JP5942024B2

JP5942024B2 - Rotation angle detection device and failure detection method thereof

Info

Publication number: JP5942024B2
Application number: JP2015129168A
Authority: JP
Inventors: 威信中村
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2016-06-29
Anticipated expiration: 2032-07-05
Also published as: JP2015165250A

Description

本発明は、回転角検出装置及びその故障検出方法に関し、より詳細には、信号経路などにおける故障を検出するようにした回転角検出装置及びその故障検出方法に関する。 The present invention relates to a rotation angle detection device and a failure detection method thereof, and more particularly to a rotation angle detection device and a failure detection method thereof that detect a failure in a signal path or the like.

近年、磁気検出素子（ホール素子，磁気抵抗素子など）と信号処理回路（ＬＳＩ）を一体化した高機能な磁気センサＬＳＩのさまざまな利用法が進んでいる。例えば、自動車では、ハンドルの回転角度を検出するための回転角検出装置がある。この種の回転角検出装置は、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
図１は、従来の回転角検出装置を説明するための構成図で、特許文献１に記載されている回転角検出装置の構成図である。この回転角検出装置は、回転体に取り付けられた回転磁石１と、この回転磁石１の下に離れて置かれた集積回路（シリコン基板）２があり、このシリコン基板２上には、このシリコン基板２上に形成されたホール素子３と、さらにそのホール素子３上に磁気集束板４が設けられている。そして、回転磁石１から発生するシリコン基板２の平面に平行な磁場（横磁場）を、磁気集束板４とホール素子３を用いて電気信号として検出することで、回転磁石１の回転角度を算出するものである。 In recent years, various uses of a high-performance magnetic sensor LSI in which a magnetic detection element (Hall element, magnetoresistive element, etc.) and a signal processing circuit (LSI) are integrated have progressed. For example, in an automobile, there is a rotation angle detection device for detecting the rotation angle of a handle. This type of rotation angle detection device is disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example.
FIG. 1 is a configuration diagram for explaining a conventional rotation angle detection device, and is a configuration diagram of the rotation angle detection device described in Patent Document 1. In FIG. The rotation angle detection device includes a rotating magnet 1 attached to a rotating body and an integrated circuit (silicon substrate) 2 placed under the rotating magnet 1, and the silicon substrate 2 has the silicon A hall element 3 formed on the substrate 2 and a magnetic focusing plate 4 are provided on the hall element 3. Then, the rotation angle of the rotary magnet 1 is calculated by detecting a magnetic field (transverse magnetic field) parallel to the plane of the silicon substrate 2 generated from the rotary magnet 1 as an electrical signal using the magnetic focusing plate 4 and the Hall element 3. To do.

また、特許文献２には、回転角検出装置を構成する信号処理回路のオフセットやゲインミスマッチによる角度誤差を低減する手法が開示されている。
図２は、従来の他の回転角検出装置を説明するための構成図で、特許文献２に記載されている回転角検出装置の構成図である。この回転角検出装置は、Ｘ軸ホール素子１１ＸとＹ軸ホール素子１１Ｙと座標変換部１２とＸ軸増幅器１３ＸとＹ軸増幅器１３Ｙと角度算出部１４とから構成されている。 Patent Document 2 discloses a technique for reducing an angle error due to an offset or gain mismatch of a signal processing circuit constituting a rotation angle detection device.
FIG. 2 is a configuration diagram for explaining another conventional rotation angle detection device, and is a configuration diagram of the rotation angle detection device described in Patent Document 2. In FIG. This rotation angle detection device includes an X-axis Hall element 11X, a Y-axis Hall element 11Y, a coordinate conversion unit 12, an X-axis amplifier 13X, a Y-axis amplifier 13Y, and an angle calculation unit 14.

そして、Ｘ，Ｙ軸ホール素子１１Ｘ，１１Ｙは、回転する磁場を受けて電気信号へと変換出力する。座標変換部１２は、Ｘ軸ホール素子１１Ｘの出力（Ｖ_ｈｘ）とＹ軸ホール素子１１Ｙの出力（Ｖ_ｈｙ）を成分とした磁気信号ベクトル（Ｖ_ｈｘ，Ｖ_ｈｙ）を座標変換する。ここで座標変換とは、入力された磁気信号ベクトルの各成分に対し、符号や成分の置換によって、信号ベクトルの座標が変換される機能を有するものである。 The X and Y axis Hall elements 11X and 11Y receive a rotating magnetic field and convert it into an electrical signal. The coordinate conversion unit 12 performs coordinate conversion on a magnetic signal vector (V _hx , V _hy ) having components of the output (V _hx ) of the X-axis Hall element 11X and the output (V _hy ) of the Y-axis Hall element 11Y. Here, the coordinate conversion has a function of converting the coordinates of the signal vector by replacing the sign and the component for each component of the input magnetic signal vector.

図３（ａ），（ｂ）は、座標変換の例を示す図である。図３（ａ）は、座標変換によって信号ベクトルの座標が１８０°変換（変換Ａ）される例を示している。この変換は、入力信号の各成分の符号を反転することで実現される。変換後のベクトルは、（−Ｖ_ｈｘ，−Ｖ_ｈｙ）となる。また、図３（ｂ）は、座標変換によって信号ベクトルの座標成分がＸ，Ｙ軸で入れ替わる例（変換Ｂ）を示している。 3A and 3B are diagrams illustrating an example of coordinate conversion. FIG. 3A shows an example in which the coordinates of the signal vector are converted by 180 ° (conversion A) by coordinate conversion. This conversion is realized by inverting the sign of each component of the input signal. The converted vector is (−V _hx , −V _hy ). FIG. 3B shows an example (conversion B) in which the coordinate components of the signal vector are switched on the X and Y axes by coordinate conversion.

この座標変換は、入力信号の各成分の置換を行うことで実現される。変換後のベクトルは、（Ｖ_ｈｙ，Ｖ_ｈｘ）となる。座標変換部１２は、図２に示した回転角検出装置の信号処理シーケンスにおいて、変換を行わない処理（φ１）と変換を行う処理（φ２）がある。
そして、座標変換部１２の出力信号ベクトルのＸ成分をＸ軸増幅器１３Ｘに出力し、Ｙ成分をＹ軸増幅器１３Ｙに出力する。各軸増幅器１３Ｘ，１３Ｙの出力は角度算出部１４に入力され、この角度算出部１４は、Ｘデータ，Ｙデータから角度算出を行う。また、角度算出部１４は、座標変換部１２によって座標変換処理していない信号ベクトルから角度θ（φ１）と、座標変換部１２によって座標変換処理した信号ベクトルから角度θ（φ２）を算出する。そして、θ（φ１）とθ（φ２）から平均値θａｖｅを算出して回転角検出装置の出力とする。 This coordinate transformation is realized by replacing each component of the input signal. The vector after conversion is (V _hy , V _hx ). The coordinate conversion unit 12 includes a process (φ1) that does not perform conversion and a process (φ2) that performs conversion in the signal processing sequence of the rotation angle detection device illustrated in FIG.
Then, the X component of the output signal vector of the coordinate converter 12 is output to the X-axis amplifier 13X, and the Y component is output to the Y-axis amplifier 13Y. The outputs of the axial amplifiers 13X and 13Y are input to the angle calculation unit 14, and the angle calculation unit 14 calculates an angle from the X data and the Y data. In addition, the angle calculation unit 14 calculates an angle θ (φ1) from a signal vector that has not been subjected to coordinate conversion processing by the coordinate conversion unit 12, and an angle θ (φ2) from a signal vector that has undergone coordinate conversion processing by the coordinate conversion unit 12. Then, an average value θave is calculated from θ (φ1) and θ (φ2) and is used as an output of the rotation angle detection device.

こうした回転角検出装置において、特に自動車分野などで安全に対する意識の高まりから、ＬＳＩを製品として出荷した後、内部で発生する故障を検出する技術の必要性が高まっている。
また、ホール素子を採用した磁気検出装置においては、ホール素子がオフセット電圧を有することから、このオフセット電圧を除去することが行われており、その一例としては、特許文献３に記載のスピニングカレント（ｓｐｉｎｎｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）法が知られている。 In such a rotation angle detection device, the need for a technique for detecting a failure occurring inside the LSI after it is shipped as a product is increasing due to an increase in safety awareness especially in the automobile field.
Further, in a magnetic detection device employing a Hall element, since the Hall element has an offset voltage, the offset voltage is removed. As an example, a spinning current (described in Patent Document 3) The spinning current principal) method is known.

また、例えば、特許文献４には、回転角度測定方法が記載されている。この回転角度測定方法は、ほぼ直角のオフセット角で配置された２つの磁気センサからの出力により表現されるベクトルを用いて、磁気センサの磁界内に対する相対的な回転角度を求める磁気センサ信号処理集積回路を用いた回転角度測定方法であって、ベクトルを、予め記憶した所定の角度毎の正弦および余弦を用いて所定の角度ずつ回転させるステップと、この回転させるステップにおいてベクトルを基準位置まで回転させたときの回転角度の合計を検出するステップとを有するものである。 For example, Patent Document 4 describes a rotation angle measurement method. This rotation angle measurement method uses magnetic sensor signal processing integration to obtain a relative rotation angle of a magnetic sensor with respect to the inside of a magnetic field using a vector expressed by outputs from two magnetic sensors arranged at substantially right angle offset angles. A rotation angle measuring method using a circuit, comprising: rotating a vector by a predetermined angle using a sine and cosine for each predetermined angle stored in advance; and rotating the vector to a reference position in the rotating step. And a step of detecting the total rotation angle at the time.

米国特許第２００２／００２１１２４号明細書（Ａ１）US 2002/0021124 (A1) 特開２０１０−１９０８７２号公報JP 2010-190872 A 特開２００５−２８３５０３号公報（特許第４５１４１０４号）JP 2005-283503 A (Patent No. 4514104) 特開２００４−１９１１０１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-191101

しかしながら、上述した特許文献１の回転角検出装置において、ホール素子（磁気センサ）からの出力は、後段に増幅器などをおいて信号処理をされるものであるが、その信号線に、断線故障や短絡故障といった故障が経年変化などにより発生した場合、検出角度に大きな誤差を発生し、しかも、回転角検出装置の利用者にはその誤差が発生したことが判別できない状態となってしまう。上述した特許文献１には、そのような故障を検出することについては何ら開示されていない。 However, in the rotation angle detection device of Patent Document 1 described above, the output from the Hall element (magnetic sensor) is subjected to signal processing by placing an amplifier or the like in the subsequent stage. When a failure such as a short-circuit failure occurs due to a secular change or the like, a large error occurs in the detection angle, and the user of the rotation angle detection device cannot determine that the error has occurred. Patent Document 1 described above does not disclose any detection of such a failure.

また、上述した特許文献２においては、ホール素子からの出力信号をＸ軸，Ｙ軸の座標系で表し、その信号の符号や経路を変更して座標を変換する前後で角度を算出することでＸ，Ｙ両軸のオフセットやゲインミスマッチの影響による誤差をキャンセルしているものの、各軸の信号経路に故障が発生した場合に故障を検出することについては何ら開示されていない。 In Patent Document 2 described above, the output signal from the Hall element is expressed in the X-axis and Y-axis coordinate systems, and the angle is calculated before and after converting the coordinates by changing the sign or path of the signal. Although errors due to the offsets of both the X and Y axes and the effects of gain mismatch are canceled, there is no disclosure about detecting a failure when a failure occurs in the signal path of each axis.

また、上述した特許文献３には、スピニングカレント（ｓｐｉｎｎｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）法が開示されているだけであって、磁気センサからの出力信号の信号経路に故障が発生した場合に故障を検出することについては何ら開示されていない。
さらに、上述した特許文献４には、回転角度測定方法が記載されているものの、磁気センサからの出力信号の信号経路に故障が発生した場合に故障を検出することについては何ら開示されていない。 Further, Patent Document 3 described above only discloses a spinning current principle method, and detects a failure when a failure occurs in a signal path of an output signal from a magnetic sensor. Is not disclosed at all.
Furthermore, although Patent Document 4 described above describes a rotation angle measurement method, there is no disclosure about detecting a failure when a failure occurs in the signal path of an output signal from a magnetic sensor.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、磁気センサからの出力信号の符号や信号経路を変更して算出された角度が、変更を行う前に算出された角度と一定の差があることに着目して、信号経路などにおける故障を検出するようにした回転角検出装置及びその故障検出方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to calculate the angle calculated by changing the sign or signal path of the output signal from the magnetic sensor before the change is made. Focusing on the fact that there is a certain difference from the measured angle, it is an object to provide a rotation angle detection device and a failure detection method for detecting a failure in a signal path or the like.

本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、回転体の回転中心軸と直交する平面上に、前記回転軸に対して所定の角度を有して配置された第１の磁電変換素子及び第２の磁電変換素子とを備え、前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力に基づいて前記回転体の回転角に関する情報を算出するように構成された回転角検出装置において、前記第１の磁電変換素子に接続され、所定の時刻において前記第１の磁気変換素子の出力を反転させず、前記所定の時刻とは異なる時刻において前記第１の磁電変換素子の出力を反転させるための第１の符号反転部を有する第１の伝送部と、前記第２の磁電変換素子に接続され、前記所定の時刻において前記第２の磁気変換素子の出力を反転させず、前記所定の時刻とは異なる時刻において前記第２の磁電変換素子の出力を反転させるための第２の符号反転部を有する第２の伝送部と、前記第１の伝送部の出力から前記回転体の回転角度を算出するためのＸ軸成分と前記第２の伝送部の出力から前記回転角度を算出するためのＹ軸成分とを算出し、前記Ｘ軸成分及び前記Ｙ軸成分に基づいて、前記回転角度を算出する回転角情報算出部と、前記所定の時刻および／または前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度または前記Ｘ軸成分及び前記Ｙ軸成分を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶される前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度と、前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分と、前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度と、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分と、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分との比較により、前記回転角検出装置の故障を検知する故障診断部とを備え、前記故障診断部は、前記所定の時刻における前記回転角度と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角度との差が所定の範囲内にあるかどうかに基づいて、または、前記所定の時刻における前記Ｘ軸成分の絶対値若しくは前記Ｙ軸成分の絶対値と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記Ｘ軸成分の絶対値若しくは前記Ｙ軸成分の絶対値との差が所定の範囲内にあるかどうか、かつ前記所定の時刻における前記Ｘ軸成分の符号若しくは前記Ｙ軸成分の符号と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記Ｘ軸成分の符号若しくは前記Ｙ軸成分の符号との同異に基づいて、前記回転角検出装置の故障を検知することを特徴とする。 The present invention has been made in order to achieve such an object, and the invention according to claim 1 provides a predetermined angle with respect to the rotation axis on a plane orthogonal to the rotation center axis of the rotating body. And a first magnetoelectric conversion element and a second magnetoelectric conversion element, and the rotation of the rotating body based on the output of the first magnetoelectric conversion element and the output of the second magnetoelectric conversion element. In the rotation angle detection device configured to calculate information related to a corner, the rotation angle detection device is connected to the first magnetoelectric transducer, and does not invert the output of the first magnetic transducer at a predetermined time. Connected to the first transmission unit having a first sign inversion unit for inverting the output of the first magnetoelectric conversion element at a time different from the first magnetoelectric conversion element, and at the predetermined time The output of the second magnetic transducer is The second transmission unit having a second sign inversion unit for inverting the output of the second magnetoelectric conversion element at a time different from the predetermined time, and the output of the first transmission unit An X-axis component for calculating the rotation angle of the rotating body and a Y-axis component for calculating the rotation angle from the output of the second transmission unit are calculated, and the X-axis component and the Y-axis component are calculated. Based on the rotation angle information calculation unit that calculates the rotation angle, and the rotation angle or the X-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time and / or the predetermined time, and The storage unit that stores the Y-axis component, the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit, and the rotation angle information at a time different from the predetermined time The calculation part The X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit is different from the predetermined time compared with the rotation angle to be output Comparison with the X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the time, or calculation by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time stored in the storage unit The rotation angle is compared with the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time, or the rotation angle information calculation at a time different from the predetermined time stored in the storage unit A comparison between the X-axis component or the Y-axis component calculated by the unit and the X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time; Alternatively, the rotation angle information calculation unit at a time different from the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and the predetermined time stored in the storage unit Stored in the storage unit and the X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit. A failure diagnosis unit that detects a failure of the rotation angle detection device by comparing with the X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time. The failure diagnosis unit is based on whether a difference between the rotation angle at the predetermined time and the rotation angle at a time different from the predetermined time is within a predetermined range. Or, the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component at the predetermined time and the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component at a time different from the predetermined time And the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component at the predetermined time and the sign of the X-axis component at a time different from the predetermined time or the A failure of the rotation angle detection device is detected based on the difference with the sign of the Y-axis component.

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の伝送部が、前記第１の符号反転部を動作させる第１の反転動作部を備え、該第１の反転動作部が、故障検知を行うタイミングに関する信号を受信する第１の検知タイミング信号受信部を備え、前記第１の反転動作部が、前記第１の検知タイミング信号受信部の出力に基づいて前記第１の符号反転部を動作させ、前記第２の伝送部が、前記第２の符号反転部を動作させる第２の反転動作部を備え、該第２の反転動作部が、故障検知を行うタイミングに関する信号を受信する第２の検知タイミング信号受信部を備え、前記第２の反転動作部が、前記第２の検知タイミング信号受信部の出力に基づいて前記第２の符号反転部を動作させることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the first transmission unit includes a first inversion operation unit that operates the first sign inversion unit. The inversion operation unit includes a first detection timing signal receiving unit that receives a signal related to a timing for performing failure detection, and the first inversion operation unit is based on an output of the first detection timing signal reception unit. The first sign inversion unit is operated, and the second transmission unit is provided with a second inversion operation unit for operating the second code inversion unit, and the second inversion operation unit performs failure detection. A second detection timing signal reception unit that receives a signal related to timing to be performed, and the second inversion operation unit operates the second sign inversion unit based on an output of the second detection timing signal reception unit It is characterized by making it.

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１及び第２の符号反転部の反転動作周期の半周期が、前記第１及び第２の磁電変換素子のスピニングカレント法による駆動周期の整数倍であることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、回転体の回転中心軸と直交する平面上に、前記回転軸に対して所定の角度を有して配置された第１の磁電変換素子及び第２の磁電変換素子とを備え、前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力に基づき前記回転体の回転角に関する情報を算出するように構成された回転角検出装置において、前記第１の磁電変換素子に接続された第１の伝送部と、前記第２の磁電変換素子に接続された第２の伝送部と、所定の時刻において前記第１の伝送部及び第２の伝送部を相互に切り替えず、前記所定の時刻とは異なる時刻において前記第１の伝送部及び第２の伝送部を相互に切り替えるためのスイッチング回路と、前記第１の伝送部の出力から前記回転体の回転角度を算出するためのＸ軸成分と前記第２の伝送部の出力から前記回転角度を算出するためのＹ軸成分とを算出し、前記Ｘ軸成分及び前記Ｙ軸成分に基づいて、前記回転角度を算出する回転角情報算出部と、前記所定の時刻および／または前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度または前記Ｘ軸成分及び前記Ｙ軸成分を記憶する記憶部と、該記憶部に記憶される前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度と、前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分と、前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度と、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記回転角度との比較、または、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分と、前記記憶部に記憶される前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角情報算出部が算出する前記Ｘ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分との比較により、前記回転角検出装置の故障を検知する故障診断部とを備え、前記故障診断部は、前記所定の時刻における前記回転角度と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記回転角度との差が所定の範囲内にあるかどうかに基づいて、または、前記所定の時刻における前記Ｘ軸成分の絶対値若しくは前記Ｙ軸成分の絶対値と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記Ｘ軸成分の絶対値若しくは前記Ｙ軸成分の絶対値との差が所定の範囲内にあるかどうか、かつ前記所定の時刻における前記Ｘ軸成分の符号若しくは前記Ｙ軸成分の符号と、前記所定の時刻とは異なる時刻における前記Ｘ軸成分の符号若しくは前記Ｙ軸成分の符号との同異に基づいて、前記回転角検出装置の故障を検知することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a half cycle of the inversion operation period of the first and second sign inverting units is the first and second magnetoelectric conversions. It is characterized by being an integral multiple of the driving period by the spinning current method of the element.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the first magnetoelectric transducer and the second magnetoresistive element disposed at a predetermined angle with respect to the rotation axis on a plane orthogonal to the rotation center axis of the rotating body. A rotation angle detection device configured to calculate information on a rotation angle of the rotating body based on an output of the first magnetoelectric conversion element and an output of the second magnetoelectric conversion element, comprising: a magnetoelectric conversion element; A first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element; a second transmission unit connected to the second magnetoelectric conversion element; and the first transmission unit and the second transmission unit at a predetermined time A switching circuit for switching between the first transmission unit and the second transmission unit at a time different from the predetermined time without switching between the transmission units, and the rotation from the output of the first transmission unit X-axis component for calculating body rotation angle and previous A rotation angle information calculation unit that calculates a Y-axis component for calculating the rotation angle from an output of the second transmission unit, and calculates the rotation angle based on the X-axis component and the Y-axis component; A storage unit that stores the rotation angle or the X-axis component and the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time and / or the predetermined time, and stores the storage unit in the storage unit Comparison between the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time and the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time, or the storage The rotation angle information calculation unit at a time different from the X time component or the Y axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the unit The rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time stored in the storage unit, or the comparison with the X-axis component or the Y-axis component to be output, and the predetermined Comparison with the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at time, or the X-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time stored in the storage unit or Comparison between the Y-axis component and the X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time, or the rotation angle at the predetermined time stored in the storage unit Comparison between the rotation angle calculated by the information calculation unit and the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time stored in the storage unit Alternatively, the X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and a time different from the predetermined time stored in the storage unit A failure diagnosis unit that detects a failure of the rotation angle detection device by comparing with the X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit in Based on whether the difference between the rotation angle at the time and the rotation angle at a time different from the predetermined time is within a predetermined range, or the absolute value of the X-axis component at the predetermined time or Whether the difference between the absolute value of the Y-axis component and the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component at a time different from the predetermined time is within a predetermined range; and Based on the difference between the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component at a predetermined time and the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component at a time different from the predetermined time, A failure of the rotation angle detection device is detected.

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記第１及び第２の伝送部が、前記スイッチング回路を動作させるスイッチング動作部を備え、該スイッチング動作部が、故障検知を行うタイミングに関する信号を受信する検知タイミング信号受信部を備え、前記スイッチング動作部が、前記検知タイミング信号受信部の出力に基づいて前記スイッチング回路を動作させることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the first and second transmission units include a switching operation unit that operates the switching circuit, and the switching operation unit is faulty. A detection timing signal receiving unit that receives a signal related to a timing at which detection is performed is provided, and the switching operation unit operates the switching circuit based on an output of the detection timing signal receiving unit.

また、請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の発明において、前記スイッチング回路の切り替え周期の半周期が、前記第１及び第２の磁電変換素子のスピニングカレント法による駆動周期の整数倍であることを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記第１の伝送部が、前記第１の磁電変換素子の出力信号を変調するＸ軸変調回路と、該Ｘ軸変調回路からの信号を復調するＸ軸復調回路とを備え、前記第２の伝送部が、前記第２の磁電変換素子の出力信号を変調するＹ軸変調回路と、該Ｙ軸変調回路からの信号を復調するＹ軸復調回路とを備えていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the invention, in the invention of the fourth or fifth aspect, the half cycle of the switching cycle of the switching circuit is a driving cycle of the first and second magnetoelectric transducers by a spinning current method. It is an integral multiple of.
The invention according to claim 7 is the X-axis modulation circuit according to any one of claims 1 to 6, wherein the first transmission unit modulates an output signal of the first magnetoelectric transducer. And an X-axis demodulation circuit that demodulates a signal from the X-axis modulation circuit, and the second transmission unit modulates an output signal of the second magnetoelectric transducer, and the Y-axis modulation circuit And a Y-axis demodulation circuit that demodulates a signal from the axis modulation circuit.

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記回転角情報算出部は、前記第１の伝送部の出力を積分する第１の積分器と、前記第２の伝送部の出力を積分する第２の積分器とを備えていることを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記回転角情報算出部は、前記第１の伝送部の出力をＡＤ変換する第１のＡＤ変換器と、該第１のＡＤ変換器の出力を保持する第１のレジスタと、前記第２の伝送部の出力をＡＤ変換する第２のＡＤ変換器と、該第２のＡＤ変換器の出力を保持する第２のレジスタとを備えていることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the rotation angle information calculation unit includes a first integrator that integrates an output of the first transmission unit; And a second integrator for integrating the output of the second transmission unit.
The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 7, wherein the rotation angle information calculation unit performs first AD conversion for AD conversion of the output of the first transmission unit. , A first register that holds the output of the first AD converter, a second AD converter that AD converts the output of the second transmission unit, and an output of the second AD converter And a second register for holding.

また、請求項１０に記載の発明は、回転体の回転中心軸と直交する平面上に、前記回転軸に対して所定の角度を有して配置された第１の磁電変換素子及び第２の磁電変換素子とを備え、前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力に基づいて前記回転体の回転角に関する情報を算出するように構成された回転角検出装置の故障検出方法において、所定の時刻において、前記第１の磁電変換素子に接続された第１の伝送部の出力から前記回転体の回転角度を算出するためのＸ軸成分と、前記第２の磁電変換素子に接続された第２の伝送部の出力から前記回転角度を算出するためのＹ軸成分とを算出し、これらＸ軸成分及びＹ軸成分に基づいて、前記回転角度を算出する第１のステップと、前記所定の時刻とは異なる時刻において、前記第１の磁電変換素子に接続された前記第１の伝送部の第１の符号反転部により、前記第１の磁電変換素子の出力を反転させて得られる前記第１の伝送部の出力から前記回転角度を算出するためのＸ軸成分と、前記第２の磁電変換素子に接続された前記第２の伝送部の第２の符号反転部により、前記第２の磁電変換素子の出力を反転させて得られる前記第２の伝送部の出力から前記回転角度を算出するためのＹ軸成分とを算出し、これらＸ軸成分及びＹ軸成分に基づいて、前記回転角度を算出する第２のステップと、前記第１のステップで得られる前記回転角度と、前記第２のステップで得られる前記回転角度との比較、または、前記第１のステップで得られるＸ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分と、前記第２のステップで得られるＸ軸成分若しくはＹ軸成分との比較により、前記回転角検出装置の故障を検知する第３のステップとを有し、前記第３のステップは、前記第１のステップにおける前記回転角度と、前記第２のステップにおける前記回転角度との差が所定の範囲内にあるかどうかに基づいて、または、前記第１のステップにおける前記Ｘ軸成分の絶対値若しくはＹ軸成分の絶対値と、前記第２のステップにおける前記Ｘ軸成分の絶対値若しくはＹ軸成分の絶対値との差が所定の範囲内にあるかどうか、かつ前記第１のステップにおける前記Ｘ軸成分の符号若しくは前記Ｙ軸成分の符号と、前記第２のステップにおける前記Ｘ軸成分の符号若しくは前記Ｙ軸成分の符号との同異に基づいて、前記回転角検出装置の故障を検知するステップであることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the first magnetoelectric transducer and the second magnetoresistive element disposed at a predetermined angle with respect to the rotation axis on a plane orthogonal to the rotation center axis of the rotating body. A rotation angle detection device configured to calculate information on a rotation angle of the rotating body based on an output of the first magnetoelectric conversion element and an output of the second magnetoelectric conversion element. In the failure detection method, at a predetermined time, an X-axis component for calculating a rotation angle of the rotating body from an output of the first transmission unit connected to the first magnetoelectric transducer, and the second magnetoelectric A Y-axis component for calculating the rotation angle is calculated from the output of the second transmission unit connected to the conversion element, and the rotation angle is calculated based on the X-axis component and the Y-axis component. And a time different from the predetermined time. The first transmission unit obtained by inverting the output of the first magnetoelectric conversion element by the first sign inversion unit of the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element. The X-axis component for calculating the rotation angle from the output, and the output of the second magnetoelectric conversion element by the second sign inverting unit of the second transmission unit connected to the second magnetoelectric conversion element Y-axis component for calculating the rotation angle from the output of the second transmission unit obtained by inverting the second rotation unit, and calculating the rotation angle based on the X-axis component and the Y-axis component 2, the rotation angle obtained in the first step and the rotation angle obtained in the second step, or the X-axis component or the Y-axis obtained in the first step Component and X-axis obtained in the second step A third step of detecting a failure of the rotation angle detection device by comparison with the minute or Y-axis component, wherein the third step includes the rotation angle in the first step, and the second step. Based on whether the difference from the rotation angle in the step is within a predetermined range, or the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component in the first step, and the second Whether the difference between the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component in the step is within a predetermined range, and the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component in the first step The step of detecting a failure of the rotation angle detection device based on the difference between the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component in the second step.

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記第２のステップが、第１及び第２の反転動作部により前記第１及び第２の符号反転部を動作させるステップと、前記第１及び第２の反転動作部が、第１及び第２の検知タイミング信号受信部により故障検知を行うタイミングに関する信号を受信するステップとを有し、前記第１の反転動作部が、前記第１の検知タイミング信号受信部の出力に基づいて前記第１の符号反転部を動作させ、前記第２の反転動作部が、前記第２の検知タイミング信号受信部の出力に基づいて前記第２の符号反転部を動作させることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect, the second step causes the first and second inversion operation units to operate the first and second sign inversion units. And a step of receiving a signal related to a timing at which failure detection is performed by the first and second detection timing signal receivers, wherein the first and second inversion operation units include the first inversion operation unit. Operates the first sign inversion unit based on the output of the first detection timing signal receiving unit, and the second inversion operation unit operates based on the output of the second detection timing signal receiving unit. The second sign inverting unit is operated.

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は１１に記載の発明において、前記第２のステップが、前記第１及び第２の符号反転部による前記第１及び第２の磁電変換素子の出力の反転動作周期の半周期が前記第１及び第２の磁電変換素子のスピニングカレント法による駆動周期の整数倍となるように反転させるステップを含むことを特徴とする。
また、請求項１３に記載の発明は、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の発明において、前記第１のステップ及び前記第２のステップが、Ｘ軸変調回路により前記第１の磁電変換素子の出力信号を変調するステップと、Ｘ軸復調回路により前記Ｘ軸変調回路からの信号を復調するステップと、Ｙ軸変調回路により前記第２の磁電変換素子の出力信号を変調するステップと、Ｙ軸復調回路により前記Ｙ軸変調回路からの信号を復調するステップとを有していることを特徴とする。 The invention according to claim 12 is the invention according to claim 10 or 11, wherein the second step includes the first and second magnetoelectric transducers by the first and second sign inverting units. And a step of inverting the half cycle of the output inversion operation cycle so as to be an integral multiple of the driving cycle of the first and second magnetoelectric transducers by the spinning current method.
The invention according to claim 13 is the invention according to any one of claims 10 to 12, wherein the first step and the second step are performed by an X-axis modulation circuit. Modulating the output signal of the second magnetoelectric transducer by the Y-axis modulation circuit, demodulating the signal from the X-axis modulation circuit by the X-axis demodulation circuit, And a step of demodulating a signal from the Y-axis modulation circuit by an axis demodulation circuit.

また、請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、前記第１のステップ及び前記第２のステップが、Ｘ軸積分器により前記Ｘ軸復調回路の出力を積分するステップと、Ｙ軸積分器により前記Ｙ軸復調回路の出力を積分するステップとを有していることを特徴とする。
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、前記第１のステップ及び前記第２のステップが、前記Ｘ軸変調回路からの信号を復調するステップの後段に、Ｘ軸ＡＤ変換器により前記Ｘ軸復調回路の出力をＡＤ変換するステップと、Ｘデータレジスタにより前記Ｘ軸ＡＤ変換器の出力を保持するステップと、前記Ｙ軸変調回路からの信号を復調するステップの後段に、Ｙ軸ＡＤ変換器により前記Ｙ軸復調回路の出力をＡＤ変換するステップと、Ｙデータレジスタにより前記Ｙ軸ＡＤ変換器の出力を保持するステップとを有していることを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the invention, in the invention according to the thirteenth aspect, the first step and the second step include a step of integrating the output of the X-axis demodulation circuit by an X-axis integrator; And a step of integrating the output of the Y-axis demodulation circuit by a Y-axis integrator.
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect of the present invention, the first step and the second step are performed after the step of demodulating the signal from the X-axis modulation circuit. AD converting the output of the X-axis demodulation circuit by an axis AD converter, holding the output of the X-axis AD converter by an X data register, and demodulating a signal from the Y-axis modulation circuit And a step of AD converting the output of the Y axis demodulation circuit by a Y axis AD converter and a step of holding the output of the Y axis AD converter by a Y data register. .

また、請求項１６に記載の発明は、回転体の回転中心軸と直交する平面上に、前記回転軸に対して所定の角度を有して配置された第１の磁電変換素子及び第２の磁電変換素子とを備え、前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力に基づき前記回転体の回転角に関する情報を算出するように構成された回転角検出装置の故障検出方法において、所定の時刻において、前記第１の磁電変換素子に接続された第１の伝送部の出力から前記回転体の回転角度を算出するためのＸ軸成分と、前記第２の磁電変換素子に接続された第２の伝送部の出力から前記回転角度を算出するためのＹ軸成分とを算出し、これらＸ軸成分及びＹ軸成分に基づいて、前記回転角度を算出する第１のステップと、前記所定の時刻とは異なる時刻において、前記第１の磁電変換素子に接続された前記第１の伝送部及び前記第２の磁電変換素子に接続された第２の伝送部を、スイッチング回路により相互に切り替えて得られる第１の伝送部の出力から前記回転角度を算出するためのＸ軸成分と、前記第２の伝送部の出力とから前記回転角度を算出するためのＹ軸成分とを算出し、これらＸ軸成分及びＹ軸成分に基づいて、前記回転角度を算出する第２のステップと、前記第１のステップで得られる前記回転角度と、前記第２のステップで得られる前記回転角度との比較、または、前記第１のステップで得られるＸ軸成分若しくは前記Ｙ軸成分と、前記第２のステップで得られるＸ軸成分若しくはＹ軸成分との比較により、前記回転角検出装置の故障を検知する第３のステップとを有し、前記第３のステップは、前記第１のステップにおける前記回転角度と、前記第２のステップにおける前記回転角度との差が所定の範囲内にあるかどうかに基づいて、または、前記第１のステップにおける前記Ｘ軸成分の絶対値若しくはＹ軸成分の絶対値と、前記第２のステップにおける前記Ｘ軸成分の絶対値若しくはＹ軸成分の絶対値との差が所定の範囲内にあるかどうか、かつ前記第１のステップにおける前記Ｘ軸成分の符号若しくは前記Ｙ軸成分の符号と、前記第２のステップにおける前記Ｘ軸成分の符号若しくは前記Ｙ軸成分の符号との同異に基づいて、前記回転角検出装置の故障を検知するステップであることを特徴とする。 According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided the first magnetoelectric transducer and the second magnetoresistive element disposed at a predetermined angle with respect to the rotation axis on a plane orthogonal to the rotation center axis of the rotating body. A malfunction of a rotation angle detection device comprising: a magnetoelectric conversion element configured to calculate information relating to a rotation angle of the rotating body based on an output of the first magnetoelectric conversion element and an output of the second magnetoelectric conversion element In the detection method, at a predetermined time, an X-axis component for calculating the rotation angle of the rotating body from the output of the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element, and the second magnetoelectric conversion A Y-axis component for calculating the rotation angle is calculated from the output of the second transmission unit connected to the element, and the rotation angle is calculated based on the X-axis component and the Y-axis component. Step and a time different from the predetermined time First transmission obtained by switching between the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element and the second transmission unit connected to the second magnetoelectric conversion element by a switching circuit An X-axis component for calculating the rotation angle from the output of the unit and a Y-axis component for calculating the rotation angle from the output of the second transmission unit, and calculating the X-axis component and the Y-axis Based on the component, the second step of calculating the rotation angle, the rotation angle obtained in the first step, and the rotation angle obtained in the second step, or the first step A third step of detecting a failure of the rotation angle detection device by comparing the X-axis component or the Y-axis component obtained in the step and the X-axis component or the Y-axis component obtained in the second step; And the third The step is based on whether a difference between the rotation angle in the first step and the rotation angle in the second step is within a predetermined range, or the X axis in the first step. Whether the difference between the absolute value of the component or the absolute value of the Y-axis component and the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component in the second step is within a predetermined range, and the first The rotation angle detection device based on the difference between the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component in the step and the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component in the second step It is a step of detecting a failure of

また、請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の発明において、前記第２のステップが、スイッチング動作部により前記スイッチング回路を動作させるステップと、前記スイッチング動作部が、検知タイミング信号受信部により故障検知を行うタイミングに関する信号を受信するステップとを有し、前記スイッチング動作部が、前記検知タイミング信号受信部の出力に基づいて前記スイッチング回路を動作させることを特徴とする。 The invention according to claim 17 is the invention according to claim 16, wherein the second step is a step of operating the switching circuit by a switching operation unit, and the switching operation unit receives a detection timing signal. And a step of receiving a signal related to a timing at which failure detection is performed by the unit, wherein the switching operation unit operates the switching circuit based on an output of the detection timing signal reception unit.

また、請求項１８に記載の発明は、請求項１６又は１７に記載の発明において、前記第２のステップが、前記スイッチング回路の切り替え周期の半周期が前記第１及び第２の磁電変換素子のスピニングカレント法による駆動周期の整数倍となるように切り替えるステップであることを特徴とする。 According to an eighteenth aspect of the present invention, in the invention according to the sixteenth or seventeenth aspect, the second step is such that a half cycle of a switching cycle of the switching circuit is that of the first and second magnetoelectric transducers. It is a step of switching so as to be an integral multiple of the driving cycle by the spinning current method.

本発明によれば、Ｘ軸ホール素子とＹ軸ホール素子の出力信号を伝送する伝送部やその後段の回転角情報算出部の故障を検出することができる。
また、回転角検出装置を利用している状態での故障検出を行うことが可能となる。特に、車載用途向けといった安全要求が厳しい用途で使用される回転角検出装置においては、非常に有益なものである。また、回転角検出装置におけるアナログ回路やデジタル回路の双方の広い範囲に亘る故障を簡単な回路の追加で実現できる。 According to the present invention, it is possible to detect a failure in the transmission unit that transmits the output signals of the X-axis Hall element and the Y-axis Hall element and the subsequent rotation angle information calculation unit.
In addition, it is possible to detect a failure while using the rotation angle detection device. In particular, it is very useful in a rotation angle detection device that is used in applications where safety requirements are strict, such as in-vehicle applications. In addition, failure over a wide range of both the analog circuit and the digital circuit in the rotation angle detection device can be realized by adding a simple circuit.

従来の回転角検出装置を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the conventional rotation angle detection apparatus. 従来の他の回転角検出装置を説明するための構成図である。It is a block diagram for demonstrating the other conventional rotation angle detection apparatus. （ａ），（ｂ）は、座標変換の例を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the example of coordinate transformation. 本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例１（変換Ａ）を説明するための構成ブロック図である。It is a block diagram for explaining a first embodiment (conversion A) of a rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention. 図４に示した回転角検出装置の実施例１の更に具体的な構成を説明するための構成ブロック図である。FIG. 5 is a configuration block diagram for explaining a more specific configuration of Embodiment 1 of the rotation angle detection device shown in FIG. 4. 本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例２（変換Ａ）を説明するための構成ブロック図である。It is a block diagram for demonstrating Example 2 (conversion A) of the rotation angle detection apparatus which has a failure detection function based on this invention. （ａ）乃至（ｄ）は、ホール素子のオフセットキャンセル法としてのスピニングカレント法を説明するための図である。(A) thru | or (d) is a figure for demonstrating the spinning current method as an offset cancellation method of a Hall element. 変換処理φ１，φ２とＰＨ０，ＰＨ９０，ＰＨ２７０，ＰＨ１８０と、復調回路の動作タイミングの関係をタイミングチャートで示す図である。It is a figure which shows the relationship of the conversion process (phi) 1, (phi) 2 and PH0, PH90, PH270, PH180, and the operation timing of a demodulation circuit with a timing chart. 故障診断部の閾値を利用した故障の判定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the determination of the failure using the threshold value of a failure diagnosis part. Ｙ軸積分器の出力がＶｄｄと短絡してしまった場合に、角度θ（φ１）からθ（φ２）の角度差の変化のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the change of the angle difference of angle (theta) ((phi) 1) to (theta) ((phi) 2) when the output of a Y-axis integrator has short-circuited with Vdd. 本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例３（変換Ａ）を説明するための構成ブロック図である。It is a block diagram for explaining Example 3 (conversion A) of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention. Ｘ，Ｙデータレジスタの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a X, Y data register. Ｙデータレジスタの更新が停止する故障が発生した場合に、角度θ（φ１）からθ（φ２）の角度差の変化のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of the change of the angle difference of angle (theta) ((phi) 1) to (theta) ((phi) 2) when the failure which the update of Y data register stops generate | occur | produces. 本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例４（変換Ｂ）を説明するための構成ブロック図である。It is a block diagram for demonstrating Example 4 (conversion B) of the rotation angle detection apparatus which has a failure detection function based on this invention. Ｙ軸増幅器の出力がＶｄｄと短絡してしまった場合に、角度θ（φ１）からθ（φ２）の角度差の変化のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of a change of the angle difference of angle (theta) ((phi) 1) to (theta) ((phi) 2) when the output of a Y-axis amplifier has short-circuited with Vdd. 本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例５（変換Ｂ）を説明するための構成ブロック図である。It is a block diagram for explaining Example 5 (conversion B) of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention. 本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例６を説明するための構成ブロック図である。It is a block diagram for explaining a sixth embodiment of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention. 本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例７を説明するための構成ブロック図である。It is a block diagram for explaining Example 7 of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention. 図４及び図５に示した本発明に係る回転角検出装置の故障検出方法（実施例１に対応）を説明するためのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart for demonstrating the failure detection method (corresponding to Example 1) of the rotation angle detection apparatus which concerns on this invention shown in FIG.4 and FIG.5. 図１４に示した本発明に係る回転角検出装置の故障検出方法（実施例４に対応）を説明するためのフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart for demonstrating the failure detection method (corresponding to Example 4) of the rotation angle detection apparatus according to the present invention shown in FIG.

以下の詳細な説明では、本発明の実施例の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施例が実施できることは明らかであろう。また、以下の実施例は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施例で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。 In the following detailed description, numerous specific specific configurations are described to provide a thorough understanding of embodiments of the invention. However, it will be apparent that other embodiments may be practiced without being limited to such specific configurations. The following embodiments do not limit the invention according to the claims, but include all combinations of characteristic configurations described in the embodiments.

以下、本発明の実施例を図３（ａ）の場合（変換Ａ；実施例１，２，３及び実施例６）と図３（ｂ）の場合（変換Ｂ；実施例４，５及び実施例７）の場合に分けて説明する。また、回転体の回転角に関する情報とは、回転角θと、回転角θを算出するためのＸ軸成分（Ｖｈｘ）とＹ軸成分（Ｖｈｙ）とがあり、以下の実施例の説明において、故障診断部２７が、回転角情報算出部２４が出力する回転角θを用いて故障診断する場合（実施例１乃至５）と、回転角θを算出するためのＸ軸成分（Ｖｈｘ）とＹ軸成分（Ｖｈｙ）を用いて故障診断する場合（実施例６，７）に分けて説明を行う。 In the following, the embodiment of the present invention is shown in the case of FIG. 3A (conversion A; Examples 1, 2, 3 and 6) and in the case of FIG. 3B (conversion B; Examples 4, 5 and implementation). This will be described separately in the case of Example 7). Further, the information regarding the rotation angle of the rotating body includes a rotation angle θ, an X-axis component (Vhx) and a Y-axis component (Vhy) for calculating the rotation angle θ. When the failure diagnosis unit 27 performs failure diagnosis using the rotation angle θ output from the rotation angle information calculation unit 24 (Examples 1 to 5), the X-axis component (Vhx) and Y for calculating the rotation angle θ The description will be divided into the cases (Examples 6 and 7) in which failure diagnosis is performed using the axis component (Vhy).

図４は、本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例１（変換Ａ）を説明するための構成ブロック図で、図中符号２１ＸはＸ軸ホール素子（第１の磁電変換素子）、２１ＹはＹ軸ホール素子（第２の磁電変換素子）、２２ＸはＸ符号反転部、２２ＹはＹ符号反転部、２３ＸはＸデータ伝送部、２３ＹはＹデータ伝送部、２４は回転角情報算出部、２４ＸはＸ軸成分算出部、２４ＹはＹ軸成分算出部、２５は角度算出部、２６は記憶部、２７は故障診断部を示している。 FIG. 4 is a block diagram for explaining the first embodiment (conversion A) of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention. In FIG. 4, reference numeral 21X denotes an X-axis Hall element (first magnetoelectric conversion). Element), 21Y is a Y-axis Hall element (second magnetoelectric conversion element), 22X is an X sign inversion unit, 22Y is a Y sign inversion unit, 23X is an X data transmission unit, 23Y is a Y data transmission unit, and 24 is a rotation angle. An information calculation unit, 24X is an X-axis component calculation unit, 24Y is a Y-axis component calculation unit, 25 is an angle calculation unit, 26 is a storage unit, and 27 is a failure diagnosis unit.

本発明の実施例１における回転角検出装置は、Ｘ軸ホール素子２１ＸとＹ軸ホール素子２１Ｙと、Ｘ軸ホール素子２１Ｘに接続されたＸ符号反転部２２ＸとＸデータ伝送部２３Ｘとからなる第１の伝送部と、Ｙ軸ホール素子２１Ｙに接続されたＹ符号反転部２２ＹとＹデータ伝送部２３Ｙとからなる第２の伝送部と、これらの伝送部に接続されている回転角情報算出部２４と、この回転角情報算出部２４に接続された記憶部２６と、この記憶部２６と回転角情報算出部２４に接続された故障診断部２７とから構成されている。また、回転角情報算出部２４は、第１の伝送部の出力から、ホール素子からの出力信号に含まれるオフセット成分やノイズ成分を取り除き、回転角を算出するためのＸ軸成分（Ｖｈｘ）を算出するＸ軸成分算出部２４Ｘと、第２の伝送部の出力から、ホール素子からの出力信号に含まれるオフセット成分やノイズ成分を取り除き、回転角を算出するためのＹ軸成分（Ｖｈｙ）を算出するＹ軸成分算出部２４Ｙと、Ｘ軸成分算出部２４ＸとＹ軸成分算出部２４Ｙから回転角θを算出する角度算出部２５とから構成されている。 The rotation angle detection device according to the first embodiment of the present invention includes an X-axis Hall element 21X, a Y-axis Hall element 21Y, an X sign inversion unit 22X connected to the X-axis Hall element 21X, and an X data transmission unit 23X. 1 transmission unit, a second transmission unit composed of a Y code inversion unit 22Y and a Y data transmission unit 23Y connected to the Y-axis Hall element 21Y, and a rotation angle information calculation unit connected to these transmission units 24, a storage unit 26 connected to the rotation angle information calculation unit 24, and a failure diagnosis unit 27 connected to the storage unit 26 and the rotation angle information calculation unit 24. Further, the rotation angle information calculation unit 24 removes an offset component and a noise component included in the output signal from the Hall element from the output of the first transmission unit, and calculates an X-axis component (Vhx) for calculating the rotation angle. The offset component and noise component included in the output signal from the Hall element are removed from the output of the X-axis component calculation unit 24X and the second transmission unit to calculate the Y-axis component (Vhy) for calculating the rotation angle. A Y-axis component calculation unit 24Y for calculating, an X-axis component calculation unit 24X, and an angle calculation unit 25 for calculating the rotation angle θ from the Y-axis component calculation unit 24Y are configured.

故障診断部２７は、回転角情報から故障を検知するものである。この回転角情報には、回転角θだけではなく、Ｘ軸成分（Ｖｈｘ）やＹ軸成分（Ｖｈｙ）も含んでも良い。
つまり、本発明の実施例１における回転角検出装置は、回転体の回転中心軸と直交する平面上に、回転軸に対して所定の角度を有して配置されたＸ軸ホール素子２１Ｘ及びＹ軸ホール素子２１Ｙとを備え、Ｘ軸ホール素子２１Ｘの出力とＹ軸ホール素子２１Ｙの出力に基づいて回転体の回転角に関する情報を算出するように構成された回転角検出装置である。 The failure diagnosis unit 27 detects a failure from the rotation angle information. This rotation angle information may include not only the rotation angle θ but also an X-axis component (Vhx) and a Y-axis component (Vhy).
In other words, the rotation angle detection device according to the first embodiment of the present invention has the X-axis Hall elements 21X and Y arranged at a predetermined angle with respect to the rotation axis on a plane orthogonal to the rotation center axis of the rotating body. The rotation angle detection device includes an axis Hall element 21Y and is configured to calculate information related to the rotation angle of the rotating body based on the output of the X axis Hall element 21X and the output of the Y axis Hall element 21Y.

第１の伝送部は、Ｘ軸ホール素子２１Ｘに接続され、このＸ軸ホール素子２１Ｘの出力を反転させるためのＸ符号反転部２２Ｘを有している。
また、第２の伝送部は、Ｙ軸ホール素子２１Ｙに接続されている。
回転角情報算出部２４は、第１の伝送部と第２の伝送部の出力に基づき、回転体の回転角度に関する情報を算出するものである。また、記憶部２６は、所定の時刻における回転角情報算出部２４の出力を記憶するものである。 The first transmission unit is connected to the X-axis Hall element 21X, and has an X sign inversion unit 22X for inverting the output of the X-axis Hall element 21X.
The second transmission unit is connected to the Y-axis Hall element 21Y.
The rotation angle information calculation unit 24 calculates information related to the rotation angle of the rotating body based on the outputs of the first transmission unit and the second transmission unit. The storage unit 26 stores the output of the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time.

つまり、より具体的な形態として、第１の伝送部が、第１の磁電変換素子２１Ｘに接続され、所定の時刻において第１の磁気変換素子２１Ｘの出力を反転させず、所定の時刻とは異なる時刻において第１の磁電変換素子２１Ｘの出力を反転させるための第１の符号反転部２２Ｘを有しており、第２の伝送部は、第２の磁電変換素子２１Ｙに接続され、所定の時刻において第２の磁気変換素子２１Ｙの出力を反転させず、所定の時刻とは異なる時刻において第２の磁電変換素子２１Ｙの出力を反転させるための第２の符号反転部２２Ｙを有している場合、記憶部２６は、所定の時刻および／または所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度またはＸ軸成分及びＹ軸成分を記憶するものである。 That is, as a more specific form, the first transmission unit is connected to the first magnetoelectric transducer 21X, and does not invert the output of the first magnetic transducer 21X at a predetermined time. It has a first sign inversion unit 22X for inverting the output of the first magnetoelectric conversion element 21X at different times, and the second transmission unit is connected to the second magnetoelectric conversion element 21Y and has a predetermined The second sign inversion unit 22Y for inverting the output of the second magnetoelectric conversion element 21Y at a time different from the predetermined time without inverting the output of the second magnetic conversion element 21Y at the time. In this case, the storage unit 26 stores the rotation angle or the X-axis component and the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time and / or a time different from the predetermined time.

また、故障診断部２７は、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４の出力に基づく情報と、所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４の出力に基づく情報との比較により、回転角検出装置の故障を検知するものである。
つまり、より具体的な形態として、第１の伝送部が、第１の磁電変換素子２１Ｘに接続され、所定の時刻において第１の磁気変換素子２１Ｘの出力を反転させず、所定の時刻とは異なる時刻において第１の磁電変換素子２１Ｘの出力を反転させるための第１の符号反転部２２Ｘを有しており、第２の伝送部は、第２の磁電変換素子２１Ｙに接続され、所定の時刻において第２の磁気変換素子２１Ｙの出力を反転させず、所定の時刻とは異なる時刻において第２の磁電変換素子２１Ｙの出力を反転させるための第２の符号反転部２２Ｙを有している場合、後述の通り、記憶部が記憶する回転角情報算出部の出力（回転角θ又は回転角θを算出するためのＸ軸成分とＹ軸成分）は、φ１又はφ２におけるどちらか一方の出力だけでも良いので、故障診断部２７は、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度と、所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分と、所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度と、所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分と、所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度と、記憶部２６に記憶される所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分と、記憶部２６に記憶される所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分との比較により、回転角検出装置の故障を検知するものである。 Further, the failure diagnosis unit 27 is based on the information stored in the storage unit 26 based on the output of the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time and the output of the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time. A failure of the rotation angle detection device is detected by comparison with information.
That is, as a more specific form, the first transmission unit is connected to the first magnetoelectric transducer 21X, and does not invert the output of the first magnetic transducer 21X at a predetermined time. It has a first sign inversion unit 22X for inverting the output of the first magnetoelectric conversion element 21X at different times, and the second transmission unit is connected to the second magnetoelectric conversion element 21Y and has a predetermined The second sign inversion unit 22Y for inverting the output of the second magnetoelectric conversion element 21Y at a time different from the predetermined time without inverting the output of the second magnetic conversion element 21Y at the time. In this case, as described later, the output of the rotation angle information calculation unit stored in the storage unit (the X-axis component and the Y-axis component for calculating the rotation angle θ or the rotation angle θ) is the output of either φ1 or φ2. Just because it is broken The cutting unit 27 is configured to calculate a rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time stored in the storage unit 26 and a rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time. The X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time stored in the storage unit 26 or the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time is calculated. Comparison with the X-axis component or Y-axis component, or the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time stored in the storage unit 26 and the rotation angle information calculation unit at the predetermined time The X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time stored in the storage unit 26, Comparison with the X-axis component or Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time, or the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time stored in the storage unit 26; Comparison with the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time stored in the storage unit 26, or the rotation angle information calculation unit 24 at the predetermined time stored in the storage unit 26 The rotation angle is detected by comparing the calculated X-axis component or Y-axis component with the X-axis component or Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time stored in the storage unit 26. It detects device failures.

以下、本実施例１において故障診断部２７は、前述のように回転角情報算出部２４の角度算出部２５が出力する回転角θによって故障を検知するものとして説明する。
本発明の回転角検出装置の動作は、以下のようになる。
すなわち、Ｘ，Ｙ軸ホール素子２１Ｘ，２１Ｙは、回転する磁場を受けて電気信号へと変換出力する。符号反転部２２Ｘ，２２Ｙは、Ｘ軸ホール素子２１Ｘの出力と、Ｙ軸ホール素子２１Ｙの出力を成分とした磁気信号ベクトルを上述したように符号反転することができる。符号反転部２２Ｘ，２２Ｙは、上述したように、信号処理シーケンスにおいて、符号反転を行わない処理（φ１）と符号反転を行う処理（φ２）とがある。 Hereinafter, in the first embodiment, the failure diagnosis unit 27 will be described as detecting a failure based on the rotation angle θ output from the angle calculation unit 25 of the rotation angle information calculation unit 24 as described above.
The operation of the rotation angle detection device of the present invention is as follows.
In other words, the X and Y axis Hall elements 21X and 21Y receive a rotating magnetic field and convert it into an electrical signal. The sign inversion units 22X and 22Y can invert the sign of the magnetic signal vector whose components are the output of the X-axis Hall element 21X and the output of the Y-axis Hall element 21Y as described above. As described above, the sign inversion units 22X and 22Y include a process that does not perform sign inversion (φ1) and a process that performs code inversion (φ2) in the signal processing sequence.

符号反転部２２Ｘ，２２Ｙの出力信号ベクトルのＸ成分をＸデータ伝送部２３Ｘに出力し、Ｙ成分をＹデータ伝送部２３Ｙに出力する。ここでデータ伝送部とは、増幅器，ＡＤ変換器など、磁場を受けてホール素子が検出した信号を、後段の回転角度情報算出部２４へと伝送する信号経路である。そして、Ｘ，Ｙデータ伝送部２３Ｘ，２３Ｙは、それぞれ、Ｘ軸成分算出部２４ＸとＹ軸成分算出部２４Ｙに信号を伝送する。Ｘ軸成分算出部２４ＸとＹ軸成分算出部２４Ｙは、Ｘ，Ｙデータ伝送部２３Ｘ，２３Ｙの出力信号からオフセット成分やノイズ成分を取り除き、Ｘ軸成分（Ｘデータ）、Ｙ軸成分（Ｙデータ）を算出し、角度算出部２５へと出力する。この角度算出部２５は、Ｘデータ及びＹデータから角度算出を行う。このとき角度算出部２５は、符号反転部２２Ｘ，２２Ｙによって符号反転されていない場合（φ１）と、符号反転された場合（φ２）の角度（それぞれθ（φ１）とθ（φ２））を算出する。算出されたθ（φ１）は記憶部２６へと出力される。 The X component of the output signal vector of the sign inversion units 22X and 22Y is output to the X data transmission unit 23X, and the Y component is output to the Y data transmission unit 23Y. Here, the data transmission unit is a signal path such as an amplifier or an AD converter that transmits a signal detected by the Hall element upon receiving a magnetic field to the subsequent rotation angle information calculation unit 24. The X and Y data transmission units 23X and 23Y transmit signals to the X axis component calculation unit 24X and the Y axis component calculation unit 24Y, respectively. The X-axis component calculation unit 24X and the Y-axis component calculation unit 24Y remove the offset component and the noise component from the output signals of the X and Y data transmission units 23X and 23Y, and the X-axis component (X data) and the Y-axis component (Y data). ) And output to the angle calculation unit 25. The angle calculation unit 25 calculates an angle from X data and Y data. At this time, the angle calculation unit 25 calculates the angles (θ (φ1) and θ (φ2)) when the sign is not inverted by the sign inversion units 22X and 22Y (φ1) and when the sign is inverted (φ2), respectively. To do. The calculated θ (φ1) is output to the storage unit 26.

故障診断部２７では、記憶部２６に保持されたθ（φ１）と角度算出部２５から出力されたθ（φ２）に一定の角度差があることから後述の方法により故障診断を行う。この時、第１の伝送部と第２の伝送部と、回転角情報算出部のいずれかに故障が発生していた場合に故障と判定される。
つまり、ホール素子からの検出信号の符号を符号反転部により反転と、非反転のそれぞれで角度算出を行い、その角度差が１８０°であるか否かを確認することで、回転角検出装置の故障を判定するものである。 The failure diagnosis unit 27 performs failure diagnosis by a method described later because there is a certain angle difference between θ (φ1) held in the storage unit 26 and θ (φ2) output from the angle calculation unit 25. At this time, it is determined that a failure has occurred in any of the first transmission unit, the second transmission unit, and the rotation angle information calculation unit.
That is, the angle of the detection signal from the Hall element is calculated by inverting and non-inverting the sign by the sign inverting unit, and whether or not the angle difference is 180 ° is determined by the rotation angle detecting device. It is for judging failure.

例えば、Ｘデータ伝送部２３Ｘが故障により一定値しか出力しなくなった場合、Ｘ軸成分算出部２４Ｘは常にＸデータを一定と算出するため、θ（φ１）とθ（φ２）の角度差が１８０°にならない。これにより故障を判定可能である。
なお、実施例１では、故障診断部２７が、記憶部２６に保持されたθ（φ１）と角度算出部２５から出力されたθ（φ２）から故障診断を行っているが、記憶部２６に保持する角度は、θ（φ１）とθ（φ２）のどちらか一方のみでもよい。その場合、故障診断部２７では、記憶部２６に保持されたθ（φ１）とθ（φ２）のどちらか一方と、回転角情報算出部２４からの出力のうち、記憶部２６に保持されていないθ（φ１）とθ（φ２）のどちらか一方を利用して故障診断を行う。 For example, when the X data transmission unit 23X only outputs a constant value due to a failure, the X-axis component calculation unit 24X always calculates X data as constant, so that the angle difference between θ (φ1) and θ (φ2) is 180. Does not become °. This makes it possible to determine a failure.
In the first embodiment, the failure diagnosis unit 27 performs failure diagnosis from θ (φ1) held in the storage unit 26 and θ (φ2) output from the angle calculation unit 25. Only one of θ (φ1) and θ (φ2) may be held. In that case, in the failure diagnosis unit 27, one of θ (φ1) and θ (φ2) held in the storage unit 26 and the output from the rotation angle information calculation unit 24 are held in the storage unit 26. Failure diagnosis is performed using either θ (φ1) or θ (φ2).

また、θ（φ１）とθ（φ２）の両方を記憶部２６に出力してよく、故障診断部２７は、記憶部２６に保持されたθ（φ１）とθ（φ２）を用いて故障診断を行ってもよい。
図５は、図４に示した回転角検出装置の実施例１の更に具体的な構成を説明するための構成ブロック図で、図中符号３１Ｘ，３１Ｙは反転動作部、３２Ｘ，３２Ｙは検知タイミング信号受信部、３３Ｘ，３３Ｙは検知タイミング信号発生部を示している。なお、図４と同じ機能を有する構成要素は同一の符号を付してある。 Further, both θ (φ1) and θ (φ2) may be output to the storage unit 26, and the failure diagnosis unit 27 uses the θ (φ1) and θ (φ2) held in the storage unit 26 to diagnose the failure. May be performed.
FIG. 5 is a block diagram for explaining a more specific configuration of the first embodiment of the rotation angle detection device shown in FIG. 4, in which reference numerals 31X and 31Y denote inversion operation units, and 32X and 32Y denote detection timings. Signal receivers 33X and 33Y indicate detection timing signal generators. In addition, the component which has the same function as FIG. 4 is attached | subjected the same code | symbol.

第１及び第２の伝送部は、符号反転部２２Ｘ，２２Ｙを動作させる反転動作部３１Ｘ，３１Ｙを備え、この反転動作部３１Ｘ，３１Ｙは、検知タイミング信号発生部３３Ｘ，３３Ｙからの故障検知を行うタイミングに関する信号を受信する検知タイミング信号受信部３２Ｘ，３２Ｙを備え、反転動作部３１Ｘ，３１Ｙは、検知タイミング信号受信部の出力に基づいて符号反転部２２Ｘ，２２Ｙを動作させる。 The first and second transmission units include inversion operation units 31X and 31Y that operate the sign inversion units 22X and 22Y. The inversion operation units 31X and 31Y detect a failure from the detection timing signal generation units 33X and 33Y. Detection timing signal reception units 32X and 32Y that receive signals related to timing to be performed are provided, and the inversion operation units 31X and 31Y operate the sign inversion units 22X and 22Y based on the output of the detection timing signal reception unit.

図１９は、図４及び図５に示した本発明に係る回転角検出装置の故障検出方法（実施例１に対応）を説明するためのフローチャートを示す図である。
まず、φ１において符号反転部２２Ｘ，２２Ｙによって符号反転されない状態で、Ｘ，Ｙ軸ホール素子２１Ｘ，２１Ｙの出力から角度θ（φ１）を算出する。次に、φ２において符号反転部２２Ｘ，２２Ｙによって符号反転される状態で、Ｘ，Ｙ軸ホール素子２１Ｘ，２１Ｙの出力から角度θ（φ２）を算出する。次に、角度θ（φ１）とθ（φ２）に一定の角度差があることから故障診断を行う。そして、故障診断結果を出力する。 FIG. 19 is a flowchart for explaining the failure detection method (corresponding to the first embodiment) of the rotation angle detection device according to the present invention shown in FIGS. 4 and 5.
First, the angle θ (φ1) is calculated from the outputs of the X and Y axis Hall elements 21X and 21Y in a state where the sign is not inverted by the sign inversion units 22X and 22Y at φ1. Next, the angle θ (φ2) is calculated from the outputs of the X and Y axis Hall elements 21X and 21Y in the state where the sign is inverted by the sign inversion units 22X and 22Y at φ2. Next, failure diagnosis is performed because there is a certain angle difference between the angles θ (φ1) and θ (φ2). Then, a failure diagnosis result is output.

つまり、本実施例１の回転角検出装置の故障検出方法は、回転体の回転中心軸と直交する平面上に、回転軸に対して所定の角度を有して配置された第１の磁電変換素子２１Ｘ及び第２の磁電変換素子２１Ｙとを備え、第１の磁電変換素子の出力と第２の磁電変換素子の出力に基づいて回転体の回転角に関する情報を算出するように構成された回転角検出装置の故障検出方法である。 That is, the failure detection method of the rotation angle detection device according to the first embodiment is the first magnetoelectric conversion arranged at a predetermined angle with respect to the rotation axis on the plane orthogonal to the rotation center axis of the rotating body. Rotation comprising an element 21X and a second magnetoelectric conversion element 21Y, and configured to calculate information on the rotation angle of the rotating body based on the output of the first magnetoelectric conversion element and the output of the second magnetoelectric conversion element It is a failure detection method of a corner detection device.

まず、第１の磁電変換素子に接続された第１の伝送部の出力と、第２の磁電変換素子に接続された第２の伝送部の出力とに基づき、回転体の回転角度に関する情報を算出する（ステップＳ１）。次に、第１の磁電変換素子に接続された第１の伝送部の符号反転部２２Ｘにより、第１の磁電変換素子の出力を反転させて得られる第１の伝送部の出力と、第２の伝送部の出力とに基づき、回転体の回転角度に関する情報を算出する（ステップＳ２）。次に、ステップＳ１で得られる回転体の回転角度に関する情報と、ステップＳ２で得られる回転体の回転角度に関する情報とを比較して回転角検出装置の故障を検知する（ステップＳ３）。 First, based on the output of the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element and the output of the second transmission unit connected to the second magnetoelectric conversion element, information on the rotation angle of the rotating body is obtained. Calculate (step S1). Next, the output of the first transmission unit obtained by inverting the output of the first magnetoelectric conversion element by the sign inversion unit 22X of the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element, Information on the rotation angle of the rotating body is calculated based on the output of the transmission unit (step S2). Next, a failure of the rotation angle detection device is detected by comparing the information on the rotation angle of the rotating body obtained in step S1 with the information on the rotation angle of the rotating body obtained in step S2 (step S3).

図６は、本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例２（変換Ａ）を説明するための構成ブロック図である。図中符号３４ＸはＸ軸変調回路、３４ＹはＹ軸変調回路、３５ＸはＸ軸増幅器、３５ＹはＹ軸増幅器、３６ＸはＸ軸復調回路、３６ＹはＹ軸復調回路、３７ＸはＸ軸積分器、３７ＹはＹ軸積分器を示している。なお、Ｘ軸積分器３７Ｘは、図５におけるＸ軸成分算出部２４Ｘに相当し、Ｙ軸積分器３７Ｙは、図５におけるＹ軸成分算出部２４Ｙに相当している。したがって、回転角情報算出部２４は、Ｘ軸積分器３７ＸとＹ軸積分器３７Ｙと角度算出部２５とから構成されている。また、図４と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。 FIG. 6 is a configuration block diagram for explaining Example 2 (conversion A) of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention. In the figure, 34X is an X-axis modulation circuit, 34Y is a Y-axis modulation circuit, 35X is an X-axis amplifier, 35Y is a Y-axis amplifier, 36X is an X-axis demodulation circuit, 36Y is a Y-axis demodulation circuit, 37X is an X-axis integrator, Reference numeral 37Y denotes a Y-axis integrator. The X-axis integrator 37X corresponds to the X-axis component calculation unit 24X in FIG. 5, and the Y-axis integrator 37Y corresponds to the Y-axis component calculation unit 24Y in FIG. Therefore, the rotation angle information calculation unit 24 includes an X-axis integrator 37X, a Y-axis integrator 37Y, and an angle calculation unit 25. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as FIG.

第１の伝送部は、Ｘ軸ホール素子２１Ｘの出力信号を変調するＸ軸変調回路３４Ｘと、このＸ軸変調回路３４Ｘからの信号を増幅した出力を復調するＸ軸復調回路３６Ｘとを備えている。
また、第２の伝送部は、Ｙ軸ホール素子２１Ｙの出力信号を変調するＸ軸変調回路３４Ｙと、このＸ軸変調回路３４Ｙからの信号を増幅した出力を復調するＸ軸復調回路３６Ｙとを備えている。 The first transmission unit includes an X-axis modulation circuit 34X that modulates an output signal of the X-axis Hall element 21X, and an X-axis demodulation circuit 36X that demodulates an output obtained by amplifying the signal from the X-axis modulation circuit 34X. Yes.
The second transmission unit includes an X-axis modulation circuit 34Y that modulates the output signal of the Y-axis Hall element 21Y, and an X-axis demodulation circuit 36Y that demodulates the output obtained by amplifying the signal from the X-axis modulation circuit 34Y. I have.

Ｘ軸，Ｙ軸変調回路３４Ｘ，３４Ｙは、ホール素子のオフセットキャンセル法としてよく知られるスピニングカレント法を利用したものである。このスピニングカレント法については、上述した特許文献３に詳しく記載されている。
図７（ａ）乃至（ｄ）は、ホール素子のオフセットキャンセル法としてのスピニングカレント法を説明するために図である。 The X-axis and Y-axis modulation circuits 34X and 34Y use a spinning current method, which is well known as a Hall element offset cancellation method. The spinning current method is described in detail in Patent Document 3 described above.
FIGS. 7A to 7D are diagrams for explaining the spinning current method as the offset canceling method of the Hall element.

図７（ａ）乃至（ｄ）には、４つの端子（Ｔ１〜Ｔ４）を持つホール素子がそれぞれ描かれている。図７（ａ）は、Ｔ１からＴ３に向けて電流が流れ、Ｔ４とＴ２間の電位差を信号とする場合である（ＰＨ０）。図７（ｂ）は、Ｔ２からＴ４に向けて電流が流れ、Ｔ１とＴ３間の電位差を信号とする場合である（ＰＨ９０）。図７（ｃ）は、Ｔ４からＴ２に向けて電流が流れ、Ｔ１とＴ３間の電位差を信号とする場合である（ＰＨ２７０）。図７（ｄ）は、Ｔ３からＴ１に向けて電流が流れ、Ｔ４とＴ２間の電位差を信号とする場合である（ＰＨ１８０）。スピニングカレント法は、これら４つの状態をホール素子の端子に接続されたスイッチを適宜切り替えることによって実現する手法である。 7A to 7D, Hall elements each having four terminals (T1 to T4) are illustrated. FIG. 7A shows a case where a current flows from T1 to T3 and a potential difference between T4 and T2 is used as a signal (PH0). FIG. 7B shows a case where a current flows from T2 to T4 and a potential difference between T1 and T3 is used as a signal (PH90). FIG. 7C shows a case where a current flows from T4 to T2 and a potential difference between T1 and T3 is used as a signal (PH270). FIG. 7D shows a case where a current flows from T3 to T1 and a potential difference between T4 and T2 is used as a signal (PH180). The spinning current method is a method for realizing these four states by appropriately switching a switch connected to the terminal of the Hall element.

この時、図７（ａ）乃至（ｄ）のそれぞれに対応するＸ軸ホール素子２１Ｘの出力信号は、次のようにあらわされる。
Ｖｏｕｔ＿Ｘ（ＰＨ０）＝Ｖ_ｈｘ＋Ｖ_ｏｆｆ・・・（１）
Ｖｏｕｔ＿Ｘ（ＰＨ９０）＝Ｖ_ｈｘ−Ｖ_ｏｆｆ・・・（２）
Ｖｏｕｔ＿Ｘ（ＰＨ２７０）＝−Ｖ_ｈｘ−Ｖ_ｏｆｆ・・・（３）
Ｖｏｕｔ＿Ｘ（ＰＨ１８０）＝−Ｖ_ｈｘ＋Ｖ_ｏｆｆ・・・（４）
ここで、Ｖ_ｈｘは、Ｘ軸ホール素子２１Ｘが磁場を受けて出力する信号で、ホール出力信号又はホール起電力信号と呼ばれる。また、Ｖ_ｏｆｆは、磁場のない時にホール素子が出力するオフセット成分である。 At this time, the output signal of the X-axis Hall element 21X corresponding to each of FIGS. 7A to 7D is expressed as follows.
Vout_X (PH0) = V _hx + V _off (1)
Vout_X (PH90) = V _hx −V _off (2)
Vout_X (PH270) = − V _hx −V _off (3)
Vout_X (PH180) = − V _hx + V _off (4)
Here, V _hx is a signal output by the X-axis Hall element 21X receiving a magnetic field, and is called a Hall output signal or a Hall electromotive force signal. V _off is an offset component output by the Hall element when there is no magnetic field.

これらの信号がＸ軸変調回路３４ＸによってＰＨ０，ＰＨ９０，ＰＨ２７０，ＰＨ１８０の順に駆動され、Ｖｏｕｔ＿Ｘ（ＰＨ０）から順にＶｏｕｔ＿Ｘ（ＰＨ１８０）が出力される。そして、Ｘ軸増幅器３５Ｘによって増幅され、Ｘ軸復調回路３６Ｘに入力される。Ｘ軸復調回路３６Ｘにおいては、後２つのＶｏｕｔ＿Ｘ（ＰＨ２７０）とＶｏｕｔ＿Ｘ（ＰＨ１８０）が増幅された信号が反転される。したがって、Ｘ軸増幅器３５ＸのゲインをＧ_ｘとするとＸ軸復調回路３６Ｘの出力は、以下のようになる。 These signals are driven by the X-axis modulation circuit 34X in the order of PH0, PH90, PH270, and PH180, and Vout_X (PH180) is output in order from Vout_X (PH0). Then, it is amplified by the X-axis amplifier 35X and input to the X-axis demodulation circuit 36X. In the X-axis demodulation circuit 36X, the signals obtained by amplifying the latter two Vout_X (PH270) and Vout_X (PH180) are inverted. Accordingly, the output of which the X-axis demodulating circuit 36X the gain of the X-axis amplifier 35X and _{G x} are as follows.

Ｖｏｕｔ＿Ｘ’（ＰＨ０）＝Ｇ_ｘ（Ｖ_ｈｘ＋Ｖ_ｏｆｆ）・・・（５）
Ｖｏｕｔ＿Ｘ’（ＰＨ９０）＝Ｇ_ｘ（Ｖ_ｈｘ−Ｖ_ｏｆｆ）・・・（６）
Ｖｏｕｔ＿Ｘ’（ＰＨ２７０）＝Ｇ_ｘ（Ｖ_ｈｘ＋Ｖ_ｏｆｆ）・・・（７）
Ｖｏｕｔ＿Ｘ’（ＰＨ１８０）＝Ｇ_ｘ（Ｖ_ｈｘ−Ｖ_ｏｆｆ）・・・（８）
そして、Ｘ軸復調回路３６Ｘの出力は、Ｘ軸積分器３７Ｘに入力され、このＸ軸積分器３７Ｘで式（５）乃至式（８）が積分される。したがって、Ｘ軸積分器３７Ｘの出力は、
Ｖｉｎｔ＿Ｘ＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ・・・（９）
となり、ホール素子のオフセットＶｏｆｆはキャンセルされる。 Vout_X ′ (PH0) = G _x (V _hx + V _off ) (5)
Vout_X ′ (PH90) = G _x (V _hx −V _off ) (6)
Vout_X ′ (PH270) = G _x (V _hx + V _off ) (7)
Vout_X ′ (PH180) = G _x (V _hx −V _off ) (8)
The output of the X-axis demodulation circuit 36X is input to the X-axis integrator 37X, and the equations (5) to (8) are integrated by the X-axis integrator 37X. Therefore, the output of the X-axis integrator 37X is
Vint_X = 4 · G _x · V _hx (9)
Thus, the offset Voff of the Hall element is cancelled.

一方、Ｘ軸変調回路３４Ｘの動作の順をＰＨ１８０，ＰＨ２７０，ＰＨ９０，ＰＨ０の順で行うと、その場合のＸ軸復調回路３６Ｘの出力は、順に以下のようになる。
Ｖｏｕｔ＿Ｘ’（ＰＨ１８０）＝−Ｇ_ｘ（Ｖ_ｈｘ−Ｖ_ｏｆｆ）・・・（１０）
Ｖｏｕｔ＿Ｘ’（ＰＨ２７０）＝−Ｇ_ｘ（Ｖ_ｈｘ＋Ｖ_ｏｆｆ）・・・（１１）
Ｖｏｕｔ＿Ｘ’（ＰＨ９０）＝−Ｇ_ｘ（Ｖ_ｈｘ−Ｖ_ｏｆｆ）・・・（１２）
Ｖｏｕｔ＿Ｘ’（ＰＨ０）＝−Ｇ_ｘ（Ｖ_ｈｘ＋Ｖ_ｏｆｆ）・・・（１３）
そして、Ｘ軸復調回路３６Ｘの出力は、Ｘ軸積分器３７Ｘに入力され、このＸ軸積分器３７Ｘで式（１０）乃至式（１３）が積分される。したがって、Ｘ軸積分器３７Ｘの出力は、
Ｖｉｎｔ＿Ｘ＝−４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ・・・（１４）
となり、先の場合と符号が反転する。つまり、本実施例においては、Ｘ軸変調回路３４ＸとＸ軸復調回路３６Ｘが符号反転部に該当し、第１の伝送部は符号を反転する符号反転部を有する。同様に、Ｙ軸変調回路３４ＹとＹ軸復調回路３６Ｙが符号反転部に該当し、第２の伝送部も同様に符号を反転する符号反転部を有する。 On the other hand, when the operation of the X-axis modulation circuit 34X is performed in the order of PH180, PH270, PH90, and PH0, the output of the X-axis demodulation circuit 36X in that case is as follows.
Vout_X ′ (PH180) = − G _x (V _hx −V _off ) (10)
Vout_X ′ (PH270) = − G _x (V _hx + V _off ) (11)
Vout_X ′ (PH90) = − G _x (V _hx −V _off ) (12)
Vout_X ′ (PH0) = − G _x (V _hx + V _off ) (13)
The output of the X-axis demodulation circuit 36X is input to the X-axis integrator 37X, and the equations (10) to (13) are integrated by the X-axis integrator 37X. Therefore, the output of the X-axis integrator 37X is
Vint_X = −4 · G _x · V _hx (14)
Thus, the sign is reversed from the previous case. In other words, in the present embodiment, the X-axis modulation circuit 34X and the X-axis demodulation circuit 36X correspond to the code inversion unit, and the first transmission unit has a code inversion unit that inverts the code. Similarly, the Y-axis modulation circuit 34Y and the Y-axis demodulation circuit 36Y correspond to the sign inversion unit, and the second transmission unit also has a code inversion unit that inverts the code in the same manner.

本発明において、ＰＨ０，ＰＨ９０，ＰＨ２７０，ＰＨ１８０の順でホール素子を駆動した場合の変換処理をφ１（符号反転を行わない場合）とし、ＰＨ１８０，ＰＨ２７０，ＰＨ９０，ＰＨ０の順でホール素子を駆動した場合の変換処理をφ２（符号反転を行う場合）とする。
図８は、変換処理φ１，φ２とＰＨ０，ＰＨ９０，ＰＨ２７０，ＰＨ１８０と、復調回路の動作タイミングの関係をタイミングチャートで示す図である。 In the present invention, the conversion process when the Hall elements are driven in the order of PH0, PH90, PH270, and PH180 is φ1 (when sign inversion is not performed), and the Hall elements are driven in the order of PH180, PH270, PH90, and PH0. In this case, the conversion process is φ2 (when sign inversion is performed).
FIG. 8 is a timing chart showing the relationship between the conversion processes φ1, φ2, PH0, PH90, PH270, PH180 and the operation timing of the demodulation circuit.

図８において、横軸を時間とし、変換処理φ１とφ２が繰り返すように描かれている。また、φ１において、スピニングカレント法によるＰＨ０，ＰＨ９０，ＰＨ２７０，ＰＨ１８０の駆動時間がφ１の時間と一致し、復調回路の動作タイミングはＰＨ２７０，ＰＨ１８０の駆動時間に一致している。また、φ２において、ＰＨ１８０，ＰＨ２７０，ＰＨ９０，ＰＨ０の駆動時間がφ２の時間と一致している。復調回路の動作タイミングはＰＨ９０，ＰＨ０の駆動時間に一致している。また図８においては、φ１の最後、φ２の最後にそれぞれ角度θ(φ１)と角度θ（φ２）を算出するタイミングを描いている。 In FIG. 8, the horizontal axis is time and the conversion processes φ1 and φ2 are repeated. Further, at φ1, the driving times of PH0, PH90, PH270, and PH180 by the spinning current method coincide with the time of φ1, and the operation timing of the demodulation circuit coincides with the driving time of PH270 and PH180. In φ2, the driving times of PH180, PH270, PH90, and PH0 coincide with the time of φ2. The operation timing of the demodulation circuit coincides with the driving time of PH90 and PH0. In FIG. 8, timings for calculating the angle θ (φ1) and the angle θ (φ2) are illustrated at the end of φ1 and at the end of φ2, respectively.

以上のような動作により、φ１におけるＸ軸，Ｙ軸積分器３７Ｘ，３７Ｙの出力は、それぞれ
Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ１）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ・・・（１５）
Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ１）＝４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｙ・・・（１６）
となり、φ２におけるＸ，Ｙ軸積分器３７Ｘ，３７Ｙの出力は、それぞれ
Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ２）＝−４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ・・・（１７）
Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ２）＝−４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｙ・・・（１８）
となる。ここで、Ｇ_ｙはＹ軸増幅器のゲイン、Ｖ_ｈｙはＹ軸ホール素子２１Ｙのホール起電力信号である。 By the operation as described above, the outputs of the X-axis and Y-axis integrators 37X and 37Y at φ1 are Vint_X (φ1) = 4 · G _x · V _hx (15)
Vint_Y (φ1) = 4 · G _y · V _hy (16)
The output of the X and Y axis integrators 37X and 37Y at φ2 is Vint_X (φ2) = − 4 · G _x · V _hx (17)
Vint_Y (φ2) = − 4 · G _y · V _hy (18)
It becomes. Here, _{G y} is the gain of the Y-axis _{amplifier, V hy} is a Hall electromotive force signal of the Y-axis Hall element 21Y.

すなわち、φ１とφ２で符号が反転されることで、座標系が１８０°変換されたことに対応する（図３（ａ））。これらの出力が角度算出部２５へと出力される。
角度算出部２５による角度の算出は、例えば、上した特許文献４に記載の方法を利用する。この時、φ１において算出される角度は、以下で表される。
θ（φ１）＝Ａｔａｎ（Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ１）／Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ１））・・・（１９）
ここで、Ａｔａｎ（ＶＹ/ＶＸ）とは、ＸとＹを２次元平面での座標と考えた時に、原点と(ＶＸ, ＶＹ)とを結んだ線の原点周りの角度を０°〜３６０°の範囲で返す関数であるとする。 That is, the sign is inverted between φ1 and φ2 to correspond to the coordinate system being transformed by 180 ° (FIG. 3A). These outputs are output to the angle calculation unit 25.
For the calculation of the angle by the angle calculation unit 25, for example, the method described in Patent Document 4 is used. At this time, the angle calculated in φ1 is expressed as follows.
θ (φ1) = Atan (Vint_Y (φ1) / Vint_X (φ1)) (19)
Here, Atan (VY / VX) is an angle around the origin of a line connecting the origin and (VX, VY) when 0 and 360 are considered as coordinates on a two-dimensional plane. Suppose that the function returns in the range of.

同様にφ２において算出される角度は、以下で表される。
θ（φ２）＝Ａｔａｎ（Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ２）／Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ２））・・・（２０）
ここで、φ２において算出される角度は、以下のように変換できる。
θ（φ２）＝Ａｔａｎ（−Ｇ_ｙＶ_ｈｙ／−Ｇ_ｘＶ_ｈｘ）＝１８０°＋Ａｔａｎ（４Ｇ_ｙＶ_ｈｙ／４Ｇ_ｘＶ_ｈｘ）＝１８０°＋θ（φ１）・・・（２１）
すなわち、φ２において算出される角度は、φ１において算出される角度に１８０°を加算したものとなる。尚、θ（φ２）が０°＋θ（φ１）か、１８０°＋θ（φ１）か、については、ＶｉｎｔＸやＶｉｔＹの符号で判定することが可能である。θ（φ１）とθ（φ２）は、記憶部２６に記憶される。 Similarly, the angle calculated for φ2 is expressed as follows.
θ (φ2) = Atan (Vint_Y (φ2) / Vint_X (φ2)) (20)
Here, the angle calculated in φ2 can be converted as follows.
_{_{θ (φ2) = Atan (-G}} y V hy / -G x V hx) = 180 ° + Atan (4G y V hy / 4G x V hx) = 180 ° + θ (φ1) ··· (21)
That is, the angle calculated for φ2 is obtained by adding 180 ° to the angle calculated for φ1. Whether θ (φ2) is 0 ° + θ (φ1) or 180 ° + θ (φ1) can be determined by the sign of VintX or VitY. θ (φ1) and θ (φ2) are stored in the storage unit 26.

角度算出部２５は、このようにφ１とφ２で１８０°異なる角度を算出するので、例えば
θａｖｅ＝（θ（φ１）＋θ（φ２）−１８０°）／２・・・（２２）
として、回転角検出装置の角度出力とする。
ここで、Ｙ軸積分器３７Ｙの出力が正常でなく、例えば、経年変化により電源電圧Ｖｄｄと短絡した故障が発生したとする。すると、式（１５）乃至式（１８）は、以下のようになる。 The angle calculation unit 25 thus calculates an angle that is 180 ° different between φ1 and φ2, so, for example, θave = (θ (φ1) + θ (φ2) −180 °) / 2 (22)
As an angle output of the rotation angle detection device.
Here, it is assumed that the output of the Y-axis integrator 37Y is not normal and, for example, a failure has occurred that is short-circuited with the power supply voltage Vdd due to aging. Then, Formula (15) thru | or Formula (18) become as follows.

Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ１）＝Ｇ_ｘＶ_ｈｘ・・・（２３）
Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ１）＝Ｖ_ｄｄ・・・（２４）
Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ２）＝−Ｇ_ｘＶ_ｈｘ・・・（２５）
Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ２）＝Ｖ_ｄｄ・・・（２６）
このように、φ１においてもφ２においてもＶｉｎｔ＿Ｙの符号は変化しないため、先にあげたφ２で算出した角度θ（φ２）は、φ１で算出した角度θ（φ１）に１８０°加算したものではなくなる。すなわち、
θ（φ２）≠１８０°＋θ（φ１）・・・（２７）
である。 Vint_X (φ1) = G _x V _hx (23)
Vint_Y (φ1) = V _dd (24)
Vint_X (φ2) = − G _x V _hx (25)
Vint_Y (φ2) = V _dd (26)
Thus, since the sign of Vint_Y does not change in either φ1 or φ2, the angle θ (φ2) calculated for φ2 mentioned above is not obtained by adding 180 ° to the angle θ (φ1) calculated for φ1. . That is,
θ (φ2) ≠ 180 ° + θ (φ1) (27)
It is.

故障診断部２７は、一定の閾値θｔｈ＞０°を利用して
｜θ（φ２）−θ（φ１）｜＜１８０°＋θｔｈ・・・（２８）
｜θ（φ２）−θ（φ１）｜＞１８０°−θｔｈ・・・（２９）
かどうかを診断する。ここで、｜｜は絶対値を表す演算子である。なお、閾値θｔｈは、回転角検出装置のサンプリング周期と、検出対象の回転磁場の回転速度に応じて適切に調節する。Ｙ軸積分器３７Ｙの出力がＶｄｄに固定してしまった場合には、上述した関係を満足しなくなるので、故障診断部２７は、回転角検出装置の故障を判定できる。 The failure diagnosis unit 27 utilizes a constant threshold θth> 0 °, and | θ (φ2) −θ (φ1) | <180 ° + θth (28)
| Θ (φ2) −θ (φ1) |> 180 ° −θth (29)
Diagnose whether or not. Here, || is an operator representing an absolute value. The threshold θth is appropriately adjusted according to the sampling period of the rotation angle detection device and the rotation speed of the rotating magnetic field to be detected. When the output of the Y-axis integrator 37Y is fixed at Vdd, the above-described relationship is not satisfied, so the failure diagnosis unit 27 can determine the failure of the rotation angle detection device.

図９は、故障診断部の閾値を利用した故障の判定を説明するための図で、上記式（２８）及び式（２９）の関係が成立しないことを説明するための図である。
図９の左側は、符号反転前に角度算出部２５へ入力される信号ベクトルの様子を表す図である。通常の信号強度において信号ベクトルが回転することでなす円が原点を中心として実線で描かれている。この図においては、故障によってＹ成分がＶｄｄとなってしまったため、信号ベクトルはその円の外側に伸びている。この信号ベクトルがＸ軸となす角度はθ（φ１）である。 FIG. 9 is a diagram for explaining failure determination using the threshold value of the failure diagnosis unit, and is a diagram for explaining that the relationship of the above equations (28) and (29) is not established.
The left side of FIG. 9 is a diagram illustrating a state of a signal vector input to the angle calculation unit 25 before sign inversion. A circle formed by rotation of a signal vector at a normal signal intensity is drawn with a solid line around the origin. In this figure, because the Y component has become Vdd due to a failure, the signal vector extends outside the circle. The angle that this signal vector makes with the X axis is θ (φ1).

図９の右側は、符号反転後の信号ベクトルの様子を表す図である。符号反転後は、Ｙ成分がＶｄｄに固定であるが、Ｘ成分の符号が変わっているため、ベクトル（実線で示されている）がＸ軸となす角θ（φ２）は１８０°−θ（φ１）となっており、故障していない場合の角度θ（φ２）＝１８０°＋θ（φ１）（図においてベクトルが点線で示されている）と大きく異なっていることがわかる。 The right side of FIG. 9 is a diagram illustrating a state of a signal vector after sign inversion. After the sign inversion, the Y component is fixed at Vdd, but since the sign of the X component is changed, the angle θ (φ2) that the vector (shown by a solid line) makes with the X axis is 180 ° −θ ( It can be seen that the angle θ (φ2) = 180 ° + θ (φ1) (the vector is indicated by a dotted line in the figure) when there is no failure is greatly different.

図１０は、Ｙ軸積分器の出力がＶｄｄと短絡してしまった場合に、角度θ（φ１）からθ（φ２）の角度差の変化のシミュレーション結果を示す図である。Ｖｄｄは信号振幅に対して、１．７倍としてあり、グラフの横軸を磁場の角度、縦軸を角度差としている。グラフからわかるように、このシミュレーション結果では、角度差は±６０°の範囲で変化しており、故障がない場合角度差は１８０°（又は−１８０°）と大きく異なっていることがわかる。 FIG. 10 is a diagram illustrating a simulation result of a change in the angle difference from the angle θ (φ1) to θ (φ2) when the output of the Y-axis integrator is short-circuited with Vdd. Vdd is 1.7 times the signal amplitude, the horizontal axis of the graph is the magnetic field angle, and the vertical axis is the angle difference. As can be seen from the graph, in the simulation result, the angle difference changes within a range of ± 60 °, and it can be seen that the angle difference is greatly different from 180 ° (or −180 °) when there is no failure.

以上のように、φ１とφ２の符号反転前後における角度差が１８０°であるということを利用して、伝送部やその後段の回転角情報算出部に故障があることが診断された。 As described above, the fact that the angle difference before and after the sign inversion of φ1 and φ2 is 180 ° was diagnosed as a failure in the transmission unit and the rotation angle information calculation unit at the subsequent stage.

図１１は、本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例３（変換Ａ）を説明するための構成ブロック図で、図中符号３８ＸはＸ軸ＡＤ変換器、３８ＹはＹ軸ＡＤ変換器、３９ＸはＸデータレジスタ、３９ＹはＹデータレジスタを示している。なお、Ｘ軸ＡＤ変換器３８ＸとＸデータレジスタ３９Ｘは、図５におけるＸ軸成分算出部２４Ｘに相当し、Ｙ軸ＡＤ変換器３８ＹとＹデータレジスタ３９Ｙは、図５におけるＹ軸成分算出部２４Ｙに相当している。したがって、回転角情報算出部２４は、Ｘ軸ＡＤ変換器３８ＸとＸデータレジスタ３９ＸとＹ軸ＡＤ変換器３８ＹとＹデータレジスタ３９Ｙと角度算出部２５とから構成されている。また、図６と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。 FIG. 11 is a configuration block diagram for explaining a third embodiment (conversion A) of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention, in which reference numeral 38X denotes an X-axis AD converter, and 38Y denotes a Y-axis. An AD converter, 39X indicates an X data register, and 39Y indicates a Y data register. The X-axis AD converter 38X and the X data register 39X correspond to the X-axis component calculation unit 24X in FIG. 5, and the Y-axis AD converter 38Y and the Y data register 39Y are the Y-axis component calculation unit 24Y in FIG. It corresponds to. Therefore, the rotation angle information calculation unit 24 includes an X-axis AD converter 38X, an X data register 39X, a Y-axis AD converter 38Y, a Y data register 39Y, and an angle calculation unit 25. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as FIG.

Ｘ軸復調回路３６Ｘの後段に、このＸ軸復調回路３６Ｘの出力をＡＤ変換するＸ軸ＡＤ変換器３８Ｘと、このＸ軸ＡＤ変換器３８Ｘの出力を保持するＸデータレジスタ３９Ｘとを備えている。また、Ｙ軸復調回路３６Ｙの後段に、このＹ軸復調回路３６Ｙの出力をＡＤ変換するＹ軸ＡＤ変換器３８Ｙと、このＹ軸ＡＤ変換器３８Ｙの出力を保持するＸデータレジスタ３９Ｙとを備えている。Ｘ軸，Ｙ軸ホール素子２１Ｘ，２１ＹからＸ軸，Ｙ軸復調回路３６Ｘ，３６Ｙまでの動作は、図６の説明と同様であるので省略する。 An X-axis AD converter 38X that AD converts the output of the X-axis demodulator circuit 36X and an X data register 39X that holds the output of the X-axis AD converter 38X are provided at the subsequent stage of the X-axis demodulator circuit 36X. . Further, a Y-axis AD converter 38Y for AD-converting the output of the Y-axis demodulation circuit 36Y and an X data register 39Y for holding the output of the Y-axis AD converter 38Y are provided at the subsequent stage of the Y-axis demodulation circuit 36Y. ing. The operations from the X-axis and Y-axis Hall elements 21X and 21Y to the X-axis and Y-axis demodulation circuits 36X and 36Y are the same as in the description of FIG.

Ｘ軸，Ｙ軸ＡＤ変換器３８Ｘ，３８Ｙは、例えば、ΔΣ型ＡＤ変換器とデシメーションフィルタで構成してもよい。
φ１におけるＸ軸，Ｙ軸ＡＤ変換器３８Ｘ，３８Ｙの出力は、それぞれ
Ｖａｄ＿Ｘ（φ１）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ・・・（３０）
Ｖａｄ＿Ｙ（φ１）＝４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｙ・・・（３１）
と表され、φ２におけるＸ軸，Ｙ軸ＡＤ変換器３８Ｘ，３８Ｙの出力は、それぞれ
Ｖａｄ＿Ｘ（φ２）＝−４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ・・・（３２）
Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）＝−４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｙ・・・（３３）
と表されるものとする。これらが、Ｘ，Ｙデータレジスタ３９Ｘ，３９Ｙへそれぞれ出力される。本実施例においては、Ｘ軸変調回路３４ＸとＸ軸復調回路３６Ｘが符号反転部に該当し、第１の伝送部は符号を反転する符号反転部を有する。同様に、Ｙ軸変調回路３４ＹとＹ軸復調回路３６Ｙが符号反転部に該当し、第２の伝送部も同様に符号を反転する符号反転部を有する。 The X-axis and Y-axis AD converters 38X and 38Y may be constituted by, for example, a ΔΣ AD converter and a decimation filter.
The outputs of the X-axis and Y-axis AD converters 38X and 38Y in φ1 are Vad_X (φ1) = 4 · G _x · V _hx (30)
Vad_Y (φ1) = 4 · G _y · V _hy (31)
And the outputs of the X-axis and Y-axis AD converters 38X and 38Y in φ2 are Vad_X (φ2) = − 4 · G _x · V _hx (32), respectively.
Vad_Y (φ2) = − 4 · G _y · V _hy (33)
It shall be expressed as These are output to the X and Y data registers 39X and 39Y, respectively. In the present embodiment, the X-axis modulation circuit 34X and the X-axis demodulation circuit 36X correspond to the sign inversion unit, and the first transmission unit has a code inversion unit that inverts the sign. Similarly, the Y-axis modulation circuit 34Y and the Y-axis demodulation circuit 36Y correspond to the sign inversion unit, and the second transmission unit also has a code inversion unit that inverts the code in the same manner.

Ｘ，Ｙデータレジスタ３９Ｘ，３９Ｙは、φ１においては
Ｖｒｅｇ＿Ｘ（φ１）＝Ｖａｄ＿Ｘ（φ１）・・・（３４）
Ｖｒｅｇ＿Ｙ（φ１）＝Ｖａｄ＿Ｙ（φ１）・・・（３５）
を保持し、φ２において
Ｖｒｅｇ＿Ｘ（φ２）＝Ｖａｄ＿Ｘ（φ２）・・・（３６）
Ｖｒｅｇ＿Ｙ（φ２）＝Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）・・・（３７）
を保持する。 The X and Y data registers 39X and 39Y have Vreg_X (φ1) = Vad_X (φ1) (34) in φ1.
Vreg_Y (φ1) = Vad_Y (φ1) (35)
In φ2, Vreg_X (φ2) = Vad_X (φ2) (36)
Vreg_Y (φ2) = Vad_Y (φ2) (37)
Hold.

図１２は、Ｘ，Ｙデータレジスタの構成例を示す図である。図１２においては、簡便のため１ビットレジスタのみを表記している。レジスタは、デジタル回路のマスタークロック（ＭＣＬＫ）で動作し、レジスタの前段のマルチプレクサに入力される更新フラグがＨとなることによってＡＤ変換されたデータをレジスタに保持する。更新フラグがＬの場合は、前回の更新フラグの値を保持することになる。 FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of the X and Y data registers. In FIG. 12, only a 1-bit register is shown for simplicity. The register operates with the master clock (MCLK) of the digital circuit, and the AD-converted data is held in the register when the update flag input to the multiplexer in the previous stage of the register becomes H. When the update flag is L, the previous value of the update flag is held.

Ｘ，Ｙデータレジスタ３９Ｘ，３９Ｙは、角度算出部２５へと接続されている。この角度算出部２５は、例えば、ＣＯＲＤＩＣによる演算を利用したものある。
先の例と同様に、φ１において出力される角度は、
θ（φ２）＝Ａｔａｎ（Ｖｒｅｇ＿Ｙ（φ１）／Ｖｒｅｇ＿Ｘ（φ１））・・・（３８）
と表され、φ２において出力される角度は、
θ（φ２）＝Ａｔａｎ（Ｖｒｅｇ＿Ｙ（φ２）／Ｖｒｅｇ＿Ｘ（φ２））・・・（３９）
と表される。そして、φ２において算出される角度は、φ１において算出される角度に１８０°を加算したものとなる。 The X and Y data registers 39X and 39Y are connected to the angle calculation unit 25. The angle calculation unit 25 uses, for example, calculation by CORDIC.
As in the previous example, the angle output at φ1 is
θ (φ2) = Atan (Vreg_Y (φ1) / Vreg_X (φ1)) (38)
And the angle output at φ2 is
θ (φ2) = Atan (Vreg_Y (φ2) / Vreg_X (φ2)) (39)
It is expressed. The angle calculated in φ2 is obtained by adding 180 ° to the angle calculated in φ1.

ここで、経年変化により、図１２に示したＸ，Ｙデータレジスタ３９Ｘ，３９Ｙのデータ更新フラグがＬ出力（Ｖｓｓに短絡）に固定となってしまったり、Ｘ，Ｙデータレジスタ３９Ｘ，３９Ｙの出力がＬ又はＨに固定となってしまったりする故障が起きた場合、角度算出部２５に入力されるデータは正しく更新されないことになる。
Ｙデータレジスタ３９Ｙにおける更新フラグがＬ出力となってしまった場合、ＹデータがＶ_{ｆａｕｌｔ}という値に固定してしまうと、φ１及びφ２における角度算出部２５への入力データは、それぞれ以下のようになる。 Here, due to secular change, the data update flag of the X and Y data registers 39X and 39Y shown in FIG. 12 is fixed to L output (shorted to Vss), or the output of the X and Y data registers 39X and 39Y. When a failure occurs in which the angle is fixed at L or H, the data input to the angle calculation unit 25 is not correctly updated.
If the update flag in the Y data registers 39Y has become a L output, the Y data may be fixed at a value of V _fault, the input data to the angle calculation unit 25 in the φ1 and φ2 are respectively as follows Become.

Ｖｒｅｇ＿Ｘ（φ１）＝Ｇ_ｘＶ_ｈｘ・・・（４０）
Ｖｒｅｇ＿Ｙ（φ１）＝Ｖ_{ｆａｕｌｔ} ・・・（４１）
Ｖｒｅｇ＿Ｘ（φ２）＝−Ｇ_ｘＶ_ｈｘ・・・（４２）
Ｖｒｅｇ＿Ｙ（φ２）＝Ｖ_{ｆａｕｌｔ} ・・・（４３）
となる。 Vreg_X (φ1) = G _x V _hx (40)
Vreg_Y (φ1) = V _fault (41)
Vreg_X (φ2) = − G _x V _hx (42)
Vreg_Y (φ2) = V _fault (43)
It becomes.

このように、φ１においてもφ２においてもＶｉｎｔ＿Ｙの符号は変化しないため、先にあげたφ２で算出した角度θ（φ２）は、φ１で算出した角度θ（φ１）に１８０°加算したものではなくなる。すなわち、
θ（φ２）≠１８０°＋θ（φ１）・・・（４４）
である。 Thus, since the sign of Vint_Y does not change in either φ1 or φ2, the angle θ (φ2) calculated for φ2 mentioned above is not obtained by adding 180 ° to the angle θ (φ1) calculated for φ1. . That is,
θ (φ2) ≠ 180 ° + θ (φ1) (44)
It is.

故障診断部２７は、先の実施例２と同様に一定の閾値θｔｈ＞０°を利用して、式（２８）及び式（２９）の関係を満たすか診断し、関係が満たされていない場合には、故障と判定して出力する。
図１３は、Ｙデータレジスタの更新が停止する故障が発生した場合に、角度θ（φ１）からθ（φ２）の角度差の変化のシミュレーション結果を示す図である。Ｙデータレジスタ３９Ｙは、信号振幅の１／２の大きさと仮定している。グラフの横軸を磁場の角度、縦軸を角度差としている。グラフからわかるように、このシミュレーション結果では、角度差は±１２７°の範囲で変化しており、故障がない場合角度差は１８０°（又は−１８０°）と大きく異なっていることがわかる。 The failure diagnosis unit 27 uses the constant threshold θth> 0 ° in the same manner as in the second embodiment to diagnose whether the relationship of the expressions (28) and (29) is satisfied, and the relationship is not satisfied Is output as a failure.
FIG. 13 is a diagram illustrating a simulation result of a change in the angle difference from the angle θ (φ1) to θ (φ2) when a failure that stops updating the Y data register occurs. The Y data register 39Y is assumed to be half the signal amplitude. The horizontal axis of the graph is the magnetic field angle, and the vertical axis is the angle difference. As can be seen from the graph, in this simulation result, the angle difference changes within a range of ± 127 °, and it can be seen that the angle difference is greatly different from 180 ° (or −180 °) when there is no failure.

以上のように、φ１とφ２の符号反転前後における角度差が１８０°であるということを利用して、伝送部やその後段の回転角情報算出部に故障があることが診断された。
なお、実施例１，２，３において、ホール素子のスピニングカレント法による駆動周期は、図８に示したタイミングチャートのように、ＰＨ０，ＰＨ９０，ＰＨ２７０，ＰＨ１８０の順に駆動する周期が１周期であり、その逆順ＰＨ１８０，ＰＨ２７０，ＰＨ９０，ＰＨ０の順に駆動する周期も1周期である。そして、磁気センサの出力信号の符号を反転しない（φ１）時間と、符号を反転した（φ２）時間を合わせたものを符号反転周期とすると、この符号反転周期の半周期に相当するφ１である時間、又はφ２である時間は、ホール素子のスピニングカレント法による駆動周期の整数倍であることが望ましい。このように構成することで、スピニングカレント法によるオフセットキャンセルと同時に本発明の回転角検出装置の故障検出を行うシーケンスを容易に設計できる。 As described above, the fact that the angle difference before and after the sign inversion of φ1 and φ2 is 180 ° was diagnosed as a failure in the transmission unit and the rotation angle information calculation unit at the subsequent stage.
In Examples 1, 2, and 3, the driving cycle of the Hall element by the spinning current method is one cycle in which PH0, PH90, PH270, and PH180 are driven in this order as shown in the timing chart of FIG. The cycle of driving in reverse order PH180, PH270, PH90, PH0 is also one cycle. Then, if the sum of the time (φ1) when the sign of the output signal of the magnetic sensor is not inverted and the time (φ2) when the sign is inverted is taken as the sign inversion period, it is φ1 corresponding to a half period of the sign inversion period. It is desirable that the time or the time that is φ2 is an integral multiple of the driving period of the Hall element by the spinning current method. With this configuration, it is possible to easily design a sequence for performing failure detection of the rotation angle detection device of the present invention simultaneously with offset cancellation by the spinning current method.

図１４は、本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例４（変換Ｂ）を説明するための構成ブロック図で、図中符号４１Ｘ，４１Ｙは第１のチョッパ回路、４２は第１のＸＹ切替回路、４３Ｘ，４３Ｙは第２のチョッパ回路を示している。なお、Ｘ軸積分器３７Ｘは、図５におけるＸ軸成分算出部２４Ｘに相当し、Ｙ軸積分器３７Ｙは、図５におけるＹ軸成分算出部２４Ｙに相当している。したがって、回転角情報算出部２４は、Ｘ軸積分器３７ＸとＹ軸積分器３７Ｙと角度算出部２５とから構成されている。また、図６と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。 FIG. 14 is a block diagram for explaining a fourth embodiment (conversion B) of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention, in which reference numerals 41X and 41Y denote first chopper circuits, and 42 denotes First XY switching circuits 43X and 43Y indicate second chopper circuits. The X-axis integrator 37X corresponds to the X-axis component calculation unit 24X in FIG. 5, and the Y-axis integrator 37Y corresponds to the Y-axis component calculation unit 24Y in FIG. Therefore, the rotation angle information calculation unit 24 includes an X-axis integrator 37X, a Y-axis integrator 37Y, and an angle calculation unit 25. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as FIG.

本発明の実施例４における回転角検出装置は、回転体の回転中心軸と直交する平面上に、回転軸に対して所定の角度を有して配置されたＸ軸ホール素子２１Ｘ及びＹ軸ホール素子２１Ｙとを備え、Ｘ軸ホール素子２１Ｘの出力とＹ軸ホール素子２１Ｙの出力に基づき回転体の回転角に関する情報を算出するように構成された回転角検出装置である。
第１の伝送部は、Ｘ軸ホール素子２１Ｘに接続され、第２の伝送部は、Ｙ軸ホール素子２１Ｙに接続されている。また、第１のスイッチング回路４２は、第１の伝送部及び第２の伝送部を相互に切り替えるためのものである。 The rotation angle detection device according to the fourth embodiment of the present invention includes an X-axis Hall element 21X and a Y-axis hall that are arranged on a plane orthogonal to the rotation center axis of the rotator with a predetermined angle with respect to the rotation axis. The rotation angle detection device includes an element 21Y and is configured to calculate information related to the rotation angle of the rotating body based on the output of the X-axis Hall element 21X and the output of the Y-axis Hall element 21Y.
The first transmission unit is connected to the X-axis Hall element 21X, and the second transmission unit is connected to the Y-axis Hall element 21Y. The first switching circuit 42 is for switching between the first transmission unit and the second transmission unit.

また、回転角情報算出部２４は、第１の伝送部と第２の伝送部の出力に基づき、回転体の回転角度に関する情報を算出するものである。また、記憶部２６は、所定の時刻における回転角情報算出部２４の出力を記憶するものである。
つまり、より具体的な形態として、第１のスイッチング回路４２は、所定の時刻において第１の伝送部及び第２の伝送部を相互に切り替えず、所定の時刻とは異なる時刻において第１の伝送部及び第２の伝送部を相互に切り替えるためのものである場合、記憶部２６は、所定の時刻および／または所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度またはＸ軸成分及びＹ軸成分を記憶するものである。 The rotation angle information calculation unit 24 calculates information related to the rotation angle of the rotating body based on the outputs of the first transmission unit and the second transmission unit. The storage unit 26 stores the output of the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time.
That is, as a more specific form, the first switching circuit 42 does not switch between the first transmission unit and the second transmission unit at a predetermined time, and the first transmission circuit at a time different from the predetermined time. Storage unit 26, the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time and / or a time different from the predetermined time or X The axis component and the Y axis component are stored.

また、故障診断部２７は、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４の出力に基づく情報と、所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４の出力に基づく情報との比較により、回転角検出装置の故障を検知するものである。
つまり、より具体的な形態として、第１のスイッチング回路４２は、所定の時刻において第１の伝送部及び第２の伝送部を相互に切り替えず、所定の時刻とは異なる時刻において第１の伝送部及び第２の伝送部を相互に切り替えるためのものである場合、後述の通り、記憶部が記憶する回転角情報算出部の出力（回転角θ又は回転角θを算出するためのＸ軸成分とＹ軸成分）は、φ１又はφ２におけるどちらか一方の出力だけでも良いので、故障診断部２７は、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度と、所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分と、所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度と、所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分と、所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度と、記憶部２６に記憶される所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出する回転角度との比較、または、記憶部２６に記憶される所定の時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分と、記憶部２６に記憶される所定の時刻とは異なる時刻における回転角情報算出部２４が算出するＸ軸成分若しくはＹ軸成分との比較により、回転角検出装置の故障を検知するものである。 Further, the failure diagnosis unit 27 is based on the information stored in the storage unit 26 based on the output of the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time and the output of the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time. A failure of the rotation angle detection device is detected by comparison with information.
That is, as a more specific form, the first switching circuit 42 does not switch between the first transmission unit and the second transmission unit at a predetermined time, and the first transmission circuit at a time different from the predetermined time. Output of the rotation angle information calculation unit stored in the storage unit (the rotation angle θ or the X axis component for calculating the rotation angle θ, as will be described later). And the Y-axis component) may only be output from either φ1 or φ2, the failure diagnosis unit 27 calculates the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time stored in the storage unit 26, and Comparison with the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time, or the X-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at the predetermined time stored in the storage unit 26 Be careful Comparison between the Y-axis component and the X-axis component or Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time, or at a time different from the predetermined time stored in the storage unit 26 Comparison between the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 and the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time, or rotation at a time different from the predetermined time stored in the storage unit 26 Comparison between the X-axis component or Y-axis component calculated by the angle information calculation unit 24 and the X-axis component or Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time, or stored in the storage unit 26 The rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time and the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a time different from the predetermined time stored in the storage unit 26. Comparison or rotation angle at a time different from the X-axis component or Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit 24 at a predetermined time stored in the storage unit 26 and the predetermined time stored in the storage unit 26 A failure of the rotation angle detection device is detected by comparison with the X-axis component or Y-axis component calculated by the information calculation unit 24.

つまり、図１４において、回転角検出装置は、Ｘ軸ホール素子２１Ｘと、Ｙ軸ホール素子２１Ｙと、Ｘ軸のホール素子２１Ｘの出力信号を変調するＸ軸チョッパ回路４１Ｘと、Ｙ軸ホール素子２１Ｙの出力信号を変調するＹ軸チョッパ回路４１Ｙとを備えている。
また、Ｘ軸チョッパ回路４１Ｘからの信号を、φ１においてＸ信号としてＸ軸増幅器３５Ｘに接続し、φ２においてＹ信号としてＹ軸増幅器３５Ｙに接続するとともに、Ｙ軸チョッパ回路４１Ｙからの信号を、φ１においてＹ信号としてＸ軸増幅器３５Ｘに接続し、φ２においてＸ信号としてＹ軸増幅器３５Ｙに接続する第１のＸＹ切替回路４２を備えている。 That is, in FIG. 14, the rotation angle detection device includes an X-axis Hall element 21X, a Y-axis Hall element 21Y, an X-axis chopper circuit 41X that modulates an output signal of the X-axis Hall element 21X, and a Y-axis Hall element 21Y. And a Y-axis chopper circuit 41Y for modulating the output signal.
Further, the signal from the X-axis chopper circuit 41X is connected to the X-axis amplifier 35X as an X signal at φ1, and the signal from the Y-axis chopper circuit 41Y is connected to the Y-axis amplifier 35Y as a Y signal at φ2. Is connected to the X-axis amplifier 35X as a Y signal, and a first XY switching circuit 42 is connected to the Y-axis amplifier 35Y as an X signal in φ2.

また、第１のＸＹ切替回路４２からのＸ信号を増幅するＸ軸増幅器３５Ｘと、第１のＸＹ切替回路４２からのＹ信号を増幅するＹ軸増幅器３５Ｙと、Ｘ軸増幅器３５Ｘの出力を復調するＸ軸チョッパ回路４３Ｘと、Ｙ軸増幅器３５Ｙの出力を復調するＹ軸チョッパ回路４３Ｙと、Ｘ軸チョッパ回路４３Ｘの出力を積分するＸ軸積分器３７Ｘ、Ｙ軸チョッパ回路４３Ｙの出力を積分するＹ軸積分器３７Ｙと、Ｘ軸積分器３７ＸとＹ軸積分器３７Ｙの出力から角度を算出する角度算出部２５と、この角度算出部２５の算出した角度から故障を診断する故障診断部２７を備えている。 Also, the X-axis amplifier 35X that amplifies the X signal from the first XY switching circuit 42, the Y-axis amplifier 35Y that amplifies the Y signal from the first XY switching circuit 42, and the output of the X-axis amplifier 35X are demodulated. The X-axis chopper circuit 43X, the Y-axis chopper circuit 43Y that demodulates the output of the Y-axis amplifier 35Y, the X-axis integrator 37X that integrates the output of the X-axis chopper circuit 43X, and the output of the Y-axis chopper circuit 43Y. A Y-axis integrator 37Y, an angle calculation unit 25 that calculates an angle from the outputs of the X-axis integrator 37X and the Y-axis integrator 37Y, and a failure diagnosis unit 27 that diagnoses a failure from the angle calculated by the angle calculation unit 25 I have.

図１４の回転角検出装置は、第１のＸＹ切替回路４２をＸ，Ｙ軸チョッパ回路４１Ｘ，４１ＹとＸ，Ｙ軸増幅器３５Ｘ，３５Ｙとの間に備えたことが図１１の回転角検出装置と異なる。
Ｘ軸，Ｙ軸チョッパ回路４１Ｘ，４１Ｙは、図６に示した回転角検出装置と同様にホール素子に対して図７で説明したスピニングカレント法を利用する。本実施例４においては、φ１においてもφ２においてもその駆動方法は、ＰＨ０，ＰＨ９０，ＰＨ２７０，ＰＨ１８０の順で駆動するものとする。また、Ｘ軸，Ｙ軸増幅器３５Ｘ,３５Ｙ及びＸ軸，Ｙ軸チョッパ回路４３Ｘ,４３Ｙの動作は、図６に示した回転角検出装置と同様であるとする。 The rotation angle detection apparatus of FIG. 14 includes the first XY switching circuit 42 between the X and Y axis chopper circuits 41X and 41Y and the X and Y axis amplifiers 35X and 35Y. And different.
The X-axis and Y-axis chopper circuits 41X and 41Y use the spinning current method described in FIG. 7 for the Hall elements in the same manner as the rotation angle detection device shown in FIG. In the fourth embodiment, the driving method is to drive in the order of PH0, PH90, PH270, and PH180 in both φ1 and φ2. The operations of the X-axis and Y-axis amplifiers 35X and 35Y and the X-axis and Y-axis chopper circuits 43X and 43Y are the same as those of the rotation angle detection device shown in FIG.

そして、Ｘ軸，Ｙ軸チョッパ回路４１Ｘ，４１Ｙの出力は、ＸＹ切替回路４２によってＸ信号がＸ軸増幅器３５Ｘに入力され、Ｙ信号がＹ軸増幅器３５Ｙに入力されるので、増幅器３５Ｘ，３５Ｙ及びチョッパ回路４３Ｘ，４３Ｙを経たＸ軸，Ｙ軸積分器３７Ｘ，３７Ｙの出力は、φ１において
Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ１）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ・・・（４５）
Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ１）＝４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｙ・・・（４６）
となる、φ２において
Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ２）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｙ・・・（４７）
Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ２）＝４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｘ・・・（４８）
となる。 The outputs of the X-axis and Y-axis chopper circuits 41X and 41Y are input to the X-axis amplifier 35X and the Y signal is input to the Y-axis amplifier 35Y by the XY switching circuit 42, so that the amplifiers 35X and 35Y and The outputs of the X-axis and Y-axis integrators 37X and 37Y that have passed through the chopper circuits 43X and 43Y are Vint_X (φ1) = 4 · G _x · V _hx (45)
Vint_Y (φ1) = 4 · G _y · V _hy (46)
In φ2, Vint_X (φ2) = 4 · G _x · V _hy (47)
Vint_Y (φ2) = 4 · G _y · V _hx (48)
It becomes.

この時、角度算出部２５において算出される角度は、以下で表される。
θ（φ１）＝Ａｔａｎ（Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ１）／Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ１））・・・（４９）
同様にφ２において算出される角度は、以下のように演算される。
θ（φ２）＝Ａｔａｎ（−Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ２）／Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ２））・・・（５０）
ここで、Ｇ_ｘ＝Ｇ_ｙとすると、φ２において算出される角度は、以下のように変換できる。 At this time, the angle calculated by the angle calculation unit 25 is expressed as follows.
θ (φ1) = Atan (Vint_Y (φ1) / Vint_X (φ1)) (49)
Similarly, the angle calculated in φ2 is calculated as follows.
θ (φ2) = Atan (−Vint_Y (φ2) / Vint_X (φ2)) (50)
Here, if G _x = G _y , the angle calculated in φ2 can be converted as follows.

θ（φ２）＝Ａｔａｎ（−Ｇ_ｙＶ_ｈｘ／Ｇ_ｘＶ_ｈｙ）＝９０°＋Ａｔａｎ（Ｇ_ｙＶ_ｈｙ／Ｇ_ｘＶ_ｈｘ）＝９０°＋θ（φ１）・・・（５１）
すなわち、φ２において算出される角度は、φ１において算出される角度から９０°加算されたものとなる。
角度算出部２５は、このようにφ１とφ２で９０°異なる角度を算出するので、上述した特許文献２にあるように、
θａｖｅ＝（θ（φ１）＋θ（φ２）−９０°）／２・・・（５２）
として、回転角検出装置の角度出力とする。 _{_{θ (φ2) = Atan (-G}} y V hx / G x V hy) = 90 ° + Atan (G y V hy / G x V hx) = 90 ° + θ (φ1) ··· (51)
That is, the angle calculated in φ2 is 90 ° added from the angle calculated in φ1.
Since the angle calculation unit 25 thus calculates an angle different by 90 ° between φ1 and φ2, as described in Patent Document 2 described above,
θave = (θ (φ1) + θ (φ2) −90 °) / 2 (52)
As an angle output of the rotation angle detection device.

ここで、Ｙ軸増幅器３５Ｙの出力が正常でなく、例えば、経年変化によりＶｄｄと短絡した故障が発生したとする。すると、Ｙ軸チョッパ回路４３Ｙの出力は
Ｖｏｕｔ＿Ｙ’（ＰＨ０）＝Ｖｄｄ・・・（５３）
Ｖｏｕｔ＿Ｙ’（ＰＨ９０）＝Ｖｄｄ・・・（５４）
Ｖｏｕｔ＿Ｙ’（ＰＨ２７０）＝−Ｖｄｄ・・・（５５）
Ｖｏｕｔ＿Ｙ’（ＰＨ１８０）＝−Ｖｄｄ・・・（５６）
となり、そのため、Ｘ軸，Ｙ軸積分器３７Ｘ，３７Ｙの出力は、以下のようになる。 Here, it is assumed that the output of the Y-axis amplifier 35Y is not normal and, for example, a failure has occurred that is short-circuited with Vdd due to aging. Then, the output of the Y-axis chopper circuit 43Y is Vout_Y ′ (PH0) = Vdd (53)
Vout_Y ′ (PH90) = Vdd (54)
Vout_Y ′ (PH270) = − Vdd (55)
Vout_Y ′ (PH180) = − Vdd (56)
Therefore, the outputs of the X-axis and Y-axis integrators 37X and 37Y are as follows.

Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ１）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ・・・（５７）
Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ１）＝０・・・（５８）
Ｖｉｎｔ＿Ｘ（φ２）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｙ・・・（５９）
Ｖｉｎｔ＿Ｙ（φ２）＝０・・・（６０）
このように、φ１においてもφ２においてもＶｉｎｔ＿Ｙが０であるため、先にあげたφ２で算出した角度θ（φ２）は、φ１で算出した角度θ（φ１）に９０°加算したものではなくなる。すなわち、
θ（φ２）≠９０°＋θ（φ１）・・・（６１）
である。 Vint_X (φ1) = 4 · G _x · V _hx (57)
Vint_Y (φ1) = 0 (58)
Vint_X (φ2) = 4 · G _x · V _hy (59)
Vint_Y (φ2) = 0 (60)
Thus, since Vint_Y is 0 in both φ1 and φ2, the angle θ (φ2) calculated for φ2 is not obtained by adding 90 ° to the angle θ (φ1) calculated for φ1. That is,
θ (φ2) ≠ 90 ° + θ (φ1) (61)
It is.

故障診断部２７は、実施例２と同様に一定の閾値θｔｈ＞０°を利用して
θ（φ２）＜９０°＋θ（φ１）＋θｔｈ・・・（６２）
θ（φ２）＞９０°＋θ（φ１）−θｔｈ・・・（６３）
かどうかを診断する。Ｙ軸増幅器３５Ｙの出力が、Ｖｄｄに固定してしまった場合には、上述した関係を満足しなくなるので、故障診断部２７は、回転角検出装置の故障を判定する。 The failure diagnosis unit 27 uses the constant threshold θth> 0 ° as in the second embodiment, and θ (φ2) <90 ° + θ (φ1) + θth (62)
θ (φ2)> 90 ° + θ (φ1) −θth (63)
Diagnose whether or not. When the output of the Y-axis amplifier 35Y is fixed at Vdd, the above-described relationship is not satisfied, so the failure diagnosis unit 27 determines a failure in the rotation angle detection device.

図１５は、Ｙ軸増幅器の出力がＶｄｄと短絡してしまった場合に、角度θ（φ１）からθ（φ２）の角度差の変化のシミュレーション結果を示す図である。グラフの横軸を磁場の角度、縦軸を角度差としている。グラフからわかるように、このシミュレーション結果では角度差は０°又は１８０°であり、故障がない場合の角度差９０°と大きく異なっていることがわかる。 FIG. 15 is a diagram illustrating a simulation result of a change in the angle difference from the angle θ (φ1) to θ (φ2) when the output of the Y-axis amplifier is short-circuited with Vdd. The horizontal axis of the graph is the magnetic field angle, and the vertical axis is the angle difference. As can be seen from the graph, in this simulation result, the angle difference is 0 ° or 180 °, which is greatly different from the angle difference of 90 ° when there is no failure.

以上のように、φ１とφ２の伝送部の切替前後に算出される角度差が９０°であるということを利用して、伝送部やその後段の回転角情報算出部に故障があることが診断された。
なお、図示しないが、第１及び第２の伝送部は、図５に示した構成と同様に、スイッチング回路を動作させるスイッチング動作部を備え、このスイッチング動作部が、故障検知を行うタイミングに関する信号を受信する検知タイミング信号受信部を備え、スイッチング動作部が、検知タイミング信号受信部の出力に基づいてスイッチング回路を動作させるようにすることも可能である。 As described above, by utilizing the fact that the angle difference calculated before and after switching between the transmission units of φ1 and φ2 is 90 °, it is diagnosed that there is a failure in the transmission unit and the rotation angle information calculation unit at the subsequent stage. It was done.
Although not shown, the first and second transmission units are provided with a switching operation unit for operating a switching circuit, as in the configuration shown in FIG. 5, and the switching operation unit is a signal related to the timing at which failure detection is performed. It is also possible to provide a detection timing signal receiving unit that receives the signal, and the switching operation unit operates the switching circuit based on the output of the detection timing signal receiving unit.

図２０は、図１４に示した本発明に係る回転角検出装置の故障検出方法（実施例４に対応）を説明するためのフローチャートを示す図である。
本実施例４における回転角検出装置の故障検出方法は、回転体の回転中心軸と直交する平面上に、回転軸に対して所定の角度を有して配置された第１の磁電変換素子２１Ｘ及び第２の磁電変換素子２１Ｙとを備え、第１の磁電変換素子の出力と第２の磁電変換素子の出力に基づき回転体の回転角に関する情報を算出するように構成された回転角検出装置の故障検出方法である。 FIG. 20 is a flowchart for explaining the failure detection method (corresponding to the fourth embodiment) of the rotation angle detection device according to the present invention shown in FIG.
The failure detection method of the rotation angle detection device according to the fourth embodiment is the first magnetoelectric transducer 21X arranged on the plane orthogonal to the rotation center axis of the rotating body and having a predetermined angle with respect to the rotation axis. And a second magnetoelectric conversion element 21Y, and a rotation angle detection device configured to calculate information on the rotation angle of the rotating body based on the output of the first magnetoelectric conversion element and the output of the second magnetoelectric conversion element This is a failure detection method.

まず、第１の磁電変換素子に接続された第１の伝送部の出力と、第２の磁電変換素子に接続された第２の伝送部の出力とに基づき、回転体の回転角度に関する情報を算出する（ステップ１１）。次に、第１の磁電変換素子に接続された第１の伝送部及び第２の磁電変換素子に接続された第２の伝送部を、スイッチング回路４２により相互に切り替えて得られる第１の伝送部の出力と、第２の伝送部の出力とに基づき、回転体の回転角度に関する情報を算出する（ステップＳ１２）。次に、ステップＳ１１で得られる回転体の回転角度に関する情報と、ステップＳ１２で得られる回転体の回転角度に関する情報とを比較して回転角検出装置の故障を検知する（ステップＳ１３）。 First, based on the output of the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element and the output of the second transmission unit connected to the second magnetoelectric conversion element, information on the rotation angle of the rotating body is obtained. Calculate (step 11). Next, the first transmission obtained by switching between the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element and the second transmission unit connected to the second magnetoelectric conversion element by the switching circuit 42. Based on the output of the unit and the output of the second transmission unit, information on the rotation angle of the rotating body is calculated (step S12). Next, the information on the rotation angle of the rotating body obtained in step S11 is compared with the information on the rotation angle of the rotating body obtained in step S12 to detect a failure of the rotation angle detecting device (step S13).

図１６は、本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例５（変換Ｂ）を説明するための構成ブロック図で、図中符号４４は第２のＸＹ切替回路を示している。なお、Ｘ軸積分器３７Ｘと第２のＸＹ切替回路４４は、図５におけるＸ軸成分算出部２４Ｘに相当し、Ｙ軸積分器３７Ｙと第２のＸＹ切替回路４４は、図５におけるＹ軸成分算出部２４Ｙに相当している。したがって、回転角情報算出部２４は、Ｘ軸積分器３７ＸとＹ軸積分器３７Ｙと第２のＸＹ切替回路４４と角度算出部２５とから構成されている。また、図１４と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。 FIG. 16 is a configuration block diagram for explaining a fifth embodiment (conversion B) of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention, in which reference numeral 44 denotes a second XY switching circuit. . The X-axis integrator 37X and the second XY switching circuit 44 correspond to the X-axis component calculation unit 24X in FIG. 5, and the Y-axis integrator 37Y and the second XY switching circuit 44 are the Y-axis in FIG. This corresponds to the component calculation unit 24Y. Therefore, the rotation angle information calculation unit 24 includes an X-axis integrator 37X, a Y-axis integrator 37Y, a second XY switching circuit 44, and an angle calculation unit 25. Moreover, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function as FIG.

本実施例５の回転角検出装置は、Ｘ軸積分器３７Ｘからの信号を、φ１においてＶＸ’信号として角度算出部２５に接続し、φ２においてＶＹ’信号として角度算出部２５に接続するとともに、Ｙ軸積分器３７Ｙからの信号を、φ１においてＶＹ’信号として角度算出部２５に接続し、φ２においてＶＸ’信号として角度算出部２５に接続する第２のＸＹ切替回路４４を備えた点で、図１４と構成を異にしている。 The rotation angle detection device of the fifth embodiment connects the signal from the X-axis integrator 37X to the angle calculation unit 25 as a VX ′ signal at φ1 and to the angle calculation unit 25 as a VY ′ signal at φ2. A signal from the Y-axis integrator 37Y is connected to the angle calculator 25 as a VY ′ signal at φ1, and a second XY switching circuit 44 is connected to the angle calculator 25 as a VX ′ signal at φ2. The configuration is different from FIG.

この場合、角度算出部２５に入力される信号ベクトルは、チョッパ回路４１Ｘ，４１Ｙ後の第１のＸＹ切替回路４２でＸＹ切替をおこなった後、この第２のＸＹ切替回路４４で逆変換されるので、φ１においても、φ２においても故障が発生していない場合、角度算出部２５で算出される角度は同じとなる。
すなわち、ＶＸ’信号及びＶＹ’信号は、それぞれφ１において、
ＶＸ’（φ１）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ・・・（６４）
ＶＹ’（φ１）＝４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｙ・・・（６５）
となり、φ２において
ＶＸ’（φ２）＝４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｘ・・・（６６）
ＶＹ’（φ２）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｙ・・・（６７）
となるので、角度算出部２５が算出するφ１における角度θ（φ１）と、φ２における角度θ（φ２）は、それぞれ
θ（φ１）＝Ａｔａｎ（ＶＹ’（φ１）／ＶＸ’（φ１））・・・（６８）
θ（φ２）＝Ａｔａｎ（ＶＹ’（φ２）／ＶＸ’（φ２））・・・（６９）
と算出され、Ｇ_ｘ＝Ｇ_ｙとすると、
θ（φ１）＝θ（φ２）
となる。つまり、角度は０°の角度差を持つことになる。 In this case, the signal vector input to the angle calculation unit 25 is subjected to XY switching by the first XY switching circuit 42 after the chopper circuits 41X and 41Y, and then inversely converted by the second XY switching circuit 44. Therefore, when no failure occurs in both φ1 and φ2, the angle calculated by the angle calculation unit 25 is the same.
That is, the VX ′ signal and the VY ′ signal are respectively at φ1
VX ′ (φ1) = 4 · G _x · V _hx (64)
VY ′ (φ1) = 4 · G _y · V _hy (65)
Then, in φ2, VX ′ (φ2) = 4 · G _y · V _hx (66)
VY ′ (φ2) = 4 · G _x · V _hy (67)
Therefore, the angle θ (φ1) at φ1 calculated by the angle calculation unit 25 and the angle θ (φ2) at φ2 are respectively θ (φ1) = Atan (VY ′ (φ1) / VX ′ (φ1)). (68)
θ (φ2) = Atan (VY ′ (φ2) / VX ′ (φ2)) (69)
And G _x = G _y
θ (φ1) = θ (φ2)
It becomes. That is, the angle has an angle difference of 0 °.

故障診断部２７は、実施例２と同様に一定の閾値θｔｈ＞０°を利用して
｜θ（φ２）−θ（φ１）｜＜０°＋θｔｈ・・・（７０）
｜θ（φ２）−θ（φ１）｜＞０°−θｔｈ・・・（７１）
かどうかを診断する。
なお、実施例４，５において、ＸＹ切り替えをしていない時間（φ１）と、ＸＹ切り替えをしている時間（φ２）を合わせたものを、ＸＹ切替回路の切り替え周期とすると、この切り替え周期の半周期に相当するφ１である時間、又はφ２である時間は、ホール素子のスピニングカレント法による駆動周期の整数倍であることが望ましい。このように構成することで、スピニングカレント法によるオフセットキャンセルと同時に本発明の回転角検出装置の故障検出を行うシーケンスを容易に設計できる。 The failure diagnosis unit 27 uses the constant threshold θth> 0 ° as in the second embodiment, and | θ (φ2) −θ (φ1) | <0 ° + θth (70)
| Θ (φ2) −θ (φ1) |> 0 ° −θth (71)
Diagnose whether or not.
In the fourth and fifth embodiments, when the time when the XY switching is not performed (φ1) and the time when the XY switching is performed (φ2) is the switching cycle of the XY switching circuit, this switching cycle It is desirable that the time that is φ1 or the time that is φ2 corresponding to a half cycle is an integral multiple of the driving cycle of the Hall element by the spinning current method. With this configuration, it is possible to easily design a sequence for performing failure detection of the rotation angle detection device of the present invention simultaneously with offset cancellation by the spinning current method.

次に、以下の実施例６と実施例７では、故障診断部２７がＸ軸成分やＹ軸成分を用いて故障診断する場合について説明する。 Next, in the following sixth and seventh embodiments, a case where the failure diagnosis unit 27 performs failure diagnosis using the X-axis component and the Y-axis component will be described.

図１７は、本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例６を説明するための構成ブロック図である。図中符号５０ＸはＸ軸成分算出部、５０ＹはＹ軸成分算出部、５１ＸはＸ軸ΔΣ変調器、５１ＹはＹ軸ΔΣ変調器、５２ＸはＸ軸ＬＰＦ（ローパスフィルタ）、５２ＹはＹ軸ＬＰＦ（ローパスフィルタ）を示している。図６と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。 FIG. 17 is a block diagram for explaining a sixth embodiment of the rotation angle detecting device having a failure detecting function according to the present invention. In the figure, reference numeral 50X denotes an X-axis component calculator, 50Y denotes a Y-axis component calculator, 51X denotes an X-axis ΔΣ modulator, 51Y denotes a Y-axis ΔΣ modulator, 52X denotes an X-axis LPF (low-pass filter), and 52Y denotes a Y-axis LPF. (Low-pass filter). Components having the same functions as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

Ｘ軸成分算出部５０Ｘは、Ｘ軸ΔΣ変調器５１ＸとＸ軸ＬＰＦ５２Ｘとで構成され、Ｙ軸成分算出部５０Ｙは、Ｙ軸ΔΣ変調器５１ＹとＹ軸ＬＰＦ５２Ｙとで構成されている。Ｘ軸ＬＰＦ５２ＸとＹ軸ＬＰＦ５２Ｙは、Ｘ軸ΔΣ変調器５１Ｘと、Ｙ軸ΔΣ変調器５１ＹによってΔΣ変調された信号を復調するもので、ＡＤ化されたＸ軸成分とＹ軸成分を算出する。 The X-axis component calculation unit 50X includes an X-axis ΔΣ modulator 51X and an X-axis LPF 52X, and the Y-axis component calculation unit 50Y includes a Y-axis ΔΣ modulator 51Y and a Y-axis LPF 52Y. The X-axis LPF 52X and the Y-axis LPF 52Y demodulate signals that have been ΔΣ-modulated by the X-axis ΔΣ modulator 51X and the Y-axis ΔΣ modulator 51Y, and calculate an AD-converted X-axis component and Y-axis component.

Ｘ軸ＬＰＦ５２ＸとＹ軸ＬＰＦ５２ＹによってＡＤ化されたＸ軸成分とＹ軸成分は、角度算出部２５と記憶部２６へと出力される。角度算出部２５においては、ＡＤ化されたＸ軸成分とＹ軸成分から角度を算出する。そして、故障診断部２７は、記憶部２６に記憶されたＸ軸成分とＹ軸成分から故障を診断する。
すなわち、Ｘ軸ＬＰＦ５２ＸとＹ軸ＬＰＦ５２ＹによってＡＤ化されたＸ軸成分とＹ軸成分は、φ１において式（３０）、式（３１）、φ２において式（３２）、式（３３）と同様に表される。 The X-axis component and the Y-axis component converted into AD by the X-axis LPF 52X and the Y-axis LPF 52Y are output to the angle calculation unit 25 and the storage unit 26. The angle calculation unit 25 calculates an angle from the converted X-axis component and Y-axis component. The failure diagnosis unit 27 diagnoses a failure from the X-axis component and the Y-axis component stored in the storage unit 26.
That is, the X-axis component and the Y-axis component converted into AD by the X-axis LPF 52X and the Y-axis LPF 52Y are expressed in the same manner as in the equations (30), (31), and φ2 in φ1, as in the equations (32) and (33). Is done.

そして、Ｖａｄ＿Ｘ（φ１），Ｖａｄ＿Ｙ（φ１），Ｖａｄ＿Ｘ（φ２），Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）は、角度算出部２５と記憶部２６に出力される。そして、角度算出部２５は、φ１において、角度θ（φ１）を、φ２においてθ（φ２）を算出する。θ（φ２）はθ（φ１）と式（２１）で表される関係があるので、式（２２）のように平均化して、回転角検出装置の角度出力とすればよい。 Then, Vad_X (φ1), Vad_Y (φ1), Vad_X (φ2), and Vad_Y (φ2) are output to the angle calculation unit 25 and the storage unit 26. Then, the angle calculator 25 calculates the angle θ (φ1) at φ1 and θ (φ2) at φ2. Since θ (φ2) has a relationship represented by θ (φ1) and equation (21), it can be averaged as equation (22) to obtain the angle output of the rotation angle detector.

一方、故障診断部２７は記憶部２６に記憶されたＶａｄ＿Ｘ（φ１），Ｖａｄ＿Ｙ（φ１），Ｖａｄ＿Ｘ（φ２），Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）から故障を診断する。この時、φ1とφ２における信号ベクトルは、図３（ａ）の変換Ａで表されるように、大きさが同じで向きが反対であるベクトルであることを利用する。
例えば、Ｖａｄ＿Ｙ（φ１）とＶａｄ＿Ｙ（φ２）は、振幅は同じで符号が異なる量であるから、故障診断部２７において、閾値ΔＡ（＞０）を用いて
｜Ｖａｄ＿Ｙ（φ１）｜−｜Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）｜＜ΔＡ
であることと、符号の同異を確認することで故障が診断される。なお、閾値ΔＡは、回転角検出装置のサンプリング周期と、検出対象の回転磁場の回転の変化に応じて適切に調節する。 On the other hand, the failure diagnosis unit 27 diagnoses a failure from Vad_X (φ1), Vad_Y (φ1), Vad_X (φ2), and Vad_Y (φ2) stored in the storage unit 26. At this time, the signal vectors in φ1 and φ2 are utilized as vectors having the same magnitude and opposite directions as represented by the conversion A in FIG.
For example, since Vad_Y (φ1) and Vad_Y (φ2) have the same amplitude but different signs, the fault diagnosis unit 27 uses the threshold ΔA (> 0) to | Vad_Y (φ1) | − | Vad_Y ( φ2) | <ΔA
A failure is diagnosed by confirming the difference between the two and the sign. The threshold ΔA is appropriately adjusted according to the sampling period of the rotation angle detection device and the change in rotation of the rotating magnetic field to be detected.

例えば、Ｙ軸ＬＰＦ５２Ｙの出力がＶｆａｕｌｔに固定してしまって場合は、
Ｖａｄ＿Ｙ（φ１）＝Ｖｆａｕｌｔ
Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）＝Ｖｆａｕｌｔ
であるので、符号が同じとなってしまうことで故障検出が可能である。
なお、本実施例においても、実施例１乃至３と同様に、符号反転周期の半周期は、ホール素子のスピニングカレント法による駆動周期の整数倍であることが望ましい。 For example, if the output of the Y-axis LPF 52Y is fixed at Vfault,
Vad_Y (φ1) = Vfault
Vad_Y (φ2) = Vfault
Therefore, failure detection is possible by having the same sign.
In this embodiment, as in the first to third embodiments, it is desirable that the half cycle of the sign inversion cycle is an integral multiple of the driving cycle of the Hall element by the spinning current method.

図１８は、本発明に係る故障検出機能を有する回転角検出装置の実施例７（変換Ｂ）を説明するための構成ブロック図である。図１４、図１７と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。図１７と異なるのは、図１８は、第１の伝送部と第２の伝送部の構成を図１４と同じにしたことである。従って、ホール素子から第１の伝送部と第２の伝送部の動作は、実施例４と同じである。また、回転角情報算出部２４の動作は実施例６と同様である。 FIG. 18 is a configuration block diagram for explaining Example 7 (conversion B) of the rotation angle detection device having a failure detection function according to the present invention. Components having the same functions as those in FIGS. 14 and 17 are denoted by the same reference numerals. 18 differs from FIG. 17 in that the configuration of the first transmission unit and the second transmission unit is the same as that in FIG. Therefore, the operations of the first transmission unit and the second transmission unit from the Hall element are the same as those in the fourth embodiment. The operation of the rotation angle information calculation unit 24 is the same as that in the sixth embodiment.

そして、Ｘ軸ＬＰＦ５２ＸとＹ軸ＬＰＦ５２ＹによってＡＤ化されたＸ軸成分とＹ軸成分は、φ１、φ２において以下のように表される。
Ｖａｄ＿Ｘ（φ１）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｘ
Ｖａｄ＿Ｙ（φ１）＝４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｙ
Ｖａｄ＿Ｘ（φ２）＝４・Ｇ_ｘ・Ｖ_ｈｙ
Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）＝４・Ｇ_ｙ・Ｖ_ｈｘ
そして、Ｖａｄ＿Ｘ（φ１），Ｖａｄ＿Ｙ（φ１），Ｖａｄ＿Ｘ（φ２），Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）は、角度算出部２５と記憶部２６に出力される。そして、角度算出部２５は、φ１において、角度θ（φ１）を、φ２においてθ（φ２）を算出する。θ（φ２）はθ（φ１）と式（５１）の関係で表すことができるので、式（５２）のように平均化して、回転角検出装置の角度出力とすればよい。 The X-axis component and the Y-axis component converted into AD by the X-axis LPF 52X and the Y-axis LPF 52Y are expressed as follows in φ1 and φ2.
Vad_X (φ1) = 4 · G _x · V _hx
Vad_Y (φ1) = 4 · G _y · V _hy
Vad_X (φ2) = 4 · G _x · V _hy
Vad_Y (φ2) = 4 · G _y · V _hx
Then, Vad_X (φ1), Vad_Y (φ1), Vad_X (φ2), and Vad_Y (φ2) are output to the angle calculation unit 25 and the storage unit 26. Then, the angle calculator 25 calculates the angle θ (φ1) at φ1 and θ (φ2) at φ2. Since θ (φ2) can be expressed by the relationship of θ (φ1) and equation (51), it can be averaged as equation (52) to obtain the angle output of the rotation angle detection device.

一方、故障診断部２７は、記憶部２６に記憶されたＶａｄ＿Ｘ（φ１），Ｖａｄ＿Ｙ（φ１），Ｖａｄ＿Ｘ（φ２），Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）から故障を診断する。この時、φ1とφ２における信号ベクトルは、図３（ｂ）の変換Ｂで表されるように、成分がＸＹで入れ替わっていることを利用する。
例えば、Ｖａｄ＿Ｘ（φ１）とＶａｄ＿Ｙ（φ２）は、第１の伝送部と第２の伝送部の切り替えによって同じベクトル成分が検出されている（ゲインの誤差はないものとする）。したがって、故障診断部２７において、実施例６と同様に閾値ΔＡ（＞０）を用いて
｜Ｖａｄ＿Ｘ（φ１）｜−｜Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）｜＜ΔＡ
であることと、符号の同異を確認することで故障が診断される。 On the other hand, the failure diagnosis unit 27 diagnoses a failure from Vad_X (φ1), Vad_Y (φ1), Vad_X (φ2), and Vad_Y (φ2) stored in the storage unit 26. At this time, the signal vectors at φ1 and φ2 use the fact that the components are replaced by XY as represented by the conversion B in FIG.
For example, in Vad_X (φ1) and Vad_Y (φ2), the same vector component is detected by switching between the first transmission unit and the second transmission unit (assuming that there is no gain error). Therefore, the failure diagnosis unit 27 uses the threshold value ΔA (> 0) as in the sixth embodiment, and | Vad_X (φ1) | − | Vad_Y (φ2) | <ΔA
A failure is diagnosed by confirming the difference between the two and the sign.

例えば、Ｙ軸増幅器３５Ｙの出力が正常でなく、経年変化によりＶｄｄと短絡した故障が発生したとすると、第２のチョッパ回路４３Ｙによって
Ｖａｄ＿Ｘ（φ１）＝４・Ｇｘ・Ｖｈｘ
Ｖａｄ＿Ｙ（φ２）＝０
であるので、振幅がΔＡよりも大きいことで第２の伝送部の故障検出が可能である。 For example, if the output of the Y-axis amplifier 35Y is not normal and a failure has occurred that is shorted to Vdd due to secular change, the second chopper circuit 43Y causes Vad_X (φ1) = 4 · Gx · Vhx.
Vad_Y (φ2) = 0
Therefore, failure detection of the second transmission unit is possible when the amplitude is larger than ΔA.

第１の伝送部の故障も同様に、Ｖａｄ＿Ｙ（φ１）とＶａｄ＿Ｘ（φ２）から検出が可能である。
なお、本実施例においても、先の実施例４乃至５と同様に、ＸＹ切替回路の切り替え周期の半周期は、ホール素子のスピニングカレント法による駆動周期の整数倍であることが望ましい。 Similarly, the failure of the first transmission unit can be detected from Vad_Y (φ1) and Vad_X (φ2).
Also in the present embodiment, as in the fourth to fifth embodiments, it is desirable that the half cycle of the switching cycle of the XY switching circuit is an integral multiple of the driving cycle of the Hall element by the spinning current method.

以上、本発明により、Ｘ軸ホール素子とＹ軸ホール素子の出力信号の符号反転する符号反転部を有する伝送部を備えたことで、伝送部や後段の回転角情報算出部の故障を検出することができる。また、同様に、第１の伝送部と第２の伝送部を切り替えるためのスイッチング回路を備えたことで、伝送部や後段の回転角情報算出部の故障を検出することができる。 As described above, according to the present invention, by including the transmission unit having the sign inversion unit that inverts the sign of the output signal of the X-axis Hall element and the Y-axis Hall element, the failure of the transmission unit and the subsequent rotation angle information calculation unit is detected. be able to. Similarly, by providing a switching circuit for switching between the first transmission unit and the second transmission unit, it is possible to detect a failure in the transmission unit or the rotation angle information calculation unit in the subsequent stage.

また、本発明によると、回転角検出装置を利用している状態での故障検出を行うことが可能となる。この本発明による効果は、特に、車載用途向けといった安全要求が厳しい用途で使用される回転角検出装置においては、非常に有益なものである。
また、本発明によると、回転角検出装置におけるアナログ回路、デジタル回路の双方の広い範囲に亘る故障を簡単な回路の追加で実現できる。 In addition, according to the present invention, it is possible to detect a failure while using the rotation angle detection device. This effect according to the present invention is very beneficial particularly in a rotation angle detection device used in an application requiring strict safety such as an in-vehicle application.
Further, according to the present invention, failure over a wide range of both the analog circuit and the digital circuit in the rotation angle detection device can be realized by adding a simple circuit.

なお、本発明は、上述した各実施例に記載の回路構成に限られるものではない。例えば、図１１では、ＡＤ変換器をＸ，Ｙ両軸で別箇のものとして利用しているが、Ｘ，Ｙ両軸で共通のＡＤ変換器を利用した場合でも上述したデータレジスタにおける故障を判定できることは明らかである。
また例えば、図１１のＸ，Ｙ軸変調回路及びＸ，Ｙ復調回路による符号反転は、ＡＤ変換器の前としたが、ＡＤ変換器の後段に、ＡＤ変換器の出力の符号を反転する符号反転部を備え、符号反転部の出力をＸデータレジスタ、Ｙデータレジスタに入力する場合でも上述したデータレジスタにおける故障を判定できる。このような場合も本発明に含まれるものである。 Note that the present invention is not limited to the circuit configurations described in the above embodiments. For example, in FIG. 11, the AD converter is used as a separate unit for both the X and Y axes. However, even when a common AD converter is used for both the X and Y axes, the above-described failure in the data register is detected. It is clear that it can be determined.
Further, for example, the sign inversion by the X, Y axis modulation circuit and the X, Y demodulation circuit in FIG. 11 is performed before the AD converter, but a code for inverting the sign of the output of the AD converter at the subsequent stage of the AD converter. Even when an inverting unit is provided and the output of the sign inverting unit is input to the X data register and the Y data register, the failure in the data register described above can be determined. Such a case is also included in the present invention.

また、以上の実施例において、ホール素子のスピニングカレント法による駆動は、ＰＨ０，ＰＨ９０，ＰＨ２７０，ＰＨ１８０の４つの状態を駆動する手法としたが、２つの状態のみによる駆動法もある。つまり、ＰＨ０とＰＨ９０の組み合わせや、ＰＨ０とＰＨ１８０の組み合わせによる駆動手法などである。このような駆動手法の場合も本発明の範囲に含まれる。 In the above embodiment, the Hall element is driven by the spinning current method using the four driving states PH0, PH90, PH270, and PH180. However, there is a driving method using only two states. That is, a driving method using a combination of PH0 and PH90 or a combination of PH0 and PH180. Such a driving method is also included in the scope of the present invention.

また、例えば、記憶部が記憶する回転角情報算出部の出力（回転角θ又は回転角θを算出するためのＸ軸成分とＹ軸成分）は、φ１又はφ２におけるどちらか一方の出力だけでも良い。例えば、記憶部がφ1における回転角情報算出部の出力を記憶した場合、故障診断部は、記憶部に記憶されたφ1における回転角情報算出部の出力と、記憶部に記憶されていないφ２における回転角情報算出部の出力とを利用して故障診断を行う。記憶部に記憶される回転角情報算出部の出力がφ2における出力だけの場合も同様である。つまり、本発明は、これまでに記載された実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれる。即ち、当業者であればなし得るであろう各種変形や修正を含むことは勿論である。 Further, for example, the output of the rotation angle information calculation unit stored in the storage unit (the X-axis component and the Y-axis component for calculating the rotation angle θ or the rotation angle θ) can be obtained by either one of the outputs at φ1 or φ2. good. For example, when the storage unit stores the output of the rotation angle information calculation unit at φ1, the failure diagnosis unit outputs the rotation angle information calculation unit at φ1 stored in the storage unit and the φ2 not stored in the storage unit. Fault diagnosis is performed using the output of the rotation angle information calculation unit. The same applies when the output of the rotation angle information calculation unit stored in the storage unit is only the output at φ2. That is, the present invention is not limited to the embodiments described so far, and design changes within a range not departing from the gist of the present invention are included in the present invention. That is, it goes without saying that various modifications and corrections that can be made by those skilled in the art are included.

また、本発明の説明において磁気センサとしてホール素子を利用した回転角検出装置を実施例として説明したが、ＭＲ素子やＭＩ素子などを利用した場合でも、磁場によって検出された信号ベクトルに対して、符号反転又はＸＹ切り替えを行う構成があれば、ホール素子に限らず本発明が利用できる。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の技術的範囲は、上述した実施例に記載の技術的範囲には限定されない。上述した実施例に多様な変更又は改良を加えることも可能であり、そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Further, in the description of the present invention, the rotation angle detection device using a Hall element as a magnetic sensor has been described as an example. However, even when an MR element, an MI element, or the like is used, for a signal vector detected by a magnetic field, If there is a configuration that performs sign inversion or XY switching, the present invention is not limited to the Hall element.
As mentioned above, although the Example of this invention was described, the technical scope of this invention is not limited to the technical scope as described in the Example mentioned above. It is also possible to add various changes or improvements to the above-described embodiments, and it is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention. It is.

１回転磁石
２集積回路（シリコン基板）
３ホール素子
４磁気集束板
１１ＸＸ軸ホール素子
１１ＹＹ軸ホール素子
１２座標変換部
１３ＸＸ軸増幅器
１３ＹＹ軸増幅器
１４角度算出部
２１ＸＸ軸ホール素子
２１ＹＹ軸ホール素子
２２ＸＸ符号反転部
２２ＹＹ符号反転部
２３ＸＸデータ伝送部
２３ＹＹデータ伝送部
２４回転角情報算出部
２４ＸＸ軸成分算出部
２４ＹＹ軸成分算出部
２５角度算出部
２６記憶部
２７故障診断部
３１Ｘ，３１Ｙ反転動作部
３２Ｘ，３２Ｙ検知タイミング信号受信部
３３Ｘ，３３Ｙ検知タイミング信号発生部
３４ＸＸ軸変調回路
３４ＹＹ軸変調回路
３５ＸＸ軸増幅器
３５ＹＹ軸増幅器
３６ＸＸ軸復調回路
３６ＹＹ軸復調回路
３７ＸＸ軸積分器
３７ＹＹ軸積分器
３８ＸＸ軸ＡＤ変換器
３８ＹＹ軸ＡＤ変換器
３９ＸＸデータレジスタ
３９ＹＹデータレジスタ
４１Ｘ，４１Ｙ第１のチョッパ回路
４２第１のＸＹ切替回路
４３Ｘ，４３Ｙ第２のチョッパ回路
４４第２のＸＹ切替回路
５１ＸＸ軸ΔΣ変調器
５１ＹＹ軸ΔΣ変調器
５２ＸＸ軸ＬＰＦ
５２ＹＹ軸ＬＰＦ 1 Rotating magnet 2 Integrated circuit (silicon substrate)
3 Hall element 4 Magnetic focusing plate 11X X-axis Hall element 11Y Y-axis Hall element 12 Coordinate conversion unit 13X X-axis amplifier 13Y Y-axis amplifier 14 Angle calculation unit 21X X-axis Hall element 21Y Y-axis Hall element 22X X sign inversion unit 22Y Y Sign inversion unit 23X X data transmission unit 23Y Y data transmission unit 24 Rotation angle information calculation unit 24X X-axis component calculation unit 24Y Y-axis component calculation unit 25 Angle calculation unit 26 Storage unit 27 Fault diagnosis unit 31X, 31Y Inversion operation unit 32X, 32Y Detection timing signal receiver 33X, 33Y Detection timing signal generator 34X X-axis modulation circuit 34Y Y-axis modulation circuit 35X X-axis amplifier 35Y Y-axis amplifier 36X X-axis demodulation circuit 36Y Y-axis demodulation circuit 37X X-axis integrator 37Y Y-axis Integrator 38X X-axis AD converter 38Y Y-axis AD converter 39X X data register 39Y Data register 41X, 41Y the first chopper circuit 42 first XY switch circuit 43X, 43Y second chopper circuit 44 second XY switch circuit 51X X-axis ΔΣ modulator 51Y Y axis ΔΣ modulator 52X X-axis LPF
52Y Y axis LPF

Claims

A first magnetoelectric conversion element and a second magnetoelectric conversion element disposed on the plane perpendicular to the rotation center axis of the rotating body at a predetermined angle with respect to the rotation axis; In the rotation angle detection device configured to calculate information on the rotation angle of the rotating body based on the output of the magnetoelectric conversion element and the output of the second magnetoelectric conversion element,
Connected to the first magnetoelectric transducer, does not invert the output of the first magnetic transducer at a predetermined time, and inverts the output of the first magnetoelectric transducer at a time different from the predetermined time A first transmission unit having a first sign inversion unit for
Connected to the second magnetoelectric transducer, does not invert the output of the second magnetic transducer at the predetermined time, and inverts the output of the second magnetoelectric transducer at a time different from the predetermined time A second transmission unit having a second sign inverting unit for causing
Calculating an X-axis component for calculating a rotation angle of the rotating body from an output of the first transmission unit and a Y-axis component for calculating the rotation angle from an output of the second transmission unit; A rotation angle information calculation unit for calculating the rotation angle based on the X-axis component and the Y-axis component;
A storage unit for storing the rotation angle or the X-axis component and the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time and / or the predetermined time;
Comparison between the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time Or
The X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time are calculated. Comparison with the X-axis component or the Y-axis component, or
Comparison between the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time stored in the storage unit and the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time Or
The X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time stored in the storage unit, and the rotation angle information calculation unit at the predetermined time Comparison with the X-axis component or the Y-axis component, or
The rotation angle information calculation unit at a time different from the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and the predetermined time stored in the storage unit is calculated. Comparison with the rotation angle, or
The X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and the rotation at a time different from the predetermined time stored in the storage unit A failure diagnosis unit that detects a failure of the rotation angle detection device by comparing with the X-axis component or the Y-axis component calculated by an angle information calculation unit;
The failure diagnosis unit
Based on whether the difference between the rotation angle at the predetermined time and the rotation angle at a time different from the predetermined time is within a predetermined range,
Alternatively, the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component at the predetermined time and the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component at a time different from the predetermined time. Whether the difference is within a predetermined range, and the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component at the predetermined time and the sign of the X-axis component or the Y at a time different from the predetermined time Based on the difference with the sign of the axis component,
A rotation angle detection device that detects a failure of the rotation angle detection device.

The first transmission unit includes a first inversion operation unit that operates the first sign inversion unit, and the first inversion operation unit receives a signal related to a timing at which failure detection is performed. A timing signal receiver, wherein the first inversion operation unit operates the first sign inversion unit based on an output of the first detection timing signal reception unit;
The second transmission unit includes a second inversion operation unit that operates the second sign inversion unit, and the second inversion operation unit receives a signal related to a timing at which failure detection is performed. The timing signal receiving unit is provided, and the second inverting operation unit operates the second code inverting unit based on an output of the second detection timing signal receiving unit. Rotation angle detector.

The half cycle of the inversion operation cycle of the first and second sign inverting units is an integral multiple of the driving cycle of the first and second magnetoelectric transducers according to the spinning current method. The rotation angle detection device according to 2.

A first magnetoelectric conversion element and a second magnetoelectric conversion element disposed on the plane perpendicular to the rotation center axis of the rotating body at a predetermined angle with respect to the rotation axis; In the rotation angle detection device configured to calculate information on the rotation angle of the rotating body based on the output of the magnetoelectric conversion element and the output of the second magnetoelectric conversion element,
A first transmission unit connected to the first magnetoelectric transducer;
A second transmission unit connected to the second magnetoelectric transducer;
Switching for switching between the first transmission unit and the second transmission unit at a time different from the predetermined time without switching between the first transmission unit and the second transmission unit at a predetermined time Circuit,
Calculating an X-axis component for calculating a rotation angle of the rotating body from an output of the first transmission unit and a Y-axis component for calculating the rotation angle from an output of the second transmission unit; A rotation angle information calculation unit for calculating the rotation angle based on the X-axis component and the Y-axis component;
A storage unit for storing the rotation angle or the X-axis component and the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time and / or the predetermined time;
Comparison between the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time Or
The X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time are calculated. Comparison with the X-axis component or the Y-axis component, or
Comparison between the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time stored in the storage unit and the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time Or
The X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at a time different from the predetermined time stored in the storage unit, and the rotation angle information calculation unit at the predetermined time Comparison with the X-axis component or the Y-axis component, or
The rotation angle information calculation unit at a time different from the rotation angle calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and the predetermined time stored in the storage unit is calculated. Comparison with the rotation angle, or
The X-axis component or the Y-axis component calculated by the rotation angle information calculation unit at the predetermined time stored in the storage unit and the rotation at a time different from the predetermined time stored in the storage unit A failure diagnosis unit that detects a failure of the rotation angle detection device by comparing with the X-axis component or the Y-axis component calculated by an angle information calculation unit;
The failure diagnosis unit
Based on whether the difference between the rotation angle at the predetermined time and the rotation angle at a time different from the predetermined time is within a predetermined range,
Alternatively, the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component at the predetermined time and the absolute value of the X-axis component or the absolute value of the Y-axis component at a time different from the predetermined time. Whether the difference is within a predetermined range, and the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component at the predetermined time and the sign of the X-axis component or the Y at a time different from the predetermined time Based on the difference with the sign of the axis component,
A rotation angle detection device that detects a failure of the rotation angle detection device.

The first and second transmission units include a switching operation unit that operates the switching circuit, and the switching operation unit includes a detection timing signal reception unit that receives a signal related to a timing for performing failure detection, and the switching operation. The rotation angle detection device according to claim 4, wherein the unit operates the switching circuit based on an output of the detection timing signal reception unit.

6. The rotation angle detection device according to claim 4, wherein a half cycle of a switching cycle of the switching circuit is an integral multiple of a driving cycle of the first and second magnetoelectric transducers by a spinning current method. .

The first transmission unit includes an X-axis modulation circuit that modulates an output signal of the first magnetoelectric transducer, and an X-axis demodulation circuit that demodulates a signal from the X-axis modulation circuit;
The second transmission unit includes a Y-axis modulation circuit that modulates an output signal of the second magnetoelectric transducer, and a Y-axis demodulation circuit that demodulates a signal from the Y-axis modulation circuit. The rotation angle detection device according to any one of claims 1 to 6.

The rotation angle information calculation unit includes a first integrator that integrates an output of the first transmission unit, and a second integrator that integrates an output of the second transmission unit. The rotation angle detecting device according to any one of claims 1 to 7.

The rotation angle information calculation unit includes a first AD converter that performs AD conversion on an output of the first transmission unit, a first register that holds an output of the first AD converter, and the second 8. The apparatus according to claim 1, further comprising: a second AD converter that AD converts the output of the transmission unit; and a second register that holds the output of the second AD converter. The rotation angle detection device described in 1.

A first magnetoelectric conversion element and a second magnetoelectric conversion element disposed on the plane perpendicular to the rotation center axis of the rotating body at a predetermined angle with respect to the rotation axis; In a failure detection method of a rotation angle detection device configured to calculate information on the rotation angle of the rotating body based on the output of the magnetoelectric conversion element and the output of the second magnetoelectric conversion element,
At a predetermined time, the X-axis component for calculating the rotation angle of the rotating body from the output of the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element, and the second magnetoelectric conversion element are connected. Calculating a Y-axis component for calculating the rotation angle from the output of the second transmission unit, and calculating the rotation angle based on the X-axis component and the Y-axis component;
Obtained by inverting the output of the first magnetoelectric conversion element at a time different from the predetermined time by a first sign inverting unit of the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element. The X-axis component for calculating the rotation angle from the output of the first transmission unit, and the second sign inversion unit of the second transmission unit connected to the second magnetoelectric conversion element, A Y-axis component for calculating the rotation angle is calculated from the output of the second transmission unit obtained by inverting the output of the second magnetoelectric conversion element, and based on these X-axis component and Y-axis component A second step of calculating the rotation angle;
The rotation angle obtained in the first step and the rotation angle obtained in the second step, or the X-axis component or the Y-axis component obtained in the first step, and the first A third step of detecting a failure of the rotation angle detection device by comparing with the X-axis component or the Y-axis component obtained in step 2;
The third step includes
Based on whether the difference between the rotation angle in the first step and the rotation angle in the second step is within a predetermined range,
Alternatively, the difference between the absolute value of the X-axis component or the Y-axis component in the first step and the absolute value of the X-axis component or the Y-axis component in the second step is a predetermined value. And whether the sign of the X-axis component or the Y-axis component in the first step and the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component in the second step. Based on the differences,
A failure detection method for a rotation angle detection device, comprising the step of detecting a failure of the rotation angle detection device.

The second step includes operating the first and second sign inversion units with the first and second inversion operation units; and the first and second inversion operation units with the first and second inversion units. A step of receiving a signal related to the timing at which failure detection is performed by the detection timing signal receiving unit, wherein the first inversion operation unit is configured to output the first detection timing signal based on the output of the first detection timing signal receiving unit. Operate the sign inversion unit,
11. The rotation angle detecting device according to claim 10, wherein the second inversion operation unit operates the second sign inversion unit based on an output of the second detection timing signal receiving unit. Detection method.

In the second step, the half period of the inversion operation period of the outputs of the first and second magnetoelectric conversion elements by the first and second code inverting units is spinning of the first and second magnetoelectric conversion elements. 12. The failure detection method for a rotation angle detection device according to claim 10 or 11, further comprising a step of inverting so as to be an integral multiple of a driving cycle by a current method.

In the first step and the second step, an output signal of the first magnetoelectric transducer is modulated by an X-axis modulation circuit, and a signal from the X-axis modulation circuit is demodulated by an X-axis demodulation circuit. And a step of modulating an output signal of the second magnetoelectric transducer by a Y-axis modulation circuit, and a step of demodulating a signal from the Y-axis modulation circuit by a Y-axis demodulation circuit. A failure detection method for a rotation angle detection device according to any one of claims 10 to 12.

The first step and the second step include a step of integrating the output of the X-axis demodulation circuit by an X-axis integrator and a step of integrating the output of the Y-axis demodulation circuit by a Y-axis integrator. The failure detection method for a rotation angle detection device according to claim 13, wherein

The first step and the second step, after the step of demodulating the signal from the X-axis modulation circuit, AD converting the output of the X-axis demodulation circuit by an X-axis AD converter; After the step of holding the output of the X-axis AD converter by the data register and the step of demodulating the signal from the Y-axis modulation circuit, the output of the Y-axis demodulation circuit is AD-converted by the Y-axis AD converter. 14. The failure detection method for a rotation angle detection device according to claim 13, further comprising a step of holding an output of the Y-axis AD converter by a Y data register.

A first magnetoelectric conversion element and a second magnetoelectric conversion element disposed on the plane perpendicular to the rotation center axis of the rotating body at a predetermined angle with respect to the rotation axis; In a failure detection method for a rotation angle detection device configured to calculate information on the rotation angle of the rotating body based on the output of the magnetoelectric conversion element and the output of the second magnetoelectric conversion element,
At a predetermined time, the X-axis component for calculating the rotation angle of the rotating body from the output of the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element, and the second magnetoelectric conversion element are connected. Calculating a Y-axis component for calculating the rotation angle from the output of the second transmission unit, and calculating the rotation angle based on the X-axis component and the Y-axis component;
At a time different from the predetermined time, the first transmission unit connected to the first magnetoelectric conversion element and the second transmission unit connected to the second magnetoelectric conversion element are mutually connected by a switching circuit. The X-axis component for calculating the rotation angle from the output of the first transmission unit obtained by switching to, and the Y-axis component for calculating the rotation angle from the output of the second transmission unit A second step of calculating the rotation angle based on the X-axis component and the Y-axis component;
The rotation angle obtained in the first step and the rotation angle obtained in the second step, or the X-axis component or the Y-axis component obtained in the first step, and the first A third step of detecting a failure of the rotation angle detection device by comparing with the X-axis component or the Y-axis component obtained in step 2;
The third step includes
Based on whether the difference between the rotation angle in the first step and the rotation angle in the second step is within a predetermined range,
Alternatively, the difference between the absolute value of the X-axis component or the Y-axis component in the first step and the absolute value of the X-axis component or the Y-axis component in the second step is a predetermined value. And whether the sign of the X-axis component or the Y-axis component in the first step and the sign of the X-axis component or the sign of the Y-axis component in the second step. Based on the differences,
A failure detection method for a rotation angle detection device, comprising the step of detecting a failure of the rotation angle detection device.

The second step includes a step of operating the switching circuit by a switching operation unit, and a step of the switching operation unit receiving a signal related to a timing at which failure detection is performed by a detection timing signal receiving unit, and the switching 17. The failure detection method for a rotation angle detection device according to claim 16, wherein the operation unit operates the switching circuit based on an output of the detection timing signal reception unit.

The second step is a step of switching so that a half cycle of a switching cycle of the switching circuit is an integral multiple of a driving cycle of the first and second magnetoelectric transducers by a spinning current method. The failure detection method of the rotation angle detection apparatus of Claim 16 or 17.