(57)【要約】【課題】  磁気センサの異常を検出することができる回転角検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】  第１から第３磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの直線部は、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化することから、第１から第３磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの直線部うち２つの直線部を選択して所定時間毎の変化量を演算し、演算した変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるかを判定することによって第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの異常を判定する。【選択図】        図７
2005077227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と、
前記回転軸に連結されると共に、磁気極性の異なる第１の磁極と第２の磁極とが周方向に交互に設けられる硬磁性体と、
前記硬磁性体の外周側に設けられると共に、周方向に複数のギャップが形成され、前記回転軸の回転によって前記硬磁性体との相対位置が変化すると、前記ギャップ内に発生する磁束密度が変化するように構成された軟磁性体と、
前記ギャップ内に発生する磁束密度を電気信号に変換する複数の磁束密度変換器と、
前記磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転軸の回転角を演算するための回転角演算部とを備え、
複数の前記磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記磁束密度変換器の異常を検出する異常検出手段を有していることを特徴とする回転角検出装置。
【請求項２】
前記異常検出手段は、複数の前記磁束密度変換器で変換した前記電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算し、
演算した前記変化量が異常値であるときに、前記磁束密度変換器が異常であると判定することを特徴とする請求項１記載の回転角検出装置。
【請求項３】
前記異常検出手段は、複数の前記磁束密度変換器で変換した前記電気信号のうち、２つの前記電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算し、
演算した２つの前記変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、前記磁束密度変換器が異常であると判定することを特徴とする請求項１又は２記載の回転角検出装置。
【請求項４】
前記２つの電気信号とは、前記回転軸の回転角に対して一定の割合で変化している前記電気信号であることを特徴とする請求項３記載の回転角検出装置。
【請求項５】
複数の前記磁束密度変換器は、複数の前記ギャップ内にそれぞれ１つずつ設けられた第１から第３の磁束密度変換器から構成され、
前記第１から第３の磁束密度変換器で変換した前記電圧信号の前記回転軸の回転角に対する周期波形は、略三角波形であって、
前記異常検出手段は、
前記第１及び第２の磁束密度変換器で変換した２つの前記電気信号の所定時間毎の前記変化量をそれぞれ演算し、
前記第１の磁束密度変換器で変換した前記電気信号が最小値もしくは最大値付近であるときに、前記第２及び第３の磁束密度変換器で変換した２つの前記電気信号の所定時間毎の前記変化量をそれぞれ演算し、
前記第２の磁束密度変換器で変換した前記電気信号が最小値もしくは最大値付近であるときに、前記第１及び第３の磁束密度変換器で変換した２つの前記電気信号の所定時間毎の前記変化量をそれぞれ演算することを特徴とする請求項３又は４記載の回転角検出装置。
【請求項６】
前記第１から第３の磁束密度変換器で変換した３つの電気信号は、前記回転軸の回転角に対する電圧値であって、
前記第１及び第２の磁束密度変換器で変換した前記電圧値の前記回転軸の回転角に対する周期波形は、略９０度位相がずれており、
前記回転軸の回転角３６０度の範囲において、前記第１及び第２の磁束密度変換器で変換した前記電圧値がそれぞれ一致する２つの一致部があり、
第１の一致部の前記電圧値が第２の一致部の前記電圧値よりも大きく、
前記第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した前記電気信号が最大値付近であるときとは、前記第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した前記電圧値が前記第１の一致部の電圧値よりも大きいときであって、
前記第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した前記電気信号が最小値付近であるときとは、前記第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した前記電圧値が前記第２の一致部の電圧値よりも小さいときであることを特徴とする請求項５記載の回転角検出装置。
【請求項７】
前記硬磁性体の前記第１及び第２の磁極は、周方向の略１８０度間隔に設けられ、
前記軟磁性体には、周方向の略９０度毎に第１から第４のギャップが形成され、さらに隣り合う前記第３のギャップと前記第４のギャップとの周方向中央部に第５のギャップが形成され、
前記第１及び第２の磁束密度変換器は、周方向に連続した前記第１及び第２のギャップ内にそれぞれ設けられ、且つ前記第３の磁束密度変換器は、前記第５のギャップ内に設けられることを特徴とする請求項５又は６記載の回転角検出装置。
【請求項８】
前記磁束密度変換器が設けられない前記ギャップの周方向の間隔は、前記磁束密度検出器が設けられる前記ギャップの周方向の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の回転角検出装置。
【請求項９】
前記回転角演算部は、複数の前記磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転軸の回転角を演算し、
前記異常検出手段は、前記変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、複数の前記磁束密度変換器で変換した前記電気信号のそれぞれの所定時間毎の変化量を演算して、複数の前記磁束密度変換器のうち、演算した前記変化量が前記異常値である前記磁束密度変換器を特定し、
正常である前記磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転角演算部が前記回転軸の回転角を演算することを特徴とする請求項３又は４記載の回転角検出装置。
【請求項１０】
前記回転角演算部は、前記第１及び第２の磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転軸の回転角を演算し、
前記異常検出手段は、前記変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、前記第１もしくは第２の磁束密度変換器のどちらが異常であるのかを特定し、
前記第１の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、前記回転角演算部が前記第２及び第３の磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転軸の回転角を演算し、
前記第２の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、前記回転角演算部が前記第１及び第３の磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転角の回転角を演算することを特徴とする請求項５から８のいずれか１つに記載の回転角検出装置。
【請求項１１】
前記異常検出手段は、前記回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化する前記第１及び第２の磁束密度変換器で変換した前記電気信号の変化量の異常値を予め記憶しており、
前記回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化する前記第１及び第２の磁束密度変換器のうち、変換した前記電気信号の変化量の実際値が前記異常値である前記磁束密度変換器が異常であると特定することを特徴とする請求項１０記載の回転角検出装置。
【請求項１２】
前記第１から第３の磁束密度変換器で変換した３つの電気信号は、前記回転軸の回転角に対する電圧値であって、
前記第１から第３の磁束密度変換器で変換した前記電圧値の前記回転軸の回転角に対する周期波形は、略１２０度毎に位相がずれており、
前記回転軸の回転角３６０度の範囲において、前記第１及び第２の磁束密度変換器で変換した前記電圧値がそれぞれ一致する２つの一致部があり、
第１の一致部の前記電圧値が第２の一致部の前記電圧値よりも大きく、
前記第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した前記電気信号が最大値付近であるときとは、前記第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した前記電圧値が前記第１の一致部の電圧値に所定電圧値を加算した最大基準電圧値よりも大きいときであって、
前記第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した前記電気信号が最小値付近であるときとは、前記第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した前記電圧値が前記第２の一致部の電圧値に前記所定電圧値を減算した最小基準電圧値によりも小さいときであることを特徴とする請求項５記載の回転角検出装置。
【請求項１３】
前記硬磁性体の前記第１及び第２の磁極は、周方向の略１８０度間隔に設けられ、
前記軟磁性体には、周方向の略１２０度毎に第５から第７のギャップが形成され、
前記第１から第３の磁束密度変換器は、前記第５から第７のギャップ内にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項５又は１２記載の回転角検出装置。
【請求項１４】
前記回転角演算部は、前記第１から第３の磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転軸の回転角を演算し、
前記異常検出手段は、前記変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、前記第１から第３の磁束密度変換器のいずれかが異常であるのかを特定し、
前記第１の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、前記回転角演算部が前記第２及び第３の磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転軸の回転角を演算し、
前記第２の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、前記回転角演算部が前記第１及び第３の磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転角の回転角を演算し、
前記第３の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、前記回転角演算部が前記第１及び第２の磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転角の回転角を演算することを特徴とする請求項５、１２及び１３のいずれか１つに記載の回転角検出装置。
【請求項１５】
前記異常検出手段は、前記回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化する前記第１から第３の磁束密度変換器で変換した前記電気信号の変化量の異常値を予め記憶しており、
前記回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化する前記第１から第３の磁束密度変換器のうち、変換した前記電気信号の変化量の実際値が前記異常値である前記磁束密度変換器が異常であると特定することを特徴とする請求項１４記載の回転角検出装置。
【請求項１６】
前記異常検出手段は、前記磁束密度変換器の異常を検出した場合、複数の前記磁束密度変換器のうち、異常である前記磁束密度変換器を特定し、
前記回転角演算部は、正常である前記磁束密度変換器で変換した前記電気信号に基づいて、前記回転軸の回転角を演算することを特徴とする請求項１記載の回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の回転角を検出する回転角検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術として、本出願人が先に出願した回転角検出装置（特許文献１参照）がある。
【０００３】
この回転角検出装置は、回転軸に連結され、且つＮ極とＳ極とが周方向略１８０度間隔に連結されたリング状の磁石と、この磁石の外周側に設けられると共に、周方向の略９０度毎に放射状のギャップが形成された磁気ヨークと、この磁気ヨークの周方向に連続した２つのギャップ内にそれぞれ１つずつ配置され、ギャップ内に発生する磁束密度を検出して電気信号に変換する磁気センサと、この磁気センサで変換した電気信号に基づいて回転軸の回転角を演算する回転角検出部とから構成されている。
【特許文献１】特願２００３−６３４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に記載された回転角検出装置では、２つの磁気センサで変換した電気信号の周期波形が最大値及び最小値付近が丸まり、且つ略９０度位相のずれた略三角波形となる。
【０００５】
ところが、上述の特許文献１の回転角検出装置では、磁気センサの異常を検出する方法が明らかにされておらず、２つの磁気センサのいずれかに何らかの異常が発生した場合に、磁気センサで変換する電気信号が異常となり、回転角演算部が回転軸の回転角を正しく演算することができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、磁気センサの異常を検出することができる回転角検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１では、回転軸と、回転軸に連結されると共に、磁気極性の異なる第１の磁極と第２の磁極とが周方向に交互に設けられる硬磁性体と、硬磁性体の外周側に設けられると共に、周方向に複数のギャップが形成され、回転軸の回転によって硬磁性体との相対位置が変化すると、ギャップ内に発生する磁束密度が変化するように構成された軟磁性体と、ギャップ内に発生する磁束密度を電気信号に変換する複数の磁束密度変換器と、磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算するための回転角演算部とを備え、複数の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、磁束密度変換器の異常を検出する異常検出手段を有していることを特徴としている。
【０００８】
この構成により、複数の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、磁束密度変換器の異常を検出する異常検出手段を有していることから、磁束密度変換器の異常を検出することができる。そのため、磁束検出器に何らかの異常が発生したとしても回転角演算部が回転軸の回転角を誤って演算することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
請求項２では、異常検出手段は、複数の磁束密度変換器で変換した電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算し、演算した変化量が異常値であるときに、磁束密度変換器が異常であると判定することを特徴としている。
【００１０】
この構成により、磁束密度変換器に異常が発生すると、磁束密度変換器で変換した電気信号の所定時間毎の変化量が異常値となるため、異常検出手段が磁束密度変換器の異常を検出することができる。
【００１１】
また、請求項３では、異常検出手段は、複数の磁束密度変換器で変換した電気信号のうち、２つの電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算し、演算した２つの変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、磁束密度変換器が異常であると判定することを特徴としている。
【００１２】
この構成により、磁束密度変換器に異常が発生すると、２つの磁束密度変換器で変換した電気信号の所定時間毎の変化量の偏差の絶対値が所定値以上となるため、異常検出手段が磁束密度変換器の異常を検出することができる。
【００１３】
また、請求項４では、２つの電気信号とは、回転軸の回転角に対して一定の割合で変化している電気信号であることを特徴としている。
【００１４】
この構成により、異常検出手段は、回転軸の回転角に対して一定の割合で変化している２つの電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算することから、磁束密度変換器が正常である場合には、２つの電気信号の所定時間毎の変化量が略一致するが、磁束密度変換器に異常が発生した場合には、２つの電気信号の所定時間毎の変化量が略一致せず、２つの電気信号の変化量の偏差の絶対値が大きくなるため、この変化量が所定値以上であるときに、磁束密度変換器が異常であると判定することで、異常検出手段が磁束密度検出器の異常を検出することができる。
【００１５】
また、請求項５では、複数の磁束密度変換器は、複数のギャップ内にそれぞれ１つずつ設けられた第１から第３の磁束密度変換器から構成され、第１から第３の磁束密度変換器で変換した電圧信号の回転軸の回転角に対する周期波形は、略三角波形であって、異常検出手段は、第１及び第２の磁束密度変換器で変換した２つの電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算し、第１の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値もしくは最大値付近であるときに、第２及び第３の磁束密度変換器で変換した２つの電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算し、第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値もしくは最大値付近であるときに、第１及び第３の磁束密度変換器で変換した２つの電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算することを特徴としている。
【００１６】
この構成により、異常検出手段は、通常、第１及び第２の磁束密度検出器で変換した２つの電気信号の所定時間毎の変化量を演算して磁束密度変換器の異常を判定しているが、第１から第３の磁束密度変換器で変換した電気信号の回転軸の回転角に対する周期波形は、略三角波形であるため、第１の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値もしくは最大値付近であるときには、第１の磁束密度変換器で変換した電気信号が回転軸の回転角に対して一定の割合で変化せず、第２及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号が回転軸の回転角に対して一定の割合で変化している。このため、異常検出手段が第２及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算することで、磁束密度変換器の異常を判定することができる。また、第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値もしくは最大値付近であるときにも同様に、第１及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号の所定時間毎の変化量をそれぞれ演算することで、磁束密度変換器の異常を判定することができる。
【００１７】
また、請求項６では、第１から第３の磁束密度変換器で変換した３つの電気信号は、回転軸の回転角に対する電圧値であって、第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電圧値の回転軸の回転角に対する周期波形は、略９０度位相がずれており、回転軸の回転角３６０度の範囲において、第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電圧値がそれぞれ一致する２つの一致部があり、第１の一致部の電圧値が第２の一致部の電圧値よりも大きく、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最大値付近であるときとは、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電圧値が第１の一致部の電圧値よりも大きいときであって、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値付近であるときとは、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電圧値が第２の一致部の電圧値よりも小さいときであることを特徴としている。
【００１８】
この構成により、第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電圧値の回転軸の回転角に対する周期波形は、略９０度位相がずれているため、回転軸の回転角３６０度の範囲において、第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電圧値がそれぞれ一致する一致部が２点存在する。そして、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最大値付近であるときを第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電圧値が第１の一致部の電圧値よりも大きいときに、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値付近であるときを第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電圧値が第２の一致部の電圧値よりも小さいときにそれぞれ定義することで、異常検出手段が回転軸の回転角に対して一定の割合で変化している第１から第３の磁束密度変換器で変換した電圧値の所定時間毎の変化量を演算することができる。
【００１９】
また、請求項７では、硬磁性体の第１及び第２の磁極は、周方向の略１８０度間隔に設けられ、軟磁性体には、周方向の略９０度毎に第１から第４のギャップが形成され、さらに隣り合う第３のギャップと第４のギャップとの周方向中央部に第５のギャップが形成され、第１及び第２の磁束密度変換器は、周方向に連続した第１及び第２のギャップ内にそれぞれ設けられ、且つ第３の磁束密度変換器は、第５のギャップ内に設けられることを特徴としている。
【００２０】
この構成により、第１の磁束密度変換器を第１のギャップに、第２の磁束密度変換器を第２のギャップに、第３の磁束密度変換器を第３のギャップにそれぞれ設けることで、第１から第３の磁束密度変換器で変換した電気信号の回転軸の回転角に対する周期波形が一致しないため、第１の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値もしくは最大値付近のときに、第２及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号が回転軸の回転角に対して一定の割合で変化しており、異常検出手段が第２及び第３の磁束密度変換器で変換された電気信号に基づいて磁束密度変換器の異常を判定することができる。また、第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値もしくは最大値付近のときにも、第１及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号が回転軸の回転角に対して一定の割合で変化しており、異常検出手段が第１及び第３の磁束密度変換器で変換された電気信号に基づいて磁束密度変換器の異常を判定することができる。
【００２１】
また、請求項８では、磁束密度変換器が設けられないギャップの周方向の間隔は、磁束密度検出器が設けられるギャップの周方向の間隔よりも狭いことを特徴としている。
【００２２】
この構成により、磁束密度変換器が設けられないギャップの周方向の間隔を磁束密度変換器が設けられるギャップの周方向の間隔よりも狭くすることで、磁束密度変換器が設けられないギャップに流れる磁束が外部に漏洩することを抑制できるため、磁束密度変換器で変換する磁束密度が低減することを抑制できる。
【００２３】
また、請求項９では、回転角演算部は、複数の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算し、異常検出手段は、変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、複数の磁束密度変換器で変換した電気信号のそれぞれの所定時間毎の変化量を演算して、複数の磁束密度変換器のうち、演算した変化量が異常値である磁束密度変換器を特定し、正常である磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転角演算部が回転軸の回転角を演算することを特徴としている。
【００２４】
この構成により、回転角演算部は、複数の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算しているため、異常検出手段は、変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、即ち第１から第３の磁束密度変換器のいずれかに異常が発生したときに、複数の磁束密度変換器のうち、どの磁束密度変換器が異常であるのかを特定し、回転角演算部が正常である磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて回転軸の回転角を演算することから、複数の磁束密度変換器のうち、１つに異常が発生しても、回転角演算部が回転軸の回転角を演算し続けることができる。これにより、信頼性の高い回転角検出装置を提供することができる。
【００２５】
また、請求項１０では、回転角演算部は、第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算し、異常検出手段は、変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、第１もしくは第２の磁束密度変換器のどちらが異常であるのかを特定し、第１の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、回転角演算部が第２及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算し、第２の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、回転角演算部が第１及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転角の回転角を演算することを特徴としている。
【００２６】
この構成により、回転角演算部は、第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算しているため、異常検出手段は、変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、即ち第１から第３の磁束密度変換器のいずれかに異常が発生したときに、第１もしくは第２の磁束密度変換器のどちらかが異常であるか否かを特定し、回転角演算部が第１及び第２の磁束密度変換器のうち、正常である磁束密度変換器と第３の磁束密度変換器とで変換した電気信号に基づいて回転軸の回転角を演算することから、第１もしくは第２の磁束密度変換器のどちらか１つに異常が発生しても、回転角演算部が回転軸の回転角を演算し続けることができる。これにより、信頼性の高い回転角検出装置を提供することができる。
【００２７】
また、請求項１１では、異常検出手段は、回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化する第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電気信号の変化量の異常値を予め記憶しており、回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化する第１及び第２の磁束密度変換器のうち、変換した電気信号の変化量の実際値が異常値である磁束密度変換器が異常であると特定することを特徴としている。
【００２８】
この構成により、磁束密度変換器に異常が発生すると、変換した電気信号の変化量が回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化しないことから、異常検出手段が磁束密度変換器で変換した電気信号の変化量の実際値が予め記憶している異常値であるときに、磁束密度変換器が異常であると判定することで、第１及び第２の磁束密度変換器のどちらが異常であるのかを特定することができる。
【００２９】
また、請求項１２では、第１から第３の磁束密度変換器で変換した３つの電気信号は、回転軸の回転角に対する電圧値であって、第１から第３の磁束密度変換器で変換した電圧値の回転軸の回転角に対する周期波形は、略１２０度毎に位相がずれており、回転軸の回転角３６０度の範囲において、第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電圧値がそれぞれ一致する２つの一致部があり、第１の一致部の電圧値が第２の一致部の電圧値よりも大きく、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最大値付近であるときとは、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電圧値が第１の一致部の電圧値に所定電圧値を加算した最大基準電圧値よりも大きいときであって、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値付近であるときとは、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電圧値が第２の一致部の電圧値に所定電圧値を減算した最小基準電圧値によりも小さいときであることを特徴としている。
【００３０】
この構成により、第１から第３の磁束密度変換器で変換した電圧値の回転軸の回転角に対する周期波形は、略１２０度毎に位相がずれているため、回転軸の回転角３６０度の範囲において、第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電圧値がそれぞれ一致する一致部が２点存在する。そして、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最大値付近であるときを第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電圧値が第１の一致部の電圧値に所定電圧値を加算した最大基準電圧値よりも大きいときに、第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値付近であるときを第１もしくは第２の磁束密度変換器で変換した電圧値が第２の一致部の電圧値に所定電圧値を減算した最小基準電圧値よりも小さいときにそれぞれ定義することで、異常検出手段が回転軸の回転角に対して一定の割合で変化する第１から第３の磁束密度変換器で変換した電圧値の所定時間毎の変化量を演算することができる。
【００３１】
また、請求項１３では、硬磁性体の第１及び第２の磁極は、周方向の略１８０度間隔に設けられ、軟磁性体には、周方向の略１２０度毎に第５から第７のギャップが形成され、第１から第３の磁束密度変換器は、第５から第７のギャップ内にそれぞれ設けられることを特徴としている。
【００３２】
この構成により、第１から第３の磁束密度変換器を第５から第７のギャップ内にそれぞれ設けることで、第１から第３の磁束密度変換器で変換した電気信号の回転軸の回転角に対する周期波形が一致しないため、第１の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値もしくは最大値付近のときに、第２及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号が回転軸の回転角に対して一定の割合で変化しており、異常検出手段が第２及び第３の磁束密度変換器で変換された電気信号に基づいて磁束密度変換器の異常を判定することができる。また、第２の磁束密度変換器で変換した電気信号が最小値もしくは最大値付近のときにも、第１及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号が回転軸の回転角に対して一定の割合で変化しており、異常検出手段が第１及び第３の磁束密度変換器で変換された電気信号に基づいて磁束密度変換器の異常を判定することができる。
【００３３】
また、請求項１４では、回転角演算部は、第１から第３の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算し、異常検出手段は、変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、第１から第３の磁束密度変換器のいずれかが異常であるのかを特定し、第１の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、回転角演算部が第２及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算し、第２の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、回転角演算部が第１及び第３の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転角の回転角を演算し、第３の磁束密度変換器が異常であると特定された場合、回転角演算部が第１及び第２の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転角の回転角を演算することを特徴としている。
【００３４】
この構成により、回転角演算部は、第１から第３の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算しているため、異常検出手段は、変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるときに、即ち第１から第３の磁束密度変換器のいずれかが異常であるときに、第１から第３の磁束密度変換器のうち、どの磁束密度変換器が異常であるのかを特定し、回転角演算部が正常である２つの磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて回転軸の回転角を演算することから、第１から第３の磁束密度変換器のいずれか１つに異常が発生しても、回転角演算部が回転軸の回転角を演算し続けることができる。これにより、信頼性の高い回転角検出装置を提供することができる。
【００３５】
また、請求項１５では、異常検出手段は、回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化する第１から第３の磁束密度変換器で変換した電気信号の変化量の異常値を予め記憶しており、回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化する第１から第３の磁束密度変換器のうち、変換した電気信号の変化量の実際値が異常値である磁束密度変換器が異常であると特定することを特徴としている。
【００３６】
この構成により、磁束密度変換器に異常が発生すると、変換した電気信号の変化量が回転軸の回転角に対して、一定の割合で変化しないことから、異常検出手段が磁束密度変換器で変換した電気信号の変化量の実際値が予め記憶している異常値であるときに、磁束密度変換器が異常であると判定することで、第１から第３の磁束密度変換器のいずれが異常であるのかを特定することができる。
【００３７】
また、請求項１６では、異常検出手段は、磁束密度変換器の異常を検出した場合、複数の磁束密度変換器のうち、異常である磁束密度変換器を特定し、回転角演算部は、正常である磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算することを特徴としている。
【００３８】
この構成により、回転角演算部は、複数の磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて、回転軸の回転角を演算しているため、異常検出手段は、磁束密度変換器の異常を検出したときに、複数の磁束密度変換器のうち、異常である磁束密度変換器を特定し、回転角演算部が正常である磁束密度変換器で変換した電気信号に基づいて回転軸の回転角を演算することから、磁束密度変換器に異常が発生しても、回転角演算部が回転軸の回転角を演算し続けることができる。これにより、信頼性の高い回転角検出装置を提供することができる。
【実施例１】
【００３９】
図１の（ａ）は、回転角センサの側面図、（ｂ）は、（ａ）のI−I矢視断面図及びこの回転角センサを具備した回転角検出装置である。図２は、磁石を示した斜視図である。図３の（ａ）は、磁石から発生する磁束量φの方向を示した図、（ｂ）は、（ａ）の周方向の角度θにおける磁石から発生する磁束量φの周期波形を示したグラフである。図４の（ａ）は、磁石が周方向に回転した状態を示した図、（ｂ）は、磁気センサが変換した電気信号の周期波形を示したグラフである。図５は、回転角演算部での演算手順を示したフローチャートである。図６は、回転角演算部で演算された電気信号を示したグラフである。
【００４０】
本実施例での回転角検出装置１は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、回転軸２の外周側に設けられる回転角センサと回転角演算部６とから構成され、回転角センサで検出した信号に基づいて、回転角演算部６が回転軸２の回転角を演算する。
【００４１】
回転角センサは、硬磁性体を成す磁石３、軟磁性体を成すヨーク４及び磁束密度変換器を成す磁気センサ５から構成されている。
【００４２】
磁石３は、リング状であって、回転軸２の外周に連結され、且つ磁気極性の異なる第１の磁極を成すＮ極３ａと第２の磁極を成すＳ極３ｂとから成っている。このＮ極３ａとＳ極３ｂとは、周方向の略１８０度間隔に連結されている。また、図２に示すように、磁石３の軸方向の厚さｈは、周方向にＮ極３ａとＳ極３ｂとの境界部３ｃからＮ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央部に向かって漸減している。
【００４３】
ヨーク４は、磁石３の外周に近接して配置される環状体であって、第１から第４のヨーク４ａ〜４ｄから構成されている。この第１から第４のヨーク４ａ〜４ｄは、それぞれ周方向の略９０度間隔にギャップ４１を介して設けられている。さらに、第３のヨーク４ｃの周方向中央部にも放射状のギャップ４１が形成されている。また、図１（ａ）に示すように、ヨーク４の軸方向の厚さは、磁石３の軸方向の厚さよりも厚く形成され、且つヨーク４の軸方向の厚さ方向の中心位置は、磁石３の軸方向の厚さ方向の中心位置と全周に渡って軸方向に一致して設けられている。
【００４４】
磁気センサ５は、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃによって構成されている。第１の磁気センサ５ａは、第１及び第４のヨーク４ａ、４ｄとの周方向の間のギャップ４１内に、第２の磁気センサ５ｂは、第１及び第２のヨーク４ａ、４ｂとの周方向の間のギャップ４１内に、さらに第３の磁気センサ５ｃは、ヨーク４ｃの周方向中央部に形成されたギャップ４１内にそれぞれ挿入されており、それぞれ挿入されたギャップ４１に生じる磁束量を磁束密度として検出する。但し、この第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃは、ヨーク４と非接触に設けられている。また、磁気センサ５としては、例えばホール素子、ホールＩＣ及び磁気抵抗素子等を使用することができ、検出した磁束密度を電気信号（例えば電圧信号）に変換して回転角演算部６に出力する。なお、第３の磁気センサ５ｃは、後述するが、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂの異常を検出するために設けられている。また、図９に示すように、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃが挿入されるギャップ４１の周方向距離Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｄは、略同じであって、且つ磁気センサ５が挿入されない第２及び第３のヨーク４ｂ、４ｃの周方向の間のギャップ４１の周方向距離Ｋｃと、第３のヨーク４ｃの周方向中央部に形成されているギャップ４１の周方向距離Ｋｅとよりも広く形成されている。言い換えれば、第２及び第３のヨーク４ｂ、４ｃの周方向の間のギャップ４１の周方向距離Ｋｃと、第３のヨーク４ｃの周方向中央部に形成されているギャップ４１の周方向距離Ｋｅとは、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃが挿入されるギャップ４１の周方向距離Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｄよりも狭く形成されている。
【００４５】
回転角演算部６は、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換された電気信号に基づいて、回転軸２の回転角（絶対角）を演算する。具体的には、磁気センサ５ａ〜５ｃに異常が発生していない場合、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換された２つの電気信号をそれぞれつなぎ合わせることで、９０ｄｅｇ以上の連続した回転軸２の回転角を演算する。
【００４６】
次に、本実施例の作動について説明する。
【００４７】
先ず、磁石３から発生する磁束の磁束密度について説明する。上述のように磁石３の軸方向の厚さｈは、周方向にＮ極３ａとＳ極３ｂとの境界部３ｃからＮ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央部に向かって漸減していることから、Ｎ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央部分の厚さがＮ極３ａ及びＳ極３ｂの境界部３ｃの厚さよりも薄くなる。そのため、Ｎ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央付近の外周面の面線が小さくなり、Ｎ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央付近のいずれの部分から径方向に発生する磁束の磁束密度が厚さｈが全周に渡って等しい磁石３のＮ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央付近のいずれの部分から発生する磁束の磁束密度よりも低減する。このことから、Ｎ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央付近のいずれの部分から径方向に発生する磁束量は、厚さｈが全周に渡って等しい磁石３のＮ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央付近のいずれの部分から発生する磁束量よりも低減する。つまり、Ｎ極３ａ及びＳ極３ｂの磁束量が大きい部分から発生する磁束量を低減させることができる。このことから、本実施例の磁石３から発生する磁束量の周期波形は、図３（ｂ）に示す波形となり、範囲Ｘ（Ｎ極３ａの周方向中央付近）と範囲Ｙ（Ｓ極３ｂの周方向中央付近）との磁束量をそれぞれほぼ一定に設定することができる。
【００４８】
なお、図３（ｂ）のように、Ｎ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央付近のいずれの部分から発生する磁束量をほぼ一定になるように、磁石３の軸方向の厚さｈをＮ極３ａ及びＳ極３ｂの境界部３ｃからＮ極及びＳ極の周方向中央部に向かって漸減させる。また、磁石３の径方向の厚さｈをＮ極３ａ及びＳ極３ｂの境界部３ｃからＮ極及びＳ極の周方向中央部に向かって漸減させてもよい。
【００４９】
次に、図４に示すように、回転軸２が周方向に回転した場合の磁気センサ５が検出する磁束密度の変化について説明する。
【００５０】
図４（ａ）に示す（I）の状態（０ｄｅｇ）の場合、第１のヨーク４ａと第４
のヨーク４ｄとの間のギャップ４１には、磁束が流れず磁束密度としては０となる。また、第１のヨーク４ａと第２のヨーク４ｂとの間のギャップ４１には、負の極性の磁束密度の最大値が生じる。このことから、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂは、図４（ｂ）の点線（I）に示す電圧信号に変換する。
そして、図４（ａ）に示す（I）の状態から回転軸２が周方向に９０度右回転
し、（II）の状態（９０ｄｅｇ）になった場合、第１のヨーク４ａと第４のヨー
ク４ｄとの間のギャップ４１には、正の極性の磁束密度の最大値が生じる。また、第１のヨーク４ａと第２のヨーク４ｂとの間のギャップ４１には、磁束が流れず磁束密度としては０となる。このことから、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂは、図４（ｂ）の点線（II）に示す電圧信号に変換する。
さらに、図４（ａ）に示す（II）の状態から回転軸２が周方向に９０度右回転
し、（III）の状態（１８０ｄｅｇ）になった場合、第１のヨーク４ａと第４のヨ
ーク４ｄとの間のギャップ４１には、磁束が流れず磁束密度としては０となる。また、第１のヨーク４ａと第２のヨーク４ｂとの間のギャップ４１には、正の極性の磁束密度の最大値が生じる。このことから、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂは、図４（ｂ）の点線（III）に示す電圧信号に変換する。
このように、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換した電気信号の周期波形は、略９０度位相がずれた略三角波形となる。そのため、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換した電気信号が回転軸２の回転角−４５度及び１３５度で一致する一致部ＶＬ，ＶＨを有している。なお、回転角−４５度の一致部がＶＬであり、回転角１３５度の一致部がＶＨである。また、第３の磁気センサ５ｃで変換した電気信号の周期波形は、図４（ｂ）に示すように、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換した電気信号の周期波形と略４５度位相がずれる。
【００５１】
また、磁石３のＮ極３ａ及びＳ極３ｂの周方向中央付近のいずれの部分から発生する磁束量がほぼ一定であることから、回転軸２が周方向に回転している際の第１及び第４のギャップ４１と第１及び第２のギャップ４１とに生じる磁束の磁束密度は、一定の割合で変化する。このことから、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃは、図４（ｂ）の太線のように、一定の割合で変化する電圧信号（直線部）に変換する。なお、第３の磁気センサ５ｃで変換された電気信号（直線部）は、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換された電気信号（直線部）よりも検出する磁束密度に若干の乱れを生じ、略一定の割合で変化する。
【００５２】
次に、図５に示すフローチャートに基づいて回転角演算部６の処理手順について説明する。なお、第１の磁気センサ５ａの出力電圧をＶａ、第２の磁気センサ５ｂの出力電圧をＶｂ及び回転角演算部６の出力電圧をＶｏｕｔとする。
【００５３】
Ｓ１では、Ｖａが３．０［Ｖ］よりも大きいかを判定する。Ｖａが３．０［Ｖ］よりも大きい場合には、Ｓ６に進み、以下の式（１）の演算を行い、Ｓ１に戻る。また、Ｖａが３．０［Ｖ］よりも小さい場合には、Ｓ２に進む。
【００５４】
Ｖｏｕｔ＝１＋Ｖｂ・・・・・・・・・・（１）
Ｓ２では、Ｖａが２．０［Ｖ］よりも小さいかを判定する。Ｖａが２．０［Ｖ］よりも小さい場合には、Ｓ７に進み、以下の式（２）の演算を行い、Ｓ１に戻る。また、Ｖａが２．０［Ｖ］よりも大きい場合には、Ｓ３に進む。
【００５５】
Ｖｏｕｔ＝４−Ｖｂ・・・・・・・・・・（２）
Ｓ３では、Ｖｂが２．４［Ｖ］よりも小さいかを判定する。Ｖｂが２．４［Ｖ］よりも小さい場合には、Ｓ８に進み、以下の式（３）の演算を行い、Ｓ１に戻る。また、Ｖｂが２．４［Ｖ］よりも大きい場合には、Ｓ４に進む。
【００５６】
Ｖｏｕｔ＝Ｖａ・・・・・・・・・・・・（３）
Ｓ４では、Ｖｂが２．６［Ｖ］よりも大きいか、Ｖａが２．５［Ｖ］よりも小さいかを判定する。Ｖｂが２．６［Ｖ］よりも大きく、Ｖａが２．５［Ｖ］よりも小さい場合には、Ｓ９に進み、以下の式（４）の演算を行い、Ｓ１に戻る。また、それ以外の場合には、Ｓ５に進む。
【００５７】
Ｖｏｕｔ＝３−Ｖａ・・・・・・・・・・（４）
Ｓ５では、Ｖｂが２．６［Ｖ］よりも大きいか、Ｖａが２．５［Ｖ］以上であるかを判定する。Ｖｂが２．６［Ｖ］よりも大きく、Ｖａが２．５［Ｖ］以上の場合には、Ｓ１０に進み、以下の式（５）の演算を行い、Ｓ１に戻る。また、それ以外の場合には、Ｓ１１に進み、以下の式（６）の演算を行い、Ｓ１に戻る。
【００５８】
Ｖｏｕｔ＝７−Ｖａ・・・・・・・・・・（５）
Ｖｏｕｔ＝０・・・・・・・・・・・・・（６）
以上の処理を回転角演算部６が演算することで、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換した電気信号の直線部をそれぞれつなぎ合わされ、Ｖｏｕｔを図６に示すように、回転軸２の回転角３６０度（−１８０ｄｅｇ〜１８０ｄｅｇ）の範囲で一定の割合で変化させることができるため、回転軸２の３６０度の絶対角を検出することができる。
【００５９】
ここで、本発明部分である回転角演算部６での磁気センサ５の異常検出方法と磁気センサ５が異常である時の処置方法とについて、図７のフローチャートに基づいて説明する。なお、本実施例での第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電気信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、回転軸２の回転角に対する電圧値である。
【００６０】
ステップＳ１００では、回転角演算部６が第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換された電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを読み込み、ステップＳ１０１に進む。
【００６１】
ステップＳ１０１では、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値である場合、電圧値Ｖａの回転軸２の回転角に対する周期波形は、略三角波形であることから、電圧値Ｖａの回転軸２の回転角に対する所定時間毎の変化量が一定とならないため、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値であるかどうかを判定し、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値であれば、ステップＳ１０２に進み、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値でなければ、ステップＳ１０７に進む。具体的には、上述した一致部ＶＬ，ＶＨの電圧値を算出し、電圧値Ｖａが以下の式（７）もしくは式（８）の範囲内であれば、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値であると判定する。
【００６２】
Ｖａ＜ＶＬ・・・・・（７）
Ｖａ＞ＶＨ・・・・・（８）
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１にて電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近であると判定されているため、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化している電圧値Ｖｂ、Ｖｃの所定時間毎の変化量ΔＶｂ，ΔＶｃをそれぞれ演算して求め、ステップＳ１０３に進む。
【００６３】
ステップＳ１０３では、ステップＳ１０２にて演算して求めた電圧値Ｖｂ，Ｖｃの変化量ΔＶｂ，ΔＶｃの偏差ΔＶｂ−ΔＶｃをそれぞれ演算し、ステップＳ１０４に進む。
【００６４】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３にて演算した偏差ΔＶｂ−ΔＶｃの絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値以上であるかどうかを判定し、絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値以上であれば、ステップＳ１０６に進み、絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値よりも小さければ、ステップＳ１０５に進む。
【００６５】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４にて絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値よりも小さいと判定していることから、回転角演算部６は、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃが正常であると判断し、上述した図５に示すフローチャートに基づいて、電圧値Ｖａ，Ｖｂによって回転軸２の回転角を演算し、ステップＳ１００に戻る。
【００６６】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４にて絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値以上であると判定していることから、回転角演算部６は、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃのいずれかが異常であると判断し、以下の異常処理１を行い、処理を終了する。
【００６７】
異常処理１では、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃのどちらが異常であるのかを特定して延命措置を実施する。以下に具体的に説明する。
【００６８】
回転角演算部６には、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃが正常である時の回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化する電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの変化量が予めマップに記憶されている。そして、ステップＳ１０２で演算した第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃの電圧値Ｖｂ，Ｖｃの所定時間毎の変化量ΔＶｂ、ΔＶｃと、演算周期と回転軸２の回転速度の最大値に基づいて予め記憶されている電圧値Ｖｂ，Ｖｃの所定時間毎の正常範囲である変化量ΔＶｂ、ΔＶｃとをそれぞれ比較して、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃのいずれが異常であるのかを特定する。
【００６９】
そして、延命措置では、第２の磁気センサ５ｂのみが異常である場合、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃの電圧値Ｖａ，Ｖｃによって回転軸２の回転角を演算し続ける。また、第３の磁気センサ５ｃのみが異常である場合には、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂの電圧値Ｖａ、Ｖｂによって回転軸２の回転角を演算し続ける。さらに、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃの両方が異常である場合には、回転角演算部６からの信号を受けているシステムに回転角演算部６が回転軸２の回転角を演算し続けることが不可能であると知らせる。
【００７０】
なお、第２の磁気センサ５ｂのみが異常である場合、回転角演算部６で演算したＶｏｕｔは、回転軸２の回転角に対して図６に示すグラフとなり、第３の磁気センサ５ｃで変換された電気信号に若干の乱れが生じ、直線部が一直線とならないため、第３の磁気センサ５ｃを使用して回転角演算部６で演算したＶｏｕｔも回転軸２の回転角に対して一直線とならない。
【００７１】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０１にて電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値でないと判定されているため、電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値であるかどうかを判定し、電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値であれば、ステップＳ１１２に進み、電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値でなければ、ステップＳ１０８に進む。具体的には、電圧値Ｖｂが以下の式（９）もしくは式（１０）の範囲内であれば、電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値であると判定する。
【００７２】
Ｖｂ＜ＶＬ・・・・・（９）
Ｖｂ＞ＶＨ・・・・・（１０）
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７にて電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近でないと判定されているため、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化している電圧値Ｖａ、Ｖｂの所定時間毎の変化量ΔＶａ，ΔＶｂをそれぞれ演算して求め、ステップＳ１０９に進む。
【００７３】
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８にて演算して求めた電圧値Ｖａ，Ｖｂの変化量ΔＶａ，ΔＶｂの偏差ΔＶａ−ΔＶｂをそれぞれ演算し、ステップＳ１１０に進む。
【００７４】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９にて演算した偏差ΔＶａ−ΔＶｂの絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｂ｜が所定値以上であるかどうかを判定し、絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｂ｜が所定値以上であれば、ステップＳ１１１に進み、絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｂ｜が所定値よりも小さければ、上述したステップＳ１０５に進む。
【００７５】
ステップＳ１１１では、ステップＳ１１０にて絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｂ｜が所定値以上であると判定していることから、回転角演算部６は、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂのいずれかが異常であると判断し、以下の異常処理２を行い、処理を終了する。
【００７６】
異常処理２では、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂのどちらが異常であるのかを特定して延命措置を実施する。以下に具体的に説明する。
【００７７】
ステップＳ１０８で演算した第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂの電圧値Ｖａ，Ｖｂの所定時間毎の変化量ΔＶａ、ΔＶｂと、演算周期と回転軸２の回転速度の最大値に基づいて予め記憶されている電圧値Ｖａ，Ｖｂの所定時間毎の正常範囲である変化量ΔＶａ、ΔＶｂとをそれぞれ比較して、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂのいずれが異常であるのかを特定する。
【００７８】
そして、延命措置では、第１の磁気センサ５ａのみが異常である場合、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃの電圧値Ｖｂ，Ｖｃによって回転軸２の回転角を演算し続ける。また、第２の磁気センサ５ｂのみが異常である場合には、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃの電圧値Ｖａ、Ｖｃによって回転軸２の回転角を演算し続ける。さらに、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂの両方が異常である場合には、回転角演算部６からの信号を受けているシステムに回転角演算部６が回転軸２の回転角を演算することが不可能であると知らせる。
【００７９】
ステップＳ１１２では、ステップＳ１０７にて電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近であると判定されているため、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化している電圧値Ｖａ、Ｖｃの所定時間毎の変化量ΔＶａ，ΔＶｃをそれぞれ演算して求め、ステップＳ１１３に進む。
【００８０】
ステップＳ１１３では、ステップＳ１１２にて演算して求めた電圧値Ｖａ，Ｖｃの変化量ΔＶａ，ΔＶｃの偏差ΔＶａ−ΔＶｃをそれぞれ演算し、ステップＳ１１４に進む。
【００８１】
ステップＳ１１４では、ステップＳ１１３にて演算した偏差ΔＶａ−ΔＶｃの絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｃ｜が所定値以上であるかどうかを判定し、絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｃ｜が所定値以上であれば、ステップＳ１１５に進み、絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｃ｜が所定値よりも小さければ、上述したステップＳ１０５に進む。
【００８２】
ステップＳ１１５では、ステップＳ１１４にて絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｃ｜が所定値以上であると判定していることから、回転角演算部６は、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃのいずれかが異常であると判断し、以下の異常処理３を行い、処理を終了する。
【００８３】
異常処理３では、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃのどちらが異常であるのかを特定して延命措置を実施する。以下に具体的に説明する。
【００８４】
ステップＳ１１２で演算した第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃの電圧値Ｖａ，Ｖｃの所定時間毎の変化量ΔＶａ、ΔＶｃと、演算周期と回転軸２の回転速度の最大値に基づいて予め記憶されている電圧値Ｖａ，Ｖｃの所定時間毎の正常範囲である変化量ΔＶａ、ΔＶｃとをそれぞれ比較して、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃのいずれが異常であるのかを特定する。
【００８５】
そして、延命措置では、第１の磁気センサ５ａのみが異常である場合、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃの電圧値Ｖｂ，Ｖｃによって回転軸２の回転角を演算し続ける。また、第３の磁気センサ５ｃのみが異常である場合には、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂの電圧値Ｖａ、Ｖｂによって回転軸２の回転角を演算し続ける。さらに、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃの両方が異常である場合には、回転角演算部６からの信号を受けているシステムに回転角演算部６が回転軸２の回転角を演算することが不可能であると知らせる。
【００８６】
［実施例１の効果］
本実施例の回転角検出装置１では、回転角演算部６が電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに基づいて、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの異常を判定していることから、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃのいずれかに異常が発生しても回転角演算部６が回転軸２の回転角を誤って演算することを防止できる。
【００８７】
また、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの直線部は、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化することから、第１から第３磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの直線部うち２つの直線部を選択して所定時間毎の変化量を演算し、演算した変化量の偏差の絶対値が所定値以上であるかを判定することによって第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの異常を判定することができる。
【００８８】
さらに、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、最小値もしくは最大値付近で回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化しない。また、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ、Ｖｃの回転軸２の回転角に対する周期波形は、それぞれ位相がずれていることから、例えば第１の磁気センサ５ａで変換した電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値であるときには、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃで変換した電圧値Ｖｂ，Ｖｃが直線部の電圧値であり、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化しているため、回転角演算部６が電圧値Ｖｂ，Ｖｃの所定時間毎の変化量の偏差を演算することで、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃの異常を判定することができる。また、第２の磁気センサ５ｂで変換した電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値であるときにも同様に、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｃが直線部の電圧値であり、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化しているため、回転角演算部６が電圧値Ｖａ，Ｖｃの所定時間毎の変化量の偏差を演算することで、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃの異常を判定することができる。
【００８９】
また、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂは、回転軸２の回転角に対して周方向の略９０度位相がずれた周期波形となり、最小値及び最大値付近で電圧値が一致する一致部が２点存在する。この２点の一致部ＶＬ，ＶＨの電圧値を基準にして第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂの最小値もしくは最大値付近の電圧値を定義することで、回転角演算部６が所定時間毎の変化量を演算する２つの電気信号を選択することができる。
【００９０】
また、磁気センサ５が挿入されない２つのギャップ４１の周方向距離（Ｋｃ，Ｋｅ）は、磁気センサ５が挿入されるギャップ４１の周方向距離（Ｋａ，Ｋｂ，Ｋｄ）よりも狭いことから、磁気センサ５が挿入されない２つのギャップ４１に流れる磁束の外部への漏洩を抑制できるため、回転軸２の回転角１８０の範囲において、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換した電気信号を点対称の略三角波形に保つことができる。
【００９１】
さらに、回転角演算部６は、第１の磁気センサ５ａもしくは第２の磁気センサ５ｂが異常である場合、異常である磁気センサ５を特定し、正常である２つの磁気センサ５で変換した電圧値によって、回転軸２の回転角を演算し続けて延命措置を実施することから、信頼性の良い回転角検出装置１を提供することができる。
【００９２】
また、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃのうちいずれかが異常であるのか特定する方法としては、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの所定時間毎の変化量ΔＶａ、ΔＶｂ、ΔＶｃと、マップに記憶されている電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの所定時間毎の変化量ΔＶａ、ΔＶｂ，ΔＶｃとをそれぞれ比較することで、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃのいずれかが異常であるのかを特定することができる。
【実施例２】
【００９３】
図１０は、回転角センサの軸方向断面図及びこの回転角センサを具備した回転角検出装置である。図１１は、磁気センサが変換した電気信号の周期波形を示したグラフである。図１２は、回転角演算部での演算手順を示したフローチャートである。図１３は、回転角演算部での磁気センサの異常判定の処理手順を示したフローチャートである。図１４は、第３の磁気センサが異常である時の第１及び第２の磁気センサが変換した電気信号の周期波形を示したグラフである。図１５は、第３の磁気センサが異常である時の回転角演算部で演算された電気信号を示したグラフである。ここでは、実施例１と同様な箇所は省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００９４】
図１０に示すように、ヨーク４は、磁石３の外周に近接して配置される環状体であって、第５から第７のヨーク４ｅ〜４ｇから構成されている。この第５から第７のヨーク４ｅ〜４ｇは、それぞれ周方向の略１２０度間隔にギャップ４１を介して設けられている。
【００９５】
磁気センサ５は、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃによって構成されている。第１の磁気センサ５ａは、第５及び第７のヨーク４ｅ、４ｇとの周方向の間のギャップ４１内に、第２の磁気センサ５ｂは、第５及び第６のヨーク４ｅ、４ｆとの周方向の間のギャップ４１内に、さらに第３の磁気センサ５ｃは、第６及び第７のヨーク４ｆ、４ｇとの周方向の間のギャップ４１内にそれぞれ挿入されており、それぞれ挿入されたギャップ４１に生じる磁束量を磁束密度として検出する。
【００９６】
回転角演算部６は、磁気センサ５ａ〜５ｃに異常が発生していない場合、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換された３つの電気信号をそれぞれつなぎ合わせることで、９０ｄｅｇ以上の連続した回転軸２の回転角を演算する。
図１１に示すように、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電気信号の周期波形は、それぞれ略１２０度位相がずれた略三角波形となる。そのため、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電気信号のうち、２つの電気信号が回転軸２の回転角−１８０度、−６０度、６０度、及び１８０度で一致する一致部ＶＨと、回転軸２回転角−１２０度、０度及び１２０度で一致する一致部ＶＬとを有している。
【００９７】
次に、図１２に示すフローチャートに基づいて回転角演算部６の処理手順について説明する。なお、第１の磁気センサ５ａの出力電圧をＶａ、第２の磁気センサ５ｂの出力電圧をＶｂ、第３の磁気センサ５ｃの出力電圧をＶｃ及び回転角演算部６の出力電圧をＶｏｕｔとする。
【００９８】
Ｓ２０では、Ｖｂが一致部ＶＬから一致部ＶＨまでの範囲内で、且つＶｃがＶｂ以上である場合には、Ｓ２６に進み、以下の式（２０）の演算を行い、Ｓ２０に戻る。また、上記の条件に当てはまらない場合には、Ｓ２１に進む。
【００９９】
Ｖｏｕｔ＝２．８３３−Ｖｂ・・・・・・・・・・（２０）
Ｓ２１では、Ｖａが一致部ＶＬから一致部ＶＨまでの範囲内で、且つＶｃがＶｂ以上である場合には、Ｓ２７に進み、以下の式（２１）の演算を行い、Ｓ２０に戻る。また、上記の条件に当てはまらない場合には、Ｓ２２に進む。
【０１００】
Ｖｏｕｔ＝−２．１６７＋Ｖａ・・・・・・・・・・（２１）
Ｓ２２では、Ｖｃが一致部ＶＬから一致部ＶＨまでの範囲内で、且つＶｃがＶｂ以上である場合には、Ｓ２８に進み、以下の式（２２）の演算を行い、Ｓ２０に戻る。また、上記の条件に当てはまらない場合には、Ｓ２３に進む。
【０１０１】
Ｖｏｕｔ＝２．１６７−Ｖｃ・・・・・・・・・・・・（２２）
Ｓ２３では、Ｖｂが一致部ＶＬから一致部ＶＨまでの範囲内で、且つＶｂがＶｃ以上である場合には、Ｓ２９に進み、以下の式（２３）の演算を行い、Ｓ２０に戻る。また、上記の条件に当てはまらない場合には、Ｓ２４に進む。
【０１０２】
Ｖｏｕｔ＝０．３３３＋Ｖｂ・・・・・・・・・・（２３）
Ｓ２４では、Ｖａが一致部ＶＬから一致部ＶＨまでの範囲内で、且つＶｂがＶｃ以上である場合には、Ｓ３０に進み、以下の式（２４）の演算を行い、Ｓ２０に戻る。また、上記の条件に当てはまらない場合には、Ｓ２５に進む。
【０１０３】
Ｖｏｕｔ＝６．０−Ｖａ・・・・・・・・・・（２４）
Ｓ２５では、Ｖｃが一致部ＶＬから一致部ＶＨまでの範囲内で、且つＶｂがＶｃ以上である場合には、Ｓ３１に進み、以下の式（２５）の演算を行い、Ｓ２０に戻る。また、上記の条件に当てはまらない場合には、Ｓ３２に進む。
【０１０４】
Ｖｏｕｔ＝１．６６７＋Ｖｃ・・・・・・・・・・（２５）
Ｓ３２では、以下の式（２６）の演算を行い、Ｓ２０に戻る。
【０１０５】
Ｖｏｕｔ＝０・・・・・・・・・・（２６）
以上の処理を回転角演算部６が演算することで、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換した電気信号の直線部Ｖｂｌ１，Ｖａｌ１，Ｖｃｌ１，Ｖｂｌ２，Ｖａｌ２，Ｖｃｌ２がそれぞれつなぎ合わされ、図６に示すように、Ｖｏｕｔを実施例１と同様に、回転軸２の回転角３６０度（−１８０ｄｅｇ〜１８０ｄｅｇ）の範囲で一定の割合で変化させることができるため、回転軸２の３６０度の絶対角を検出することができる。
【０１０６】
ここで、回転角演算部６での磁気センサ５の異常検出方法と磁気センサ５が異常である時の処置方法とについて、図１２のフローチャートに基づいて説明する。なお、本実施例での第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電気信号Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、実施例１と同様に、回転軸２の回転角に対する電圧値である。
【０１０７】
ステップＳ２００では、回転角演算部６が第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換された電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを読み込み、ステップＳ２０１に進む。
【０１０８】
ステップＳ２０１では、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値である場合、電圧値Ｖａの回転軸２の回転角に対する変化量が一定の割合とならないため、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値であるかどうかを判定し、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値であれば、ステップＳ１０２に進み、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値でなければ、ステップＳ１０７に進む。具体的には、上述した一致部ＶＬに所定電圧値を減算した最小基準電圧値ＶＬｋと、一致部ＶＨに所定電圧値を加算した最大基準電圧値ＶＨｋとを算出し、電圧値Ｖａが以下の式（２７）もしくは式（２８）の範囲内であれば、電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値であると判定する。
【０１０９】
Ｖａ＜ＶＬｋ・・・・・（２７）
Ｖａ＞ＶＨｋ・・・・・（２８）
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１にて電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近であると判定されているため、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化している電圧値Ｖｂ、Ｖｃの所定時間毎の変化量ΔＶｂ，ΔＶｃをそれぞれ演算して求め、ステップＳ２０３に進む。なお、具体的には、電圧値Ｖｂ，Ｖｃに補正係数Ｋを積算して変化量ΔＶｂ、ΔＶｃを演算して求める。
【０１１０】
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２にて演算して求めた電圧値Ｖｂ，Ｖｃの変化量ΔＶｂ，ΔＶｃの偏差ΔＶｂ−ΔＶｃをそれぞれ演算し、ステップＳ２０４に進む。
【０１１１】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３にて演算した偏差ΔＶｂ−ΔＶｃの絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値以上であるかどうかを判定し、絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値以上であれば、ステップＳ２０６に進み、絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値よりも小さければ、ステップＳ２０５に進む。
【０１１２】
ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４にて絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値よりも小さいと判定していることから、回転角演算部６は、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃが正常であると判断し、上述した図１２に示すフローチャートに基づいて、電圧値Ｖａ，Ｖｂ及びＶｃによって回転軸２の回転角を演算し、ステップＳ２００に戻る。
【０１１３】
ステップＳ２０６では、ステップＳ２０４にて絶対値｜ΔＶｂ−ΔＶｃ｜が所定値以上であると判定していることから、回転角演算部６は、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃのいずれかが異常であると判断し、実施例１で説明した異常処理１を行い、処理を終了する。
【０１１４】
ここで、本実施例での延命措置の方法について、具体的に説明する。
【０１１５】
例えば第３の磁気センサ５ｃのみが異常である場合、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂの電圧値Ｖａ，Ｖｂによって回転軸２の回転角を演算する。図１４に示すように、回転角演算部６は、第３の磁気センサ５ｃの電圧値Ｖｃを変換して絶対角を演算することができないため、第１の磁気センサ５ａの電圧値Ｖａと第２の磁気センサ５ｂの電圧値Ｖｂとを加算し、この加算した値を半分にすることで、第１の磁気センサ５ａの電圧値Ｖａと第２の磁気センサ５ｂの電圧値Ｖｂとの中間電圧値Ｖｆ１、Ｖｆ２を算出する。そして、この中間電圧値Ｖｆ１、Ｖｆ２に傾き補正係数を積算することで、第３の磁気センサ５ｃの電圧値Ｖｃに対応する絶対角を演算して求めることができる。
【０１１６】
ステップＳ２０７では、ステップＳ２０１にて電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧でないと判定されているため、電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値であるかどうかを判定し、電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値であれば、ステップＳ２１２に進み、電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値でなければ、ステップＳ２０８に進む。具体的には、上述した最小基準電圧値ＶＬｋと、最大基準電圧値ＶＨｋとを算出し、電圧値Ｖｂが以下の式（２９）もしくは式（３０）の範囲内であれば、電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値であると判定する。
【０１１７】
Ｖｂ＜ＶＬｋ・・・・・（２９）
Ｖｂ＞ＶＨｋ・・・・・（３０）
ステップＳ２０８では、ステップＳ２０７にて電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近でないと判定されているため、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化している電圧値Ｖａ、Ｖｂの所定時間毎の変化量ΔＶａ，ΔＶｂをそれぞれ演算して求め、ステップＳ１０９に進む。なお、具体的には、電圧値Ｖａ，Ｖｂに補正係数Ｋを積算して変化量ΔＶａ、ΔＶｂを演算して求める。
【０１１８】
ステップＳ２０９では、ステップＳ２０８にて演算して求めた電圧値Ｖａ，Ｖｂの変化量ΔＶａ，ΔＶｂの偏差ΔＶａ−ΔＶｂをそれぞれ演算し、ステップＳ２１０に進む。
【０１１９】
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０９にて演算した偏差ΔＶａ−ΔＶｂの絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｂ｜が所定値以上であるかどうかを判定し、絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｂ｜が所定値以上であれば、ステップＳ２１１に進み、絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｂ｜が所定値よりも小さければ、上述したステップＳ２０５に進む。
【０１２０】
ステップＳ２１１では、ステップＳ２１０にて絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｂ｜が所定値以上であると判定していることから、回転角演算部６は、第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂのいずれかが異常であると判断し、実施例１で説明した異常処理２を行い、処理を終了する。なお、延命措置の具体的な方法については、上述した異常処理１と同様であるため、説明を省略する。
【０１２１】
ステップＳ２１２では、ステップＳ２０７にて電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近であると判定されているため、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化している電圧値Ｖａ、Ｖｃの所定時間毎の変化量ΔＶａ，ΔＶｃをそれぞれ演算して求め、ステップＳ２１３に進む。なお、具体的には、電圧値Ｖａ，Ｖｃに補正係数Ｋを積算して変化量ΔＶａ、ΔＶｃを演算して求める。
【０１２２】
ステップＳ２１３では、ステップＳ２１２にて演算して求めた電圧値Ｖａ，Ｖｃの変化量ΔＶａ，ΔＶｃの偏差ΔＶａ−ΔＶｃをそれぞれ演算し、ステップＳ２１４に進む。
【０１２３】
ステップＳ２１４では、ステップＳ２１３にて演算した偏差ΔＶａ−ΔＶｃの絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｃ｜が所定値以上であるかどうかを判定し、絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｃ｜が所定値以上であれば、ステップＳ２１５に進み、絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｃ｜が所定値よりも小さければ、上述したステップＳ２０５に進む。
【０１２４】
ステップＳ２１５では、ステップＳ２１４にて絶対値｜ΔＶａ−ΔＶｃ｜が所定値以上であると判定していることから、回転角演算部６は、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃのいずれかが異常であると判断し、実施例１で説明した異常処理３を行い、処理を終了する。なお、延命措置の具体的な方法については、上述した異常処理１と同様であるため、説明を省略する。
【０１２５】
［実施例２の効果］
本実施例の回転角検出装置１では、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃを周方向に略１２０度間隔に配置していても、回転角演算部６が第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの電圧値Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの直線部Ｖｂｌ１，Ｖａｌ１，Ｖｃｌ１，Ｖｂｌ２，Ｖａｌ２，Ｖｃｌ２をそれぞれつなぎ合わせることで、回転軸２の回転角の絶対値を演算して求めることができる。
【０１２６】
また、回転角演算部６が電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに基づいて、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの異常を判定していることから、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃに異常が発生しても回転角演算部６が回転軸２の回転角を誤って演算することを防止できる。
【０１２７】
さらに、第１から第３磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの直線部部Ｖｂｌ１，Ｖａｌ１，Ｖｃｌ１，Ｖｂｌ２，Ｖａｌ２，Ｖｃｌ２は、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化することから、第１から第３磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの直線部うち２つの直線部を選択して所定時間毎の変化量を演算し、演算した変化量の偏差が絶対値が所定値以上であるかを判定することによって第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの異常を判定することができる。
【０１２８】
また、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃは、最小値もしくは最大値付近で回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化しない。また、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ、Ｖｃの回転軸２の回転角に対する周期波形は、それぞれ位相がずれる。このことから、例えば第１の磁気センサ５ａで変換した電圧値Ｖａが最小値もしくは最大値付近の電圧値であるときには、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃで変換した電圧値Ｖｂ，Ｖｃが直線部の電圧値であり、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化しているため、回転角演算部６が電圧値Ｖｂ，Ｖｃの所定時間毎の変化量の偏差を演算することで、第２及び第３の磁気センサ５ｂ、５ｃの異常を判定することができる。また、第２の磁気センサ５ｂで変換した電圧値Ｖｂが最小値もしくは最大値付近の電圧値であるときにも同様に、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｃが直線部の電圧値であり、回転軸２の回転角に対して一定の割合で変化しているため、回転角演算部６が電圧値Ｖａ，Ｖｃの所定時間毎の変化量の偏差を演算することで、第１及び第３の磁気センサ５ａ、５ｃの異常を判定することができる。
【０１２９】
また、第１及び第２の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂ、Ｖｃは、回転軸２の回転角に対して周方向の略１２０度位相がずれた周期波形となり、最小値及び最大値付近で電圧値が一致する一致部が複数存在する。この複数の一致部ＶＬ，ＶＨの電圧値に所定電圧値を減算もしくは加算した第１及び最大基準電圧値ＶＬｋ、ＶＨｋを基準にして第１及び第２の磁気センサ５ａ、５ｂで変換した電圧値Ｖａ，Ｖｂの最小値もしくは最大値付近の電圧値を定義することで、回転角演算部６が所定時間毎の変化量を演算する２つの電気信号を選択することができる。
【０１３０】
さらに、回転角演算部６は、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃのいずれかが異常である場合、正常である２つの磁気センサ５を特定し、特定した２つの磁気センサ５で変換した電圧値によって、回転軸２の回転角を演算し続けて延命措置を実施することから、信頼性の良い回転角検出装置１を提供することができる。
【０１３１】
また、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃのうちいずれかが異常であるのか特定する方法としては、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃの所定時間毎の変化量ΔＶａ、ΔＶｂ、ΔＶｃと、演算周期と回転軸２の回転速度の最大値に基づいて予め記憶されている電圧値Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃの所定時間毎の正常範囲である変化量ΔＶａ、ΔＶｂ，ΔＶｃとをそれぞれ比較することで、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃのいずれかが異常であるのかを特定することができる。
【０１３２】
以上説明した実施例１及び実施例２での回転角演算部６は、第１から第３の磁気センサ５ａ〜５ｃで変換した電気信号のうち、回転軸２の回転角を演算するために、常に、つなぎ合わされる（変換される）電気信号と別の電気信号との所定時間毎の変化量の偏差の絶対値を算出して磁気センサ５の異常を判定していることから、つなぎ合わされる電気信号が異常となったとしても、回転角演算部６が回転軸２の回転角を誤って演算することがない。
【０１３３】
なお、実施例１及び実施例２では、２つの磁気センサ５で変換された電気信号の偏差が所定値以上であるときに、磁気センサ５が異常であると判定しているが、例えば２つの磁気センサ５で変換した電気信号の所定時間毎の変化量が異常値であるときに、磁気センサ５が異常であると判定していてもよい。異常値とは、具体的に予めマップに記憶された
なお、実施例１及び実施例２での異常処理１〜３は、本発明の磁気センサ５の異常検出方法を行って処理することが望ましいが、必ずしも本発明の磁気センサ５の異常検出方法を行って処理する必要はない。具体的には、回転角演算部６が磁気センサ５の異常を何らかの方法で検出した時に、異常処理１〜３を処理していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】（ａ）は、回転角センサの側面図、（ｂ）は、（ａ）のI−I矢視断面図及びこの回転角センサを具備した回転角検出装置である。（実施例１）
【図２】磁石を示した斜視図である。（実施例１）
【図３】（ａ）は、磁石から発生する磁束量φの方向を示した図、（ｂ）は、（ａ）の周方向の角度θにおける磁石から発生する磁束量φの周期波形を示したグラフである。（実施例１）
【図４】（ａ）は、磁石が周方向に回転した状態を示した図、（ｂ）は、磁気センサが変換した電気信号の周期波形を示したグラフである。（実施例１）
【図５】回転角演算部での演算手順を示したフローチャートである。（実施例１）
【図６】回転角演算部で演算された電気信号を示したグラフである。（実施例１）
【図７】回転角演算部での磁気センサの異常判定の処理手順を示したフローチャートである。（実施例１）
【図８】回転角演算部で演算された電気信号を示したグラフである。（実施例１）
【図９】回転角センサの軸方向断面図である。（実施例１）
【図１０】回転角センサの軸方向断面図及びこの回転角センサを具備した回転角検出装置である。（実施例２）
【図１１】磁気センサが変換した電気信号の周期波形を示したグラフである。（実施例２）
【図１２】回転角演算部での演算手順を示したフローチャートである。（実施例２）
【図１３】回転角演算部での磁気センサの異常判定の処理手順を示したフローチャートである。（実施例２）
【図１４】第３の磁気センサが異常である時の第１及び第２の磁気センサが変換した電気信号の周期波形を示したグラフである。（実施例２）
【図１５】第３の磁気センサが異常である時の回転角演算部で演算された電気信号を示したグラフである。（実施例２）
【符号の説明】
【０１３５】
１…回転角検出装置、
２…回転軸、
３…磁石、
４…ヨーク、
５…磁気センサ、
６…回転角演算部
【図１】
2005077227.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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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