[发明专利]旋转角传感器的异常检测装置

说明书

技术领域

本申请主张于2013年1月8日提出的日本专利申请2013-001077号的优先权，并在此引用其全部内容。

本发明涉及旋转角传感器的异常检测装置。

背景技术

以往，例如日本特开2011－95094号公报(图14)所记载那样，作为检测马达等的旋转轴的旋转角的旋转角传感器，公知有利用了磁传感器的装置。该磁传感器具有分别包含四个磁阻元件的两个电桥电路。两个电桥电路分别生成与由设置于旋转轴的磁铁产生的磁场的方向对应的电信号。第一电桥电路生成与旋转轴的旋转角度的余弦分量对应的两个电信号，第二电桥电路生成与旋转轴的旋转角度的正弦分量对应的两个电信号。微型计算机基于与余弦分量对应的两个电信号的差分求出旋转角度的余弦分量，基于与正弦分量对应的两个电信号的差分求出旋转角度的正弦分量。微型计算机基于余弦分量以及正弦分量，通过运算反正切而得到旋转轴的旋转角。

微型计算机为了确保旋转角的检测可靠性，检测磁传感器有无异常。微型计算机在磁传感器正常时，利用余弦分量以及正弦分量的平方和(＝sin²θ+cos²θ)的值为恒定值，来检测磁传感器有无异常。微型计算机在平方和的值超出允许范围时，判断为磁传感器产生异常。

如图6所示，以确定的取样周期将微型计算机所获取的余弦分量以及正弦分量分别描画于cosθ与sinθ的正交坐标系时，若余弦分量以及正弦分量分别正常，则该曲线的轨迹描绘半径R0的圆。在该半径R0的正常圆的内外以恒定的宽度设定有平方和的值的允许范围。在半径R0的正常圆的外侧设定有作为允许范围的上限的半径R1的上限圆，同样在内侧设定有作为允许范围的下限的半径R2的下限圆。在余弦分量以及正弦分量被描画在cosθ与sinθ的正交坐标系中的上限圆的外侧或者下限圆的内侧时，微型计算机检测为磁传感器产生异常。

然而，在基于余弦分量以及正弦分量的平方和的值来检测磁传感器的异常的情况下，存在如下的问题。由磁传感器生成的电信号受温度的影响。由两个电桥电路分别生成的共计四个电信号的振幅根据每一时刻的环境温度而发生变化。因此，需要加上与由于磁传感器的温度特性而引起的振幅变化量相应的量来设定应当理解为正常的平方和的值的允许范围。其结果为，有可能使本来应该为异常的平方和的值包含于允许范围。

发明内容

本发明的目的之一在于提供能够提高磁传感器的异常检测能力的旋转角传感器的异常检测装置。

作为本发明的一个方式的旋转角传感器的异常检测装置具有:磁传感器，其根据作为检测对象的旋转轴的旋转而生成相位不同的四个电信号；和控制电路，其基于由该磁传感器生成的四个电信号求出上述旋转轴的旋转角。另外，上述四个电信号包括相位偏移了180°的正负两个正弦信号、和相位偏移了180°的正负两个余弦信号。

以这样的构成为前提，旋转角传感器的异常检测装置还具备温度传感器，其检测上述磁传感器的周围温度。另外，上述控制电路具有第一以及第二检测功能。

第一检测功能是基于正负两个正弦信号的加法值以及正负两个余弦信号的加法值来检测两个正弦信号的哪一个，或者两个余弦信号的哪一个产生异常的功能。

第二检测功能是通过第一～第三温度的比较，来检测正的正弦信号以及正的余弦信号中的哪一个，或者负的正弦信号以及负的余弦信号的哪一个产生异常的功能。这里，第一温度是基于由正的正弦信号以及正的余弦信号的平方和值得到的振幅与温度的相关关系而计算出的温度。第二温度是基于由负的正弦信号以及负的余弦信号的平方和值得到的振幅与温度的相关关系而计算出的温度。第三温度是通过上述温度传感器检测出的温度。

而且控制电路通过上述第一以及第二检测功能的检测结果的比较，来确定是上述四个电信号中的哪一个产生了异常。

根据该构成，能够确定由磁传感器生成的四个电信号的哪一个产生了异常。例如考虑正的正弦信号产生异常的情况。此时，根据第一检测功能，正的正弦信号与负的正弦信号的加法值不是逻辑值(＝0)，所以可知正的正弦信号以及负的正弦信号的某一方产生异常。另外，根据第二检测功能，基于正的正弦信号以及正的余弦信号的平方和值计算出的第一温度与第二以及第三温度分别不同，所以可知正的正弦信号以及正的余弦信号的某一方产生异常。因此，若对第一以及第二检测功能的检测结果进行比较，则可知正的正弦信号产生异常。