JP5472761B2 - 位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検出体の回転角度又はストローク量を検出する位置検出装置に関する。

従来より、車両の内燃機関の気筒内に吸入される空気量を制御するスロットルバルブの回転角度を検出する位置検出装置が知られている。位置検出装置は、スロットルバルブに設けられた磁石の生じる磁気を磁気検出素子により検出し、車両の電子制御装置（ＥＣＵ）に出力する。ＥＣＵは、位置検出装置から出力された信号に基づいて算出したスロットルバルブの回転角度が、内燃機関の運転状態に応じて設定された目標のスロットルバルブの回転角度になるように、スロットルバルブを回転させるモータに電流を供給する。
特許文献１に記載の位置検出装置は、２個の集積回路を備えている。一方の集積回路は、磁気検出素子に作用する磁気が大きくなるに従い、ＥＣＵに出力する信号が大きくなる正特性を示す。他方の集積回路は、磁気検出素子に作用する磁気が大きくなるに従い、ＥＣＵに出力する信号が小さくなる負特性を示す。

特許第３５８８１２７号公報

特許文献１では、２個の集積回路から出力される信号値の和が理論上一定になることを利用し、位置検出装置の異常を検出している。
しかしながら、２個の集積回路の出力端子同士が短絡すると、２個の集積回路から出力されるはずの電圧信号の中間電位がＥＣＵに出力される。この場合でも、２個の集積回路から出力される信号値の和は理論上一定になる。このため、特許文献１の位置検出装置は、２個の集積回路の出力端子同士の短絡を検出できない。そのため、２個の集積回路の出力端子同士が短絡し、一方の集積回路から他方の集積回路へ通常時よりも大電流が流れると、集積回路の備える出力回路が破損することが懸念される。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、複数の集積回路の出力端子同士が短絡したときに出力回路を保護することの可能な位置検出装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明によると、位置検出装置の備える複数の集積回路は、被検出体に設けられた磁気発生手段の磁気に応じた信号を出力する磁気検出素子と、磁気検出素子から出力された信号を処理する信号処理回路と、信号処理回路で処理された信号を出力端子から車両を制御する電子制御装置へ出力する出力回路とを有する。
集積回路の出力回路は、電源側トランジスタ、グランド側トランジスタ、制御回路、出力線、電源側電流検出回路、グランド側電流検出回路、第１比較回路、第２比較回路および遮断手段を備える。
電源側トランジスタおよびグランド側トランジスタは、電源とグランドとを接続する配線に直列に接続され、その配線の電圧を制御する。
制御回路は、信号処理回路で処理された信号に基づき電源側トランジスタおよびグランド側トランジスタを制御する。
出力線は、一端が電源側トランジスタとグランド側トランジスタとを接続する配線の接続点に接続され、他端が出力端子に接続される。
電源側電流検出回路は、電源と接続点との間の配線を流れる電流値を検出する。
グランド側電流検出回路は、接続点とグランドとの間の配線を流れる電流値を検出する。
第１比較回路は、通常時に電源からグランドに流れる通常電流値よりも電源側電流検出回路が検出した電流値が大きいとき、第１異常信号を出力する。
第２比較回路は、通常電流値よりもグランド側電流検出回路が検出した電流値が大きいとき、第２異常信号を出力する。
第１比較回路から第１異常信号が出力された場合、または、第２比較回路から第２異常信号が出力された場合、遮断手段は、出力線の導通を遮断する。

複数の集積回路から出力される信号値に差異が設けられている場合、集積回路の有する電源側トランジスタの抵抗値とグランド側トランジスタの抵抗値とは、以下のいずれかの状態となる。その１つの状態は、一方の集積回路の電源側トランジスタの抵抗値と他方の集積回路のグランド側トランジスタの抵抗値との和が、一方の集積回路の電源側トランジスタの抵抗値と一方の集積回路のグランド側トランジスタの抵抗値との和よりも小さい状態である。もう１つの状態は、他方の集積回路の電源側トランジスタの抵抗値と一方の集積回路のグランド側トランジスタの抵抗値との和が、一方の集積回路の電源側トランジスタの抵抗値と一方の集積回路のグランド側トランジスタの抵抗値との和よりも小さい状態である。なお、一方の集積回路から出力される信号値と、他方の集積回路から出力される信号値とが同一の値である場合は上記状態とはならない。
そのため、複数の集積回路の出力端子同士が短絡すると、ほとんどの場合、電源と接続点との間を流れる電流値が通常電流値よりも大きくなるか、または、接続点とグランドとの間を流れる電流値が通常電流値よりも大きくなる。
そこで、第１比較回路または第２比較回路から異常信号が出力されると、遮断手段は、出力線の導通を遮断する。これにより、複数の集積回路の出力端子同士が短絡した場合、位置検出装置は、出力回路を大電流から保護することができる。

本発明の第１実施形態による位置検出装置が用いられた電子制御スロットルの模式図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の回路のブロック図である。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の正常時の出力信号の特性図である。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の記憶手段に記憶された表である。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の出力回路の配線図である。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の故障時の処理を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の遮断回路の動作を示す表である。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の故障時の出力信号の特性図である。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の故障時のＥＣＵの挙動を示す説明図である。 本発明の第２実施形態による位置検出装置の出力信号の特性図である。 本発明の第２実施形態による位置検出装置の出力回路の配線図である。 本発明の第２実施形態による位置検出装置の故障時の処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による位置検出装置の遮断回路の動作を示す表である。 本発明の第２実施形態による位置検出装置の故障時の出力信号の特性図である。 本発明の第２実施形態による位置検出装置の故障時のＥＣＵの挙動を示す説明図である。 本発明の第３実施形態による位置検出装置の出力信号の特性図である。 本発明の第３実施形態による位置検出装置の故障時の出力信号の特性図である。 本発明の第４実施形態による位置検出装置の出力信号の特性図である。 本発明の第４実施形態による位置検出装置の故障時の出力信号の特性図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による位置検出装置を図１〜図１０に示す。本実施形態による位置検出装置１０は、車両の内燃機関の気筒内に吸入される空気量を制御する電子制御スロットル１に用いられる。
図１に示すように、電子制御スロットル１のハウジング２は、内燃機関に空気を導入する吸気通路３を有する。略円板状に形成されたスロットルバルブ４は、その吸気通路３内に設けられる。スロットルバルブ４は、弁軸５を一体に有している。弁軸５の両端は、ハウジング２に回転可能に軸受けされている。これにより、スロットルバルブ４は、弁軸５を回転軸として回転可能である。

図１および図２に示すように、弁軸５の一端に円筒状のヨーク６と、そのヨーク６の径内側に２個の永久磁石７、８が固定されている。永久磁石７、８は、特許請求の範囲に記載の「磁気発生手段」に相当する。図２の矢印Ｂで概念的に示すように、２個の永久磁石７、８の間をスロットルバルブ４の回転軸に対し略垂直方向に磁束が流れる。
位置検出装置１０は、永久磁石７、８に対して相対回転可能に設けられた２個の集積回路１１、２１を備えている。集積回路１１、２１は、磁気検出素子１２、２２、信号処理回路、出力回路などが一体に構成された電子部品である。磁気検出素子１２、２２として、例えばホール素子または磁気抵抗効果素子などが例示される。
位置検出装置１０と永久磁石７、８とが相対回転すると、磁気検出素子１２、２２の感磁面を通過する磁束密度が変化する。２個の集積回路１１、２１は、その磁束密度の変化に応じた電圧信号を車両の電子制御装置（ＥＣＵ）３０に出力する。ＥＣＵ３０は、その電圧信号から算出したスロットルバルブ４の開度が、内燃機関の運転状態に応じて設定された目標開度となるように、スロットルバルブ４を駆動するモータ９に電流を供給する。モータ９の駆動によりスロットルバルブ４の開度が制御され、内燃機関に供給される吸気量が調節される。

位置検出装置１０の備える２個の集積回路１１、２１を図３および図４に示す。
２個の集積回路１１、２１は略同一の構成である。
磁気検出素子１２、２２を通過する磁束密度に応じて磁気検出素子１２、２２から出力された電圧は、Ａ／Ｄコンバータ１３、２３によりデジタル変換され、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１４、２４に入力される。ＤＳＰ１４、２４では、ＥＥＰＲＯＭ１５、２５に予め記憶された設定値に基づき、オフセット調整、ゲイン調整及びクランプ調整が行われる。
オフセット調整により、スロットルバルブ４の開度に対する出力電圧のオフセットが設定される。ゲイン調整により、スロットルバルブ４の開度に対する出力電圧の傾きが設定される。クランプ調整にて最大出力電圧及び最小出力電圧が設定される。
ＤＳＰ１４、２４で調整された値はＤ／Ａコンバータ１６、２６によりアナログ変換され、出力回路１７、２７に入力される。出力回路１７、２７は、出力端子１８、２８を経由してＥＣＵ３０に電圧信号を出力する。
なお、本実施形態におけるＡ／Ｄコンバータ１３、２３、ＤＳＰ１４、２４、ＥＥＰＲＯＭ１５、２５、およびＤ／Ａコンバータ１６、２６が、特許請求の範囲に記載の「信号処理回路」に相当する。

位置検出装置１０が正常時にＥＣＵ３０に出力する信号の特性を図４に示す。
一方の集積回路１１から出力される電圧信号Ｖ１は、スロットルバルブ４の開度が大きくなるに従って大きくなる、いわゆる正特性を示す。他方の集積回路２１から出力される電圧信号Ｖ２は、スロットルバルブ４の開度が大きくなるに従って大きくなる、いわゆる負特性を示す。
通常時において、ＥＣＵ３０は、一方の集積回路１１から出力された正特性の電圧信号Ｖ１を、モータ９を駆動するための制御用信号として使用する。また、ＥＣＵ３０は、他方の集積回路２１から出力された負特性の電圧信号Ｖ２を、２個の集積回路１１、２１の駆動状態を監視するための監視用信号として使用する。

図５および図６に示すように、集積回路１１、２１の備える記憶手段６４、９４には、ＥＣＵ３０が正特性の電圧信号Ｖ１を制御用信号として使用するものであるか、又は、負特性の電圧信号Ｖ２を制御用信号として使用するものであるかに関する情報が記憶されている。図５では、ＥＣＵ３０が正特性の電圧信号Ｖ１を制御用信号として使用する場合、集積回路１１、２１の記憶手段６４、９４に出荷時書き込みビットが「０」と記憶される。一方、ＥＣＵ３０が負特性の電圧信号Ｖ２を制御用信号として使用する場合、集積回路１１、２１の記憶手段６４、９４に出荷時書き込みビットが「１」と記憶される。
本実施形態では、ＥＣＵ３０は、正特性の電圧信号Ｖ１をモータ９を駆動するための制御用信号として使用する。このため、図６に示す位置検出装置１０の備える２個の集積回路１１、２１の両方の記憶手段６４、９４には、出荷時書き込みビットが「０」と記憶されている。

図６では、位置検出装置１０の備える２個の集積回路１１、２１の出力回路１７、２７を示している。一方の集積回路１１は、ＥＣＵ３０が制御用信号として使用する正特性の電圧信号Ｖ１を出力する。他方の集積回路２１は、ＥＣＵ３０が監視用信号として使用する負特性の電圧信号Ｖ２を出力する。
２個の出力回路１７、２７は実質的に同一の構成であるので、ここでは、一方の集積回路１１の出力回路１７についてのみ説明する。

Ｄ／Ａコンバータ１６から出力された信号は、バッファアンプ４１に入力される。バッファアンプ４１は、入力された信号を緩衝増幅することで、ＥＣＵ３０の回路との相互影響を除いている。
電源側トランジスタ４２とグランド側トランジスタ４３とは、電源４４（例えば５Ｖ）とグランド４５（０Ｖ）とを接続する配線４６、４７に直列に接続されている。
バッファアンプ４１から出力された信号に基づき、一方の制御回路４８が電源側トランジスタ４２の抵抗値を制御し、他方の制御回路４９がグランド側トランジスタ４３の抵抗値を制御する。制御回路４８、４９は、電源側トランジスタ４２の抵抗値が大きくなるに従い、グランド側トランジスタ４３の抵抗値が小さくなるように制御する。これにより、電源側トランジスタ４２とグランド側トランジスタ４３との間に設けられた接続点５０の電圧が調節される。

また、本実施形態では、制御用の集積回路１１が正特性の信号を出力し、監視用の集積回路２１が負特性の信号を出力するので、制御用の集積回路１１の電源側トランジスタ４２の抵抗値が大きくなるに従い、監視用の集積回路２１の電源側トランジスタ７２の抵抗値が小さくなる。また、制御用の集積回路１１のグランド側トランジスタ４３の抵抗値が大きくなるに従い、監視用の集積回路２１のグランド側トランジスタ７３の抵抗値が小さくなる。

接続点５０と出力端子１８とを出力線５１が接続している。したがって、バッファアンプ４１から出力された電圧信号に対応する接続点５０の電圧信号が、出力線５１を通じて出力端子１８からＥＣＵ３０に伝送される。
出力線５１には、保護抵抗５２が設けられている。保護抵抗５２は、出力端子１８に異常電圧が印加された場合に、電源側トランジスタ４２、グランド側トランジスタ４３および制御回路４８、４９などを保護する。

本実施形態では、図６の破線Ｓに示すように、２個の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡した故障時に、ＥＣＵ３０が車両を安全側へ制御することが可能となる信号を、位置検出装置１０からＥＣＵ３０に出力する回路を設けたことに特徴がある。以下、その回路について説明する。
出力回路１７には、第１抵抗５３、第１減算回路５４、第２抵抗５５、第２減算回路５６、第１比較回路５７（コンパレータＡ）、第２比較回路５８（コンパレータＢ）、遮断回路５９、カウンタ回路６０およびスイッチ６１が設けられている。

第１抵抗５３は、電源４４と接続点５０との間の配線４６に設けられる。第１減算回路５４は、第１抵抗５３の両端の電位差を演算する。第１抵抗５３の両端の電位差と、電源４４と接続点５０との間の配線４６に流れる電流とは比例する。第１抵抗５３および第１減算回路５４は、特許請求の範囲に記載の「電源側電流検出回路」に相当する。
第２抵抗５５は、接続点５０とグランド４５との間の配線に設けられる。第２減算回路５６は、第２抵抗５５の両端の電位差を演算する。第２抵抗５５の両端の電位差と、接続点５０とグランド４５との間の配線４７に流れる電流とは比例する。第２抵抗５５および第２減算回路５６は、特許請求の範囲に記載の「グランド側電流検出回路」に相当する。

第１比較回路５７は、第１減算回路５４から出力された電圧とリファレンス電圧６２とを比較する。第２比較回路５８は、第２減算回路５６から出力された電圧とリファレンス電圧６３とを比較する。リファレンス電圧６２、６３は、通常時に第１減算回路５４および第２減算回路５６から出力される電圧と同一の電圧に設定されている。電源側トランジスタ４２の抵抗値とグランド側トランジスタ４３の抵抗値との和は一定となるように制御されているので、通常時に電源４４からグランド４５へ流れる通常電流値は一定である。

第１比較回路５７は、第１減算回路５４から出力された電圧がリファレンス電圧６２よりも小さいとき、信号「０」を出力する。第１比較回路５７は、第１減算回路５４から出力された電圧がリファレンス電圧６２よりも大きいとき、信号「１」を出力する。すなわち、通常時に電源４４からグランド４５に流れる通常電流値よりも、電源４４から接続点５０に流れる電流が大きいとき、第１比較回路５７は信号「１」を出力する。この第１比較回路５７が出力する信号「１」が特許請求の範囲に記載の「第１異常信号」に相当する。

第２比較回路５８は、第２減算回路５６から出力された電圧がリファレンス電圧６３よりも小さいとき、信号「０」を出力する。第２比較回路５８は、第２減算回路５６から出力された電圧がリファレンス電圧６３よりも大きいとき、信号「１」を出力する。すなわち、通常時に電源４４からグランド４５に流れる通常電流値よりも、接続点５０からグランド４５に流れる電流が大きいとき、第２比較回路５８は信号「１」を出力する。この第２比較回路５８が出力する信号「１」が特許請求の範囲に記載の「第２異常信号」に相当する。

遮断回路５９は、記憶手段６４に記憶された出荷時書き込みビットにより、ＥＣＵ３０が、通常時のスロットルバルブ４の制御に正特性の電圧信号Ｖ１を使用するものであるか、又は負特性の電圧信号Ｖ２を使用するものであるかを検出可能である。
本実施形態では、遮断回路５９は、記憶手段６４に記憶された出荷時書き込みビット「０」により、ＥＣＵ３０が通常時の制御に、正特性の電圧信号Ｖ１を使用するものであることを検出する。
この場合、遮断回路５９は、第２比較回路５８から信号「１」が出力されると、出力線５１に設けられたスイッチ６１をオフし、出力線５１の導通を遮断する。なお、スイッチ６１は、例えばＦＥＴなどの半導体スイッチ、或いは機械的なスイッチである。

また、遮断回路５９は、第２比較回路５８から信号「１」が出力されると、カウンタ回路６０を動作させる。このとき、カウンタ回路６０は、スイッチ６１を周期的にオンすることで、スイッチ６１によって遮断された出力線５１を周期的に導通させる。２個の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡した故障時に、スロットルバルブ４の開度により、第１比較回路５７から信号「１」が出力される状態と、第２比較回路５８から信号「１」が出力される状態とが入れ替わる場合があるからである。
なお、本実施形態における遮断回路５９、８９およびスイッチ６１、９１が、特許請求の範囲に記載の「遮断手段」に相当する。

次に、位置検出装置１０の故障時の処理を図７および図８を参照して説明する。
なお、この故障検出処理は、制御用の集積回路１１の処理として説明するが、監視用の集積回路２１も実質的に同一の処理が実行される。
故障検出処理は、車両のイグニッションスイッチがオンされたときに開始される。
Ｓ１０１では、記憶手段６４に記憶された出荷時書き込みビットを読み込む。本実施形態では、記憶手段６４に出荷時書き込みビット「０」が記憶されているので、ＥＣＵ３０が正特性の電圧信号Ｖ１をスロットルバルブ４の制御用の信号として使用することが検出される。
この場合、第１比較回路５７の信号または第２比較回路５８の信号と、遮断回路５９が制御するスイッチ６１のオンオフとの関係において、図８に示すマップが選択される。

Ｓ１０２では、第１比較回路５７の信号を検出する。第１比較回路５７から信号「０」が出力されている場合、処理はＳ１０３へ移行する。
Ｓ１０３では、第２比較回路５８の信号を検出する。第２比較回路５８から信号「０」が出力されている場合、処理は再度Ｓ１０２へ移行し、Ｓ１０２とＳ１０３の処理を繰り返し実行する。

Ｓ１０２の処理で、第１比較回路５７から信号「１」が出力されている場合、処理はＳ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、図８のマップに基づき、スイッチ６１をオンしたまま、出力線５１を導通させる。
すなわち、スロットルバルブの開度が、図４の領域βにあるとき、制御用の集積回路１１の接続点５０の電圧は、監視用の集積回路２１の接続点８０の電圧よりも高い。このとき、制御用の集積回路１１の電源側トランジスタ４２の抵抗値および監視用の集積回路２１のグランド側トランジスタ７３の抵抗値は、制御用の集積回路１１のグランド側トランジスタ４３の抵抗値および監視用の集積回路２１の電源側トランジスタ７２の抵抗値よりも小さい。このため、制御用の集積回路１１の電源４４から接続点５０および出力端子１８、２８を経由し、監視用の集積回路２１の接続点８０からグランド７５へ電流が吐き出される。したがって、第１比較回路５７から信号「１」が出力されている場合、制御用の集積回路１１の接続点５０の電圧は、監視用の集積回路２１の接続点８０の電圧よりも高いので、制御用の集積回路１１の遮断回路５９は出力線５１のスイッチ６１をオンしたままとする。
なお、このとき、監視用の集積回路２１では、第２比較回路５８から信号「１」が出力されている。監視用の集積回路２１に電流が引き込まれているので、監視用の集積回路２１の遮断回路９４は、出力線５１のスイッチ６１をオフする。これにより、図９の領域βに示すように、ＥＣＵ３０は、制御用の集積回路１１から出力される信号Ｖ３により、スロットルバルブ４の開度を制御する。

一方、Ｓ１０３の処理で、第２比較回路５８から信号「１」が出力されている場合、処理はＳ１０５へ移行する。
Ｓ１０５では、図８のマップに基づき、スイッチ６１をオフし、出力線５１の導通を遮断する。
すなわち、バルブ開度が、図４の領域αにあるとき、制御用の集積回路１１の接続点５０の電圧は、監視用の集積回路２１の接続点８０の電圧よりも低い。このとき、監視用の集積回路２１の電源側トランジスタ７２の抵抗値および制御用の集積回路１１のグランド側トランジスタ４３の抵抗値は、監視用の集積回路２１のグランド側トランジスタ７３の抵抗値および制御用の集積回路１１の電源側トランジスタ４２の抵抗値よりも小さい。このため、監視用の集積回路２１の電源７４から接続点８０および出力端子２８、１８を経由し、制御用の集積回路１１の接続点５０からグランド４５へ電流が流れる。つまり、制御用の集積回路１１に電流が引き込まれる。したがって、第２比較回路５８から信号「１」が出力されている場合、制御用の集積回路１１の接続点５０の電圧は、監視用の集積回路２１の接続点８０の電圧よりも低いので、制御用の集積回路１１の遮断回路５９は出力線５１のスイッチ６１をオフする。すると、監視用の集積回路２１の出力電圧がＥＣＵ３０に出力される。このため、図９の領域αに示すように、ＥＣＵ３０は、監視用の集積回路２１から出力される信号Ｖ３により、スロットルバルブ４の開度を制御する。

Ｓ１０６では、位置検出装置１０からＥＣＵ３０に出力される信号が、図４のαの領域の電圧から図９のαの領域の電圧に変わる。そのときのＥＣＵ３０の動作を、図１０を参照して説明する。
正特性の出力電圧によりスロットルバルブ４の開度を制御するＥＣＵ３０の場合、図１０のＡ点からＢ点へ移行するように電圧信号が高くなると、ＥＣＵ３０は、スロットルバルブ４の開度が目標とするスロットルバルブ４の開度よりも大きいと判断する。このため、ＥＣＵ３０は、スロットルバルブ４の開度を目標とするスロットルバルブ４の開度に近づけるため、スロットルバルブ４の開度が小さくなるようにモータ９を駆動する。その結果、位置検出装置１０の電圧信号Ｖ３により、ＥＣＵ３０は車両を安全側に制御する。

Ｓ１０７では、ＥＣＵ３０は、位置検出装置１０の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡したことを判定する。そのため、Ｓ１０８で、ＥＣＵ３０は、車両を退避走行させる。
なお、２個の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡した故障時に、スロットルバルブ４の開度が図９のαの領域とβの領域で移動することがある。そのため、Ｓ１０５では、カウンタ回路６０は、出力線５１のスイッチ６１を周期的にオンし、遮断回路５９によって遮断された出力線５１を周期的に導通させる。これにより、第１比較回路５７から信号「１」が出力される状態と、第２比較回路５８から信号「１」が出力される状態とが入れ替わった場合、位置検出装置１０は、出力電圧の高いほうの集積回路の出力をＥＣＵ３０に出力することが可能になる。

本実施形態では、以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態では、正特性の集積回路の出力信号に基づきＥＣＵ３０がスロットルバルブ４の開度を制御するものである場合、遮断回路５９は、第２比較回路５８から信号「１」が出力されると、出力線５１の導通を遮断する。
２個の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡し、第２比較回路５８から信号「１」が出力された場合、その集積回路に電流が引き込まれているので、その集積回路の出力電圧は他の集積回路の出力電圧よりも小さい。そのため、その集積回路の出力線の導通を遮断すれば、他の集積回路の出力電圧がＥＣＵ３０に出力される。このとき、ＥＣＵ３０はスロットルバルブ４の開度が目標とする開度よりも大きいと判断し、目標とする位置に近づくようにスロットルバルブ４の開度を小さくする方向へ制御する。その結果、ＥＣＵ３０は車両を安全側に制御することができる。

（２）本実施形態では、位置検出装置１０は、出荷時書き込みビット「０」、または、「１」を記憶する記憶手段６４を備える。これにより、ＥＣＵ３０がスロットルバルブ４の制御に正特性の出力信号を用いるものであるか、または、負特性の出力信号を用いるものであるかについて、位置検出装置１０は、出荷時書き込みビット「０」または「１」により確実に判断することができる。

（３）本実施形態では、位置検出装置１０は、第２比較回路５８、８８から信号「１」が出力された場合、スイッチ６１、９１による出力線５１、８１の遮断を所定時間ごとに導通させるカウンタ回路６０、９０を備える。
車両を安全側に制御するための信号を出力可能な集積回路は、スロットルバルブ４の開度が時間とともに変化することで入れ替わることがある。このため、複数の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡した場合、スイッチ６１、９１による出力線５１、８１の遮断をカウンタ回路６０、９０が所定時間ごとに導通させることで、ＥＣＵ３０が車両を安全側に制御するための信号を、どちらの集積回路が出力可能であるかを判定することができる。その結果、ＥＣＵ３０は車両を常に安全側に制御することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による位置検出装置を図１１〜図１６に示す。以下、複数の実施形態において上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施形態の位置検出装置が正常時にＥＣＵ３０に出力する信号の特性を図１１に示す。
第２実施形態では、通常時において、ＥＣＵ３０は、一方の集積回路２１から出力された負特性の電圧信号Ｖ２を、モータ９を駆動するための制御用信号として使用する。また、ＥＣＵ３０は、他方の集積回路１１から出力された正特性の電圧信号Ｖ１を、２個の集積回路１１、２１の駆動状態を監視するための監視用信号として使用する。つまり、第２実施形態では、第１実施形態の制御用の集積回路と監視用の集積回路とが入れ替わっている。
そのため、第２実施形態では、位置検出装置１０の備える２個の集積回路１１、２１の両方の記憶手段６４、９４に出荷時書き込みビットが「１」と記憶されている。出荷時書き込みビット「１」は、ＥＣＵ３０が負特性の電圧信号Ｖ２を制御用信号として使用するものであることを示す。

位置検出装置の備える２個の集積回路１１、２１の出力回路１７、２７を図１２に示す。なお、２個の出力回路１７、２７は実質的に同一の構成であるので、ここでは、制御用の集積回路２１の出力回路２７についてのみ説明する。
図１２では、第１実施形態で説明した遮断回路８９の一例が示されている。遮断回路８９は、第１ＡＮＤ回路９５、第２ＡＮＤ回路９６および反転回路９７を有する。
第１ＡＮＤ回路９５は、記憶手段９４から「１」が出力され、且つ、第１比較回路８７から信号「１」が出力されたときのみ、カウンタ回路９０を動作させるとともに、スイッチ９１をオフし、出力線８１の導通を遮断する。
第２ＡＮＤ回路９６には、記憶手段９４から出力された信号が反転回路９７によって反転されて入力される。第２ＡＮＤ回路９６は、記憶手段９４から「０」が出力され、且つ、第１比較回路８７から信号「１」が出力されたときのみ、カウンタ回路９０を動作させるとともに、スイッチ９１をオフし、出力線８１の導通を遮断する。

次に、本実施形態の位置検出装置の故障時の処理を図１３を参照して説明する。
なお、この故障検出処理は、制御用の集積回路２１の処理として説明するが、監視用の集積回路１１も実質的に同一の処理が実行される。
故障検出処理は、車両のイグニッションスイッチがオンされたときに開始される。
Ｓ２０１では、記憶手段９４に記憶された出荷時書き込みビットを読み込む。本実施形態では、記憶手段９４に出荷時書き込みビット「１」が記憶されているので、ＥＣＵ３０が負特性の電圧信号Ｖ２をスロットルバルブ４の制御用の信号として使用することが検出される。
この場合、第１比較回路８７の信号または第２比較回路８８の信号と、遮断回路８９が制御するスイッチ９１のオンオフとの関係において、図１４に示すマップが選択される。

Ｓ２０２およびＳ２０３で、第１比較回路８７から信号「０」が出力され、第２比較回路８８から信号「０」が出力されている場合、Ｓ２０２とＳ２０３の処理が繰り返し実行される。

Ｓ２０２の処理で、第１比較回路８７から信号「１」が出力されている場合、処理はＳ２０４へ移行する。
Ｓ２０４では、図１４のマップに基づき、スイッチ９１をオフし、出力線８１の導通を遮断する。
すなわち、スロットルバルブ４の開度が、図１１の領域αにあるとき、制御用の集積回路２１の接続点８０の電圧は、監視用の集積回路１１の接続点５０の電圧よりも高い。このとき、制御用の集積回路２１の電源側トランジスタ７２の抵抗値および監視用の集積回路１１のグランド側トランジスタ４３の抵抗値は、制御用の集積回路２１のグランド側トランジスタ７３の抵抗値および監視用の集積回路１１の電源側トランジスタ４２の抵抗値よりも小さい。このため、制御用の集積回路２１の電源７４から接続点８０および出力端子２８、１８を経由し、監視用の集積回路１１の接続点５０からグランド４５へ電流が流れる。つまり、制御用の集積回路２１から電流が吐き出されている。したがって、第１比較回路８３から信号「１」が出力されている場合、制御用の集積回路２１の接続点８０の電圧は、監視用の集積回路１１の接続点５０の電圧よりも高いので、制御用の集積回路２１の遮断回路８９は出力線８１のスイッチをオフする。すると、監視用の集積回路１１の電圧信号Ｖ１がＥＣＵ３０に出力される。このため、図１５の領域αに示すように、ＥＣＵ３０は、監視用の集積回路１１から出力される信号Ｖ４により、スロットルバルブ４の開度を制御する。

Ｓ２０５では、位置検出装置からＥＣＵ３０に出力される信号が、図１１のαの領域の電圧から図１５のαの領域の電圧に変わる。そのときのＥＣＵ３０の動作を、図１６を参照して説明する。
負特性の出力電圧によりスロットルバルブ４の開度を制御するＥＣＵ３０の場合、図１６のＣ点からＤ点へ移行するように電圧信号が低くなると、ＥＣＵ３０は、スロットルバルブ４の開度が目標とするスロットルバルブ４の開度よりも大きいと判断する。このため、ＥＣＵ３０は、スロットルバルブ４の開度を目標とするスロットルバルブ４の開度に近づけるため、スロットルバルブ４の開度が小さくなるようにモータ９を駆動する。その結果、位置検出装置の電圧信号Ｖ４により、ＥＣＵ３０は車両を安全側に制御する。

なお、２個の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡した故障時に、スロットルバルブ４の開度が図１５のαの領域とβの領域で移動することがある。そのため、Ｓ２０５では、カウンタ回路９０は、出力線８１のスイッチ９１を周期的にオンし、スイッチ９１によって遮断された出力線８１を周期的に導通させる。これにより、第１比較回路８７から信号「１」が出力される状態と、第２比較回路８８から信号「１」が出力される状態とが入れ替わった場合、位置検出装置は、出力電圧の低いほうの集積回路の出力をＥＣＵ３０に出力することが可能になる。

一方、Ｓ２０３の処理で、第２比較回路８８から信号「１」が出力されている場合、処理はＳ２０６へ移行する。
Ｓ２０６では、図１４のマップに基づき、スイッチをオンしたまま、出力線８１を導通させる。
すなわち、スロットルバルブ４の開度が、図１１の領域βにあるとき、制御用の集積回路２１の接続点８０の電圧は、監視用の集積回路１１の接続点５０の電圧よりも低い。このとき、監視用の集積回路１１の電源側トランジスタ４２の抵抗値および制御用の集積回路２１のグランド側トランジスタ７３の抵抗値は、監視用の集積回路１１のグランド側トランジスタ４３の抵抗値および制御用の集積回路２１の電源側トランジスタ７２の抵抗値よりも小さい。このため、監視用の集積回路１１の電源４４から接続点５０および出力端子１８、２８を経由し、制御用の集積回路２１の接続点８０からグランド７５へ電流が流れる。つまり、制御用の集積回路２１に電流が引き込まれる。したがって、第２比較回路８８から信号「１」が出力されている場合、制御用の集積回路２１の接続点８０の電圧は、監視用の集積回路１１の接続点５０の電圧よりも低いので、制御用の集積回路２１の遮断回路８９は出力線８１のスイッチ９１をオンしたままとする。
なお、このとき、監視用の集積回路１１では、第１比較回路５７から信号「１」が出力されているので、出力線５１のスイッチ６１がオフされる。これにより、図１５の領域βに示すように、ＥＣＵ３０は、制御用の集積回路２１から出力される信号Ｖ４により、スロットルバルブ４の開度を制御する。
Ｓ２０７では、ＥＣＵ３０は、位置検出装置の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡したことを判定する。そのため、Ｓ２０８で、ＥＣＵ３０は、車両を退避走行させる。

第２実施形態では、負特性の集積回路２１の出力信号に基づきＥＣＵ３０がスロットルバルブ４の開度を制御するものである場合、遮断回路８９は、第１比較回路８７から信号「１」が出力されると、出力線８１の導通を遮断する。
２個の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡し、第１比較回路から信号「１」が出力された場合、その集積回路から電流が吐き出されているので、その集積回路の出力電圧は他の集積回路の出力電圧よりも大きい。そのため、その集積回路の出力線の導通を遮断すれば、他の集積回路の出力電圧がＥＣＵ３０に出力される。このとき、ＥＣＵ３０はスロットルバルブ４の開度が目標とする開度よりも大きいと判断し、目標とする位置に近づくようにスロットルバルブ４の開度を小さくする方向へ制御する。その結果、ＥＣＵ３０は車両を安全側に制御することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による位置検出装置を図１７および図１８に示す。
第３実施形態の位置検出装置が正常時にＥＣＵ３０に出力する信号の特性を図１７に示す。
第３実施形態では、通常時において、ＥＣＵ３０は、一方の集積回路から出力された正特性の電圧信号Ｖ５を、モータ９を駆動するための制御用信号として使用する。したがって、位置検出装置の備える２個の集積回路１１、２１の両方の記憶手段６４、９４に出荷時書き込みビットが「０」と記憶されている。

また、ＥＣＵ３０は、他方の集積回路から出力された電圧信号Ｖ６を、２個の集積回路１１、２１の駆動状態を監視するための監視用信号として使用する。
監視用の集積回路から出力された電圧信号Ｖ６は、スロットルバルブ４の開度が小さい領域γの変化が大きい。これにより、ＥＣＵ３０は、内燃機関の気筒内に吸入される空気量の変化が大きいときのスロットルバルブ４の開度を精密に監視することが可能である。

第３実施形態では、制御用の集積回路の電圧信号Ｖ５よりも監視用の集積回路の電圧信号Ｖ６が常に高いので、２個の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡すると、制御用の集積回路の第２比較回路から信号「１」が出力される。この場合、制御用の集積回路の遮断回路が出力線のスイッチをオフする。これにより、図１８に示すように、ＥＣＵ３０は、監視用の集積回路から出力される信号Ｖ６により、スロットルバルブ４の開度を制御する。その結果、位置検出装置の電圧信号Ｖ６により、ＥＣＵ３０は車両を安全側に制御する。
なお、第３実施形態では、スロットルバルブ４の開度に関わらず、制御用の集積回路から出力される信号は、監視用の集積回路から出力される信号よりも常に低いので、カウンタ回路を設置しなくてもよい。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による位置検出装置を図１９および図２０に示す。
第４実施形態の位置検出装置が正常時にＥＣＵ３０に出力する信号の特性を図１９に示す。
第４実施形態では、通常時において、ＥＣＵ３０は、一方の集積回路から出力された正特性の電圧信号Ｖ７を、モータ９を駆動するための制御用信号として使用する。したがって、位置検出装置の備える２個の集積回路１１、２１の両方の記憶手段６４、９４に出荷時書き込みビットが「０」と記憶されている。

また、ＥＣＵ３０は、他方の集積回路から出力された電圧信号Ｖ８を、２個の集積回路１１、２１の駆動状態を監視するための監視用信号として使用する。
監視用の集積回路から出力された電圧信号Ｖ８は、制御用の集積回路から出力された電圧信号Ｖ７よりも電圧が常に高く、また、傾きが緩やかである。

第４実施形態では、２個の集積回路１１、２１の出力端子１８、２８が短絡すると、制御用の集積回路の第２比較回路から信号「１」が出力される。この場合、制御用の集積回路の遮断回路が出力線のスイッチをオフする。これにより、図２０に示すように、ＥＣＵ３０は、監視用の集積回路から出力される信号Ｖ８により、スロットルバルブ４の開度を制御する。その結果、位置検出装置の電圧信号Ｖ８により、ＥＣＵ３０は車両を安全側に制御する。

（他の実施形態）
上述した一実施形態では、車両に搭載される電子制御スロットルに用いられる位置検出装置について説明した。これに対し、本発明の位置検出装置は、アクセルペダルモジュールの備えるアクセルペダルの回転角度、タンブルコントロールバルブの回転角度、またはクラッチアクチュエータのストローク量を検出する種々のセンサに適用することが可能である。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０ ・・・位置検出装置
４２，７２・・・電源側トランジスタ
４３，７３・・・グランド側トランジスタ
５１，８１・・・出力線
５３，８３・・・第１抵抗（電源側電流検出回路）
５４，８４・・・第１減算回路（電源側電流検出回路）
５５，８５・・・第２抵抗（グランド側電流検出回路）
５６，８６・・・第２減算回路（グランド側電流検出回路）
５７，８７・・・第１比較回路
５８，８８・・・第２比較回路
５９，８９・・・遮断回路（遮断手段）

Claims (5)

1. 被検出体（４）に設けられた磁気発生手段（７，８）の磁気に応じた信号を出力する磁気検出素子（１２，２２）と、前記磁気検出素子から出力された信号を処理する信号処理回路（１３〜１６，２３〜２６）と、前記信号処理回路で処理された信号を出力端子（１８，２８）から車両を制御する電子制御装置（３０）へ出力する出力回路（１７，２７）とを有する複数の集積回路（１１，２１）を備えた位置検出装置（１０）であって、
   前記出力回路は、
   電源（４４，７４）とグランド（４５，７５）とを接続する配線（４６，４７，７６，７７）に直列に接続され、その配線の電圧を制御する電源側トランジスタ（４２，７２）およびグランド側トランジスタ（４３，７３）と、
   前記信号処理回路で処理された信号に基づき前記電源側トランジスタおよび前記グランド側トランジスタを制御する制御回路（４８，４９，７８，７９）と、
   一端が前記電源側トランジスタと前記グランド側トランジスタとを接続する配線の接続点に接続され、他端が前記出力端子に接続される出力線（５１，８１）と、
   前記電源と前記接続点との間の配線を流れる電流値を検出する電源側電流検出回路（５３，５４，８３，８４）と、
   前記接続点と前記グランドとの間の配線を流れる電流値を検出するグランド側電流検出回路（５５，５６，８５，８６）と、
   通常時に前記電源から前記グランドに流れる通常電流値よりも前記電源側電流検出回路が検出した電流値が大きいとき、第１異常信号を出力する第１比較回路（５７，８７）と、
   前記通常電流値よりも前記グランド側電流検出回路が検出した電流値が大きいとき、第２異常信号を出力する第２比較回路（５８，８８）と、
   前記第１比較回路から前記第１異常信号が出力された場合、または、前記第２比較回路から前記第２異常信号が出力された場合、前記出力線の導通を遮断する遮断手段（５９，６１，８９，８１）と、を備えることを特徴とする位置検出装置。
2. 前記被検出体の位置の移動量が大きくなるに従って前記出力端子から出力される信号が大きくなるように信号を処理する前記信号処理回路を有する前記集積回路の出力信号に基づき前記電子制御装置が前記被検出体の位置を制御するものである場合、
   前記遮断手段は、前記第２比較回路から前記第２異常信号が出力されると、前記出力線の導通を遮断することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記被検出体の位置の移動量が大きくなるに従って前記出力端子から出力される信号が小さくなるように信号を処理する前記信号処理回路を有する前記集積回路の出力信号に基づき前記電子制御装置が前記被検出体の位置を制御するものである場合、
   前記遮断手段は、前記第１比較回路から前記第１異常信号が出力されると、前記出力線の導通を遮断することを特徴とする請求項１または２に記載の位置検出装置。
4. 前記被検出体の位置の移動量が大きくなるに従って前記出力端子から出力される信号が大きくなるように信号を処理する前記信号処理回路を有する前記集積回路の出力信号に基づき前記電子制御装置が前記被検出体の位置を制御するものであることを示す第１情報、または、前記被検出体の位置の移動量が大きくなるに従って前記出力端子から出力される信号が小さくなるように信号を処理する前記信号処理回路を有する前記集積回路の出力信号に基づき前記電子制御装置が前記被検出体の位置を制御するものであることを示す第２情報を記憶する記憶手段（６４，９４）を備え、
   前記遮断手段は、
   前記記憶手段に前記第１情報が記憶され、且つ、前記第２比較回路から前記第２異常信号が出力された場合、前記出力線の導通を遮断し、
   前記記憶手段に前記第２情報が記憶され、且つ、前記第１比較回路から前記第１異常信号が出力された場合、前記出力線の導通を遮断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置検出装置。
5. 前記遮断手段が前記出力線の導通を遮断するとき、前記遮断手段による出力線の遮断を所定時間ごとに導通させるカウンタ回路（６０，９０）を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置検出装置。

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