JP2012202861A

JP2012202861A - 回転角度センサのフェール検知装置

Info

Publication number: JP2012202861A
Application number: JP2011068476A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Uchisasai; 弘明内笹井; Sumitaka Ogawa; 純孝小川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22
Also published as: DE102012204514A1; DE102012204514B4; US8922204B2; US20120242330A1

Abstract

【課題】被検知体に対応する回転角度センサがひとつであっても、回転角度センサのフェールを確実に検知できる回転角度センサのフェール検知装置を提供する。
【解決手段】カム２５を、電動モータ１によって一方向に回転駆動されてプッシュロッド３５を往復動作するように構成し、角度センサ２１の出力電圧Ｓは、第１の所定電圧Ｖ１以下の領域および第１の所定電圧Ｖ１より大きい第２の所定電圧Ｖ２以上の領域が不感帯Ｄとして認識する。プッシュロッド３５と当接するカム２５のカム面を作動面側から非作動面側に移行させる際に、非作動面の所定位置まで一定速度でカム２５を回転駆動させる。カム２５の非作動面内でかつ所定位置までの間の位置に不感帯Ｄを配設する。不感帯Ｄに移行後の経過時間をタイマ５４で計測し、不感帯Ｄの通過予定時間が経過したにもかかわらず不感帯Ｄに対応する出力電圧Ｓが検知された場合にフェール状態と判定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、回転角度センサのフェール検知装置に係り、特に、被検知体の回転角度を検知する回転角度センサのフェール状態を検知する回転角度センサのフェール検知装置に関する。

従来から、回転体の回転角度を検知する回転角度検知システムにおいて、万一、回転角度センサに故障等のフェールが発生した場合に備えて、複数の回転角度センサを備えるようにした構成が知られている。

特許文献１には、内輪および外輪からなる軌道輪と、該軌道輪に沿って回転する複数の球状転動体と、該転動体を分ける保持器とから構成される玉軸受（ボールベアリング）の回転角度を検知する回転角度検知システムにおいて、保持器の回転角度を検知するホール素子からなる回転角度センサを少なくとも２個設けるようにした構成が開示されている。

特開２００５−２６５７６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、いずれかのセンサに故障等のフェールが生じた場合でも各センサ出力を比較することで容易にフェールを検知できる一方、センサ個数が増えることにより部品点数の増加や演算処理の複雑化等が生じるという課題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、被検知体に対応する回転角度センサがひとつであっても、回転角度センサのフェールを確実に検知できる回転角度センサのフェール検知装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、プッシュロッド（３５）を往復動作させる作動面（Ａ，Ｂ）および前記プッシュロッド（３５）を往復動作させない非作動面（Ｃ，Ｄ，Ｅ）が連続形成されたカム面を有するカム（２５）と、該カム（２５）の回転角度を検出すると共に３６０度の範囲内で回転角度に比例して出力電圧（Ｓ）が増大するエンドレス回転式のポテンショメータからなる角度センサ（２１）と、該角度センサ（２１）のフェール状態を検知する制御部（５０）とを有する回転角度センサのフェール検知装置において、前記カム（２５）は、前記制御部（５０）で制御される電動モータ（１）によって一方向に回転駆動されてプッシュロッド（３５）を往復動作させるように構成されており、前記角度センサ（２１）の出力電圧（Ｓ）は、第１の所定電圧（Ｖ１）以下の領域および前記第１の所定電圧（Ｖ１）より大きい第２の所定電圧（Ｖ２）以上の領域が不感帯（Ｄ）として認識されるように設定されており、前記制御部（５０）は、前記プッシュロッド（３５）と当接する前記カム（２５）のカム面を前記作動面（Ａ，Ｂ）側から非作動面（Ｃ，Ｄ，Ｅ）側に移行させる際に、前記非作動面（Ｃ，Ｄ，Ｅ）の所定位置まで一定速度で前記カム（２５）を回転駆動させるように構成されており、前記角度センサ（２１）は、前記カム（２５）の非作動面（Ｃ，Ｄ，Ｅ）内でかつ前記所定位置までの間の位置に前記不感帯（Ｄ）が配設されるように構成されている点に第１の特徴がある。

また、前記制御部（５０）は、前記カム面が前記不感帯（Ｄ）に移行してからの経過時間をタイマ（５４）によって計測し、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず前記不感帯（Ｄ）に対応する出力電圧（Ｓ）が検知された場合に、回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定する点に第２の特徴がある。

また、前記制御部（５０）は、前記カム面が前記作動面（Ｂ）から前記非作動面（Ｃ）に移行してからの経過時間をタイマ（５４）によって計測し、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず前記不感帯（Ｄ）に対応する出力電圧（Ｓ）が検知された場合に、回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定する点に第３の特徴がある。

また、前記制御部（５０）は、前記不感帯（Ｄ）に移行する際の出力電圧（Ｓ）を退避値（Ｖ２）として記憶し、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず、出力される出力電圧（Ｓ）が前記退避値（Ｖ２）と同じであり、かつこの状態で所定時間が経過した場合に、回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定する点に第４の特徴がある。

また、前記制御部（５０）は、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず、出力される出力電圧（Ｓ）が予め定められた上下限値を超えており、かつこの状態で所定時間が経過した場合に、前記回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定する点に第５の特徴がある。

さらに、前記制御部（５０）は、前記不感帯（Ｄ）に移行する際のセンサ値（Ｓ）を退避値（Ｖ２）として記憶し、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず、前記出力電圧（Ｓ）が前記非作動面（Ｅ）の所定位置に対応する値ではない場合に、前記回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定する点に第６の特徴がある。

第１の特徴によれば、カムは、制御部で制御される電動モータによって一方向に回転駆動されてプッシュロッドを往復動作させるように構成されており、角度センサの出力電圧は、第１の所定電圧以下の領域および第１の所定電圧より大きい第２の所定電圧以上の領域が不感帯として認識されるように設定されており、制御部は、プッシュロッドと当接するカムのカム面を作動面側から非作動面側に移行させる際に、非作動面の所定位置まで一定速度でカムを回転駆動させるように構成されており、角度センサは、カムの非作動面内でかつ所定位置までの間の位置に不感帯が配設されるように構成されているので、カムが作動面側から非作動面側に移行する際に、角度センサの不感帯を通過して所定位置に到達するまでの所定時間が予め求められることから、例えば、不感帯に突入してから所定時間が経過したにもかかわらずセンサ出力に変化がない場合に、これを角度センサのフェール状態であると判定することが可能となる。これにより、プッシュロッドに対応する回転角度センサが１つであった場合でも、回転角度センサのフェール状態を検知することが可能となり、部品点数やコスト増加を抑えることができる。

第２の特徴によれば、制御部は、カム面が不感帯に移行してからの経過時間をタイマによって計測し、不感帯の通過予定時間が経過したにもかかわらず不感帯に対応する出力電圧が検知された場合に回転角度センサがフェール状態であると判定するので、不感帯へ移行するタイミングでタイマによる時間計測を開始することとなり、これにより、不感帯通過を検知するための時間計測の信頼性が高められる。

第３の特徴によれば、制御部は、カム面が作動面から非作動面に移行してからの経過時間をタイマによって計測し、不感帯の通過予定時間が経過したにもかかわらず不感帯に対応する出力電圧が検知された場合に回転角度センサがフェール状態であると判定するので、カム面の作動面側から非作動面側へ移行するタイミングでタイマによる時間計測を開始することとなり、不感帯通過を検知するための時間計測の信頼性が高められる。

第４の特徴によれば、制御部は、不感帯に移行する際の出力電圧を退避値として記憶し、不感帯の通過予定時間が経過したにもかかわらず、出力される出力電圧が退避値と同じであり、かつこの状態で所定時間が経過した場合に回転角度センサがフェール状態であると判定するので、記憶された退避値と現在の出力電圧との比較により、フェール状態の判定を正確に実行することができる。

第５の特徴によれば、制御部は、不感帯の通過予定時間が経過したにもかかわらず、出力される出力電圧が予め定められた上下限値を超えており、かつこの状態で所定時間が経過した場合に回転角度センサがフェール状態であると判定するので、予め設定された上下限値と現在の出力電圧との比較により、フェール状態の判定を正確に実行することができる。

第６の特徴によれば、制御部は、不感帯に移行する際のセンサ値を退避値として記憶し、不感帯の通過予定時間が経過したにもかかわらず、出力電圧が非作動面の所定位置に対応する値ではない場合に回転角度センサがフェール状態であると判定するので、不感帯を除いた位置での出力電圧に基づいて、フェール状態の判定を正確に実行することができる。

電動クラッチの構成を示す全体構成図である。本発明の一実施形態に係る回転角度センサのフェール検知装置の全体構成を示すブロック図である。カムの拡大図である。カムの構成説明図である。角度センサの出力特性を示すグラフである。カムが連続回転した場合の角度センサのセンサ出力を示すグラフである。本発明の一実施形態に係る角度センサフェール検知処理の手順を示すフローチャートである。センサ値比較処理の手順を示すサブフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電動クラッチ３０の全体構成図である。電動クラッチ３０は、例えば、自動二輪車等のエンジンと変速機の間に配設されて回転駆動力を断接制御する機構である。電動モータ１で駆動されるノーマリオープン式である電動クラッチ３０は、クラッチをオープン（切断）方向に付勢する付勢部材として、互いにバネレートの異なるプッシュスプリング３９およびリターンスプリング（戻しスプリング）４３を備えるダブルスプリング式とされる。

電動クラッチ３０は、電動モータ１の回転駆動力によってカム２５が設けられたカムシャフト２３を任意の角度に回転駆動させることで、カム２５に当接するプッシュロッド３５を往復運動させてクラッチを断接駆動するように構成されている。

電動モータ１は、出力軸５と一体に形成されたロータ４と、モータハウジング２の内周に固定されたステータ３とを有する。出力軸５を軸支する軸受７は、モータハウジング２の開口を塞ぐベース部分６に挿嵌されている。

出力軸５の端部に形成されたギヤ８には、軸受１０，１１に軸支されると共に２枚の歯車が一体に形成された第１中間ギヤ９が噛合している。第１中間ギヤ９に伝達された回転駆動力は、軸受１３，１４に軸支される第２中間ギヤ１２、軸受１７，１８に軸支される第３中間ギヤ１６を介して、カムシャフト２３にスプライン嵌合される入力ギヤ２０に伝達される。なお、第２中間ギヤ１２には、手動で第２中間ギヤ１２を回転させるエマージェンシ工具（不図示）を取り付けるための工具取付軸１５が設けられている。

カムシャフト２３の図示上端部には、該カムシャフト２３の回転角度を検知するポテンショメータからなる回転角度センサ（以下、単に角度センサと示すこともある）２１が配設されている。カムシャフト２３は、入力ギヤ２０に近接配置される軸受１９と、カム２５の両側に配設される軸受２４，２６によって回転自在に軸支されている。本実施形態では、カムシャフト２３の略中間部分にオイルシール２２が配設されており、例えば、電動クラッチ３０およびカム２５までの機構をエンジンのクランクケースに収納し、一方、電動モータ１からカムシャフト２３の中間部までの機構をクランクケースの外部に配設する等のレイアウトが可能である。

電動クラッチ３０は、変速機（不図示）の入力軸としてのメインシャフト４８の一端部に取り付けられている。メインシャフト４８に回転自在に軸支されると共に、クランクシャフト（不図示）から回転駆動力が伝達されるプライマリドリブンギヤ４５は、複数の円環状のダンパ４６を介して、クラッチアウタ４１に結合されている。プライマリドリブンギヤ４５の図示左方向には、メインシャフト４８の軸受４７が配設されている。そして、電動クラッチ３０が接続状態になると、クラッチアウタ４１の回転駆動力がクラッチインナ４４を介してメインシャフト４８に伝達される。

詳しくは、電動モータ１の回転駆動力によりプッシュロッド３５が図示左方に押されると、軸受３４を介して第１プッシュプレート３６が押圧される。第１プッシュプレート３６と第２プッシュプレート３８との間には、複数のコイルバネばねからなるプッシュスプリング３９が配設されており、第２プッシュプレート３８とクラッチインナ４４との間には、複数のコイルばねからなるリターンスプリング４３が配設されている。この両スプリング３９，４３の付勢力に抗して第２プッシュプレート３８が図示左方向に摺動することで、クラッチ接続動作が行われる。

第２プッシュプレート３８は、リターンスプリング３９に所定のプリロードを与えるようにクラッチインナ４４に係合されると共に、図示右方向への摺動範囲を規制するワッシャ３３を介してナット３３によってメインシャフト４８に固定されている。また、第１プッシュプレート３８は、サークリップ３７によって図示右方向への摺動範囲が規制されている。第２プッシュプレート３８が図示左方向に摺動すると、クラッチ板４２は、第２プッシュプレート３８に固定された円環状の押圧部材４０によって図示左方向へ押圧され、これにより、電動クラッチ３０が切断状態から接続状態に切り換わる。

図２は、本発明の一実施形態に係る回転角度センサのフェール検知装置の全体構成を示すブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。制御部５０は、角度センサ２１のセンサ出力を認識するセンサ出力認識部５１と、角度センサ２１のフェール状態を判断するセンサフェール判断部５２と、電動モータ１を制御するモータ制御部５３と、種々の所定時間を計測するタイマ５４とを含む。

センサ出力認識部５１は、角度センサ２１のセンサ出力をセンサフェール判断部５２に入力する。モータ制御部５３は、電動モータ１の制御状態をセンサフェール判断部５２に入力する。センサフェール判断部５２は、角度センサ２１からのセンサ出力のほか、電動モータ１の制御状態およびタイマ５４の計測結果に基づいて、角度センサ２１のフェール状態を検知する。

図３は、カム２５の拡大図である。また、図４は、カム２５の構成説明図である。カム２５は、電動モータ１で回転駆動されるカムシャフト２３と一体に回転することで、往復動作可能に支持されたプッシュロッド３５を図示左右方向に往復運動させる。

カム２５には、カム面２５ａ〜２５ｅからなる連続したカム面が形成されている。本実施形態に係るカム２５は、反時計方向にのみ回転するように電動モータ１で駆動される。これにより、プッシュロッド３５に当接するカム面は、カム２５の回転に伴って、カム面２５ａ→２５ｂ→２５ｃ→２５ｄ→２５ｅの順に移行することとなる。

また、本実施形態では、クラッチを接続方向に駆動するカム面２５ａを「接続領域Ａ」、クラッチを切断方向に駆動するカム面２５ｂを「切断領域Ｂ」、クラッチの切断状態を維持するカム面２５ｃを「つなぎ領域Ｃ」、同様にクラッチの切断状態を維持するカム面２５ｄを「不感帯Ｄ」、同様にクラッチの切断状態を維持するカム面２５ｅを「待機領域Ｅ」と設定している。切断領域Ｂは、カム面２５ｂの盛り上がり（リフト量）が小さくなるように形成されており、カム面２５ａによってクラッチが接続されている状態から、わずかな角度だけ電動モータ１を駆動するのみで素早くクラッチを切断状態に切り替えることができるように構成されている。なお、カム面２５ｃ，２５ｄ，２５ｄは、単一の円弧で形成することができる。

本実施形態では、接続領域Ａおよび切断領域Ｂを併せて、これをクラッチの「作動面」と呼称する。また、つなぎ領域Ｃ、不感帯Ｄおよび待機領域Ｅを併せて、これをクラッチの「非作動面」と呼称する。また、カム２５の回転角度が０度の位置を挟んで角度θ１から角度−θ２の間を不感帯Ｄとし、かつ角度θ１から９０度までの位置を待機領域Ｅとし、かつ９０度〜１８０度の位置を接続領域Ａとし、かつ１８０度〜２７０度までの位置を切断領域Ｂとし、さらに、２７０度からθ２までの位置をつなぎ領域Ｃとしている。

そして、本実施形態では、カム２５が作動面から非作動面に移行する際に、非作動面の所定位置まで一定速度でカム２５を回転駆動させて、次のクラッチ接続動作に備えるように設定されている。具体的には、カム２５が作動面から非作動面に移行する際、すなわち、切断領域Ｂからつなぎ領域Ｃに移行する際に、カム２５を一定速度で待機領域Ｅの所定位置まで回転駆動させるように構成されている。これにより、つなぎ領域Ｃと待機領域Ｅとの間に位置する不感帯Ｄは、必ず一定速度で通過することとなる。

なお、カム２５を一定速度で回転駆動させる処理は、切断領域Ｂとつなぎ領域Ｃとの境界を検知すると同時に開始し、確実に待機領域Ｅまで回転させることができる所定時間の間だけ実行することができる。また、切断領域Ｂと切断領域Ｂとつなぎ領域Ｃとの境界を検知すると同時に開始し、角度センサ２１の出力に基づいて待機領域Ｅの所定位置で停止するように構成してもよい。

図５は、角度センサ２１の出力特性を示すグラフである。また、図６は、カム２５が連続回転した場合の角度センサのセンサ出力を示すグラフである。前記したように、角度センサ２１は、３６０度の範囲内で回転角度に比例してセンサ出力（出力電圧）Ｓが増大するエンドレス回転式のポテンショメータである。具体的には、角度０度においてセンサ出力Ｓは０であり、回転角に比例して増大して、角度３６０度で最大電圧の５Ｖが生じるように構成されている。したがって、カム２５が一方向に連続回転すると、図６に示すように、０Ｖと５Ｖとをつなぐ波形の電圧波形が連続して出力されることとなる。

本実施形態では、この０Ｖ〜５Ｖのセンサ出力のうち、高い精度が期待できる中央の値のみを有効センサ値として使用し、その他の部分を「不感帯」に設定している。具体的には、０度からセンサ出力Ｖ１（第１の所定電圧）に対応する角度θ１までの範囲を不感帯Ｄ１とし、センサ出力Ｖ２（第２の所定電圧）に対応する角度θ２から３６０度までの範囲を不感帯Ｄ２に設定する。そして、不感帯Ｄ１，Ｄ２を併せて不感帯Ｄと呼称する。

本発明に係る回転角度センサのフェール検知装置においては、図４に示したように、この角度センサ２１の不感帯Ｄを、カム２５の非作動面側で、かつ切断領域Ｂからつなぎ領域Ｃに移行する際にカム２５が一定速度で回転駆動される位置の手前に配置した点に特徴がある。これにより、カム２５が作動面から非作動面に移行する際には、不感帯Ｄは、必ず一定速度で通過されることとなる。また、カム２５を作動面から非作動面に移行する際に、カム２５を必ず所定位置まで一定速度で回転させるように設定されているため、タイマ５４による時間計測を行うことで、カム２５の位置を予測することが可能である。

上記した特性を考慮すると、１つの角度センサ２１のみを有する角度検知システムであっても、角度センサ２１のフェール状態を容易に検知することが可能となる。例えば、センサ出力ＳがＶ２に達することでつなぎ領域Ｃから不感帯Ｄへの移行を検知できるので、この移行に伴ってタイマ５４による時間計測を開始した場合に、所定時間を経過しても未だ不感帯Ｄに対応するセンサ出力範囲内に留まっていることに基づいて、角度センサ２１にフェールが発生したと判断することができる。

また、モータ制御部５３は、電動モータ１への駆動信号を認識しているので、一定速度で不感帯Ｄを通過して待機領域Ｅに駆動する期間が終了しても、待機領域Ｅに対応するセンサ出力が予定通りに出力されない場合は、これを角度センサ２１のフェール状態であると判断することができる。さらに、電動モータ１を駆動しているにも関わらずセンサ出力に変化がない場合にも、角度センサ２１のフェール状態であると判断できる。なお、上記したようなフェール判断は、図２に示したセンサフェール判断部５２によって行われる。

図７は、本発明の一実施形態に係る角度センサフェール検知処理の手順を示すフローチャートである。また、図８は、センサ値比較処理の手順を示すサブフローチャートである。ステップＳ１では、クラッチが切断済であるか否かが判定される。この判定は、角度センサ２１のセンサ出力Ｓがカム２５の切断領域Ｂに対応する値になったか否かによって行うことができる。また、クラッチが切断済であるか否かは、クランクシャフトと変速機軸の回転数比率に基づいて検知することもできる。

ステップＳ１で肯定判定されると、ステップＳ２に進み、不感帯Ｄに入る前のセンサ退避値を記録する。この退避値とは、カム２５がつなぎ領域Ｃと不感帯Ｄとの境界で検知されるセンサ出力Ｓであり、本実施形態では、角度θ２で検知されるＶ２となる。

続くステップＳ３では、待機領域Ｅへの移動状態であるか否かが判定される。この判定は、モータ制御部５３が、カム２５を一定速度で待機領域Ｅの所定位置まで回転駆動させる制御が実行中であるか否かによって行われる。なお、待機領域Ｅにおける所定位置は、予め任意に設定することができる。

ステップＳ３で肯定判定されると、ステップＳ４に進み、不感帯通過予定時間が経過したか否かが判定される。この判定は、切断領域Ｂからつなぎ領域Ｃに移行する際に、カム２５を一定速度で待機領域Ｅの所定位置まで回転駆動させることと、所定のタイミングでタイマ５４による時間計測を開始するように構成されているために実行可能となる。不感帯Ｄの通過予定時間は、カム２５の回転速度に基づいて予め算出可能であり、カム２５の切断領域Ｂとつなぎ領域Ｃとの境界の検知に伴って時間計測を開始したり、また、つなぎ領域Ｃと不感帯Ｄとの境界が検知に伴って時間計測を開始することで、タイマ５４の出力に基づいて不感帯Ｄの通過が完了するタイミングを検知することを可能としている。

ステップＳ４で肯定判定されると、ステップＳ５に進んで、センサ値の比較処理が実行される。この処理の詳細は後述する。なお、ステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４で否定されると、そのまま一連の制御を終了する。

ここで、前記ステップＳ５におけるセンサ値の比較処理の手順を示す図８のサブフローを参照する。ステップＳ１０では、センサ値が設定上限値以下であるか否かが判定される。この判定は、角度センサ２１に何らかのフェールが発生したためにセンサ出力Ｓが上限値（例えば、５Ｖ）に張りついていないか否かを判定するものである。ステップＳ１０で肯定判定されると、ステップＳ１１に進んで、センサ値が設定下限値以上であるか否かが判定される。この判定は、角度センサ２１に何らかのフェールが発生したためにセンサ出力Ｓが下限値（例えば、０Ｖ）に張りついていないか否かを判定するものである。

次に、ステップＳ１１で肯定判定されると、ステップＳ１２に進んで、センサ値がセンサ退避値と不等関係にあるか否かが判定される。この判定は、不感帯Ｄを通過したのであれば、センサ出力Ｓはセンサ退避値Ｖ２とは異なる値になるはずであるという予測に基づいて実行されるものである。

続いて、ステップＳ１２で肯定判定されると、ステップＳ１３に進んで、センサ値が待機領域内であるか否かが判定される。この判定は、不感帯Ｄを通過したのであれば、センサ出力Ｓは待機領域Ｅで出力される値となるはずであるという予測に基づいて実行されるものである。そして、ステップＳ１３で肯定判定されると、角度センサ２１が正常に作動しているとして、一連の制御を終了する。

なお、フェール状態の判定は、センサ値が不感帯で出力される値であるか否かによっても実行可能である。この判定は、不感帯Ｄを通過したのであれば、センサ出力Ｓは、不感帯Ｄで出力される値とはならないはずであるという予測に基づくものである。

そして、ステップＳ１０，１１，１２，１３で否定判定されると、ステップＳ１４に進み、角度センサ２１に何らかのフェールが発生している可能性があるとして、フェール検知モードに突入する。フェール検知モードでは、タイマ５４による時間計測が開始される。ステップＳ１５では、フェール検知モードに突入してから、すなわち、フェールの疑いが生じてから所定時間が経過したか否かが判定される。そして、ステップＳ１５で肯定判定されると、ステップＳ１６に進んで角度センサ２１がフェール状態にあると確定する。

上記したように、本発明に係る回転角度センサのフェール検知装置によれば、カム２５が作動面から非作動面に移行する際、すなわち、切断領域Ｂからつなぎ領域Ｃに移行する際に、カム２５を一定速度で待機領域Ｅの所定位置まで回転駆動させるように構成されており、また、角度センサ２１が、カム２５の非作動面Ｃ，Ｄ，Ｅ内でかつ所定位置までの間の位置に不感帯Ｄが配設されるように構成されているので、カムが作動面側から非作動面側に移行する際に、角度センサの不感帯を通過して所定位置に到達するまでの所定時間が予め求められることから、例えば、不感帯に突入してから所定時間が経過したにもかかわらずセンサ出力に変化がない場合に、これを角度センサのフェール状態であると判定することが可能となる。これにより、角度センサが１つのみの回転角度検知システムであって場合でも、角度センサのフェール状態を検知することが可能となり、部品点数やコスト増加を抑えることができる。

なお、電動モータ、カム、角度センサの形状や構造、角度センサにおける不感帯の広さ、切断領域、つなぎ領域、不感帯、待機領域、接続領域の広さや配置等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係る回転角度センサのフェール検知装置は、電動クラッチを断接制御するカムに適用される角度センサに限られず、種々の回転角度センサに適用することが可能である。

１…電動モータ、２１…角度センサ、２３…カムシャフト、２５…カム、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ…カム面、３５…プッシュロッド、５０…制御部、５１…センサ出力認識部、５２…センサフェール判断部、５３…モータ制御部、５４…タイマ、Ａ…接続領域、Ｂ…切断領域、Ｃ…つなぎ領域、Ｄ（Ｄ１，Ｄ２）…不感帯、Ａ，Ｂ…作動面、Ｃ，Ｄ，Ｅ…非作動面、Ｓ…センサ出力（出力電圧）、Ｖ１…第１の所定電圧、Ｖ２…第２の所定電圧

Claims

プッシュロッド（３５）を往復動作させる作動面（Ａ，Ｂ）および前記プッシュロッド（３５）を往復動作させない非作動面（Ｃ，Ｄ，Ｅ）が連続形成されたカム面を有するカム（２５）と、該カム（２５）の回転角度を検出すると共に３６０度の範囲内で回転角度に比例して出力電圧（Ｓ）が増大するエンドレス回転式のポテンショメータからなる角度センサ（２１）と、該角度センサ（２１）のフェール状態を検知する制御部（５０）とを有する回転角度センサのフェール検知装置において、
前記カム（２５）は、前記制御部（５０）で制御される電動モータ（１）によって一方向に回転駆動されてプッシュロッド（３５）を往復動作させるように構成されており、
前記角度センサ（２１）の出力電圧（Ｓ）は、第１の所定電圧（Ｖ１）以下の領域および前記第１の所定電圧（Ｖ１）より大きい第２の所定電圧（Ｖ２）以上の領域が不感帯（Ｄ）として認識されるように設定されており、
前記制御部（５０）は、前記プッシュロッド（３５）と当接する前記カム（２５）のカム面を前記作動面（Ａ，Ｂ）側から非作動面（Ｃ，Ｄ，Ｅ）側に移行させる際に、前記非作動面（Ｃ，Ｄ，Ｅ）の所定位置まで一定速度で前記カム（２５）を回転駆動させるように構成されており、
前記角度センサ（２１）は、前記カム（２５）の非作動面（Ｃ，Ｄ，Ｅ）内でかつ前記所定位置までの間の位置に前記不感帯（Ｄ）が配設されるように構成されていることを特徴とすることを特徴とする回転角度センサのフェール検知装置。
前記制御部（５０）は、前記カム面が前記不感帯（Ｄ）に移行してからの経過時間をタイマ（５４）によって計測し、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず前記不感帯（Ｄ）に対応する出力電圧（Ｓ）が検知された場合に、回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の回転角度センサのフェール検知装置。
前記制御部（５０）は、前記カム面が前記作動面（Ｂ）から前記非作動面（Ｃ）に移行してからの経過時間をタイマ（５４）によって計測し、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず前記不感帯（Ｄ）に対応する出力電圧（Ｓ）が検知された場合に、回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の回転角度センサのフェール検知装置。
前記制御部（５０）は、前記不感帯（Ｄ）に移行する際の出力電圧（Ｓ）を退避値（Ｖ２）として記憶し、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず、出力される出力電圧（Ｓ）が前記退避値（Ｖ２）と同じであり、かつこの状態で所定時間が経過した場合に、回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定することを特徴とする請求項２または３に記載の回転角度センサのフェール検知装置。
前記制御部（５０）は、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず、出力される出力電圧（Ｓ）が予め定められた上下限値を超えており、かつこの状態で所定時間が経過した場合に、前記回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定することを特徴とする請求項２または３に記載の回転角度センサのフェール検知装置。
前記制御部（５０）は、前記不感帯（Ｄ）に移行する際のセンサ値（Ｓ）を退避値（Ｖ２）として記憶し、前記不感帯（Ｄ）の通過予定時間が経過したにもかかわらず、前記出力電圧（Ｓ）が前記非作動面（Ｅ）の所定位置に対応する値ではない場合に、前記回転角度センサ（２１）がフェール状態であると判定することを特徴とする請求項２または３に記載の回転角度センサのフェール検知装置。