯＲＤＩＣ回路は、三角関数、乗算、および除算等の各種演算を実行するアルゴリズムに基づき、入力信号から角度信号φを算出する。ＣＯＲＤＩＣ回路は、ＣＯＲＤＩＣアルゴリズムが搭載されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、およびＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の集積回路でよい。
【０１３５】
第２信号検出装置４００は、第１切換部４１０、第２切換部４１２、増幅部４２０、増幅部４２２、ＡＤ変換部４３０、ＡＤ変換部４３２、フィルタ部５１０、フィルタ部５１２、および第２演算部５２０を有する。第１切換部４１０、第２切換部４１２、増幅部４２０、増幅部４２２、ＡＤ変換部４３０、およびＡＤ変換部４３２は、図５で説明した動作と略同一なので、ここでは説明を省略する。
【０１３６】
フィルタ部５１０は、ＡＤ変換部４３０から受け取るデジタルデータをフィルタリングする。フィルタ部５１２は、ＡＤ変換部４３２から受け取るデジタルデータをフィルタリングする。フィルタ部５１０およびフィルタ部５１２は、デシメーションフィルタでよく、デジタルデータの間引き処理をしてよい。
【０１３７】
第２演算部５２０は、ＣＯＲＤＩＣ回路を含む。ＣＯＲＤＩＣ回路は、三角関数、乗算、および除算等の各種演算を実行するアルゴリズムに基づき、入力信号から角度信号ψおよび振幅信号Ａ（ψ）を算出する。ＣＯＲＤＩＣ回路は、ＣＯＲＤＩＣアルゴリズムが搭載されたＦＰＧＡ、およびＡＳＩＣ等の集積回路でよい。第１信号検出装置２００および第２信号検出装置４００は、このような集積回路を用いても実現することができる。
【０１３８】
図１１は、本実施形態に係る第１信号検出装置２００および第２信号検出装置４００の第２変形例を、第１回転角センサ１００および第１信号検出装置２００と共に示す。第２変形例の第１信号検出装置２００および第２信号検出装置４００は、ベクトル逐次回転回路を用いて角度信号および振幅信号を出力してよい。第１信号検出装置２００は、フィルタ部２５０と、フィルタ部２５２と、第１回路２６０と、を有する。
【０１３９】
フィルタ部２５０は、第１センサ１１０から受け取るアナログ信号をフィルタリングする。フィルタ部２５２は、第２センサ１２０から受け取るアナログ信号をフィルタリングする。フィルタ部２５０およびフィルタ部２５２は、ローパスフィルタでよく、予め定められた周波数を超える周波数成分を減衰させてよい。
【０１４０】
第１回路２６０は、ベクトル逐次回転回路を含む。ベクトル逐次回転回路は、次々と与えられるベクトルデータから代表ベクトルを回転させつつ逐次的に更新するアルゴリズムを実装し、入力信号から角度信号φを算出する。第１回路２６０は、デジタル信号の角度信号φを出力してよい。
【０１４１】
第２信号検出装置４００は、第１切換部４１０、第２切換部４１２、増幅部４２０、増幅部４２２、フィルタ部５３０、フィルタ部５３２、および第２回路５４０を有する。第１切換部４１０、第２切換部４１２、増幅部４２０、および増幅部４２２は、図５で説明した動作と略同一なので、ここでは説明を省略する。
【０１４２】
フィルタ部５３０は、第３センサ３１０から受け取るアナログ信号をフィルタリングする。フィルタ部５３２は、第４センサ３２０から受け取るアナログ信号をフィルタリングする。フィルタ部５３０およびフィルタ部５３２は、ローパスフィルタでよく、予め定められた周波数を超える周波数成分を減衰させてよい。
【０１４３】
第２回路５４０は、ベクトル逐次回転回路を含む。ベクトル逐次回転回路は、次々と与えられるベクトルデータから代表ベクトルを回転させつつ逐次的に更新するアルゴリズムを実装し、入力信号から角度信号ψおよび振幅信号Ａ（ψ）を算出する。第２回路５４０は、デジタル信号の角度信号ψおよび振幅信号Ａ（ψ）を出力してよい。第１信号検出装置２００および第２信号検出装置４００は、このような回路を用いても実現することができる。
【０１４４】
図１２は、本実施形態に係る異常診断装置１０００として機能するコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、および表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、およびＤＶＤドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部と、を備える。
【０１４５】
ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００およびグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０およびＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【０１４６】
入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＤＶＤドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤドライブ２０６０は、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。
【０１４７】
また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、および入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、および／または、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。
【０１４８】
ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。
【０１４９】
プログラムは、コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を第１取得部１０１０、第２取得部１０２０、第１異常判定部１０３０、相関信号算出部１０４０、第２異常判定部１０５０、補正部１０６０、記憶部１０７０、第３異常判定部１０８０、出力部１０９０として機能させる。
【０１５０】
プログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である第１取得部１０１０、第２取得部１０２０、第１異常判定部１０３０、相関信号算出部１０４０、第２異常判定部１０５０、補正部１０６０、記憶部１０７０、第３異常判定部１０８０、出力部１０９０として機能する。そして、この具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算または加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の異常診断装置１０００が構築される。
【０１５１】
一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、またはＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置または通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０または記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
【０１５２】
また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＤＶＤドライブ２０６０（ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、および／または記憶装置に含まれるものとする。
【０１５３】
また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（または不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
【０１５４】
また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。
【０１５５】
以上に示したプログラムまたはモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＤＶＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）、またはＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。
【０１５６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１５７】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
本願によれば、以下の各項目もまた開示される。
（項目１）
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第１回転角センサの検出信号に応じて第１信号検出装置が出力する、回転体の第１角度信号を取得する第１取得部と、
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第２回転角センサの検出信号に応じて第２信号検出装置が出力する、前記回転体の第２角度信号および振幅信号を取得する第２取得部と、
前記振幅信号に基づき、前記第１角度信号の異常を判定する第１異常判定部と、
を備える
異常診断装置。
（項目２）
前記第１異常判定部は、前記振幅信号が第１閾値未満、または、前記振幅信号が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きい場合、少なくとも前記第１角度信号が異常と判定する項目１に記載の異常診断装置。
（項目３）
前記第１異常判定部は、前記振幅信号が前記第１閾値よりも小さい第０閾値以上で、かつ、前記第１閾値未満、または、前記振幅信号が前記第２閾値よりも大きく、かつ、前記第２閾値よりも大きい第３閾値以下の第１条件を満たす場合、前記第１角度信号が異常と判定する項目２に記載の異常診断装置。
（項目４）
前記第１異常判定部は、前記振幅信号が前記第０閾値未満、または、前記振幅信号が前記第３閾値よりも大きい第２条件を満たす場合、前記第１角度信号および前記第２角度信号が異常と判定する項目３に記載の異常診断装置。
（項目５）
前記第１異常判定部は、前記振幅信号が前記第１閾値以上で、かつ、前記第２閾値以下の第３条件を満たす場合、前記第１角度信号または前記第２角度信号が異常と判定する項目３または４に記載の異常診断装置。
（項目６）
前記振幅信号に基づく被測定信号と、予め定められた周期信号との相関信号を算出する相関信号算出部と、
前記相関信号に基づき、第２角度信号の異常を判定する第２異常判定部と、
を備える項目３から５のいずれか一項に記載の異常診断装置。
（項目７）
前記相関信号算出部は、前記振幅信号をフーリエ変換して前記相関信号を算出する項目６に記載の異常診断装置。
（項目８）
前記第２異常判定部は、前記相関信号の絶対値が相関信号閾値を超える場合に、前記第２角度信号が異常と判定する項目６または７に記載の異常診断装置。
（項目９）
前記振幅信号が前記第１条件を満たす場合、前記振幅信号に基づき、前記第１信号検出装置が出力する第１角度信号を補正する補正部を備える項目３から８のいずれか一項に記載の異常診断装置。
（項目１０）
前記補正部は、前記振幅信号の大きさに応じて、前記第１回転角センサの検出信号を補正する項目９に記載の異常診断装置。
（項目１１）
前記振幅信号の大きさに対応し、前記補正部が補正に用いる補正値を記憶する記憶部を備える項目９または１０に記載の異常診断装置。
（項目１２）
前記補正部による補正後の第１角度信号および前記第２信号検出装置が出力する前記第２角度信号の差の絶対値が、角度信号閾値を超えた場合、前記第１角度信号が異常と判定する第３異常判定部を更に備える項目９から１１のいずれか一項に記載の異常診断装置。
（項目１３）
前記第１異常判定部は、前記第１角度信号および前記第２角度信号の差の絶対値が、角度信号閾値を超えた場合、異常の判定を実行する項目１から１２のいずれか一項に記載の異常診断装置。
（項目１４）
前記第１角度信号および前記第２角度信号の一方が異常と判定されたことに応じて、前記第１角度信号および前記第２角度信号の他方が出力する角度信号を、前記回転体の角度信号として出力する出力部を更に備える項目１から１３のいずれか一項に記載の異常診断装置。
（項目１５）
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第１回転角センサと、
前記第１回転角センサの検出信号に応じて、回転体の第１角度信号を出力する第１信号検出装置と、
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第２回転角センサと、
前記第２回転角センサの検出信号に応じて、前記回転体の第２角度信号および振幅信号を出力する第２信号検出装置と、
を備え、
前記第２回転角センサは、前記第１回転角センサよりも入力磁場のダイナミックレンジが大きい角度検出装置。
（項目１６）
前記第１回転角センサは、磁気抵抗素子を有し、
前記第２回転角センサは、ホール素子を有する項目１５に記載の角度検出装置。
（項目１７）
前記第２信号検出装置は、前記第１信号検出装置が出力する前記第１角度信号の異常判定用に、前記振幅信号を出力する項目１５または１６に記載の角度検出装置。
（項目１８）
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第１回転角センサの検出信号に応じて第１信号検出装置が出力する、回転体の第１角度信号を取得する段階と、
異なる少なくとも２方向の磁場を検出する第２回転角センサの検出信号に応じて第２信号検出装置が出力する、前記回転体の第２角度信号および振幅信号を取得する段階と、
前記振幅信号に基づき、前記第１角度信号の異常を判定する段階と、
を備える
異常診断方法。
（項目１９）
前記第１角度信号の異常を判定する段階は、前記第１角度信号および前記第２角度信号の差の絶対値が角度信号閾値を超えた場合に、異常の判定を実行する項目１８に記載の異常診断方法。
（項目２０）
前記第１角度信号の異常を判定する段階は、前記振幅信号が第０閾値以上で、かつ、前記第０閾値よりも大きい第１閾値未満、または、前記振幅信号が前記第１閾値よりも大きい第２閾値よりも大きく、かつ、前記第２閾値よりも大きい第３閾値以下の第１条件を満たす場合、前記第１角度信号が異常と判定する項目１８および１９に記載の異常診断方法。
（項目２１）
前記第１角度信号の異常を判定する段階は、前記振幅信号が前記第０閾値未満、または、前記振幅信号が前記第３閾値よりも大きい第２条件を満たす場合、前記第１角度信号および前記第２角度信号が異常と判定する項目２０に記載の異常診断方法。
（項目２２）
前記第１角度信号の異常を判定する段階は、前記振幅信号が前記第１閾値以上で、かつ、前記第２閾値以下の第３条件を満たす場合、前記第１角度信号または前記第２角度信号が異常と判定する項目２０または２１に記載の異常診断方法。
（項目２３）
前記振幅信号が前記第３条件を満たし、前記第１角度信号または前記第２角度信号が異常と判定された場合に、
前記振幅信号に基づく被測定信号と、予め定められた周期信号との相関信号を算出する段階と、
前記相関信号に基づいて、前記第２角度信号の異常を判定する段階と、
を備える項目２２に記載の異常診断方法。
（項目２４）
前記相関信号を算出する段階は、前記振幅信号をフーリエ変換して前記相関信号を算出する項目２３に記載の異常診断方法。
（項目２５）
前記第２角度信号の異常を判定する段階は、前記相関信号の絶対値が相関信号閾値を超える場合に、前記第２角度信号が異常と判定する項目２３または２４に記載の異常診断方法。
（項目２６）
前記振幅信号が前記第１条件を満たす場合、前記振幅信号に基づき、前記第２信号検出装置が出力する前記第１角度信号を補正する段階を備える項目２０から２５のいずれか一項に記載の異常診断方法。
（項目２７）
前記第１角度信号を補正する段階は、前記振幅信号の大きさに応じて、前記第１回転角センサの検出信号を補正する項目２６に記載の異常診断方法。
（項目２８）
前記第１角度信号を補正する段階は、前記振幅信号の大きさに対応する補正値を用いて前記第１角度信号を補正する項目２６または２７に記載の異常診断方法。
（項目２９）
前記第１角度信号を補正する段階によって補正された前記第１角度信号および前記第２信号検出装置が出力する前記第２角度信号の差の絶対値が、角度信号閾値を超える場合、前記第１角度信号が異常と判定する段階を更に備える項目２６から２８のいずれか一項に記載の異常診断方法。
（項目３０）
前記第１角度信号および前記第２角度信号の一方が異常と判定されたことに応じて、前記第１角度信号および前記第２角度信号の他方が出力する角度信号を、前記回転体の角度信号として出力する段階を更に備える項目１８から２９のいずれか一項に記載の異常診断方法。
（項目３１）
コンピュータに、項目１８から３０のいずれか一項に記載の異常診断方法を実行させるプログラム。
【符号の説明】
【０１５８】
１０  磁気抵抗素子、１２  ピンド層、１４  絶縁層、１６  フリー層、２０  回転角測定システム、１００  第１回転角センサ、１１０  第１センサ、１１２  第１磁気抵抗素子、１１４  第２磁気抵抗素子、１１６  第３磁気抵抗素子、１１８  第４磁気抵抗素子、１２０  第２センサ、１２２  第５磁気抵抗素子、１２４  第６磁気抵抗素子、１２６  第７磁気抵抗素子、１２８  第８磁気抵抗素子、２００  第１信号検出装置、２１０  ＡＤ変換部、２１２  ＡＤ変換部、２２０  角度検出部、２３０  フィルタ部、２３２  フィルタ部、２４０  第１演算部、２５０  フィルタ部、２５２  フィルタ部、２６０  第１回路、３００  第２回転角センサ、３１０  第３センサ、３２０  第４センサ、４００  第２信号検出装置、４１０  第１切換部、４１２  第２切換部、４２０  増幅部、４２２  増幅部、４３０  ＡＤ変換部、４３２  ＡＤ変換部、４４０  第１乗算部、４５０  ループフィルタ、４６０  角度更新部、４７０  記憶部、４８０  第２乗算部、４９０  積算部、５１０  フィルタ部、５１２  フィルタ部、５２０  第２演算部、５３０  フィルタ部、５３２  フィルタ部、５４０  第２回路、１０００  異常診断装置、１０１０  第１取得部、１０２０  第２取得部、１０３０  第１異常判定部、１０４０  相関信号算出部、１０５０  第２異常判定部、１０６０  補正部、１０７０  記憶部、１０８０  第３異常判定部、１０９０  出力部、１９００  コンピュータ、２０００  ＣＰＵ、２０１０  ＲＯＭ、２０２０  ＲＡＭ、２０３０  通信インターフェイス、２０４０  ハードディスクドライブ、２０５０  フレキシブルディスク・ドライブ、２０６０  ＤＶＤドライブ、２０７０  入出力チップ、２０７５  グラフィック・コントローラ、２０８０  表示装置、２０８２  ホスト・コントローラ、２０８４  入出力コントローラ、２０９０  フレキシブルディスク、２０９５  ＤＶＤ−ＲＯＭ
【図１】
0006535292.tif 000002
【図２】
0006535292.tif 000003
【図３】
0006535292.tif 000004
【図４】
0006535292.tif 000005
【図５】
0006535292.tif 000006
【図６】
0006535292.tif 000007
【図７】
0006535292.tif 000008
【図８】
0006535292.tif 000009
【図９】
0006535292.tif 000010
【図１０】
0006535292.tif 000011
【図１１】
0006535292.tif 000012
【図１２】
0006535292.tif 000013