WO2018207698A1 - 回転角度検出器付き電動機、電動機の回転角度検出器、及び、電動機の回転角度検出器の故障を検知する方法 - Google Patents

回転角度検出器付き電動機、電動機の回転角度検出器、及び、電動機の回転角度検出器の故障を検知する方法 Download PDF

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rotation
current
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軍安 都
勤 阿部
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/007—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor wherein the position is detected using the ripple of the current caused by the commutation
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    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/0094—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors wherein the position is detected using the ripple of the current caused by the commutator
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor with a rotation angle detector, a rotation angle detector of the electric motor, and a method for detecting a failure of the rotation angle detector of the electric motor.
  • This apparatus includes a voltage controller that adjusts a power supply voltage and applies a voltage according to a command voltage V1 to a DC motor, a speed detector that outputs a detection speed proportional to an actual rotational speed of the DC motor, and a DC motor.
  • a current detector that amplifies the motor current and outputs a detected current.
  • the detection speed is zero based on the command voltage, detection speed, and detection current, the cause is due to the failure of the speed detector, or a large rotational load suddenly acts on the DC motor.
  • a speed detection abnormality determination device is provided for determining whether or not the error occurs.
  • the above-mentioned device does not detect the voltage between the terminals of the DC motor, if the voltage between the terminals is abnormal, it is erroneously determined whether or not the cause of the detection speed being zero is due to the failure of the speed detector. There is a risk of judging. In addition, even when the current detector is abnormal, it may be erroneously determined whether or not the cause that the detection speed is zero is due to the failure of the speed detector.
  • An apparatus includes an electric motor and a rotation angle detector that detects a rotation angle of the electric motor, and the electric motor includes a commutator including a plurality of commutator pieces, and the rotation angle.
  • the detector calculates the rotational angular velocity of the motor based on the detection result of the voltage detector that detects the voltage between the terminals of the motor and the detection result of the current detector that detects the current flowing through the motor.
  • a ripple detection unit that detects a ripple component included in a current flowing through the motor, the voltage detection unit, the current detection unit, and the voltage detection unit based on the output of the ripple detection unit
  • a failure detection unit that detects a failure of each of the ripple detection units, and the failure detection unit includes: the voltage detection unit, the current detection unit, and the ripple detection unit. Chino two outputs when the state and the remaining one output indicates normal rotation does not indicate normal rotation continues for a predetermined time period, it is determined that one said residue Rino has failed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a rotation angle detector 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the rotation angle detector 100 is a device that detects the rotation angle of the electric motor 10.
  • the rotation angle detector 100 detects the rotation angle of the electric motor 10 based on the voltage V between the terminals of the electric motor 10 and the current Im flowing through the electric motor 10.
  • the electric motor 10 is a DC commutator motor provided with a commutator.
  • the electric motor 10 is used, for example, for raising and lowering the window of an automobile, adjusting the angle of a door mirror, adjusting the air flow rate in an air conditioner, adjusting the optical axis of a headlight, and the like.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the commutator 20.
  • the commutator 20 includes eight commutator pieces 20a separated from each other by slits 20s.
  • the slit angle ⁇ c which is the central angle of the arc of each commutator piece 20a, is about 45 degrees.
  • the electric motor 10 is connected to a power source through four switches SW1 to SW4.
  • the switch SW1 and the switch SW3 are configured to rotate forward clockwise when the switch SW1 and the switch SW3 are closed, and to rotate counterclockwise when the switch SW2 and switch SW4 are closed. .
  • the current flowing through the forward rotating motor 10 has a positive value
  • the current flowing through the reverse rotating motor 10 has a negative value
  • the switch SW2 and the switch SW3 are closed, the current flowing through the forward rotating motor 10 has a negative value
  • the current flowing through the reverse rotating motor 10 has a positive value.
  • the electric motor 10 and the current detection unit 10b exist in a closed loop.
  • the electric resistance value of the electric motor 10 is sufficiently large, even if the two terminals of the electric motor 10 are short-circuited, the electric motor 10 rotates with inertia.
  • the electric resistance value is small, the electric motor 10 rapidly decelerates when the two terminals of the electric motor 10 are short-circuited.
  • a closed loop that passes through the resistor may be formed.
  • the voltage detector 10a detects the voltage V between the terminals of the electric motor 10.
  • the current detection unit 10 b detects the current Im flowing through the electric motor 10.
  • the rotation angle detector 100 mainly includes a voltage filter unit 30, a rotation angular velocity calculation unit 31, a rotation angle calculation unit 32, a current filter unit 33, a first signal generation unit 34, a second signal generation unit 35, and a rotation information calculation unit. 36, elements such as a failure detection unit 38 are included. Each element may be configured by an electric circuit or may be configured by software.
  • the voltage filter unit 30 smoothes the waveform of the inter-terminal voltage V output from the voltage detection unit 10a.
  • the voltage filter unit 30 smoothes the waveform of the voltage V between the terminals so that the rotation angular velocity calculation unit 31 can accurately calculate the rotation angular velocity of the electric motor 10.
  • the voltage filter unit 30 is a low-pass filter, and outputs an inter-terminal voltage V ′ from which a high-frequency component in the waveform of the inter-terminal voltage V output by the voltage detection unit 10 a is removed as noise.
  • the rotation angular velocity calculation unit 31 calculates the rotation angular velocity of the electric motor 10 based on the voltage V ′ between the terminals of the electric motor 10 and the current Im flowing through the electric motor 10. In the example of FIG. 1, the rotational angular velocity calculation unit 31 calculates the rotational angular velocity ⁇ based on Expression (1).
  • Ke is a counter electromotive voltage constant
  • Rm is an internal resistance of the electric motor 10
  • Lm is an inductance of the electric motor 10
  • dIm / dt is a single derivative of the current Im.
  • the single differentiation of the current Im is, for example, the difference between the previous value of the current Im and the current value of the current Im.
  • the rotation angular velocity calculation unit 31 calculates the rotation angular velocity ⁇ of the electric motor 10 at a constant control cycle, and outputs the calculated rotation angular velocity ⁇ to the rotation angle calculation unit 32.
  • the rotation angle calculation unit 32 calculates the rotation angle of the electric motor 10.
  • the rotation angle calculation unit 32 calculates the rotation angle ⁇ based on Expression (2).
  • the rotation angle calculation unit 32 calculates the rotation angle ⁇ by accumulating the rotation angular velocity ⁇ output by the rotation angular velocity calculation unit 31 at every constant control cycle, and outputs a rotation angle signal that is a signal related to the calculated rotation angle ⁇ . Output to the second signal generator 35.
  • the rotation angle calculation unit 32 resets the rotation angle ⁇ to zero according to the synchronization command from the second signal generation unit 35.
  • the current filter unit 33 outputs a ripple component Ir that is a specific frequency component included in the current Im output from the current detection unit 10b.
  • the current filter unit 33 constitutes a ripple detection unit RD.
  • the current filter unit 33 is configured by, for example, a bandpass filter that passes the frequency of the ripple component Ir so that the first signal generation unit 34 can detect the ripple component Ir of the current Im.
  • the current filter unit 33 configured by a band-pass filter removes frequency components other than the ripple component Ir from the waveform of the current Im output from the current detection unit 10b.
  • the ripple component Ir used in the present embodiment is generated due to contact / separation between the commutator piece 20a and the brush. Therefore, the angle at which the electric motor 10 rotates during one cycle of the ripple component Ir is equal to the slit-to-slit angle ⁇ c.
  • the first signal generation unit 34 generates a signal estimated from the waveform of the ripple component Ir that the electric motor 10 has rotated by a certain angle. This signal is a signal corresponding to the period of the ripple component Ir.
  • the fixed angle may be an angle corresponding to one cycle of the ripple component Ir or an angle corresponding to a half cycle.
  • a signal (first pulse signal Pa) estimated from the waveform of the ripple component Ir is generated.
  • the first signal generation unit 34 constitutes a ripple detection unit RD.
  • the first signal generation unit 34 generates the first pulse signal Pa based on the waveform of the ripple component Ir output from the current filter unit 33.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an example of timing at which the first signal generation unit 34 generates the first pulse signal Pa.
  • the first signal generator 34 generates a first pulse signal Pa for each cycle of the ripple component Ir.
  • the first pulse signal Pa is generated every time the ripple component Ir exceeds the reference current value Ib.
  • the first pulse signal Pa is generated at times t1, t2, t3,. T1, T2, T3,..., Tn, etc. indicate the period of the ripple component Ir, and the first signal generator 34 generates the first pulse signal for ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3,. Shows the rotation angle ⁇ .
  • the rotation angle ⁇ is a value calculated by the rotation angle calculation unit 32.
  • the first signal generator 34 typically includes the first pulse signal Pa every time the rotation angle ⁇ increases by the slit-to-slit angle ⁇ c, that is, when the rotation angular velocity ⁇ is not zero. Is generated.
  • the first signal generation unit 34 typically does not generate the first pulse signal Pa when the rotation angle ⁇ continues to be zero, that is, when the rotation angular velocity ⁇ continues to be zero.
  • the first signal generator 34 cannot detect the ripple component Ir and detect the first pulse signal Pa, for example, when the current Im and its ripple component Ir become small during the inertia rotation period after the motor 10 is powered off. May not be generated.
  • the first signal generation unit 34 may erroneously generate the first pulse signal Pa according to the inrush current. Such generation omission or erroneous generation of the first pulse signal Pa reduces the reliability of information related to the rotation of the electric motor 10 output by the rotation angle detector 100 (hereinafter referred to as “rotation information”).
  • the second signal generation unit 35 can generate a signal representing the rotation angle of the electric motor 10 with higher accuracy.
  • the second signal generation unit 35 generates a signal indicating that the electric motor 10 has rotated by a predetermined angle. For example, the second signal generation unit 35 generates the second pulse signal for each inter-slit angle ⁇ c based on the rotation angle signal output from the rotation angle calculation unit 32 and the first pulse signal Pa output from the first signal generation unit 34. Pb is generated.
  • the second pulse signal Pb is an example of information indicating that the electric motor 10 has rotated by a predetermined angle. Since the first pulse signal Pa is a signal estimated from only the waveform of the ripple component Ir, it may be erroneously output. On the other hand, since the second pulse signal Pb is a signal estimated from both the first pulse signal Pa and the rotation angle signal, the error can be reduced to a certain value or less.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of timing at which the second signal generation unit 35 generates the second pulse signal Pb.
  • the first threshold ⁇ u and the second threshold ⁇ d are thresholds for accepting the first pulse signal Pa, and are set based on, for example, the maximum phase difference between the rotation angle ⁇ and the actual rotation angle of the electric motor 10.
  • the second signal generator 35 generates a second pulse based on the first pulse signal Pa generated first by the first signal generator 34 when the rotation angle ⁇ is not less than the first threshold ⁇ u and less than the slit angle ⁇ c.
  • a signal Pb is generated.
  • the first threshold value ⁇ u may be a preset value or a dynamically set value.
  • FIG. 4 shows a reception range, which is an angle range in which the rotation angle ⁇ is greater than or equal to the first threshold ⁇ u and less than the inter-slit angle ⁇ c, as a dot pattern. In the example of FIG.
  • the rotation angles ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 5 when the first signal generation unit 34 generates the first pulse signals Pa1, Pa2, and Pa4 are equal to or greater than the first threshold ⁇ u and less than the inter-slit angle ⁇ c. That is, the remaining angles until each of the rotation angles ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 5 reaches the inter-slit angle ⁇ c is less than the angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is set based on the maximum error between the rotation angle ⁇ and the actual rotation angle of the electric motor 10.
  • the second signal generation unit 35 regards the first pulse signals Pa1, Pa2, and Pa4 generated by the first signal generation unit 34 at times t1, t2, and t5 as not noise.
  • the second signal generator 35 generates the second pulse signals Pb1, Pb2, and Pb4 at times t1, t2, and t5.
  • the second signal generator 35 outputs a synchronization command to the rotation angle calculator 32. If noise having the same frequency component as the ripple component Ir occurs when the rotation angle ⁇ is less than the slit-to-slit angle ⁇ c and greater than or equal to the first threshold value ⁇ u, an erroneous first pulse signal Pa is output, and the second There is a possibility that the pulse signal Pb is generated.
  • the true ripple component Ir is detected at the next timing, and the rotation angle detector 100 can detect the correct rotation angle. Therefore, the rotation angle detected by the rotation angle detector 100 returns to the correct rotation angle even if it is temporarily detected by noise due to noise. Further, the error range is less than the angle ⁇ , and there is no practical problem.
  • the second signal generation unit 35 generates the second pulse signal Pb when the rotation angle ⁇ reaches a predetermined angle.
  • the predetermined angle is, for example, the slit-to-slit angle ⁇ c.
  • the rotation angle ⁇ is an angle calculated by the rotation angle calculation unit 32 and includes an error.
  • the second pulse signals Pb3, Pb5, and Pb6 are generated when the absolute values of the rotation angles ⁇ 3, ⁇ 7, and ⁇ 9 reach the inter-slit angle ⁇ c at times t3, t7, and t9.
  • the second signal generator 35 outputs a synchronization command to the rotation angle calculator 32.
  • the rotation angle calculation unit 32 resets the rotation angle ⁇ to zero.
  • the second signal generation unit 35 generates the second pulse signal Pb2 and then does not receive the first pulse signal Pa, so that the absolute value of the rotation angle ⁇ is the slit-to-slit angle.
  • the second pulse signal Pb3 is generated.
  • the second signal generation unit 35 determines that the absolute value of the rotation angle ⁇ calculated by the rotation angle calculation unit 32 is the angle between the slits. As long as ⁇ c is reached, the second pulse signal Pb is generated. Therefore, generation omission of the first pulse signal Pa can be reliably prevented.
  • the second signal generator 35 does not generate the second pulse signal Pb when the rotation angle ⁇ when the first signal generator 34 generates the first pulse signal Pa is less than the second threshold ⁇ d.
  • the second threshold value ⁇ d may be a preset value or a dynamically set value. Such a situation typically occurs after the second pulse signal Pb is generated due to the rotation angle ⁇ reaching a predetermined angle.
  • FIG. 4 shows a reception range, which is an angle range in which the rotation angle ⁇ is greater than or equal to zero and less than the second threshold value ⁇ d, with a dot pattern. In the example of FIG.
  • the first signal generator 34 performs the first pulse.
  • a signal Pa3 is generated.
  • the rotation angle ⁇ 4 at this time is less than the second threshold value ⁇ d. That is, the rotation angle ⁇ 4 integrated after being reset at time t3 is still less than the angle ⁇ .
  • the second signal generation unit 35 can determine that the first pulse signal Pa3 generated by the first signal generation unit 34 at time t4 can be integrated with the second pulse signal Pb3 generated at time t3.
  • the second pulse signal Pb3 is generated because the rotation angle ⁇ calculated by the rotation angle calculation unit 32 has reached the inter-slit angle ⁇ c even though the actual rotation angle has not reached the inter-slit angle ⁇ c. Occurs when.
  • the time when the first pulse signal Pa3 is generated immediately after the generation of the second pulse signal Pb3 is the moment when the actual rotation angle reaches the inter-slit angle ⁇ c. For this reason, the second signal generation unit 35 outputs a synchronization command to the rotation angle calculation unit 32 when the first pulse signal Pa3 is generated.
  • the second signal generator 35 does not generate the second pulse signal Pb at time t4.
  • a broken-line arrow toward “x” in FIG. 4 indicates that the second pulse signal Pb is not generated based on the first pulse signal Pa3. The same applies to the broken-line arrow toward “X” in the other drawings.
  • the first signal generation unit 34 may generate the first pulse signal Pa continuously in a short time. As described above, in FIG. 3A, every time the ripple component Ir exceeds the reference current value Ib, the first signal generation unit 34 generates the first pulse signal Pa. Immediately before and immediately after the ripple component Ir exceeds the reference current value Ib, the first pulse signal Pa is erroneously generated even if minute noise is superimposed. In this case, the interval at which the first signal generator 34 generates the first pulse signal Pa is less than the angle ⁇ (second threshold ⁇ d). In the example of FIG. 4, the first signal generation unit 34 generates the first pulse signal Pa2 at time t2.
  • the second signal generator 35 generates the second pulse signal Pb2 and outputs a synchronization command to the rotation angle calculator 32.
  • the rotation angle calculation unit 32 resets the rotation angle ⁇ .
  • the first signal generator 34 generates the first pulse signal Pa2 ′ at time t2 ′.
  • the rotation angle ⁇ at time t2 ′ is less than the second threshold value ⁇ d.
  • the second signal generator 35 does not generate the second pulse signal Pb and does not output a synchronization command.
  • a broken-line arrow toward “x” in FIG. 4 indicates that the second pulse signal Pb is not generated based on the first pulse signal Pa3.
  • any of the first pulse signals Pa generated continuously in a short time reaches the inter-slit angle ⁇ c. It cannot be determined whether the first pulse signal Pa indicates that the operation has been performed. However, in this case, since the plurality of first pulse signals Pa are generated within a short period (less than the angle ⁇ ), the rotation angle ⁇ reached the inter-slit angle ⁇ c at the time of the first first pulse signal Pa. Even if it is considered, there is no problem in practical use. Further, even if the same noise occurs every time the ripple component Ir exceeds the reference current value Ib, the error is suppressed to less than the angle ⁇ . That is, no error is accumulated. For this reason, it is possible to suppress the error within a range where there is no practical problem.
  • the second signal generation unit 35 is configured so that the rotation angle ⁇ when the first signal generation unit 34 generates the first pulse signal Pa is greater than or equal to the second threshold ⁇ d and less than the first threshold ⁇ u, that is, the rotation angle.
  • ⁇ is within the angle range R1
  • the second pulse signal Pb is not generated, and a synchronization command is not output to the rotation angle calculation unit 32.
  • the rotation angle ⁇ 6 when the first signal generation unit 34 generates the first pulse signal Pa5 at time t6 is equal to or greater than the second threshold ⁇ d and less than the first threshold ⁇ u.
  • the second signal generation unit 35 can determine that the first pulse signal Pa5 is based on noise. Therefore, the second signal generation unit 35 does not generate the second pulse signal Pb at time t6 and does not output a synchronization command to the rotation angle calculation unit 32. That is, the influence of the first pulse signal Pa5 based on noise can be eliminated.
  • the second signal generator 35 does not generate the second pulse signal Pb when the rotation angle ⁇ when the first signal generator 34 generates the first pulse signal Pa is less than the second threshold ⁇ d. However, when the rotation angle ⁇ when the first signal generation unit 34 generates the first pulse signal Pa is less than the second threshold ⁇ d, the second signal generation unit 35 issues a synchronization command to the rotation angle calculation unit 32. There are cases where it is output and there is a case where a synchronization command is not output.
  • the two-signal generation unit 35 sends a synchronization command to the rotation angle calculation unit 32.
  • a plurality of first pulse signals Pa are generated when the rotation angle ⁇ is less than the second threshold ⁇ d. Then, the second and subsequent first pulse signals Pa are ignored. That is, the second signal generator 35 does not output a synchronization command.
  • the second pulse signal Pa is generated.
  • the signal generator 35 does not output a synchronization command. That is, when a plurality of first pulse signals Pa are generated while the first pulse signal Pa is less than the second threshold ⁇ d (angle ⁇ ), the second and subsequent first pulse signals Pa are ignored. That is, the second signal generator 35 does not output a synchronization command.
  • the rotation angle ⁇ 4 ′ when the first signal generation unit 34 generates the first pulse signal Pa3 ′ at time t4 ′ is less than the second threshold ⁇ d.
  • the first pulse signal Pa3 ′ is the second first pulse signal Pa after the most recent second pulse signal Pb3 is generated. Therefore, when receiving the first pulse signal Pa3 ′, the second signal generation unit 35 does not generate the second pulse signal Pb and does not output a synchronization command to the rotation angle calculation unit 32.
  • the rotation angle detector 100 can suppress the detection error of the rotation angle ⁇ of the electric motor 10 within a practically acceptable range. In particular, the rotation angle detector 100 does not accumulate errors. For this reason, regardless of the rotation speed of the electric motor 10, the error can be suppressed within a certain range.
  • the inventor discovered that the following premise is satisfied, and invented the rotation angle detector 100 described above. (1) The erroneous detection of the ripple component Ir due to minute noise is limited to just before or immediately after the ripple component Ir exceeds the reference current value Ib. In this case, the erroneous first pulse signal Pa is generated only for a short time before and after the correctly generated first pulse signal Pa (from before the angle ⁇ to after the angle ⁇ ).
  • the second signal generation unit 35 reduces the current Im and its ripple component Ir during the inertia rotation period after the power of the motor 10 is turned off, and the first signal generation unit 34 has a waveform of the ripple component Ir. Even if the first pulse signal Pa cannot be generated based on the second pulse signal Pb, the second pulse signal Pb can be generated.
  • the second signal generation unit 35 for example, generates an inrush current immediately after the motor 10 is turned on, and the first signal generation unit 34 erroneously generates the first pulse signal Pa according to the inrush current. Even in this case, the second pulse signal Pb corresponding to the first pulse signal Pa is not generated. That is, the influence of the first pulse signal Pa can be eliminated.
  • the second signal generation unit 35 generates the first pulse signal Pa even if the first signal generation unit 34 erroneously generates the first pulse signal Pa due to noise or the like.
  • the corresponding second pulse signal Pb is not generated, and a synchronization command is not output to the rotation angle calculation unit 32.
  • the rotation angle detector 100 calculates the rotation information of the motor 10 based on the second pulse signal Pb generated based on both the first pulse signal Pa and the rotation angle signal. Reliability can be improved.
  • the second signal generator 35 outputs a direction signal indicating the rotation direction of the electric motor 10.
  • the second signal generation unit 35 outputs a positive value as the rotation angle ⁇ if the rotation direction is the forward rotation direction, and outputs a negative value as the rotation angle ⁇ if the rotation direction is the reverse rotation direction.
  • the rotation angle ⁇ has a positive value when the current flowing through the electric motor 10 is a positive value, and has a negative value when the current flowing through the electric motor 10 is a negative value.
  • the rotation angle ⁇ has a positive value when the current flowing through the electric motor 10 has a negative value, and has a negative value when the current flowing through the electric motor 10 has a positive value.
  • the rotation information calculation unit 36 calculates rotation information of the electric motor 10.
  • the rotation information of the electric motor 10 includes, for example, a rotation amount (rotation angle) from the reference rotation position, a rotation number from the reference rotation position, and the like.
  • the rotation information of the electric motor 10 may be a value converted into the relative position of the upper edge of the window with respect to the reference position, the opening amount of the window, or the like.
  • statistical values such as an average value, maximum value, minimum value, and intermediate value of the rotational angular velocity ⁇ in a certain period may be included.
  • the rotation information calculation unit 36 calculates rotation information of the electric motor 10 based on the output of the second signal generation unit 35.
  • the amount of rotation after the rotation of the electric motor 10 is calculated by multiplying the number of second pulse signals Pb generated after the rotation of the electric motor 10 is multiplied by the inter-slit angle ⁇ c.
  • the rotation information calculation unit 36 determines whether to increment or decrement the number of second pulse signals Pb based on the direction signal output together with the second pulse signal Pb by the second signal generation unit 35.
  • the rotation information calculation unit 36 separately counts the number of second pulse signals Pb received together with the direction signal representing the forward rotation direction and the number of second pulse signals Pb received together with the direction signal representing the reverse rotation direction. Then, the rotation amount of the electric motor 10 may be calculated based on the difference between them.
  • the failure detection unit 38 detects a failure of the rotation angle detector 100.
  • the failure detection unit 38 determines whether or not the outputs of the voltage detection unit 10a, the current detection unit 10b, and the ripple detection unit RD as detection targets indicate normal rotation. The failure of each of the current detection unit 10b and the ripple detection unit RD is detected. When a failure is detected, a failure detection signal is output to the outside.
  • the failure detection unit 38 has an abnormal state where, for example, two outputs of the voltage detection unit 10a, the current detection unit 10b, and the ripple detection unit RD indicate normal rotation and the remaining one output does not indicate normal rotation. If it continues for a predetermined period, it is determined that the remaining one has failed.
  • the failure detection unit 38 is, for example, a first abnormal state in which the output of the voltage detection unit 10a indicates normal rotation, the output of the current detection unit 10b indicates normal rotation, and the output of the ripple detection unit RD does not indicate normal rotation. Is continued for a predetermined period, it is determined that the ripple detection unit RD has failed.
  • the ripple detector RD In the first abnormal state, for example, the ripple detector RD outputs the first pulse signal Pa even though the rotational angular velocity ⁇ calculated based on the outputs of the voltage detector 10a and the current detector 10b is not zero. It is not in the state.
  • the normal ranges of the current Im, the period T, and the voltage V between terminals are set in advance in a nonvolatile storage medium or the like, but may be calculated or set dynamically.
  • the normal range is a normal range during normal rotation of the electric motor 10 (hereinafter referred to as “first normal range”).
  • first normal range The normal range when the electric motor 10 is stopped is not included.
  • the failure detection unit 38 is, for example, within a voltage value range when the output of the voltage detection unit 10a is normal rotation, and out of a current value range when the output of the current detection unit 10b is normal rotation, In addition, when the second abnormal state in which a signal indicating normal rotation is output from the ripple detection unit RD continues for a predetermined period, it is determined that the current detection unit 10b has failed.
  • the current Im is first normal even though the inter-terminal voltage V is in the first normal range and the cycle T of the first pulse signal Pa is in the first normal range. It is out of range.
  • the magnitude of the current Im within the normal range is, for example, less than the magnitude of the stall current value.
  • the stall current value is calculated, for example, by multiplying a value obtained by dividing the inter-terminal voltage V by the internal resistance Rm by a coefficient K1.
  • the coefficient K1 may be a fixed value or a variable value.
  • the failure detection unit 38 is, for example, outside the voltage value range when the output of the voltage detection unit 10a is normal rotation, and within the current value range when the output of the current detection unit 10b is normal rotation, In addition, when the third abnormal state in which a signal indicating normal rotation is output from the ripple detection unit RD continues for a predetermined period, it is determined that the voltage detection unit 10a has failed.
  • the third abnormal state is, for example, in spite of the current Im being in the first normal range and the period T of the first pulse signal Pa output from the ripple detector RD being in the first normal range. This is a state in which the voltage V is outside the first normal range.
  • the failure detection unit 38 has a timer unit 38T that measures the duration of the abnormal state as the determination suspension time.
  • the determination hold time means a time for holding the determination that the detection target is broken.
  • the failure detection unit 38 determines that one detection target that has output different from the normal rotation in the abnormal state is defective. To do.
  • FIG. 5 is a flowchart of the rotation amount calculation process.
  • the rotation angle detector 100 performs this rotation amount calculation process while the electric motor 10 is being driven.
  • the rotation angle detector 100 acquires the inter-terminal voltage V and the current Im (step ST1).
  • the rotation angle detector 100 acquires the inter-terminal voltage V output from the voltage detection unit 10a and the current Im output from the current detection unit 10b for each predetermined control cycle.
  • the rotation angle detector 100 calculates the rotation angular velocity ⁇ and the rotation angle ⁇ (step ST2).
  • the rotation angular velocity calculation unit 31 of the rotation angle detector 100 calculates the rotation angular velocity ⁇ for each predetermined control cycle by substituting the inter-terminal voltage V and the current Im into the equation (1).
  • the rotation angle calculation unit 32 of the rotation angle detector 100 calculates the rotation angle ⁇ by integrating the rotation angular velocities ⁇ calculated for each control cycle.
  • the rotation angle detector 100 determines whether or not the rotation angle ⁇ is less than a predetermined angle (step ST3).
  • the second signal generation unit 35 of the rotation angle detector 100 determines whether or not the rotation angle ⁇ is less than the inter-slit angle ⁇ c.
  • the second signal generator 35 determines that the first pulse signal Pa has not been generated at the timing up to the inter-slit angle ⁇ c. . In this case, the second signal generator 35 sets the flag F to “False” to indicate that the first pulse signal Pa is not generated (step ST3A).
  • the flag F is a flag for indicating whether or not the first pulse signal Pa is generated. The initial value of the flag F is “False” indicating that the first pulse signal Pa is not generated. The flag F being “True” indicates that the first pulse signal Pa has already been generated.
  • the second pulse signal Pb is generated (step ST10), and the rotation angle ⁇ is reset to zero (step ST11).
  • the rotation angle ⁇ is the rotation angles ⁇ 3, ⁇ 7 at the times t3, t7, t9. , ⁇ 9 is reached.
  • the second signal generator 35 determines whether or not the first pulse signal Pa is generated (step ST4). . In the example of FIG. 1, it is determined whether or not the first pulse signal Pa is generated by the first signal generation unit 34.
  • the rotation angle is detected.
  • the device 100 calculates the rotation amount (step ST7).
  • the rotation information calculation unit 36 calculates the rotation amount of the electric motor 10 based on the output of the second signal generation unit 35. In this case, there is no change in the calculated rotation amount. This corresponds to the case where the rotation angle ⁇ is the rotation angle ⁇ 0 at time t0 in the example of FIG.
  • the rotation angle detector 100 determines whether or not the rotation angular velocity ⁇ has become zero (step ST8).
  • the rotation angle detector 100 determines that the rotation angular velocity ⁇ is not zero (NO in step ST8)
  • the rotation angle detector 100 returns the process to step ST1 and determines that the rotation angular velocity ⁇ is zero (step ST8). YES), the rotation amount calculation process is terminated.
  • the second signal generation unit 35 determines whether or not the rotation angle ⁇ is less than the first threshold ⁇ u (step ST5). This is because the first pulse signal Pa generated at a timing less than the first threshold ⁇ u is highly likely to be based on noise.
  • the second signal generator 35 sets the flag F to “True” to indicate whether or not the first pulse signal Pa has been generated. (Step ST5A). Then, the second signal generator 35 generates the second pulse signal Pb (step ST10), and resets the rotation angle ⁇ to zero (step ST11). This is because when the first pulse signal Pa is generated when the rotation angle ⁇ is equal to or greater than the first threshold ⁇ u, the actual rotation angle at the time when the first pulse signal Pa is generated is close to the inter-slit angle ⁇ c. This corresponds to the case where the first pulse signals Pa1, Pa2, Pa4 are generated at times t1, t2, t5 in the example of FIG.
  • the second signal generator 35 cannot determine at this time that the first pulse signal Pa is not based on noise.
  • the rotation angle ⁇ may include some error.
  • the generation timing of the first pulse signal Pa may be slightly shifted due to noise or the like. For this reason, the time when the rotation angle ⁇ reaches the slit-to-slit angle ⁇ c may be different from the time when the first pulse signal Pa is generated. For this reason, it is because it is not known which is earlier, the time when the rotation angle ⁇ reaches the inter-slit angle ⁇ c or the time when the first pulse signal Pa is generated. Therefore, the second signal generator 35 determines whether or not the rotation angle ⁇ is less than the second threshold ⁇ d with respect to the first pulse signal Pa received first after generating the latest second pulse signal Pb. (Step ST6).
  • the second signal generation unit 35 checks the flag F (step ST6A).
  • the flag F is a flag for determining that the first pulse signal Pa is continuously generated.
  • the flag F is “True”
  • the first pulse signal Pa is the second and subsequent first pulse signals Pa generated continuously.
  • the rotation angle detector 100 calculates the rotation amount (step ST7). This corresponds to the case where the first pulse signals Pa2 ′ and Pa3 ′ are generated at times t2 ′ and t4 ′ in the example of FIG.
  • the second signal generation unit 35 sets the flag F to “True” (step ST6B). Thereafter, the second signal generation unit 35 resets the rotation angle ⁇ to zero (step ST11). This is because when the rotation angle ⁇ is less than the second threshold ⁇ d, the actual rotation angle when the first pulse signal Pa is generated is close to the inter-slit angle ⁇ c. That is, when it is less than the second threshold ⁇ d, it can be determined that the first pulse signal Pa corresponds to the second pulse signal Pb generated immediately before. This corresponds to the case where the first pulse signals Pa3 and Pa6 are generated at times t4 and t8 in the example of FIG. That is, it can be determined that the first pulse signals Pa3 and Pa6 correspond to the second pulse signals Pb3 and Pb5.
  • the second signal generation unit 35 When it is determined that the rotation angle ⁇ related to the first first pulse signal Pa is equal to or larger than the second threshold ⁇ d (NO in step ST6), that is, when it is determined that the rotation angle ⁇ is within the angle range R1, the second signal generation unit 35 Then, it is determined that the first pulse signal Pa is based on noise. In this case, the second signal generator 35 does not generate the second pulse signal Pb and does not reset the rotation angle ⁇ . Then, the rotation information calculation unit 36 calculates the rotation amount of the electric motor 10 based on the output of the second signal generation unit 35. This corresponds to the case where the first pulse signal Pa5 is generated at time t6 in the example of FIG. That is, the second signal generation unit 35 determines that the first pulse signal Pa5 is based on noise.
  • the rotation angle detector 100 calculates the rotation amount of the electric motor 10 (step ST7).
  • the rotation information calculation unit 36 of the rotation angle detector 100 multiplies the number of second pulse signals Pb generated after the rotation of the electric motor 10 is multiplied by the inter-slit angle ⁇ c. The amount of rotation after the start of rotation is calculated.
  • FIG. 6 is a diagram showing transitions of the composite pulse signal and the hall pulse signal.
  • the synthesized pulse signal is a signal obtained by synthesizing a plurality of pulses of the second pulse signal Pb into one pulse.
  • the slit-to-slit angle ⁇ c is 90 degrees.
  • the first pulse signal Pa and the second pulse signal Pb are basically generated every time the rotating shaft of the electric motor 10 rotates 90 degrees.
  • the synthesized pulse signal is generated by synthesizing two pulses of the second pulse signal Pb into one pulse. That is, the rotation angle detector 100 is configured to generate one composite pulse signal each time the rotation shaft of the electric motor 10 rotates 180 degrees.
  • the hall pulse signal is a pulse signal output from the hall sensor.
  • the hall sensor detects a magnetic flux generated by a magnet attached to the rotating shaft of the electric motor 10 for comparison between the second pulse signal Pb and the hall pulse signal.
  • the rotation angle detector 100 is configured to generate one Hall pulse signal each time the rotation shaft of the electric motor 10 rotates 180 degrees.
  • FIG. 7 is a flowchart of the failure detection process.
  • the failure detection unit 38 repeatedly executes this failure detection process at a predetermined control cycle.
  • the failure detection unit 38 determines whether two of the outputs of the three detection targets indicate normal rotation and the other one does not indicate normal rotation (step ST11). That is, it is determined whether or not the three detection targets are in an abnormal state.
  • the three detection targets are a voltage detection unit 10a, a current detection unit 10b, and a ripple detection unit RD.
  • the terminal voltage V which is the output of the voltage detection unit 10a, is typically greater than, for example, a predetermined lower limit voltage value (for example, 7 [V]) and smaller than a predetermined upper limit voltage value (for example, 18 [V]). It is determined that rotation is indicated, and otherwise it is determined that normal rotation is not indicated.
  • a predetermined lower limit voltage value for example, 7 [V]
  • a predetermined upper limit voltage value for example, 18 [V]
  • the current Im that is the output of the current detection unit 10b is larger than a predetermined lower limit current value (for example, 0.5 [A]) and smaller than a predetermined upper limit current value (for example, 20 [A]). It is determined that normal rotation is indicated, and otherwise it is determined that normal rotation is not indicated.
  • the upper limit current value may be a stall current value.
  • the first pulse signal Pa which is the output of the ripple detection unit RD, is determined to indicate normal rotation when, for example, the period T is greater than a predetermined lower limit period and smaller than a predetermined upper limit period, and otherwise It is determined that normal rotation is not indicated.
  • the failure detection unit 38 When it is determined that the three detection targets are in an abnormal state (YES in step ST11), the failure detection unit 38 starts measuring the determination hold time (step ST12). If measurement of the judgment hold time has already been started, the measurement is continued. In the present embodiment, the failure detection unit 38 starts or continues timing by the timer unit 38T.
  • the failure detection unit 38 determines whether or not the determination hold time exceeds a threshold (step ST13).
  • the threshold may be different or may be the same depending on which of the three detection targets is determined not to exhibit normal rotation.
  • the failure detection unit 38 determines that the remaining one detection target for which it is determined that the output does not indicate normal rotation has failed. (Step ST14). At this time, the failure detection unit 38 may output a failure detection signal to the outside.
  • the failure detection unit 38 performs the current failure detection process without determining that the remaining one detection target is defective. Terminate. That is, until it is determined that the determination hold time exceeds the threshold, the determination that one of the detection targets is out of order is suspended. This is to prevent erroneous detection of failure.
  • the failure detection unit 38 If it is determined that the three detection targets are not in an abnormal state (NO in step ST11), the failure detection unit 38 resets the determination suspension time (step ST15). In the present embodiment, the failure detection unit 38 resets the determination suspension time to zero and then stops the time measurement by the timer unit 38T.
  • the failure detection unit 38 determines that an abnormal state different from the previous abnormal state has occurred, the failure detection unit 38 resets the determination suspension time to zero and restarts the time measurement by the timer unit 38T. For example, even if a certain amount of time has already been counted up since the first abnormal state is determined, the first abnormal state is resolved and the second abnormal state before the determination suspension time exceeds the threshold value. If it is determined that the state has been reached, the determination suspension time relating to the first abnormal state is reset to zero, and the timer unit 38T starts counting the determination suspension time relating to the second abnormal state.
  • the rotation angle detector 100 a state in which two of the voltage detection unit 10a, the current detection unit 10b, and the ripple detection unit RD indicate normal rotation and the remaining one does not indicate normal rotation continues for a predetermined time. If it does, it can be determined that the remaining one has failed.
  • FIG. 8 is a flowchart of the first failure detection process.
  • the failure detection unit 38 repeatedly executes this first failure detection process at a predetermined control cycle.
  • the failure detection unit 38 determines whether or not the inter-terminal voltage V is within the first normal range (step ST21). And when it determines with the voltage V between terminals being in a 1st normal range (YES of step ST21), it is determined whether the electric current Im is in a 1st normal range (step ST22). If it is determined that the current Im is within the first normal range (YES in step ST22), it is determined whether or not a ripple is detected (“no ripple detection” or “with ripple detection”) ( Step ST23).
  • the failure detection unit 38 starts measuring the non-detection time (step ST24).
  • the non-detection time is an example of the determination suspension time, and represents a time when no ripple is detected. If measurement of the non-detection time has already started, the measurement is continued.
  • the failure detection unit 38 determines whether or not the non-detection time exceeds a threshold value (step ST25).
  • the threshold is desirably a period longer than the inertial rotation period. This is to prevent the ripple detection unit RD from being erroneously determined to be faulty based on the state of no ripple detection during inertial rotation.
  • the failure detection unit 38 determines that the ripple detection unit RD has failed (step ST26). At this time, the failure detection unit 38 may output a failure detection signal regarding the failure of the ripple detection unit RD to the outside.
  • the failure detection unit 38 ends the first failure detection process of this time without determining that the ripple detection unit RD has failed. Let That is, until it is determined that the non-detection time exceeds the threshold, the determination that the ripple detection unit RD is out of order is suspended. This is to prevent erroneous detection of failure.
  • the failure detection part 38 When it is determined that the inter-terminal voltage V is not within the first normal range (NO in step ST21), when it is determined that the current Im is not within the first normal range (NO in step ST22), or there is ripple detection When it determines (NO of step ST23), the failure detection part 38 resets non-detection time (step ST27). In the present embodiment, the failure detection unit 38 resets the non-detection time to zero and then stops measuring the non-detection time. Note that the three determinations from step ST21 to step ST23 are out of order, and the three determinations may be performed simultaneously.
  • the failure detection unit 38 can determine that the electric motor 10 is rotating from the voltage V between the terminals and the current Im, and the first pulse signal Pa is not detected even after a predetermined period has elapsed, the ripple is detected. It can be determined that the detection unit RD is out of order.
  • FIG. 9 is a flowchart of the second failure detection process.
  • the failure detection unit 38 repeatedly executes the second failure detection process at a predetermined control cycle.
  • the failure detection unit 38 determines whether or not a ripple is detected as in normal rotation (step ST31).
  • the state in which the ripple is detected as in the normal rotation is, for example, a state in which the period T of the first pulse signal Pa output from the ripple detection unit RD is less than a predetermined value.
  • step ST31 If it is determined that the ripple is detected as in the normal rotation (YES in step ST31), it is determined whether or not the inter-terminal voltage V is within the first normal range (step ST32). If it is determined that the inter-terminal voltage V is within the first normal range (YES in step ST32), it is determined whether or not the current Im is outside the first normal range (step ST33).
  • the failure detection unit 38 starts measuring the current abnormality duration time.
  • the current abnormality continuation time is an example of the determination suspension time, and represents the time during which the state where the current Im is outside the first normal range continues. If the measurement of the current abnormality duration has already been started, the measurement is continued.
  • the failure detection unit 38 determines whether or not the current abnormality continuation time exceeds the threshold (step ST35).
  • the threshold value is desirably a period longer than the period required for one rotation of the motor 10 during inertial rotation. This is to prevent the current detection unit 10b from being erroneously determined to be out of order based on noise included in the current Im.
  • the failure detection unit 38 determines that the current detection unit 10b has failed (step ST36). At this time, the failure detection unit 38 may output a failure detection signal regarding the failure of the current detection unit 10b to the outside.
  • the failure detection unit 38 When it is determined that the current abnormality continuation time does not exceed the threshold value (NO in step ST35), the failure detection unit 38 performs the second failure detection process this time without determining that the current detection unit 10b has failed. Terminate. That is, until it is determined that the current abnormality continuation time exceeds the threshold, the determination that the current detection unit 10b is out of order is suspended. This is to prevent erroneous detection of failure.
  • the failure detection unit 38 resets the current abnormality continuation time (step ST37). In the present embodiment, the failure detection unit 38 resets the current abnormality duration time to zero and then stops measuring the current abnormality duration time. Note that the three determinations from step ST31 to step ST33 are out of order, and the three determinations may be performed simultaneously.
  • the failure detection unit 38 can detect that the ripple is detected and the electric motor 10 is rotating in the same manner as during normal rotation, and the inter-terminal voltage V is within the normal range and the current is maintained for a predetermined period.
  • Im is outside the first normal range (for example, zero), it can be determined that the current detection unit 10b has failed.
  • FIG. 10 is a flowchart of the third failure detection process.
  • the failure detection unit 38 repeatedly executes the third failure detection process at a predetermined control cycle.
  • the failure detection unit 38 determines whether or not a ripple is detected as in the normal rotation (step ST41). And when it determines with the ripple being detected similarly to the time of normal rotation (YES of step ST41), it is determined whether the electric current Im is in a 1st normal range (step ST42). If it is determined that the current Im is within the first normal range (YES in step ST42), it is determined whether or not the inter-terminal voltage V is outside the first normal range (step ST43).
  • the failure detection unit 38 measures the voltage abnormality duration time. Is started (step ST44).
  • the voltage abnormality continuation time is an example of the determination suspension time, and represents the time during which the state where the inter-terminal voltage V is outside the normal range continues. If the measurement of the voltage abnormality duration has already started, the measurement is continued.
  • failure detection unit 38 determines whether or not the voltage abnormality duration has exceeded a threshold (step ST45).
  • the threshold value is desirably a period longer than the period required for one rotation of the motor 10 during inertial rotation. This is to prevent erroneous determination that the voltage detection unit 10a is out of order based on noise included in the inter-terminal voltage V.
  • the failure detection unit 38 determines that the voltage detection unit 10a has failed (step ST46). At this time, the failure detection unit 38 may output a failure detection signal regarding the failure of the voltage detection unit 10a to the outside.
  • the failure detection unit 38 When it is determined that the voltage abnormality continuation time does not exceed the threshold (NO in step ST45), the failure detection unit 38 performs the third failure detection process this time without determining that the voltage detection unit 10a has failed. Terminate. That is, until it is determined that the voltage abnormality duration has exceeded the threshold value, the determination that the voltage detection unit 10a has failed is suspended. This is to prevent erroneous detection of failure.
  • the failure detection unit 38 resets the voltage abnormality duration (step ST47). In this embodiment, the failure detection unit 38 resets the voltage abnormality duration to zero and then stops measuring the voltage abnormality duration. Note that the three determinations from step ST41 to step ST43 are out of order, and the three determinations may be performed simultaneously.
  • the failure detection unit 38 can detect that the ripple is detected and the electric motor 10 is rotating in the same manner as during normal rotation, and the current Im is within the first normal range and the terminal over a predetermined period.
  • the inter-voltage V is outside the first normal range (for example, zero), it can be determined that the voltage detector 10a has failed.
  • the rotation angle detector 100 that acquires information related to the rotation of the electric motor 10 including the commutator 20 includes the detection result of the voltage detection unit 10 a that detects the voltage V between the terminals of the electric motor 10, and the electric motor 10.
  • a rotation angular velocity calculation unit 31 that calculates a rotation angular velocity ⁇ of the electric motor 10 based on a detection result of the current detection unit 10b that detects the flowing current Im, and a ripple detection unit that detects a ripple component Ir included in the current Im flowing through the electric motor 10.
  • the failure detection unit 38 has a predetermined state in which two outputs of the voltage detection unit 10a, the current detection unit 10b, and the ripple detection unit RD indicate normal rotation and the remaining one output does not indicate normal rotation. If it continues for a period of time, it is determined that the remaining one has failed.
  • the rotation angle detector 100 includes each of the first pulse signal Pa generated based on the ripple component Ir of the current Im and the rotation angle ⁇ calculated based on the inter-terminal voltage V and the current Im.
  • the rotational state of the electric motor 10 can be estimated individually. That is, the rotation state of the electric motor 10 can be estimated separately using the first pulse signal Pa and the rotation angle ⁇ , which are two parameters derived by different methods. Therefore, when the rotational state estimated using the first parameter and the rotational state estimated using the second parameter are significantly different, the detection target related to the derivation of one parameter is out of order. It can be judged. If it can be confirmed that two of the three detection targets are normal, it can be determined that the remaining one is out of order. As a result, a failure to be detected can be detected more reliably without additional cost.
  • the rotation angle detector 100 can detect each failure of the three detection targets by determining whether two of the outputs of the three detection targets are normal and the other one is abnormal. Or a configuration capable of detecting a specific two failures of the three detection targets, or a configuration capable of detecting a specific failure of the three detection targets. May be.
  • the electric motor with a rotation angle detector includes an electric motor 10 and a rotation angle detector 100 that detects the rotation angle of the electric motor 10.
  • the electric motor 10 includes a commutator 20 including a plurality of commutator pieces 20a.
  • the rotation angle detector 100 has two outputs of the voltage detection unit 10a, the current detection unit 10b, and the ripple detection unit RD, which are three detection units, exhibit normal rotation, and the remaining one output performs normal rotation. You may have the timer part 38T which measures the continuation period of the state which is not shown. Then, the failure detection unit 38 may determine that the remaining one has failed when the duration measured by the timer unit 38T exceeds a predetermined period. With this configuration, the rotation angle detector 100 can more reliably prevent erroneous detection of a failure.
  • the rotation angle detector 100 that acquires rotation information of the electric motor 10 including the commutator 20 includes a rotation angle calculation unit 32 that calculates the rotation angle ⁇ based on the voltage V between the terminals and the current Im, and a current Im.
  • a first signal generator 34 that generates a first pulse signal Pa based on the included ripple component Ir, and a second that represents that the motor 10 has rotated by a predetermined angle based on the first pulse signal Pa and the rotation angle ⁇ .
  • a second signal generation unit 35 that generates the pulse signal Pb and a rotation information calculation unit 36 that calculates rotation information based on the output of the second signal generation unit 35 are included. Therefore, even if there is no rotation sensor such as a hall sensor, the rotation information of the electric motor 10 can be acquired with high reliability. This means that parts necessary for using a rotation sensor such as a sensor interface circuit and a harness can be omitted. Therefore, weight reduction, cost reduction, size reduction, etc. can be realized.
  • the rotation angle detector 100 uses the first pulse signal Pa generated based on the ripple component Ir of the current Im and the rotation angle ⁇ calculated based on the inter-terminal voltage V and the current Im.
  • a pulse signal Pb is generated. That is, the second pulse signal Pb is generated using the first pulse signal Pa and the rotation angle ⁇ , which are two parameters derived by different methods. Therefore, even if one parameter is not derived properly, the other parameter can compensate for the problem. As a result, the rotation information of the electric motor 10 can be acquired with higher reliability.
  • the rotation angle calculation unit 32 is configured to calculate the rotation angle ⁇ by integrating the rotation angular velocity ⁇ of the electric motor 10 calculated based on the inter-terminal voltage V and the current Im, for example. Therefore, the rotation angle calculation unit 32 can stably and continuously calculate the rotation angle ⁇ over the entire period including the period immediately after the start of the electric motor 10 and the inertia rotation period. And the 2nd signal generation part 35 is constituted so that the 2nd pulse signal Pb may be generated immediately, for example, when rotation angle theta reaches a predetermined angle.
  • the second signal generation unit 35 represents that the first pulse signal Pa has been rotated by a predetermined angle based on the rotation angle ⁇ that is stably and continuously calculated even when generation failure of the first pulse signal Pa occurs.
  • the second pulse signal Pb can be generated in real time. Therefore, the rotation angle detector 100 can calculate the rotation information of the electric motor 10 without delay.
  • the second signal generation unit 35 is configured to output a command to the rotation angle calculation unit 32 to reset the rotation angle ⁇ to zero when the rotation angle ⁇ reaches a predetermined angle, for example. Therefore, the rotation angle detector 100 limits the maximum value of the rotation angle ⁇ calculated by the rotation angle calculation unit 32 to a predetermined angle, so that the memory size necessary for storing the rotation angle ⁇ can be reduced.
  • the predetermined angle is, for example, the central angle of the arc of the commutator piece 20a, that is, the slit-to-slit angle ⁇ c. Therefore, the rotation angle detector 100 can set the maximum value of the accumulated error of the rotation angle ⁇ calculated by the rotation angle calculation unit 32 as the inter-slit angle ⁇ c.
  • the reception range is, for example, a range of the maximum error of the rotation angle ⁇ that occurs each time the electric motor 10 rotates by the inter-slit angle ⁇ c. That is, when the rotation angular velocity calculation unit 31 calculates the rotation angular velocity ⁇ larger than the actual rotation angle, the first pulse signal Pa based on the actual rotation angle is generated (including an error). Is the second threshold ⁇ d. Further, when the rotational angular velocity calculation unit 31 calculates the rotational angular velocity ⁇ smaller than the actual rotational angle velocity ⁇ , the first pulse signal Pa based on the actual rotational angle is generated (including an error). Is the first threshold value ⁇ u. Therefore, in the rotation angle detector 100, the error of the rotation angle ⁇ calculated by the rotation angle calculation unit 32 is not accumulated. That is, no matter how many times the motor 10 rotates, the error can be in the range of - ⁇ to + ⁇ .
  • the second signal generator 35 is configured to generate the second pulse signal Pb when the first pulse signal Pa is received and the rotation angle ⁇ is equal to or greater than the first threshold ⁇ u, for example.
  • the first threshold ⁇ u is set in advance as a value smaller than a predetermined angle (inter-slit angle ⁇ c), for example.
  • the second signal generation unit 35 regards the first pulse signal Pa generated when the rotation angle ⁇ is equal to or greater than the first threshold ⁇ u as not based on noise. Even if the first pulse signal Pa is not generated, the second pulse signal Pb is generated when the rotation angle ⁇ reaches a predetermined angle (inter-slit angle ⁇ c). Therefore, it is possible to reliably eliminate the influence on the calculation result of the rotation information due to the generation failure of the first pulse signal Pa.
  • the second signal generator 35 is configured not to generate the second pulse signal Pb if the rotation angle ⁇ is less than the first threshold ⁇ u when the first pulse signal Pa is received, for example.
  • the second signal generation unit 35 can determine that the first pulse signal Pa generated when the rotation angle ⁇ is less than the first threshold ⁇ u is based on noise. And it can prevent generating the 2nd pulse signal Pb corresponding to the 1st pulse signal Pa generated based on noise. Therefore, the influence on the calculation result of the rotation information by the first pulse signal Pa generated based on the noise can be surely eliminated.
  • the rotation angle calculation unit 32 issues a command to reset the rotation angle ⁇ to zero.
  • the second threshold ⁇ d is set in advance as a value whose phase is delayed by ⁇ from a predetermined angle (inter-slit angle ⁇ c).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

回転角度検出器（１００）は、電圧検出部（１０ａ）及び電流検出部（１０ｂ）の検出結果に基づいて電動機（１０）の回転角速度（ω）を算出する回転角速度算出部（３１）と、電動機（１０）を流れる電流（Ｉｍ）に含まれるリップル成分（Ｉｒ）を検出するリップル検出部（ＲＤ）と、電圧検出部（１０ａ）、電流検出部（１０ｂ）、及び、リップル検出部（ＲＤ）のそれぞれの故障を検知する故障検知部（３８）とを含む。故障検知部（３８）は、電圧検出部（１０ａ）、電流検出部（１０ｂ）、及び、リップル検出部（ＲＤ）のうちの２つの出力が通常回転を示し且つ残りの１つの出力が通常回転を示さない状態が所定期間にわたって継続した場合に、その残りの１つが故障していると判断する。

Description

回転角度検出器付き電動機、電動機の回転角度検出器、及び、電動機の回転角度検出器の故障を検知する方法
　本発明は、回転角度検出器付き電動機、電動機の回転角度検出器、及び、電動機の回転角度検出器の故障を検知する方法に関する。
　従来、直流電動機の速度を制御する装置が知られている（特許文献１参照。）。この装置は、電源電圧を調整して指令電圧Ｖ１に応じた電圧を直流電動機に印加する電圧制御器と、直流電動機の実際の回転速度に比例する検出速度を出力する速度検出器と、直流電動機の電動機電流を増幅して検出電流を出力する電流検出器とを備えている。また、指令電圧、検出速度及び検出電流に基づいて、検出速度が零であるときに、その原因が、速度検出器の故障によるものか、或いは、大きな回転負荷が直流電動機に急激に作用したことによるものかを判定する速度検出異常判定器を備えている。
特開平１１－８９２６３号公報
　しかしながら、上述の装置は、直流電動機の端子間電圧を検出していないため、端子間電圧が異常である場合、検出速度が零である原因が速度検出器の故障によるものか否かを誤って判定してしまうおそれがある。また、電流検出器が異常である場合にも、検出速度が零である原因が速度検出器の故障によるものか否かを誤って判定してしまうおそれがある。
　上述の点に鑑み、直流整流子電動機の回転に関する情報を取得する装置の故障をより確実に検知することが望まれる。
　本発明の実施例に従った装置は、電動機と、前記電動機の回転角度を検出する回転角度検出器とを備え、前記電動機は、複数の整流子片からなる整流子を有し、前記回転角度検出器は、前記電動機の端子間電圧を検出する電圧検出部の検出結果、及び、前記電動機を流れる電流を検出する電流検出部の検出結果に基づいて前記電動機の回転角速度を算出する回転角速度算出部と、前記電動機を流れる電流に含まれるリップル成分を検出するリップル検出部と、前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部の出力に基づいて前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部のそれぞれの故障を検知する故障検知部と、を含み、前記故障検知部は、前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部のうちの２つの出力が通常回転を示し且つ残りの１つの出力が通常回転を示さない状態が所定期間にわたって継続した場合に、該残りの１つが故障していると判断する。
　上述の手段により、直流整流子電動機の回転に関する情報を取得する装置の故障をより確実に検知できる。
本発明の実施例に係る回転角度検出器の構成例を示す概略図である。 整流子の概略図である。 第１パルス信号が生成されるタイミングの一例を示す図である。 第１パルス信号が生成されるタイミングの別の一例を示す図である。 第２パルス信号が生成されるタイミングの一例を示す図である。 回転量算出処理のフローチャートである。 合成パルス信号及びホールパルス信号のそれぞれの推移を示す図である。 故障検知処理のフローチャートである。 第１故障検知処理のフローチャートである。 第２故障検知処理のフローチャートである。 第３故障検知処理のフローチャートである。
　以下、図を参照し、本発明の実施例に係る回転角度検出器１００について説明する。図１は、本発明の実施例に係る回転角度検出器１００の構成例を示す概略図である。
　回転角度検出器１００は、電動機１０の回転角度を検出する装置である。図１の例では、回転角度検出器１００は、電動機１０の端子間電圧Ｖと電動機１０を流れる電流Ｉｍとに基づいて電動機１０の回転角度を検出する。
　電動機１０は、整流子を備えた直流整流子電動機である。電動機１０は、例えば、自動車のウィンドウの昇降、ドアミラーの角度の調整、空調装置における送風量の調整、ヘッドライトの光軸の調整等で使用される。
　図２は整流子２０の概略図である。図２に示すように、整流子２０は、スリット２０ｓによって互いに隔てられた８つの整流子片２０ａで構成されている。各整流子片２０ａの円弧の中心角であるスリット間角度θｃは約４５度である。
　電動機１０は、４つのスイッチＳＷ１～ＳＷ４を介して電源に接続されている。そして、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３とが閉状態となったときに時計回りに順回転し、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４とが閉状態となったときに反時計回りに逆回転するように構成されている。電源に接続されている図１の例では、順回転する電動機１０を流れる電流が正の値を有し、逆回転する電動機１０を流れる電流が負の値を有する。惰性回転中は、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ３とが閉状態となり、順回転する電動機１０を流れる電流は負の値を有し、逆回転する電動機１０を流れる電流は正の値を有する。本実施例では、惰性回転中も回転を検出するために、電動機１０と電流検出部１０ｂは、閉ループ中に存在する。なお、本実施例では、電動機１０は、電気抵抗値が十分大きいため、電動機１０の２つの端子を短絡しても、惰性で回転する。一方、電動機１０は、電気抵抗値が小さい場合には、電動機１０の２つの端子を短絡すると、急速に減速する。惰性回転中の電動機１０の減速を抑制するためには、抵抗器を通る閉ループを形成すればよい。
　電圧検出部１０ａは、電動機１０の端子間電圧Ｖを検出する。電流検出部１０ｂは、電動機１０を流れる電流Ｉｍを検出する。
　回転角度検出器１００は、主に、電圧フィルタ部３０、回転角速度算出部３１、回転角度算出部３２、電流フィルタ部３３、第１信号生成部３４、第２信号生成部３５、回転情報算出部３６、故障検知部３８等の要素を含む。各要素は、電気回路で構成されていてもよく、ソフトウェアで構成されていてもよい。
　電圧フィルタ部３０は、電圧検出部１０ａが出力する端子間電圧Ｖの波形を滑らかにする。電圧フィルタ部３０は、例えば、回転角速度算出部３１が電動機１０の回転角速度を精度良く算出できるように端子間電圧Ｖの波形を滑らかにする。図１の例では、電圧フィルタ部３０は、ローパスフィルタであり、電圧検出部１０ａが出力する端子間電圧Ｖの波形のうちの高周波成分をノイズとして除去した端子間電圧Ｖ'を出力する。
　回転角速度算出部３１は、電動機１０の端子間電圧Ｖ'と電動機１０を流れる電流Ｉｍとに基づいて電動機１０の回転角速度を算出する。図１の例では、回転角速度算出部３１は、式（１）に基づいて回転角速度ωを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　Ｋｅは逆起電圧定数であり、Ｒｍは電動機１０の内部抵抗であり、Ｌｍは電動機１０のインダクタンスであり、ｄＩｍ／ｄｔは電流Ｉｍの一回微分である。電流Ｉｍの一回微分は、例えば、前回の電流Ｉｍの値と今回の電流Ｉｍの値との差である。
　回転角速度算出部３１は、一定の制御周期毎に電動機１０の回転角速度ωを算出し、算出した回転角速度ωを回転角度算出部３２に対して出力する。
　回転角度算出部３２は、電動機１０の回転角度を算出する。回転角度算出部３２は、式（２）に基づいて回転角度θを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　回転角度算出部３２は、例えば、回転角速度算出部３１が一定の制御周期毎に出力する回転角速度ωを積算して回転角度θを算出し、算出した回転角度θに関する信号である回転角度信号を第２信号生成部３５に対して出力する。
　また、回転角度算出部３２は、第２信号生成部３５からの同期指令に応じて回転角度θをゼロにリセットする。
　電流フィルタ部３３は、電流検出部１０ｂが出力する電流Ｉｍに含まれる特定の周波数成分であるリップル成分Ｉｒを出力する。また、電流フィルタ部３３は、リップル検出部ＲＤを構成している。電流フィルタ部３３は、例えば、第１信号生成部３４が電流Ｉｍのリップル成分Ｉｒを検出できるようにリップル成分Ｉｒの周波数を通すバンドパスフィルタで構成される。バンドパスフィルタで構成される電流フィルタ部３３は、電流検出部１０ｂが出力する電流Ｉｍの波形のうちのリップル成分Ｉｒ以外の周波数成分を除去する。本実施例で利用するリップル成分Ｉｒは、整流子片２０ａとブラシとの接触・分離に起因して生成される。そのため、リップル成分Ｉｒの１周期の間に電動機１０が回転する角度はスリット間角度θｃに等しい。
　第１信号生成部３４は、電動機１０が一定の角度だけ回転したことを、リップル成分Ｉｒの波形から推定した信号を生成する。この信号は、リップル成分Ｉｒの周期に応じた信号である。一定の角度は、リップル成分Ｉｒの１周期に対応する角度でもよいし、半周期に対応する角度でもよい。この実施例では、電動機１０がスリット間角度θｃだけ回転する毎に、リップル成分Ｉｒの波形から推定した信号（第１パルス信号Ｐａ）を生成する。また、第１信号生成部３４は、リップル検出部ＲＤを構成している。第１信号生成部３４は、例えば、電流フィルタ部３３が出力するリップル成分Ｉｒの波形に基づいて第１パルス信号Ｐａを生成する。
　図３Ａは、第１信号生成部３４が第１パルス信号Ｐａを生成するタイミングの一例を示す図である。第１信号生成部３４は、リップル成分Ｉｒの１周期毎に第１パルス信号Ｐａを生成する。例えば、リップル成分Ｉｒが基準電流値Ｉｂを超える度に第１パルス信号Ｐａを生成する。図３Ａの例では、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・、ｔｎ等で第１パルス信号Ｐａを生成している。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、・・・、Ｔｎ等は、リップル成分Ｉｒの周期を示し、θ１、θ２、θ３、・・・、θｎ等は、第１信号生成部３４が第１パルス信号を生成したときの回転角度θを示す。回転角度θは、回転角度算出部３２が算出した値である。このように、第１信号生成部３４は、典型的には、回転角度θがスリット間角度θｃだけ増加する毎に、すなわち、回転角速度ωがゼロでない状態が継続したときに第１パルス信号Ｐａを生成する。一方、第１信号生成部３４は、典型的には、回転角度θがゼロの状態が継続したとき、すなわち、回転角速度ωがゼロの状態が継続したときには第１パルス信号Ｐａを生成しない。
　但し、第１信号生成部３４は、例えば、電動機１０の電源オフ後の惰性回転期間において電流Ｉｍ及びそのリップル成分Ｉｒが小さくなった場合、リップル成分Ｉｒを検出できずに、第１パルス信号Ｐａを生成できないことがある。また、第１信号生成部３４は、例えば、電動機１０の電源オン直後に突入電流が発生した場合、その突入電流に応じて第１パルス信号Ｐａを誤って生成してしまうことがある。このような第１パルス信号Ｐａの生成漏れ又は誤生成は、回転角度検出器１００が出力する電動機１０の回転に関する情報（以下、「回転情報」とする。）の信頼性を低下させてしまう。
　そこで、回転角度検出器１００は、第２信号生成部３５により、電動機１０の回転角度を表す信号をより高精度に生成できるようにしている。
　第２信号生成部３５は、電動機１０が所定角度だけ回転したことを表す信号を生成する。第２信号生成部３５は、例えば、回転角度算出部３２が出力する回転角度信号と第１信号生成部３４が出力する第１パルス信号Ｐａとに基づいてスリット間角度θｃ毎に第２パルス信号Ｐｂを生成する。第２パルス信号Ｐｂは、電動機１０が所定角度だけ回転したことを表す情報の一例である。第１パルス信号Ｐａは、リップル成分Ｉｒの波形のみから推定した信号であるため、誤って出力されることがある。一方、第２パルス信号Ｐｂは、第１パルス信号Ｐａと、回転角度信号の双方から推定した信号であるため、誤差を一定値以下にできる。
　図４は、第２信号生成部３５が第２パルス信号Ｐｂを生成するタイミングの一例を示す図である。第１閾値θｕ及び第２閾値θｄは、第１パルス信号Ｐａの受付可否の閾値であり、例えば、回転角度θと電動機１０の実際の回転角度との最大位相差に基づいて設定される。
　第２信号生成部３５は、回転角度θが第１閾値θｕ以上で且つスリット間角度θｃ未満のときに第１信号生成部３４が最初に生成した第１パルス信号Ｐａに基づいて、第２パルス信号Ｐｂを生成する。第１閾値θｕは、予め設定される値であってもよく、動的に設定される値であってもよい。図４は、回転角度θが第１閾値θｕ以上で且つスリット間角度θｃ未満の角度範囲である受付範囲をドットパターンで示す。図４の例では、第１信号生成部３４が第１パルス信号Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ４を生成したときの回転角度θ１、θ２、θ５が第１閾値θｕ以上で且つスリット間角度θｃ未満である。すなわち、回転角度θ１、θ２、θ５のそれぞれがスリット間角度θｃに達するまでの残りの角度が角度α未満である。角度αは、例えば、回転角度θと電動機１０の実際の回転角度との最大誤差に基づき設定される。この場合、第２信号生成部３５は、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ５において第１信号生成部３４が生成した第１パルス信号Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ４がノイズでないとみなす。そのため、第２信号生成部３５は、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ５において第２パルス信号Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ４を生成する。第２パルス信号Ｐｂを生成すると、第２信号生成部３５は、回転角度算出部３２に対して同期指令を出力する。なお、回転角度θがスリット間角度θｃ未満、且つ、第１閾値θｕ以上の場合に、リップル成分Ｉｒと同じ周波数成分を持つノイズが発生すると、誤った第１パルス信号Ｐａが出力され、第２パルス信号Ｐｂが生成されるおそれがある。しかし、次のタイミングで、本当のリップル成分Ｉｒが検出され、回転角度検出器１００は、正しい回転角度を検出できる。したがって、回転角度検出器１００が検出する回転角度は、ノイズによって、一時的に誤って検出されても、正しい回転角度に戻る。また、誤差の範囲は、角度α未満であり、実用上、問題無い範囲である。
　また、第２信号生成部３５は、回転角度θの大きさが所定角度に達したときに第２パルス信号Ｐｂを生成する。所定角度は、例えば、スリット間角度θｃである。但し、回転角度θは、回転角度算出部３２が算出した角度であり、誤差が含まれる。図４の例では、時刻ｔ３、ｔ７、ｔ９において回転角度θ３、θ７、θ９の絶対値がスリット間角度θｃに達したときに第２パルス信号Ｐｂ３、Ｐｂ５、Ｐｂ６を生成している。第２パルス信号Ｐｂを生成すると、第２信号生成部３５は、回転角度算出部３２に対して同期指令を出力する。回転角度算出部３２は、同期指令を受けると回転角度θをゼロにリセットする。
　すなわち、第２信号生成部３５は、例えば、時刻ｔ２において、第２パルス信号Ｐｂ２を生成した後で第１パルス信号Ｐａを受け取ることがない状態のまま、回転角度θの絶対値がスリット間角度θｃに達したときに第２パルス信号Ｐｂ３を生成する。
　このように、第２信号生成部３５は、何らかの理由で第１パルス信号Ｐａが生成されなかった場合であっても、回転角度算出部３２によって算出された回転角度θの絶対値がスリット間角度θｃに達しさえすれば、第２パルス信号Ｐｂを生成する。そのため、第１パルス信号Ｐａの生成漏れを確実に防止できる。
　また、第２信号生成部３５は、第１信号生成部３４が第１パルス信号Ｐａを生成したときの回転角度θが第２閾値θｄ未満の場合、第２パルス信号Ｐｂを生成しない。第２閾値θｄは、予め設定される値であってもよく、動的に設定される値であってもよい。このような状況は、典型的には、回転角度θの大きさが所定角度に達したことで第２パルス信号Ｐｂが生成された後に発生する。図４は、回転角度θがゼロ以上で且つ第２閾値θｄ未満の角度範囲である受付範囲をドットパターンで示す。図４の例では、時刻ｔ３で回転角度θの絶対値がスリット間角度θｃに達したことで第２パルス信号Ｐｂ３が生成された後の時刻ｔ４において、第１信号生成部３４が第１パルス信号Ｐａ３を生成している。このときの回転角度θ４は、第２閾値θｄ未満である。すなわち、時刻ｔ３でリセットされた後に積算された回転角度θ４は未だ角度β未満である。この場合、第２信号生成部３５は、時刻ｔ４で第１信号生成部３４が生成した第１パルス信号Ｐａ３を、時刻ｔ３で生成した第２パルス信号Ｐｂ３に統合可能と判定できる。具体的には、電動機１０の実際の回転角度がスリット間角度θｃに達する前に、回転角度算出部３２が出力する回転角度θが、スリット間角度θｃに達した場合に発生する。すなわち、実際の回転角度がスリット間角度θｃに達していないにもかかわらず、回転角度算出部３２が算出した回転角度θがスリット間角度θｃに達したために、第２パルス信号Ｐｂ３が生成された場合に発生する。第２パルス信号Ｐｂ３を生成した直後に第１パルス信号Ｐａ３が生成された時点が、実際の回転角度がスリット間角度θｃに達した瞬間である。このため、第２信号生成部３５は、第１パルス信号Ｐａ３を生成した時点で、回転角度算出部３２に対して同期指令を出力する。この場合、第２信号生成部３５は、時刻ｔ４では第２パルス信号Ｐｂを生成しない。図４の「×」に向かう破線矢印は、第１パルス信号Ｐａ３に基づいて第２パルス信号Ｐｂが生成されなかったことを表す。他の図における「×」に向かう破線矢印についても同様である。
　また、第１信号生成部３４が、第１パルス信号Ｐａを短時間に連続して生成することがある。上述したとおり、図３Ａにおいて、リップル成分Ｉｒが基準電流値Ｉｂを超える度に、第１信号生成部３４が、第１パルス信号Ｐａを生成する。リップル成分Ｉｒが基準電流値Ｉｂを超える直前や直後は、微小なノイズが重畳されても、第１パルス信号Ｐａが誤って生成される。この場合、第１信号生成部３４が、第１パルス信号Ｐａを生成する間隔が角度β（第２閾値θｄ）未満となる。図４の例では、第１信号生成部３４が、時刻ｔ２で、第１パルス信号Ｐａ２を生成する。第２信号生成部３５は、第２パルス信号Ｐｂ２を生成すると共に、回転角度算出部３２に同期指令を出力する。回転角度算出部３２は、回転角度θをリセットする。その後、第１信号生成部３４が、時刻ｔ２'で、第１パルス信号Ｐａ２'を生成する。時刻ｔ２'の時点での回転角度θは、第２閾値θｄ未満である。この場合、第２信号生成部３５は、第２パルス信号Ｐｂを生成せず、同期指令も出力しない。図４の「×」に向かう破線矢印は、第１パルス信号Ｐａ３に基づいて第２パルス信号Ｐｂが生成されなかったことを表す。なお、リップル成分Ｉｒが基準電流値Ｉｂを超える直前や直後は、微小なノイズが重畳された場合、短時間に連続して複数発生する第１パルス信号Ｐａの何れが、スリット間角度θｃに達したことを示す第１パルス信号Ｐａか判断できない。しかし、この場合、複数の第１パルス信号Ｐａは、短い期間内（角度β未満）に生成されるため、最初の第１パルス信号Ｐａの時点で、回転角度θがスリット間角度θｃに達したと見なしても、実用上、問題ない。また、リップル成分Ｉｒが基準電流値Ｉｂを超える度に、同様のノイズが発生したとしても、誤差は、角度β未満に抑えられる。つまり、誤差が累積しない。このため、実用上問題ない範囲に誤差を抑えることができる。
　また、第２信号生成部３５は、第１信号生成部３４が第１パルス信号Ｐａを生成したときの回転角度θが第２閾値θｄ以上で且つ第１閾値θｕ未満の場合、すなわち、回転角度θが角度範囲Ｒ１内にある場合、第２パルス信号Ｐｂを生成することはなく、回転角度算出部３２に対して同期指令を出力することもない。図４の例では、時刻ｔ６において第１信号生成部３４が第１パルス信号Ｐａ５を生成したときの回転角度θ６は、第２閾値θｄ以上で且つ第１閾値θｕ未満である。すなわち、回転角度θ６がスリット間角度θｃに達するまでの残りの角度が角度αより大きく、時刻ｔ５でリセットされた後に積算された回転角度θ６が角度β以上である。この場合、第２信号生成部３５は、第１パルス信号Ｐａ５がノイズに基づくものと判定できる。そのため、第２信号生成部３５は、時刻ｔ６では第２パルス信号Ｐｂを生成することはなく、回転角度算出部３２に対して同期指令を出力することもない。すなわち、ノイズに基づく第１パルス信号Ｐａ５による影響を排除できる。
　また、第２信号生成部３５は、第１信号生成部３４が第１パルス信号Ｐａを生成したときの回転角度θが第２閾値θｄ未満の場合、第２パルス信号Ｐｂを生成しない。但し、第２信号生成部３５は、第１信号生成部３４が第１パルス信号Ｐａを生成したときの回転角度θが第２閾値θｄ未満の場合、回転角度算出部３２に対して同期指令を出力する場合と、同期指令を出力しない場合がある。第１パルス信号Ｐａが生成される前に、回転角度θがスリット間角度θｃに達した後で、回転角度θが第２閾値θｄ未満のときに第１パルス信号Ｐａが生成されると、第２信号生成部３５は、同期指令を回転角度算出部３２に送る。但し、第１パルス信号Ｐａが生成される前に、回転角度θがスリット間角度θｃに達した後で、回転角度θが第２閾値θｄ未満のときに複数の第１パルス信号Ｐａが生成されると、２番目以降の第１パルス信号Ｐａは無視される。すなわち、第２信号生成部３５は、同期指令を出力しない。また、回転角度θがスリット間角度θｃに達する前に第１パルス信号Ｐａが生成された後、回転角度θが第２閾値θｄ未満のときに第１パルス信号Ｐａが生成されても、第２信号生成部３５は、同期指令を出力しない。つまり、第１パルス信号Ｐａが第２閾値θｄ（角度β）未満の間に、複数の第１パルス信号Ｐａが生成された場合、２番目以降の第１パルス信号Ｐａは無視される。すなわち、第２信号生成部３５は、同期指令を出力しない。図４の例では、時刻ｔ４'において第１信号生成部３４が第１パルス信号Ｐａ３'を生成したときの回転角度θ４'は、第２閾値θｄ未満である。しかしながら、第１パルス信号Ｐａ３'は、直近の第２パルス信号Ｐｂ３が生成された後の２番目の第１パルス信号Ｐａである。そのため、第２信号生成部３５は、第１パルス信号Ｐａ３'を受け取ったときには、第２パルス信号Ｐｂを生成することはなく、回転角度算出部３２に対して同期指令を出力することもない。
　以上の構成により、回転角度検出器１００は、電動機１０の回転角度θの検出誤差を実用上問題ない範囲に抑えることができる。特に、回転角度検出器１００では、誤差が累積されることがない。このため、電動機１０の回転数にかかわらず、誤差を一定範囲内に抑えることができる。発明者は、次の前提が成り立つことを発見し、上述した回転角度検出器１００を発明した。（１）微小ノイズによるリップル成分Ｉｒの誤検出は、リップル成分Ｉｒが基準電流値Ｉｂを超える直前か直後に限定される。この場合、正しく生成された第１パルス信号Ｐａの前後の短時間（角度αだけ前から角度βだけ後まで）のみ、誤った第１パルス信号Ｐａが生成される。（２）大きなノイズは、電源オン直後の突入電流等によるもので、スリット間角度θｃより充分長い間隔で発生する。（３）回転角度算出部３２が、端子間電圧Ｖ'と電流Ｉｍから算出する回転角度θの誤差は、スリット間角度θｃより充分に小さい。
　以上の構成により、第２信号生成部３５は、例えば、電動機１０の電源オフ後の惰性回転期間において電流Ｉｍ及びそのリップル成分Ｉｒが小さくなり、第１信号生成部３４がリップル成分Ｉｒの波形に基づいて第１パルス信号Ｐａを生成できない場合であっても、第２パルス信号Ｐｂを生成できる。
　また、第２信号生成部３５は、例えば、電動機１０の電源オン直後に突入電流が発生し、第１信号生成部３４がその突入電流に応じて第１パルス信号Ｐａを誤って生成してしまった場合であっても、その第１パルス信号Ｐａに対応する第２パルス信号Ｐｂを生成しない。すなわち、その第１パルス信号Ｐａによる影響を排除できる。
　また、第２信号生成部３５は、例えば、第１信号生成部３４がノイズ等の影響により第１パルス信号Ｐａを誤って生成してしまった場合であっても、その第１パルス信号Ｐａに対応する第２パルス信号Ｐｂを生成することはなく、回転角度算出部３２に対して同期指令を出力することもない。
　そのため、回転角度検出器１００は、第１パルス信号Ｐａと回転角度信号の双方に基づき生成される第２パルス信号Ｐｂに基づいて電動機１０の回転情報を算出することで、電動機１０の回転情報の信頼性を向上させることができる。
　また、第２信号生成部３５は、電動機１０の回転方向を表す方向信号を出力する。例えば、第２信号生成部３５は、回転方向が順回転方向であれば、回転角度θとして正の値を出力し、回転方向が逆回転方向であれば、回転角度θとして負の値を出力する。回転角度θは、電動機１０を流れる電流が正の値のときに正の値を有し、電動機１０を流れる電流が負の値のときに負の値を有する。但し、惰性回転中は、回転角度θは、電動機１０を流れる電流が負の値のときに正の値を有し、電動機１０を流れる電流が正の値のときに負の値を有する。
　回転情報算出部３６は、電動機１０の回転情報を算出する。電動機１０の回転情報は、例えば、基準回転位置からの回転量（回転角度）、基準回転位置からの回転数等を含む。電動機１０が自動車のウィンドウの昇降に使用される場合には、電動機１０の回転情報は、基準位置に対するウィンドウの上縁の相対位置、ウィンドウの開き量等に変換された値でもよい。また、ある期間における回転角速度ωの平均値、最大値、最小値、中間値等の統計値を含んでいてもよい。図１の例では、回転情報算出部３６は、第２信号生成部３５の出力に基づいて電動機１０の回転情報を算出する。例えば、電動機１０の回転が開始した後に生成された第２パルス信号Ｐｂの数にスリット間角度θｃを乗ずることで、電動機１０の回転が開始した後の回転量を算出する。その際、回転情報算出部３６は、第２信号生成部３５が第２パルス信号Ｐｂと共に出力する方向信号に基づいて第２パルス信号Ｐｂの数をインクリメントするかデクリメントするかを決定する。或いは、回転情報算出部３６は、順回転方向を表す方向信号と共に受けた第２パルス信号Ｐｂの数と、逆回転方向を表す方向信号と共に受けた第２パルス信号Ｐｂの数とを別々に計数し、それらの差に基づいて電動機１０の回転量を算出してもよい。
　故障検知部３８は、回転角度検出器１００の故障を検知する。本実施例では、故障検知部３８は、検知対象としての電圧検出部１０ａ、電流検出部１０ｂ、及び、リップル検出部ＲＤのそれぞれの出力が通常回転を示すか否かに基づいて電圧検出部１０ａ、電流検出部１０ｂ、及び、リップル検出部ＲＤのそれぞれの故障を検知する。そして、故障を検知した場合、故障検知信号を外部に向けて出力する。
　故障検知部３８は、例えば、電圧検出部１０ａ、電流検出部１０ｂ、及び、リップル検出部ＲＤのうちの２つの出力が通常回転を示し且つ残りの１つの出力が通常回転を示さない異常状態が所定期間にわたって継続した場合に、その残りの１つが故障していると判断する。
　故障検知部３８は、例えば、電圧検出部１０ａの出力が通常回転を示し、電流検出部１０ｂの出力が通常回転を示し、且つ、リップル検出部ＲＤの出力が通常回転を示さない第１異常状態が所定期間にわたって継続した場合に、リップル検出部ＲＤが故障していると判断する。
　第１異常状態は、例えば、電圧検出部１０ａ及び電流検出部１０ｂのそれぞれの出力に基づいて算出される回転角速度ωがゼロでないにもかかわらず、リップル検出部ＲＤが第１パルス信号Ｐａを出力していない状態である。
　電流Ｉｍ、周期Ｔ、端子間電圧Ｖのそれぞれの正常範囲は、不揮発性記憶媒体等に予め設定されているが、動的に算出され或いは設定されてもよい。また、正常範囲は、電動機１０の通常回転時における正常範囲（以下、「第１正常範囲」とする。）である。電動機１０の停止時における正常範囲は含まれない。
　また、故障検知部３８は、例えば、電圧検出部１０ａの出力が通常回転の場合の電圧値の範囲内であり、電流検出部１０ｂの出力が通常回転の場合の電流値の範囲外であり、且つ、リップル検出部ＲＤから通常回転を示す信号が出力される第２異常状態が所定期間にわたって継続した場合に、電流検出部１０ｂが故障していると判断する。
　第２異常状態は、例えば、端子間電圧Ｖが第１正常範囲内にあり、且つ、第１パルス信号Ｐａの周期Ｔが第１正常範囲内にあるにもかかわらず、電流Ｉｍが第１正常範囲外にある状態である。
　正常範囲内にある電流Ｉｍの大きさは、例えば、ストール電流値の大きさ以下である。ストール電流値は、例えば、端子間電圧Ｖを内部抵抗Ｒｍで除した値に係数K1を乗じて算出される。係数K1は、固定値であってもよく、可変値であってもよい。
　また、故障検知部３８は、例えば、電圧検出部１０ａの出力が通常回転の場合の電圧値の範囲外であり、電流検出部１０ｂの出力が通常回転の場合の電流値の範囲内であり、且つ、リップル検出部ＲＤから通常回転を示す信号が出力される第３異常状態が所定期間にわたって継続した場合に、電圧検出部１０ａが故障していると判断する。
　第３異常状態は、例えば、電流Ｉｍが第１正常範囲内にあり、且つ、リップル検出部ＲＤが出力する第１パルス信号Ｐａの周期Ｔが第１正常範囲内であるにもかかわらず、端子間電圧Ｖが第１正常範囲外にある状態である。
　故障検知部３８は、判断保留時間としての異常状態の継続期間を計測するタイマ部３８Ｔを有する。判断保留時間は、検知対象が故障しているとの判断を保留する時間を意味する。故障検知部３８は、タイマ部３８Ｔが計測した判断保留時間が所定期間を超えたときに、その異常状態において通常回転の場合と異なる出力を行っていた１つの検知対象が故障していると判断する。
　次に、図５を参照し、回転角度検出器１００が電動機１０の回転量を算出する処理（以下、「回転量算出処理」とする。）の流れについて説明する。図５は、回転量算出処理のフローチャートである。回転角度検出器１００は、電動機１０の駆動中にこの回転量算出処理を実行する。
　最初に、回転角度検出器１００は、端子間電圧Ｖ及び電流Ｉｍを取得する（ステップＳＴ１）。図１の例では、回転角度検出器１００は、電圧検出部１０ａが出力する端子間電圧Ｖ、及び、電流検出部１０ｂが出力する電流Ｉｍを所定の制御周期毎に取得する。
　その後、回転角度検出器１００は、回転角速度ω及び回転角度θを算出する（ステップＳＴ２）。図１の例では、回転角度検出器１００の回転角速度算出部３１は、端子間電圧Ｖと電流Ｉｍを式（１）に代入して回転角速度ωを所定の制御周期毎に算出する。そして、回転角度検出器１００の回転角度算出部３２は、制御周期毎に算出される回転角速度ωを積算して回転角度θを算出する。
　その後、回転角度検出器１００は、回転角度θが所定角度未満であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。図１の例では、回転角度検出器１００の第２信号生成部３５は、回転角度θがスリット間角度θｃ未満であるか否かを判定する。
　回転角度θがスリット間角度θｃ以上であると判定した場合（ステップＳＴ３のＮＯ）、第２信号生成部３５は、スリット間角度θｃまでのタイミングで第１パルス信号Ｐａが生成されなかったと判定する。この場合、第２信号生成部３５は、第１パルス信号Ｐａが生成されていないことを示すためにフラグＦを"Ｆａｌｓｅ"にする（ステップＳＴ３Ａ）。フラグＦは、第１パルス信号Ｐａが生成されたか否かを示すためのフラグである。フラグＦの初期値は、第１パルス信号Ｐａが生成されていないことを示す"Ｆａｌｓｅ"である。フラグＦが"Ｔｒｕｅ"であることは、第１パルス信号Ｐａが既に生成されたことを示す。そして、第２パルス信号Ｐｂを生成し（ステップＳＴ１０）、且つ、回転角度θをゼロにリセットする（ステップＳＴ１１）。これは、第１パルス信号Ｐａが生成される前に回転角度θがスリット間角度θｃに達した場合であり、図４の例において時刻ｔ３、ｔ７、ｔ９で回転角度θが回転角度θ３、θ７、θ９に達した場合に対応する。
　一方、回転角度θがスリット間角度θｃ未満であると判定した場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、第２信号生成部３５は、第１パルス信号Ｐａが生成されたか否かを判定する（ステップＳＴ４）。図１の例では、第１信号生成部３４によって第１パルス信号Ｐａが生成されたか否かを判定する。
　回転角度θがスリット間角度θｃ未満の段階（ステップＳＴ３のＹＥＳ）で第１パルス信号Ｐａが未だ生成されていないと第２信号生成部３５が判定した場合（ステップＳＴ４のＮＯ）、回転角度検出器１００は、回転量を算出する（ステップＳＴ７）。そして、回転情報算出部３６は、第２信号生成部３５の出力に基づいて電動機１０の回転量を算出する。この場合、算出される回転量に変化はない。これは、図４の例において時刻ｔ０で回転角度θが回転角度θ０になっている場合に対応する。
　その後、回転角度検出器１００は、回転角速度ωがゼロになったか否かを判定する（ステップＳＴ８）。そして、回転角度検出器１００は、回転角速度ωがゼロになっていないと判定した場合（ステップＳＴ８のＮＯ）、処理をステップＳＴ１に戻し、回転角速度ωがゼロになったと判定した場合（ステップＳＴ８のＹＥＳ）、回転量算出処理を終了させる。
　第１パルス信号Ｐａが生成されたと判定した場合（ステップＳＴ４のＹＥＳ）、第２信号生成部３５は、回転角度θが第１閾値θｕ未満であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。第１閾値θｕ未満のタイミングで生成された第１パルス信号Ｐａは、ノイズに基づく慨然性が高いためである。
　回転角度θが第１閾値θｕ以上であると判定した場合（ステップＳＴ５のＮＯ）、第２信号生成部３５は、第１パルス信号Ｐａが生成されたか否かを示すためにフラグＦを"Ｔｒｕｅ"にする（ステップＳＴ５Ａ）。そして、第２信号生成部３５は、第２パルス信号Ｐｂを生成し（ステップＳＴ１０）、且つ、回転角度θをゼロにリセットする（ステップＳＴ１１）。回転角度θが、第１閾値θｕ以上のときに第１パルス信号Ｐａが発生した場合、第１パルス信号Ｐａが発生した時点の実際の回転角度が、スリット間角度θｃに近いためである。これは、図４の例において時刻ｔ１、ｔ２、ｔ５で第１パルス信号Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ４が生成された場合に対応する。
　回転角度θが第１閾値θｕ未満であると判定した場合（ステップＳＴ５のＹＥＳ）、第２信号生成部３５は、現時点では、第１パルス信号Ｐａがノイズに基づくものでないとは判定できない。回転角度θは、多少の誤差を含む場合がある。また、第１パルス信号Ｐａの生成時期が、ノイズ等の影響で、若干ずれることがある。このため、回転角度θがスリット間角度θｃに達する時期と、第１パルス信号Ｐａの生成時期がずれる場合がある。このため、回転角度θがスリット間角度θｃに達する時期と、第１パルス信号Ｐａの生成時期のどちらが早いか分からないためである。そこで、第２信号生成部３５は、直近の第２パルス信号Ｐｂを生成した後で最初に受け取った第１パルス信号Ｐａに関し、回転角度θが第２閾値θｄ未満であるか否かを判定する（ステップＳＴ６）。
　最初の第１パルス信号Ｐａに関する回転角度θが第２閾値θｄ未満であると判定した場合（ステップＳＴ６のＹＥＳ）、第２信号生成部３５は、フラグＦを調べる（ステップＳＴ６Ａ）。フラグＦは、第１パルス信号Ｐａが、連続して発生したことを判断するためのフラグである。フラグＦが"Ｔｒｕｅ"の場合、第１パルス信号Ｐａは、連続して発生した２番目以降の第１パルス信号Ｐａである。フラグＦが"Ｔｒｕｅ"の場合（ステップＳＴ６ＡのＹＥＳ）、回転角度検出器１００は、回転量を算出する（ステップＳＴ７）。これは、図４の例において時刻ｔ２'、ｔ４'で第１パルス信号Ｐａ２'、Ｐａ３'が生成されたときに対応する。フラグＦが"Ｆａｌｓｅ"の場合（ステップＳＴ６ＡのＮＯ）、第２信号生成部３５は、フラグＦを"Ｔｒｕｅ"にする（ステップＳＴ６Ｂ）。その後、第２信号生成部３５は、回転角度θをゼロにリセットする（ステップＳＴ１１）。回転角度θが第２閾値θｄ未満の場合、第１パルス信号Ｐａが生成されたときの実際の回転角度が、スリット間角度θｃに近いためである。すなわち、第２閾値θｄ未満の場合、第１パルス信号Ｐａが、直前に生成した第２パルス信号Ｐｂに対応すると判定できるためである。これは、図４の例において時刻ｔ４、ｔ８で第１パルス信号Ｐａ３、Ｐａ６が生成された場合に対応する。すなわち、第１パルス信号Ｐａ３、Ｐａ６が第２パルス信号Ｐｂ３、Ｐｂ５に対応すると判定できる。
　最初の第１パルス信号Ｐａに関する回転角度θが第２閾値θｄ以上であると判定した場合（ステップＳＴ６のＮＯ）、すなわち、角度範囲Ｒ１内であると判定した場合、第２信号生成部３５は、その第１パルス信号Ｐａがノイズに基づくものであると判定する。この場合、第２信号生成部３５は、第２パルス信号Ｐｂを生成することはなく、回転角度θをリセットすることもない。そして、回転情報算出部３６は、第２信号生成部３５の出力に基づいて電動機１０の回転量を算出する。これは、図４の例において時刻ｔ６で第１パルス信号Ｐａ５が生成されたときに対応する。すなわち、第２信号生成部３５は、第１パルス信号Ｐａ５をノイズに基づくものと判定している。
　その後、回転角度検出器１００は、電動機１０の回転量を算出する（ステップＳＴ７）。図１の例では、回転角度検出器１００の回転情報算出部３６は、電動機１０の回転が開始した後に生成された第２パルス信号Ｐｂの数にスリット間角度θｃを乗ずることで、電動機１０の回転が開始した後の回転量を算出する。
　次に、図６を参照し、回転角度検出器１００が算出した電動機１０の回転量の信頼性に関する実験結果について説明する。図６は、合成パルス信号及びホールパルス信号のそれぞれの推移を示す図である。
　合成パルス信号は、第２パルス信号Ｐｂの複数パルスを１パルスに合成することで得られる信号である。図６の例では、スリット間角度θｃは９０度である。第１パルス信号Ｐａ及び第２パルス信号Ｐｂは、基本的に、電動機１０の回転軸が９０度回転する度に生成されている。そして、合成パルス信号は、第２パルス信号Ｐｂの２パルスを１パルスに合成して生成されている。すなわち、回転角度検出器１００は、電動機１０の回転軸が１８０度回転する度に合成パルス信号を１つ生成するように構成されている。
　ホールパルス信号は、ホールセンサが出力したパルス信号である。ホールセンサは、第２パルス信号Ｐｂとホールパルス信号との比較のために電動機１０の回転軸に取り付けられた磁石が作る磁束を検出する。図６の例では、回転角度検出器１００は、電動機１０の回転軸が１８０度回転する度にホールパルス信号を１つ生成するように構成されている。
　図６の「×」に向かう破線矢印は、第１パルス信号Ｐａに基づいて第２パルス信号Ｐｂが生成されなかったことを表す。すなわち、第１パルス信号Ｐａがノイズとして無視されたことを表す。また、図６の８つの実線矢印は、第１パルス信号Ｐａの生成漏れの際に第２パルス信号Ｐｂが追加されたことを表す。
　図６の例では、電動機１０の順回転を開始させてからその順回転を停止させるまでの期間に生成された合成パルス信号及びホールパルス信号のそれぞれの数が等しいことが確認された。すなわち、第２パルス信号Ｐｂに基づいて算出される電動機１０の回転量が、ホールセンサによって検出される電動機１０の回転量に等しいことが確認された。
　次に、図７を参照し、故障検知部３８が検知対象の故障を検知する処理（以下、「故障検知処理」とする。）について説明する。図７は、故障検知処理のフローチャートである。故障検知部３８は、所定の制御周期で繰り返しこの故障検知処理を実行する。
　最初に、故障検知部３８は、３つの検知対象のそれぞれの出力のうちの２つが通常回転を示し且つ残りの１つが通常回転を示さないかを判定する（ステップＳＴ１１）。すなわち、３つの検知対象が異常状態であるか否かを判定する。本実施例では、３つの検知対象は、電圧検出部１０ａ、電流検出部１０ｂ及びリップル検出部ＲＤである。
　電圧検出部１０ａの出力である端子間電圧Ｖは、例えば、所定の下限電圧値（例えば７［Ｖ］）より大きく、且つ、所定の上限電圧値（例えば１８［Ｖ］）より小さい場合に通常回転を示すと判定され、それ以外の場合に通常回転を示さないと判定される。
　電流検出部１０ｂの出力である電流Ｉｍは、例えば、所定の下限電流値（例えば０．５［Ａ］）より大きく、且つ、所定の上限電流値（例えば、２０［Ａ］）より小さい場合に通常回転を示すと判定され、それ以外の場合に通常回転を示さないと判定される。上限電流値はストール電流値であってもよい。
　リップル検出部ＲＤの出力である第１パルス信号Ｐａは、例えば、周期Ｔが所定の下限周期より大きく、且つ、所定の上限周期より小さい場合に通常回転を示すと判定され、それ以外の場合に通常回転を示さないと判定される。
　３つの検知対象が異常状態であると判定した場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）、故障検知部３８は、判断保留時間の計測を開始する（ステップＳＴ１２）。判断保留時間の計測を既に開始している場合にはその計測を継続する。本実施例では、故障検知部３８は、タイマ部３８Ｔによる計時を開始させ或いは継続させる。
　その後、故障検知部３８は、判断保留時間が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。閾値は、３つの検知対象のうちの何れが通常回転を示さないと判定されているかに応じて異なっていてもよく、同じであってもよい。
　判断保留時間が閾値を超えたと判定した場合（ステップＳＴ１３のＹＥＳ）、故障検知部３８は、出力が通常回転を示さないと判定されているその残りの１つの検知対象が故障していると判断する（ステップＳＴ１４）。このとき、故障検知部３８は、故障検知信号を外部に向けて出力してもよい。
　判断保留時間が閾値を超えていないと判定した場合（ステップＳＴ１３のＮＯ）、故障検知部３８は、その残りの１つの検知対象が故障していると判断することなく、今回の故障検知処理を終了させる。すなわち、判断保留時間が閾値を超えたと判定するまでは、検知対象のうちの１つが故障しているとの判断を保留する。故障の誤検知を防止するためである。
　３つの検知対象が異常状態でないと判定した場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）、故障検知部３８は、判断保留時間をリセットする（ステップＳＴ１５）。本実施例では、故障検知部３８は、判断保留時間をゼロにリセットした上でタイマ部３８Ｔによる計時を停止させる。
　また、故障検知部３８は、これまでの異常状態とは別の異常状態になったと判定した場合には、判断保留時間をゼロにリセットした上でタイマ部３８Ｔによる計時を再開させる。例えば、第１異常状態であると判定されてから、ある程度の時間が既にカウントアップされている場合であっても、判断保留時間が閾値を超える前に第１異常状態が解消され且つ第２異常状態になったと判定された場合には、第１異常状態に関する判断保留時間をゼロにリセットし、第２異常状態に関する判断保留時間のタイマ部３８Ｔによる計時を開始させる。
　このように、回転角度検出器１００は、電圧検出部１０ａ、電流検出部１０ｂ及びリップル検出部ＲＤのうちの２つが通常回転を示し且つ残りの１つが通常回転を示さない状態が所定時間にわたって継続する場合に、その残りの１つが故障していると判断できる。
　次に、図８を参照し、故障検知部３８がリップル検出部ＲＤの故障を検知する処理（以下、「第１故障検知処理」とする。）について説明する。図８は、第１故障検知処理のフローチャートである。故障検知部３８は、所定の制御周期で繰り返しこの第１故障検知処理を実行する。
　最初に、故障検知部３８は、端子間電圧Ｖが第１正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。そして、端子間電圧Ｖが第１正常範囲内であると判定した場合（ステップＳＴ２１のＹＥＳ）、電流Ｉｍが第１正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ２２）。そして、電流Ｉｍが第１正常範囲内であると判定した場合（ステップＳＴ２２のＹＥＳ）、リップルが検出されていないか否か（「リップル検出無し」か「リップル検出有り」か）を判定する（ステップＳＴ２３）。
　その後、リップル検出無しと判定した場合（ステップＳＴ２３のＹＥＳ）、すなわち、第１異常状態であると判定した場合、故障検知部３８は、非検出時間の計測を開始する（ステップＳＴ２４）。非検出時間は、判断保留時間の一例であり、リップルが検出されていない時間を表す。非検出時間の計測を既に開始している場合にはその計測を継続する。
　その後、故障検知部３８は、非検出時間が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ２５）。閾値は、望ましくは、惰性回転期間よりも長い期間である。惰性回転中におけるリップル検出無しの状態に基づき、リップル検出部ＲＤが故障していると誤って判断されてしまうのを防止するためである。
　非検出時間が閾値を超えたと判定した場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、故障検知部３８は、リップル検出部ＲＤが故障していると判断する（ステップＳＴ２６）。このとき、故障検知部３８は、リップル検出部ＲＤの故障に関する故障検知信号を外部に向けて出力してもよい。
　非検出時間が閾値を超えていないと判定した場合（ステップＳＴ２５のＮＯ）、故障検知部３８は、リップル検出部ＲＤが故障していると判断することなく、今回の第１故障検知処理を終了させる。すなわち、非検出時間が閾値を超えたと判定するまでは、リップル検出部ＲＤが故障しているとの判断を保留する。故障の誤検知を防止するためである。
　端子間電圧Ｖが第１正常範囲内にないと判定した場合（ステップＳＴ２１のＮＯ）、電流Ｉｍが第１正常範囲内にないと判定した場合（ステップＳＴ２２のＮＯ）、或いは、リップル検出有りと判定した場合（ステップＳＴ２３のＮＯ）、故障検知部３８は、非検出時間をリセットする（ステップＳＴ２７）。本実施例では、故障検知部３８は、非検出時間をゼロにリセットした上で非検出時間の計測を停止する。なお、ステップＳＴ２１からステップＳＴ２３における３つの判定は順不同であり、３つの判定が同時に行われてもよい。
　このように、故障検知部３８は、端子間電圧Ｖと電流Ｉｍから電動機１０が回転中であると判断できる場合に、所定の期間が経過しても第１パルス信号Ｐａが検出されないときには、リップル検出部ＲＤが故障していると判断できる。
　次に、図９を参照し、故障検知部３８が電流検出部１０ｂの故障を検知する処理（以下、「第２故障検知処理」とする。）について説明する。図９は、第２故障検知処理のフローチャートである。故障検知部３８は、所定の制御周期で繰り返しこの第２故障検知処理を実行する。
　最初に、故障検知部３８は、通常回転時と同様にリップルが検出されているか否かを判定する（ステップＳＴ３１）。通常回転時と同様にリップルが検出されている状態は、例えば、リップル検出部ＲＤが出力する第１パルス信号Ｐａの周期Ｔが所定値未満の状態である。
　そして、通常回転時と同様にリップルが検出されていると判定した場合（ステップＳＴ３１のＹＥＳ）、端子間電圧Ｖが第１正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。そして、端子間電圧Ｖが第１正常範囲内であると判定した場合（ステップＳＴ３２のＹＥＳ）、電流Ｉｍが第１正常範囲外であるか否かを判定する（ステップＳＴ３３）。
　その後、電流Ｉｍが第１正常範囲外であると判定した場合（ステップＳＴ３３のＹＥＳ）、すなわち、第２異常状態であると判定した場合、故障検知部３８は、電流異常継続時間の計測を開始する（ステップＳＴ３４）。電流異常継続時間は、判断保留時間の一例であり、電流Ｉｍが第１正常範囲外にある状態が継続している時間を表す。電流異常継続時間の計測を既に開始している場合にはその計測を継続する。
　その後、故障検知部３８は、電流異常継続時間が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ３５）。閾値は、望ましくは、惰性回転中の電動機１０が１回転するのに要する期間よりも長い期間である。電流Ｉｍに含まれるノイズに基づき、電流検出部１０ｂが故障していると誤って判断されてしまうのを防止するためである。
　電流異常継続時間が閾値を超えたと判定した場合（ステップＳ３５のＹＥＳ）、故障検知部３８は、電流検出部１０ｂが故障していると判断する（ステップＳＴ３６）。このとき、故障検知部３８は、電流検出部１０ｂの故障に関する故障検知信号を外部に向けて出力してもよい。
　電流異常継続時間が閾値を超えていないと判定した場合（ステップＳＴ３５のＮＯ）、故障検知部３８は、電流検出部１０ｂが故障していると判断することなく、今回の第２故障検知処理を終了させる。すなわち、電流異常継続時間が閾値を超えたと判定するまでは、電流検出部１０ｂが故障しているとの判断を保留する。故障の誤検知を防止するためである。
　通常回転時と同様にはリップルが検出されていないと判定した場合（ステップＳＴ３１のＮＯ）、端子間電圧Ｖが第１正常範囲内にないと判定した場合（ステップＳＴ３２のＮＯ）、或いは、電流Ｉｍが第１正常範囲内にあると判定した場合（ステップＳＴ３３のＮＯ）、故障検知部３８は、電流異常継続時間をリセットする（ステップＳＴ３７）。本実施例では、故障検知部３８は、電流異常継続時間をゼロにリセットした上で電流異常継続時間の計測を停止する。なお、ステップＳＴ３１からステップＳＴ３３における３つの判定は順不同であり、３つの判定が同時に行われてもよい。
　このように、故障検知部３８は、通常回転時と同様にリップルが検出されて電動機１０が回転中であると判断できる場合で、所定の期間にわたって端子間電圧Ｖが正常範囲内であり且つ電流Ｉｍが第１正常範囲外（例えばゼロ）であるときには、電流検出部１０ｂが故障していると判断できる。
　次に、図１０を参照し、故障検知部３８が電圧検出部１０ａの故障を検知する処理（以下、「第３故障検知処理」とする。）について説明する。図１０は、第３故障検知処理のフローチャートである。故障検知部３８は、所定の制御周期で繰り返しこの第３故障検知処理を実行する。
　最初に、故障検知部３８は、通常回転時と同様にリップルが検出されているか否かを判定する（ステップＳＴ４１）。そして、通常回転時と同様にリップルが検出されていると判定した場合（ステップＳＴ４１のＹＥＳ）、電流Ｉｍが第１正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳＴ４２）。そして、電流Ｉｍが第１正常範囲内であると判定した場合（ステップＳＴ４２のＹＥＳ）、端子間電圧Ｖが第１正常範囲外であるか否かを判定する（ステップＳＴ４３）。
　その後、端子間電圧Ｖが第１正常範囲外であると判定した場合（ステップＳＴ４３のＹＥＳ）、すなわち、第３異常状態であると判定した場合、故障検知部３８は、電圧異常継続時間の計測を開始する（ステップＳＴ４４）。電圧異常継続時間は、判断保留時間の一例であり、端子間電圧Ｖが正常範囲外にある状態が継続している時間を表す。電圧異常継続時間の計測を既に開始している場合にはその計測を継続する。
　その後、故障検知部３８は、電圧異常継続時間が閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ４５）。閾値は、望ましくは、惰性回転中の電動機１０が１回転するのに要する期間よりも長い期間である。端子間電圧Ｖに含まれるノイズに基づき、電圧検出部１０ａが故障していると誤って判断されてしまうのを防止するためである。
　電圧異常継続時間が閾値を超えたと判定した場合（ステップＳ４５のＹＥＳ）、故障検知部３８は、電圧検出部１０ａが故障していると判断する（ステップＳＴ４６）。このとき、故障検知部３８は、電圧検出部１０ａの故障に関する故障検知信号を外部に向けて出力してもよい。
　電圧異常継続時間が閾値を超えていないと判定した場合（ステップＳＴ４５のＮＯ）、故障検知部３８は、電圧検出部１０ａが故障していると判断することなく、今回の第３故障検知処理を終了させる。すなわち、電圧異常継続時間が閾値を超えたと判定するまでは、電圧検出部１０ａが故障しているとの判断を保留する。故障の誤検知を防止するためである。
　通常回転時と同様にはリップルが検出されていないと判定した場合（ステップＳＴ４１のＮＯ）、電流Ｉｍが第１正常範囲内にないと判定した場合（ステップＳＴ４２のＮＯ）、或いは、端子間電圧Ｖが第１正常範囲内にあると判定した場合（ステップＳＴ４３のＮＯ）、故障検知部３８は、電圧異常継続時間をリセットする（ステップＳＴ４７）。本実施例では、故障検知部３８は、電圧異常継続時間をゼロにリセットした上で電圧異常継続時間の計測を停止する。なお、ステップＳＴ４１からステップＳＴ４３における３つの判定は順不同であり、３つの判定が同時に行われてもよい。
　このように、故障検知部３８は、通常回転時と同様にリップルが検出されて電動機１０が回転中であると判断できる場合で、所定の期間にわたって電流Ｉｍが第１正常範囲内であり且つ端子間電圧Ｖが第１正常範囲外（例えばゼロ）であるときには、電圧検出部１０ａが故障していると判断できる。
　上述のように、整流子２０を備えた電動機１０の回転に関する情報を取得する回転角度検出器１００は、電動機１０の端子間電圧Ｖを検出する電圧検出部１０ａの検出結果、及び、電動機１０を流れる電流Ｉｍを検出する電流検出部１０ｂの検出結果に基づいて電動機１０の回転角速度ωを算出する回転角速度算出部３１と、電動機１０を流れる電流Ｉｍに含まれるリップル成分Ｉｒを検出するリップル検出部ＲＤと、電圧検出部１０ａ、電流検出部１０ｂ、及び、リップル検出部ＲＤの出力に基づいて電圧検出部１０ａ、電流検出部１０ｂ、及び、リップル検出部ＲＤのそれぞれの故障を検知する故障検知部３８と、を含む。そして、故障検知部３８は、電圧検出部１０ａ、電流検出部１０ｂ、及び、リップル検出部ＲＤのうちの２つの出力が通常回転を示し且つ残りの１つの出力が通常回転を示さない状態が所定期間にわたって継続した場合に、その残りの１つが故障していると判断する。具体的には、回転角度検出器１００は、電流Ｉｍのリップル成分Ｉｒに基づいて生成される第１パルス信号Ｐａ、及び、端子間電圧Ｖ及び電流Ｉｍに基づいて算出される回転角度θのそれぞれに基づき、電動機１０の回転状態を個別に推定できる。すなわち、別々の方法で導き出される２つのパラメータである第１パルス信号Ｐａと回転角度θとを用いて電動機１０の回転状態を別々に推定できる。そのため、第１のパラメータを用いて推定された回転状態と、第２のパラメータを用いて推定された回転状態とが顕著に異なる場合、一方のパラメータの導出に関連する検知対象が故障していると判断できる。そして、３つの検知対象のうちの２つが正常であることを確認できれば、残りの１つが故障していると判断できる。その結果、追加コスト無しで、検知対象の故障をより確実に検知できる。なお、回転角度検出器１００は、３つの検知対象のそれぞれの出力のうちの２つが正常で且つ残りの１つが異常であるかを判定することで、３つの検知対象のそれぞれの故障を検知可能な構成であってもよく、３つの検知対象のうちの特定の２つの故障を検知可能な構成であってもよく、３つの検知対象のうちの特定の１つの故障を検知可能な構成であってもよい。
　また、回転角度検出器付き電動機は、電動機１０と、電動機１０の回転角度を検出する回転角度検出器１００とを備えている。電動機１０は、複数の整流子片２０ａからなる整流子２０を有する。
　また、回転角度検出器１００は、３つの検出部である電圧検出部１０ａ、電流検出部１０ｂ及びリップル検出部ＲＤのうちの２つの出力が通常回転を示し且つ残りの１つの出力が通常回転を示さない状態の継続期間を計測するタイマ部３８Ｔを有していてもよい。そして、故障検知部３８は、タイマ部３８Ｔが計測した継続期間が所定期間を超えたときに、その残りの１つが故障していると判断してもよい。この構成により、回転角度検出器１００は、故障の誤検出をより確実に防止できる。
　また、整流子２０を備えた電動機１０の回転情報を取得する回転角度検出器１００は、端子間電圧Ｖと電流Ｉｍとに基づいて回転角度θを算出する回転角度算出部３２と、電流Ｉｍに含まれるリップル成分Ｉｒに基づいて第１パルス信号Ｐａを生成する第１信号生成部３４と、第１パルス信号Ｐａと回転角度θとに基づいて電動機１０が所定角度だけ回転したことを表す第２パルス信号Ｐｂを生成する第２信号生成部３５と、第２信号生成部３５の出力に基づいて回転情報を算出する回転情報算出部３６とを含む。そのため、ホールセンサ等の回転センサが無くても、電動機１０の回転情報を高い信頼性で取得できる。これは、センサインタフェース回路、ハーネス等の回転センサを利用するために必要な部品を省略できることを意味する。そのため、軽量化、低コスト化、小型化等を実現できる。
　また、回転角度検出器１００は、電流Ｉｍのリップル成分Ｉｒに基づいて生成される第１パルス信号Ｐａと、端子間電圧Ｖ及び電流Ｉｍに基づいて算出される回転角度θとを用いて第２パルス信号Ｐｂを生成する。すなわち、別々の方法で導き出される２つのパラメータである第１パルス信号Ｐａと回転角度θとを用いて第２パルス信号Ｐｂを生成する。そのため、一方のパラメータが適切に導出されなかった場合であっても他方のパラメータでその不具合を補うことができる。その結果、電動機１０の回転情報をより高い信頼性で取得できる。
　回転角度算出部３２は、例えば、端子間電圧Ｖと電流Ｉｍとに基づいて算出される電動機１０の回転角速度ωを積算して回転角度θを算出するように構成される。そのため、回転角度算出部３２は、電動機１０の起動直後の期間、惰性回転期間等を含めた全期間に亘って回転角度θを安定的且つ継続的に算出できる。そして、第２信号生成部３５は、例えば、回転角度θが所定角度に達したときに、第２パルス信号Ｐｂを即時に生成するように構成される。そのため、第２信号生成部３５は、第１パルス信号Ｐａの生成漏れが発生した場合であっても、安定的且つ継続的に算出される回転角度θに基づき、所定角度だけ回転したことを表す第２パルス信号Ｐｂをリアルタイムに生成できる。そのため、回転角度検出器１００は、電動機１０の回転情報を遅滞なく算出できる。
　第２信号生成部３５は、例えば、回転角度θが所定角度に達したときに、回転角度θをゼロにリセットする指令を回転角度算出部３２に出力するように構成される。そのため、回転角度検出器１００は、回転角度算出部３２が算出する回転角度θの最大値が所定角度に制限されるので、回転角度θの記憶に必要なメモリのサイズを小さくできる。
　所定角度は、例えば、整流子片２０ａの円弧の中心角、すなわちスリット間角度θｃである。そのため、回転角度検出器１００は、回転角度算出部３２が算出する回転角度θの累積誤差の最大値をスリット間角度θｃとすることができる。
　受付範囲は、例えば、電動機１０がスリット間角度θｃだけ回転する毎に生じる回転角度θの最大誤差の範囲である。すなわち、回転角速度算出部３１が、実際よりも、回転角速度ωを大きく算出した場合に、実際の回転角度に基づく第１パルス信号Ｐａが生成される（誤差を含んだ）回転角度θの最大値が第２閾値θｄである。また、回転角速度算出部３１が、実際よりも、回転角速度ωを小さく算出した場合に、実際の回転角度に基づく第１パルス信号Ｐａが生成される（誤差を含んだ）回転角度θの最小値が第１閾値θｕである。そのため、回転角度検出器１００では、回転角度算出部３２が算出する回転角度θの誤差が累積されない。つまり、電動機１０が何回転しても、誤差を－αから＋βの範囲とすることができる。
　第２信号生成部３５は、例えば、第１パルス信号Ｐａを受けたときに、回転角度θが第１閾値θｕ以上であれば、第２パルス信号Ｐｂを生成するように構成される。第１閾値θｕは、例えば、所定角度（スリット間角度θｃ）より小さい値として予め設定されている。この構成により、第２信号生成部３５は、回転角度θが、第１閾値θｕ以上のときに生成された第１パルス信号Ｐａをノイズに基づくものではないと見なす。そして、第１パルス信号Ｐａが生成されなくても、回転角度θが所定角度（スリット間角度θｃ）に達したら、第２パルス信号Ｐｂを生成する。そのため、第１パルス信号Ｐａの生成漏れによる回転情報の算出結果への影響を確実に排除できる。
　また、第２信号生成部３５は、例えば、第１パルス信号Ｐａを受けたときに、回転角度θが第１閾値θｕ未満であれば、第２パルス信号Ｐｂを生成しないように構成される。この構成により、第２信号生成部３５は、回転角度θが第１閾値θｕ未満のときに生成された第１パルス信号Ｐａをノイズに基づくものであると判定できる。そして、ノイズに基づいて生成された第１パルス信号Ｐａに対応する第２パルス信号Ｐｂが生成されてしまうのを防止できる。そのため、ノイズに基づいて生成された第１パルス信号Ｐａによる回転情報の算出結果への影響を確実に排除できる。
　また、第２信号生成部３５は、例えば、第１パルス信号Ｐａを受けたときに、回転角度θが第２閾値θｄより小さければ、回転角度θをゼロにリセットする指令を回転角度算出部３２に出力するように構成される。第２閾値θｄは、例えば、所定角度（スリット間角度θｃ）より位相がβだけ遅れた値として予め設定されている。この構成により、第２信号生成部３５は、第１パルス信号Ｐａの生成漏れの発生に先立って第２パルス信号Ｐｂを生成した直後に第１パルス信号Ｐａを受けた場合、その第１パルス信号Ｐａをノイズに基づくものではないと見なす。そして、その第１パルス信号Ｐａを、直前に生成した第２パルス信号Ｐｂに対応付けることができる。そのため、第１パルス信号Ｐａの生成タイミングのずれによる回転情報の算出結果への影響を確実に排除できる。
　以上、本発明の好ましい実施例について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施例に制限されることはない。本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
　本願は、２０１７年５月９日に出願した日本国特許出願２０１７－０９３２９４号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
　１０・・・電動機　１０ａ・・・電圧検出部　１０ｂ・・・電流検出部　２０・・・整流子　２０ａ・・・整流子片　２０ｓ・・・スリット　３０・・・電圧フィルタ部　３１・・・回転角速度算出部　３２・・・回転角度算出部　３３・・・電流フィルタ部　３４・・・第１信号生成部　３５・・・第２信号生成部　３６・・・回転情報算出部　３８・・・故障検知部　３８Ｔ・・・タイマ部　１００・・・回転角度検出器　ＲＤ・・・リップル検出部　ＳＷ１～ＳＷ４・・・スイッチ

Claims (7)

  1. 　電動機と、
    　前記電動機の回転角度を検出する回転角度検出器とを備え、
    　前記電動機は、複数の整流子片からなる整流子を有し、
    　前記回転角度検出器は、
    　前記電動機の端子間電圧を検出する電圧検出部の検出結果、及び、前記電動機を流れる電流を検出する電流検出部の検出結果に基づいて前記電動機の回転角速度を算出する回転角速度算出部と、
    　前記電動機を流れる電流に含まれるリップル成分を検出するリップル検出部と、
    　前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部の出力に基づいて前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部のそれぞれの故障を検知する故障検知部と、を含み、
    　前記故障検知部は、前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部のうちの２つの出力が通常回転を示し且つ残りの１つの出力が通常回転を示さない状態が所定期間にわたって継続した場合に、該残りの１つが故障していると判断する、
    　回転角度検出器付き電動機。
  2. 　前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部のうちの２つの出力が通常回転を示し且つ残りの１つの出力が通常回転を示さない状態の継続期間を計測するタイマ部を有し、
    　前記故障検知部は、前記タイマ部が計測した継続期間が所定期間を超えたときに、該残りの１つが故障していると判断する、
    　請求項１に記載の回転角度検出器付き電動機。
  3. 　前記故障検知部は、前記電圧検出部の出力が通常回転を示し、前記電流検出部の出力が通常回転を示し、且つ、前記リップル検出部の出力が通常回転を示さない状態が所定期間にわたって継続した場合に、前記リップル検出部が故障していると判断する、
    　請求項１又は２に記載の回転角度検出器付き電動機。
  4. 　前記故障検知部は、前記電圧検出部の出力が通常回転を示さず、前記電流検出部の出力が通常回転を示し、且つ、前記リップル検出部の出力が通常回転を示す状態が所定期間にわたって継続した場合に、前記電圧検出部が故障していると判断する、
    　請求項１乃至３の何れか一項に記載の回転角度検出器付き電動機。
  5. 　前記故障検知部は、前記電圧検出部の出力が通常回転を示し、前記電流検出部の出力が通常回転を示さず、且つ、前記リップル検出部の出力が通常回転を示す状態が所定期間にわたって継続した場合に、前記電流検出部が故障していると判断する、
    　請求項１乃至４の何れか一項に記載の回転角度検出器付き電動機。
  6. 　整流子を備えた電動機の回転角度を検出するための電動機の回転角度検出器であって、
    　前記電動機の端子間電圧を検出する電圧検出部の検出結果、及び、前記電動機を流れる電流を検出する電流検出部の検出結果に基づいて前記電動機の回転角速度を算出する回転角速度算出部と、
    　前記電動機を流れる電流に含まれるリップル成分を検出するリップル検出部と、
    　前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部の出力に基づいて前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部のそれぞれの故障を検知する故障検知部と、を含み、
    　前記故障検知部は、前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部のうちの２つの出力が通常回転を示し且つ残りの１つの出力が通常回転を示さない状態が所定期間にわたって継続した場合に、該残りの１つが故障していると判断する、
    　回転角度検出器。
  7. 　電動機の回転角度を検出する回転角度検出器の故障を検知する方法であって、
    　前記回転角度検出器は、前記電動機の端子間電圧を検出する電圧検出部の検出結果、及び、前記電動機を流れる電流を検出する電流検出部の検出結果に基づいて前記電動機の回転角速度を算出する回転角速度算出部と、前記電動機を流れる電流に含まれるリップル成分を検出するリップル検出部と、を含み、
    　当該方法は、前記電圧検出部、前記電流検出部、及び、前記リップル検出部のうちの２つの出力が通常回転を示し且つ残りの１つの出力が通常回転を示さない状態が所定期間にわたって継続した場合に、該残りの１つが故障していると判断するステップを有する、
    　方法。
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