JPH09318305A

JPH09318305A - 位置検出装置

Info

Publication number: JPH09318305A
Application number: JP8138538A
Authority: JP
Inventors: Akitaka Hirano; 明孝平野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】センサから高精度の出力が得られる位置検出
装置を提供することを目的とする。【解決手段】ホール素子２１、２２は、永久磁石１
５、１６の磁束を利用してロータ８０の回転角度を検出
し、フォトインタラプタ９０は、光を利用して所定の信
号を出力するため、永久磁石１５、１６の磁束によっ
て、フォトインタラプタ９０で得られる所定の信号が大
幅に狂いが生じることはなるので、ホール素子２１、２
２の検出信号及びフォトインタラプタ９０の所定の信号
を、高精度の出力として得ることができ、かつ、各ホー
ル素子２１、２２により得られた検出信号Ｖ１、Ｖ２を
比較することによって、ホール素子２１、２２の故障検
出を簡単かつ正確に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の位置を検
出するための位置検出装置に関し、その用途として、例
えば、自動車の走行速度を制御するために運転者により
操作されるアクセルペダルの操作量を検出するアクセル
ペダル操作量検出装置に用いる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、対象物の位置を検出するもの
の一つとして、自動車の走行速度を制御するために運転
者により操作されるアクセルペダルの操作量を検出する
アクセルペダル操作量検出装置がある。このアクセルペ
ダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出装置
として、磁気検知方式による非接触型のアクセルペダル
操作量検出装置が知られている。そして、このアクセル
ペダルの操作量検出装置を含むシステムの概略を図９に
基づいて説明する。

【０００３】１００はアクセルペダル操作量検出装置で
あり、このアクセルペダル操作量検出装置１００には、
後述するペダルロッド４００に当接するレバー１００ａ
と、このレバー１００ａに連結されたシャフト（図示さ
れない）と、シャフトの回転軸を中心とする円弧に沿っ
て並設された一対の円弧状の永久磁石（図示されない）
と、この永久磁石間に配置されたホール素子（図示され
ない）とから構成されている。

【０００４】２００はアクセルペダルであり、このアク
セルペダル２００の一端部には、回転軸２００ａが設け
られ、この回転軸２００ａは、第１の支承部材３００に
回動自在に支承されている。アクセルペダル２００の他
端部には、くの字状を有するペダルロッド４００の一端
部が係合する係合部２００ｂが設けられている。また、
ペダルロッド４００の他端部には、アイドル位置を検出
するために検出信号を出力するスイッチ５００が設けら
れている。ペダルロッド４００の中央部は、第２の支承
部材６００の突起部６００ａに当接し、ペダルロッド４
００は突起部６００ａを中心として、ペダルロッド４０
０の他端部が、スイッチ５００から離間する方向及びス
イッチ５００方向に回動自在である。つまり、ペダルロ
ッド４００は、運転者がアクセルペダル２００を踏み込
むことによって、ペダルロッド４００の他端部がスイッ
チ５００から離間する方向に移動する。

【０００５】なお、スイッチ５００は、接点式のスイッ
チであり、アクセルペダル２００が全閉状態（即ちアイ
ドル運転状態）にあるか否かを判定するアイドル信号を
出力する。このスイッチ５００のアイドル信号は、ホー
ル素子が所定回路を経て得られるリニア出力の最小値を
更新させる学習制御用の基点として利用される。また、
対象物の位置を検出する他の検出装置としては、特開平
５ー２６６１０号公報に開示されるスロットルポジショ
ンセンサがあり、この公報によると、シャフトの回転軸
を挟んで対向配設された一対の永久磁石からなり、一方
の磁石の対向面から他方の磁石の対向面へと磁路を形成
する第１の検出用磁石と、シャフトの回転軸を中心とす
る円弧に沿って並設された一対の円弧状の永久磁石から
なり、一方の磁石のシャフトの回転軸と直交する面に平
行な側面から他方の磁石の同側面への磁路を形成する第
２の検出用磁石と、を設けるとともに、第１の検出用磁
石を構成する一つの永久磁石間、及び第２の検出用磁石
の側面からシャフトの軸方向に所定距離離れた位置に、
夫々、各磁石にて形成された磁路での磁界の方向を検出
する第１、第２のホール素子を設けた、いわゆる非接触
型の検出装置が知られている。この装置は、第１の検出
磁石と第１のホール素子とで対象物の位置を検出し、第
２の検出磁石と第２のホール素子とでアイドル運転状態
か否かを検出している。また、第１のホール素子は、所
定回路を経てリニア出力が得られ、第２のホール素子
は、所定回路を経てアイドル信号出力が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
従来技術では、スイッチが、位置検出装置とは別体に配
置されているために、必然的に部品点数を多くしてしま
う。そこで、発明者は、位置検出装置とスイッチを一体
にすることを考えた。例えば、後者の従来技術のよう
に、第１の検出磁石と第１のホール素子とで対象物の位
置を検出し、第２の検出磁石と第２のホール素子とで対
象物が所定の状態か否かを検出する方法があるが、この
方法は、互いの磁石の磁束が影響してしまい位置検出が
正確にできないという問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであり、センサから高精度の出力が得られるア
クセルペダル操作量検出装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の手段を採用することができる。この請
求項１の手段によると、一対の磁石が、ロータに固定さ
れ、ロータの回転軸に対して対向して設けられているた
め、その形成された磁路での磁界方向はロータの回転軸
の回転角に応じて変化する。このため、一対の磁石の磁
路内に配置された磁電変換素子は、この磁路での磁界方
向を検出することにより、対象物の移動に応じた検出信
号を発生する。また、回転位置信号出力手段は、ロータ
の回転位置を検出して、所定の信号が出力する。つま
り、磁電変換素子は、磁石の磁束を利用してロータの回
転軸の回転角を検出し、回転位置信号出力手段は、磁石
の磁束の影響をうけないため、磁石の磁束によって、回
転位置信号出力手段で得られる所定の信号が大幅に狂い
が生じることはないので、磁電変換素子の検出信号及び
回転位置信号出力手段の所定の信号を、高精度の出力と
して得ることができる。

【０００９】また、請求項２の手段によると、回転位置
信号出力手段が、光を発光する発光素子と、この発光素
子からの光を受光する受光手段と、発光素子と受光素子
との間に設けられるとともに、ロータに固定された遮蔽
板とからなり、発光素子からの光を遮蔽板で遮断するこ
とによって、磁電変換素子に対して磁石の影響を与える
ことなく、ロータの回転位置信号を出力するため、容易
に所定の信号を取り出すことができる。

【００１０】また、請求項３の手段によれば、磁石が、
ロータの回転軸を挟んで対向配設されるとともに、ロー
タの回転軸の先端に設けられた凹部内に固定された一対
の円弧状の磁石であり、磁電変換素子が、一対の円弧状
の磁石間に配置した２個の磁電変換素子であるので、２
個の磁電変換素子から得られる検出信号は略同一信号が
得られ、この略同一信号を比較するだけで、容易に磁電
変換素子の故障検出ができる。

【００１１】また、請求項４の手段によると、遮蔽板
は、ロータの回転軸を中心として円弧状をなし、ロータ
に設けられているので、ロータの回転軸の回転に応じて
正確に回転位置信号出力手段の所定の信号を得ることが
できるので、検出精度が大幅に向上できる。また、ロー
タの回転軸の回転によって、磁電変換素子で得られる検
出信号と、回転位置信号出力手段で得られる所定の信号
とが得られるため、磁電変換素子の検出信号と、回転位
置信号出力手段の所定の信号とが正確に追従する。

【００１２】また、請求項５の手段によると、位置検出
装置のハウジング内に、ロータ、磁石、磁電変換素子、
回転位置信号出力手段を収納することによって、従来の
ような位置検出装置とスイッチとが別体のものより、大
幅に部品点数が低減でき、さらなる小型化が図れる。ま
た、請求項６の手段によると、プリント基板の一方面に
回転位置信号出力手段が配置されているため、一方向か
らのみ各部材を組み付けるだけでよいので、組付け作業
が容易になる。

【００１３】また、請求項７の手段によると、請求項１
ないし６のいずれかの位置検出装置は、アクセルペダル
の操作量検出装置に利用することでできる。このため、
請求項１と同様に、磁電変換素子は、磁石の磁束を利用
してロータの回転軸の回転角を検出し、回転位置信号出
力手段は、磁石の磁束の影響をうけないため、磁石の磁
束によって、回転位置信号出力手段で得られる所定の信
号が大幅に狂いが生じることはないので、磁電変換素子
の検出信号及び回転位置信号出力手段の所定の信号を、
高精度の出力として得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の対象物の位置を
検出する一実施例として、自動車の走行速度を制御する
ために運転者により操作されるアクセルペダルの操作量
を操作するアクセルペダル操作量検出装置について、説
明する。まず、図１は本発明のアクセルペダル操作量検
出装置の内部構成を表す断面図、図２は図１のＡ方向か
ら見たカバー３９の一部を除いてプリント基板３０回り
を表す上面図、図３は図１の本発明のアクセルペダル操
作量検出装置を含むシステムを表す概略図、図４は図１
のＡ方向から見たカバー３９等を除いたホール素子回り
を表す部分上面図、図５は図１のアクセルペダル操作量
検出装置の分解図である。

【００１５】図１ないし図５に示すように、本発明のア
クセルペダル操作量検出装置は、樹脂製で中空のハウジ
ング１を備え、このハウジング１の中心部には、樹脂製
のドライ軸受３がハウジング１にインサートモールドさ
れている。ドライ軸受３には、シャフト５（本発明でい
う回転軸）が回転自在に収容されている。またシャフト
５の図１に示す下端部には、図３に示すアクセルペダル
ロッド４００の変位量を受けるローラ７ｂが、レバー７
に設けられたローラシャフト７ａの外周に配設され、こ
のローラシャフト７ａに対して回転自在となっている。
レバー７はシャフト５の先端にかしめ固定されている。
レバー７とシャフト５との間には、ワッシャ１１が設け
られている。なお、ローラ７ｂは、ペダルロッド４００
が当接している。

【００１６】図１におけるシャフト５の上端の中心には
段付穴５ａ（本発明でいう凹部）が形成され、このシャ
フト５の外周には、樹脂からなる回転部材１０が設けら
れ、このシャフト５と回転部材１０とでロータ８０を構
成している。そして、図１及び図４に示すように、その
段付穴５ａには、ＮｄーＦｅーＢ系等の希土類からなる
円弧状の一対の永久磁石１５、１６が、シャフト５を中
心として対向配設されている。

【００１７】永久磁石１５、１６は、アクセルペダル４
００の操作量に応じて回転するロータ８０の回転角を検
出するための回転角検出用磁石であり、一方の磁石面か
ら対向する磁石面方向に磁路を形成するように着磁され
ている。また、永久磁石１５、１６は、シャフト５とと
もに回転部材８０によって、インサートモールドされて
おり、この結果、磁石１５、１６が、シャフト５の段付
穴５ａの段部に固定されているまた、回転部材１０に
は、シャフト５を中心として円弧状のスリット１０ａ
（本発明でいう遮蔽板、位置検出信号出力手段）が設け
られている。このスリット１０ａは、光を発光する発光
素子９０ａとその光を受光する受光素子９０ｂからなる
フォトインタラプタ９０（本発明でいう位置検出信号出
力手段）の発光素子９０ａと受光素子９０ｂとの間に配
置され、スリット１０ａが、発光素子９０ａからの光を
遮断することにより、フォトインタラプタが所定の信号
を出力する。また、回転部材１０には、シャフト５を中
心として円弧状の第１の突起部１０ｂ、第２の突起部１
０ｃが設けられ、この第１の突起部１０ｂ、１０ｃは、
スリット１０ａとは反対方向、つまり、レバー７方向に
突出している。なお、第１、第２の突起部１０ｂ、１０
ｃは、ハウジング１の図示されない突起部に当接するこ
とによって、ロータ８０の回転を規制するストッパであ
る。

【００１８】ハウジング１とロータ８０の回転部材１０
との間には、スプリング９が設けられている。このスプ
リング９のフック部９ａは、回転部材１０の第１の突起
部１０ｂに係合され、フック部９ｂは、ハウジング１の
底部に係止されている。スプリング９は、アクセルペダ
ル２００の操作量に応じて回動するレバー７とロータ８
０とをアクセルペダル２００の閉方向へ付勢する。

【００１９】次に、永久磁石１５、１６との間には、２
個のホール素子２１、２２が配置され、このホール素子
２１、２２は、シャフト５の段付穴５ａ内で、永久磁石
１５、１６間に背中合わせに設けられている。このホー
ル素子２１、２２は、非磁性の導電材からなるケース２
０に覆われ、ケース２０、フォトインタラプタ９０、回
路素子２３、２４とともに、プリント基板３０が実装さ
れている。このプリント基板３０には、４個の取り付け
穴３０ａが設けられ、この取り付け穴３０ａにハウジン
グ１の取り付け突起部１ａを貫通させ、この取り付け突
起部１ａを熱かしめすることで、プリント基板３０がハ
ウジング１に固定される。なお、２９は、ホール素子２
１、２２を収納する樹脂製のカラーであり、このカラー
２９ハケース２０によってプリント基板３０に半田付け
固定されている。なお、カラー２９は、ホール素子２
１、２２のプリント基板３０に対する位置決めを行うた
めのものある。

【００２０】また、ホール素子２１、２２は、カラー２
９を介してプリント基板３０に位置決めされているた
め、ホール素子２１、２２の位置は、ハウジング１、プ
リント基板３０及びカラー２９がロータ８０のシャフト
５と直交する磁界を感磁して同レベルの検出信号が得ら
れるように、上述したように、各ホール素子２１、２２
は、永久磁石１５、１６の中空部内にて、ロータ８０の
シャフト５に沿った面に平行で、しかもシャフト５を中
心に対称な位置に配設されている。

【００２１】また、ハウジング１の開口部１ｂには、ゴ
ムパッキン３８が設けられ、さらにその上に磁性材のカ
バー３９を設けて、ハウジング１の開口部１ｂの周縁を
熱かしめすることによって、これら各部が固定されてい
る。また、プリント基板３０の上面には、ヒューミシー
ルのような防湿材４０が充填または塗布され、ゴムパッ
キン３８により密閉されたプリント基板３０等を湿気か
ら保護するようにしている。また、図２に示すように、
ハウジング１の外側には、ロータ８０のシャフト５を中
心として対称な位置にブッシュ４１が埋設された相手側
取りつけ部１ｃが形成されている。

【００２２】このように構成された本実施例のアクセル
ペダル操作量検出装置においては、アクセルペダル２０
０を操作することにより、ペダルロッド４００を介し
て、レバー７が駆動し、この駆動によってロータ８０が
回転する。するとこの回転に伴い永久磁石１５、１６
が、ホール素子２１、２２の回りを回転するため、ホー
ル素子２１、２２の感磁面に対する磁界方向が変化す
る。

【００２３】この結果、ホール素子２１、２２からの出
力ＶＨは、次式に示すように変化し、ＶＨ＝ＶＡ・ｓｉｎθ 図６に示すように、ロータ８０が−４０゜から＋８０゜
へ回転する間に、−ＶＡから＋ＶＡへと正弦波上を連続
的に変化する。

【００２４】なお、実際にホール素子２１、２２で検出
し、検出信号を利用している範囲は、−３５゜から＋４
５゜である。また、本実施例のアクセルペダル操作量検
出装置においては、アクセルペダル２００を操作するこ
とにより、ペダルロッド４００を介して、レバー７が駆
動し、この駆動によってロータ８０が回転する。すると
この回転に伴い回転部材１０のスリット１０ａも回転
し、スリット１０ａが、フォトインタラプタ９０の発光
素子９０ａからの光を遮断していたものが解除され、発
光素子９０ａからの光が受光素子に伝達される。フォト
インタラプタ９０の出力としては、Ｈｉ信号からＬｏ信
号へと出力が変化する。このフォトインタラプタ９０
は、アクセルペダル２００が全閉状態（即ち、車両がア
イドル運転状態）の時、Ｈｉ信号を出力している。ま
た、フォトインタラプタ９０がＨｉ信号からＬｏ信号に
切り替わるのは、ロータ８０の回転角−３０゜の位置で
ある。

【００２５】なお、フォトインタラプタ９０が、Ｈｉ信
号からＬｏ信号に切り替わる箇所で、ホール素子２１、
２２が回路素子２３、２４を経て得られるリニア出力の
最小値を更新させる学習用の基点としている。つまり、
アクセルペダル２００が踏み込まれて、アクセルペダル
２００が再び全閉位置に戻るわけだが、アクセルペダル
２００とアクセルロッド４００との間、アクセルロッド
４００とロータ８０との間での接触ロス等で、ヒスが生
じるため、このヒスが生じてもある所定の範囲内に納ま
っていれば、ホール素子２１、２２の検出信号をそのま
ま用いればよいが、このヒスが所定の範囲を越えた場
合、図示されないＥＣＵ側で、ホール素子２１、２２の
検出信号の補正を行う。

【００２６】次に、こうした出力特性が得られるホール
素子２１、２２を動作させて、検出信号を取り出すため
のセンサ回路は、プリント基板３０に形成された回路パ
ターンと、プリント基板３０に実装された回路素子２
３、２４とにより、またフォトインタラプタ９０からの
信号を取り出すための回路７０とともに、図７に示すよ
うに構成されている。

【００２７】図７に示すように、プリント基板３０に
は、センサ回路として、ホール素子２１用センサ回路５
０とホール素子２２用センサ回路６０とが各々独立して
形成されており、５個のターミナル２４（図１では、タ
ーミナル２４が１個しか見えない）の内、２つのターミ
ナル２４が各センサ回路５０、６０からの検出信号出力
端子として使用され、残りの３つのターミナル２４の
内、２つのターミナル２４ｃ、２４ｄが、電源供給用端
子、即ち電源電圧（Ｖｃｃ）供給用の端子及び接地（Ｇ
ｎｄ）用の端子として利用され、その他、１つのターミ
ナル２４ｅが、フォトインタラプタ９０からの信号を取
り出すための回路７０からのアイドル信号出力端子とし
て利用される。

【００２８】そして、この電源供給用端子となるターミ
ナル２４ｃ、２４ｄからの電源供給ライン、即ち、Ｖｃ
ｃライン及びＧｎｄラインは、プリント基板３０上で回
路素子に接続される前に２つに分割され、各センサ回路
５０、６０に個別に電源供給を行うようにされている。
なお、図７においてコンデンサＣ１は、電源供給ライン
上のノイズを除去するためのコンデンサである。

【００２９】次に、各センサ回路５０、６０は、夫々、
以下のように構成されている。即ち、まずホール素子２
１用センサ回路５０は、正の温度特性を有する感温抵抗
器Ｒ１と抵抗器Ｒ２〜Ｒ６とからなり、ホール素子２１
駆動のための基準電圧Ｖ１１を発生する温度補償回路５
１、演算増幅器ＯＰ１と抵抗器Ｒ７とからなり、温度補
償回路５１からの基準電圧Ｖ１１に基づきホール素子２
１を定電流駆動する駆動回路５２、演算増幅器ＯＰ２、
ＯＰ３と抵抗器Ｒ８〜Ｒ１０とからなり、ホール素子２
１の各出力端子電圧を通過させるバッファ回路５３、演
算増幅器ＯＰ４とトランジスタＴＲ１と抵抗器Ｒ１１〜
Ｒ１７とからなり、バッファ回路５３を通過してきた各
出力端子電圧を差動増幅回路５４、演算増幅器ＯＰ５と
抵抗器Ｒ１８、Ｒ１９とからなり、抵抗器Ｒ１８、Ｒ１
９により電源電圧Ｖｃｃを分圧した基準電圧Ｖ１２によ
り差動増幅回路５４の増幅出力電位を増加させる基準電
圧生成回路、及び、コンデンサＣ２と抵抗器Ｒ２０、Ｒ
２１とからなり、差動増幅回路５４からの増幅出力をロ
ータ８０の回転角（アクセルペダル２００の操作量）を
表す検出信号Ｖ１（負荷抵抗ＲＬ１両端の電圧）として
外部に出力するフィルタ回路５６により構成されてい
る。

【００３０】また、ホール素子２２用センサ回路６０
は、ホール素子２１用センサ回路５０と同様、正の温度
特性を有する感温抵抗器Ｒ３１と抵抗器Ｒ３２〜Ｒ３６
とからなり基準電圧Ｖ２１を発生する温度補償回路６
１、演算増幅器ＯＰ１１と抵抗器Ｒ３７とからなり基準
電圧Ｖ２１に基づきホール素子２２を定電流駆動する駆
動回路６２、演算増幅器ＯＰ１２、ＯＰ１３と抵抗器Ｒ
３８〜Ｒ４０とからなるバッファ回路６３、演算増幅器
ＯＰ１４とトランジスタＴＲ１１と抵抗器Ｒ４１〜Ｒ４
７とからなる差動増幅回路６４、演算増幅器ＯＰ１５と
抵抗器Ｒ４８、Ｒ４９とからなり基準電圧Ｖ２２を生成
して差動増幅回路６４の増幅出力電位を増加させる基準
電圧生成回路６５、及びコンデンサＣ１２と抵抗器Ｒ５
０、Ｒ５１とからなり、差動増幅回路６４からの増幅出
力をロータ８０の回転角（アクセルペダル２００の操作
量）を表す検出信号Ｖ２（負荷抵抗ＲＬ２両端の電圧）
として外部に出力するフィルタ回路６６により構成され
ている。

【００３１】この結果、各センサ回路５０、６０から
は、ロータ８０の回転角に対応した図８に実線で示すよ
うに、検出信号Ｖ１、Ｖ２が出力されることとなり、こ
の検出信号Ｖ１、Ｖ２からロータ８０の回転角（アクセ
ルペダル２００の操作量）を知ることができる。なお、
図８に実線で示す検出信号Ｖ１、Ｖ２の特性は、ロータ
８０の回転角０度（アクセルペダル２００の全閉状態、
即ち、アイドル状態）の時の磁界方向に対して各ホール
素子２１、２２の感磁面を−３５度オフセットさせたと
きの出力特性であり、次式のように記述できる。

【００３２】Ｖ１、Ｖ２＝Ｋ・ｓｉｎ（θ−３５）＋ＶＭ即ち、本実施例では、このように構成することにより、
ホール素子２１、２２が出力する図６に示す正弦波信号
の内、できるだけリニアに変化する領域の信号を検出信
号Ｖ１、Ｖ２として出力できるようにしているのであ
る。なお、上記式において、Ｋはセンサ回路５０、６０
の増幅特性に対応した定数であり、ＶＭは基準電圧生成
回路５５、６５によるオフセット電圧（Ｖ１２、Ｖ２
２）である。

【００３３】また、この図８によれば、フォトインタラ
プタ９０のアイドル信号については、ロータ８０の回転
角５度の時、Ｈｉ信号からＬｏ信号に切り替わり、上述
したように、ホール素子２１、２２が回路素子２３、２
４を経て得られるリニア出力の最小値を更新させる学習
用の基点としている。なお、ハウジング１内に、２個の
ホール素子２１、２２と各ホール素子２１、２２を夫々
動作させて検出信号を出力する２個のセンサ回路５０、
６０と、フォトインタラプタ９０とこのフォトインタラ
プタ９０を作動させて所定の信号を出力する回路７０と
を組み込み、ロータ８０の回転角に対応した２つの検出
信号Ｖ１、Ｖ２と所定の信号（ＨｉまたはＬｉ）を出力
するようにされている。なお、検出信号Ｖ１、Ｖ２は略
同一信号である。

【００３４】従って、本実施例のアクセルペダル操作量
検出装置によれば、永久磁石１５、１６が、ロータ８０
に固定され、ロータ８０のシャフト５に対して対向して
設けられるとともに、ロータ８０のシャフト５と直交す
る磁路を形成するため、その形成された磁路での磁界方
向はロータ８０のシャフト５の回転角に応じて変化す
る。このため、磁石１５、１６が形成された２個のホー
ル素子２１、２２は、この磁路での磁界方向を検出する
ことにより、アクセルペダル２００の操作量に応じた検
出信号をそれぞれ発生する。また、フォトインタラプタ
９０は、光を発生する発光素子９０ａと、この発光素子
９０ａからの光を受光する受光素子９０ｂとからなり、
この発光素子９０ａからの光を、ロータ８０とともに回
転するスリット１０ａが遮断することにより、アイドル
信号Ｈｉが出力される。つまり、ホール素子２１、２２
は、永久磁石１５、１６の磁束を利用してロータ８０の
回転角を検出し、フォトインタラプタ９０は、光を利用
して所定の信号を出力するため、永久磁石１５、１６の
磁束によって、フォトインタラプタ９０で得られる所定
の信号が大幅に狂いが生じることはないので、ホール素
子２１、２２の検出信号及びフォトインタラプタ９０の
所定の信号を、高精度の出力として得ることができると
ともに、各ホール素子２１、２２により得られた検出信
号Ｖ１、Ｖ２を比較することによって、ホール素子２
１、２２の故障検出を簡単かつ正確に行うことができ、
かつ、永久磁石１５、１６の磁束の影響をフォトインタ
ラプタ９０が受けないので、ホール素子２１、２２とフ
ォトインタラプタ９０とを近接することが可能となり、
アクセルペダル操作量検出装置を小型にできる。

【００３５】この故障検出についてもう少し詳細に述べ
ると、アクセルペダル操作量検出装置の故障としては、
センサ構造の不具合による機械的な故障と、センサ回路
５０、６０内での断線、短絡、ホール素子２１、２２や
回路素子２３、２４の不具合等による電気系の故障に大
別でき、機械的な故障は、安全率を高く設定することに
より故障率を０に近づけることが可能である。しかし電
気系の故障は、その故障原因がホール素子２１、２２や
回路素子２３、２４等の部品不良やはんだ付け不良等で
あるから、故障率を０にするのは不可能であり、また部
品不良等によって、センサ回路２１、２２から図８に点
線、で示すような故障診断が困難な検出信号が出力
されることがあるが、本発明のアクセルペダル操作量検
出装置では、２つの検出信号Ｖ１、Ｖ２を出力するよう
に構成されているので、各検出信号Ｖ１、Ｖ２を比較す
ることにより、アクセルペダル操作量検出装置の故障検
出を確実に行うことができる。

【００３６】また、永久磁石１５、１６が、ロータ８０
のシャフト５を挟んで対向配設されるとともに、ロータ
８０のシャフト５の先端に設けられた段付穴５ａ内に固
定され、ホール素子２１、２２が、永久磁石１５、１６
間に配置されているので、２個のホール素子２１、２２
から得られる検出信号Ｖ１、Ｖ２は略同一信号が得ら
れ、この略同一信号を比較するだけで、極めて容易にホ
ール素子２１、２２の故障検出ができる。

【００３７】また、スリット１０ａは、ロータ８０のシ
ャフト５を中心として円弧状をなし、ロータ８０に設け
られているので、ロータ８０のシャフト５の回転に応じ
て正確にフォトインタラプタ９０の所定の信号を得るこ
とができるので、検出精度が大幅に向上できる。また、
ロータ８０のシャフト５の回転によって、２個のホール
素子２１、２２から得られる検出信号Ｖ１、Ｖ２と、フ
ォトインタラプタ９０から得られる所定の信号とが得ら
れるため、２個のホール素子２１、２２の検出信号Ｖ
１、Ｖ２と、ホール素子２１、２２の所定の信号とが正
確に追従する。

【００３８】また、アクセルペダル操作量検出装置のハ
ウジング１内に、ロータ８０、永久磁石１５、１６、ホ
ール素子２１、２２、フォトインタラプタ９０、スリッ
ト１０ａを収納することによって、従来のようなアクセ
ルペダル操作量検出装置とスイッチとが別体のものよ
り、大幅に部品点数が低減でき、さらなる小型化が図れ
る。

【００３９】また、プリント基板３０の一方面のみに、
各ホール素子２１、２２並びにフォトインタラプタ９０
により得られた検出信号Ｖ１、Ｖ２を処理して外部に出
力するセンサ回路５０、６０、各ホール素子２１、２
２、フォトインタラプタ９０が配置されているため、一
方向からのみ各部材を組み付けるだけでよいので、組付
け作業が容易になる。もう少し言えば、プリント基板３
０の一方面に、各ホール素子２１、２２、フォトインタ
ラプタ９０が配置されているため、プリント基板３０と
対向するロータ８０に永久磁石１５、１６とスリット１
０ａを並設することができ、一体化が可能になるととも
に、各ホール素子２１、２２、フォトインタラプタ９０
の半田面に各信号処理回路を実装することで半田付け作
業が片面のみで、良くなるため、組付け作業が極めて容
易になる。

【００４０】なお、本実施例では、アイドル信号を出力
するものとして、フォトインタラプタ９０としたが、こ
れに限ったことではなく、静電容量式スイッチ等でも良
い。なお、本実施例のフォトインタラプタ９０は、リニ
ア出力の最小値を更新させる学習用の基点としている
が、この学習制御内容の他、アクセルペダル２００が全
閉位置（図８の０°〜５°の領域）でフォトインタラプ
タ９０の出力がＨｉの時に規定のサンプリング間隔でホ
ール素子２１、２２の図８に示すリニア出力Ｖ１、Ｖ２
の全閉出力電圧を更新するような学習制御を行ってもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアクセルペダル操作量検出装置の内部
構成を表す断面図である。

【図２】図１のＡ方向から見たカバー３９の一部を除い
てプリント基板回りを表す上面図である。

【図３】本発明のアクセルペダル操作量検出装置を含む
システムを表す概略図である。

【図４】図１のＡ方向から見たカバー３９等を除いてホ
ール素子回りを表す部分上面図である。

【図５】図５は図１のアクセルペダル操作量検出装置の
分解図である。

【図６】ホール素子２１、２２の出力信号特性、及びフ
ォトインタラプタ９０の出力信号特性を表す線図であ
る。

【図７】センサ回路５０、６０、及び回路７０の構成を
表す電気回路図である。

【図８】図６のセンサ出力回路により得られる検出信号
特性、及び回路７０により得られた信号出力特性を表す
線図である。

【図９】従来のアクセルペダル操作量検出装置を含むシ
ステムを表す概略図である。

【符号の説明】

５シャフト（回転軸）１０ａスリット（回転位置信号出力手段）１５、１６永久磁石２１、２２磁電変換素子（ホール素子）８０ロータ９０フォトインタラプタ（回転位置信号出力手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対象物の動きに応じて回転するロータ
と、このロータに固定され、対向して設けられた一対の磁石
と、これらの磁石により形成された磁路内に設けられるとと
もに、前記磁路での磁界方向を検出する磁電変換素子
と、前記磁石の磁束を利用することなく、前記ロータの回転
位置を検出して、所定の信号を出力する回転位置信号出
力手段と、を備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】請求項１記載の位置検出装置において、前記回転位置信号出力手段は、光を発生する発光素子
と、この発光素子からの光を受光する受光素子と、前記
発光素子と前記受光素子との間に設けられるとともに、
前記ロータに固定された遮蔽板とからなり、前記発光素子からの光を前記遮蔽板で遮断することによ
って、前記ロータの回転位置信号を出力することを特徴
とする位置検出装置。
【請求項３】請求項１記載の位置検出装置において、前記磁石は、前記ロータの回転軸を挟んで対向配設され
るとともに、前記ロータの回転軸の先端に設けられた凹
部内に固定された一対の円弧状の磁石であり、前記磁電変換素子は、前記一対の円弧状の磁石間に配置
した２個の磁電変換素子であることを特徴とする位置検
出装置。
【請求項４】請求項２記載の位置検出装置において、前記遮蔽板は、前記ロータの回転軸を中心として円弧状
をなし、前記ロータに設けられていることを特徴とする
位置検出装置。
【請求項５】請求項１記載の位置検出装置において、前記ロータ、前記磁石、前記磁電変換素子、前記回転位
置信号出力手段を収納するハウジングを有することを特
徴とする位置検出装置。
【請求項６】請求項３記載の位置検出装置において、前記２個の磁電変換素子並びに前記回転位置信号出力手
段により得られた検出信号を処理して外部に出力する信
号処理回路がプリント基板に設けられ、このプリント基
板の一方面に、前記各磁電変換素子、前記回転位置信号
出力手段が配置されていることを特徴とする位置検出装
置。
【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の位
置検出装置は、前記対象物がアクセルペダルであり、ア
クセルペダルの操作量検出装置に利用されることを特徴
とする位置検出装置。