CN110637412B - 带旋转角度检测器的电动机、电动机的旋转角度检测器及探测旋转角度检测器的故障的方法 - Google Patents

Abstract

旋转角度检测器(100)包含：基于电压检测部(10a)以及电流检测部(10b)的检测结果算出电动机(10)的旋转角速度(ω)的旋转角速度算出部(31)；检测流过电动机(10)的电流(Im)所包含的纹波成分(Ir)的纹波检测部(RD)；以及探测电压检测部(10a)、电流检测部(10b)、以及纹波检测部(RD)各自的故障的故障探测部(38)。故障探测部(38)在电压检测部(10a)、电流检测部(10b)、以及纹波检测部(RD)中的2个的输出表示通常旋转且剩余的1个的输出不表示通常旋转的状态持续了预定期间的情况下，判断为该剩余的1个故障。

Description

带旋转角度检测器的电动机、电动机的旋转角度检测器及探 测旋转角度检测器的故障的方法

技术领域

本发明涉及带旋转角度检测器的电动机、电动机的旋转角度检测器及探测电动机的旋转角度检测器的故障的方法。

背景技术

以往，公知有控制直流电动机的速度的装置(参照专利文献1)。该装置具备：电压控制器，调整电源电压而将与指令电压V1对应的电压施加于直流电动机；速度检测器，输出与直流电动机的实际的旋转速度成比例的检测速度；以及电流检测器，对直流电动机的电动机电流进行放大而输出检测电流。并且具备速度检测异常判定器，基于指令电压、检测速度以及检测电流，当检测速度为零时，判定其原因是因速度检测器的故障而导致的、或者还是因较大的旋转负荷急剧地作用于直流电动机而导致的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11－89263号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，上述的装置并不检测直流电动机的端子间电压，因此，当端子间电压异常的情况下，存在误判定检测速度为零的原因是否是因速度检测器的故障而导致的顾虑。并且，即便当电流检测器异常的情况下，也存在误判定检测速度为零的原因是否是因速度检测器的故障而导致的顾虑。

鉴于上述问题点，期望更准确地探测取得与直流换向器电动机的旋转相关的信息的装置的故障。

用于解决课题的手段

基于本发明的实施例的装置具备电动机和检测上述电动机的旋转角度的旋转角度检测器，上述电动机具有由多个换向器片构成的换向器，上述旋转角度检测器包含：旋转角速度算出部，基于检测上述电动机的端子间电压的电压检测部的检测结果以及检测流过上述电动机的电流的电流检测部的检测结果算出上述电动机的旋转角速度；纹波检测部，检测流过上述电动机的电流所包含的纹波成分；以及故障探测部，基于上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部的输出来探测上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部各自的故障，上述故障探测部在上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部中的2个的输出表示通常旋转且剩余的1个的输出不表示通常旋转的状态持续了预定期间的情况下，判断为该剩余的1个故障。

发明效果

根据上述的手段，能够更准确地探测取得与直流换向器电动机的旋转相关的信息的装置的故障。

附图说明

图1是示出本发明的实施例所涉及的旋转角度检测器的结构例的简图。

图2是换向器的简图。

图3A是示出生成第一脉冲信号的定时的一例的图。

图3B是示出生成第一脉冲信号的定时的另一例的图。

图4是示出生成第二脉冲信号的定时的一例的图。

图5是旋转量算出处理的流程图。

图6是示出合成脉冲信号以及霍尔脉冲信号各自的推移的图。

图7是故障探测处理的流程图。

图8是第一故障探测处理的流程图。

图9是第二故障探测处理的流程图。

图10是第三故障探测处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例所涉及的旋转角度检测器100进行说明。图1是示出本发明的实施例所涉及的旋转角度检测器100的结构例的简图。

旋转角度检测器100是检测电动机10的旋转角度的装置。在图1的例子中，旋转角度检测器100基于电动机10的端子间电压V和流过电动机10的电流Im检测电动机10的旋转角度。

电动机10是具备换向器的直流换向器电动机。电动机10例如用于进行汽车的车窗的升降、车门后视镜的角度的调整、空调装置的送风量的调整、前大灯的光轴的调整等。

图2是换向器20的简图。如图2所示，换向器20由借助狭缝20s相互隔开的8个换向器片20a构成。各换向器片20a的圆弧的中心角即狭缝间角度θc为约45度。

电动机10经由4个开关SW1～SW4连接于电源。进而，构成为当开关SW1和开关SW3成为闭合状态时朝顺时针方向顺向旋转，当开关SW2和开关SW4成为闭合状态时朝逆时针方向反向旋转。在与电源连接的图1的例子中，流过顺向旋转的电动机10的电流具有正值，流过反向旋转的电动机10的电流具有负值。在惯性旋转中，开关SW2和开关SW3成为闭合状态，流过顺向旋转的电动机10的电流具有负值，流过反向旋转的电动机10的电流具有正值。在本实施例中，为了在惯性旋转中也检测旋转，电动机10和电流检测部10b存在于闭环中。另外，在本实施例中，电动机10的电阻值十分大，因此，即便使电动机10的2个端子短路该电动机10也因惯性而旋转。另一方面，在电动机10的电阻值小的情况下，若使电动机10的2个端子短路，则电动机10急速减速。为了抑制惯性旋转中的电动机10的减速，只要形成通过电阻器的闭环即可。

电压检测部10a检测电动机10的端子间电压V。电流检测部10b检测流过电动机10的电流Im。

旋转角度检测器100主要包含电压滤波部30、旋转角速度算出部31、旋转角度算出部32、电流滤波部33、第一信号生成部34、第二信号生成部35、旋转信息算出部36、故障探测部38等要素。各要素可以由电回路构成，也可以由软件构成。

电压滤波部30使电压检测部10a输出的端子间电压V的波形平滑化。电压滤波部30例如对端子间电压V的波形进行平滑化以便旋转角速度算出部31能够高精度地算出电动机10的旋转角速度。在图1的例子中，电压滤波部30是低通滤波器，输出将电压检测部10a所输出的端子间电压V的波形中的高频成分作为噪声除去后的端子间电压V'。

旋转角速度算出部31基于电动机10的端子间电压V'和流过电动机10的电流Im算出电动机10的旋转角速度。在图1的例子中，旋转角速度算出部31基于式(1)算出旋转角速度ω。

Ke为反电动势常数，Rm为电动机10的内部电阻，Lm为电动机10的电感，dIm/dt为电流Im的一阶微分。电流Im的一阶微分例如是前次的电流Im的值与此次的电流Im的值之差。

旋转角速度算出部31以一定的控制周期算出电动机10的旋转角速度ω，并将算出的旋转角速度ω对旋转角度算出部32输出。

旋转角度算出部32算出电动机10的旋转角度。旋转角度算出部32基于式(2)算出旋转角度θ。

θ＝∫₀ω×dt…(2)

旋转角度算出部32例如将旋转角速度算出部31以每一定的控制周期输出的旋转角速度ω进行积分而算出旋转角度θ，并将与算出的旋转角度θ相关的信号即旋转角度信号对第二信号生成部35输出。

并且，旋转角度算出部32根据来自第二信号生成部35的同步指令而将旋转角度θ重置为零。

电流滤波部33输出电流检测部10b所输出的电流Im所包含的特定的频率成分即纹波(Ripple)成分Ir。并且，电流滤波部33构成纹波检测部RD。电流滤波部33例如由带通滤波器构成，该带通滤波器形成为使纹波成分Ir的频率通过以便第一信号生成部34能够检测电流Im的纹波成分Ir。由带通滤波器构成的电流滤波部33将电流检测部10b所输出的电流Im的波形中的纹波成分Ir以外的频率成分除去。在本实施例中利用的纹波成分Ir是因换向器片20a与电刷之间的接触/分离而生成的。因此，在纹波成分Ir的1个周期的期间电动机10旋转的角度等于狭缝间角度θc。

第一信号生成部34在电动机10旋转了一定的角度时生成根据纹波成分Ir的波形推定出的信号。该信号是与纹波成分Ir的周期对应的信号。一定的角度可以是与纹波成分Ir的1个周期对应的角度，也可以是与半周期对应的角度。在该实施例中，每当电动机10旋转了狭缝间角度θc时，生成根据纹波成分Ir的波形推定出的信号(第一脉冲信号Pa)。并且，第一信号生成部34构成纹波检测部RD。第一信号生成部34例如基于电流滤波部33输出的纹波成分Ir的波形生成第一脉冲信号Pa。

图3A是示出第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa的定时的一例的图。第一信号生成部34在纹波成分Ir的每1个周期生成第一脉冲信号Pa。例如，每当纹波成分Ir超过基准电流值Ib时生成第一脉冲信号Pa。在图3A的例子中，在时刻t1、t2、t3、···、tn等生成第一脉冲信号Pa。T1、T2、T3、···、Tn等表示纹波成分Ir的周期，θ1、θ2、θ3、···、θn等表示第一信号生成部34生成第一脉冲信号时的旋转角度θ。旋转角度θ是旋转角度算出部32算出的值。这样，第一信号生成部34典型地在旋转角度θ每增加了狭缝间角度θc时、即旋转角速度ω不为零的状态持续存在时生成第一脉冲信号Pa。另一方面，第一信号生成部34典型地在旋转角度θ为零的状态持续存在时、即在旋转角速度ω为零的状态持续存在时不生成第一脉冲信号Pa。

但是，第一信号生成部34例如当在电动机10的电源关闭后的惯性旋转期间中电流Im及其纹波成分Ir变小的情况下，有时无法检测到纹波成分Ir，无法生成第一脉冲信号Pa。并且，第一信号生成部34例如当在电动机10的电源刚刚接通后产生冲击电流的情况下，有时与该冲击电流对应而误生成第一脉冲信号Pa。这样的第一脉冲信号Pa的生成遗漏或者误生成会使旋转角度检测器100输出的与电动机10的旋转相关的信息(以下称为“旋转信息”。)的可靠性降低。

因此，旋转角度检测器100形成为能够利用第二信号生成部35更高精度地生成表示电动机10的旋转角度的信号。

第二信号生成部35生成表示电动机10旋转了预定角度这一情况的信号。第二信号生成部35例如基于旋转角度算出部32输出的旋转角度信号和第一信号生成部34输出的第一脉冲信号Pa而每隔一个狭缝间角度θc即生成一个第二脉冲信号Pb。第二脉冲信号Pb是表示电动机10旋转了预定角度这一情况的信息的一例。第一脉冲信号Pa是仅根据纹波成分Ir的波形推定出的信号，因此存在误输出的情况。另一方面，第二脉冲信号Pb是根据第一脉冲信号Pa和旋转角度信号双方推定出的信号，因此能够使误差为一定值以下。

图4是示出第二信号生成部35生成第二脉冲信号Pb的定时的一例的图。第一阈值θu以及第二阈值θd是可否接受第一脉冲信号Pa的阈值，例如基于旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度之间的最大相位差设定。

第二信号生成部35基于旋转角度θ为第一阈值θu以上且小于狭缝间角度θc时第一信号生成部34最初生成的第一脉冲信号Pa来生成第二脉冲信号Pb。第一阈值θu可以是预先设定的值，也可以是动态地设定的值。图4用点状图案表示旋转角度θ为第一阈值θu以上且小于狭缝间角度θc的角度范围即接受范围。在图4的例子中，第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa1、Pa2、Pa4时的旋转角度θ1、θ2、θ5为第一阈值θu以上且小于狭缝间角度θc。即、旋转角度θ1、θ2、θ5各自至达到狭缝间角度θc为止的剩余的角度小于角度α。角度α例如基于旋转角度θ与电动机10的实际的旋转角度之间的最大误差设定。在该情况下，第二信号生成部35仅认为在时刻t1、t2、t5第一信号生成部34生成的第一脉冲信号Pa1、Pa2、Pa4不是噪声。因此，第二信号生成部35在时刻t1、t2、t5生成第二脉冲信号Pb1、Pb2、Pb4。若生成第二脉冲信号Pb，则第二信号生成部35对旋转角度算出部32输出同步指令。另外，当旋转角度θ小于狭缝间角度θc且为第一阈值θu以上的情况下，若产生具有与纹波成分Ir相同的频率成分的噪声，则存在输出错误的第一脉冲信号Pa而生成第二脉冲信号Pb的顾虑。但是，在随后的定时，检测到真正的纹波成分Ir，旋转角度检测器100能够检测正确的旋转角度。因而，旋转角度检测器100检测的旋转角度即便因噪声而暂时误检测，也返回正确的旋转角度。并且，误差的范围小于角度α，是在实用方面不存在问题的范围。

并且，第二信号生成部35在旋转角度θ的大小达到预定角度时生成第二脉冲信号Pb。预定角度例如是狭缝间角度θc。但是，旋转角度θ是旋转角度算出部32算出的角度，包含误差。在图4的例子中，当在时刻t3、t7、t9旋转角度θ3、θ7、θ9的绝对值达到狭缝间角度θc时生成第二脉冲信号Pb3、Pb5、Pb6。若生成第二脉冲信号Pb，则第二信号生成部35对旋转角度算出部32输出同步指令。旋转角度算出部32若收到同步指令则将旋转角度θ重置为零。

即、第二信号生成部35例如当在时刻t2生成第二脉冲信号Pb2后且未接收第一脉冲信号Pa的状态下，当旋转角度θ的绝对值达到狭缝间角度θc时生成第二脉冲信号Pb3。

这样，第二信号生成部35即便在因某种原因而未生成第一脉冲信号Pa的情况下，只要由旋转角度算出部32算出的旋转角度θ的绝对值达到狭缝间角度θc，则生成第二脉冲信号Pb。因此，能够可靠地防止第一脉冲信号Pa的生成遗漏。

并且，第二信号生成部35在第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第二阈值θd的情况下不生成第二脉冲信号Pb。第二阈值θd可以是预先设定的值，也可以是动态地设定的值。这样的状况典型地在因旋转角度θ的大小达到预定角度而生成第二脉冲信号Pb后发生。图4用点状图案示出旋转角度θ为零以上且小于第二阈值θd的角度范围即接受范围。在图4的例子中，在因在时刻t3旋转角度θ的绝对值达到狭缝间角度θc而生成第二脉冲信号Pb3后的时刻t4，第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa3。此时的旋转角度θ4小于第二阈值θd。即、在时刻t3重置后积分的旋转角度θ4尚小于角度β。在该情况下，第二信号生成部35可判定为能够将在时刻t4第一信号生成部34生成的第一脉冲信号Pa3合并于在时刻t3生成的第二脉冲信号Pb3。具体地说，在电动机10的实际的旋转角度达到狭缝间角度θc前旋转角度算出部32输出的旋转角度θ达到狭缝间角度θc的情况下发生。即、在尽管实际的旋转角度尚未达到狭缝间角度θc但旋转角度算出部32算出的旋转角度θ达到狭缝间角度θc因此生成第二脉冲信号Pb3的情况下发生。在刚刚生成第二脉冲信号Pb3后生成第一脉冲信号Pa3的时间点是实际的旋转角度达到狭缝间角度θc的瞬间。因此，第二信号生成部35在生成第一脉冲信号Pa3的时间点对旋转角度算出部32输出同步指令。在该情况下，第二信号生成部35在时刻t4不生成第二脉冲信号Pb。图4的朝向“×”的虚线箭头表示并未基于第一脉冲信号Pa3而生成第二脉冲信号Pb。其他图中的朝向“×”的虚线箭头也同样。

并且，第一信号生成部34有时在短时间连续地生成第一脉冲信号Pa。如上所述，在图3A中，每当纹波成分Ir超过基准电流值Ib时，第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa。在纹波成分Ir即将超过基准电流值Ib前或刚刚超过基准电流值Ib后，即便重叠有微小的噪声，也误生成第一脉冲信号Pa。在该情况下，第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa的间隔小于角度β(第二阈值θd)。在图4的例子中，第一信号生成部34在时刻t2生成第一脉冲信号Pa2。第二信号生成部35在生成第二脉冲信号Pb2的同时朝旋转角度算出部32输出同步指令。旋转角度算出部32将旋转角度θ重置。然后，第一信号生成部34在时刻t2'生成第一脉冲信号Pa2'。时刻t2'的时间点处的旋转角度θ小于第二阈值θd。在该情况下，第二信号生成部35不生成第二脉冲信号Pb，也不输出同步指令。图4的朝向“×”的虚线箭头表示并未基于第一脉冲信号Pa3生成第二脉冲信号Pb。另外，在纹波成分Ir即将超过基准电流值Ib前或刚刚超过基准电流值Ib后，当重叠有微小的噪声的情况下，无法判断在短时间连续产生多个的第一脉冲信号Pa中的哪个是表示达到狭缝间角度θc这一情况的第一脉冲信号Pa。但是，在该情况下，由于多个第一脉冲信号Pa在短期间内(小于角度β)生成，因此，即便认为在最初的第一脉冲信号Pa的时间点旋转角度θ达到狭缝间角度θc，在实用方面也不存在问题。并且，即便每当纹波成分Ir超过基准电流值Ib时产生同样的噪声，误差也被抑制为小于角度β。即、误差不会累积。因此，能够将误差抑制在实用方面没有问题的范围。

并且，第二信号生成部35在第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa时的旋转角度θ为第二阈值θd以上且小于第一阈值θu的情况下、即在旋转角度θ位于角度范围R1内的情况下，不生成第二脉冲信号Pb，也不对旋转角度算出部32输出同步指令。在图4的例子中，在时刻t6第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa5时的旋转角度θ6为第二阈值θd以上且小于第一阈值θu。即、至旋转角度θ6达到狭缝间角度θc为止的剩余的角度大于角度α、且在时刻t5重置后积分的旋转角度θ6为角度β以上。在该情况下，第二信号生成部35能够判定为第一脉冲信号Pa5基于噪声。因此，第二信号生成部35在时刻t6并不生成第二脉冲信号Pb，也不对旋转角度算出部32输出同步指令。即、能够排除因基于噪声的第一脉冲信号Pa5而造成的影响。

并且，第二信号生成部35在第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第二阈值θd的情况下不生成第二脉冲信号Pb。但是，第二信号生成部35在第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa时的旋转角度θ小于第二阈值θd的情况下，存在对旋转角度算出部32输出同步指令的情况和不输出同步指令的情况。若在生成第一脉冲信号Pa前、旋转角度θ达到狭缝间角度θc后、旋转角度θ小于第二阈值θd时生成第一脉冲信号Pa，则第二信号生成部35朝旋转角度算出部32发送同步指令。但是，若在生成第一脉冲信号Pa前、旋转角度θ达到狭缝间角度θc后、旋转角度θ小于第二阈值θd时生成多个第一脉冲信号Pa，则忽略第2个以后的第一脉冲信号Pa。即、第二信号生成部35不输出同步指令。并且，当在旋转角度θ达到狭缝间角度θc前生成第一脉冲信号Pa后，即便在旋转角度θ小于第二阈值θd时生成第一脉冲信号Pa，第二信号生成部35也不输出同步指令。即、当在第一脉冲信号Pa小于第二阈值θd(角度β)的期间生成了多个第一脉冲信号Pa的情况下，忽略第2个以后的第一脉冲信号Pa。即、第二信号生成部35不输出同步指令。在图4的例子中，在时刻t4'第一信号生成部34生成第一脉冲信号Pa3'时的旋转角度θ4'小于第二阈值θd。然而，第一脉冲信号Pa3'是生成最近的第二脉冲信号Pb3后的第2个第一脉冲信号Pa。因此，第二信号生成部35当接收到第一脉冲信号Pa3'时并不生成第二脉冲信号Pb，也不对旋转角度算出部32输出同步指令。

根据以上的结构，旋转角度检测器100能够将电动机10的旋转角度θ的检测误差抑制在实用方面没有问题的范围。特别是在旋转角度检测器100中误差不会累积。因此，与电动机10的转速无关，能够将误差抑制在一定范围内。发明者发现下面的前提成立，从而发明了上述的旋转角度检测器100。(1)因微小噪声而造成的纹波成分Ir的误检测被限定在纹波成分Ir即将超过基准电流值Ib前或刚刚超过基准电流值Ib后。在该情况下，仅在正确地生成的第一脉冲信号Pa前后的短时间(从之前角度α至之后角度β)生成错误的第一脉冲信号Pa。(2)大的噪声是因电源刚刚接通后的冲击电流等造成的，以比狭缝间角度θc足够长的间隔产生。(3)旋转角度算出部32根据端子间电压V'和电流Im算出的旋转角度θ的误差与狭缝间角度θc相比足够小。

根据以上的结构，第二信号生成部35例如即便在电动机10的电源关闭后的惯性旋转期间中电流Im及其纹波成分Ir变小、第一信号生成部34无法基于纹波成分Ir的波形生成第一脉冲信号Pa的情况下，也能够生成第二脉冲信号Pb。

并且，第二信号生成部35例如即便在电动机10的电源刚刚接通后产生冲击电流，且第一信号生成部34根据该冲击电流而误生成第一脉冲信号Pa的情况下，也不生成与该第一脉冲信号Pa对应的第二脉冲信号Pb。即、能够排除因该第一脉冲信号Pa而造成的影响。

并且，第二信号生成部35例如即便在第一信号生成部34因噪声等的影响而误生成第一脉冲信号Pa的情况下，也不生成与该第一脉冲信号Pa对应的第二脉冲信号Pb，也不对旋转角度算出部32输出同步指令。

因此，旋转角度检测器100通过基于根据第一脉冲信号Pa和旋转角度信号双方生成的第二脉冲信号Pb算出电动机10的旋转信息，能够提高电动机10的旋转信息的可靠性。

并且，第二信号生成部35输出表示电动机10的旋转方向的方向信号。例如，第二信号生成部35若旋转方向为顺向旋转方向则作为旋转角度θ输出正值，若旋转方向为反向旋转方向则作为旋转角度θ输出负值。旋转角度θ在流过电动机10的电流为正值时具有正值，在流过电动机10的电流为负值时具有负值。但是，在惯性旋转中，旋转角度θ在流过电动机10的电流为负值时具有正值，在流过电动机10的电流为正值时具有负值。

旋转信息算出部36算出电动机10的旋转信息。电动机10的旋转信息例如包含从基准旋转位置起的旋转量(旋转角度)、从基准旋转位置起的旋转数等。当电动机10被用于进行汽车的车窗的升降的情况下，电动机10的旋转信息可以是转换成车窗的上缘相对于基准位置的相对位置、车窗的打开量等的值。并且，可以包含某一期间的旋转角速度ω的平均值、最大值、最小值、中间值等统计值。在图1的例子中，旋转信息算出部36基于第二信号生成部35的输出算出电动机10的旋转信息。例如，通过对电动机10的旋转开始后生成的第二脉冲信号Pb的数量乘以狭缝间角度θc来算出电动机10的旋转开始后的旋转量。此时，旋转信息算出部36基于第二信号生成部35与第二脉冲信号Pb一起输出的方向信号来决定是对第二脉冲信号Pb的数量进行增加还是减少。或者，旋转信息算出部36也可以对与表示顺向旋转方向的方向信号一起收到的第二脉冲信号Pb的数量、和与表示反向旋转方向的方向信号一起收到的第二脉冲信号Pb的数量分别进行计数，并基于它们的差算出电动机10的旋转量。

故障探测部38探测旋转角度检测器100的故障。在本实施例中，故障探测部38基于作为探测对象的电压检测部10a、电流检测部10b、以及纹波检测部RD各自的输出是否表示通常旋转来探测电压检测部10a、电流检测部10b、以及纹波检测部RD各自的故障。进而，当探测到故障的情况下，将故障探测信号朝外部输出。

故障探测部38例如在电压检测部10a、电流检测部10b、以及纹波检测部RD中的2个的输出表示通常旋转且剩余的1个的输出不表示通常旋转的异常状态持续预定期间的情况下，判断为该剩余的1个故障。

故障探测部38例如在电压检测部10a的输出表示通常旋转、电流检测部10b的输出表示通常旋转、且纹波检测部RD的输出不表示通常旋转的第一异常状态持续预定期间的情况下，判断为纹波检测部RD故障。

第一异常状态例如是尽管基于电压检测部10a以及电流检测部10b各自的输出算出的旋转角速度ω不为零、但纹波检测部RD不输出第一脉冲信号Pa的状态。

电流Im、周期T、端子间电压V各自的正常范围在非易失性存储介质等中预先设定，但也可以动态地算出或者设定。并且，正常范围是电动机10通常旋转时的正常范围(以下称为“第一正常范围”)。不包含电动机10停止时的正常范围。

并且，故障探测部38例如在电压检测部10a的输出位于通常旋转的情况下的电压值的范围内、电流检测部10b的输出位于通常旋转的情况下的电流值的范围外、且从纹波检测部RD输出表示通常旋转的信号的第二异常状态持续预定期间的情况下，判断为电流检测部10b故障。

第二异常状态例如是尽管端子间电压V位于第一正常范围内、且第一脉冲信号Pa的周期T位于第一正常范围内，但电流Im位于第一正常范围外的状态。

位于正常范围内的电流Im的大小例如为失速电流值的大小以下。失速电流值例如通过对用端子间电压V除以内部电阻Rm而得的值乘以系数K1来算出。系数K1可以是固定值，也可以是可变值。

并且，故障探测部38例如在电压检测部10a的输出位于通常旋转的情况下的电压值的范围外、电流检测部10b的输出位于通常旋转的情况下的电流值的范围内、且从纹波检测部RD输出表示通常旋转的信号的第三异常状态持续预定期间的情况下，判断为电压检测部10a故障。

第三异常状态例如是尽管电流Im位于第一正常范围内、且纹波检测部RD输出的第一脉冲信号Pa的周期T位于第一正常范围内，但端子间电压V位于第一正常范围外的状态。

故障探测部38具有计测作为判断保留时间的异常状态的持续期间的时钟部38T。判断保留时间意味着将探测对象故障这一判断保留的时间。故障探测部38当时钟部38T计测到的判断保留时间超过了预定期间时判断为在该异常状态下进行了与通常旋转的情况下不同的输出的1个探测对象故障。

其次，参照图5对旋转角度检测器100算出电动机10的旋转量的处理(以下称为“旋转量算出处理”)的流程进行说明。图5是旋转量算出处理的流程图。旋转角度检测器100在电动机10的驱动中执行该旋转量算出处理。

最初，旋转角度检测器100取得端子间电压V以及电流Im(步骤ST1)。在图1的例子中，旋转角度检测器100按照预定的控制周期取得电压检测部10a输出的端子间电压V、以及电流检测部10b输出的电流Im。

然后，旋转角度检测器100算出旋转角速度ω以及旋转角度θ(步骤ST2)。在图1的例子中，旋转角度检测器100的旋转角速度算出部31将端子间电压V和电流Im代入式(1)而按照每预定的控制周期算出旋转角速度ω。进而，旋转角度检测器100的旋转角度算出部32对按照每控制周期算出的旋转角速度ω进行积分而算出旋转角度θ。

然后，旋转角度检测器100判定旋转角度θ是否小于预定角度(步骤ST3)。在图1的例子中，旋转角度检测器100的第二信号生成部35判定旋转角度θ是否小于狭缝间角度θc。

当判定为旋转角度θ为狭缝间角度θc以上的情况下(步骤ST3的否)，第二信号生成部35判定为在至狭缝间角度θc为止的定时未生成第一脉冲信号Pa。在该情况下，第二信号生成部35为了表示未生成第一脉冲信号Pa而将标记F设为"False"(步骤ST3A)。标记F是用于表示是否生成了第一脉冲信号Pa的标记。标记F的初始值是表示未生成第一脉冲信号Pa的"False"。标记F为"True"的情况表示已经生成了第一脉冲信号Pa。进而，生成第二脉冲信号Pb(步骤ST10)，且将旋转角度θ重置为零(步骤ST11)。这是在生成第一脉冲信号Pa前旋转角度θ达到狭缝间角度θc的情况，在图4的例子中对应于在时刻t3、t7、t9旋转角度θ达到旋转角度θ3、θ7、θ9的情况。

另一方面，当判定为旋转角度θ小于狭缝间角度θc的情况下(步骤ST3的是)，第二信号生成部35判定是否生成了第一脉冲信号Pa(步骤ST4)。在图1的例子中，判定是否由第一信号生成部34生成了第一脉冲信号Pa。

当在旋转角度θ小于狭缝间角度θc的阶段(步骤ST3的是)第二信号生成部35判定为未生成第一脉冲信号Pa的情况下(步骤ST4的否)，旋转角度检测器100算出旋转量(步骤ST7)。进而，旋转信息算出部36基于第二信号生成部35的输出算出电动机10的旋转量。在该情况下，算出的旋转量不变。这对应于在图4的例子中在时刻t0旋转角度θ变为旋转角度θ0的情况。

然后，旋转角度检测器100判定旋转角速度ω是否变为零(步骤ST8)。进而，当旋转角度检测器100判定为旋转角速度ω不为零的情况下(步骤ST8的否)，使处理返回步骤ST1，当判定为旋转角速度ω为零的情况下(步骤ST8的是)，结束旋转量算出处理。

当判定为生成了第一脉冲信号Pa的情况下(步骤ST4的是)，第二信号生成部35判定旋转角度θ是否小于第一阈值θu(步骤ST5)。这是因为在小于第一阈值θu的定时生成的第一脉冲信号Pa是基于噪声的信号的盖然性高。

当判定为旋转角度θ为第一阈值θu以上的情况下(步骤ST5的否)，第二信号生成部35将用于表示是否生成了第一脉冲信号Pa的标记F设为"True"(步骤ST5A)。进而，第二信号生成部35生成第二脉冲信号Pb(步骤ST10)，且将旋转角度θ重置为零(步骤ST11)。这是因为，当在旋转角度θ为第一阈值θu以上时产生了第一脉冲信号Pa的情况下，产生第一脉冲信号Pa的时间点的实际的旋转角度接近狭缝间角度θc。这与在图4的例子中在时刻t1、t2、t5生成第一脉冲信号Pa1、Pa2、Pa4的情况对应。

当判定为旋转角度θ小于第一阈值θu的情况下(步骤ST5的是)，第二信号生成部35在当前时间点无法判定第一脉冲信号Pa并非基于噪声的信号。旋转角度θ有时含有稍许误差。并且，第一脉冲信号Pa的生成时期因噪声等的影响而有时稍稍偏移。因此，存在旋转角度θ达到狭缝间角度θc的时期与第一脉冲信号Pa的生成时期偏移的情况。因此，无法分清旋转角度θ达到狭缝间角度θc的时期和第一脉冲信号Pa的生成时期中的哪一个早。因此，第二信号生成部35关于在生成最近的第二脉冲信号Pb后最初接收到的第一脉冲信号Pa，判定旋转角度θ是否小于第二阈值θd(步骤ST6)。

当判定为与最初的第一脉冲信号Pa相关的旋转角度θ小于第二阈值θd的情况下(步骤ST6的是)，第二信号生成部35确认标记F(步骤ST6A)。标记F是用于判断第一脉冲信号Pa连续产生的标记。在标记F为"True"的情况下，第一脉冲信号Pa是连续产生的第2个以后的第一脉冲信号Pa。在标记F为"True"的情况下(步骤ST6A的是)，旋转角度检测器100算出旋转量(步骤ST7)。这与在图4的例子中在时刻t2'、t4'生成第一脉冲信号Pa2'、Pa3'时对应。在标记F为"False"的情况下(步骤ST6A的否)，第二信号生成部35将标记F设为"True"(步骤ST6B)。然后，第二信号生成部35将旋转角度θ重置为零(步骤ST11)。这是因为：在旋转角度θ小于第二阈值θd的情况下，生成第一脉冲信号Pa时的实际的旋转角度接近狭缝间角度θc。即、这是因为：能够判定为在小于第二阈值θd的情况下第一脉冲信号Pa对应于在紧前生成的第二脉冲信号Pb。这与在图4的例子中在时刻t4、t8生成第一脉冲信号Pa3、Pa6的情况对应。即、能够判定为第一脉冲信号Pa3、Pa6与第二脉冲信号Pb3、Pb5对应。

当判定为与最初的第一脉冲信号Pa相关的旋转角度θ为第二阈值θd以上的情况下(步骤ST6的否)、即判定为处于角度范围R1内的情况下，第二信号生成部35判定为该第一脉冲信号Pa是基于噪声的信号。在该情况下，第二信号生成部35不生成第二脉冲信号Pb，也不将旋转角度θ重置。进而，旋转信息算出部36基于第二信号生成部35的输出算出电动机10的旋转量。这与在图4的例子中在时刻t6生成第一脉冲信号Pa5时对应。即、第二信号生成部35将第一脉冲信号Pa5判定为基于噪声的信号。

然后，旋转角度检测器100算出电动机10的旋转量(步骤ST7)。在图1的例子中，旋转角度检测器100的旋转信息算出部36通过对在电动机10的旋转开始后生成的第二脉冲信号Pb的数量乘以狭缝间角度θc来算出电动机10的旋转开始后的旋转量。

其次，参照图6对与旋转角度检测器100算出的电动机10的旋转量的可靠性相关的实验结果进行说明。图6是示出合成脉冲信号以及霍尔脉冲信号各自的推移的图。

合成脉冲信号是通过将第二脉冲信号Pb的多个脉冲合成为1个脉冲而得到的信号。在图6的例子中，狭缝间角度θc为90度。第一脉冲信号Pa以及第二脉冲信号Pb基本上在电动机10的旋转轴每旋转90度即生成。进而，合成脉冲信号通过将第二脉冲信号Pb的2个脉冲合成为1个脉冲而生成。即、旋转角度检测器100构成为电动机10的旋转轴每旋转180度即生成1个合成脉冲信号。

霍尔脉冲信号是霍尔传感器输出的脉冲信号。霍尔传感器为了进行第二脉冲信号Pb与霍尔脉冲信号的比较而检测安装于电动机10的旋转轴的磁铁产生的磁通。在图6的例子中，旋转角度检测器100构成为电动机10的旋转轴每旋转180度即生成1个霍尔脉冲信号。

图6的朝向“×”的虚线箭头表示并未基于第一脉冲信号Pa生成第二脉冲信号Pb。即、表示第一脉冲信号Pa作为噪声被忽略。并且，图6的8个实线箭头表示在第一脉冲信号Pa生成遗漏时追加第二脉冲信号Pb。

在图6的例子中，确认了如下情况：在从使电动机10的顺向旋转开始至使该顺向旋转停止为止的期间生成的合成脉冲信号以及霍尔脉冲信号各自的数量相等。即、确认了如下情况：基于第二脉冲信号Pb算出的电动机10的旋转量等于由霍尔传感器检测到的电动机10的旋转量。

其次，参照图7对故障探测部38对探测对象的故障进行探测的处理(以下称为“故障探测处理”)进行说明。图7是故障探测处理的流程图。故障探测部38以预定的控制周期反复执行该故障探测处理。

最初，故障探测部38判定是否3个探测对象各自的输出中的2个表示通常旋转且剩余的1个不表示通常旋转(步骤ST11)。即、判定3个探测对象是否为异常状态。在本实施例中，3个探测对象为电压检测部10a、电流检测部10b以及纹波检测部RD。

关于电压检测部10a的输出即端子间电压V，例如在比预定的下限电压值(例如7[V])大、且比预定的上限电压值(例如18[V])小的情况下判定为表示通常旋转，在除此以外的情况下判定为不表示通常旋转。

关于电流检测部10b的输出即电流Im，例如在比预定的下限电流值(例如0.5[A])大、且比预定的上限电流值(例如20[A])小的情况下判定为表示通常旋转，在除此以外的情况下判定为不表示通常旋转。上限电流值也可以是失速电流值。

关于纹波检测部RD的输出即第一脉冲信号Pa，例如在周期T比预定的下限周期大、且比预定的上限周期小的情况下判定为表示通常旋转，在除此以外的情况下判定为不表示通常旋转。

当判定为3个探测对象为异常状态的情况下(步骤ST11的是)，故障探测部38开始判断保留时间的计测(步骤ST12)。在已经开始判断保留时间的计测的情况下继续进行该计测。在本实施例中，故障探测部38使基于时钟部38T的计时开始或者继续。

然后，故障探测部38判定判断保留时间是否超过了阈值(步骤ST13)。阈值可以根据判定为3个探测对象中的哪一个不表示通常旋转而不同，也可以相同。

当判定为判断保留时间超过了阈值的情况下(步骤ST13的是)，故障探测部38判断出判定为输出不表示通常旋转的上述剩余的1个探测对象故障(步骤ST14)。此时，故障探测部38可以将故障探测信号朝外部输出。

当判定为判断保留时间未超过阈值的情况下(步骤ST13的否)，故障探测部38并不判断为上述剩余的1个探测对象故障，结束此次的故障探测处理。即、直至判定为判断保留时间超过阈值为止，将探测对象中的1个发生故障这一判断保留。这是为了防止故障的误探测。

当判定为3个探测对象并非异常状态的情况下(步骤ST11的否)，故障探测部38将判断保留时间重置(步骤ST15)。在本实施例中，故障探测部38在将判断保留时间重置为零的基础上使借助时钟部38T进行的计时停止。

并且，故障探测部38当判定为成为与至此为止的异常状态不同的异常状态的情况下，在将判断保留时间重置为零的基础上使借助时钟部38T进行的计时再次开始。例如，即便在因判定为处于第一异常状态而已经计量了一定程度的时间的情况下，当在判断保留时间超过阈值前判定为第一异常状态消除且成为第二异常状态的情况下，将与第一异常状态相关的判断保留时间重置为零，并使与第二异常状态相关的判断保留时间的借助时钟部38T进行的计时开始。

这样，旋转角度检测器100在电压检测部10a、电流检测部10b以及纹波检测部RD中的2个表示通常旋转且剩余的1个不表示通常旋转的状态持续预定时间的情况下，能够判断为上述剩余的1个故障。

其次，参照图8对故障探测部38探测纹波检测部RD的故障的处理(以下称为“第一故障探测处理”)进行说明。图8是第一故障探测处理的流程图。故障探测部38以预定的控制周期反复执行该第一故障探测处理。

最初，故障探测部38判定端子间电压V是否处于第一正常范围内(步骤ST21)。进而，当判定为端子间电压V处于第一正常范围内的情况下(步骤ST21的是)，判定电流Im是否处于第一正常范围内(步骤ST22)。进而，当判定为电流Im处于第一正常范围内的情况下(步骤ST22的是)，判定是否未检测到纹波(“纹波检测无”还是“纹波检测有”)(步骤ST23)。

然后，当判定为纹波检测无的情况下(步骤ST23的是)、即判定为处于第一异常状态的情况下，故障探测部38开始非检测时间的计测(步骤ST24)。非检测时间是判断保留时间的一例，表示未检测到纹波的时间。在已经开始非检测时间的计测的情况下继续进行该计测。

然后，故障探测部38判定非检测时间是否超过了阈值(步骤ST25)。阈值优选是比惯性旋转期间长的期间。这是为了防止基于惯性旋转中的纹波检测无的状态而误判断为纹波检测部RD故障。

当判定为非检测时间超过了阈值的情况下(步骤S25的是)，故障探测部38判断为纹波检测部RD故障(步骤ST26)。此时，故障探测部38可以将与纹波检测部RD的故障相关的故障探测信号朝外部输出。

当判定为非检测时间未超过阈值的情况下(步骤ST25的否)，故障探测部38不判断为纹波检测部RD故障，结束此次的第一故障探测处理。即、直至判定为非检测时间超过阈值为止，将纹波检测部RD故障这一判断保留。这是为了防止故障的误探测。

当判定为端子间电压V并不处于第一正常范围内的情况下(步骤ST21的否)，当判定为电流Im并不处于第一正常范围内的情况下(步骤ST22的否)、或者当判定为纹波检测有的情况下(步骤ST23的否)，故障探测部38将非检测时间重置(步骤ST27)。在本实施例中，故障探测部38在将非检测时间重置为零的基础上停止非检测时间的计测。另外，从步骤ST21至步骤ST23的3个判定顺序可以不同，3个判定也可以同时进行。

这样，故障探测部38在根据端子间电压V和电流Im能够判断为电动机10处于旋转中的情况下，当即便经过预定的期间也未检测到第一脉冲信号Pa时，能够判断为纹波检测部RD故障。

其次，参照图9，对故障探测部38探测电流检测部10b的故障的处理(以下称为“第二故障探测处理”)进行说明。图9是第二故障探测处理的流程图。故障探测部38以预定的控制周期反复执行该第二故障探测处理。

最初，故障探测部38判定是否与通常旋转时同样地检测到纹波(步骤ST31)。与通常旋转时同样地检测到纹波的状态例如是纹波检测部RD输出的第一脉冲信号Pa的周期T小于预定值的状态。

进而，当判定为与通常旋转时同样地检测到纹波的情况下(步骤ST31的是)，判定端子间电压V是否处于第一正常范围内(步骤ST32)。进而，当判定为端子间电压V处于第一正常范围内的情况下(步骤ST32的是)，判定电流Im是否处于第一正常范围外(步骤ST33)。

然后，当判定为电流Im处于第一正常范围外的情况下(步骤ST33的是)、即判定为处于第二异常状态的情况下，故障探测部38开始电流异常持续时间的计测(步骤ST34)。电流异常持续时间是判断保留时间的一例，表示电流Im处于第一正常范围外的状态持续的时间。在已经开始电流异常持续时间的计测的情况下继续进行该计测。

然后，故障探测部38判定电流异常持续时间是否超过了阈值(步骤ST35)。阈值优选是比惯性旋转中的电动机10旋转1周所需要的期间长的期间。这是为了防止基于电流Im所包含的噪声误判断为电流检测部10b故障。

当判定为电流异常持续时间超过了阈值的情况下(步骤S35的是)，故障探测部38判断为电流检测部10b故障(步骤ST36)。此时，故障探测部38可以将与电流检测部10b的故障相关的故障探测信号朝外部输出。

当判定为电流异常持续时间未超过阈值的情况下(步骤ST35的否)，故障探测部38不判断为电流检测部10b故障，结束此次的第二故障探测处理。即、直至判定为电流异常持续时间超过了阈值为止，将电流检测部10b故障这一判断保留。这是为了防止故障的误探测。

在判定为并未与通常旋转时同样地检测到纹波的情况下(步骤ST31的否)、判定为端子间电压V并未处于第一正常范围内的情况下(步骤ST32的否)、或者判定为电流Im处于第一正常范围内的情况下(步骤ST33的否)，故障探测部38将电流异常持续时间重置(步骤ST37)。在本实施例中，故障探测部38在将电流异常持续时间重置为零的基础上停止电流异常持续时间的计测。另外，从步骤ST31至步骤ST33的3个判定可以顺序不同，3个判定也可以同时进行。

这样，故障探测部38在与通常旋转时同样检测到纹波而能够判断为电动机10处于旋转中的情况下，当遍及预定的期间而端子间电压V处于正常范围内且电流Im处于第一正常范围外(例如为零)时，能够判断为电流检测部10b故障。

其次，参照图10对故障探测部38探测电压检测部10a的故障的处理(以下称为“第三故障探测处理”)进行说明。图10是第三故障探测处理的流程图。故障探测部38以预定的控制周期反复执行该第三故障探测处理。

最初，故障探测部38判定是否与通常旋转时同样检测到纹波(步骤ST41)。进而，当判定为与通常旋转时同样检测到纹波的情况下(步骤ST41的是)，判定电流Im是否处于第一正常范围内(步骤ST42)。进而，当判定为电流Im处于第一正常范围内的情况下(步骤ST42的是)，判定端子间电压V是否处于第一正常范围外(步骤ST43)。

然后，当判定为端子间电压V处于第一正常范围外的情况下(步骤ST43的是)、即判定为处于第三异常状态的情况下，故障探测部38开始电压异常持续时间的计测(步骤ST44)。电压异常持续时间是判断保留时间的一例，表示端子间电压V处于正常范围外的状态持续的时间。在已经开始电压异常持续时间的计测的情况下继续进行该计测。

然后，故障探测部38判定电压异常持续时间是否超过了阈值(步骤ST45)。阈值优选是比惯性旋转中的电动机10旋转1周所需要的期间长的期间。这是为了防止基于端子间电压V所包含的噪声而误判断为电压检测部10a故障。

当判定为电压异常持续时间超过了阈值的情况下(步骤S45的是)，故障探测部38判断为电压检测部10a故障(步骤ST46)。此时，故障探测部38可以将与电压检测部10a的故障相关的故障探测信号朝外部输出。

当判定为电压异常持续时间未超过阈值的情况下(步骤ST45的否)，故障探测部38并不判断为电压检测部10a故障，结束此次的第三故障探测处理。即、直至判定为电压异常持续时间超过了阈值为止，将电压检测部10a故障这一判断保留。这是为了防止故障的误探测。

当判定为并未与通常旋转时同样检测到纹波的情况下(步骤ST41的否)、判定为电流Im并不处于第一正常范围内的情况下(步骤ST42的否)、或者判定为端子间电压V处于第一正常范围内的情况下(步骤ST43的否)，故障探测部38将电压异常持续时间重置(步骤ST47)。在本实施例中，故障探测部38在将电压异常持续时间重置为零的基础上停止电压异常持续时间的计测。另外，从步骤ST41至步骤ST43的3个判定可以顺序不同，3个判定也可以同时进行。

这样，故障探测部38在与通常旋转时同样检测到纹波而能够判断为电动机10处于旋转中的情况下，当遍及预定的期间电流Im处于第一正常范围内且端子间电压V处于第一正常范围外(例如为零)时，能够判断为电压检测部10a故障。

如上所述，取得与具备换向器20的电动机10的旋转相关的信息的旋转角度检测器100包含：基于检测电动机10的端子间电压V的电压检测部10a的检测结果、以及检测流过电动机10的电流Im的电流检测部10b的检测结果算出电动机10的旋转角速度ω的旋转角速度算出部31；检测流过电动机10的电流Im所包含的纹波成分Ir的纹波检测部RD；以及基于电压检测部10a、电流检测部10b、以及纹波检测部RD的输出探测电压检测部10a、电流检测部10b、以及纹波检测部RD各自的故障的故障探测部38。进而，故障探测部38在电压检测部10a、电流检测部10b、以及纹波检测部RD中的2个的输出表示通常旋转且剩余的1个的输出不表示通常旋转的状态持续预定期间的情况下，判断为该剩余的1个故障。具体地说，旋转角度检测器100能够根据基于电流Im的纹波成分Ir生成的第一脉冲信号Pa、以及基于端子间电压V和电流Im算出的旋转角度θ的各个，相独立地推定电动机10的旋转状态。即、能够使用以互不相同的方法导出的2个参数即第一脉冲信号Pa和旋转角度θ来相独立地推定电动机10的旋转状态。因此，在使用第一参数推定的旋转状态与使用第二参数推定的旋转状态显著不同的情况下，能够判断出与一方的参数的导出相关联的探测对象故障。进而，若能够确认3个探测对象中的2个正常，则能够判断为剩余的1个故障。结果，能够无追加成本地更可靠地对探测对象的故障进行探测。另外，旋转角度检测器100可以形成为能够通过判定是否3个探测对象各自的输出中的2个正常且剩余的1个异常来探测3个探测对象各自的故障的结构，可以形成为能够探测3个探测对象中的特定的2个的故障的结构，也可以形成为能够探测3个探测对象中的特定的1个的故障的结构。

并且，带旋转角度检测器的电动机具备电动机10和检测电动机10的旋转角度的旋转角度检测器100。电动机10具有由多个换向器片20a构成的换向器20。

并且，旋转角度检测器100可以具有计测3个检测部即电压检测部10a、电流检测部10b以及纹波检测部RD中的2个的输出表示通常旋转且剩余的1个的输出不表示通常旋转的状态的持续期间的时钟部38T。进而，故障探测部38可以在时钟部38T计测的持续期间超过预定期间时判断为该剩余的1个故障。根据该结构，旋转角度检测器100能够更可靠地防止故障的误检测。

并且，取得具备换向器20的电动机10的旋转信息的旋转角度检测器100包含：基于端子间电压V和电流Im算出旋转角度θ的旋转角度算出部32；基于电流Im所包含的纹波成分Ir生成第一脉冲信号Pa的第一信号生成部34；基于第一脉冲信号Pa和旋转角度θ生成表示电动机10旋转了预定角度这一情况的第二脉冲信号Pb的第二信号生成部35；以及基于第二信号生成部35的输出算出旋转信息的旋转信息算出部36。因此，即便没有霍尔传感器等旋转传感器，也能够以高可靠性取得电动机10的旋转信息。这意味着能够省略传感器接口电路、线束等为了利用旋转传感器而需要的部件。因此，能够实现轻量化、低成本化、小型化等。

并且，旋转角度检测器100使用基于电流Im的纹波成分Ir生成的第一脉冲信号Pa和基于端子间电压V以及电流Im算出的旋转角度θ生成第二脉冲信号Pb。即、使用通过互不相同的方法导出的2个参数即第一脉冲信号Pa和旋转角度θ生成第二脉冲信号Pb。因此，即便在一方的参数未能适当导出的情况下也能够利用另一方的参数对该不良情况进行补充。结果，能够以更高的可靠性取得电动机10的旋转信息。

旋转角度算出部32例如构成为对基于端子间电压V和电流Im算出的电动机10的旋转角速度ω进行积分来算出旋转角度θ。因此，旋转角度算出部32能够遍及包含电动机10刚刚起动后的期间、惯性旋转期间等在内的整个期间稳定且持续地算出旋转角度θ。进而，第二信号生成部35例如构成为当旋转角度θ达到了预定角度时及时地生成第二脉冲信号Pb。因此，第二信号生成部35即便在发生了第一脉冲信号Pa的生成遗漏的情况下也能够基于稳定且持续地算出的旋转角度θ而实时地生成表示旋转了预定角度这一情况的第二脉冲信号Pb。因此，旋转角度检测器100能够无延迟地算出电动机10的旋转信息。

第二信号生成部35例如构成为当旋转角度θ达到了预定角度时朝旋转角度算出部32输出将旋转角度θ重置为零的指令。因此，关于旋转角度检测器100，旋转角度算出部32算出的旋转角度θ的最大值被限制为预定角度，因此能够减小旋转角度θ的存储所需要的存储器的尺寸。

预定角度例如是换向器片20a的圆弧的中心角、即狭缝间角度θc。因此，旋转角度检测器100能够将旋转角度算出部32算出的旋转角度θ的累积误差的最大值设为狭缝间角度θc。

接受范围例如是电动机10每旋转狭缝间角度θc所产生的旋转角度θ的最大误差的范围。即、旋转角速度算出部31在相比实际情况而算出的旋转角速度ω大的情况下，基于实际的旋转角度的第一脉冲信号Pa生成的(包含误差的)旋转角度θ的最大值为第二阈值θd。并且，旋转角速度算出部31在相比实际情况而算出的旋转角速度ω小的情况下，基于实际的旋转角度的第一脉冲信号Pa生成的(包含误差的)旋转角度θ的最小值为第一阈值θu。因此，在旋转角度检测器100中，旋转角度算出部32算出的旋转角度θ的误差不会累积。即、无论电动机10如何旋转，都能够使误差在－α至+β的范围。

第二信号生成部35例如构成为，当收到第一脉冲信号Pa时，若旋转角度θ为第一阈值θu以上，则生成第二脉冲信号Pb。第一阈值θu例如预先设定为比预定角度(狭缝间角度θc)小的值。根据该结构，第二信号生成部35将旋转角度θ为第一阈值θu以上时生成的第一脉冲信号Pa看做并非基于噪声的信号。进而，即便并未生成第一脉冲信号Pa，若旋转角度θ达到了预定角度(狭缝间角度θc)，则生成第二脉冲信号Pb。因此，能够可靠地排除因第一脉冲信号Pa的生成遗漏而导致的对旋转信息的算出结果的影响。

并且，第二信号生成部35例如构成为，当收到第一脉冲信号Pa时，若旋转角度θ小于第一阈值θu，则不生成第二脉冲信号Pb。根据该结构，第二信号生成部35能够判定旋转角度θ小于第一阈值θu时生成的第一脉冲信号Pa为基于噪声的信号。进而，能够防止生成与基于噪声生成的第一脉冲信号Pa对应的第二脉冲信号Pb。因此，能够可靠地排除因基于噪声生成的第一脉冲信号Pa而造成的对旋转信息的算出结果的影响。

并且，第二信号生成部35例如构成为，当收到第一脉冲信号Pa时，若旋转角度θ比第二阈值θd小，则朝旋转角度算出部32输出将旋转角度θ重置为零的指令。第二阈值θd例如被预先设定成相位相比预定角度(狭缝间角度θc)滞后β的值。根据该结构，第二信号生成部35当在第一脉冲信号Pa的生成遗漏产生之前且在刚刚生成第二脉冲信号Pb后收到第一脉冲信号Pa的情况下，将该第一脉冲信号Pa看作并非是基于噪声的信号。进而，能够将该第一脉冲信号Pa与紧前生成的第二脉冲信号Pb建立对应。因此，能够可靠地排除因第一脉冲信号Pa的生成定时的偏移而造成的对旋转信息的算出结果的影响。

以上对本发明的优选实施例进行了详细说明。然而，本发明并不受上述实施例限制。能够在不脱离本发明的范围的情况下对上述实施例施加各种变形以及置换。

本申请主张享有基于2017年5月9日提出申请的日本国特许出愿2017－093294号的优先权，上述日本国特许出愿的全部内容都在本申请中通过参照而进行援引。

附图标记说明

10：电动机；10a：电压检测部；10b：电流检测部；20：换向器；20a：换向器片；20s：狭缝；30：电压滤波部；31：旋转角速度算出部；32：旋转角度算出部；33：电流滤波部；34：第一信号生成部；35：第二信号生成部；36：旋转信息算出部；38：故障探测部；38T：时钟部；100：旋转角度检测器；RD：纹波检测部；SW1～SW4：开关

Claims (7)

1.一种带旋转角度检测器的电动机，具备：

电动机；以及

旋转角度检测器，检测上述电动机的旋转角度，

上述电动机具有由多个换向器片构成的换向器，

上述旋转角度检测器包含：

旋转角速度算出部，基于检测上述电动机的端子间电压的电压检测部的检测结果、以及检测流过上述电动机的电流的电流检测部的检测结果，算出上述电动机的旋转角速度；

纹波检测部，检测流过上述电动机的电流所包含的纹波成分；以及

故障探测部，基于上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部的输出来探测上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部各自的故障，

上述故障探测部在上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部中的2个的输出表示通常旋转且剩余的1个的输出不表示通常旋转的状态持续了预定期间的情况下，判断为该剩余的1个故障。

2.根据权利要求1所述的带旋转角度检测器的电动机，其中，

具有时钟部，该时钟部计测上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部中的2个的输出表示通常旋转且剩余的1个的输出不表示通常旋转的状态的持续期间，

上述故障探测部在上述时钟部计测到的持续期间超过预定期间时，判断为该剩余的1个故障。

3.根据权利要求1或2所述的带旋转角度检测器的电动机，其中，

上述故障探测部在上述电压检测部的输出表示通常旋转、上述电流检测部的输出表示通常旋转、且上述纹波检测部的输出不表示通常旋转的状态持续了预定期间的情况下，判断为上述纹波检测部故障。

4.根据权利要求1或2所述的带旋转角度检测器的电动机，其中，

上述故障探测部在上述电压检测部的输出不表示通常旋转、上述电流检测部的输出表示通常旋转、且上述纹波检测部的输出表示通常旋转的状态持续了预定期间的情况下，判断为上述电压检测部故障。

5.根据权利要求1或2所述的带旋转角度检测器的电动机，其中，

上述故障探测部在上述电压检测部的输出表示通常旋转、上述电流检测部的输出不表示通常旋转、且上述纹波检测部的输出表示通常旋转的状态持续了预定期间的情况下，判断为上述电流检测部故障。

6.一种电动机的旋转角度检测器，用于检测具备换向器的电动机的旋转角度，包含：

旋转角速度算出部，基于检测上述电动机的端子间电压的电压检测部的检测结果、以及检测流过上述电动机的电流的电流检测部的检测结果，算出上述电动机的旋转角速度；

纹波检测部，检测流过上述电动机的电流所包含的纹波成分；以及

故障探测部，基于上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部的输出来探测上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部各自的故障，

上述故障探测部在上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部中的2个的输出表示通常旋转且剩余的1个的输出不表示通常旋转的状态持续了预定期间的情况下，判断为该剩余的1个故障。

7.一种探测旋转角度检测器的故障的方法，该旋转角度检测器检测电动机的旋转角度，其中，

上述旋转角度检测器包含：旋转角速度算出部，基于检测上述电动机的端子间电压的电压检测部的检测结果、以及检测流过上述电动机的电流的电流检测部的检测结果，算出上述电动机的旋转角速度；以及纹波检测部，检测流过上述电动机的电流所包含的纹波成分，

上述方法具有如下步骤：在上述电压检测部、上述电流检测部、以及上述纹波检测部中的2个的输出表示通常旋转且剩余的1个的输出不表示通常旋转的状态持续了预定期间的情况下，判断为该剩余的1个故障。

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