JP2009210570A - Rotation information computing device, steering device, and electric power steering device - Google Patents

Rotation information computing device, steering device, and electric power steering device Download PDF

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Atsuyuki Kobayashi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotation information computing device can detect abnormality of magnetic detection signals of magnetic detectors of three phases and continuing to compute rotation information with accuracy even after the occurrence of abnormality when magnetic detection signals of two phases out of three phases are normal. <P>SOLUTION: Sampling values a, b, c of the magnetic detection signals of three phases are obtained, and a rotation angle position to each phase is computed based on the obtained sampling values. Abnormality of the sampling value of each phase is detected based on the computed rotation angle position, and when abnormality is detected only in the sampling value of one phase, an abnormality detection flag is output, and the rotation angle position is computed based on the sampling values of the two remaining phases. When abnormality of the sampling values of two or more phases is detected, the operation of the rotation information computing device is stopped, and an average value of the rotation angle positions computed based on the sampling values of normal phases is computed as the rotation angle position for output. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転角度等を算出する回転情報算出装置、ステアリング装置及び電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a rotation information calculation device, a steering device, and an electric power steering device that calculate a rotation angle and the like.

従来、モータ等の回転軸の回転角度や回転角速度などを検出するセンサとして、例えば、特許文献１記載の技術が知られている。
特許文献１には、磁界を発生する磁石と、磁界内に設けられた４つの磁気検出器（ホール素子）と、各磁気検出器間に設けられていて、磁気検出器に固定されて一体に回転するように結合された、強磁性材製の磁束案内部材とを備え、磁石は、磁気検出器および磁束案内部材に関して回転可能に構成された角度センサが開示されている。 Conventionally, for example, a technique described in Patent Document 1 is known as a sensor that detects a rotation angle or a rotation angular velocity of a rotation shaft such as a motor.
In Patent Document 1, a magnet that generates a magnetic field, four magnetic detectors (Hall elements) provided in the magnetic field, and provided between the magnetic detectors, are fixed to the magnetic detector and integrated with each other. An angle sensor is disclosed that includes a magnetic flux guide member made of a ferromagnetic material coupled to rotate, the magnet being configured to be rotatable with respect to the magnetic detector and the magnetic flux guide member.

また、回転軸の回転状態を示す情報を検出する機能を有するセンサを軸受に付加したセンサ付き軸受装置が提案されている。例えば、多極に着磁された磁石の磁極をデジタル出力のホールＩＣで検出し、ホールＩＣからパルス信号を出力するようにしたものがある。   There has also been proposed a sensor-equipped bearing device in which a sensor having a function of detecting information indicating the rotation state of the rotating shaft is added to the bearing. For example, there is one in which the magnetic poles of magnets magnetized in multiple poles are detected by a digital output Hall IC and a pulse signal is output from the Hall IC.

特表２００２−５０６５３０号公報Special table 2002-506530 gazette

しかしながら、上記した特許文献１の従来技術は、磁束案内部材を磁石の外周に沿って、磁石を囲むように配置するため、センサの円周方向のサイズを小さくすることが困難であった。また、上記した特許文献１の従来技術は、軸方向（回転軸方向）のサイズも小さくすることができない。したがって、特許文献１の角度センサは、円周方向のサイズ、或いは軸方向のサイズの少なくとも一方を小さくすることができないので、小型化の面で問題がある。   However, in the above-described prior art of Patent Document 1, since the magnetic flux guide member is disposed so as to surround the magnet along the outer periphery of the magnet, it is difficult to reduce the size of the sensor in the circumferential direction. In addition, the above-described prior art of Patent Document 1 cannot reduce the size in the axial direction (rotational axis direction). Therefore, the angle sensor of Patent Document 1 has a problem in terms of miniaturization because at least one of the size in the circumferential direction or the size in the axial direction cannot be reduced.

また、特許文献１の従来技術では、４つのホール素子のうち１つでも故障すると、角度センサとしての機能が維持できなくなる。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、センサの円周方向のサイズを小さくし、或いは装置の軸方向のサイズを小さくすることで小型化を図ることができ、磁気検出器等から構成されるセンサ部分を軸受に組み込むことで取り付けも容易に行うことが可能な回転情報算出装置を提供することを第１の目的としている。 Further, in the prior art of Patent Document 1, if any one of the four Hall elements fails, the function as the angle sensor cannot be maintained.
Therefore, the present invention has been made paying attention to such an unsolved problem of the conventional technology, and reduces the size of the sensor in the circumferential direction or the size of the apparatus in the axial direction. The first object of the present invention is to provide a rotation information calculation device that can be reduced in size and can be easily mounted by incorporating a sensor portion composed of a magnetic detector or the like into a bearing. .

また、所定の磁気検出器の磁気検出信号の異常を検出することが可能であり、異常発生後も、他の磁気検出器の磁気検出信号が正常な場合に、継続して軸受の回転輪の回転状態を示す情報の計算を正確に行うことが可能な回転情報算出装置、これを備えたステアリング装置及び電動パワーステアリング装置を提供することを第２の目的としている。   In addition, it is possible to detect an abnormality in the magnetic detection signal of a predetermined magnetic detector, and after the occurrence of an abnormality, if the magnetic detection signal of another magnetic detector is normal, It is a second object of the present invention to provide a rotation information calculation device capable of accurately calculating information indicating a rotation state, a steering device including the rotation information calculation device, and an electric power steering device.

〔発明１〕
上記目的を達成するために、発明１の回転情報算出装置は、回転子に支持された磁石ホルダと、前記磁石ホルダに支持された磁石と、固定子に支持され、当該固定子の円周方向にそれぞれ所定間隔で配置された、入力磁束に応じた信号を出力する複数の磁気検出器と、前記固定子に支持され且つ前記複数の磁気検出器の円周方向の間に配設された、前記複数の磁気検出器に前記磁石からの磁束を導く複数の磁路を有した磁路部材と、前記回転子の回転時に、前記磁路部材の各磁路と前記磁石との位置関係に応じて位相の変化する、前記複数の磁気検出器からの複数相の出力信号に基づき、前記回転子の回転状態を示す情報を算出する回転状態算出手段とを備えている。 [Invention 1]
In order to achieve the above object, a rotation information calculation device according to a first aspect of the present invention includes a magnet holder supported by a rotor, a magnet supported by the magnet holder, a stator, and a circumferential direction of the stator. A plurality of magnetic detectors arranged at predetermined intervals to output a signal corresponding to the input magnetic flux, and supported between the stator and arranged in the circumferential direction of the plurality of magnetic detectors, A magnetic path member having a plurality of magnetic paths for guiding magnetic flux from the magnet to the plurality of magnetic detectors, and depending on a positional relationship between each magnetic path of the magnetic path member and the magnet when the rotor rotates. Rotation state calculation means for calculating information indicating the rotation state of the rotor based on output signals of a plurality of phases from the plurality of magnetic detectors whose phases change.

このような構成であれば、回転輪の回転に伴って磁石が回転し、磁路部材の磁路と磁石との位置関係が周期的に変化する。これによって、磁路部材を介して複数の磁気検出器に入力される磁束の量も周期的に変化する。この周期的に変化する磁束は、位相の異なる複数相の磁気検出信号として、複数の磁気検出器から出力される。
また、回転状態算出手段は、複数の磁気検出器から出力される、複数相の磁気検出信号に基づき、回転輪の回転状態を示す情報を算出する。 With such a configuration, the magnet rotates with the rotation of the rotating wheel, and the positional relationship between the magnetic path of the magnetic path member and the magnet periodically changes. As a result, the amount of magnetic flux input to the plurality of magnetic detectors via the magnetic path member also periodically changes. The periodically changing magnetic flux is output from a plurality of magnetic detectors as a plurality of phases of magnetic detection signals having different phases.
The rotation state calculation means calculates information indicating the rotation state of the rotating wheel based on a plurality of phases of magnetic detection signals output from the plurality of magnetic detectors.

〔発明２〕
上記目的を達成するために、発明２の回転情報算出装置は、静止輪と回転輪との間に複数の転動体が配設された軸受と、前記回転輪に支持された磁石ホルダと、前記磁石ホルダに支持された磁石と、前記静止輪に支持され、当該静止輪の円周方向にそれぞれ所定間隔で配置された、入力磁束に応じた信号を出力する複数の磁気検出器と、前記静止輪に支持され且つ前記複数の磁気検出器の円周方向の間に配設された、前記複数の磁気検出器に前記磁石からの磁束を導く複数の磁路を有した磁路部材と、前記回転輪の回転時に、前記磁路部材の各磁路と前記磁石との位置関係に応じて位相の変化する、前記複数の磁気検出器からの複数相の出力信号に基づき、前記回転輪の回転状態を示す情報を算出する回転状態算出手段とを備えている。 [Invention 2]
In order to achieve the above object, a rotation information calculation device according to a second aspect of the present invention includes a bearing in which a plurality of rolling elements are disposed between a stationary wheel and a rotating wheel, a magnet holder supported by the rotating wheel, A magnet supported by a magnet holder; a plurality of magnetic detectors that are supported by the stationary ring and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the stationary ring; A magnetic path member supported by a ring and disposed between the plurality of magnetic detectors in a circumferential direction, the magnetic path member having a plurality of magnetic paths for guiding magnetic flux from the magnet to the plurality of magnetic detectors; When the rotating wheel rotates, the rotation of the rotating wheel is based on a plurality of phase output signals from the plurality of magnetic detectors whose phase changes according to the positional relationship between each magnetic path of the magnetic path member and the magnet. Rotation state calculating means for calculating information indicating the state.

このような構成であれば、回転輪の回転に伴って磁石が回転し、磁路部材の磁路と磁石との位置関係が周期的に変化する。これによって、磁路部材を介して複数の磁気検出器に入力される磁束の量も周期的に変化する。この周期的に変化する磁束は、位相の異なる複数相の磁気検出信号として、複数の磁気検出器から出力される。
また、回転状態算出手段は、複数の磁気検出器から出力される、複数相の磁気検出信号に基づき、回転輪の回転状態を示す情報を算出する。 With such a configuration, the magnet rotates with the rotation of the rotating wheel, and the positional relationship between the magnetic path of the magnetic path member and the magnet periodically changes. As a result, the amount of magnetic flux input to the plurality of magnetic detectors via the magnetic path member also periodically changes. The periodically changing magnetic flux is output from a plurality of magnetic detectors as a plurality of phases of magnetic detection signals having different phases.
The rotation state calculation means calculates information indicating the rotation state of the rotating wheel based on a plurality of phases of magnetic detection signals output from the plurality of magnetic detectors.

〔発明３〕
また、上記目的を達成するために、発明３の回転情報算出装置は、発明１又は発明２において、前記磁路部材の複数の磁路は、板厚方向に同一曲率で湾曲している複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に空隙を設けて円環筒状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、前記磁石は、円環筒体として円周方向の半分の領域がＳ極に着磁され、円周方向の残り半分の領域がＮ極に着磁された永久磁石であり、前記円環筒状に配置した前記複数の円弧部の内径側に対向して配置されている。
このような構成であれば、磁路部材の内径側に磁石が配置されたことで、回転情報算出装置の回転軸方向のサイズが小さくなり、小型化が図られる。 [Invention 3]
In order to achieve the above object, the rotation information calculation device of the invention 3 is the invention 1 or the invention 2, wherein the plurality of magnetic paths of the magnetic path member are curved with the same curvature in the plate thickness direction. The arc portions are configured by providing a gap between the circumferential ends of the arc portions in an annular tube shape, and the plurality of magnetic detectors are provided between the arc portions. Each of the magnets is a permanent magnet in which a half region in the circumferential direction is magnetized as an S pole and the other half region in the circumferential direction is magnetized as an N pole. It is arrange | positioned facing the internal diameter side of the said some circular arc part arrange | positioned at the said annular | circular shape cylinder shape.
With such a configuration, since the magnet is arranged on the inner diameter side of the magnetic path member, the size of the rotation information calculation device in the rotation axis direction is reduced, and the size can be reduced.

〔発明４〕
また、上記目的を達成するために、発明４の回転情報算出装置は、発明１又は発明２において、前記磁路部材の複数の磁路は、平板を円弧状に形成した複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に複数の空隙を設けて円環板状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、前記磁石は、板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化する三日月板状とした２つの着磁部材を互いの周方向端部を向かい合わせることで円環板状をなして構成され、前記磁石を前記円環板状に配置した前記複数の円弧板に回転軸方向に対向して配置し、前記２つの着磁部材の一方のＳ極に着磁された面が前記円弧板に対向し、前記２つの着磁部材の他方のＮ極に着磁された面が前記円弧板に対向するように配置されている。
このような構成であれば、板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化する三日月板状の２つの着磁部材で磁石を構成しているので、磁気検出器を通る磁束の量が正弦波状に変化し、出力信号も正弦波状となる。 [Invention 4]
In order to achieve the above object, the rotation information calculation device of the invention 4 is the invention 1 or the invention 2, wherein the plurality of magnetic paths of the magnetic path member are a plurality of arc portions in which flat plates are formed in an arc shape. Each of the plurality of magnetic detectors is provided in each of the gaps provided between the plurality of arc portions. The magnet is arranged such that two magnetized members having a crescent plate shape in which the outer peripheral surface and the inner peripheral surface in the plate thickness direction change in a sine wave shape in the rotational direction face each other in the circumferential direction. The magnet is arranged to be opposed to the plurality of arc plates arranged in the annular plate shape in the rotational axis direction, and is arranged on one S pole of the two magnetized members. The magnetized surface faces the arc plate and is magnetized on the other N pole of the two magnetized members. Surface which is disposed so as to face the arc plate.
With such a configuration, the magnet is composed of two crescent-plate-shaped magnetized members whose outer peripheral surface and inner peripheral surface in the plate thickness direction change in a sine wave shape in the rotational direction, and therefore pass through the magnetic detector. The amount of magnetic flux changes in a sine wave shape, and the output signal also becomes a sine wave shape.

〔発明５〕
また、上記目的を達成するために、発明５の回転情報算出装置は、発明１又は発明２において、前記磁路部材の複数の磁路は、板厚方向に同一曲率で湾曲している複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に空隙を設けて円環筒状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、前記磁石は、板厚方向に同一曲率で湾曲し、互いの周方向端部を向かい合わせることで円環筒状をなす２つの着磁部材で構成され、前記２つの着磁部材の回転軸方向を向く端面が回転方向に正弦波状に変化する面として形成され、前記磁石を円環筒状に配置した前記複数の円弧部の内径側に配置し、前記磁石を構成する前記２つの着磁部材の一方のＳ極に着磁された外周面が前記円弧部に対向し、前記２つの着磁部材の他方のＮ極に着磁された外周面が前記円弧部に対向するように配置した。 [Invention 5]
In order to achieve the above object, the rotation information calculation device of the invention 5 is the invention 1 or the invention 2, wherein the plurality of magnetic paths of the magnetic path member are curved with the same curvature in the plate thickness direction. The arc portions are configured by providing a gap between the circumferential ends of the arc portions in an annular tube shape, and the plurality of magnetic detectors are provided between the arc portions. Each of the magnets is composed of two magnetized members that are curved with the same curvature in the thickness direction and have an annular cylindrical shape by facing each other in the circumferential direction. End surfaces facing the rotation axis direction of the two magnetized members are formed as surfaces that change in a sinusoidal shape in the rotation direction, the magnets are arranged on the inner diameter side of the plurality of arc portions arranged in an annular tube shape, and the magnets The outer peripheral surface magnetized to one S pole of the two magnetizing members constituting the Opposite the arc section, the two outer peripheral surface which is magnetized to the other N pole of the magnetized portion material is arranged to face the arcuate portion.

このような構成であれば、磁路部材の内径側に磁石が配置されたことで、回転情報算出装置の回転軸方向のサイズが小さくなり、小型化が図られる。また、回転軸方向を向く端面を回転方向に正弦波状に変化する面として形成した２つの着磁部材で磁石を構成しているので、磁気検出器を通る磁束の量が正弦波状に変化し、出力信号も正弦波状となる。   With such a configuration, since the magnet is arranged on the inner diameter side of the magnetic path member, the size of the rotation information calculation device in the rotation axis direction is reduced, and the size can be reduced. In addition, since the magnet is composed of two magnetized members formed as end surfaces facing the rotation axis direction as surfaces that change in a sine wave shape in the rotation direction, the amount of magnetic flux passing through the magnetic detector changes in a sine wave shape, The output signal is also sinusoidal.

〔発明６〕
また、上記目的を達成するために、発明６の回転情報算出装置は、静止輪及び回転輪の一方に支持された磁石と、前記静止輪及び前記回転輪の他方の円周方向に所定の間隔をもって配設され、前記磁石からの入力磁束に応じた磁気検出信号を出力する複数の磁気検出器とを有するセンサ付き軸受装置における、前記複数の磁気検出器から出力される、位相の異なる複数の磁気検出信号を入力し、入力した前記磁気検出信号に基づき、前記回転輪の回転状態を示す情報を算出する回転情報算出装置であって、前記複数の磁気検出信号について、サンプリング値を取得するサンプリング値取得手段と、前記サンプリング値に基づき、前記回転輪の回転状態を示す情報を算出する回転情報算出手段と、前記サンプリング値に基づき、前記複数の磁気検出信号の異常を検出する異常検出手段とを備えている。 [Invention 6]
In order to achieve the above object, the rotation information calculation device of the invention 6 includes a magnet supported by one of the stationary wheel and the rotating wheel, and a predetermined interval in the circumferential direction of the other of the stationary wheel and the rotating wheel. In a sensor-equipped bearing device having a plurality of magnetic detectors that output magnetic detection signals corresponding to input magnetic fluxes from the magnets, and output from the plurality of magnetic detectors. A rotation information calculation device that inputs a magnetic detection signal and calculates information indicating a rotation state of the rotating wheel based on the input magnetic detection signal, wherein sampling is performed to acquire sampling values for the plurality of magnetic detection signals A value acquisition means; a rotation information calculation means for calculating information indicating a rotation state of the rotating wheel based on the sampling value; and the plurality of magnets based on the sampling value. And a failure detecting means for detecting an abnormality of the output signal.

このような構成であれば、サンプリング値取得手段によって、複数相の磁気検出器から出力される、位相の異なる複数の磁気検出信号について、サンプリング値を取得することが可能であり、回転情報算出手段によって、前記取得したサンプリング値に基づいて、前記回転子の回転角度位置を算出することが可能であり、異常検出手段によって、前記取得したサンプリング値に基づいて、複数の磁気検出信号の異常を検出することが可能である。   With such a configuration, the sampling value acquisition unit can acquire sampling values for a plurality of magnetic detection signals with different phases output from the multi-phase magnetic detector, and rotation information calculation unit The rotation angle position of the rotor can be calculated based on the acquired sampling value, and the abnormality detection unit detects an abnormality in a plurality of magnetic detection signals based on the acquired sampling value. Is possible.

〔発明７〕
また、上記目的を達成するために、発明７の回転情報算出装置は、発明６において、前記異常検出手段は、前記位相の異なる複数の磁気検出信号のサンプリング値に基づいて、前記磁気検出器の構成する複数の相の各相毎に、少なくとも２通りの算出方法で、前記回転情報の１つである回転角度位置を算出し、当該算出した回転角度位置に基づいて、前記複数の磁気検出信号の異常を検出するようにした。 [Invention 7]
In order to achieve the above object, in the rotation information calculation device according to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the abnormality detection unit is configured to detect the abnormality of the magnetic detector based on sampling values of a plurality of magnetic detection signals having different phases. A rotation angle position, which is one of the rotation information, is calculated by at least two calculation methods for each phase of a plurality of constituent phases, and the plurality of magnetic detection signals are based on the calculated rotation angle position. An abnormality was detected.

このような構成であれば、異常検出手段によって、位相の異なる複数の磁気検出信号のサンプリング値に基づいて、前記磁気検出器の構成する相毎に、少なくとも２通りの算出方法で回転角度位置を算出し、当該算出した回転角度位置に基づいて、複数の磁気検出信号の異常を検出することが可能である。   With such a configuration, the rotation angle position is determined by at least two calculation methods for each phase constituting the magnetic detector based on the sampling values of a plurality of magnetic detection signals having different phases by the abnormality detection means. It is possible to detect the abnormality of the plurality of magnetic detection signals based on the calculated rotation angle position.

〔発明８〕
また、発明８の回転情報算出装置は、発明７において、前記異常検出手段は、前記各相に対する前記回転角度位置同士の差分値に基づき、前記位相の異なる複数の磁気検出信号の異常を検出する。
このような構成であれば、異常検出手段によって、各相に対する回転角度位置同士の差分値に基づき、位相の異なる複数の磁気検出信号の異常を検出することが可能である。 [Invention 8]
The rotation information calculation apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the rotation information calculation device according to the seventh aspect, wherein the abnormality detection means detects an abnormality in the plurality of magnetic detection signals having different phases based on a difference value between the rotation angle positions for the phases. .
With such a configuration, it is possible to detect an abnormality of a plurality of magnetic detection signals having different phases based on the difference value between the rotation angle positions for each phase by the abnormality detection means.

〔発明９〕
更に、発明９の回転情報算出装置は、発明７又は８において、前記回転情報算出手段は、前記複数の磁気検出信号のうち、前記異常検出手段によって異常が検出された磁気検出信号以外の磁気検出信号の各相に対する、当該異常の検出に用いた前記回転角度位置の平均値を、前記回転輪の回転角度位置として算出することを特徴とする。
このような構成であれば、回転情報算出手段によって、複数の磁気検出信号のうち、異常検出手段によって異常が検出された磁気検出信号以外の磁気検出信号の各相に対する、当該異常の検出に用いた回転角度位置の平均値を、回転輪の回転角度位置として算出することが可能である。 [Invention 9]
Furthermore, the rotation information calculation device of the invention 9 is the rotation information calculation means according to the invention 7 or 8, wherein the rotation information calculation means detects a magnetic detection signal other than the magnetic detection signal in which an abnormality is detected by the abnormality detection means among the plurality of magnetic detection signals. An average value of the rotation angle positions used for detecting the abnormality for each phase of the signal is calculated as a rotation angle position of the rotating wheel.
With such a configuration, the rotation information calculation means is used to detect the abnormality for each phase of the magnetic detection signals other than the magnetic detection signal in which the abnormality is detected by the abnormality detection means among the plurality of magnetic detection signals. It is possible to calculate the average value of the rotation angle positions that have been set as the rotation angle positions of the rotating wheels.

〔発明１０〕
更に、発明１０の回転情報算出装置は、発明６乃至９の何れかにおいて、前記回転情報算出手段は、前記異常検出手段によって、前記複数の磁気検出信号のうち何れか１つに異常が検出されたときに、当該異常の検出された磁気検出信号の相を除く、残りの相の磁気検出信号に対するサンプリング値に基づき回転角度位置を算出することを特徴とする。
このような構成であれば、回転情報算出手段によって、前記異常検出手段によって、前記複数の磁気検出信号のうち何れか１つに異常が検出されたときに、当該異常の検出された磁気検出信号の相を除く、残りの相の磁気検出信号に対するサンプリング値に基づき回転角度位置を算出することが可能である。 [Invention 10]
Furthermore, in the rotation information calculation device according to the tenth aspect of the present invention, in any one of the sixth to ninth aspects, the rotation information calculation means detects an abnormality in any one of the plurality of magnetic detection signals by the abnormality detection means. The rotation angle position is calculated based on the sampling values for the magnetic detection signals of the remaining phases excluding the phase of the magnetic detection signal in which the abnormality is detected.
With this configuration, when an abnormality is detected in any one of the plurality of magnetic detection signals by the abnormality detection unit by the rotation information calculation unit, the magnetic detection signal in which the abnormality is detected. It is possible to calculate the rotation angle position based on the sampling values for the magnetic detection signals of the remaining phases excluding the phases.

〔発明１１〕
更に、発明１１の回転情報算出装置は、発明６乃至１０の何れかにおいて、前記異常検出手段は、異常が検出されたときに、当該異常の情報を含む異常検出フラグを出力することを特徴とする。
このような構成であれば、異常検出手段によって、異常が検出されたときに、当該異常の情報を含む異常検出フラグを出力することが可能である。 [Invention 11]
Furthermore, the rotation information calculation device according to an eleventh aspect of the invention is characterized in that, in any of the sixth to tenth aspects, the abnormality detecting means outputs an abnormality detection flag including information of the abnormality when the abnormality is detected. To do.
With such a configuration, when an abnormality is detected by the abnormality detection means, an abnormality detection flag including information on the abnormality can be output.

〔発明１２〕
更に、発明１２の回転情報算出装置は、発明１乃至１１の何れかにおいて、前記磁路部材は３つの磁路を有し、前記入力磁束に応じた信号を３つの前記磁気検出器が出力するようにし、前記３つの磁気検出器を、電気角１２０°の位相を持たせて配置した。 [Invention 12]
Furthermore, in the rotation information calculation device according to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the first to eleventh aspects, the magnetic path member has three magnetic paths, and the three magnetic detectors output signals corresponding to the input magnetic flux. Thus, the three magnetic detectors were arranged with a phase of an electrical angle of 120 °.

〔発明１３〕
更に、発明１３の回転情報算出装置は、発明１２において、前記磁気検出器の３つの相をＡ相、Ｂ相、Ｃ相とし、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対応する磁気検出信号のサンプリング値をそれぞれａ、ｂ、ｃとし、前記異常検出手段は、前記サンプリング値ａ及びｂ、前記サンプリング値ａ及びｃ、並びに前記サンプリング値ｂ及びｃの３つの組み合わせのうち少なくとも２つの組み合わせに基づいて、当該組み合わせ毎に異なる算出方法を用いて、前記磁気検出器の相毎に、少なくとも２つの回転角度位置を算出し、当該算出した各相の回転角度位置に基づき、前記位相の異なる３つの磁気検出信号の異常を検出する。 [Invention 13]
Furthermore, the rotation information calculation apparatus of the invention 13 is the magnetic detection according to the invention 12, wherein the three phases of the magnetic detector are an A phase, a B phase, and a C phase, and each of the phases A, B, and C is detected. Sampling values of the signals are a, b, and c, respectively, and the abnormality detection means is a combination of at least two of the three combinations of the sampling values a and b, the sampling values a and c, and the sampling values b and c. Based on the above, at least two rotation angle positions are calculated for each phase of the magnetic detector using a different calculation method for each combination, and the phases differ based on the calculated rotation angle positions of each phase. Abnormalities of the three magnetic detection signals are detected.

このような構成であれば、サンプリング値取得手段によって、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対応するサンプリング値ａ、ｂ、ｃを取得することが可能であり、異常検出手段によって、前記サンプリング値ａ及びｂ、前記サンプリング値ａ及びｃ、並びに前記サンプリング値ｂ及びｃの３つの組み合わせのうち少なくとも２つの組み合わせに基づいて、当該組み合わせ毎に異なる算出方法を用いて、前記磁気検出器の相毎に、少なくとも２つの回転角度位置を算出し、当該算出した各相の回転角度位置に基づき、前記位相の異なる３つの磁気検出信号の異常を検出することが可能である。   If it is such composition, it is possible to acquire sampling value a, b, c corresponding to each phase of A phase, B phase, and C phase by sampling value acquisition means, Based on at least two combinations among the three combinations of the sampling values a and b, the sampling values a and c, and the sampling values b and c, using different calculation methods for the combinations, the magnetic detector It is possible to calculate at least two rotation angle positions for each phase and detect anomalies in the three magnetic detection signals having different phases based on the calculated rotation angle positions of the respective phases.

〔発明１４〕
更に、発明１４の回転情報算出装置は、発明１乃至１１の何れかにおいて、前記磁路部材は４つの磁路を有し、前記入力磁束に応じた信号を２つ、又は４つの前記磁気検出器が出力するようにし、前記磁気検出器を、電気角９０°の位相を持たせて配置している。
〔発明１５〕
更に、発明１５の回転情報算出装置は、発明１４において、前記回転情報算出手段は、前記２つの磁気検出器から回転情報を算出するようにした。 [Invention 14]
Furthermore, in the rotation information calculation device according to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the first to eleventh aspects, the magnetic path member has four magnetic paths, and two signals according to the input magnetic flux, or four magnetic detections. The magnetic detector is arranged so as to have a phase with an electrical angle of 90 °.
[Invention 15]
Furthermore, the rotation information calculation device of the invention 15 according to the invention 14 is such that the rotation information calculation means calculates rotation information from the two magnetic detectors.

〔発明１６〕
更に、発明１６の回転情報算出装置は、発明１４において、前記回転情報算出手段は、前記４つの磁気検出器の差動出力をシングルエンドに変換し、回転情報を算出するようにした。
〔発明１７〕
更に、発明１７の回転情報算出装置は、発明１４において、前記回転情報算出手段は、前記磁気検出器の比（アークタンジェント）によって回転角度を算出するようにした。 [Invention 16]
Further, in the rotation information calculation device of the invention 16 according to the invention 14, the rotation information calculation means converts the differential outputs of the four magnetic detectors into a single end to calculate rotation information.
[Invention 17]
Furthermore, the rotation information calculation device of the invention 17 according to the invention 14 is such that the rotation information calculation means calculates the rotation angle based on a ratio (arc tangent) of the magnetic detector.

〔発明１８〕
更に、発明１８の回転情報算出装置は、発明１乃至１７の何れかにおいて、前記磁気検出器は、アナログホールＩＣである。
〔発明１９〕
更に、発明１９の回転情報算出装置は、発明１８において、前記アナログホールＩＣは、温度変化に伴う出力変動を補正することができるプログラマブルホールＩＣである。 [Invention 18]
Furthermore, in the rotation information calculation device according to an eighteenth aspect of the present invention, in any one of the first to seventeenth aspects, the magnetic detector is an analog Hall IC.
[Invention 19]
Further, in the rotation information calculation device according to the nineteenth aspect of the invention, in the eighteenth aspect, the analog Hall IC is a programmable Hall IC that can correct an output fluctuation accompanying a temperature change.

〔発明２０〕
更に、発明２０の回転情報算出装置は、発明１乃至１９の何れかにおいて、前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報をアナログ信号として出力する。
〔発明２１〕
更に、発明２１の回転情報算出装置は、発明１乃至１９の何れかにおいて、前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報をデジタル信号として出力する。 [Invention 20]
Furthermore, in the rotation information calculation device according to the twentieth aspect of the present invention, in any one of the first to nineteenth aspects, the rotation information calculation means outputs information indicating the rotation state as an analog signal.
[Invention 21]
Furthermore, in the rotation information calculation device according to the invention 21, in any one of the inventions 1 to 19, the rotation information calculation means outputs information indicating the rotation state as a digital signal.

〔発明２２〕
更に、発明２２の回転情報算出装置は、発明１乃至１９の何れかにおいて、前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報をパルス信号として出力する。
〔発明２３〕
更に、発明２３の回転情報算出装置は、発明１乃至２２の何れかにおいて、前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報として、相対回転角度、絶対回転角度、回転角速度及び回転方向の少なくとも１つを算出する。 [Invention 22]
Furthermore, in the rotation information calculation device of the invention 22 according to any one of the inventions 1 to 19, the rotation information calculation means outputs information indicating the rotation state as a pulse signal.
[Invention 23]
Furthermore, the rotation information calculation device of the invention 23 is the rotation information calculation means according to any one of the inventions 1 to 22, wherein the rotation information calculation means uses at least a relative rotation angle, an absolute rotation angle, a rotation angular velocity, and a rotation direction as information indicating the rotation state. One is calculated.

〔発明２４〕
一方、発明２４のステアリング装置は、ステアリングホイールの舵角や回転方向等の回転情報を、発明１乃至２３の何れかに記載の回転情報算出装置で算出し、算出した舵角や回転方向等の情報を出力する。
〔発明２５〕
また、発明２５の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールからステアリングシャフトに伝達される操舵トルクを、発明１乃至２３の何れかに記載の回転情報算出装置を搭載したトルクセンサで算出し、算出した前記操舵トルクに基づいて電動モータから前記ステアリングシャフトに補助トルクを伝達するようにした。 [Invention 24]
On the other hand, the steering device of the invention 24 calculates the rotation information such as the steering angle and the rotation direction of the steering wheel by the rotation information calculation device according to any one of the inventions 1 to 23, and calculates the calculated steering angle and the rotation direction. Output information.
[Invention 25]
The electric power steering device according to a twenty-fifth aspect of the present invention calculates the steering torque transmitted from the steering wheel to the steering shaft by a torque sensor equipped with the rotation information calculating device according to any of the first to twenty-third aspects. An auxiliary torque is transmitted from the electric motor to the steering shaft based on the steering torque.

以上説明したように、発明１及び２の回転情報算出装置によれば、磁路部材を、円周方向にそれぞれ所定間隔で配置された複数の磁気検出器の間に配設したので、磁路部材の円周方向のサイズを磁石の円周方向のサイズ以下にして回転情報算出装置の小型化を図ることができる。
また、発明３及び５の回転情報算出装置によれば、円環筒状の磁路部材の内径側に、円環筒体の磁石を配置したので、回転軸方向のサイズを小さくした回転情報算出装置の小型化を図ることができる。 As described above, according to the rotation information calculation devices of the first and second aspects, the magnetic path member is disposed between the plurality of magnetic detectors disposed at predetermined intervals in the circumferential direction. It is possible to reduce the size of the rotation information calculation device by setting the size of the member in the circumferential direction to be equal to or smaller than the size of the magnet in the circumferential direction.
Further, according to the rotation information calculation devices of the inventions 3 and 5, since the annular cylindrical magnet is arranged on the inner diameter side of the annular cylindrical magnetic path member, the rotation information calculation with a reduced size in the rotation axis direction is performed. The size of the apparatus can be reduced.

また、発明４の回転情報算出装置によれば、板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化する三日月板状の２つの着磁部材で磁石を構成したので、磁気検出器を通る磁束の量が正弦波状に変化し、磁気検出信号も正弦波状にすることができる。
また、発明５の回転情報算出装置によれば、回転軸方向を向く端面を回転方向に正弦波状に変化する面として形成した２つの着磁部材で磁石を構成しているので、磁気検出器を通る磁束の量が正弦波状に変化し、磁気検出信号も正弦波状にすることができる。 Further, according to the rotation information calculation device of the invention 4, the magnet is constituted by the two magnetized members of the crescent plate shape in which the outer peripheral surface and the inner peripheral surface in the plate thickness direction change in a sine wave shape in the rotation direction. The amount of magnetic flux passing through the device changes in a sine wave shape, and the magnetic detection signal can also be made a sine wave shape.
Further, according to the rotation information calculation device of the fifth aspect of the present invention, the magnet is constituted by the two magnetized members formed with the end surface facing the rotation axis direction as a surface changing in a sine wave shape in the rotation direction. The amount of magnetic flux that passes changes to a sine wave shape, and the magnetic detection signal can also be made a sine wave shape.

また、発明６の回転情報算出装置によれば、複数相の磁気検出器から出力される複数の磁気検出信号の異常を検出することができるので、回転角度位置の信頼性を高めることができるという効果が得られる。
また、発明６の回転情報算出装置によれば、サンプリング値取得手段によって、複数相の磁気検出器から出力される、位相の異なる複数の磁気検出信号について、サンプリング値を取得することが可能であり、回転情報算出手段によって、前記取得したサンプリング値に基づいて、前記回転子の回転角度位置を算出することが可能であり、異常検出手段によって、前記取得したサンプリング値に基づいて、複数の磁気検出信号の異常を検出することができる。 In addition, according to the rotation information calculation device of the sixth aspect of the invention, it is possible to detect anomalies in the plurality of magnetic detection signals output from the magnetic detectors of a plurality of phases, so that the reliability of the rotation angle position can be improved. An effect is obtained.
In addition, according to the rotation information calculation device of the sixth aspect of the invention, it is possible to acquire sampling values for a plurality of magnetic detection signals with different phases output from a multi-phase magnetic detector by the sampling value acquisition means. The rotation information calculation means can calculate the rotation angle position of the rotor based on the acquired sampling value, and the abnormality detection means can calculate a plurality of magnetic detections based on the acquired sampling value. It is possible to detect a signal abnormality.

また、発明７の回転情報算出装置によれば、異常検出手段によって、位相の異なる複数の磁気検出信号のサンプリング値に基づいて、前記磁気検出器の構成する相毎に、少なくとも２通りの算出方法で回転角度位置を算出し、当該算出した回転角度位置に基づいて、複数の磁気検出信号の異常を検出することができる。
また、発明８の回転情報算出装置によれば、異常検出手段によって、各相に対する回転角度位置同士の差分値に基づき、位相の異なる複数の磁気検出信号の異常を検出することができる。 Further, according to the rotation information calculation device of the invention 7, at least two calculation methods for each phase constituting the magnetic detector based on sampling values of a plurality of magnetic detection signals having different phases by the abnormality detection means. The rotation angle position can be calculated by the step, and the abnormality of the plurality of magnetic detection signals can be detected based on the calculated rotation angle position.
Moreover, according to the rotation information calculation apparatus of the invention 8, the abnormality detecting means can detect an abnormality of a plurality of magnetic detection signals having different phases based on the difference value between the rotation angle positions for each phase.

また、発明９の回転情報算出装置によれば、回転情報算出手段によって、複数の磁気検出信号のうち、異常検出手段によって異常が検出された磁気検出信号以外の磁気検出信号の各相に対する、当該異常の検出に用いた回転角度位置の平均値を、回転輪の回転角度位置として算出することができる。
また、発明１０の回転情報算出装置は、回転情報算出手段によって、前記異常検出手段によって、前記複数の磁気検出信号のうち何れか１つに異常が検出されたときに、当該異常の検出された磁気検出信号の相を除く、残りの相の磁気検出信号に対するサンプリング値に基づき回転角度位置を算出することができる。 Further, according to the rotation information calculation device of the ninth aspect, the rotation information calculation unit performs the rotation information calculation unit with respect to each phase of the magnetic detection signal other than the magnetic detection signal in which the abnormality is detected by the abnormality detection unit. The average value of the rotation angle positions used for detecting the abnormality can be calculated as the rotation angle position of the rotating wheel.
In the rotation information calculation device according to the tenth aspect of the present invention, when an abnormality is detected in any one of the plurality of magnetic detection signals by the abnormality detection unit by the rotation information calculation unit, the abnormality is detected. The rotational angle position can be calculated based on the sampling values for the magnetic detection signals of the remaining phases excluding the phases of the magnetic detection signals.

また、発明１１の回転情報算出装置によれば、異常検出手段によって、異常が検出されたときに、当該異常の情報を含む異常検出フラグを出力することができる。
さらに、発明１８の回転情報算出装置は、発明１乃至１７の何れかにおいて、前記磁気検出器は、アナログホールＩＣである。
また、発明１９の回転情報算出装置によれば、温度変化により磁石の磁束密度が変化した場合でも、プログラマブルホールＩＣによって出力を補正することができるので、回転角度位置の信頼性を高めることができる。 In addition, according to the rotation information calculation device of the eleventh aspect, when an abnormality is detected by the abnormality detection means, an abnormality detection flag including information on the abnormality can be output.
Furthermore, in the rotation information calculation device according to an eighteenth aspect of the present invention, in any one of the first to seventeenth aspects, the magnetic detector is an analog Hall IC.
Moreover, according to the rotation information calculation device of the invention 19, even when the magnetic flux density of the magnet changes due to temperature change, the output can be corrected by the programmable Hall IC, so that the reliability of the rotation angle position can be improved. .

さらに、発明２４のステアリング装置によると、ステアリングホイールの舵角や回転方向等の回転情報を回転情報算出装置で算出し、この回転情報算出装置で算出した舵角や回転方向等の情報を出力するようにしたので、高精度、且つフェールセーフを考慮した回転情報を提供することができる。
さらにまた、発明２５の電動パワーステアリング装置によると、ステアリングホイールからステアリングシャフトに伝達された運転者の操舵トルクを、回転情報算出装置を搭載したトルクセンサで算出し、算出した操舵トルクに基づいて電動モータから前記ステアリングシャフトに補助トルクを伝達するようにしたので、運転者の操舵力をアシストすることができる。 Further, according to the steering device of the invention 24, rotation information such as the steering angle and rotation direction of the steering wheel is calculated by the rotation information calculation device, and information such as the steering angle and rotation direction calculated by the rotation information calculation device is output. Since it did in this way, the rotation information which considered high precision and fail safe can be provided.
Furthermore, according to the electric power steering device of the twenty-fifth aspect of the invention, the driver's steering torque transmitted from the steering wheel to the steering shaft is calculated by a torque sensor equipped with a rotation information calculation device, and electric power is generated based on the calculated steering torque. Since the auxiliary torque is transmitted from the motor to the steering shaft, the steering force of the driver can be assisted.

本発明の回転情報算出装置１の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the rotation information calculation apparatus 1 of this invention. 本発明に係る第１の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の斜視図である。1 is a perspective view of a bearing device with a magnetic sensor according to a first embodiment of the present invention. 第１の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the bearing apparatus with a magnetic sensor of 1st Embodiment. 第１の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の軸方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the bearing apparatus with a magnetic sensor of 1st Embodiment. 第１の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の磁気検出器から出力される磁気検出信号を示す図である。It is a figure which shows the magnetic detection signal output from the magnetic detector of the bearing apparatus with a magnetic sensor of 1st Embodiment. 第１の実施の形態の磁気検出信号の出力原理を示す図である。It is a figure which shows the output principle of the magnetic detection signal of 1st Embodiment. 回転情報算出器における回転情報算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the rotation information calculation process in a rotation information calculator. 本発明に係る第２の実施の形態の回転情報算出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the rotation information calculation apparatus of 2nd Embodiment which concerns on this invention. 第２の実施の形態の回転情報算出装置の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the rotation information calculation apparatus of 2nd Embodiment. 第２の実施の形態の異常検出部の異常検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the abnormality detection process of the abnormality detection part of 2nd Embodiment. 第２の実施の形態の回転情報算出部の回転情報算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the rotation information calculation process of the rotation information calculation part of 2nd Embodiment. 本発明に係る第３の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the bearing apparatus with a magnetic sensor of 3rd Embodiment which concerns on this invention. 第３の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の軸方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the bearing apparatus with a magnetic sensor of 3rd Embodiment. 第３の実施の形態の磁気検出信号の出力原理を示す図である。It is a figure which shows the output principle of the magnetic detection signal of 3rd Embodiment. 本発明に係る第４の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the bearing apparatus with a magnetic sensor of 4th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第５の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the bearing apparatus with a magnetic sensor of 5th Embodiment based on this invention. 本発明に係る第６の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the bearing apparatus with a magnetic sensor of 6th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第７の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the bearing apparatus with a magnetic sensor of 7th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第１の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置一部を改良した図である。It is the figure which improved a part of bearing device with a magnetic sensor of a 1st embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第３の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置一部を改良した図である。It is the figure which improved a part of bearing device with a magnetic sensor of a 3rd embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第４の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置一部を改良した図である。It is the figure which improved a part of bearing apparatus with a magnetic sensor of 4th Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第５の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置一部を改良した図である。It is the figure which improved a part of bearing device with a magnetic sensor of a 5th embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第６の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置一部を改良した図である。It is the figure which improved a part of bearing device with a magnetic sensor of a 6th embodiment concerning the present invention. 本発明に係る第７の実施の形態の磁気センサ付き軸受装置一部を改良した図である。It is the figure which improved a part of bearing device with a magnetic sensor of a 7th embodiment concerning the present invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an electric power steering apparatus according to the present invention. 本発明に係る電動パワーステアリング装置のトルクセンサの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the torque sensor of the electric power steering apparatus which concerns on this invention.

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づき説明する。図１〜図７は、本発明に係る回転情報算出装置の第１の実施の形態を示す図である。
まず、本発明の第１の実施の形態に係る回転情報算出装置の構成を図１に基づき説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る回転情報算出装置１の構成を示すブロック図である。 [First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1-7 is a figure which shows 1st Embodiment of the rotation information calculation apparatus based on this invention.
First, the configuration of the rotation information calculation apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a rotation information calculation apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.

回転情報算出装置１は、図１に示すように、モータ等の回転軸に回転自在に取り付けられた磁気センサ付き軸受装置１００と、磁気センサ付き軸受装置１００からの磁気検出信号に基づいて回転軸の回転状態を示す情報である回転情報を算出する回転情報算出器２００とを有して構成されている。なお、図１に示す、磁気センサ付き軸受装置１００は、径方向の断面図である。   As shown in FIG. 1, the rotation information calculation device 1 includes a bearing device 100 with a magnetic sensor that is rotatably attached to a rotation shaft such as a motor, and a rotation shaft based on a magnetic detection signal from the bearing device 100 with a magnetic sensor. And a rotation information calculator 200 that calculates rotation information that is information indicating the rotation state of the motor. In addition, the bearing apparatus 100 with a magnetic sensor shown in FIG. 1 is sectional drawing of radial direction.

更に、図２〜図６に基づき、磁気センサ付き軸受装置１００の詳細な構成を説明する。
ここで、図２は、磁気センサ付き軸受装置１００の斜視図であり、図３は、磁気センサ付き軸受装置１００の分解斜視図であり、図４は、磁気センサ付き軸受装置１００の軸方向の断面図である。また、図５は、磁気センサ付き軸受装置１００の磁気検出器６０ａ〜６０ｃから出力される磁気検出信号を示す図である。また、図６は、磁気検出信号の出力原理を示す図である。 Furthermore, the detailed structure of the bearing apparatus 100 with a magnetic sensor is demonstrated based on FIGS.
2 is a perspective view of the bearing device 100 with the magnetic sensor, FIG. 3 is an exploded perspective view of the bearing device 100 with the magnetic sensor, and FIG. 4 is an axial view of the bearing device 100 with the magnetic sensor. It is sectional drawing. Moreover, FIG. 5 is a figure which shows the magnetic detection signal output from the magnetic detectors 60a-60c of the bearing apparatus 100 with a magnetic sensor. FIG. 6 is a diagram illustrating the output principle of the magnetic detection signal.

図２及び図３に示すように、本実施の形態の磁気センサ付き軸受装置１００は、玉軸受を備え、当該玉軸受には回転軸の回転状態を検出するための磁気センサが組み込まれている。
玉軸受は、内輪２４と、外輪２２と、内輪２４及び外輪２２との間に介在する転動体としての複数個のボール２６とを備えた構成となっている。また、内輪２４及び外輪２２のうちの一方が静止輪となり、他方が回転輪となる。回転輪は、モータ等の回転軸の回転に連動して、静止輪との間に介在するボール２６を転動させながら回転する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the bearing device 100 with a magnetic sensor of the present embodiment includes a ball bearing, and the ball bearing incorporates a magnetic sensor for detecting the rotation state of the rotating shaft. .
The ball bearing includes an inner ring 24, an outer ring 22, and a plurality of balls 26 as rolling elements interposed between the inner ring 24 and the outer ring 22. One of the inner ring 24 and the outer ring 22 is a stationary wheel, and the other is a rotating wheel. The rotating wheel rotates while rolling the ball 26 interposed between the rotating wheel and the stationary wheel in conjunction with rotation of a rotating shaft such as a motor.

以下、内輪２４を回転輪として構成を説明する。
内輪２４を回転輪とすると、内輪２４には円環状の磁石ホルダ３０が支持される。磁石ホルダ３０は磁性体として、磁性材料から構成されている。更に、磁石ホルダ３０には、円環板状の磁石４０が支持される。磁石４０は、その半周の円周面がＳ極に着磁され、あとの半周の円周面がＮ極に着磁されている。つまり、磁石４０は、２極に着磁されている。 Hereinafter, the configuration will be described using the inner ring 24 as a rotating wheel.
When the inner ring 24 is a rotating ring, an annular magnet holder 30 is supported on the inner ring 24. The magnet holder 30 is made of a magnetic material as a magnetic body. Furthermore, an annular plate-like magnet 40 is supported on the magnet holder 30. The magnet 40 has a semicircular circumferential surface magnetized to the S pole, and the other half circumferential surface is magnetized to the N pole. That is, the magnet 40 is magnetized in two poles.

一方、静止輪となる外輪２２には、磁路部材５０と、円環板状の一部を切り欠くことで軸方向から見て馬蹄形に形成した回路基板７０とが支持される。回路基板７０の板厚方向の一方の面には、３つの磁気検出器６０ａ〜６０ｃがそれぞれ電気角１２０°の位相をもつように実装されている。なお、本実施の形態においては、磁気検出器６０ａ〜６０ｃにアナログホールＩＣを用いる。   On the other hand, the outer ring 22 serving as a stationary ring supports a magnetic path member 50 and a circuit board 70 formed in a horseshoe shape when viewed from the axial direction by cutting out a part of the annular plate shape. Three magnetic detectors 60a to 60c are mounted on one surface of the circuit board 70 in the plate thickness direction so as to have a phase of an electrical angle of 120 °. In the present embodiment, analog Hall ICs are used for the magnetic detectors 60a to 60c.

磁性材料で構成された磁路部材５０は、磁石４０からの磁束を磁気検出器６０ａ〜６０ｃに導くための３つの磁路を形成する。この３つの磁路は、軸方向から見て回路基板７０と略同一の円形状となるように、互いの周方向端部の間に３箇所の空隙５２を設けて配置した円弧形状の３つの円弧部５１と、各円弧部５１の周方向端部から板厚方向（軸方向）の一方に向けて突設され、空隙５２を挟んで対向している複数の壁部５０ａとを備えることで、各空隙５２に、一対の壁部５０ａの間に挟み込むように回路基板７０に実装した磁気検出器６０ａ〜６０ｃを配置し、空隙５２に磁束が通り、空隙５２を通る磁束を壁部５０ａが案内することで磁路を形成している。   The magnetic path member 50 made of a magnetic material forms three magnetic paths for guiding the magnetic flux from the magnet 40 to the magnetic detectors 60a to 60c. These three magnetic paths have three arc-shaped three holes 52 arranged between the circumferential ends thereof so as to have substantially the same circular shape as the circuit board 70 when viewed from the axial direction. By including an arc portion 51 and a plurality of wall portions 50a that protrude from the circumferential end of each arc portion 51 toward one side in the plate thickness direction (axial direction) and face each other with the gap 52 interposed therebetween. In each gap 52, magnetic detectors 60a to 60c mounted on the circuit board 70 are disposed so as to be sandwiched between the pair of wall portions 50a. The magnetic flux passes through the gap 52 and the wall portion 50a passes the magnetic flux passing through the gap 52. A magnetic path is formed by guiding.

そして、円環板状とした磁石４０の板厚方向に直交する面と、磁路部材５０を構成する３つの円弧部５１の壁部５０ａが突設している面に対して反対側の面とが、アキシャル方向に対向して配置されている。
また、磁路部材５０、磁気検出器６０ａ〜６０ｃ、磁石４０、磁石ホルダ３０によって構成される磁気センサ部は、センサカバー８０で覆われている。 And the surface on the opposite side with respect to the surface which the wall part 50a of the three circular arc parts 51 which comprise the magnetic path member 50 protrudes, and the surface orthogonal to the plate | board thickness direction of the magnet 40 made into the annular plate shape Are arranged opposite to each other in the axial direction.
In addition, the magnetic sensor unit including the magnetic path member 50, the magnetic detectors 60 a to 60 c, the magnet 40, and the magnet holder 30 is covered with a sensor cover 80.

上記のような構成の磁気センサ付き軸受装置１００は、図３に示すように、磁気センサ部を構成する、磁気検出器６０ａ〜６０ｃ、磁路部材５０、磁石４０、及び磁石ホルダ３０がそれぞれ軸方向（アキシャル方向）に積層された構造となる。
また、図４に示すように、磁石４０と磁路部材５０との間には空間ギャップがある。この空間ギャップは、狭い方が磁気検出器６０ａ〜６０ｃに案内される磁束の量が多くなるが、あまり狭すぎると磁石４０と磁路部材５０が接触する可能性があるので、０．１[ｍ
ｍ]〜２．０[ｍｍ]くらいが望ましい。 As shown in FIG. 3, the bearing device 100 with a magnetic sensor configured as described above includes magnetic detectors 60 a to 60 c, a magnetic path member 50, a magnet 40, and a magnet holder 30 that constitute a magnetic sensor unit. The structure is laminated in the direction (axial direction).
Further, as shown in FIG. 4, there is a space gap between the magnet 40 and the magnetic path member 50. The narrower the gap, the larger the amount of magnetic flux guided to the magnetic detectors 60a to 60c. However, if the gap is too narrow, the magnet 40 and the magnetic path member 50 may come into contact with each other. m
m] to 2.0 [mm] is desirable.

また、内輪２４が回転すると、それに伴って磁石ホルダ３０及び磁石４０が回転する。この回転によって、磁石４０と磁路部材５０の磁路との位置関係（重なり具合）が周期的に変化する。この変化によって、磁気検出器６０ａ〜６０ｃを通る磁束の量及び磁極がそれぞれ変化し、磁気検出信号は、図５に示すように、それぞれが１２０°ずつ位相のずれた３つの正弦波として出力される。つまり、象限判別が可能となるので、磁気検出器６０ａ〜６０ｃから出力される磁気検出信号に基づいて回転角度位置θなどを算出することができる。   Moreover, when the inner ring | wheel 24 rotates, the magnet holder 30 and the magnet 40 will rotate in connection with it. By this rotation, the positional relationship (overlapping condition) between the magnet 40 and the magnetic path of the magnetic path member 50 changes periodically. Due to this change, the amount of magnetic flux passing through the magnetic detectors 60a to 60c and the magnetic pole change, respectively, and the magnetic detection signal is output as three sine waves that are 120 degrees out of phase as shown in FIG. The That is, since quadrant discrimination becomes possible, the rotational angle position θ and the like can be calculated based on the magnetic detection signals output from the magnetic detectors 60a to 60c.

図６の下図は、磁石４０と磁路部材５０との径方向の断面を軸方向から見たときの両者の位置関係を示す図であり、図６の上図には、下図中の丸で囲んだ位置にある磁気検出器６０ａの出力信号の変化が示されている。磁石４０が、図６の下図に示す、１０２の位置から１０８に示す位置へと回転位置１０４〜１０６を介して順に右回転することによって、磁気検出器６０ａと磁石４０との位置関係が変化し、磁気検出器６０ａを通る磁束の量及び磁極が変化する。これにより、磁気検出器６０ａの出力も、図６の上図に示すように変化し、この出力の変化が正弦波を形成する。   The lower diagram of FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between the magnet 40 and the magnetic path member 50 as viewed from the axial direction in the radial direction. The upper diagram of FIG. The change of the output signal of the magnetic detector 60a in the enclosed position is shown. As the magnet 40 rotates clockwise from the position 102 shown in the lower diagram of FIG. 6 to the position indicated by 108 through the rotation positions 104 to 106, the positional relationship between the magnetic detector 60a and the magnet 40 changes. The amount of magnetic flux passing through the magnetic detector 60a and the magnetic pole change. As a result, the output of the magnetic detector 60a also changes as shown in the upper diagram of FIG. 6, and this change in output forms a sine wave.

また、磁気検出器６０ａ〜６０ｃの信号出力部（不図示）は、回転情報算出器２００の信号入力部（不図示）に接続されている。
図１に戻って、回転情報算出器２００は、磁気センサ付き軸受装置１００から出力される３つの磁気検出信号に基づき、絶対回転角度位置θ、回転角速度ω、回転方向などの回転輪（回転軸）の回転状態を示す回転情報を周期的に算出する。そして、算出した回転情報は、不図示の出力対象へと出力される。 In addition, signal output units (not shown) of the magnetic detectors 60 a to 60 c are connected to a signal input unit (not shown) of the rotation information calculator 200.
Returning to FIG. 1, the rotation information calculator 200 is based on the three magnetic detection signals output from the magnetic sensor-equipped bearing device 100, and rotates the rotation wheel (rotation shaft) such as the absolute rotation angle position θ, the rotation angular velocity ω, and the rotation direction. ) Is periodically calculated. The calculated rotation information is output to an output target (not shown).

また、回転情報算出器２００は、回転角速度ωを算出するために、回転輪の回転に応じたパルス信号を出力する不図示のパルス発生器と、そのパルス信号をカウントする不図示のパルスカウンタとを有している。
また、回転情報算出器２００は、回転方向を算出するために、算出した絶対回転角度位置θをＲＡＭに保持するようになっている。 Further, the rotation information calculator 200 calculates a rotation angular velocity ω, a pulse generator (not shown) that outputs a pulse signal corresponding to the rotation of the rotating wheel, a pulse counter (not shown) that counts the pulse signal, have.
In addition, the rotation information calculator 200 holds the calculated absolute rotation angle position θ in the RAM in order to calculate the rotation direction.

また、回転情報算出器２００は、図示しないが、各種制御や演算処理を担う演算処理装置（Processing Unit）と、主記憶装置（Main Storage）を構成するＲＡＭ（Random Access Memory）と、読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭ（Read Only Memory）と、前記各装置間をデータ授受可能に接続するバスとを有した構成となっている。
そして、ＲＯＭに予め記憶された専用のコンピュータプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムに記述された命令に従って演算処理装置が各種ハードウェアの制御および各種演算処理を行うことで前述した回転情報の算出処理を実現するようになっている。 Although not shown, the rotation information calculator 200 includes an arithmetic processing unit (Processing Unit) responsible for various controls and arithmetic processing, a RAM (Random Access Memory) constituting a main storage (Main Storage), and a read-only unit. It has a configuration that includes a ROM (Read Only Memory) that is a storage device and a bus that connects the devices so as to be able to exchange data.
Then, a dedicated computer program stored in advance in the ROM is loaded into the RAM, and the arithmetic processing unit controls various hardware and performs various arithmetic processes in accordance with instructions described in the program loaded in the RAM. Information calculation processing is realized.

更に、図７に基づき、回転情報算出器２００における回転情報算出処理の流れを説明する。ここで、図７は、回転情報算出器２００における回転情報算出処理を示すフローチャートである。
回転情報算出処理は、回転情報算出器２００で実行されると、図７に示すように、まずステップＳ１００に移行し、回転情報算出器２００において、磁気検出器６０ａ〜６０ｃから、磁気検出信号のサンプリング値を取得したか否かを判定し、取得したと判定された場合(Yes)は、ステップＳ１０２に移行し、そうでない場合(No)は、取得するまで待機する。 Furthermore, the flow of the rotation information calculation process in the rotation information calculator 200 will be described with reference to FIG. Here, FIG. 7 is a flowchart showing a rotation information calculation process in the rotation information calculator 200.
When the rotation information calculation process is executed by the rotation information calculator 200, as shown in FIG. 7, first, the process proceeds to step S100, where the rotation information calculator 200 receives the magnetic detection signal from the magnetic detectors 60a to 60c. It is determined whether or not a sampling value has been acquired. If it is determined that the sampling value has been acquired (Yes), the process proceeds to step S102. If not (No), the process waits until acquisition.

ステップＳ１０２に移行した場合は、回転情報算出器２００において、ステップＳ１００で取得したサンプリング値に基づき、絶対回転角度位置θを算出してステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４では、回転情報算出器２００において、ステップＳ１０２で算出した絶対回転角度位置θと、不図示のパルスカウンタでカウントした、内輪２４の回転に応じたパルス信号数とに基づき回転角速度ωを算出して、ステップＳ１０６に移行する。 When the process proceeds to step S102, the rotation information calculator 200 calculates the absolute rotation angle position θ based on the sampling value acquired in step S100, and the process proceeds to step S104.
In step S104, the rotation information calculator 200 calculates the rotation angular velocity ω based on the absolute rotation angle position θ calculated in step S102 and the number of pulse signals corresponding to the rotation of the inner ring 24 counted by a pulse counter (not shown). Then, the process proceeds to step S106.

ステップＳ１０６では、回転情報算出器２００において、ステップＳ１０２で算出した絶対回転角度位置θと、過去に算出した絶対回転角度位置θとに基づき回転方向を算出して、ステップＳ１０８に移行する。
ステップＳ１０８では、回転情報算出器２００において、ステップＳ１０２〜Ｓ１０６の算出結果の信号を出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。 In step S106, the rotation information calculator 200 calculates the rotation direction based on the absolute rotation angle position θ calculated in step S102 and the absolute rotation angle position θ calculated in the past, and the process proceeds to step S108.
In step S108, the rotation information calculator 200 outputs the calculation result signal of steps S102 to S106, ends the series of processes, and returns to the original process.

次に、本実施の形態の動作を説明する。
ここでは、磁気センサ付き軸受装置１００を、モータの回転軸の軸受に適用した場合の動作を説明する。
不図示のドライバからの駆動信号に応じてモータが駆動すると、モータの回転軸が回転し、この回転に連動して磁気センサ付き軸受装置１００の内輪２４が回転する。内輪２４には磁石４０が支持されているので、内輪２４と共に磁石４０も回転する。そして、磁石４０が回転することにより、磁路部材５０の各磁路と磁石４０との位置関係も周期的に変化する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
Here, an operation when the bearing device 100 with a magnetic sensor is applied to a bearing of a rotating shaft of a motor will be described.
When the motor is driven in accordance with a drive signal from a driver (not shown), the rotating shaft of the motor rotates, and the inner ring 24 of the bearing device 100 with a magnetic sensor rotates in conjunction with this rotation. Since the magnet 40 is supported on the inner ring 24, the magnet 40 also rotates together with the inner ring 24. As the magnet 40 rotates, the positional relationship between each magnetic path of the magnetic path member 50 and the magnet 40 also changes periodically.

磁気検出器６０ａ〜６０ｃには、磁路部材５０の各磁路を介して磁石４０からの磁束が通過し、それぞれ、通過磁束に対応する磁気検出信号を出力する。
磁気検出器６０ａ〜６０ｃから出力される３つの磁気検出信号は、先述したように、磁気検出器６０ａ〜６０ｃが電気角１２０°の位相を有するように配置されているため、磁気検出信号cosθ、cos(θ-2π/3)、cos(θ-4π/3)となって出力される。ここで、磁気検出器６０ａの出力をＡ相、磁気検出器６０ｂの出力をＢ相、磁気検出器６０ｃの出力をＣ相とする。 The magnetic detectors 60a to 60c pass the magnetic flux from the magnet 40 through the magnetic paths of the magnetic path member 50, and output magnetic detection signals corresponding to the passing magnetic fluxes.
As described above, the three magnetic detection signals output from the magnetic detectors 60a to 60c are arranged so that the magnetic detectors 60a to 60c have a phase of an electrical angle of 120 °. Cos (θ-2π / 3) and cos (θ-4π / 3) are output. Here, the output of the magnetic detector 60a is A phase, the output of the magnetic detector 60b is B phase, and the output of the magnetic detector 60c is C phase.

回転情報算出器２００は、サンプリングタイミングになると、磁気検出器６０ａ〜６０ｃから出力される、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の３つの磁気検出信号について、サンプリング値ａ、ｂ、ｃを同時に取得する（ステップＳ１００）。そして、取得したサンプリング値ａ、ｂ、ｃに基づき、絶対回転角度位置θを算出する（ステップＳ１０２）。絶対回転角度位置θは、本実施の形態においては、３相のサンプリング値ａ、ｂ、ｃを、３相−２相変換で２相に変換し、その比（アークタンジェント）から求める。   The rotation information calculator 200 simultaneously acquires sampling values a, b, and c for the three magnetic detection signals A, B, and C output from the magnetic detectors 60a to 60c at the sampling timing. (Step S100). Then, the absolute rotation angle position θ is calculated based on the acquired sampling values a, b, and c (step S102). In the present embodiment, the absolute rotation angle position θ is obtained from the ratio (arc tangent) of three-phase sampling values a, b, and c converted into two phases by three-phase to two-phase conversion.

絶対回転角度位置θが算出されると、この絶対回転角度位置θと、不図示のパルスカウンタによってカウントされた回転輪の回転に応じたパルス信号のカウント数とに基づき、回転角速度ωを算出する。
例えば、１周を１０ビット（１０２４）に分割し、パルス発生器から、内輪２４の回転に応じてパルス信号を出力する。このパルス信号をパルスカウンタでカウントし、このカウント値から回転に応じた時間ｔを算出する。そして、この時間ｔと、絶対回転角度位置θとにより、回転角速度ωを算出する。 When the absolute rotation angle position θ is calculated, the rotation angular velocity ω is calculated based on the absolute rotation angle position θ and the count number of pulse signals corresponding to the rotation of the rotating wheel counted by a pulse counter (not shown). .
For example, one round is divided into 10 bits (1024), and a pulse signal is output from the pulse generator according to the rotation of the inner ring 24. The pulse signal is counted by a pulse counter, and a time t corresponding to the rotation is calculated from the count value. Then, the rotational angular velocity ω is calculated from the time t and the absolute rotational angular position θ.

回転角速度ωが算出されると、次に、ＲＡＭに保持してある過去（例えば、１回前）の絶対回転角度位置θと、今回の絶対回転角度位置θとに基づき、回転方向を算出（判別）する（ステップＳ１０６）。
回転方向が算出されると、これと、上記算出した、絶対回転角度位置θと、回転角速度ωとの情報を含む信号を、不図示の出力対象に出力する（ステップＳ１０８）。 Once the rotational angular velocity ω is calculated, the rotational direction is then calculated based on the past (for example, the previous absolute rotation angle position θ held in the RAM and the current absolute rotation angle position θ ( (Step S106).
When the rotation direction is calculated, a signal including this and the calculated absolute rotation angle position θ and rotation angular velocity ω is output to an output target (not shown) (step S108).

ここで、回転情報算出器２００は、上記算出結果を、アナログ又はデジタルの信号で出力することが可能である。アナログの信号で出力する場合は、例えば、絶対回転角度位置θであれば、０〜３６０°を０〜５Ｖに均等に割り当て、角度に応じたアナログ電圧信号を出力する。また、上記算出結果を、デジタルの信号で出力する場合は、例えば、絶対回転角度位置θであれば、０〜３６０°を１０ビット（０〜１０２３）に均等に割り当て、角度に応じたデジタル信号を出力する。   Here, the rotation information calculator 200 can output the calculation result as an analog or digital signal. In the case of outputting an analog signal, for example, in the case of the absolute rotation angle position θ, 0 to 360 ° is equally allocated to 0 to 5 V, and an analog voltage signal corresponding to the angle is output. Further, when the calculation result is output as a digital signal, for example, in the case of the absolute rotation angle position θ, 0 to 360 ° is equally assigned to 10 bits (0 to 1023), and the digital signal corresponding to the angle is output. Is output.

以上、本実施の形態の回転情報算出装置１は、その磁気センサ付き軸受装置１００の構成を、磁路部材５０と、３つの磁気検出器６０ａ〜６０ｃと、磁石４０とを積み重ねた積層構成とし、且つ、磁路部材５０を、磁石４０からの磁束を軸方向に磁気検出器６０ａ〜６０ｃまで案内するように構成したので、磁路部材５０の円周方向のサイズを、容易に磁石４０の円周方向のサイズ以下にすることが可能である。   As described above, in the rotation information calculation device 1 of the present embodiment, the configuration of the magnetic sensor-equipped bearing device 100 is a stacked configuration in which the magnetic path member 50, the three magnetic detectors 60a to 60c, and the magnet 40 are stacked. In addition, since the magnetic path member 50 is configured to guide the magnetic flux from the magnet 40 to the magnetic detectors 60a to 60c in the axial direction, the size of the magnetic path member 50 in the circumferential direction can be easily adjusted. It is possible to make it smaller than the size in the circumferential direction.

また、回転情報算出器２００は、磁気検出器６０ａ〜６０ｃから出力される３相の磁気検出信号に基づき、内輪２４（回転軸）の回転状態を示す回転情報を算出することが可能である。
上記第１の実施の形態において、回転情報算出装置１が、本願発明の回転情報算出装置に対応し、外輪２２及び内輪２４が、本願発明の静止輪及び回転輪に対応し、回転情報算出器２００及びステップＳ１００〜Ｓ１０８が、本願発明の回転情報算出手段に対応する。 In addition, the rotation information calculator 200 can calculate rotation information indicating the rotation state of the inner ring 24 (rotating shaft) based on the three-phase magnetic detection signals output from the magnetic detectors 60a to 60c.
In the first embodiment, the rotation information calculation device 1 corresponds to the rotation information calculation device of the present invention, the outer ring 22 and the inner ring 24 correspond to the stationary wheel and the rotation wheel of the present invention, and the rotation information calculator 200 and steps S100 to S108 correspond to the rotation information calculation means of the present invention.

なお、上記第１の実施の形態において、回転情報算出装置１を、回転情報算出器２００がセンサ付き軸受装置１００とは別体となる構成としたが、これに限らず、回転情報算出器２００を、センサ付き軸受装置１００に組み込んで一体とする構成としても良い。
また、上記第１の実施の形態において、回転角度位置を、３相−２相変換で２相に変換し、その比（アークタンジェント）から求めたが、これに限らず、他の方法を用いて求める構成としても良い。 In the first embodiment, the rotation information calculation device 1 is configured such that the rotation information calculator 200 is separated from the sensor-equipped bearing device 100. However, the rotation information calculation device 200 is not limited to this. May be integrated into the sensor-equipped bearing device 100.
In the first embodiment, the rotational angle position is converted into two phases by three-phase to two-phase conversion and obtained from the ratio (arc tangent). However, the present invention is not limited to this, and other methods are used. It is good also as a structure to obtain.

〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態を図面に基づき説明する。図８〜図１１は、本発明に係る回転情報算出装置の第２の実施の形態を示す図である。
まず、本発明の第２の実施の形態に係る回転情報算出装置の構成を図８に基づき説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態に係る回転情報算出装置２の構成を示すブロック図である。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 8-11 is a figure which shows 2nd Embodiment of the rotation information calculation apparatus based on this invention.
First, the configuration of the rotation information calculation apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the rotation information calculation apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention.

回転情報算出装置２は、図８に示すように、モータ等の回転軸に回転自在に取り付けられた磁気センサ付き軸受装置１００からの磁気検出信号に基づいて回転軸の回転状態を示す情報である回転情報を算出する回転情報算出器２００を有して構成されている。なお、図８に示す、磁気センサ付き軸受装置１００は、径方向の断面図である。
ここで、磁気センサ付き軸受装置１００は、上記第１の実施の形態と同様の構成であるので詳細な説明を省略する。 As shown in FIG. 8, the rotation information calculation device 2 is information indicating the rotation state of the rotation shaft based on a magnetic detection signal from a bearing device 100 with a magnetic sensor that is rotatably attached to a rotation shaft such as a motor. A rotation information calculator 200 that calculates rotation information is included. In addition, the bearing apparatus 100 with a magnetic sensor shown in FIG. 8 is sectional drawing of radial direction.
Here, since the magnetic sensor-equipped bearing device 100 has the same configuration as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

更に、図９に基づき、回転情報算出器２００の詳細な構成を説明する。
ここで、図９は、回転情報算出器２００の詳細な構成を示すブロック図である。
回転情報算出器２００は、図９に示すように、磁気センサ付き軸受装置１００からの、３相のアナログの磁気検出信号cosθ、cos(θ-2π/3)、cos(θ-4π/3)の異常を検出する異常検出部２ａと、回転輪（内輪２４）の回転情報を算出する回転情報算出部２ｂとを有して構成されている。以下、上記第１の実施の形態と同様に、磁気検出器６０ａ〜６０ｃの構成する各相をそれぞれＡ相〜Ｃ相とする。 Further, a detailed configuration of the rotation information calculator 200 will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of the rotation information calculator 200.
As shown in FIG. 9, the rotation information calculator 200 includes three-phase analog magnetic detection signals cos θ, cos (θ-2π / 3), cos (θ-4π / 3) from the bearing device 100 with a magnetic sensor. An abnormality detection unit 2a that detects the abnormality of the rotation wheel and a rotation information calculation unit 2b that calculates rotation information of the rotating wheel (inner ring 24). Hereinafter, similarly to the first embodiment, the phases constituting the magnetic detectors 60a to 60c are respectively A phase to C phase.

異常検出部２ａは、磁気検出器６０ａ〜６０ｃのＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相の磁気検出信号のサンプリング値ａ、ｂ、ｃに基づき、磁気検出器６０ａ〜６０ｃのＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相毎に、少なくとも２通りの算出方法で回転角度位置を算出し、当該算出した回転角度位置に基づき、各相の磁気検出信号に異常が発生しているか否かを検出する。
具体的に、異常検出部２ａは、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相毎に、サンプリング値ａ、ｂ、ｃを用いて絶対回転角度位置を算出する第１式を、サンプリング値ａ、ｂ、ｃの数学的関係を用いて変形した第２〜第４式を用いて、前記各相の絶対回転角度位置を算出する。 The abnormality detection unit 2a is configured based on the sampling values a, b, and c of the magnetic detection signals of the A phase, B phase, and C phase of the magnetic detectors 60a to 60c, and the A phase and B of the magnetic detectors 60a to 60c. For each phase of phase C and phase C, the rotation angle position is calculated by at least two calculation methods, and based on the calculated rotation angle position, whether or not an abnormality has occurred in the magnetic detection signal of each phase is detected. To do.
Specifically, the abnormality detection unit 2a calculates the first expression for calculating the absolute rotation angle position using the sampling values a, b, and c for each of the A phase, the B phase, and the C phase. The absolute rotation angle position of each phase is calculated using the second to fourth equations modified using the mathematical relationship of b and c.

ここで、第２式は、第１式を、サンプリング値ａ及びｂの数学的関係に基づき、サンプリング値ｃを含まないように変形した算出式である。また、第３式は、第１式を、サンプリング値ａ及びｃの数学的関係に基づき、サンプリング値ｂを含まないように変形した算出式である。また、第４式は、第１式を、サンプリング値ｂ及びｃの数学的関係に基づき、サンプリング値ａを含まないように変形した算出式である。   Here, the second equation is a calculation equation obtained by modifying the first equation so as not to include the sampling value c based on the mathematical relationship between the sampling values a and b. The third expression is a calculation expression obtained by modifying the first expression so as not to include the sampling value b based on the mathematical relationship between the sampling values a and c. The fourth equation is a calculation equation obtained by modifying the first equation so as not to include the sampling value a based on the mathematical relationship between the sampling values b and c.

そして、第２式を用いて算出したＡ〜Ｃ相の３つの絶対回転角度位置の各２つの絶対回転角度位置の差分値と、第３式を用いて算出したＡ〜Ｃ相の３つの絶対回転角度位置の各２つの絶対回転角度位置の差分値と、第４式を用いて算出したＡ〜Ｃ相の３つの絶対回転角度位置の各２つの絶対回転角度位置の差分値とに基づき、サンプリング値ａ、ｂ、ｃの何れかに異常が発生しているか否かを検出する。   And the difference value of each two absolute rotation angle positions of the three absolute rotation angle positions of the A to C phases calculated using the second expression, and the three absolute values of the A to C phases calculated using the third expression Based on the difference value between each two absolute rotation angle positions of the rotation angle position and the difference value between each two absolute rotation angle positions of the three absolute rotation angle positions of the A to C phases calculated using the fourth equation, It is detected whether or not an abnormality has occurred in any of the sampling values a, b, and c.

サンプリング値ａ、ｂ、ｃの何れか１つに異常が検出された場合は、該当する相に異常が発生していることを示す異常検出フラグを外部装置等に出力すると共に、Ａ相〜Ｃ相に対して、正常なサンプリング値のみで算出された３つの絶対回転角度位置を、回転情報算出部２ｂに出力する。
一方、サンプリング値ａ、ｂ、ｃのうち２つ以上に異常が発生している場合は、動作停止用の異常検出フラグを、回転情報算出器２００内部の不図示の動作制御部及び外部装置に出力する。 When an abnormality is detected in any one of the sampling values a, b, and c, an abnormality detection flag indicating that an abnormality has occurred in the corresponding phase is output to an external device or the like, and A phase to C For the phase, three absolute rotation angle positions calculated only with normal sampling values are output to the rotation information calculation unit 2b.
On the other hand, when an abnormality has occurred in two or more of the sampling values a, b, and c, an abnormality detection flag for stopping the operation is sent to an operation control unit (not shown) and an external device inside the rotation information calculator 200. Output.

また、サンプリング値ａ、ｂ、ｃのいずれも正常である場合は、第２〜第４式で算出した９つの絶対回転角度位置を、回転情報算出部２ｂに出力する。
回転情報算出部２ｂは、異常検出部２ａから入力された絶対回転角度位置を平均して、外部出力用の絶対回転角度位置θとして算出し、更に、回転角速度ω、回転方向を回転情報として算出する。そして、当該算出した回転情報を、不図示の出力対象に出力する。 If all of the sampling values a, b, and c are normal, the nine absolute rotation angle positions calculated by the second to fourth equations are output to the rotation information calculation unit 2b.
The rotation information calculation unit 2b averages the absolute rotation angle position input from the abnormality detection unit 2a, calculates the absolute rotation angle position θ for external output, and further calculates the rotation angular velocity ω and the rotation direction as rotation information. To do. Then, the calculated rotation information is output to an output target (not shown).

また、回転情報算出器２００は、回転角速度ωを算出するために、回転輪（内輪２４）の回転に応じたパルス信号を出力する不図示のパルス発生器と、そのパルス信号をカウントする不図示のパルスカウンタとを有している。
また、回転情報算出器２００は、回転方向を算出するために、算出した絶対回転角度位置θをＲＡＭに保持するようになっている。 The rotation information calculator 200 also outputs a pulse signal (not shown) that outputs a pulse signal corresponding to the rotation of the rotating wheel (inner ring 24), and counts the pulse signal (not shown) to calculate the rotation angular velocity ω. And a pulse counter.
In addition, the rotation information calculator 200 holds the calculated absolute rotation angle position θ in the RAM in order to calculate the rotation direction.

また、回転情報算出器２００は、前記異常検出部２ａ、前記回転情報算出部２ｂなどにおける上記各機能をソフトウェア上で実現するため、及び上記各機能の実現に必要なハードウェアを制御するソフトウェアを実行するための不図示のコンピュータシステムを備えている。このコンピュータシステムのハードウェア構成は、各種制御や演算処理を担う演算処理装置（Processing Unit）と、主記憶装置（Main Storage）を構成するＲＡＭ（Random Access Memory）と、読み出し専用の記憶装置であるＲＯＭ（Read Only Memory）と、前記各装置間をデータ授受可能に接続する各種内外バスとを有した構成となっている。   The rotation information calculator 200 is software for controlling the hardware necessary for realizing each function in the abnormality detection unit 2a, the rotation information calculation unit 2b, etc. A computer system (not shown) for execution is provided. The hardware configuration of this computer system is an arithmetic processing unit (Processing Unit) responsible for various controls and arithmetic processing, a RAM (Random Access Memory) that constitutes a main storage device (Main Storage), and a read-only storage device. It has a configuration having a ROM (Read Only Memory) and various internal and external buses that connect each of the devices so as to exchange data.

そして、電源を投入すると、ＲＯＭに予め記憶された各種専用のコンピュータプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムに記述された命令に従って演算処理装置が各種ハードウェアの制御及び各種演算処理を行うことで前述したような各機能を実現するようになっている。   When the power is turned on, various dedicated computer programs stored in advance in the ROM are loaded into the RAM, and the arithmetic processing unit controls various hardware and performs various arithmetic processes in accordance with instructions described in the programs loaded in the RAM. By doing so, each function as described above is realized.

更に、図１０に基づき、異常検出部２ａにおける異常検出処理の流れを説明する。
ここで、図１０は、異常検出部２ａの異常検出処理を示すフローチャートである。
異常検出処理は、専用のソフトウェアを演算処理装置に実行させることで行われる処理であって、回転情報算出装置２の演算処理装置において実行されると、図１０に示すように、まずステップＳ２００に移行する。
ステップＳ２００では、異常検出部２ａにおいて、磁気検出器６０ａ〜６０ｃからの３相の磁気検出信号の各相のサンプリング値ａ、ｂ、ｃを同時に取得して、ステップＳ２０２に移行する。 Furthermore, the flow of the abnormality detection process in the abnormality detection unit 2a will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 10 is a flowchart showing the abnormality detection process of the abnormality detection unit 2a.
The abnormality detection process is performed by causing the arithmetic processing device to execute dedicated software. When the abnormality detection processing is executed in the arithmetic processing device of the rotation information calculating device 2, as shown in FIG. Transition.
In step S200, the abnormality detection unit 2a simultaneously acquires the sampling values a, b, and c of each phase of the three-phase magnetic detection signals from the magnetic detectors 60a to 60c, and proceeds to step S202.

ステップＳ２０２では、異常検出部２ａにおいて、ステップＳ２００で取得したサンプリング値ａ及びｂと、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対応する第２式とを用いて絶対回転角度位置θA2、θB2、θC2を算出して、ステップＳ２０４に移行する。
ステップＳ２０４では、異常検出部２ａにおいて、第２式で算出した３つの絶対回転角度位置は、３つとも等しいか否かを判定し、３つとも等しいと判定された場合(Yes)は、ステップＳ２０６に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ２１６に移行する。 In step S202, the abnormality detection unit 2a uses the sampling values a and b acquired in step S200 and the second formulas corresponding to the phases A, B, and C to use the absolute rotation angle positions θA2 and θB2 respectively. , ΘC2 is calculated, and the process proceeds to step S204.
In step S204, the abnormality detection unit 2a determines whether or not the three absolute rotation angle positions calculated by the second equation are equal to each other. If it is determined that all three are equal (Yes), The process proceeds to S206, and if not (No), the process proceeds to Step S216.

具体的に、第２式で算出した３つの絶対回転角度位置θA2、θB2、θC2の各２つの差分値（θA2-θB2）、（θA2-θC2）、（θB2-θC2）が、所定の誤差範囲内に３つとも収まっているときに等しいと判定される。以下、第３式及び第４式においても同様の方法で判定を行う。   Specifically, the two difference values (θA2-θB2), (θA2-θC2), and (θB2-θC2) of the three absolute rotation angle positions θA2, θB2, and θC2 calculated by the second formula are within a predetermined error range. It is determined that they are equal when all three are within. Hereinafter, the same method is used for the third and fourth formulas.

ここで、θA2、θB2、θC2は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相に対する第２式を用いて算出した絶対回転角度位置である。同様に、θA3、θB3、θC3は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相に対する第３式を用いて算出した絶対回転角度位置であり、θA4、θB4、θC4は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相に対する第４式を用いて算出した絶対回転角度位置である。つまり、下付き文字のアルファベットが磁気検出器６０ａ〜６０ｃの相の種類を表し、数字が算出式の種類を表している。   Here, θA2, θB2, and θC2 are absolute rotation angle positions calculated using the second equation for the A phase, the B phase, and the C phase. Similarly, θA3, θB3, and θC3 are absolute rotation angle positions calculated using the third equation for the A phase, the B phase, and the C phase, and θA4, θB4, and θC4 are for the A phase, the B phase, and the C phase. This is the absolute rotation angle position calculated using the fourth equation. That is, the alphabet of the subscript represents the phase type of the magnetic detectors 60a to 60c, and the number represents the type of the calculation formula.

ステップＳ２０６に移行した場合は、異常検出部２ａにおいて、ステップＳ２００で取得したサンプリング値ａ及びｃと、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対応する第３式とを用いて絶対回転角度位置θA3、θB3、θC3を算出して、ステップＳ２０８に移行する。
ステップＳ２０８では、異常検出部２ａにおいて、第３式で算出した３つの絶対回転角度位置は、３つとも等しいか否かを判定し、３つとも等しいと判定された場合(Yes)は、
ステップＳ２１０に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ２１４に移行する。 When the process proceeds to step S206, the abnormality detection unit 2a uses the sampling values a and c acquired in step S200 and the third equation corresponding to each of the A phase, the B phase, and the C phase to calculate the absolute rotation angle. The positions θA3, θB3, and θC3 are calculated, and the process proceeds to step S208.
In step S208, the abnormality detection unit 2a determines whether or not the three absolute rotation angle positions calculated by the third equation are equal to each other. If it is determined that all three are equal (Yes),
The process proceeds to step S210, and if not (No), the process proceeds to step S214.

ステップＳ２１０に移行した場合は、異常検出部２ａにおいて、ステップＳ２００で取得したサンプリング値ｂ及びｃと、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対応する第４式とを用いて絶対回転角度位置θA4、θB4、θC4を算出して、ステップＳ２１２に移行する。
ステップＳ２１２では、異常検出部２ａにおいて、第２〜第４式で算出した９つの絶対回転角度位置を、回転情報算出部２ｂに出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。 When the process proceeds to step S210, the abnormality detection unit 2a uses the sampling values b and c acquired in step S200 and the fourth equation corresponding to each of the A phase, the B phase, and the C phase to calculate the absolute rotation angle. The positions θA4, θB4, and θC4 are calculated, and the process proceeds to step S212.
In step S212, the abnormality detection unit 2a outputs the nine absolute rotation angle positions calculated by the second to fourth equations to the rotation information calculation unit 2b, ends a series of processes, and returns to the original process.

一方、ステップＳ２０８において、第３式で算出した絶対回転角度位置が３つとも等しくなく、ステップＳ２１４に移行した場合は、異常検出部２ａにおいて、第２式で算出した３つの絶対回転角度位置θA2、θB2、θC2を回転情報算出部２ｂに出力すると共に、磁気検出器６０ａ〜６０ｃにおけるＣ相の磁気検出信号に異常が発生していることを示すＣ相信号異常検出フラグを外部装置に出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。   On the other hand, if the three absolute rotation angle positions calculated by the third equation are not equal in step S208 and the process proceeds to step S214, the abnormality detection unit 2a uses the three absolute rotation angle positions θA2 calculated by the second equation. , ΘB2, and θC2 are output to the rotation information calculation unit 2b, and a C-phase signal abnormality detection flag indicating that an abnormality has occurred in the C-phase magnetic detection signals in the magnetic detectors 60a to 60c is output to the external device. Then, the series of processes is terminated and the original process is restored.

また、ステップＳ２０４において、第２式で算出した回転角度位置が３つとも等しくなく、ステップＳ２１６に移行した場合は、異常検出部２ａにおいて、ステップＳ２００で取得したサンプリング値ａ及びｃと、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対応する第３式とを用いて絶対回転角度位置θA3、θB3、θC3を算出して、ステップＳ２１８に移行する。
ステップＳ２１８では、異常検出部２ａにおいて、第３式で算出した３つの絶対回転角度位置は、３つとも等しいか否かを判定し、３つとも等しいと判定された場合(Yes)は、ステップＳ２２０に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ２２２に移行する。 In step S204, when the three rotation angle positions calculated by the second equation are not equal and the process proceeds to step S216, the abnormality detection unit 2a uses the sampling values a and c acquired in step S200 and the A phase. The absolute rotation angle positions θA3, θB3, and θC3 are calculated using the third equations corresponding to the B, C, and C phases, and the process proceeds to step S218.
In step S218, the abnormality detection unit 2a determines whether or not all three absolute rotation angle positions calculated by the third equation are equal. If it is determined that all three are equal (Yes), If not (No), the process proceeds to step S222.

ステップＳ２２０に移行した場合は、異常検出部２ａにおいて、第３式で算出した３つの絶対回転角度位置θA3、θB3、θC3を回転情報算出部２ｂに出力すると共に、磁気検出器６０ａ〜６０ｃにおけるＢ相の磁気検出信号に異常が発生していることを示すＢ相信号異常検出フラグを外部装置に出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。
また、ステップＳ２１８において、第３式で算出した絶対回転角度位置が３つとも等しくなく、ステップＳ２２２に移行した場合は、異常検出部２ａにおいて、ステップＳ２００で取得したサンプリング値ｂ及びｃと、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対応する第４式とを用いて絶対回転角度位置θA4、θB4、θC4を算出して、ステップＳ２２４に移行する。 When the process proceeds to step S220, the abnormality detection unit 2a outputs the three absolute rotation angle positions θA3, θB3, and θC3 calculated by the third equation to the rotation information calculation unit 2b and B in the magnetic detectors 60a to 60c. A B-phase signal abnormality detection flag indicating that an abnormality has occurred in the phase magnetic detection signal is output to the external device, and a series of processing is terminated and the original processing is restored.
In step S218, if the absolute rotation angle positions calculated by the third equation are not equal to each other and the process proceeds to step S222, the abnormality detection unit 2a uses the sampling values b and c acquired in step S200, and A The absolute rotation angle positions θA4, θB4, and θC4 are calculated using the fourth formula corresponding to each of the phase, the B phase, and the C phase, and the process proceeds to step S224.

ステップＳ２２４では、異常検出部２ａにおいて、第４式で算出した３つの絶対回転角度位置は、３つとも等しいか否かを判定し、３つとも等しいと判定された場合(Yes)は、ステップＳ２２６に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ２２８に移行する。
ステップＳ２２６に移行した場合は、異常検出部２ａにおいて、第４式で算出した３つの絶対回転角度位置θA4、θB4、θC4を回転情報算出部２ｂに出力すると共に、磁気検出器６０ａ〜６０ｃにおけるＡ相の磁気検出信号に異常が発生していることを示すＡ相信号異常検出フラグを外部装置に出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。 In step S224, the abnormality detection unit 2a determines whether or not the three absolute rotation angle positions calculated by the fourth equation are equal to each other. If it is determined that all three are equal (Yes), The process proceeds to S226, and if not (No), the process proceeds to Step S228.
When the process proceeds to step S226, the abnormality detection unit 2a outputs the three absolute rotation angle positions θA4, θB4, and θC4 calculated by the fourth equation to the rotation information calculation unit 2b and A in the magnetic detectors 60a to 60c. An A-phase signal abnormality detection flag indicating that an abnormality has occurred in the phase magnetic detection signal is output to the external device, a series of processing is terminated, and the original processing is restored.

一方、ステップＳ２２８に移行した場合は、異常検出部２ａにおいて、動作停止用の異常検出フラグを、内部の動作制御部（演算処理装置）や外部装置などに出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。
更に、図１１に基づき、回転情報算出部２ｂの回転情報算出処理の流れを説明する。
ここで、図１１は、回転情報算出部２ｂの回転情報算出処理を示すフローチャートである。 On the other hand, when the process proceeds to step S228, the abnormality detection unit 2a outputs an abnormality detection flag for stopping the operation to an internal operation control unit (arithmetic processing unit), an external device, or the like, and ends the series of processes. Return to the original process.
Furthermore, the flow of the rotation information calculation process of the rotation information calculation unit 2b will be described with reference to FIG.
Here, FIG. 11 is a flowchart showing the rotation information calculation processing of the rotation information calculation unit 2b.

回転情報算出処理は、専用のソフトウェアを演算処理装置に実行させることで行われる処理であって、回転情報算出装置２の演算処理装置において実行されると、図１１に示すように、まずステップＳ３００に移行する。
ステップＳ３００では、回転情報算出部２ｂにおいて、異常検出部２ａから絶対回転角度位置を取得したか否かを判定し、取得したと判定された場合(Yes)は、ステップＳ３０２に移行し、そうでない場合(No)は、取得するまで待機する。 The rotation information calculation process is a process performed by causing the arithmetic processing device to execute dedicated software. When the rotation information calculation processing is executed in the arithmetic processing device of the rotation information calculation device 2, as shown in FIG. Migrate to
In step S300, the rotation information calculation unit 2b determines whether or not the absolute rotation angle position has been acquired from the abnormality detection unit 2a. If it is determined that the rotation has been acquired (Yes), the process proceeds to step S302; If (No), wait until acquisition.

ステップＳ３０２に移行した場合は、回転情報算出部２ｂにおいて、取得した絶対回転角度位置の平均値を、内輪２４（回転軸）の絶対回転角度位置θとして算出して、ステップＳ３０４に移行する。
ステップＳ３０４では、回転情報算出部２ｂにおいて、ステップＳ３０２で算出した絶対回転角度位置θと、不図示のパルスカウンタでカウントした、内輪２４の回転に応じたパルス信号数とに基づき回転角速度ωを算出して、ステップＳ３０６に移行する。 When the process proceeds to step S302, the rotation information calculation unit 2b calculates the average value of the acquired absolute rotation angle positions as the absolute rotation angle position θ of the inner ring 24 (rotation shaft), and the process proceeds to step S304.
In step S304, the rotation information calculation unit 2b calculates the rotation angular velocity ω based on the absolute rotation angle position θ calculated in step S302 and the number of pulse signals corresponding to the rotation of the inner ring 24 counted by a pulse counter (not shown). Then, the process proceeds to step S306.

ステップＳ３０６では、回転情報算出部２ｂにおいて、ステップＳ３０２で算出した絶対回転角度位置θと、過去に算出した絶対回転角度位置θとに基づき回転方向を算出して、ステップＳ３０８に移行する。
ステップＳ３０８では、回転情報算出部２ｂにおいて、ステップＳ３０２〜Ｓ３０６の算出結果の信号を出力し、一連の処理を終了して元の処理に復帰させる。 In step S306, the rotation information calculation unit 2b calculates the rotation direction based on the absolute rotation angle position θ calculated in step S302 and the absolute rotation angle position θ calculated in the past, and the process proceeds to step S308.
In step S308, the rotation information calculation unit 2b outputs the calculation result signal of steps S302 to S306, ends the series of processes, and returns to the original process.

次に、本実施の形態の動作を説明する。
まず、異常検出部２ａにおいて、磁気検出器６０ａ〜６０ｃのＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対する回転角度位置の算出に用いられる算出式について説明する。
磁気検出器６０ａ〜６０ｃのＡ相〜Ｃ相からの磁気検出信号のサンプリング値ａ、ｂ、ｃは、下式（１）で表すことができる。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
First, the calculation formula used for calculating the rotation angle position for each of the A phase, B phase, and C phase of the magnetic detectors 60a to 60c in the abnormality detector 2a will be described.
The sampling values a, b, and c of the magnetic detection signals from the A phase to the C phase of the magnetic detectors 60a to 60c can be expressed by the following expression (1).

Ａ相：ａ＝cosθ
Ｂ相：ｂ＝cos(θ-2π/3) ・・・（１）
Ｃ相：ｃ＝cos(θ-4π/3)
上式（１）より、サンプリング値ａ、ｂ、ｃの数学的関係を利用して、異常検出用の回転角度位置の算出式（上述した第１式〜第４式）を求めるための異常検出パラメータとして、下式（２）を求める。 Phase A: a = cosθ
Phase B: b = cos (θ-2π / 3) (1)
Phase C: c = cos (θ-4π / 3)
From the above equation (1), using the mathematical relationship between the sampling values a, b, and c, the abnormality detection for obtaining the rotation angle position calculation equations (the above-described first to fourth equations) for abnormality detection The following equation (2) is obtained as a parameter.

Figure 2009210570
Figure 2009210570

更に、上式（２）に示す異常検出パラメータを用いて、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対して、サンプリング値ａ、ｂ、ｃを全て用いた回転角度位置の算出式である、下式（３）に示す第１式を求める。次に、上式（２）に示す異常検出パラメータを用いて、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対して、第１式を変形し、下式（３）に示すように、サンプリング値ａ及びｂのみを変数とした第２式を求める。同様に、上式（２）に示す異常検出パラメータを用いて、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対して、第１式を変形し、下式（３）に示すように、サンプリング値ａ及びｃのみを変数とした第３式、並びにサンプリング値ｂ及びｃのみを変数とした第４式を求める。   Furthermore, using the abnormality detection parameter shown in the above equation (2), a calculation formula for the rotational angle position using all sampling values a, b, and c for each of the A phase, the B phase, and the C phase. The first equation shown in the following equation (3) is obtained. Next, using the abnormality detection parameter shown in the above equation (2), the first equation is modified for each of the A phase, the B phase, and the C phase, and sampling is performed as shown in the following equation (3). The second equation with only the values a and b as variables is obtained. Similarly, using the abnormality detection parameter shown in the above equation (2), the first equation is modified for each of the A phase, the B phase, and the C phase, and sampling is performed as shown in the following equation (3). A third equation having only values a and c as variables and a fourth equation having only sampling values b and c as variables are obtained.

Figure 2009210570
Figure 2009210570

以下、上記のようにして求めた、上式（３）に示す、第２〜第４式を用いて、回転情報算出装置２の異常検出処理及び回転情報算出処理の動作を説明する。
ここでは、磁気センサ付き軸受装置１００を、モータの回転軸の軸受に適用した場合の動作を説明する。 Hereinafter, operations of the abnormality detection process and the rotation information calculation process of the rotation information calculation device 2 will be described using the second to fourth expressions shown in the above expression (3) obtained as described above.
Here, an operation when the bearing device 100 with a magnetic sensor is applied to a bearing of a rotating shaft of a motor will be described.

不図示のドライバからの駆動信号に応じてモータが駆動すると、モータの回転軸が回転し、この回転に連動して磁気センサ付き軸受装置１００の内輪２４が回転する。内輪２４には磁石４０が支持されているので、内輪２４と共に磁石４０も回転する。そして、磁石４０が回転することにより、磁路部材５０の各磁路と磁石４０との位置関係も周期的に変化する。   When the motor is driven in accordance with a drive signal from a driver (not shown), the rotating shaft of the motor rotates, and the inner ring 24 of the bearing device 100 with a magnetic sensor rotates in conjunction with this rotation. Since the magnet 40 is supported on the inner ring 24, the magnet 40 also rotates together with the inner ring 24. As the magnet 40 rotates, the positional relationship between each magnetic path of the magnetic path member 50 and the magnet 40 also changes periodically.

磁気検出器６０ａ〜６０ｃには、磁路部材５０の各磁路を介して磁石４０からの磁束が通過し、それぞれ、通過磁束に対応する磁気検出信号cosθ、cos(θ-2π/3)、cos(θ-4π/3)が出力される。
回転情報算出器２００は、サンプリングタイミングになると、異常検出部２ａにおいて、磁気検出器６０ａ〜６０ｃから出力される３相の磁気検出信号のサンプリング値ａ、ｂ、ｃを取得する（ステップＳ２００）。 Magnetic flux from the magnet 40 passes through the magnetic paths of the magnetic path member 50 through the magnetic detectors 60a to 60c, and magnetic detection signals cosθ, cos (θ-2π / 3), corresponding to the passing magnetic flux, respectively. cos (θ-4π / 3) is output.
At the sampling timing, the rotation information calculator 200 acquires the sampling values a, b, and c of the three-phase magnetic detection signals output from the magnetic detectors 60a to 60c in the abnormality detection unit 2a (step S200).

異常検出部２ａは、サンプリング値ａ、ｂ、ｃを取得すると、まず、サンプリング値ａ及びｂと、上式（３）に示す、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相にそれぞれ対応する第２式とを用いて、絶対回転角度位置θA2、θB2、θC2を算出する（ステップＳ２０２）。
次に、異常検出部２ａは、第２式で算出したθA2、θB2、θC2に対して、各２つの差分値「θA2-θB2」、「θA2-θC2」、「θB2-θC2」を算出する。そして、これら差分値と、予め設定されている閾値Ｅt＝±０．１[°]とを比較し、差分値が３つとも閾値Ｅtの範囲内にあるときは、３つの絶対回転角度位置は等しいと判定する（ステップＳ２０４の「Ｙｅｓ」の分岐）。また、差分値が１つでも閾値Ｅtの範囲外にあるときは、３つの絶対
回転角度位置は等しくないと判定する（ステップＳ２０４の「Ｎｏ」の分岐）。 When the abnormality detection unit 2a acquires the sampling values a, b, and c, first, the sampling values a and b, and the second equation corresponding to the A phase, the B phase, and the C phase, respectively, shown in the above equation (3), Are used to calculate absolute rotational angular positions θA2, θB2, and θC2 (step S202).
Next, the abnormality detection unit 2a calculates two difference values “θA2-θB2”, “θA2-θC2”, and “θB2-θC2” for θA2, θB2, and θC2 calculated by the second equation. Then, these difference values are compared with a preset threshold Et = ± 0.1 [°], and when all three difference values are within the range of the threshold Et, the three absolute rotation angle positions are It is determined that they are equal (“Yes” branch in step S204). If even one differential value is outside the range of the threshold Et, it is determined that the three absolute rotation angle positions are not equal ("No" branch in step S204).

ここで、閾値Ｅtを−０．１[°]〜＋０．１[°]の範囲にしたのは、ノイズによる誤差や、Ａ／Ｄ変換による誤差等を考慮するためである。
以下、第２式で算出した絶対回転角度位置が３つとも等しかった場合の動作を説明する。
この場合、異常検出部２ａは、サンプリング値ａ及びｃと、上式（３）に示す、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相にそれぞれ対応する第３式とを用いて、絶対回転角度位置θA3、θB3、θC3を算出する（ステップＳ２０６）。 Here, the reason why the threshold Et is set in the range of −0.1 [°] to +0.1 [°] is to consider an error due to noise, an error due to A / D conversion, and the like.
Hereinafter, an operation in the case where all of the three absolute rotation angle positions calculated by the second equation are equal will be described.
In this case, the abnormality detection unit 2a uses the sampling values a and c and the third equations corresponding to the A phase, the B phase, and the C phase shown in the above equation (3), respectively, to calculate the absolute rotation angle position θA3, θB3 and θC3 are calculated (step S206).

そして、上記第２式のときと同様に、第３式で算出したθA3、θB3、θC3に対して、各２つの差分値「θA3-θB3」、「θA3-θC3」、「θB3-θC3」を算出する。更に、これら差分値と閾値Ｅtとを比較し、差分値が３つとも閾値Ｅtの範囲内にあるときは、３つの絶対回転角度位置は等しいと判定する（ステップＳ２０８の「Ｙｅｓ」の分岐）。また、差分値が１つでも閾値Ｅtの範囲外にあるときは、３つの絶対回転角度位置は等しくないと判定する（ステップＳ２０８の「Ｎｏ」の分岐）。   Similarly to the case of the above-mentioned second formula, the two difference values “θA3-θB3”, “θA3-θC3”, “θB3-θC3” are respectively obtained for θA3, θB3, and θC3 calculated by the third formula. calculate. Further, these difference values are compared with the threshold value Et, and when all three difference values are within the range of the threshold value Et, it is determined that the three absolute rotation angle positions are equal (“Yes” branch of step S208). . If even one difference value is outside the range of the threshold Et, it is determined that the three absolute rotation angle positions are not equal ("No" branch in step S208).

ここで、第３式に対する３つの絶対回転角度位置が等しくない場合は、既にサンプリング値ａ及びｂが正常であることが解っているので、サンプリング値ｃにのみ異常があることが解る。また、サンプリング値ｃを変数に含む第４式についても異常値が算出されることが解る。
従って、異常検出部２ａは、第２式で算出した絶対回転角度位置θA2、θB2、θC2を回転情報算出部２ｂに出力すると共に、Ｃ相の信号に異常が発生していることを示すＣ相信号異常検出フラグを外部装置等に出力する（ステップＳ２１４）。 Here, when the three absolute rotation angle positions with respect to the third equation are not equal, it is already known that the sampling values a and b are normal, and thus it is understood that only the sampling value c is abnormal. It can also be seen that an abnormal value is calculated for the fourth equation including the sampling value c as a variable.
Accordingly, the abnormality detection unit 2a outputs the absolute rotation angle positions θA2, θB2, and θC2 calculated by the second equation to the rotation information calculation unit 2b, and indicates that an abnormality has occurred in the C-phase signal. A signal abnormality detection flag is output to an external device or the like (step S214).

例えば、Ｃ相信号異常検出フラグを外部のコンピュータなどに出力し、そこで異常個所を示すメッセージ画像等を表示装置に表示することで、磁気検出器６０ａ〜６０ｃに異常が発生していることが解ると共に、異常の発生箇所も解るので迅速な対応が可能となる。
また、異常検出部２ａは、Ｃ相に異常があるという情報を保持し、以降は、Ａ相及びＢ相からのサンプリング値ａ及びｂのみを用いて、第２式から３つの絶対回転角度位置θA2、θB2、θC2を算出し、これらを回転情報算出部２ｂに出力する。つまり、磁気検出器６０ａ〜６０ｃにおけるＣ相（磁気検出器６０ｃ）に異常があっても、残りのＡ相及びＢ相（磁気検出器６０ａ及び６０ｂ）が正常であれば、回転角度位置の算出処理を継続して行い、算出結果を回転情報算出部２ｂに出力する。 For example, it is understood that an abnormality has occurred in the magnetic detectors 60a to 60c by outputting a C-phase signal abnormality detection flag to an external computer or the like and displaying a message image or the like indicating the abnormal part on the display device. At the same time, the location where the abnormality has occurred can be understood, so that a quick response is possible.
Further, the abnormality detection unit 2a holds information that there is an abnormality in the C phase, and thereafter, using only the sampling values a and b from the A phase and the B phase, the three absolute rotation angle positions from the second equation are used. θA2, θB2, and θC2 are calculated and output to the rotation information calculation unit 2b. That is, even if there is an abnormality in the C phase (magnetic detector 60c) in the magnetic detectors 60a to 60c, if the remaining A phase and B phase (magnetic detectors 60a and 60b) are normal, the calculation of the rotational angle position is performed. The processing is continued and the calculation result is output to the rotation information calculation unit 2b.

また、異常検出部２ａにおいては、例えば、電源投入毎、又はサンプリングタイミング毎など定期的に異常検出処理を行うようにすることで、残り２つの相に異常が発生したときにも対応することが可能である。
一方、回転情報算出部２ｂは、異常検出部２ａから、絶対回転角度位置θA2、θB2、θC2を取得すると（ステップＳ３００）、まず、３つの絶対回転角度位置の平均値「（θA2＋θB2＋θC2）／３」を出力用の絶対回転角度位置θとして算出する（ステップＳ３０２）。 In addition, in the abnormality detection unit 2a, for example, by performing an abnormality detection process periodically such as every time the power is turned on or every sampling timing, it is possible to cope with an abnormality occurring in the remaining two phases. Is possible.
On the other hand, when the rotation information calculation unit 2b acquires the absolute rotation angle positions θA2, θB2, and θC2 from the abnormality detection unit 2a (step S300), first, the average value of the three absolute rotation angle positions “(θA2 + θB2 + θC2) / 3”. Is calculated as an absolute rotation angle position θ for output (step S302).

絶対回転角度位置θが算出されると、回転情報算出部２ｂは、次に、回転角速度ωを算出する（ステップＳ３０４）。回転角速度ωの算出方法は、上記第１の実施の形態と同様となるので具体的な説明を省略する。
更に、回転角速度ωが算出されると、回転情報算出部２ｂは、次に、回転位置を算出する（ステップＳ３０６）。回転位置の算出方法は、上記第１の実施の形態と同様となるので具体的な説明を省略する。 When the absolute rotation angle position θ is calculated, the rotation information calculation unit 2b next calculates the rotation angular velocity ω (step S304). The calculation method of the rotational angular velocity ω is the same as that in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
Further, when the rotation angular velocity ω is calculated, the rotation information calculation unit 2b next calculates the rotation position (step S306). The method for calculating the rotational position is the same as that in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

そして、上記算出した絶対回転角度位置θ、回転角速度ω及び回転方向の情報を含む信号を、不図示の出力対象に出力する（ステップＳ３０８）。この信号は、アナログ又はデジタルの信号で出力され、その出力方法は、上記第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
次に、上式（３）に示す、第２式及び第３式で算出した絶対回転角度位置が正常である場合（ステップＳ２０８の「Ｙｅｓ」の分岐）の動作について説明する。 Then, a signal including information on the calculated absolute rotation angle position θ, rotation angular velocity ω, and rotation direction is output to an output target (not shown) (step S308). This signal is output as an analog or digital signal, and the output method is the same as that in the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
Next, the operation when the absolute rotation angle position calculated by the second and third formulas shown in the above formula (3) is normal (“Yes” branch in step S208) will be described.

この場合、異常検出部２ａは、サンプリング値ａ、ｂ、ｃが全て正常であることが解るので、更に、サンプリング値ｂ及びｃと、上式（３）に示す、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相にそれぞれ対応する第４式とを用いて、絶対回転角度位置θA4、θB4、θC4を算出する（ステップＳ２１０）。そして、上記取得したサンプリング値ａ、ｂ、ｃ、及び第２式〜第４式で算出した９つの絶対回転角度位置の全てを、回転情報算出部２ｂに出力する（ステップＳ２１２）。   In this case, since the abnormality detection unit 2a understands that the sampling values a, b, and c are all normal, the sampling values b and c, and the A phase, B phase, and C shown in the above equation (3) Absolute rotation angle positions θA4, θB4, and θC4 are calculated using the fourth equation corresponding to each phase (step S210). Then, all of the acquired sampling values a, b, c and the nine absolute rotation angle positions calculated by the second to fourth equations are output to the rotation information calculation unit 2b (step S212).

一方、回転情報算出部２ｂは、異常検出部２ａから、９つの絶対回転角度位置θA2、θB2、θC2、θA3、θB3、θC3、θA4、θB4、θC4とを取得すると（ステップＳ３００）、これら９つの絶対回転角度位置の平均値を出力用の絶対回転角度位置θとして算出する（ステップＳ３０２）。
そして、この絶対回転角度位置θを用いて回転角速度ωを算出する（ステップＳ３０４）。一方、上記算出した絶対回転角度位置θと、１回前に算出した絶対回転角度位置θとに基づき、回転方向を算出する（ステップＳ３０６）。 On the other hand, when the rotation information calculation unit 2b acquires nine absolute rotation angle positions θA2, θB2, θC2, θA3, θB3, θC3, θA4, θB4, and θC4 from the abnormality detection unit 2a (Step S300), An average value of the absolute rotation angle positions is calculated as an absolute rotation angle position θ for output (step S302).
Then, the rotational angular velocity ω is calculated using the absolute rotational angular position θ (step S304). On the other hand, the rotation direction is calculated based on the calculated absolute rotation angle position θ and the absolute rotation angle position θ calculated one time before (step S306).

つまり、磁気検出器６０ａ〜６０ｃの各相に異常がない場合は、９つの絶対回転角度位置の平均値を、出力用の絶対回転角度位置θとして算出することができるので、高精度な絶対回転角度位置θ及び回転角速度ωを出力対象に出力することが可能である。また、この場合は、異常が無いので異常検出フラグは出力されない。
次に、上式（３）に示す、第２式で算出した回転角度位置が異常と判定された場合（ステップＳ１０４の「Ｎｏ」の分岐）の動作について説明する。 That is, when there is no abnormality in each phase of the magnetic detectors 60a to 60c, the average value of the nine absolute rotation angle positions can be calculated as the absolute rotation angle position θ for output, so that high-precision absolute rotation The angular position θ and the rotational angular velocity ω can be output to the output target. In this case, since there is no abnormality, the abnormality detection flag is not output.
Next, the operation when the rotation angle position calculated by the second equation shown in the above equation (3) is determined to be abnormal (the branch of “No” in step S104) will be described.

この場合、異常検出部２ａは、サンプリング値ａ及びｃと、上式（３）に示す、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相にそれぞれ対応する第３式とを用いて、絶対回転角度位置θA3、θB3、θC3を算出する（ステップＳ２１６）。
そして、上記第２式のときと同様に、第３式で算出したθA3、θB3、θC3に対して、各２つの差分値「θA3-θB3」、「θA3-θC3」、「θB3-θC3」を算出する。更に、これら差分値と閾値Ｅtとを比較し、差分値が３つとも閾値Ｅtの範囲内にあるときは、３つの絶対回転角度位置は等しいと判定する（ステップＳ２１８の「Ｙｅｓ」の分岐）。また、差分値が１つでも閾値Ｅtの範囲外にあるときは、３つの絶対回転角度位置は等しくないと
判定する（ステップＳ２１８の「Ｎｏ」の分岐）。 In this case, the abnormality detection unit 2a uses the sampling values a and c and the third equations corresponding to the A phase, the B phase, and the C phase shown in the above equation (3), respectively, to calculate the absolute rotation angle position θA3, θB3 and θC3 are calculated (step S216).
Similarly to the case of the above-mentioned second formula, the two difference values “θA3-θB3”, “θA3-θC3”, “θB3-θC3” are respectively obtained for θA3, θB3, and θC3 calculated by the third formula. calculate. Furthermore, these difference values are compared with the threshold Et, and when all three difference values are within the range of the threshold Et, it is determined that the three absolute rotation angle positions are equal (“Yes” branch of step S218). . If even one difference value is outside the range of the threshold Et, it is determined that the three absolute rotation angle positions are not equal ("No" branch in step S218).

ここで、３つの絶対回転角度位置が等しいと判定された場合（ステップＳ２１８の「Ｙｅｓ」の分岐）は、サンプリング値ａ及びｂの何れか一方が異常であることに加え、サンプリング値ａ及びｃが正常であることが解るので、これにより、サンプリング値ｂのみに異常があることが解る。従って、異常検出部２ａは、第３式で算出した絶対回転角度位置θA3、θB3、θC3を回転情報算出部２ｂに出力すると共に、Ｂ相の信号に異常が発生していることを示すＢ相信号異常検出フラグを外部装置等に出力する（ステップＳ２２０）。   Here, when it is determined that the three absolute rotation angle positions are equal (the branch of “Yes” in step S218), in addition to the sampling values a and b being abnormal, the sampling values a and c Thus, it can be seen that only the sampling value b is abnormal. Therefore, the abnormality detection unit 2a outputs the absolute rotation angle positions θA3, θB3, and θC3 calculated by the third equation to the rotation information calculation unit 2b, and indicates that an abnormality has occurred in the B-phase signal. A signal abnormality detection flag is output to an external device or the like (step S220).

また、異常検出部２ａは、Ｂ相に異常があるという情報を保持し、以降は、Ａ相及びＣ相からのサンプリング値ａ及びｃのみを用いて、第３式から３つの絶対回転角度位置をθA3、θB3、θC3を算出し、これらを回転情報算出部２ｂに出力する。つまり、磁気検出器６０ａ〜６０ｃのＢ相に異常があっても、残りのＡ相及びＣ相が正常であれば、回転角度位置の算出処理を継続して行い、算出結果を回転情報算出部２ｂに出力する。   Further, the abnormality detection unit 2a holds information that there is an abnormality in the B phase, and thereafter, using only the sampling values a and c from the A phase and the C phase, three absolute rotation angle positions from the third equation are obtained. ΘA3, θB3, and θC3 are calculated and output to the rotation information calculation unit 2b. That is, even if there is an abnormality in the B phase of the magnetic detectors 60a to 60c, if the remaining A phase and C phase are normal, the calculation process of the rotation angle position is continued, and the calculation result is obtained as a rotation information calculation unit. Output to 2b.

一方、回転情報算出部２ｂは、異常検出部２ａから、絶対回転角度位置θA3、θB3、θC3を取得すると（ステップＳ３００）、これら３つの絶対回転角度位置の平均値を出力用の絶対回転角度位置θとして算出する（ステップＳ３０２）。
更に、この絶対回転角度位置θを用いて回転角速度ωを算出する（ステップＳ３０４）。一方、上記算出した絶対回転角度位置θと、１回前に算出した絶対回転角度位置θとに基づき、回転方向を算出する（ステップＳ３０６）。 On the other hand, when the rotation information calculation unit 2b acquires the absolute rotation angle positions θA3, θB3, and θC3 from the abnormality detection unit 2a (step S300), the average value of these three absolute rotation angle positions is output as the absolute rotation angle position for output. Calculated as θ (step S302).
Further, the rotational angular velocity ω is calculated using the absolute rotational angular position θ (step S304). On the other hand, the rotation direction is calculated based on the calculated absolute rotation angle position θ and the absolute rotation angle position θ calculated one time before (step S306).

そして、上記算出した絶対回転角度位置θ、回転角速度ω及び回転方向を含む信号を、不図示の出力対象に出力する（ステップＳ３０８）。
次に、第２式及び第３式で算出した回転角度位置が異常と判定された場合（ステップＳ２１８の「Ｎｏ」の分岐）の動作について説明する。
この場合は、サンプリング値ａ及びｂの何れか一方、及びサンプリング値ａ及びｃの何れか一方に異常があることが解る。しかし、これだけでは、サンプリング値ａのみに異常があるのか、サンプリング値ｂ及びｃに異常があるのかが正確に解らない。従って、異常検出部２ａは、更に、サンプリング値ｂ及びｃと、上式（３）に示す、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相にそれぞれ対応する第４式とを用いて、絶対回転角度位置θA4、θB4、θC4を算出する（ステップＳ２２２）。 Then, a signal including the calculated absolute rotation angle position θ, rotation angular velocity ω, and rotation direction is output to an output target (not shown) (step S308).
Next, an operation when the rotation angle position calculated by the second and third formulas is determined to be abnormal (“No” branch of step S218) will be described.
In this case, it can be understood that either one of the sampling values a and b and one of the sampling values a and c are abnormal. However, this alone cannot accurately determine whether only the sampling value a is abnormal or whether the sampling values b and c are abnormal. Therefore, the abnormality detection unit 2a further uses the sampling values b and c and the fourth equation corresponding to the A phase, the B phase, and the C phase shown in the above equation (3) to calculate the absolute rotation angle position θA4. , ΘB4, θC4 are calculated (step S222).

そして、上記第２式のときと同様に、第４式で算出したθA4、θB4、θC4に対して、各２つの差分値「θA4-θB4」、「θA4-θC4」、「θB4-θC4」を算出する。更に、これら差分値と閾値Ｅtとを比較し、差分値が３つとも閾値Ｅtの範囲内にあるときは、３つの絶対回転角度位置は等しいと判定する（ステップＳ２２４の「Ｙｅｓ」の分岐）。また、差分値が１つでも閾値Ｅtの範囲外にあるときは、３つの絶対回転角度位置は等しくないと判定する（ステップＳ２２４の「Ｎｏ」の分岐）。   Similarly to the case of the above-mentioned second formula, the two difference values “θA4-θB4”, “θA4-θC4”, “θB4-θC4” are calculated for θA4, θB4, θC4 calculated by the fourth formula. calculate. Further, these difference values are compared with the threshold value Et, and when all the three difference values are within the range of the threshold value Et, it is determined that the three absolute rotation angle positions are equal (“Yes” branch of step S224). . When even one difference value is outside the range of the threshold Et, it is determined that the three absolute rotation angle positions are not equal ("No" branch in step S224).

ここで、３つの絶対回転角度位置が等しいと判定された場合（ステップＳ２２４の「Ｙｅｓ」の分岐）は、サンプリング値ａのみが異常であることが解るので、異常検出部２ａは、第４式で算出した絶対回転角度位置θA4、θB4、θC4を回転情報算出部２ｂに出力すると共に、Ａ相の信号に異常が発生していることを示すＡ相信号異常検出フラグを外部装置等に出力する（ステップＳ２２６）。   Here, when it is determined that the three absolute rotation angle positions are equal (the branch of “Yes” in step S224), it is understood that only the sampling value a is abnormal. The absolute rotation angle positions θA4, θB4, and θC4 calculated in step 1 are output to the rotation information calculation unit 2b, and an A-phase signal abnormality detection flag indicating that an abnormality has occurred in the A-phase signal is output to an external device or the like. (Step S226).

また、異常検出部２ａは、Ａ相に異常があるという情報を保持し、以降は、Ｂ相及びＣ相からのサンプリング値ｂ及びｃのみを用いて、第４式から３つの絶対回転角度位置をθA4、θB4、θC4を算出し、これらを回転情報算出部２ｂに出力する。つまり、磁気検出器６０ａ〜６０ｃのＡ相に異常があっても、残りのＢ相及びＣ相が正常であれば、回転角度位置の算出処理を継続して行い、算出結果を回転情報算出部２ｂに出力する。   Further, the abnormality detection unit 2a holds information that there is an abnormality in the A phase, and thereafter, using only the sampling values b and c from the B phase and the C phase, the three absolute rotation angle positions from the fourth equation are used. ΘA4, θB4, and θC4 are calculated and output to the rotation information calculation unit 2b. That is, even if there is an abnormality in the A phase of the magnetic detectors 60a to 60c, if the remaining B phase and C phase are normal, the calculation process of the rotation angle position is continued and the calculation result is obtained as a rotation information calculation unit. Output to 2b.

一方、回転情報算出部２ｂは、異常検出部２ａから、絶対回転角度位置θA4、θB4、θC4を取得すると（ステップＳ３００）、これら３つの絶対回転角度位置の平均値を出力用の絶対回転角度位置θとして算出する（ステップＳ３０２）。
更に、この絶対回転角度位置θを用いて回転角速度ωを算出する（ステップＳ３０４）。一方、上記算出した絶対回転角度位置θと、１回前に算出した絶対回転角度位置θとに基づき、回転方向を算出する（ステップＳ３０６）。 On the other hand, when the rotation information calculation unit 2b acquires the absolute rotation angle positions θA4, θB4, and θC4 from the abnormality detection unit 2a (step S300), the average value of these three absolute rotation angle positions is output as the absolute rotation angle position for output. Calculated as θ (step S302).
Further, the rotational angular velocity ω is calculated using the absolute rotational angular position θ (step S304). On the other hand, the rotation direction is calculated based on the calculated absolute rotation angle position θ and the absolute rotation angle position θ calculated one time before (step S306).

そして、上記算出した絶対回転角度位置θ、回転角速度ω及び回転方向を含む信号を、不図示の出力対象に出力する（ステップＳ３０８）。
次に、第２式〜第４式で算出した回転角度位置が全て異常と判定された場合（ステップＳ２２４の「Ｎｏ」の分岐）の動作について説明する。
この場合は、サンプリング値ａ、ｂ、ｃのうち２つ以上に異常があることが解るので、異常検出部２ａは、回転情報の算出処理を正常に機能させることは不可能であると判断し、動作停止用の異常検出フラグを、内部の動作制御部及び外部装置に出力する（ステップＳ２２８）。 Then, a signal including the calculated absolute rotation angle position θ, rotation angular velocity ω, and rotation direction is output to an output target (not shown) (step S308).
Next, an operation when all the rotation angle positions calculated by the second to fourth formulas are determined to be abnormal (“No” branch in step S224) will be described.
In this case, since it is understood that two or more of the sampling values a, b, and c are abnormal, the abnormality detection unit 2a determines that it is impossible to cause the rotation information calculation process to function normally. Then, an abnormality detection flag for stopping the operation is output to the internal operation control unit and the external device (step S228).

回転情報算出器２００の内部にある動作制御部は、異常検出部２ａから動作停止用の異常検出フラグを取得すると、停止コマンドを発行して、異常検出部２ａ及び回転情報算出部２ｂの動作を停止する。
上記したように、本実施の形態の回転情報算出器２００は、異常検出部２ａにおいて、３相の磁気検出信号のサンプリング値のうちＡ相及びＢ相の値ａ、ｂ、Ａ相及びＣ相の値ａ、ｃ、並びにＢ相及びＣ相の値ｂ、ｃと、上式（３）の第２式〜第４式とに基づき、絶対回転角度位置θA2〜θC2、θA3〜θC3、θA4〜θC4を算出することが可能である。また、各算出式で算出した各３つの絶対回転角度位置の差分値と閾値Ｅtとの比較結果に基づき、サンプリング値の異常を検出することが可能である。また、異常があったときに、該当するサンプリング値の相に対する異常検出フラグや、動作停止用の異常検出フラグを出力することが可能である。 When the operation control unit in the rotation information calculator 200 acquires the abnormality detection flag for operation stop from the abnormality detection unit 2a, the operation control unit issues a stop command to control the operations of the abnormality detection unit 2a and the rotation information calculation unit 2b. Stop.
As described above, the rotation information calculator 200 of the present embodiment is configured so that the abnormality detection unit 2a includes the A phase and B phase values a, b, A phase, and C phase among the sampling values of the three-phase magnetic detection signals. Absolute rotation angle positions θA2 to θC2, θA3 to θC3, and θA4 to θ based on the values a and c of B, and the values b and c of the B phase and the C phase, and the second to fourth equations of the above equation (3). It is possible to calculate θC4. Further, it is possible to detect an abnormality in the sampling value based on the comparison result between the difference value of each of the three absolute rotation angle positions calculated by each calculation formula and the threshold value Et. Further, when there is an abnormality, it is possible to output an abnormality detection flag for the phase of the corresponding sampling value or an abnormality detection flag for stopping the operation.

これにより、磁気検出器６０ａ〜６０ｃのどの相に異常があるのかを正確に判断することができると共に、異常検出フラグを外部装置等に出力することで、異常の有無及び異常個所を判断することができるので、迅速な対応が可能となる。また、正常な情報を算出できないときは動作を停止することができるので、出力対象の誤動作等を防ぐことが可能である。   Thereby, it is possible to accurately determine which phase of the magnetic detectors 60a to 60c is abnormal, and to output the abnormality detection flag to an external device or the like to determine the presence / absence and abnormality location of the abnormality. Can be done quickly. Further, since the operation can be stopped when normal information cannot be calculated, it is possible to prevent a malfunction of the output target.

また、本実施の形態の回転情報算出器２００は、磁気検出器６０ａ〜６０ｃにそれぞれ対応するＡ相、Ｂ相、Ｃ相のうち、異常の発生していない相が１つしかない場合に、残り２つの正常な相のサンプリング値を用いて、継続して絶対回転角度位置θ、回転角速度ω及び回転方向の算出処理を行うことが可能である。
これにより、１相だけに異常が発生した場合でも回転情報の算出処理を継続し、出力対象の正常な動作を維持できるので、誤動作による出力対象の破損や危険の発生等を防ぐことが可能である。 In addition, the rotation information calculator 200 of the present embodiment, when there is only one phase in which no abnormality has occurred among the A phase, the B phase, and the C phase respectively corresponding to the magnetic detectors 60a to 60c, The absolute rotation angle position θ, the rotation angular velocity ω, and the rotation direction can be continuously calculated using the remaining two normal phase sampling values.
As a result, even if an abnormality occurs in only one phase, the rotation information calculation process can be continued and the normal operation of the output target can be maintained, so it is possible to prevent damage to the output target due to malfunction or occurrence of danger. is there.

また、本実施の形態の回転情報算出器２００は、磁気検出器６０ａ〜６０ｃにそれぞれ対応するＡ相、Ｂ相、Ｃ相のうち、正常な相に対する上記第１〜第４式で算出した絶対回転角度位置の平均値を、出力用の絶対回転角度位置θとして算出することが可能である。
これにより、信頼性の高い高精度な回転角度位置の算出が可能である。
なお、上記第２の実施の形態において、磁気検出器６０ａ〜６０ｃが本願発明３つの磁気検出器に対応し、ステップＳ２００が本願発明のサンプリング値取得手段に対応し、異常検出部２ａ及びステップＳ２０２〜Ｓ２２８が本願発明の異常検出手段に対応し、回転情報算出部２ｂ及びステップＳ３００〜Ｓ３０８が本願発明の回転情報算出手段に対応する。 In addition, the rotation information calculator 200 according to the present embodiment calculates the absolute values calculated by the above first to fourth equations for the normal phase among the A phase, the B phase, and the C phase respectively corresponding to the magnetic detectors 60a to 60c. The average value of the rotation angle positions can be calculated as the absolute rotation angle position θ for output.
This makes it possible to calculate the rotational angle position with high reliability and high accuracy.
In the second embodiment, the magnetic detectors 60a to 60c correspond to the three magnetic detectors of the present invention, step S200 corresponds to the sampling value acquisition means of the present invention, and the abnormality detector 2a and step S202. S228 corresponds to the abnormality detection means of the present invention, and the rotation information calculation unit 2b and steps S300 to S308 correspond to the rotation information calculation means of the present invention.

〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態について、図１２から図１４に基づき説明する。
本実施の形態は、磁気センサ付き軸受装置１００の磁石ホルダ３０に支持されている磁石４１が、図１２に示すように、円環筒状の部材であり、筒部半周の領域がＳ極に着磁され、残りの筒部半周の領域がＮ極に着磁されている。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the magnet 41 supported by the magnet holder 30 of the bearing device 100 with a magnetic sensor is a ring-shaped cylindrical member as shown in FIG. Magnetized, and the remaining half-circular region of the cylinder is magnetized to the N pole.

外輪２２に支持されている磁路部材５０は、磁石４１からの磁束を磁気検出器６０ａ〜６０ｃに導くための３つの磁路を形成している。これら３つの磁路は、軸方向から見て回路基板７０と略同一直径の円環筒を略均等に３分割してなる板厚方向に湾曲した形状であり、且つ、互いの周方向端部の間に空隙５３を設けて円環状に配置した３つの円弧部５４と、各円弧部５４の周方向端部から径方向外方に向けて突設され、空隙５３を挟んで対向している複数の壁部５５とを備えており、各空隙５３に、一対の壁部５５の間に挟み込むように回路基板７０に実装した３つの磁気検出器６０ａ〜６０ｃを配置し、空隙５３に磁束が通り、空隙５３を通る磁束を壁部５５が案内することで磁路を形成している。   The magnetic path member 50 supported by the outer ring 22 forms three magnetic paths for guiding the magnetic flux from the magnet 41 to the magnetic detectors 60a to 60c. These three magnetic paths have a shape that is curved in the plate thickness direction formed by dividing an annular cylinder having substantially the same diameter as the circuit board 70 into three substantially equal parts when viewed from the axial direction, and the circumferential end portions of the three magnetic paths. Are provided in an annular shape with a gap 53 therebetween, and projecting radially outward from the circumferential end of each arc part 54 and facing each other across the gap 53 A plurality of wall portions 55 are provided, and in each gap 53, three magnetic detectors 60 a to 60 c mounted on the circuit board 70 are disposed so as to be sandwiched between the pair of wall portions 55, and magnetic flux is generated in the gap 53. The magnetic path is formed by the wall 55 guiding the magnetic flux passing through the gap 53.

そして、円環筒状とした磁石４１の内周面と、磁路部材５０を構成する３つの円弧部５４の内周面とが、ラジアル方向に対向して配置されている。
上記構成の磁気センサ付き軸受装置１００は、図１３に示すように、磁気検出器６０ａ〜６０ｃ、磁路部材５０及び磁石ホルダ３０がそれぞれ軸方向に積層されているとともに、磁路部材５０の径方向内方に磁石４１が配置された構造となっている。 And the inner peripheral surface of the magnet 41 made into the shape of an annular cylinder and the inner peripheral surfaces of the three arc portions 54 constituting the magnetic path member 50 are arranged to face each other in the radial direction.
As shown in FIG. 13, the magnetic sensor-equipped bearing device 100 having the above configuration includes magnetic detectors 60 a to 60 c, a magnetic path member 50, and a magnet holder 30 that are stacked in the axial direction, and the diameter of the magnetic path member 50. The magnet 41 is arranged inward in the direction.

また、内輪２４が回転すると、それに伴って磁石ホルダ３０及び磁石４１が回転する。この回転によって、磁石４１と磁路部材５０の磁路との位置関係（重なり具合）が周期的に変化する。この変化によって、磁気検出器６０ａ〜６０ｃを通る磁束の量及び磁極がそれぞれ変化し、磁気検出信号は、それぞれが１２０°ずつ位相のずれた３つの正弦波として出力される。   Moreover, when the inner ring | wheel 24 rotates, the magnet holder 30 and the magnet 41 will rotate in connection with it. By this rotation, the positional relationship (overlapping condition) between the magnet 41 and the magnetic path of the magnetic path member 50 changes periodically. Due to this change, the amount of magnetic flux passing through the magnetic detectors 60a to 60c and the magnetic pole change, respectively, and the magnetic detection signals are output as three sine waves each having a phase shift of 120 °.

図１４の下図は、磁石４１と磁路部材５０との位置関係を示す図であり、図１４の上図には、下図中の丸で囲んだ位置にある磁気検出器６０ａの出力信号の変化が示されている。磁石４１が、図１４の下図に示す１０２の位置から１０８に示す位置へと回転位置１０４〜１０６を介して順に右回転することによって、磁気検出器６０ａと磁石４１との位置関係が変化し、磁気検出器６０ａを通る磁束の量及び磁極が変化する。これにより、磁気検出器６０ａの出力も、図１４の上図に示すように変化し、この出力の変化が正弦波を形成する。   The lower diagram of FIG. 14 is a diagram showing the positional relationship between the magnet 41 and the magnetic path member 50, and the upper diagram of FIG. 14 shows the change in the output signal of the magnetic detector 60 a located at the circled position in the lower diagram. It is shown. The magnet 41 rotates in the right direction through the rotation positions 104 to 106 from the position 102 shown in the lower diagram of FIG. 14 to the position shown in 108, whereby the positional relationship between the magnetic detector 60a and the magnet 41 changes. The amount of magnetic flux passing through the magnetic detector 60a and the magnetic pole change. As a result, the output of the magnetic detector 60a also changes as shown in the upper diagram of FIG. 14, and this change in output forms a sine wave.

本実施の形態の回転情報算出装置１によると、磁気センサ付き軸受装置１００を構成する磁石４１を円環筒状とし、磁石４１からの磁束を磁気検出器６０ａ〜６０ｃまで案内する磁路部材５０を、磁石４１の径方向内方に配置しているので、磁気センサ付き軸受装置１００の軸方向サイズを小さくすることができる。   According to the rotation information calculation device 1 of the present embodiment, the magnet 41 constituting the bearing device 100 with a magnetic sensor is formed in an annular tube shape, and the magnetic path member 50 that guides the magnetic flux from the magnet 41 to the magnetic detectors 60a to 60c. Is disposed radially inward of the magnet 41, the axial size of the magnetic sensor-equipped bearing device 100 can be reduced.

〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態について、図１５に基づき説明する。
本実施の形態の磁気センサ付き軸受装置１００は、第１の実施の形態と同形状の磁路部材５０に対してアキシャル方向に対向配置されている磁石４２が、軸方向から見て２つの三日月板状の着磁部材４２ａ，４２ｂを円環状に配置することで構成されている。すなわち、２つの着磁部材４２ａ，４２ｂは、板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化している部材であり、軸方向から見て磁路部材５０と略同一の円形状となるように、互いの最も板幅が小さい部分が向かい合う状態で配置されている。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the bearing device 100 with a magnetic sensor of the present embodiment, the magnet 42 that is arranged to face the magnetic path member 50 having the same shape as that of the first embodiment in the axial direction has two crescents as viewed from the axial direction. The plate-like magnetized members 42a and 42b are arranged in an annular shape. That is, the two magnetized members 42a and 42b are members in which the outer peripheral surface and the inner peripheral surface in the plate thickness direction change in a sine wave shape in the rotational direction, and are substantially the same as the magnetic path member 50 when viewed from the axial direction. The parts having the smallest plate width are arranged so as to face each other so as to have a circular shape.

ここで、２つの着磁部材４２ａ，４２ｂの具体的な形状は、下式（４），（５）の通りで求められる。
着磁部材４２ａ，４２ｂの内周面の形状ＦIN＝r-（Ａcosθ/2） ・・・（４）
着磁部材４２ａ，４２ｂの外周面の形状Ｆout＝r+（Ａcosθ/2） ・・・（５）
ただし、θは絶対回転角度位置、rは磁石４２の中心半径、Ａは磁石４２の最大半径である。 Here, the specific shapes of the two magnetized members 42a and 42b are obtained by the following equations (4) and (5).
Shapes of the inner peripheral surfaces of the magnetized members 42a and 42b F IN = r− (A cos θ / 2) (4)
Magnetized material 42a, the outer peripheral surface of the 42b form F out = r + (Acosθ / 2) ··· (5)
Where θ is the absolute rotational angle position, r is the center radius of the magnet 42, and A is the maximum radius of the magnet 42.

そして、一方の着磁部材４２ａの磁路部材５０に対向する面はＮ極に着磁され、磁石ホルダ３０に対向する面はＳ極に着磁されている。また、他方の着磁部材４２ｂの磁路部材５０に対向する面はＳ極に着磁され、磁石ホルダ３０に対向する面はＮ極に着磁されている。
そして、磁石４２を構成する２つの着磁部材４２ａ，４２ｂの板厚方向に直交する面と、磁路部材５０を構成する３つの円弧部５１の壁部５０ａが突設している面に対して反対側の面とが、アキシャル方向に対向して配置されている。 The surface of the one magnetized member 42a facing the magnetic path member 50 is magnetized to the N pole, and the surface facing the magnet holder 30 is magnetized to the S pole. The surface of the other magnetized member 42b facing the magnetic path member 50 is magnetized to the S pole, and the surface facing the magnet holder 30 is magnetized to the N pole.
And with respect to the surface where the wall part 50a of the three circular arc parts 51 which comprise the magnetic path member 50 and the surface orthogonal to the plate | board thickness direction of the two magnetized members 42a and 42b which comprise the magnet 42 protrudes. The opposite surface is arranged opposite to the axial direction.

また、内輪２４が回転すると、それに伴って磁石ホルダ３０及び磁石４２が回転する。この回転によって、磁石４２と磁路部材５０の磁路との位置関係（重なり具合）が周期的に変化する。この際、磁石４２を構成する２つの着磁部材４２ａ，４２ｂは、板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化している三日月板状の部材なので、磁気検出器６０ａ〜６０ｃを通る磁束の強さも正弦波状に変化し、その結果、磁気検出信号も正弦波状となる。   Further, when the inner ring 24 rotates, the magnet holder 30 and the magnet 42 rotate accordingly. By this rotation, the positional relationship (overlapping condition) between the magnet 42 and the magnetic path of the magnetic path member 50 changes periodically. At this time, since the two magnetized members 42a and 42b constituting the magnet 42 are crescent plate-like members whose outer peripheral surface and inner peripheral surface in the plate thickness direction are changed in a sine wave shape in the rotation direction, the magnetic detector 60a. The intensity of the magnetic flux passing through ˜60c also changes in a sine wave shape, and as a result, the magnetic detection signal also has a sine wave shape.

本実施の形態によると、回路基板７０に実装された３つの磁気検出器６０ａ〜６０ｃは電気角１２０°位相で配置されているので、１２０°位相の３相正弦波が出力され、第２の実施の形態で示した（３）の第２式〜第４式に基づき、３相のうち２相を用いて絶対回転角度位置を算出することにより、３通りの絶対回転角度位置が算出され、比較演算によりフェールセーフを実現することができる。また、回転角度位置θを、第２の実施の形態で示した（３）の第２式〜第４式の何れかで算出したＡ相〜Ｃ相に対する回転角度位置の平均値を求めると、信頼性の高い高精度な回転角度位置の算出結果を得ることができる。   According to the present embodiment, since the three magnetic detectors 60a to 60c mounted on the circuit board 70 are arranged with an electrical angle of 120 ° phase, a three-phase sine wave with a 120 ° phase is output, and the second Three absolute rotation angle positions are calculated by calculating the absolute rotation angle position using two of the three phases based on the second to fourth formulas of (3) shown in the embodiment, Fail-safe can be realized by the comparison operation. Further, when the rotation angle position θ is obtained by calculating the average value of the rotation angle positions with respect to the A phase to the C phase calculated by any one of the second to fourth formulas (3) shown in the second embodiment, A highly reliable calculation result of the rotational angle position can be obtained.

〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態について、図１６に基づき説明する。
本実施の形態の磁気センサ付き軸受装置１００は、２つの磁気検出器６０ａ，６０ｂを電気角９０°の位相をもつように実装した円弧形状の回路基板７１と、磁性材料で構成した磁路部材５０と、第４の実施の形態と同一形状の磁石４２とが軸方向（アキシャル方向）に積層された構造とされている。 [Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The magnetic sensor-equipped bearing device 100 according to the present embodiment includes an arc-shaped circuit board 71 on which two magnetic detectors 60a and 60b are mounted so as to have a phase of an electrical angle of 90 °, and a magnetic path member made of a magnetic material. 50 and a magnet 42 having the same shape as that of the fourth embodiment are stacked in the axial direction (axial direction).

本実施の形態の磁路部材５０は、互いの周方向端部の間に４箇所の空隙５２を設けて配置した円弧形状の４つの円弧部５１と、各円弧部５１の周方向端部から板厚方向（軸方向）の一方に向けて突設され、空隙５２を挟んで対向している複数の壁部５０ａとを備えている。そして、隣接する所定の２つの空隙５２に、一対の壁部５０ａの間に挟み込むように回路基板７１に実装した磁気検出器６０ａ，６０ｂを配置し、空隙５２に磁束が通り、空隙５２を通る磁束を壁部５０ａが案内することで２つの磁路を形成している。   The magnetic path member 50 according to the present embodiment includes four arc-shaped arc portions 51 arranged with four gaps 52 provided between the end portions in the circumferential direction, and the circumferential end portions of the arc portions 51. A plurality of wall portions 50a that protrude toward one side in the plate thickness direction (axial direction) and are opposed to each other with the gap 52 interposed therebetween. Then, magnetic detectors 60 a and 60 b mounted on the circuit board 71 are disposed in two adjacent predetermined gaps 52 so as to be sandwiched between the pair of wall portions 50 a, and magnetic flux passes through the gap 52 and passes through the gap 52. Two magnetic paths are formed by the wall 50a guiding the magnetic flux.

本実施の形態によると、内輪２４が回転すると、それに伴って磁石ホルダ３０及び磁石４２が回転する。この回転によって、磁石４２と磁路部材５０の磁路との位置関係（重なり具合）が周期的に変化する。この際、磁石４２を構成する２つの着磁部材４２ａ，４２ｂは板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化する三日月板状の部材なので、磁気検出器６０ａ，６０ｂを通る磁束の強さも正弦波状に変化し、その結果、磁気検出信号も正弦波状となる。   According to the present embodiment, when the inner ring 24 rotates, the magnet holder 30 and the magnet 42 rotate accordingly. By this rotation, the positional relationship (overlapping condition) between the magnet 42 and the magnetic path of the magnetic path member 50 changes periodically. At this time, since the two magnetized members 42a and 42b constituting the magnet 42 are crescent plate-shaped members whose outer peripheral surface and inner peripheral surface in the plate thickness direction change in a sine wave shape in the rotation direction, the magnetic detectors 60a and 60b are used. The strength of the magnetic flux passing through also changes in a sine wave shape, and as a result, the magnetic detection signal also has a sine wave shape.

そして、回路基板７１に実装された磁気検出器６０ａ，６０ｂは電気角９０°位相で配置されているので、９０°位相の２相正弦波が出力され、その比（アークタンジェント）を取ることにより絶対回転角度位置を算出する。
したがって、本実施の形態も、信頼性の高い高精度な回転角度位置の算出結果を得ることができる。 Since the magnetic detectors 60a and 60b mounted on the circuit board 71 are arranged with an electrical angle of 90 °, a two-phase sine wave with a 90 ° phase is output, and the ratio (arc tangent) is obtained. The absolute rotation angle position is calculated.
Therefore, this embodiment can also obtain a highly reliable calculation result of the rotational angle position with high accuracy.

なお、第５の実施の形態は、２つの磁気検出器６０ａ，６０ｂを実装した回路基板７１を使用しているが、電気角９０°位相の４つの磁気検出器を実装した回路基板を使用し、磁路部材５０の４箇所の空隙５２のそれぞれに磁気検出器を配置することにより差動出力を得てシングルエンドに変換すると、ノイズに強い２相正弦波を得ることができる。   In the fifth embodiment, the circuit board 71 on which the two magnetic detectors 60a and 60b are mounted is used. However, the circuit board on which the four magnetic detectors having an electrical angle of 90 ° are mounted is used. When a differential output is obtained by arranging a magnetic detector in each of the four gaps 52 of the magnetic path member 50 and converted to single-ended, a two-phase sine wave resistant to noise can be obtained.

〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施の形態について、図１７に基づき説明する。
本実施の形態の磁気センサ付き軸受装置１００は、３つの磁気検出器６０ａ〜６０ｃを電気角１２０°の位相をもつように実装した円弧形状の回路基板７０（第４の実施の形態と同様の回路基板７０）と、３つの円弧部５４を備えた円環筒状の磁路部材５０（第３の実施の形態の磁路部材５０）とを軸方向（アキシャル方向）に積層し、磁路部材５０の内径側（ラジアル方向）に磁石４３を配置した構造としている。 [Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The magnetic sensor-equipped bearing device 100 of the present embodiment has an arc-shaped circuit board 70 (similar to the fourth embodiment) in which three magnetic detectors 60a to 60c are mounted so as to have a phase of an electrical angle of 120 °. A circuit board 70) and an annular cylindrical magnetic path member 50 (magnetic path member 50 of the third embodiment) having three arc portions 54 are laminated in the axial direction (axial direction), and the magnetic path The magnet 43 is arranged on the inner diameter side (radial direction) of the member 50.

磁石４３は、磁路部材５０の内径寸法より小さな外径寸法の円環筒状であり、２つの円弧形状の着磁部材４３ａ，４３ｂで構成されている。
２つの着磁部材４３ａ，４３ｂは、軸方向を向く一方の端面及び他方の端面が回転方向に正弦波状に変化している部材であり、互いの最も板幅が小さい部分が向かい合わされて円環筒状に配置されている。 The magnet 43 has an annular cylindrical shape having an outer diameter smaller than the inner diameter of the magnetic path member 50, and is composed of two arcuate magnetized members 43a and 43b.
The two magnetized members 43a and 43b are members in which one end face facing the axial direction and the other end face are changed in a sinusoidal shape in the rotation direction, and the portions having the smallest plate widths are opposed to each other. It is arranged in a cylindrical shape.

ここで、２つの着磁部材４３ａ，４３ｂの軸方向の厚さＦAXの具体的な形状は、下式（６）の通りで求められる。
ＦAX＝Ａcosθ ・・・（６）
ただし、θは絶対回転角度位置、Ａは磁石４３の最大半径であり、着磁部材の厚さは軸方向の中心を基準に対称である。 Here, a specific shape of the axial thickness F AX of the two magnetized members 43a and 43b is obtained by the following equation (6).
F AX = Acosθ (6)
However, θ is the absolute rotation angle position, A is the maximum radius of the magnet 43, and the thickness of the magnetized member is symmetric with respect to the center in the axial direction.

そして、一方の着磁部材４３ａの内周面はＮ極に着磁され、外周面はＳ極に着磁されている。また、他方の着磁部材４３ｂの内周面はＳ極に着磁され、外周面はＮ極に着磁されている。
そして、円環筒状に配置した２つの円弧形状の着磁部材４３ａ，４３ｂと、磁路部材５０を構成する３つの円弧部５４の内周面とが、ラジアル方向に対向して配置されている。 The inner peripheral surface of one magnetized member 43a is magnetized to the N pole, and the outer peripheral surface is magnetized to the S pole. The inner peripheral surface of the other magnetized member 43b is magnetized to the S pole, and the outer peripheral surface is magnetized to the N pole.
The two arc-shaped magnetized members 43a and 43b arranged in an annular tube shape and the inner peripheral surfaces of the three arc portions 54 constituting the magnetic path member 50 are arranged to face each other in the radial direction. Yes.

本実施の形態によると、内輪２４が回転すると、それに伴って磁石ホルダ３０及び磁石４３が回転する。この回転によって、磁石４３と磁路部材５０の磁路との位置関係（重なり具合）が周期的に変化する。この際、磁石４３を構成する２つの着磁部材４３ａ，４３ｂが、軸方向を向く一方の端面及び他方の端面が回転方向に正弦波状に変化している部材なので、磁気検出器６０ａ〜６０ｃを通る磁束の強さも正弦波状に変化し、その結果、磁気検出信号も正弦波状となる。   According to the present embodiment, when the inner ring 24 rotates, the magnet holder 30 and the magnet 43 rotate accordingly. By this rotation, the positional relationship (overlap condition) between the magnet 43 and the magnetic path of the magnetic path member 50 changes periodically. At this time, since the two magnetized members 43a and 43b constituting the magnet 43 are members in which one end surface facing the axial direction and the other end surface are changed in a sine wave shape in the rotation direction, the magnetic detectors 60a to 60c are arranged. The strength of the magnetic flux passing through also changes in a sine wave shape, and as a result, the magnetic detection signal also has a sine wave shape.

本実施の形態によると、回路基板７０に実装された磁気検出器６０ａ〜６０ｃは電気角１２０°位相で配置されているので、１２０°位相の３相正弦波が出力され、第２の実施の形態で示した（３）の第２式〜第４式に基づき、３相のうち２相を用いて絶対回転角度位置を算出することにより、３通りの絶対回転角度位置が算出され、比較演算によりフェールセーフを実現することができる。また、回転角度位置θを、第２の実施の形態で示した（３）の第２式〜第４式の何れかで算出したＡ相〜Ｃ相に対する回転角度位置の平均値を求めると、信頼性の高い高精度な回転角度位置の算出結果を得ることができる。
また、円環筒状とした磁石４３を、円環筒状とした磁路部材５０の径方向内方に配置しているので、磁気センサ付き軸受装置１００の軸方向サイズを小さくすることができる。 According to the present embodiment, since the magnetic detectors 60a to 60c mounted on the circuit board 70 are arranged with an electrical angle of 120 °, a three-phase sine wave with a phase of 120 ° is output, and the second embodiment By calculating the absolute rotation angle position using two of the three phases based on the second to fourth formulas of (3) shown in the form, the three absolute rotation angle positions are calculated, and the comparison operation is performed. Therefore, fail safe can be realized. Further, when the rotation angle position θ is obtained by calculating the average value of the rotation angle positions with respect to the A phase to the C phase calculated by any one of the second to fourth formulas (3) shown in the second embodiment, A highly reliable calculation result of the rotational angle position can be obtained.
Further, since the annular magnet 43 is disposed radially inward of the annular magnetic path member 50, the axial size of the magnetic sensor bearing device 100 can be reduced. .

〔第７の実施の形態〕
さらに、本発明の第７の実施の形態について、図１８に基づき説明する。
本実施の形態の磁気センサ付き軸受装置１００は、２つの磁気検出器６０ａ，６０ｂを電気角９０°の位相をもつように実装した円弧形状の回路基板７１（第５の実施の形態と同様の回路基板７１）と、４つの円弧部５４を備えた円環筒状の磁路部材５０とを軸方向（アキシャル方向）に積層し、磁路部材５０の内径側（ラジアル方向）に磁石４３（第６の実施の形態と同様の磁石４３）を配置した構造としている。 [Seventh Embodiment]
Furthermore, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The magnetic sensor-equipped bearing device 100 according to the present embodiment has an arc-shaped circuit board 71 (similar to the fifth embodiment) in which the two magnetic detectors 60a and 60b are mounted so as to have a phase of an electrical angle of 90 °. A circuit board 71) and an annular cylindrical magnetic path member 50 having four arc portions 54 are laminated in the axial direction (axial direction), and a magnet 43 (radial direction) is formed on the inner diameter side (radial direction) of the magnetic path member 50. A magnet 43) similar to that of the sixth embodiment is arranged.

本実施の形態の磁路部材５０は、互いの周方向端部の間に空隙５３を設けて円環状に配置した４つの円弧部５４と、各円弧部５４の周方向端部から径方向外方に向けて突設され、空隙５３を挟んで対向している複数の壁部５５とを備えている。そして、隣接する所定の２つの空隙５３に、一対の壁部５５の間に挟み込むように回路基板７１に実装した磁気検出器６０ａ，６０ｂを配置し、空隙５３に磁束が通り、空隙５３を通る磁束を壁部５５が案内することで２つの磁路を形成している。
そして、２つの円弧形状の着磁部材４３ａ，４３ｂを円環筒状に配置した磁石４３と、磁路部材５０を構成する３つの円弧部５４の内周面とを、ラジアル方向に対向して配置する。 The magnetic path member 50 according to the present embodiment includes four arc portions 54 arranged in an annular shape by providing gaps 53 between the circumferential end portions, and radially outward from the circumferential end portions of the respective arc portions 54. And a plurality of wall portions 55 that face each other with the gap 53 interposed therebetween. Then, magnetic detectors 60 a and 60 b mounted on the circuit board 71 are arranged in two adjacent predetermined gaps 53 so as to be sandwiched between the pair of wall portions 55, and magnetic flux passes through the gap 53 and passes through the gap 53. Two magnetic paths are formed by the wall 55 guiding the magnetic flux.
And the magnet 43 which arrange | positioned two circular arc-shaped magnetized members 43a and 43b in the annular | cylindrical cylinder shape, and the internal peripheral surface of the three circular arc parts 54 which comprise the magnetic path member 50 are opposed to a radial direction. Deploy.

本実施の形態によると、内輪２４が回転すると、それに伴って磁石ホルダ３０及び磁石４３が回転する。この回転によって、磁石４３と磁路部材５０の磁路との位置関係（重なり具合）が周期的に変化する。この際、磁石４３を構成する２つの着磁部材４３ａ，４３ｂが、軸方向を向く一方の端面及び他方の端面が回転方向に正弦波状に変化している部材なので、磁気検出器６０ａ〜６０ｃを通る磁束の強さも正弦波状に変化し、その結果、磁気検出信号も正弦波状となる。   According to the present embodiment, when the inner ring 24 rotates, the magnet holder 30 and the magnet 43 rotate accordingly. By this rotation, the positional relationship (overlap condition) between the magnet 43 and the magnetic path of the magnetic path member 50 changes periodically. At this time, since the two magnetized members 43a and 43b constituting the magnet 43 are members in which one end surface facing the axial direction and the other end surface are changed in a sine wave shape in the rotation direction, the magnetic detectors 60a to 60c are arranged. The strength of the magnetic flux passing through also changes in a sine wave shape, and as a result, the magnetic detection signal also has a sine wave shape.

そして、回路基板７１に実装された磁気検出器６０ａ，６０ｂは電気角９０°位相で配置されているので、９０°位相の２相正弦波が出力され、その比（アークタンジェント）を取ることにより絶対回転角度位置を算出する。
したがって、本実施の形態も、信頼性の高い高精度な回転角度位置の算出結果を得ることができる。 Since the magnetic detectors 60a and 60b mounted on the circuit board 71 are arranged with an electrical angle of 90 °, a two-phase sine wave with a 90 ° phase is output, and the ratio (arc tangent) is obtained. The absolute rotation angle position is calculated.
Therefore, this embodiment can also obtain a highly reliable calculation result of the rotational angle position with high accuracy.

また、円環筒状とした磁石４３を、円環筒状とした磁路部材５０の径方向内方に配置しているので、磁気センサ付き軸受装置１００の軸方向サイズを小さくすることができる。
なお、第７の実施の形態は、２つの磁気検出器６０ａ，６０ｂを実装した回路基板７１を使用しているが、電気角９０°位相の４つの磁気検出器を実装した回路基板を使用し、磁路部材５０の４箇所の空隙５３のそれぞれに磁気検出器を配置することにより差動出力を得てシングルエンドに変換すると、ノイズに強い２相正弦波を得ることができる。 Further, since the annular magnet 43 is disposed radially inward of the annular magnetic path member 50, the axial size of the magnetic sensor bearing device 100 can be reduced. .
Although the seventh embodiment uses the circuit board 71 on which the two magnetic detectors 60a and 60b are mounted, the circuit board on which the four magnetic detectors having an electrical angle of 90 ° are mounted is used. When a differential output is obtained by arranging a magnetic detector in each of the four gaps 53 of the magnetic path member 50 and converted to single end, a two-phase sine wave resistant to noise can be obtained.

なお、上記第１の実施の形態において、着磁ホルダ３０は磁性体として磁性材料から構成されているとしたが、これに限らず磁性体でなくてもよい。しかし、より多い磁束を集めるために、磁石ホルダは磁性材料で構成されるのが望ましい。
また、上記第１の実施の形態において回路基板７０は馬蹄形に形成したものとしたが、これに限らずリング状やその他形状でもよい。 In the first embodiment, the magnetized holder 30 is made of a magnetic material as a magnetic material. However, the magnetic material holder 30 is not limited to this and may not be a magnetic material. However, in order to collect more magnetic flux, the magnet holder is preferably made of a magnetic material.
In the first embodiment, the circuit board 70 is formed in a horseshoe shape. However, the circuit board 70 is not limited to this and may have a ring shape or other shapes.

また、上記第２の実施の形態においては、異常検出部２ａの異常検出処理及び回転情報算出部２ｂの回転情報算出処理を、演算処理装置に専用のソフトウェアを実行させることで行う構成としたが、これに限らず、ハードウェア主体で前記各処理を実行する構成としても良い。   In the second embodiment, the abnormality detection process of the abnormality detection unit 2a and the rotation information calculation process of the rotation information calculation unit 2b are performed by causing the arithmetic processing unit to execute dedicated software. However, the present invention is not limited to this, and the above-described processes may be executed mainly by hardware.

また、上記第２の実施の形態においては、事前に異常検出パラメータから、上式（３）を求めておき、異常検出部２ａはこの算出式を用いて、異常検出処理を実行する構成としたが、これに限らず、例えば、電源投入毎、又は出荷後の最初の電源投入時などに、異常検出パラメータの算出処理及び上式（３）に示す回転角度位置の算出式の生成処理を行う構成としても良い。また、一度生成した算出式は、電源が落ちるまで保持するか又は電源が落ちた後も保持し続けるようにすることで、上式（３）に示す算出式の生成処理負荷を軽減することが可能である。   In the second embodiment, the above equation (3) is obtained from the abnormality detection parameter in advance, and the abnormality detection unit 2a is configured to execute the abnormality detection process using this calculation equation. However, the present invention is not limited to this, for example, every time the power is turned on or when the power is turned on for the first time after shipment, the abnormality detection parameter calculation process and the rotational angle position calculation expression generation process shown in the above equation (3) It is good also as a structure. In addition, the calculation formula once generated is held until the power is turned off, or is kept even after the power is turned off, thereby reducing the generation processing load of the formula (3). Is possible.

また、上記第２の実施の形態において、異常検出部の閾値を−０．１〔°〕〜＋０．１〔°〕としたが、これに限らず閾値は適宜決定してよい。
また、上記第２の実施の形態においては、磁気センサ付き軸受装置１００と、回転情報算出装置２とを別々の構成としたが、これに限らず、回転情報算出装置２に磁気センサ付き軸受装置１００を含む構成としても良い。この場合に、回転情報算出装置２を、センサ付き軸受装置１００に組み込んで一体とする構成としても良い。 In the second embodiment, the threshold value of the abnormality detection unit is set to −0.1 [°] to +0.1 [°].
Moreover, in the said 2nd Embodiment, although the bearing apparatus 100 with a magnetic sensor and the rotation information calculation apparatus 2 were set as the separate structure, it is not restricted to this, The bearing apparatus with a magnetic sensor is included in the rotation information calculation apparatus 2. 100 may be included. In this case, the rotation information calculation device 2 may be integrated into the sensor-equipped bearing device 100.

また、上記第２の実施の形態において、回転角度位置θを、上記第２式〜第４式の何れかで算出したＡ相〜Ｃ相に対する回転角度位置の平均値により求める構成としたが、これに限らず、回転角度位置θを、平均する前の値の何れか１つとしてもよいし、３相−２相変換で２相に変換し、その比（アークタンジェント）から求める構成やその他の構成としても良い。   In the second embodiment, the rotation angle position θ is obtained from the average value of the rotation angle positions with respect to the A phase to the C phase calculated by any one of the second to fourth formulas. Not limited to this, the rotation angle position θ may be any one of the values before averaging, a configuration obtained by converting to two phases by three-phase to two-phase conversion, and the ratio (arc tangent), and the like It is good also as a structure of.

また、上記第４、第５、第６、第７の各実施の形態において着磁部材は端が尖っている形状の構成を示したが、これに限らず生産性を考えて着磁部材の端に丸みをつけた形状でもよい。この場合、端が尖っている形状の場合と同じ位置に着磁部材を配置するため、着磁部材間に空隙を設けて配置する。
また、上記各実施の形態において、磁気センサ付き軸受装置１００に、回転情報算出装置２を適用したが、これに限らず、回転軸の回転に応じた３相の磁気検出信号が得られるのであれば、磁気センサと、軸受とが別体となったものや、磁気センサ付き軸受装置が別の構成であるものなど、他の構成のものに適用しても良い。 Further, in each of the fourth, fifth, sixth, and seventh embodiments, the magnetized member has a configuration with a sharp end. However, the present invention is not limited to this, and the productivity of the magnetized member is not limited. The shape may be rounded at the end. In this case, in order to arrange the magnetized member at the same position as in the case of the shape having a sharp end, a gap is provided between the magnetized members.
In each of the above embodiments, the rotation information calculation device 2 is applied to the bearing device 100 with a magnetic sensor. However, the present invention is not limited to this, and a three-phase magnetic detection signal corresponding to the rotation of the rotation shaft can be obtained. For example, the present invention may be applied to other configurations such as a configuration in which the magnetic sensor and the bearing are separated, or a configuration in which the bearing device with the magnetic sensor has a different configuration.

また、上記各実施の形態において、磁気センサ付き軸受装置１００に、回転情報算出装置２を適用したが、これに限らず、軸受装置以外の回転子を有する装置に適用してもよい。
また、上記４〜７の実施の形態において、磁石の形状が回転方向に正弦波状に変化している構成を説明したが、これに限らず円環状の磁石を正弦波状に着磁する方法でもよい。 Moreover, in each said embodiment, although the rotation information calculation apparatus 2 was applied to the bearing apparatus 100 with a magnetic sensor, you may apply to the apparatus which has not only this but a rotor other than a bearing apparatus.
In the above-described embodiments 4 to 7, the configuration in which the shape of the magnet is changed in a sine wave shape in the rotation direction has been described. However, the present invention is not limited to this, and a method of magnetizing an annular magnet in a sine wave shape may be used. .

また、上記各実施の形態において、磁石が２極に着磁された構成を説明したが、これに限らず、磁石を、４極以上に着磁した多極着磁の構成としても良い。この場合は、絶対回転角度位置を算出することができないが、相対回転角度位置を正確に算出することができる。
また、上記各実施の形態において磁路部材５０に壁部５０ａ，５５を有している構成を説明したが、図１９から図２４に示す磁気センサ付き軸受装置のように、磁路部材５０に壁部を設けない構造としてもよい。この場合は、ホールＩＣのホール素子部が磁路部材の厚さ方向の中心部に配置されるようにホールＩＣの位置を決定することが望ましい。 In each of the above-described embodiments, the configuration in which the magnet is magnetized in two poles has been described. In this case, the absolute rotation angle position cannot be calculated, but the relative rotation angle position can be calculated accurately.
Moreover, although the structure which has the wall parts 50a and 55 in the magnetic path member 50 in each said embodiment was demonstrated, it is not in the magnetic path member 50 like the bearing apparatus with a magnetic sensor shown in FIGS. It is good also as a structure which does not provide a wall part. In this case, it is desirable to determine the position of the Hall IC so that the Hall element portion of the Hall IC is arranged at the center in the thickness direction of the magnetic path member.

また、上記各実施の形態において、磁気検出器６０ａ〜６０ｃがアナログホールＩＣである構成を説明したが、これに限らず、他のアナログ素子であっても良い。しかしながら、ホール素子等のような一般のアナログ素子の場合、感度が低く、外部に増幅回路が必要になるが、アナログホールＩＣを使用すると、アナログホールＩＣ内部に増幅回路が組み込まれているので、外部に増幅回路を設ける必要がなくなるため、アナログホールＩＣを使うのが望ましい。   Moreover, in each said embodiment, although the magnetic detectors 60a-60c demonstrated the structure which is an analog Hall IC, not only this but another analog element may be sufficient. However, in the case of a general analog element such as a Hall element, the sensitivity is low and an amplifier circuit is required outside. However, when an analog Hall IC is used, the amplifier circuit is built in the analog Hall IC. Since there is no need to provide an amplifier circuit outside, it is desirable to use an analog Hall IC.

また、上記各実施の形態において、磁気センサ付き軸受装置１００が玉軸受を有する構成を説明したが、これに限らず、円錐ころ軸受、ニードル軸受、ころ軸受、複列軸受その他任意の種類の軸受を有する構成としても良い。   Moreover, in each said embodiment, although the structure which the bearing apparatus 100 with a magnetic sensor has a ball bearing was demonstrated, not only this but a tapered roller bearing, a needle bearing, a roller bearing, a double row bearing, and other arbitrary types of bearings It is good also as a structure which has.

〔第８の実施の形態〕
さらにまた、本発明の第８の実施の形態について、図２５及び図２６に基づき説明する。
図２５は、本発明に係る回転情報算出装置を電動直結式パワーステアリング装置（以下、電動パワーステアリング装置と称する）に適用した場合を示す全体構成図である。
図２５の符号３は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール３に運転者から作用される操舵力が入力軸４ａと出力軸４ｂとを有するステアリングシャフト４に伝達される。このステアリングシャフト４は、入力軸４ａの一端がステアリングホイール３に連結され、入力軸４ａの他端は、回転情報算出装置を備えたトルクセンサ５を介して出力軸４ｂの一端に連結されている。 [Eighth Embodiment]
Furthermore, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 25 is an overall configuration diagram showing a case where the rotation information calculation device according to the present invention is applied to an electric direct-coupled power steering device (hereinafter referred to as an electric power steering device).
Reference numeral 3 in FIG. 25 denotes a steering wheel. A steering force applied to the steering wheel 3 from a driver is transmitted to a steering shaft 4 having an input shaft 4a and an output shaft 4b. In the steering shaft 4, one end of the input shaft 4a is connected to the steering wheel 3, and the other end of the input shaft 4a is connected to one end of the output shaft 4b via a torque sensor 5 provided with a rotation information calculation device. .

出力軸４ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント６を介してロアシャフト７に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント８を介してピニオンシャフト９に伝達される。このピニオンシャフト９に伝達された操舵力はステアリングギヤ１０を介してタイロッド１１に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ１０は、ピニオンシャフト９に連結されたピニオン１０ａとこのピニオン１０ａに噛合するラック１０ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン１０ａに伝達された回転運動をラック１０ｂで直進運動に変換している。   The steering force transmitted to the output shaft 4 b is transmitted to the lower shaft 7 via the universal joint 6 and further transmitted to the pinion shaft 9 via the universal joint 8. The steering force transmitted to the pinion shaft 9 is transmitted to the tie rod 11 via the steering gear 10 to steer a steered wheel (not shown). Here, the steering gear 10 is configured in a rack and pinion type having a pinion 10a connected to the pinion shaft 9 and a rack 10b meshing with the pinion 10a, and the rotational motion transmitted to the pinion 10a goes straight in the rack 10b. It has been converted to movement.

ステアリングシャフト４の出力軸４ｂには、操舵補助力を出力軸４ｂに伝達する操舵補助機構１２が連結されている。この操舵補助機構１２は、出力軸４ｂに連結した減速ギヤ１３と、この減速ギヤ１３に連結されて操舵系に対して操舵補助力を発生する電動モータ１４とを備えている。
トルクセンサ５から出力される操舵トルクＴはコントローラ１６に入力される。また、コントローラ１６には、操舵トルクＴの他に車速センサ１７から出力される車速検出値Ｖも入力する。コントローラ１６は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた操舵補助力を電動モータ１４で発生するための電流指令値を演算し、当該電流指令値に基づいて電動モータ１４を駆動制御する。 A steering assist mechanism 12 that transmits a steering assist force to the output shaft 4b is connected to the output shaft 4b of the steering shaft 4. The steering assist mechanism 12 includes a reduction gear 13 connected to the output shaft 4b and an electric motor 14 connected to the reduction gear 13 and generating a steering assist force with respect to the steering system.
The steering torque T output from the torque sensor 5 is input to the controller 16. In addition to the steering torque T, the controller 16 also receives a vehicle speed detection value V output from the vehicle speed sensor 17. The controller 16 calculates a current command value for causing the electric motor 14 to generate a steering assist force according to the steering torque T and the vehicle speed V, and drives and controls the electric motor 14 based on the current command value.

トルクセンサ５は、図２６に示すように、ステアリングシャフト４の入力軸４ａ及び出力軸４ｂの間に同軸に連結され、捩じれトルクが入力されると自身に捩じれが生じる弾性部材からなるトーションバー１８と、入力軸４ａに連結された第１の回転情報算出装置２Ａと、出力軸に４ｂに連結された第２の回転情報算出装置２Ｂと、演算部１５とで構成されている。   As shown in FIG. 26, the torque sensor 5 is coaxially connected between the input shaft 4a and the output shaft 4b of the steering shaft 4, and is a torsion bar 18 made of an elastic member that itself twists when a twisting torque is input. And a first rotation information calculation device 2A connected to the input shaft 4a, a second rotation information calculation device 2B connected to the output shaft 4b, and a calculation unit 15.

第１の回転情報算出装置２Ａは、前述した第２の実施の形態の回転情報算出装置２と同一構成であり、第１の磁気センサ付き軸受装置１００ａ及び第１の回転情報算出器２００ａとで構成され、第１の磁気センサ付き軸受装置１００ａの内輪２４が入力軸４ａの外周に外嵌されている。また、第２の回転情報算出装置１ｂも、前述した第２の実施の形態の回転情報算出装置２と同一構成であり、第２の磁気センサ付き軸受装置１００ｂ及び第２の回転情報算出器２００ｂとで構成され、第２の磁気センサ付き軸受装置１００ｂの内輪２４が出力軸４ｂの外周に外嵌されている。   The first rotation information calculation device 2A has the same configuration as the rotation information calculation device 2 of the second embodiment described above, and includes the first magnetic sensor-equipped bearing device 100a and the first rotation information calculation device 200a. The inner ring 24 of the first magnetic sensor-equipped bearing device 100a is externally fitted to the outer periphery of the input shaft 4a. The second rotation information calculation device 1b has the same configuration as the rotation information calculation device 2 of the second embodiment described above, and includes the second magnetic sensor-equipped bearing device 100b and the second rotation information calculation device 200b. The inner ring 24 of the second magnetic sensor-equipped bearing device 100b is fitted on the outer periphery of the output shaft 4b.

次に、本実施形態における動作及び効果について、図３、図８から図１１、図２５及び図２６を参照して説明する。
運転者がステアリングホイール３を操作すると、ステアリングホイール３に連結された入力軸４ａが回転し、この回転に連動して第１の回転情報算出装置２Ａの第１の磁気センサ付き軸受装置１００ａの磁石ホルダ３０が回転する。磁石ホルダ３０には磁石４０が支持されているので、磁石ホルダ３０と共に磁石４０も回転する。そして、磁石４０が回転することにより、磁路部材５０の各磁路と磁石４０との位置関係も周期的に変化する。磁気検出器６０ａ〜６０ｃには、磁路部材５０の各磁路を介して磁石４０からの磁束が通過し、それぞれ、通過磁束に対応する磁気検出信号ｃｏｓθ、ｃｏｓ（θ−２π／３）、ｃｏｓ（θ−４π／３）が出力される。そして、第１の回転情報算出器２００ａは、上記３相の磁気検出信号に基づいて入力軸４ａの絶対回転角度位置θ１を算出し、これを演算部１５に出力する。 Next, operations and effects in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 8 to 11, 25 and 26.
When the driver operates the steering wheel 3, the input shaft 4a coupled to the steering wheel 3 rotates, and in conjunction with this rotation, the magnet of the first magnetic sensor-equipped bearing device 100a of the first rotation information calculation device 2A. The holder 30 rotates. Since the magnet 40 is supported by the magnet holder 30, the magnet 40 also rotates together with the magnet holder 30. As the magnet 40 rotates, the positional relationship between each magnetic path of the magnetic path member 50 and the magnet 40 also changes periodically. Magnetic fluxes from the magnet 40 pass through the magnetic paths of the magnetic path member 50 through the magnetic detectors 60a to 60c, and magnetic detection signals cos θ, cos (θ-2π / 3), corresponding to the passing magnetic flux, respectively. cos (θ-4π / 3) is output. Then, the first rotation information calculator 200a calculates the absolute rotation angle position θ1 of the input shaft 4a based on the three-phase magnetic detection signal, and outputs this to the calculation unit 15.

また、入力軸４ａが回転すると、この回転トルクがトーションバー１８を介して出力軸４ｂに伝達されて出力軸４ｂが回転し、この回転に連動して第２の回転情報算出装置２Ｂの第２の磁気センサ付き軸受装置１００ｂの磁石ホルダ３０が回転する。そして、第２の回転情報算出器２００ｂは、第２の磁気センサ付き軸受装置１００ｂから出力される３相の磁気検出信号に基づいて、出力軸４ｂの絶対回転角度位置θ２を算出し、これを演算部１５に出力する。   Further, when the input shaft 4a rotates, this rotational torque is transmitted to the output shaft 4b via the torsion bar 18, and the output shaft 4b rotates, and the second rotation information calculation device 2B of the second rotation information calculation device 2B interlocks with this rotation. The magnet holder 30 of the magnetic sensor-equipped bearing device 100b rotates. Then, the second rotation information calculator 200b calculates the absolute rotation angle position θ2 of the output shaft 4b based on the three-phase magnetic detection signal output from the second magnetic sensor-equipped bearing device 100b. The result is output to the calculation unit 15.

演算部１５は、絶対回転角度位置θ１と絶対回転角度位置θ２との差分値を算出し、当該差分値に基づいて操舵トルクＴを算出し、これをコントローラ１６に出力する。
コントローラ１６は、操舵トルクＴ及び車速Ｖに応じた電流指令値を演算し、当該電流指令値に基づいて電動モータ１４が駆動制御されることで、電動モータ１４の発生トルクが減速ギヤ１３を介してステアリングシャフト４の回転トルクに変換されて、運転者の操舵力がアシストされる。 The computing unit 15 calculates a difference value between the absolute rotation angle position θ1 and the absolute rotation angle position θ2, calculates a steering torque T based on the difference value, and outputs this to the controller 16.
The controller 16 calculates a current command value corresponding to the steering torque T and the vehicle speed V, and the electric motor 14 is driven and controlled based on the current command value, so that the torque generated by the electric motor 14 is transmitted via the reduction gear 13. Thus, the torque of the steering shaft 4 is converted to assist the driver's steering force.

本実施の形態によると、トルクセンサ５を構成する２つの回転情報算出装置２Ａ，２Ｂは３相の磁気検出信号を用いて回転状態を算出しており、３相の磁気検出信号のうち何れか１つに異常が発生した場合であっても、残りの２相の磁気検出信号に基づいて回転状態を検出することができる。したがって、操舵トルクＴを算出する装置として２重系を構成することができ、信頼性の高いトルクセンサ５を備えたフェールセーフ制御を実行することができる。   According to the present embodiment, the two rotation information calculation devices 2A and 2B constituting the torque sensor 5 calculate a rotation state using a three-phase magnetic detection signal, and any one of the three-phase magnetic detection signals. Even if an abnormality occurs in one, the rotation state can be detected based on the remaining two-phase magnetic detection signals. Therefore, a dual system can be configured as a device for calculating the steering torque T, and fail-safe control including the highly reliable torque sensor 5 can be executed.

また、第１及び第２の回転情報算出器２００ａ，２００ｂに、３相の磁気検出信号の異常を検出する異常検出部２ａを設けることで、トルクセンサ５で検出される回転角度位置の信頼性を高めることができ、より信頼性の高いトルクセンサとすることができる。
なお、上記の実施の形態においては、第１の磁気センサ付き軸受装置１００ａを入力軸４ａに同軸に連結する場合について説明したが、第１の磁気センサ付き軸受装置１００ａをトーションバー１８の入力軸４ａ側の端部に連結してもよい。同様に、第２の磁気センサ付き軸受装置１００ｂをトーションバー１８の出力軸４ｂ側端部に連結してもよい。 In addition, by providing the first and second rotation information calculators 200a and 200b with the abnormality detection unit 2a that detects an abnormality of the three-phase magnetic detection signal, the reliability of the rotation angle position detected by the torque sensor 5 is improved. Thus, a more reliable torque sensor can be obtained.
In the above-described embodiment, the case where the first magnetic sensor-equipped bearing device 100a is connected to the input shaft 4a coaxially has been described. However, the first magnetic sensor-equipped bearing device 100a is connected to the input shaft of the torsion bar 18. You may connect with the edge part by the side of 4a. Similarly, the second magnetic sensor-equipped bearing device 100b may be coupled to the end of the torsion bar 18 on the output shaft 4b side.

また、本実施の形態のトルクセンサ５の第１の回転情報算出装置２Ａ及び第２の回転情報算出装置２Ｂは、第２の実施の形態の回転情報算出装置２と同一構成としたが、前述した第１の実施の形態の回転情報算出装置２と同一構成であってもよい。
また、トーションバー１８の捩れ角より小さい誤差である２つの絶対回転角度を検出しているため、その誤差が許容範囲ならば、ステアリングホイール３の舵角や回転方向等の回転情報を算出する舵角センサとして２重系を構成することができる。 Further, the first rotation information calculation device 2A and the second rotation information calculation device 2B of the torque sensor 5 of the present embodiment have the same configuration as the rotation information calculation device 2 of the second embodiment. The same configuration as that of the rotation information calculation device 2 of the first embodiment may be used.
Further, since two absolute rotation angles, which are errors smaller than the torsion angle of the torsion bar 18, are detected, if the error is within an allowable range, the rudder for calculating the rotation information such as the steering angle and the rotation direction of the steering wheel 3 is calculated. A double system can be configured as the angle sensor.

また、本実施の形態は、電動モータ１４の操舵補助力を減速ギヤ１３に伝達するパワーステアリング装置に適用したが、オイルポンプを電動モータで駆動して油圧を発生する電動油圧式のパワーステアリング装置に適用してもよい。
また、本実施の形態は、第１の回転情報算出装置２Ａだけを具備してもよい。それによって、高精度の絶対回転角度位置等の回転情報を算出し、出力することができる。また、第１の回転情報算出装置２Ａは３相の磁気検出信号を用いて回転情報を算出しており、３相の磁気検出信号のうち何れか１つに異常が発生した場合であっても、残りの２相の磁気検出信号に基づいて回転情報を検出することができる。したがって、絶対回転角度位置等の回転情報を算出する装置として２重系を構築することができ、信頼性の高い回転情報を得ることができる。 Although the present embodiment is applied to a power steering device that transmits the steering assist force of the electric motor 14 to the reduction gear 13, an electrohydraulic power steering device that generates hydraulic pressure by driving an oil pump with the electric motor. You may apply to.
Further, the present embodiment may include only the first rotation information calculation device 2A. Thereby, it is possible to calculate and output highly accurate rotation information such as an absolute rotation angle position. Further, the first rotation information calculation device 2A calculates rotation information using a three-phase magnetic detection signal, and even when an abnormality occurs in any one of the three-phase magnetic detection signals. The rotation information can be detected based on the remaining two-phase magnetic detection signals. Therefore, a duplex system can be constructed as a device for calculating rotation information such as the absolute rotation angle position, and highly reliable rotation information can be obtained.

また、第１の回転情報算出装置２Ａだけを具備する場合、電動パワーステアリング装置だけでなく、油圧パワーステアリング装置やアシスト機能がないステアリング装置に適用してもよい。   Further, when only the first rotation information calculation device 2A is provided, it may be applied not only to the electric power steering device but also to a hydraulic power steering device or a steering device without an assist function.

１，２…回転情報算出装置、２ａ…異常検出部、２ｂ…回転情報算出部、２Ａ…第１の回転情報算出装置、２Ｂ…第２の回転情報算出装置、３…ステアリングホイール、４ａ…入力軸、４ｂ…出力軸、４…ステアリングシャフト、５…トルクセンサ、１４…電動モータ、１６…コントローラ、１８…トーションバー、２２…外輪、２４…内輪、２６…ボール（転動体）、３０…磁石ホルダ、４０，４１，４２，４３…磁石、４２ａ，４２ｂ…着磁部材、４３ａ，４３ｂ…着磁部材、５０…磁路部材、５０ａ，５５…壁部、５１，５４…円弧部、５２，５３…空隙、５５…壁部、６０ａ〜６０ｃ…磁気検出器、７０，７１…回路基板、８０…センサカバー、１００…磁気センサ付き軸受装置、２００…回転情報算出器、１００ａ…第１の磁気センサ付き軸受装置、２００ａ…第１の回転情報算出器、１００ｂ…第２の磁気センサ付き軸受装置、２００ｂ…第２の回転情報算出器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Rotation information calculation apparatus, 2a ... Abnormality detection part, 2b ... Rotation information calculation part, 2A ... 1st rotation information calculation apparatus, 2B ... 2nd rotation information calculation apparatus, 3 ... Steering wheel, 4a ... Input Axis, 4b ... output shaft, 4 ... steering shaft, 5 ... torque sensor, 14 ... electric motor, 16 ... controller, 18 ... torsion bar, 22 ... outer ring, 24 ... inner ring, 26 ... ball (rolling element), 30 ... magnet Holder, 40, 41, 42, 43 ... Magnet, 42a, 42b ... Magnetized member, 43a, 43b ... Magnetized member, 50 ... Magnetic path member, 50a, 55 ... Wall part, 51, 54 ... Arc part, 52, 53 ... Gap, 55 ... Wall, 60a-60c ... Magnetic detector, 70, 71 ... Circuit board, 80 ... Sensor cover, 100 ... Bearing device with magnetic sensor, 200 ... Rotation information calculator, 100a ... First magnetism SE Sa with the bearing device, 200a ... first rotation information calculator, 100b ... second magnetic sensor with bearing apparatus, 200b ... second rotation information calculator

Claims (25)

回転子に支持された磁石ホルダと、前記磁石ホルダに支持された磁石と、固定子に支持され、当該固定子の円周方向にそれぞれ所定間隔で配置された、入力磁束に応じた信号を出力する複数の磁気検出器と、前記固定子に支持され且つ前記複数の磁気検出器の円周方向の間に配設された、前記複数の磁気検出器に前記磁石からの磁束を導く複数の磁路を有した磁路部材と、
前記回転子の回転時に、前記磁路部材の各磁路と前記磁石との位置関係に応じて位相の変化する、前記複数の磁気検出器からの複数相の出力信号に基づき、前記回転子の回転状態を示す情報を算出する回転状態算出手段と、を備えることを特徴とする回転情報算出装置。 A magnet holder supported by the rotor, a magnet supported by the magnet holder, and a signal corresponding to the input magnetic flux supported by the stator and arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the stator. A plurality of magnetic detectors that are supported by the stator and disposed between the plurality of magnetic detectors in a circumferential direction, and guide the magnetic flux from the magnet to the plurality of magnetic detectors. A magnetic path member having a path;
Based on the output signals of the plurality of phases from the plurality of magnetic detectors, the phase of which varies according to the positional relationship between each magnetic path of the magnetic path member and the magnet when the rotor rotates. A rotation information calculation device comprising: a rotation state calculation unit that calculates information indicating a rotation state. 静止輪と回転輪との間に複数の転動体が配設された軸受と、前記回転輪に支持された磁石ホルダと、前記磁石ホルダに支持された磁石と、前記静止輪に支持され、当該静止輪の円周方向にそれぞれ所定間隔で配置された、入力磁束に応じた信号を出力する複数の磁気検出器と、前記静止輪に支持され且つ前記複数の磁気検出器の円周方向の間に配設された、前記複数の磁気検出器に前記磁石からの磁束を導く複数の磁路を有した磁路部材と、
前記回転輪の回転時に、前記磁路部材の各磁路と前記磁石との位置関係に応じて位相の変化する、前記複数の磁気検出器からの複数相の出力信号に基づき、前記回転輪の回転状態を示す情報を算出する回転状態算出手段と、を備えることを特徴とする回転情報算出装置。 A bearing in which a plurality of rolling elements are disposed between a stationary wheel and a rotating wheel, a magnet holder supported by the rotating wheel, a magnet supported by the magnet holder, supported by the stationary wheel, and A plurality of magnetic detectors arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the stationary ring and outputting signals corresponding to the input magnetic flux, and between the circumferential directions of the plurality of magnetic detectors supported by the stationary ring A magnetic path member having a plurality of magnetic paths for guiding magnetic flux from the magnet to the plurality of magnetic detectors,
Based on the output signals of the plurality of phases from the plurality of magnetic detectors, the phase of which varies according to the positional relationship between each magnetic path of the magnetic path member and the magnet when the rotating wheel rotates. A rotation information calculation device comprising: a rotation state calculation unit that calculates information indicating a rotation state. 前記磁路部材の複数の磁路は、板厚方向に同一曲率で湾曲している複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に空隙を設けて円環筒状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、
前記磁石は、円環筒体として円周方向の半分の領域がＳ極に着磁され、円周方向の残り半分の領域がＮ極に着磁された永久磁石であり、前記円環筒状に配置した前記複数の円弧部の内径側に対向して配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の回転情報算出装置。 The plurality of magnetic paths of the magnetic path member are arranged in an annular tube shape by providing a plurality of arc portions that are curved with the same curvature in the thickness direction between the end portions in the circumferential direction. The plurality of magnetic detectors are respectively disposed in the gaps provided between the plurality of arc portions,
The magnet is a permanent magnet in which a half region in the circumferential direction is magnetized as an S pole and a remaining half region in the circumferential direction is magnetized as an N pole as an annular cylinder, The rotation information calculation device according to claim 1, wherein the rotation information calculation device is arranged so as to face an inner diameter side of the plurality of arc portions arranged on the surface. 前記磁路部材の複数の磁路は、平板を円弧状に形成した複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に複数の空隙を設けて円環板状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、
前記磁石は、板厚方向の外周面及び内周面が回転方向に正弦波状に変化する三日月板状とした２つの着磁部材を互いの周方向端部を向か合わせることで円環板状をなして構成され、
前記磁石を前記円環板状に配置した前記複数の円弧板に回転軸方向に対向して配置し、前記２つの着磁部材の一方のＳ極に着磁された面が前記円弧板に対向し、前記２つの着磁部材の他方のＮ極に着磁された面が前記円弧板に対向するように配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転情報算出装置。 The plurality of magnetic paths of the magnetic path member are configured by arranging a plurality of arc portions, each having a flat plate formed in an arc shape, in an annular plate shape by providing a plurality of gaps between end portions in the circumferential direction. The plurality of magnetic detectors are respectively disposed in the gaps provided between the plurality of arc portions,
The magnet has an annular plate shape by aligning two magnetized members having a crescent plate shape in which the outer peripheral surface and the inner peripheral surface in the plate thickness direction change in a sine wave shape in the rotation direction, facing each other in the circumferential direction. Composed of
The magnets are arranged in the circular plate arranged in the shape of the annular plate so as to face each other in the rotation axis direction, and the surface magnetized by one S pole of the two magnetized members faces the arc plate. The rotation information calculation device according to claim 1, wherein a surface magnetized by the other N pole of the two magnetized members is arranged to face the arc plate. 前記磁路部材の複数の磁路は、板厚方向に同一曲率で湾曲している複数の円弧部を、互いの周方向の端部の間に空隙を設けて円環筒状に配置することで構成され、前記複数の磁気検出器は、前記複数の円弧部の間に設けた前記空隙にそれぞれ配置されているとともに、
前記磁石は、板厚方向に同一曲率で湾曲し、互いの周方向端部を向かい合わせることで円環筒状をなす２つの着磁部材で構成され、前記２つの着磁部材の回転軸方向を向く端面は回転方向に正弦波状に変化する面として形成されており、
前記磁石を円環筒状に配置した前記複数の円弧部の内径側に配置し、前記磁石を構成する前記２つの着磁部材の一方のＳ極に着磁された外周面が前記円弧部に対向し、前記２つの着磁部材の他方のＮ極に着磁された外周面が前記円弧部に対向するように配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の回転情報算出装置。 The plurality of magnetic paths of the magnetic path member are arranged in an annular tube shape by providing a plurality of arc portions that are curved with the same curvature in the thickness direction between the end portions in the circumferential direction. The plurality of magnetic detectors are respectively disposed in the gaps provided between the plurality of arc portions,
The magnet is composed of two magnetized members that are curved in the plate thickness direction with the same curvature and form an annular cylindrical shape by facing each other in the circumferential direction, and the rotational axis direction of the two magnetized members Is formed as a surface that changes sinusoidally in the direction of rotation,
The magnet is arranged on the inner diameter side of the plurality of arc portions arranged in an annular tube shape, and an outer peripheral surface magnetized on one S pole of the two magnetized members constituting the magnet is formed in the arc portion. The rotation information calculation device according to claim 1, wherein the rotation information calculation device is arranged so that an outer peripheral surface facing each other and the other N pole of the two magnetized members is opposed to the arc portion. 静止輪及び回転輪の一方に支持された磁石と、前記静止輪及び前記回転輪の他方の円周方向に所定の間隔をもって配設され、前記磁石からの入力磁束に応じた磁気検出信号を出力する複数の磁気検出器とを有するセンサ付き軸受装置における、前記複数の磁気検出器から出力される、位相の異なる複数の磁気検出信号を入力し、入力した前記磁気検出信号に基づき、前記回転輪の回転状態を示す情報を算出する回転情報算出装置であって、
前記複数の磁気検出信号について、サンプリング値を取得するサンプリング値取得手段と、
前記サンプリング値に基づき、前記回転輪の回転状態を示す情報を算出する回転情報算出手段と、
前記サンプリング値に基づき、前記複数の磁気検出信号の異常を検出する異常検出手段と、を備えることを特徴とする回転情報算出装置。 A magnet supported by one of the stationary wheel and the rotating wheel, and a magnetic detection signal corresponding to the input magnetic flux from the magnet is arranged at a predetermined interval in the other circumferential direction of the stationary wheel and the rotating wheel. In a bearing device with a sensor having a plurality of magnetic detectors, a plurality of magnetic detection signals having different phases output from the plurality of magnetic detectors are input, and the rotating wheel is based on the input magnetic detection signals A rotation information calculation device for calculating information indicating the rotation state of
Sampling value acquisition means for acquiring a sampling value for the plurality of magnetic detection signals;
Rotation information calculation means for calculating information indicating the rotation state of the rotating wheel based on the sampling value;
A rotation information calculation device comprising: an abnormality detection unit configured to detect an abnormality in the plurality of magnetic detection signals based on the sampling value. 前記異常検出手段は、前記位相の異なる複数の磁気検出信号のサンプリング値に基づいて、前記磁気検出器の構成する複数の相の各相毎に、少なくとも２通りの算出方法で、前記回転情報の１つである回転角度位置を算出し、当該算出した回転角度位置に基づいて、前記複数の磁気検出信号の異常を検出することを特徴とする請求項６に記載の回転情報算出装置。   The anomaly detection means uses at least two calculation methods for each phase of the plurality of phases constituting the magnetic detector on the basis of sampling values of the plurality of magnetic detection signals having different phases. The rotation information calculation apparatus according to claim 6, wherein one rotation angle position is calculated, and abnormality of the plurality of magnetic detection signals is detected based on the calculated rotation angle position. 前記異常検出手段は、前記各相に対する前記回転角度位置同士の差分値に基づき、前記位相の異なる複数の磁気検出信号の異常を検出することを特徴とする請求項７に記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation apparatus according to claim 7, wherein the abnormality detection unit detects an abnormality in the plurality of magnetic detection signals having different phases based on a difference value between the rotation angle positions with respect to each phase. . 前記回転情報算出手段は、前記複数の磁気検出信号のうち、前記異常検出手段によって異常が検出された磁気検出信号以外の磁気検出信号の各相に対する、当該異常の検出に用いた前記回転角度位置の平均値を、前記回転輪の回転角度位置として算出することを特徴とする請求項７又は８に記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation means is the rotation angle position used for detecting the abnormality for each phase of the magnetic detection signal other than the magnetic detection signal in which the abnormality is detected by the abnormality detection means among the plurality of magnetic detection signals. The rotation information calculation device according to claim 7 or 8, wherein an average value of the rotation angle is calculated as a rotation angle position of the rotating wheel. 前記回転情報算出手段は、前記異常検出手段によって、前記複数の磁気検出信号のうち何れか１つに異常が検出されたときに、当該異常の検出された磁気検出信号の相を除く、残りの相の磁気検出信号に対するサンプリング値に基づき前記回転状態を示す情報を算出することを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation means, when an abnormality is detected in any one of the plurality of magnetic detection signals by the abnormality detection means, excludes the phase of the magnetic detection signal in which the abnormality is detected, 10. The rotation information calculation apparatus according to claim 6, wherein information indicating the rotation state is calculated based on a sampling value with respect to a phase magnetic detection signal. 前記異常検出手段は、異常が検出されたときに、当該異常の情報を含む異常検出フラグを出力することを特徴とする請求項６乃至１０の何れか１項に記載の回転情報算出装置。   11. The rotation information calculation apparatus according to claim 6, wherein the abnormality detection unit outputs an abnormality detection flag including information on the abnormality when the abnormality is detected. 前記磁路部材は３つの磁路を有し、前記入力磁束に応じた信号を３つの前記磁気検出器が出力するようにし、前記３つの磁気検出器を、電気角１２０°の位相を持たせて配置することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の回転情報算出装置。   The magnetic path member has three magnetic paths, the three magnetic detectors output signals corresponding to the input magnetic flux, and the three magnetic detectors have a phase with an electrical angle of 120 °. The rotation information calculation device according to claim 1, wherein the rotation information calculation device is arranged. 前記磁気検出器の３つの相をＡ相、Ｂ相、Ｃ相とし、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の各相に対応する磁気検出信号のサンプリング値をそれぞれａ、ｂ、ｃとし、
前記異常検出手段は、前記サンプリング値ａ及びｂ、前記サンプリング値ａ及びｃ、並びに前記サンプリング値ｂ及びｃの３つの組み合わせのうち少なくとも２つの組み合わせに基づいて、当該組み合わせ毎に異なる算出方法を用いて、前記磁気検出器の相毎に、少なくとも２つの回転角度位置を算出し、当該算出した各相の回転角度位置に基づき、前記位相の異なる３つの磁気検出信号の異常を検出することを特徴とする請求項１２に記載の回転情報算出装置。 The three phases of the magnetic detector are A phase, B phase and C phase, and the sampling values of the magnetic detection signals corresponding to the A phase, B phase and C phase are a, b and c, respectively.
The abnormality detection means uses a different calculation method for each combination based on at least two combinations among the three combinations of the sampling values a and b, the sampling values a and c, and the sampling values b and c. Then, at least two rotation angle positions are calculated for each phase of the magnetic detector, and abnormalities of the three magnetic detection signals having different phases are detected based on the calculated rotation angle positions of the respective phases. The rotation information calculation device according to claim 12. 前記磁路部材は４つの磁路を有し、前記入力磁束に応じた信号を２つ、又は４つの前記磁気検出器が出力するようにし、前記磁気検出器を、電気角９０°の位相を持たせて配置することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の回転情報算出装置。   The magnetic path member has four magnetic paths, and two or four magnetic detectors output signals corresponding to the input magnetic flux, and the magnetic detector has a phase of an electrical angle of 90 °. The rotation information calculation device according to claim 1, wherein the rotation information calculation device is provided. 前記回転情報算出手段は、前記２つの磁気検出器から回転情報を算出することを特徴とする請求項１４記載の回転情報算出装置。   15. The rotation information calculation apparatus according to claim 14, wherein the rotation information calculation means calculates rotation information from the two magnetic detectors. 前記回転情報算出手段は、前記４つの磁気検出器の差動出力をシングルエンドに変換し、回転情報を算出することを特徴とする請求項１４記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation device according to claim 14, wherein the rotation information calculation means converts the differential outputs of the four magnetic detectors into a single end to calculate rotation information. 前記回転情報算出手段は、前記磁気検出器の比（アークタンジェント）によって回転角度を算出することを特徴とする請求項１４記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation device according to claim 14, wherein the rotation information calculation means calculates a rotation angle based on a ratio (arc tangent) of the magnetic detector. 前記磁気検出器は、アナログホールＩＣであることを特徴とする請求項１乃至請求項１７の何れか１項に記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation apparatus according to any one of claims 1 to 17, wherein the magnetic detector is an analog Hall IC. 前記アナログホールＩＣは、温度変化に伴う出力変動を補正することができるプログラマブルホールＩＣであることを特徴とする請求項１８に記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation apparatus according to claim 18, wherein the analog Hall IC is a programmable Hall IC capable of correcting an output variation accompanying a temperature change. 前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報をアナログ信号として出力することを特徴とする請求項１乃至１９の何れか１項に記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation device according to any one of claims 1 to 19, wherein the rotation information calculation unit outputs information indicating the rotation state as an analog signal. 前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報をデジタル信号として出力することを特徴とする請求項１乃至１９の何れか１項に記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation device according to any one of claims 1 to 19, wherein the rotation information calculation means outputs information indicating the rotation state as a digital signal. 前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報をパルス信号として出力することを特徴とする請求項１乃至１９の何れか１項に記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation device according to any one of claims 1 to 19, wherein the rotation information calculation unit outputs information indicating the rotation state as a pulse signal. 前記回転情報算出手段は、前記回転状態を示す情報として、相対回転角度、絶対回転角度、回転角速度及び回転方向の少なくとも１つを算出することを特徴とする請求項１乃至２２の何れか１項に記載の回転情報算出装置。   The rotation information calculation unit calculates at least one of a relative rotation angle, an absolute rotation angle, a rotation angular velocity, and a rotation direction as information indicating the rotation state. The rotation information calculation device described in 1. 前記ステアリングホイールの舵角や回転方向等の回転情報を、請求項１乃至２３の何れか１項に記載の回転情報算出装置で算出し、算出した舵角や回転方向等の情報を出力することを特徴とするステアリング装置。   The rotation information such as the steering angle and the rotation direction of the steering wheel is calculated by the rotation information calculation device according to any one of claims 1 to 23, and the calculated information such as the steering angle and the rotation direction is output. A steering apparatus characterized by the above. ステアリングホイールからステアリングシャフトに伝達される操舵トルクを、請求項１乃至２３の何れか１項に記載の回転情報算出装置を搭載したトルクセンサで算出し、算出した前記操舵トルクに基づいて電動モータから前記ステアリングシャフトに補助トルクを伝達するようにしたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。   A steering torque transmitted from a steering wheel to a steering shaft is calculated by a torque sensor equipped with the rotation information calculation device according to any one of claims 1 to 23, and based on the calculated steering torque, an electric motor An electric power steering apparatus, wherein an auxiliary torque is transmitted to the steering shaft.
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