JP6672804B2 - 回転角検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転角検出装置に関する。

例えば、モータ等の回転体の回転角度は、様々な制御に用いられている。モータの回転角度を検出する回転角検出装置として特許文献１がある。
特許文献１には、モータの回転子の回転位置を検出するセンサが接続される評価ユニットを備えるようにしたことが開示されている。評価ユニットは、上記センサでの検出結果を加算及び減算して更新するカウンタによって表すための計数ユニットを設けるようにしている。そして、特許文献１では、評価ユニットに複数の計数ユニットを設けて計数ユニットの冗長化を図ることによって、評価ユニットにおける上記センサの検出結果の信頼性を向上させている。

欧州特許第２０５０６５８号明細書

その他、評価ユニットにおける上記センサの検出結果の信頼性をさらに向上させる場合、例えば、複数の上記センサを設けるようにし、それぞれ一つのセンサがそれぞれ一つの計数ユニットに割り当てられるようにすればよい。このことは、冗長化を目的としてはいないが、特許文献１においても開示されている。このように、評価ユニットにおける上記センサの検出結果の信頼性を向上させる観点で改良の余地が残されている。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出結果の信頼性を向上させることができる回転角検出装置を提供することにある。

上記課題を解決する回転角検出装置は、回転体の回転の状態を示す状態情報を出力する複数の検出部と、検出部から状態情報が入力されることにより回転体の回転の状態を示すように回転体の回転の状態の変化に基づきカウンタ値を更新する複数のカウンタ部と、検出部及びカウンタ部が動作に必要な電力を供給する複数の電源部とを備えている。そして、複数のカウンタ部のそれぞれは、複数の検出部のうち異なる検出部と接続されているとともに複数の電源部のうち異なる電源部と接続されるようにしている。

例えば、カウンタ部に異常が生じた場合、その原因は、カウンタ部自体の異常の他、各カウンタ部に接続されている検出部の異常、さらには各カウンタ部に接続されている電源部の異常も考えられる。各カウンタ部に接続されている検出部又は電源部の異常の場合、これら検出部又は電源部が冗長化されていなければ、カウンタ部を冗長化していたとしても回転角検出装置としての機能が冗長化されなくなってしまう。

その点、上記構成によれば、カウンタ部の冗長化に加えて検出部及び電源部についても冗長化されている。そして、何れかのカウンタ部に異常が生じた場合、その原因がカウンタ部自体に限らず、検出部又は電源部の異常であったとしても異常の生じていない残りの検出部によって回転角検出装置としての機能が冗長化されるようになる。これにより、回転角検出装置において生じうると考えられる異常のうち、カウンタ部、検出部、電源部において生じる異常については冗長化を図ることができ、検出部での検出結果の信頼性を向上させることができる。

こうした複数のカウンタ部の一例は、接続されている電源部とともにそれぞれ個別にパッケージ化された状態の電子部品あるいは、接続されている電源部とともにそれぞれ個別にチップ化された状態で共にパッケージ化された状態の電子部品である。

例えば、回転角検出装置内において、各カウンタ部、各電源部の間で、空間距離や沿面距離、すなわち絶縁距離の確保が十分でなければ、各カウンタ部、各電源部のどこかで異常が生じた場合、異常が生じた部位の影響でつられて異常が生じてしまうことも考えられる。

その点、上記構成のように、複数のカウンタ部が電源部とともに個別にパッケージ化されていれば、複数の電子部品の間で絶縁距離を考慮しなくても絶縁対策を施すことができるようになる。例えば、何れかの電子部品のどこかで異常が生じたことによる影響が、異常が生じた電子部品と個別にパッケージ化されている他の電子部品にまで及んでしまうことを抑制できるようになる。これと同様、複数のカウンタ部が電源部とともにチップ化されていれば、複数のチップ化された電子部品の間で絶縁距離を考慮しなくても絶縁対策を施すことができるようになる。この場合、複数のチップ化された電子部品が共にパッケージ化されていたとしても、何れかのチップ化された電子部品のどこかで異常が生じたことによる影響が、異常が生じた電子部品と個別にチップ化されている電子部品にまで及んでしまうことを抑制できるようになる。そのため、互いにパッケージ化されたカウンタ部及び電源部や互いにチップ化されたカウンタ部及び電源部の間では、異常が生じたことによる影響が互いに及び難くすることができ、各カウンタ部及び各電源部において生じる異常について好適に冗長化を図ることができる。

上記回転角検出装置において、複数の電源部は、それぞれで電源性能を異ならせている。より具体的には、電源性能は、瞬断時に機能停止となる瞬断時閾時間のことである。
上記構成によれば、瞬断時の状況では、複数の電源部について機能停止しているものとしていないものとが混在している場合と、複数の電源部の何れもが機能停止している場合とが作り出される。そして、瞬断時のなかでも、複数の電源部について機能停止しているものとそうでないものとが混在している状況は、複数のカウンタ部の間で電源部が共通化されている場合、当該電源部が機能停止しているか否か判定し難く、その影響を受けて回転角検出装置が本来の性能を発揮しえない状況と言える。

その点、上記構成によれば、複数のカウンタ部の間で電源部が共通化されている場合に当該電源部が機能停止しているか否か判定し難い状況であっても、複数の電源部について機能停止しているものとそうでないものとが混在している状況として好適に検出することができるようになる。そして、例えば、回転角検出装置が本来の性能を発揮しえない状況では、各検出部や各カウンタ部から得られる結果を用いた制御を制限する等して、各検出部での検出結果の信頼性の低下を抑制することができる。

本発明によれば、検出結果の信頼性を向上させることができる。

第１実施形態におけるＥＣＵについてその電気的構成を示すブロック図。 各電源回路についてそれぞれの電源性能を示す表。 瞬断時について異常と判定する態様を示す表。 第１実施形態の別形態におけるＥＣＵについてその電気的構成を示すブロック図。 第２実施形態におけるＥＣＵについてその電気的構成を示すブロック図。 第２実施形態の別形態におけるＥＣＵについてその電気的構成を示すブロック図。

（第１実施形態）
以下、回転角検出装置の第１実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施形態の回転角検出装置は、例えば、回転体としてのモータの回転子（モータ軸）の回転位置、すなわち回転角度を検出し、車両の操舵機構にモータのトルクを付与することによりユーザーのステアリング操作を補助するパワステ制御等を実行する制御ユニット（以下、「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」という）１０である。

ＥＣＵ１０は、マイコン１１と、センサＩＣ（Integrated Circuit）１２と、カウンタ回路１３と、ＥＣＵ用電源回路１４とを備えている。マイコン１１は、マイクロプロセッシングユニット等からなり、例えば、モータへの駆動電力の供給を制御する。モータへの駆動電力の電力源は、例えば、車両に搭載されているバッテリ１５の電力である。マイコン１１には、電子回路やフリップフロップ等を組み合わせた論理回路をパッケージ化して構成されるセンサＩＣ１２及びカウンタ回路１３が接続されている。なお、センサＩＣ１２及びカウンタ回路１３は、樹脂等の絶縁材料により外部と絶縁された状態で個別にパッケージ化されている。本実施形態において、センサＩＣ１２及びカウンタ回路１３は電子部品の一例である。

また、マイコン１１には、バッテリ１５から供給される電力である供給電圧を降圧して定電圧を供給するＥＣＵ用電源回路１４が接続されている。バッテリ１５とＥＣＵ用電源回路１４との間には、バッテリ１５からの電力の通電（オン）及び遮断（オフ）を切り替えるイグニッション１６が設けられている。マイコン１１には、イグニッション１６がオンされるとＩＧオン信号が入力される。これにより、マイコン１１は、各種処理を実行することができるように起動する。また、マイコン１１には、イグニッション１６がオフされるとＩＧオフ信号が入力される。これにより、マイコン１１は、各種処理を中断又は終了して停止する。

センサＩＣ１２には、バッテリ１５が直結されている。すなわち、センサＩＣ１２には、イグニッション１６のオン及びオフに関係なく、バッテリ１５から電力が常時供給されるようになっている。また、センサＩＣ１２には、角度センサＡＳＡが内蔵されている。角度センサＡＳＡは、マイコン１１にも接続されている。角度センサＡＳＡとしては、ＭＲセンサが採用されている。角度センサＡＳＡは、モータのモータ軸の相対回転角度θに応じてｓｉｎθａ及びｃｏｓθａの２つのアナログ信号を生成する。

カウンタ回路１３には、バッテリ１５が直結されている。すなわち、カウンタ回路１３には、イグニッション１６のオン及びオフに関係なく、バッテリ１５から電力が常時供給されるようになっている。また、カウンタ回路１３には、角度センサＢＳＢが接続されている。角度センサＢＳＢは、マイコン１１にも接続されている。なお、角度センサＢＳＢは、ＥＣＵ１０内において、センサＩＣ１２及びカウンタ回路１３とは独立して設けられている。角度センサＢＳＢとしては、角度センサＡＳＡと同様、ＭＲセンサが採用されている。角度センサＢＳＢは、角度センサＡＳＡと検出対象を同一とし、当該検出対象における相対回転角度θに応じてｓｉｎθｂ及びｃｏｓθｂの２つのアナログ信号を生成する。

次に、センサＩＣ１２及びカウンタ回路１３の機能について説明する。
図１に示すように、センサＩＣ１２は、電源回路Ａ２０と、回転カウンタＡ２１と、通信インターフェース（以下、「Ｉ／Ｆ」という）２２とを備えている。また、カウンタ回路１３は、電源回路Ｂ３０と、回転カウンタＢ３１と、通信インターフェース（以下、「Ｉ／Ｆ」という）３２とを備えている。なお、電源回路Ａ２０及び電源回路Ｂ３０は電源部の一例である。また、回転カウンタＡ２１及び回転カウンタＢ３１はカウンタ部の一例である。

各電源回路Ａ２０，Ｂ３０は、それぞれに接続されている各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢ、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１、及び各Ｉ／Ｆ２２，３２への駆動電力の供給、すなわち通電を制御するトランジスタ等を組み合わせたスイッチ回路である。各電源回路Ａ２０，Ｂ３０は、それぞれバッテリ１５に直結されており、イグニッション１６のオン及びオフに関係なく、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢ、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１、及び各Ｉ／Ｆ２２，３２へ駆動電力を供給することができるようになっている。角度センサＡＳＡは、電源回路Ａ２０から通電があった場合に２つのアナログ信号をマイコン１１と及び回転カウンタＡ２１に対して出力する。また、角度センサＢＳＢは、電源回路Ｂ３０から通電があった場合に２つのアナログ信号をマイコン１１及び回転カウンタＢ３１に対して出力する。なお、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢは検出部の一例である。また、相対回転角度θに応じたｓｉｎθａ及びｃｏｓθａの２つのアナログ信号は回転体の回転の状態を示す状態情報の一例である。

各電源回路Ａ２０，Ｂ３０は、予め定めた周期で各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢへ通電するように間欠動作を実行する。また、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０は、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１及び各Ｉ／Ｆ２２，３２へ常に通電するように常時動作を実行する。各電源回路Ａ２０，Ｂ３０は、バッテリ１５から供給される電力である供給電圧を降圧して定電圧を供給する。

本実施形態では、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０として、それぞれで電源性能を異ならせた２つが採用されている。具体的に、図２に例示するように、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０の間では、電源容量を異ならせており、例えば、バッテリ１５の瞬断時に駆動電力を供給可能にするコンデンサの容量を異ならせている。図２の例では、電源回路Ａ２０として、電源回路Ｂ３０と比較して電源容量（上記コンデンサの容量）が大きいものを採用している。すなわち、瞬断発生から機能停止までの瞬断時閾時間として、電源回路Ａ２０（１０ｍｓ）では、電源回路Ｂ３０（５ｍｓ）と比較して長くなるものを採用している。

図２の例では、図３に示すように、バッテリ１５の瞬断発生からの経過時間ｔに応じて、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０が駆動電力を供給可能（「○」）又は駆動電力を供給不能（「×」）の何れかとなっている。この例の場合、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０が共に駆動電力を供給可能な期間（共に「○」）、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０のうち電源回路Ａ２０のみが駆動電力を供給可能な期間（電源回路Ａ２０のみ「○」）、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０が共に駆動電力を供給不能な期間（共に「×」）が存在する。

また、センサＩＣ１２において、回転カウンタＡ２１は、角度センサＡＳＡが出力した２つのアナログ信号に基づき回転カウンタ値Ｃｒａの計数とともに記憶をするフリップフロップ等を組み合わせた論理回路である。また、カウンタ回路１３において、回転カウンタＢ３１は、角度センサＢＳＢが出力した２つのアナログ信号に基づき回転カウンタ値Ｃｒｂの計数とともに記憶をするフリップフロップ等を組み合わせた論理回路である。各回転カウンタ値Ｃｒａ，Ｃｒｂは、検出対象であるモータのモータ軸の基準位置に対して、例えば、時計周りと反対方向に１週する毎に１加算（＋１）され、時計周り方向に１週する毎に１減算（−１）されるようにして更新される。各回転カウンタ値Ｃｒａ，Ｃｒｂは、検出対象であるモータのモータ軸の基準位置を第１象限と第４象限の境界と定める場合、第１象限から第４象限への変化が検出されると１加算され、第４象限から第１象限への変化が検出されると１減算される。そして、回転カウンタＡ２１は、角度センサＡＳＡから２つのアナログ信号が入力される毎に回転カウンタ値ＣｒａをＩ／Ｆ２２に対して出力する。また、回転カウンタＢ３１は、角度センサＢＳＢから２つのアナログ信号が入力される毎に回転カウンタ値ＣｒｂをＩ／Ｆ３２に対して出力する。

また、センサＩＣ１２において、電源回路Ａ２０及び回転カウンタＡ２１には、Ｉ／Ｆ２２が接続されている。すなわち、Ｉ／Ｆ２２に回転カウンタＡ２１から入力される回転カウンタ値Ｃｒａは、Ｉ／Ｆ２２を介してマイコン１１に対して出力される。また、Ｉ／Ｆ２２には、マイコン１１から回転カウンタ値Ｃｒａの取得を要求するカウンタ値要求信号が入力される。カウンタ値要求信号は、Ｉ／Ｆ２２を介して回転カウンタＡ２１に対して出力される。回転カウンタＡ２１は、マイコン１１からカウンタ値要求信号が入力されると、回転カウンタ値ＣｒａをＩ／Ｆ２２を介してマイコン１１に対して出力する。

また、カウンタ回路１３において、電源回路Ｂ３０及び回転カウンタＢ３１には、Ｉ／Ｆ３２が接続されている。すなわち、Ｉ／Ｆ３２に回転カウンタＢ３１から入力される回転カウンタ値Ｃｒｂは、Ｉ／Ｆ３２を介してマイコン１１に対して出力される。また、Ｉ／Ｆ３２には、マイコン１１から回転カウンタ値Ｃｒｂの取得を要求するカウンタ値要求信号が入力される。カウンタ値要求信号は、Ｉ／Ｆ３２を介して回転カウンタＢ３１に対して出力される。回転カウンタＢ３１は、マイコン１１からカウンタ値要求信号が入力されると、回転カウンタ値ＣｒｂをＩ／Ｆ３２を介してマイコン１１に対して出力する。

そして、マイコン１１は、角度センサＡＳＡ又は角度センサＢＳＢから取得される２つのアナログ信号からアークタンジェントを求めることにより相対回転角度θを算出する。また、マイコン１１は、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢが接続されている回転カウンタＡ２１又は回転カウンタＢ３１から取得される回転カウンタ値Ｃｒａ又は回転カウンタ値Ｃｒｂに基づきモータのモータ軸の多回転（実際）の回転角度（以下、「モータ絶対回転角度」という）を検出する。この場合、相対回転角度θに対して、「３６０°」に対応する回転カウンタ値Ｃｒａ又は回転カウンタ値Ｃｒｂを乗算した値を加算することによって、モータのモータ軸の回転方向とともにモータ絶対回転角度が得られる。その後、マイコン１１は、モータ絶対回転角度を、モータが取り付けられる間に介在される減速機の減速比を考慮し、例えば、ステアリングシャフトの多回転（実際）の回転角度に換算する等してモータの駆動の制御等、各種制御に用いる。

マイコン１１は、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢに異常がない場合又は角度センサＢＳＢに異常がある場合、角度センサＡＳＡの検出結果に基づき相対回転角度θを算出する。この場合、マイコン１１は、センサＩＣ１２から入力される回転カウンタ値Ｃｒａを用いてモータ絶対回転角度を得ることとなる。一方、マイコン１１は、角度センサＡＳＡに異常がある場合、角度センサＢＳＢの検出結果に基づきカウンタ回路１３（回転カウンタＢ３１）によって相対回転角度θを算出する。この場合、マイコン１１は、カウンタ回路１３から入力される回転カウンタ値Ｃｒｂを用いてモータ絶対回転角度を得ることとなる。

例えば、マイコン１１は、ＩＧオン信号の入力後、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢからのアナログ信号の最初の入力時、それぞれに算出して求められる相対回転角度θを比較して各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢに異常があるか否かを判定する異常判定を実行する。この場合、マイコン１１は、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢに基づき求められる相対回転角度θの差が所定閾値を逸脱している場合に異常と判定する一方、当該相対回転角度θの差が所定閾値内に収まっている場合に異常でないと判定する。なお、所定閾値には、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢの個体差を考慮していくらかの許容範囲を設けて異常であるか否かを判定することができる範囲の値が設定される。また、マイコン１１は、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢに異常があると判定する場合、そのときのモータのモータ軸に基づく期待角との差が大きい（期待角から離れている）方の相対回転角を特定し、当該相対回転角の算出元の角度センサに異常があることを判定する。

また、マイコン１１は、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１に異常がない場合又は回転カウンタＢ３１に異常がある場合、角度センサＡＳＡの検出結果に基づきセンサＩＣ１２から入力される回転カウンタ値Ｃｒａを用いてモータ絶対回転角度を得ることとなる。一方、マイコン１１は、回転カウンタＡ２１に異常がある場合、角度センサＢＳＢの検出結果に基づきカウンタ回路１３から入力される回転カウンタ値Ｃｒｂを用いてモータ絶対回転角度を得ることとなる。

例えば、マイコン１１は、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１からの回転カウンタ値Ｃｒａ，Ｃｒｂを比較して各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１に異常があるか否かを判定する異常判定を実行する。この場合、マイコン１１は、各回転カウンタ値Ｃｒａ，Ｃｒｂが一致しない場合に異常と判定する一方、各回転カウンタ値Ｃｒａ，Ｃｒｂが一致する場合に異常でないと判定する。また、マイコン１１は、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１に異常があると判定する場合、そのときのモータのモータ軸に基づく期待角との差が大きい（期待角から離れている）方の回転カウンタ値を特定し、当該回転カウンタ値の出力元の回転カウンタに異常があることを判定する。

また、マイコン１１は、バッテリ１５の瞬断時、瞬断発生からの経過時間ｔに応じて、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢの検出結果に基づき算出される相対回転角度θ、及びセンサＩＣ１２やカウンタ回路１３から入力される各回転カウンタ値Ｃｒａ，Ｃｒｂが異常であるか否か判定する異常判定を実行する。

例えば、図２の例の場合、図３に示すように、異常判定において、マイコン１１は、瞬断発生から電源回路Ｂ３０の瞬断時閾時間（５ｍｓ）が経過するまでの間、瞬断時であっても相対回転角度θ及び各回転カウンタ値Ｃｒａ，Ｃｒｂに異常がない（正常）ことを判定する。このように判定される間は、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０が共に駆動電力を供給可能な期間である。この場合、マイコン１１は、瞬断発生前の状態を引き継いでモータ絶対回転角度を得ることとなる。

一方、異常判定において、マイコン１１は、瞬断発生から電源回路Ｂ３０の瞬断時閾時間（５ｍｓ）の経過後、電源回路Ａ２０の瞬断時閾時間（１０ｍｓ）が経過するまでの間、瞬断によって相対回転角度θ及び各回転カウンタ値Ｃｒａ，Ｃｒｂに異常があることを判定する。このように判定される間は、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０のうち電源回路Ａ２０のみが駆動電力を供給可能な期間である。また、異常判定において、マイコン１１は、瞬断発生から電源回路Ａ２０の瞬断時閾時間（１０ｍｓ）の経過後、瞬断によって相対回転角度θ及び各回転カウンタ値Ｃｒａ，Ｃｒｂに異常があることを判定する。このように判定される間は、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０が共に駆動電力を供給不能な期間である。この場合、マイコン１１は、モータ絶対回転角度を用いた制御の実行を制限する等のフェイルセーフ制御を実行する。

以上に説明した本実施形態によれば、以下に示す作用及び効果を奏する。
（１）例えば、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１に異常が生じた場合、その原因は、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１自体の異常の他、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１に接続されている角度センサの異常、さらには各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１に接続されている電源回路の異常も考えられる。各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１に接続されている角度センサ又は電源回路の異常の場合、これら角度センサ又は電源回路が冗長化されていなければ、回転カウンタを冗長化していたとしてもＥＣＵ１０としての機能、すなわちモータのモータ軸の回転角度（モータ絶対回転角度）を得る回転角検出装置としての機能が冗長化されなくなってしまう。

その点、本実施形態によれば、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１の冗長化に加えて各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢ及び各電源回路Ａ２０，Ｂ３０についても冗長化されている。そして、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１のうち何れかに異常が生じた場合、その原因が各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１自体に限らず、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢ又は各電源回路Ａ２０，Ｂ３０の異常であったとしても異常の生じていない残りの角度センサによって回転角検出装置としての機能が冗長化されるようになる。これにより、ＥＣＵ１０において生じうると考えられる異常のうち、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢ、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０において生じる異常については冗長化を図ることができ、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢでの検出結果の信頼性を向上させることができる。

（２）例えば、ＥＣＵ１０内において、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０の間で、空間距離や沿面距離、すなわち絶縁距離の確保が十分でなければ、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０のどこかで異常が生じた場合、異常が生じた部位の影響でつられて異常が生じてしまうことも考えられる。

そこで、本実施形態では、電源回路Ａ２０と回転カウンタＡ２１とがセンサＩＣ１２としてパッケージ化されて絶縁対策が施されている。また、電源回路Ｂ３０と回転カウンタＢ３１とがカウンタ回路１３としてパッケージ化されて絶縁対策が施されている。

このように、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１が接続されている各電源回路Ａ２０，Ｂ３０とともに個別にパッケージ化されていれば、センサＩＣ１２とカウンタ回路１３との間で絶縁距離を考慮しなくても絶縁対策を施すことができるようになる。例えば、センサＩＣ１２のどこかで異常が生じたことによる影響が、センサＩＣ１２と個別にパッケージ化されているカウンタ回路１３にまで及んでしまうことを抑制できるようになる。そのため、互いにパッケージ化された各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１及び各電源回路Ａ２０，Ｂ３０の間では、異常が生じたことによる影響が互いに及び難くすることができ、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１及び各電源回路Ａ２０，Ｂ３０において生じる異常について好適に冗長化を図ることができる。

（３）図２に例示するように、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０では、瞬断時閾時間を異ならせるように構成することによって電源性能を異ならせるようにしている。
そのため、図３に示すように、瞬断時の状況では、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０について機能停止しているものとしていないものとが混在している場合と、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０の何れもが機能停止している場合とが作り出される。そして、瞬断時のなかでも、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０について機能停止しているものとしていないものとが混在している状況は、センサＩＣ１２及びカウンタ回路１３で電源回路が共通化されている場合、当該電源回路が機能停止しているか否か判定し難く、その影響を受けてＥＣＵ１０が回転角検出装置として本来の性能を発揮しえない状況と言える。

その点、本実施形態では、センサＩＣ１２及びカウンタ回路１３で電源回路が共通化されている場合に当該電源回路が機能停止しているか否か判定し難い状況であっても、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０について機能停止しているものとしていないものとが混在している状況として好適に検出することができるようになる。そして、ＥＣＵ１０が回転角検出装置として本来の性能を発揮しえない状況では、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢや各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１から得られる結果を用いた制御を制限する等して、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢでの検出結果の信頼性の低下を抑制することができる。

（４）上記（２）の作用及び効果に対して、センサＩＣ１２とカウンタ回路１３との間で絶縁距離を考慮しなくても絶縁対策を施すことができるようにする観点においては、図４に示すように、カウンタ回路１３に接続されている角度センサＢＳＢがセンサＩＣ１２内に設けられるようにした別形態にて実現することができる。なお、一般的に各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢは、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０や各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１よりも小さく構成することができる。この場合には、角度センサＢＳＢがセンサＩＣ１２内に設けられるように構成したとしても角度センサＡＳＡや電源回路Ａ２０や回転カウンタＡ２１に対して絶縁距離の確保が容易であると言える。この構成では、上記（２）の作用及び効果を奏するとともに、上記（１）及び（３）の作用及び効果を奏する。

（第２実施形態）
次に、回転角検出装置の第２実施形態について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成などは、同一の符号を付すなどして、その重複する説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態のセンサＩＣ１２は、角度センサＡＳＡと、電源回路Ａ２０と、回転カウンタＡ２１と、Ｉ／Ｆ２２とがチップ化された状態のチップＡ４０を備えている。また、本実施形態のセンサＩＣ１２は、角度センサＢＳＢと、電源回路Ｂ３０と、回転カウンタＢ３１と、Ｉ／Ｆ３２とがチップ化された状態のチップＢ５０を備えている。なお、各チップＡ４０，Ｂ５０は、樹脂等の絶縁材料により外部と絶縁されるとともに、樹脂等の絶縁材料により各チップＡ４０，Ｂ５０内の部品間が絶縁された状態で個別にチップ化された状態で共にパッケージ化されている。本実施形態において、各チップＡ４０，Ｂ５０は電子部品の一例である。

本実施形態のチップＡ４０は、上記第１実施形態におけるセンサＩＣ１２の機能を有している。また、本実施形態のチップＢ５０のうち、電源回路Ｂ３０と、回転カウンタＢ３１と、Ｉ／Ｆ３２とは、上記第１実施形態におけるカウンタ回路１３の機能を有している。すなわち、チップＢ５０は、上記第１実施形態におけるカウンタ回路１３の機能を含んでいる。

以上に説明した本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１）及び（３）の作用及び効果に加えて、以下の作用及び効果を得ることができる。
（５）本実施形態では、角度センサＡＳＡと電源回路Ａ２０と回転カウンタＡ２１とがチップＡ４０としてチップ化されて絶縁対策が施されている。また、角度センサＢＳＢと電源回路Ｂ３０と回転カウンタＢ３１とがチップＢ５０としてチップ化されて絶縁対策が施されている。

このように、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１が接続されている各電源回路Ａ２０，Ｂ３０とともに個別にチップ化されていれば、各チップＡ４０，Ｂ５０が共にパッケージ化されていたとしても絶縁対策を施すことができるようになる。例えば、チップＡ４０のどこかで異常が生じたことによる影響が、チップＡ４０と個別にチップ化されているチップＢ５０にまで及んでしまうことを抑制できるようになる。そのため、互いにチップ化された各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１及び各電源回路Ａ２０，Ｂ３０の間では、異常が生じたことによる影響が互いに及び難くすることができ、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１及び各電源回路Ａ２０，Ｂ３０において生じる異常について好適に冗長化を図ることができる。

（６）上記（５）の作用及び効果に対して、各チップＡ４０，Ｂ５０の間で絶縁距離を考慮しなくても絶縁対策を施すことができるようにする観点においては、図６に示すように、各チップＡ４０，Ｂ５０に設けられている各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢを各チップＡ４０，Ｂ５０がパッケージ化されている電子部品外に設けるようにした別形態にて実現することができる。この場合、各チップＡ４０，Ｂ５０がパッケージ化されている電子部品は、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢが設けられていないことから上記第１実施形態で例示したカウンタ回路１３である。なお、上述したように、一般的に各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢは、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０や各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１よりも小さく構成することができる。この場合には、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢがカウンタ回路１３の外部に設けられるように構成したとしても各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢの間で絶縁距離の確保が容易であると言える。この構成では、上記（５）の作用及び効果を奏するとともに、上記（１）及び（３）の作用及び効果を奏する。

なお、各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・各電源回路Ａ２０，Ｂ３０では、互いに瞬断時閾時間が異なっていれば具体的な時間を変更してもよい。また、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０では、電源回路Ａ２０が電源回路Ｂ３０よりも先に機能停止するように設定を変更してもよい。

・各電源回路Ａ２０，Ｂ３０の電源性能は、瞬断時に機能停止するタイミングを互いに異ならせることができればよく、電源容量以外の点に注目してもよい。また、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０の電源性能は、耐用年数を互いに異ならせるようにしてもよい。この場合、各電源回路Ａ２０，Ｂ３０が同時故障する可能性を低減することができる。

・各電源回路Ａ２０，Ｂ３０には、電源性能を同一とした２つを採用してもよい。この場合であっても、上記（１），（２），（４），（５），（６）の作用及び効果を奏することができる。

・第１実施形態では、角度センサＡＳＡをセンサＩＣ１２外に設けるようにしてもよい。この場合、センサＩＣ１２は、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢが設けられていないことから同第１実施形態で例示したカウンタ回路１３と同様、カウンタ回路と言うことができる。この場合であっても、上記（１）〜（３）の作用及び効果を奏することができる。

・第２実施形態及びその別形態では、チップＡ４０が構成されている場合、電源回路Ｂ３０と、回転カウンタＢ３１と、Ｉ／Ｆ３２とがチップ化されていなくてもよい。同じく、チップＢ５０が構成されている場合には、電源回路Ａ２０と、回転カウンタＡ２１と、Ｉ／Ｆ２２とがチップ化されていなくてもよい。

・各実施形態及びそれぞれの別形態では、絶縁距離を十分に確保可能であれば、パッケージ化やチップ化していなくてもよい。
・各実施形態及びそれぞれの別形態では、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１には、それぞれ一つの角度センサとそれぞれ一つの電源回路とが接続されることとしたが、それぞれ複数の角度センサとそれぞれ複数の電源回路とが接続されるようにしてもよい。また、各回転カウンタＡ２１，Ｂ３１には、角度センサと電源回路のうちいずれかについてのみ複数が接続されるようにしてもよい。また、各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢや各電源回路Ａ２０，Ｂ３０には、それぞれ複数の回転カウンタが接続されるようにしてもよい。すなわち、第１実施形態及びその別形態では、パッケージ内でも電源回路や回転カウンタの冗長化を図ることができる。また、第２実施形態及びその別形態では、チップ内でも電源回路や回転カウンタの冗長化を図ることができる。

・マイコン１１は、通常、角度センサＡＳＡ、電源回路Ａ２０、及び回転カウンタＡ２１を用いてモータのモータ軸の回転角度を得るようにし、角度センサＡＳＡ、電源回路Ａ２０、及び回転カウンタＡ２１に異常が生じるまでは角度センサＢＳＢ、電源回路Ｂ３０、及び回転カウンタＢ３１を用いないようにしてもよい。この場合、角度センサＡＳＡや回転カウンタＡ２１についての異常判定は、前回値との比較等によって実現すればよい。

・各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢは、ＥＣＵ１０の外部に設けられていてもよい。
・センサＩＣ１２やカウンタ回路１３は、マイクロプロセッシングユニット等からなるマイコンによって実現してもよい。

・各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢとしてＭＲセンサを用いたが、ホールセンサを用いてもよく、レゾルバを用いてもよい。
・各角度センサＡＳＡ，ＢＳＢでは、モータのモータ軸の回転角度以外に、例えば、車両のステアリングシャフトの回転角度を検出するようにしたり、車両に搭載される操舵機構のラックアンドピニオン機構におけるピニオンシャフトの回転角度を検出したりすることもできる。

１０…ＥＣＵ、１２…センサＩＣ、１３…カウンタ回路、２０…電源回路Ａ、２１…回転カウンタＡ、３０…電源回路Ｂ、３１…回転カウンタＢ、４０…チップＡ、５０…チップＢ、ＳＡ…角度センサＡ、ＳＢ…角度センサＢ。

Claims (4)

1. 回転体の回転の状態を示す状態情報を出力する複数の検出部と、
   前記検出部から前記状態情報が入力されることにより前記回転体の回転の状態を示すように前記回転体の回転の状態の変化に基づきカウンタ値を更新する複数のカウンタ部と、
   前記検出部及び前記カウンタ部が動作に必要な電力を供給する複数の電源部と、を備え、
   前記複数のカウンタ部のそれぞれは、前記複数の検出部のうち異なる検出部と接続されているとともに前記複数の電源部のうち異なる電源部と接続されており、
   前記複数の電源部は、それぞれで電源性能を異ならせている回転角検出装置。
2. 前記複数のカウンタ部は、接続されている前記電源部とともにそれぞれ個別にパッケージ化された状態の電子部品である請求項１に記載の回転角検出装置。
3. 前記複数のカウンタ部は、接続されている前記電源部とともにそれぞれ個別にチップ化された状態で共にパッケージ化された状態の電子部品である請求項１に記載の回転角検出装置。
4. 前記電源性能は、瞬断時に機能停止となる瞬断時閾時間のことである請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の回転角検出装置。
   

Images