JP2012073063A - 磁気センサデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】故障を高い精度で検出する磁気センサデバイスを提供する。
【解決手段】第１の磁気センサＩＣ１の故障判定部２４は、メイン磁気センサ１０から出力されるシフト側リニア出力信号１０ａを電圧Ｖ_ｒｅｆにより調整したシフト信号１ｂと、第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２から出力され、シフト側リニア出力信号１０ａを基準にオフセットされた第１及び第２のオフセット信号１６ａ、１９ａとの比較結果に基づいてメイン磁気センサ１０、第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２のいずれかの故障の発生を判定し、判定の結果、故障が発生しているとき、故障の発生を示すダイアグ信号１ｃを出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気センサデバイスに関する。

従来の技術として、円筒状の磁石が固定された移動体と、磁石の周面に対向配置され、移動体の傾倒量を検知する第１及び第２のＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）センサと、第１及び第２のＧＭＲセンサのいずれの検知面とも平行でない位置に検知面が配置された第３のＧＭＲセンサと、第１〜第３のＧＭＲセンサによる検知値に基づいて少なくとも第１〜第３のＧＭＲセンサのいずれか１つの故障を判定する判定回路とを備えた移動体位置検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この第１〜第３のＧＭＲセンサは、端子を基板に形成された穴に差し込んで半田付けされることにより、基板の表面から垂直方向に立てて設置される。

また、判定回路は、第１及び第２のＧＭＲセンサによる検知値を加算する加算回路と、加算回路により加算された値に所定の係数を乗算した値と第３のＧＭＲセンサによる検知値とを比較する比較回路とから構成される。

移動体位置検出装置は、上記の乗算した値と第３のＧＭＲセンサによる検知値が一致しない場合に少なくとも第１〜第３のＧＭＲセンサのいずれか１つが故障していると判定する。

しかし、従来の移動体位置検出装置は、第１〜第３のＧＭＲセンサの正確な配置が難しく、検知値にばらつきが生じて上記の所定の係数を正確に設定することが困難となり、故障の検出精度に問題がある。

特開２００９−１１５６４５号公報

本発明の目的は、故障を高い精度で検出する磁気センサデバイスを提供することにある。

本発明の一態様は、磁界の変化に応じて第１のリニア出力信号を出力する第１の磁気センサと、前記磁界の変化に応じて、前記第１のリニア出力信号と略同一の出力となる第２及び第３のリニア出力信号を出力する第２及び第３の磁気センサと、前記第２のリニア出力信号に第１のオフセット値を加算して第１のオフセット信号を生成し、前記第３のリニア出力信号から第２のオフセット値を減算して第２のオフセット信号を生成するオフセット部と、前記第１のオフセット信号と前記第１のリニア出力信号との第１の差分を算出し、前記第１のリニア出力信号と前記第２のオフセット信号との第２の差分を算出する算出部と、算出された前記第１の差分が前記第１のオフセット値より大きくなるとき、前記第１及び第２の磁気センサの少なくとも１つが故障したと判定し、算出された前記第２の差分が前記第２のオフセット値より大きくなるとき、前記第１及び第３の磁気センサの少なくとも１つが故障したと判定する故障判定部と、を備えた磁気センサデバイスを提供する。

本発明の他の一態様は、磁界の変化に応じて第１のリニア出力信号を出力する第１の磁気センサと、前記磁界の変化に応じて、前記第１のリニア出力信号と略同一の出力となる第２のリニア出力信号を出力する第２の磁気センサと、前記第２のリニア出力信号に第１のオフセット値を加算して第１のオフセット信号を生成し、前記第２のリニア出力信号から第２のオフセット値を減算して第２のオフセット信号を生成するオフセット部と、前記第１のリニア出力信号が前記第１のオフセット信号より大きくなるとき、又は、前記第１のリニア出力信号が前記第２のオフセット信号より小さくなるとき、前記第１又は第２の磁気センサが故障したと判定する故障判定部と、を備えた磁気センサデバイスを提供する。

本発明によれば、故障を高い精度で検出することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る第１の磁気センサＩＣの回路図の一部であり、（ｂ）は、第１の磁気センサＩＣの入出力を示す概略図、（ｃ）は、第２の磁気センサＩＣの入出力を示す概略図、（ｄ）は、シフト装置のシフトパターンを示す概略図である。 図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るメイン磁気センサと第１及び第２のサブ磁気センサの出力電圧（Ｖ）と操作位置の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、シフト装置に関するブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る第１の磁気センサＩＣの動作に関するフローチャートである。 図４は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサＩＣの回路図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサＩＣの動作に関するフローチャートである。

[第１の実施の形態]
（第１の磁気センサＩＣの構成）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る第１の磁気センサＩＣ（Integrated Circuit）のシフト信号とダイアグ信号に関する回路図であり、（ｂ）は、第１の磁気センサＩＣの入出力を示す概略図、（ｃ）は、第２の磁気センサＩＣの入出力を示す概略図、（ｄ）は、シフト装置のシフトパターンを示す概略図である。

本実施の形態における磁気センサデバイスとしての第１の磁気センサＩＣ１は、例えば、車両の後述するシフト装置に搭載されるものとする。第１の磁気センサＩＣ１は、例えば、シフト装置の後述するシフトレバーに設けられた磁石５０の移動による磁界の変化に基づいてシフトレバーの操作位置を検出するものである。なお、第１の磁気センサＩＣ１が搭載される装置は、シフト装置に限定されず、操作部の操作位置に応じた出力信号を出力する装置に広く利用されるものである。

また、シフト装置は、第１の磁気センサＩＣ１と同じ構成及び機能を有する第２の磁気センサＩＣ３をさらに備えた２重系のデバイスである。

この第１及び第２の磁気センサＩＣ１、３は、例えば、シフト装置内の後述する基板５２（図２（ｂ）参照。）を挟んで対向して配置される。第１及び第２の磁気センサＩＣ１、３は、例えば、磁石５０の移動による磁界の変化によって、第１の磁気センサＩＣ１のセレクト信号１ａと第２の磁気センサＩＣ３のセレクト信号３ａ、第１の磁気センサＩＣ１のシフト信号１ｂと第２の磁気センサＩＣ３のシフト信号３ｂが同じ出力となるように構成されている。なお、第１及び第２の磁気センサＩＣ１、３の配置は、上記に限定されず、各出力が同じ出力となる配置であれば、例えば、２つの磁気センサを重ねて配置しても良い。

第２の磁気センサＩＣ３は、第１の磁気センサＩＣ１と同じ構成であるので、以下では、第１の磁気センサＩＣ１の具体的な構成について説明する。

第１の磁気センサＩＣ１は、例えば、第１の磁気センサとしてのメイン磁気センサ１０と、第２及び第３の磁気センサとしての第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２と、オフセット部としてのオペアンプ１６、１９と、算出部としてのオペアンプ２２、２３と、故障判定部２４と、を備えて概略構成されている。

第１及び第２の磁気センサＩＣ１、３は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、例えば、一方の端子に電圧Ｖ_ｃｃが印加され、他方の端子が接地されている。また、第１の磁気センサＩＣ１は、メイン磁気センサ１０、第１のサブ磁気センサ１１及び第２のサブ磁気センサ１２、オペアンプ１３、１６、１９、２２、２３及び故障判定部２４等が、一体となってパッケージされている。第２の磁気センサＩＣ３は、第１の磁気センサＩＣ１と同様にパッケージされている。

図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るメイン磁気センサと第１及び第２のサブ磁気センサの出力電圧（Ｖ）と操作位置の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、シフト装置に関するブロック図である。図２（ａ）は、メイン磁気センサ１０、第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２が正常であるときの出力電圧を示している。

第１の磁気センサＩＣ１のメイン磁気センサ１０は、例えば、周知の複数のＭＲ（magnetic resistance）素子から構成され、図１（ｄ）に示すシフトパターン４のセレクト方向及びシフト方向の操作位置を検出するように構成されている。ここでセレクト方向とは、例えば、図１（ｄ）に示すように、操作位置４１（Ｍ）と操作位置４４（Ｎ）を結んだ方向である。また、シフト方向とは、例えば、セレクト方向と直交する方向である。なお、メイン磁気センサ１０、第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２は、ホール素子やＧＭＲ素子等の磁気センサから構成されても良い。

メイン磁気センサ１０は、例えば、磁石５０が操作位置４０〜４２のいずれかにあるとき、セレクト信号１ａとしてＬｏを出力し、磁石５０が操作位置４３〜４５のいずれかにあるときは、セレクト信号１ａとしてＨｉを出力するデジタル出力を行うように構成されている。

メイン磁気センサ１０は、例えば、図１（ｄ）に示すシフトパターン４のシフト方向に応じた第１のリニア出力信号としてのシフト側リニア出力信号１０ａを出力するように構成されている。このシフト側リニア出力信号１０ａは、例えば、図２（ａ）に示すように、操作位置４０（＋）〜操作位置４２（−）間、及び操作位置４３（Ｒ）〜操作位置４５（Ｄ）間がリニア出力となる。

シフト側リニア出力信号１０ａは、例えば、図１（ａ）に示すように、オペアンプ１３の非反転入力端子に入力する。シフト側リニア出力信号１０ａは、例えば、抵抗１４と抵抗１５の中点電位であり、オペアンプ１３の反転入力端子に印加された電圧Ｖ_ｒｅｆにより調整され、シフト信号１ｂとして第１の磁気センサＩＣ１から出力される。なお、シフト側リニア出力信号１０ａは、例えば、電圧Ｖ_ｒｅｆにより調整せずにシフト信号１ｂとして出力されても良い。

第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２は、例えば、メイン磁気センサ１０のシフト方向の操作位置を検出するＭＲ素子と同じ構成を有する。

第１のサブ磁気センサ１１は、例えば、図２（ａ）に示すように、シフト側リニア出力信号１０ａと同じ出力となる第２のリニア出力信号としてのシフト側リニア出力信号１１ａを出力するように構成されている。第１のサブ磁気センサ１１は、例えば、メイン磁気センサ１０と同一のリニア出力となるように、メイン磁気センサ１０に近接して配置される。

このシフト側リニア出力信号１１ａは、例えば、オペアンプ１６の非反転入力端子から入力する。シフト側リニア出力信号１１ａは、例えば、抵抗１７と抵抗１８の中点電位であり、オペアンプ１６の反転入力端子側に印加された第１のオフセット値としてのオフセット値Ｖ_ｏｆｆ１によりオフセットされ、第１のオフセット信号１６ａとなる。

この第１のオフセット信号１６ａは、例えば、図２（ａ）に示すように、シフト信号１ｂからオフセット値Ｖ_ｏｆｆ１だけ電圧が高くなる。

第２のサブ磁気センサ１２は、例えば、図２（ａ）に示すように、シフト側リニア出力信号１０ａと同じ出力となる第３のリニア出力信号としてのシフト側リニア出力信号１２ａを出力するように構成されている。第２のサブ磁気センサ１２は、例えば、メイン磁気センサ１０と同一のリニア出力となるように、メイン磁気センサ１０に近接して配置される。

このシフト側リニア出力信号１２ａは、例えば、オペアンプ１９の非反転入力端子から入力する。シフト側リニア出力信号１２ａは、例えば、抵抗２０と抵抗２１の中点電位であり、オペアンプ１９の反転入力端子側に印加された第２のオフセット値としてのオフセット値Ｖ_ｏｆｆ２によりオフセットされ、第２のオフセット信号１９ａとなる。

この第２のオフセット信号１９ａは、例えば、図２（ａ）に示すように、シフト信号１ｂからオフセット値Ｖ_ｏｆｆ２だけ電圧が低くなる。なお、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ１及びＶ_ｏｆｆ２は、異なる値でも良いし、同じ値でも良い。本実施の形態では、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ１及びＶ_ｏｆｆ２は、同じ値とする。また、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ１及びＶ_ｏｆｆ２が、異なる値となるとき、しきい値Ｖ_ｔｈは、それぞれのオフセット値に合わせた２つの値となり、コンパレータ２５の反転入力端子、コンパレータ２６の非反転入力端子にそれぞれ入力する。

第１のオフセット信号１６ａは、例えば、図１（ａ）に示すように、オペアンプ２２の非反転入力端子に入力する。オペアンプ２２は、例えば、第１のオフセット信号１６ａと反転入力端子に入力するシフト信号１ｂとの第１の差分としての差分ΔＶ_１を算出し、第１の差分信号２２ａとして出力する。メイン磁気センサ１０及び第１の磁気センサ１１が正常であるとき、この差分ΔＶ_１は、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ１と等しくなる。

第２のオフセット信号１９ａは、例えば、図１（ａ）に示すように、オペアンプ２３の反転入力端子に入力する。オペアンプ２３は、例えば、非反転入力端子に入力するシフト信号１ｂと第２のオフセット信号１９ａとの第２の差分としての差分ΔＶ_２を算出し、第２の差分信号２３ａとして出力する。メイン磁気センサ１０及び第２の磁気センサ１２が正常であるとき、この差分ΔＶ_２は、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ２と等しくなる。

ここで、シフト信号１ｂは、シフト側リニア出力信号１０ａを電圧Ｖ_ｒｅｆで調整した信号であり、各磁気センサが正常の場合、このシフト信号１ｂと第１及び第２のオフセット信号１６ａ、１９ａの差分は、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ１及びＶ_ｏｆｆ２とは異なる値となる。よって本実施の形態では、電圧Ｖ_ｒｅｆは、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ１及びＶ_ｏｆｆ２とは、故障の判定に影響がない値であるものとする。

第１の磁気センサＩＣ１の故障判定部２４は、第１のコンパレータとしてのコンパレータ２５と、第２のコンパレータとしてのコンパレータ２６と、ＯＲ回路２７と、を含んで構成される。

第１の差分信号２２ａは、コンパレータ２５の非反転入力端子から入力し、抵抗２８と抵抗２９の中点電位であり、コンパレータ２５の反転入力端子に印加されたしきい値Ｖ_ｔｈと比較される。コンパレータ２５は、比較結果を第１の出力信号２５ａとしてＯＲ回路２７に出力する。

コンパレータ２５は、例えば、第１の差分信号２２ａに基づく差分ΔＶ_１がしきい値Ｖ_ｔｈよりも小さいときは、Ｌｏを出力し、大きいときは、Ｈｉを出力するように構成されている。

また、第２の差分信号２３ａは、コンパレータ２６の反転入力端子から入力し、抵抗２８と抵抗２９の中点電位であり、コンパレータ２６の非反転入力端子に印加されたしきい値Ｖ_ｔｈと比較される。コンパレータ２６は、比較結果を第２の出力信号２６ａとしてＯＲ回路２７に出力する。

コンパレータ２６は、例えば、第２の差分信号２３ａに基づく差分ΔＶ_２がしきい値Ｖ_ｔｈよりも小さいときは、Ｌｏを出力し、大きいときは、Ｈｉを出力するように構成されている。

ＯＲ回路２７は、一端にＶ_ｃｃが印加され、他端が接地された論理和回路である。このＯＲ回路２７は、入力する第１及び第２の出力信号２５ａ、２６ａが（Ｌｏ、Ｌｏ）の組み合わせ以外のとき、メイン磁気センサ１０、第１のサブ磁気センサ１１又は第２のサブ磁気センサ１２の故障を示すダイアグ信号１ｃを出力するように構成されている。

シフト装置５は、図２（ｂ）に示すように、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６に接続される。

車両ＥＣＵ６は、例えば、シフト装置５の第１及び第２の磁気センサＩＣ１、３から出力されるセレクト信号１ａ、３ａ及びシフト信号１ｂ、３ｂに基づいてシフトレバー５１の操作位置を判定し、判定した操作位置に基づくシフト信号６０を駆動部７に出力する。

また、車両ＥＣＵ６は、例えば、第１の磁気センサＩＣ１からのダイアグ信号１ｃ又は、第２の磁気センサＩＣ３からのダイアグ信号３ｃが入力するとき、シフト装置５の故障を車両の乗員に報知するため、報知部８に報知信号６１を出力する。なお、車両ＥＣＵ６は、例えば、ダイアグ信号１ｃとダイアグ信号３ｃのうちいずれかの信号が入力したとき、ダイアグ信号を出力した磁気センサＩＣとは異なる磁気センサＩＣの出力に基づいて駆動部７を切り替えるように構成されても良い。

駆動部７は、例えば、車両ＥＣＵ６から出力されたシフト信号６０に基づいてエンジンの回転を伝える複数のギアのギア比を変更する。

報知部８は、例えば、ランプの点灯や音によって、乗員にシフト装置５の故障を報知する。なお、故障の報知の方法は、上記に限定されない。

（動作）
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る第１の磁気センサＩＣの動作に関するフローチャートである。以下に、第１の磁気センサＩＣ１の動作について、図３のフローチャートに従って説明する。なお、シフト装置５のシフトレバー５１は、停車中は操作位置４４（Ｎ）に操作されているものとする。

車両の電気系統をオン状態にすると、車両の電源から電圧Ｖ_ｃｃが第１及び第２の磁気センサＩＣ１、３に印加される。第１の磁気センサＩＣ１のメイン磁気センサ１０は、オペアンプ１３の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号１０ａを出力する。第１のサブ磁気センサ１１は、オペアンプ１６の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号１１ａを出力する。第２のサブ磁気センサ１２は、オペアンプ１９の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号１２ａを出力する。また、第１及び第２の磁気センサＩＣ１、３は、車両ＥＣＵ６にセレクト信号１ａ、３ａを出力する。

オペアンプ１３は、反転入力端子に印加される電圧Ｖ_ｒｅｆに基づいてシフト側リニア出力信号１０ａを調整し、シフト信号１ｂとして出力する。

オペアンプ１６は、反転入力端子に印加されるオフセット値Ｖ_ｏｆｆ１に基づいてシフト側リニア出力信号１１ａをオフセットし、第１のオフセット信号１６ａを出力する。

オペアンプ１９は、反転入力端子に印加されるオフセット値Ｖ_ｏｆｆ２に基づいてシフト側リニア出力信号１２ａをオフセットし、第２のオフセット信号１９ａを出力する。

オペアンプ２２は、反転入力端子に入力するオペアンプ１３から出力されたシフト信号１ｂと、非反転入力端子に入力するオペアンプ１６から出力された第１のオフセット信号１６ａとの差分ΔＶ_１を算出し、第１の差分信号２２ａとして出力する。また、オペアンプ２３は、非反転入力端子に入力するオペアンプ１３から出力されたシフト信号１ｂと、反転入力端子に入力するオペアンプ１９から出力された第２のオフセット信号１９ａとの差分ΔＶ_２を算出し、第２の差分信号２３ａとして出力する（Ｓ１）。ここで、故障が発生していないとき、差分ΔＶ_１はオフセット値Ｖ_ｏｆｆ１と見なせ、差分ΔＶ_２はオフセット値Ｖ_ｏｆｆ２と見なせる。

次に、故障判定部２４のコンパレータ２５は、非反転入力端子に入力する第１の差分信号２２ａとしきい値Ｖ_ｔｈとを比較して第１の出力信号２５ａを出力し、コンパレータ２６は、非反転入力端子に入力するしきい値Ｖ_ｔｈと反転入力端子に入力する第２の差分信号２３ａとを比較して第２の出力信号２６ａを出力する。ここで、しきい値Ｖ_ｔｈは、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ１及びオフセット値Ｖ_ｏｆｆ２と同じ値となるので、故障が発生していないとき、コンパレータ２５、２６による比較結果は（Ｌｏ、Ｌｏ）となる。

ＯＲ回路２７は、第１及び第２の出力信号２５ａ、２６ａに基づいてＶ_ｏｆｆ１＞ΔＶ_１又はＶ_ｏｆｆ２＞ΔＶ_２が成り立つとき（Ｓ２；Ｙｅｓ）、メイン磁気センサ１０、第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２が正常であると判定する（Ｓ３）。正常であるとき、第１の磁気センサＩＣ１は、車両の電源がオフされるまで、ステップ１から動作を続ける。

また、ＯＲ回路２７は、第１及び第２の出力信号２５ａ、２６ａに基づいてＶ_ｏｆｆ１＞ΔＶ_１又はＶ_ｏｆｆ２＞ΔＶ_２が成り立たないとき（Ｓ２；Ｎｏ）、メイン磁気センサ１０、第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２のいずれかに故障が発生したと判定し、ダイアグ信号１ｃを出力する（Ｓ４）。

車両ＥＣＵ６は、出力されたダイアグ信号１ｃに基づいて報知信号６１を報知部８に出力し、報知部８は、報知信号６１に基づいてシフト装置５の故障を報知する。

（効果）
本実施の形態に係る第１の磁気センサＩＣ１によれば、ＥＣＵ等で構成される判定部を必要としないで、故障の有無を判定することができる。また、第１の磁気センサＩＣ１によれば、ＥＣＵ等で構成される判定部を必要としないので、低コストで故障の自己検出を行うことができる。

本実施の形態に係る第１の磁気センサＩＣ１によれば、メイン磁気センサ１０、第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２が一体となってパッケージされているので、配置ずれによるメイン磁気センサ１０と第１及び第２のサブ磁気センサ１１、１２の出力誤差を抑えることができ、故障の検出精度が高い。

本実施の形態に係る第１の磁気センサＩＣ１によれば、シフト信号１ｂと第１及び第２のオフセット信号１６ａ、１９ａを比較することで故障の有無を判定するので、ある操作位置を示す出力信号を出力し続けるような故障が発生したときでも、正確に故障を検出することができる。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、１つのサブ磁気センサからオフセットした２つのオフセット信号を生成する点で第１の実施の形態と異なっている。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサＩＣの回路図である。なお、以下の実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。

本実施の形態に係る磁気センサＩＣ９は、例えば、図４に示すように、メイン磁気センサ９０と、サブ磁気センサ９１と、オペアンプ９２と、オペアンプ９３と、第１のオフセット部９４と、第２のオフセット部９５と、故障判定部９６と、を備えて概略構成されている。

メイン磁気センサ９０は、例えば、第１の実施の形態におけるメイン磁気センサ１０と同じ構成及び機能を有する。メイン磁気センサ９０は、例えば、磁石５０の移動による磁界の変化に応じてシフト側リニア出力信号９０ａを出力する。

シフト側リニア出力信号９０ａは、例えば、図４に示すように、オペアンプ９２の非反転入力端子に入力する。シフト側リニア出力信号９０ａは、例えば、抵抗１００と抵抗１０１の中点電位であり、オペアンプ９２の反転入力端子に印加された電圧Ｖ_ｒｅｆにより調整され、シフト信号１ｂとして磁気センサＩＣ９から出力される。

サブ磁気センサ９１は、例えば、第１の実施の形態における第１又は第２のサブ磁気センサ１１、１２と同じ構成及び機能を有する。サブ磁気センサ９１は、例えば、磁石５０の移動による磁界の変化に応じて、メイン磁気センサ９０が出力するシフト側リニア出力信号９０ａと同じシフト側リニア出力信号９１ａを出力する。

シフト側リニア出力信号９１ａは、例えば、図４に示すように、オペアンプ９３の非反転入力端子に入力する。シフト側リニア出力信号９１ａは、例えば、オペアンプ９３の反転入力端子に印加された電圧Ｖ_ｒｅｆにより調整され、シフト信号１ｂと同じ信号となる調整信号９３ａとして第１及び第２のオフセット部９４、９５に出力される。

第１のオフセット部９４は、例えば、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ１により調整信号９３ａより高い出力電圧となるように調整信号９３ａをオフセットし、第１のオフセット信号９４ａを故障判定部９６に出力するよう構成されている。

第２のオフセット部９５は、例えば、オフセット値Ｖ_ｏｆｆ２により調整信号９３ａより低い出力電圧となるように調整信号９３ａをオフセットし、第２のオフセット信号９５ａを故障判定部９６に出力するよう構成されている。

故障判定部９６は、例えば、コンパレータ９７と、コンパレータ９８と、ＯＲ回路９９と、を備えて概略構成されている。

コンパレータ９７は、例えば、非反転入力端子にオペアンプ９２から出力されたシフト信号１ｂが入力し、反転入力端子に第１のオフセット部９４から出力された第１のオフセット信号９４ａが入力する。コンパレータ９７は、例えば、シフト信号１ｂと第１のオフセット信号９４ａを比較し、第１の出力信号９７ａをＯＲ回路９９に出力する。コンパレータ９７は、例えば、第１のオフセット信号９４ａがシフト信号１ｂより大きいときは、Ｌｏを出力し、小さいときは、Ｈｉを出力するように構成されている。

コンパレータ９８は、例えば、非反転入力端子に第２のオフセット部９５から出力された第２のオフセット信号９５ａが入力し、反転入力端子にオペアンプ９２から出力されたシフト信号１ｂが入力する。コンパレータ９８は、例えば、第２のオフセット信号９５ａとシフト信号１ｂを比較し、第２の出力信号９８ａをＯＲ回路９９に出力する。コンパレータ９８は、例えば、シフト信号１ｂが第２のオフセット信号９５ａより大きいときは、Ｌｏを出力し、小さいときは、Ｈｉを出力するように構成されている。

ＯＲ回路９９は、一端にＶ_ｃｃが印加され、他端が接地された論理和回路である。このＯＲ回路９９は、入力する第１及び第２の出力信号９７ａ、９８ａが（Ｌｏ、Ｌｏ）の組み合わせ以外のとき、メイン磁気センサ９０又はサブ磁気センサ９１の故障を示すダイアグ信号１ｃを出力するように構成されている。

（動作）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサＩＣの動作に関するフローチャートである。以下に、磁気センサＩＣ９の動作について、図５のフローチャートに従って説明する。なお、シフト装置５のシフトレバー５１は、停車中は操作位置４４（Ｎ）に操作されているものとする。

車両の電気系統をオン状態にすると、車両の電源から電圧Ｖ_ｃｃが磁気センサＩＣ９に印加される。磁気センサＩＣ９のメイン磁気センサ９０は、オペアンプ９２の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号９０ａを出力する。

サブ磁気センサ９１は、オペアンプ９３の非反転入力端子にシフト側リニア出力信号９１ａを出力する。また、磁気センサＩＣ９は、車両ＥＣＵ６にセレクト信号１ａを出力する。

オペアンプ９２は、反転入力端子に印加される電圧Ｖ_ｒｅｆに基づいてシフト側リニア出力信号９０ａを調整し、シフト信号１ｂとして出力する。

オペアンプ９３は、反転入力端子に印加される電圧Ｖ_ｒｅｆに基づいてシフト側リニア出力信号９１ａを調整し、シフト信号１ｂと同じ信号となる調整信号９３ａを出力する。

第１のオフセット部９４は、入力した調整信号９３ａをオフセット値Ｖ_ｏｆｆ１に基づいてオフセットして第１のオフセット信号９４ａを生成して出力する（Ｓ１０）。

第２のオフセット部９５は、入力した調整信号９３ａをオフセット値Ｖ_ｏｆｆ２に基づいてオフセットして第２のオフセット信号９５ａを生成して出力する（Ｓ１０）。

故障判定部２４のコンパレータ９７は、非反転入力端子に入力するシフト信号１ｂと第１のオフセット信号９４ａとを比較して第１の出力信号２５ａを出力し、コンパレータ９８は、非反転入力端子に入力する第２のオフセット信号９５ａと反転入力端子に入力するシフト信号１ｂとを比較して第２の出力信号９８ａを出力する。

ＯＲ回路９９は、第１及び第２の出力信号９７ａ、９８ａに基づいて第２のオフセット信号９５ａ＜シフト信号１ｂ＜第１のオフセット信号９４ａが成り立つとき（Ｓ１１；Ｙｅｓ）、メイン磁気センサ９０及びサブ磁気センサ９１が正常であると判定する（Ｓ１２）。

また、ＯＲ回路９９は、第１及び第２の出力信号９７ａ、９８ａに基づいて第２のオフセット信号９５ａ＜シフト信号１ｂ＜第１のオフセット信号９４ａが成り立たないとき（Ｓ１１；Ｎｏ）、メイン磁気センサ９０又はサブ磁気センサ９１に故障が発生したと判定し、ダイアグ信号１ｃを出力する（Ｓ１３）。

車両ＥＣＵ６は、出力されたダイアグ信号１ｃに基づいて報知信号６１を報知部８に出力し、報知部８は、報知信号６１に基づいてシフト装置５の故障を報知する。

なお、磁気センサＩＣ９は、例えば、オフセットした第１及び第２のオフセット信号９４ａ、９５ａとシフト信号１ｂとの差分を算出する算出部を備え、算出された差分とオフセット値Ｖ_ｏｆｆ１及びＶ_ｏｆｆ２を比較してメイン磁気センサ９０及びサブ磁気センサ９１の少なくとも１つの故障を判定するように構成しても良い。

（効果）
本実施の形態に係る磁気センサＩＣ９によれば、第１の実施の形態に係る第１及び第２の磁気センサＩＣ１、３よりも少ない磁気センサを用いて、低コストで故障の自己検出を行うことができる。また、磁気センサＩＣ９によれば、より少ない構成で故障の自己検出を行うことができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形及び組み合わせが可能である。

例えば、上記の実施の形態において、オフセット部、算出部及び故障判定部は、電子回路によって構成されたが、これに限定されず、一部又は全体をソフトウエアによって置き換え、コンピュータによって実行する構成としても良い。

１…第１の磁気センサＩＣ、１ａ…セレクト信号、１ｂ…シフト信号、１ｃ…ダイアグ信号、３…第２の磁気センサＩＣ、３ａ…セレクト信号、３ｂ…シフト信号、３ｃ…ダイアグ信号、４…シフトパターン、５…シフト装置、６…車両ＥＣＵ、７…駆動部、８…報知部、９…磁気センサＩＣ、１０…メイン磁気センサ、１０ａ…シフト側リニア出力信号、１１…第１のサブ磁気センサ、１１ａ…シフト側リニア出力信号、１２…第２のサブ磁気センサ、１２ａ…シフト側リニア出力信号、１４、１５、１７、１８、２０、２１、２８、２９…抵抗、１３、１６、１９、２２、２３…オペアンプ、１６ａ…第１のオフセット信号、１９ａ…第２のオフセット信号、２２ａ…第１の差分信号、２３ａ…第２の差分信号、２４…故障判定部、２５、２６…コンパレータ、２５ａ…第１の出力信号、２６ａ…第２の出力信号、２７…ＯＲ回路、４０〜４５…操作位置、５０…磁石、５１…シフトレバー、５２…基板、６０…シフト信号、６１…報知信号、９０…メイン磁気センサ、９０ａ…シフト側リニア出力信号、９１…サブ磁気センサ、９１ａ…シフト側リニア出力信号、９２、９３…オペアンプ、９３ａ…調整信号、９４…第１のオフセット部、９４ａ…第１のオフセット信号、９５…第２のオフセット部、９５ａ…第２のオフセット信号、９６…故障判定部、９７、９８…コンパレータ、９７ａ…第１の出力信号、９８ａ…第２の出力信号、９９…ＯＲ回路、１００、１０１…抵抗

Claims (4)

1. 磁界の変化に応じて第１のリニア出力信号を出力する第１の磁気センサと、
   前記磁界の変化に応じて、前記第１のリニア出力信号と略同一の出力となる第２及び第３のリニア出力信号を出力する第２及び第３の磁気センサと、
   前記第２のリニア出力信号に第１のオフセット値を加算して第１のオフセット信号を生成し、前記第３のリニア出力信号から第２のオフセット値を減算して第２のオフセット信号を生成するオフセット部と、
   前記第１のオフセット信号と前記第１のリニア出力信号との第１の差分を算出し、前記第１のリニア出力信号と前記第２のオフセット信号との第２の差分を算出する算出部と、
   算出された前記第１の差分が前記第１のオフセット値より大きくなるとき、前記第１及び第２の磁気センサの少なくとも１つが故障したと判定し、算出された前記第２の差分が前記第２のオフセット値より大きくなるとき、前記第１及び第３の磁気センサの少なくとも１つが故障したと判定する故障判定部と、
   を備えた磁気センサデバイス。
2. 前記算出部は、前記第１の差分を算出する第１のオペアンプと、前記第２の差分を算出する第２のオペアンプを含んで構成され、
   前記故障判定部は、前記第１の差分を非反転入力端子、しきい値を反転入力端子に入力して比較し、第１の出力信号を出力する第１のコンパレータと、前記第２の差分を反転入力端子、前記しきい値を非反転入力端子に入力して比較し、第２の出力信号を出力する第２のコンパレータと、前記第１及び第２の出力信号に基づいて前記第１乃至第３の磁気センサのいずれかの故障を示すダイアグ信号を出力するＯＲ回路を含んで構成される請求項１に記載の磁気センサデバイス。
3. 磁界の変化に応じて第１のリニア出力信号を出力する第１の磁気センサと、
   前記磁界の変化に応じて、前記第１のリニア出力信号と略同一の出力となる第２のリニア出力信号を出力する第２の磁気センサと、
   前記第２のリニア出力信号に第１のオフセット値を加算して第１のオフセット信号を生成し、前記第２のリニア出力信号から第２のオフセット値を減算して第２のオフセット信号を生成するオフセット部と、
   前記第１のリニア出力信号が前記第１のオフセット信号より大きくなるとき、又は、前記第１のリニア出力信号が前記第２のオフセット信号より小さくなるとき、前記第１又は第２の磁気センサが故障したと判定する故障判定部と、
   を備えた磁気センサデバイス。
4. 前記故障判定部は、前記第１のリニア出力信号を非反転入力端子、前記第１のオフセット信号を反転入力端子に入力して比較し、第１の出力信号を出力する第１のコンパレータと、前記第１のリニア出力信号を反転入力端子、前記第２のオフセット信号を非反転入力端子に入力して比較し、第２の出力信号を出力する第２のコンパレータと、前記第１及び第２の出力信号に基づいて前記第１又は第２の磁気センサの故障を示すダイアグ信号を出力するＯＲ回路を含んで構成される請求項３に記載の磁気センサデバイス。

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