JPS63247614A - 絞り弁の角度検出装置及び絞り弁の角度検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は角度検出方法及びその装置に関し、特に測定し
た回転角度を絶対値信号で出力する角度検出方法及び装
置に関する。

〔従来の技術〕

回転角度を絶対値信号で出力する様にした角度検出方法
及び装置は特開昭５８−４７２１２号公報等で知られて
いる。

この従来例に示された角度検出方法及び装置によれば、
複数のチャンネルのパターンを回転方向に少しずらせて
形成し、各チャンネルのパターンの組合せが所定の角度
に対応する様にして角度を特定の２信符号化信号として
検出する様に構成されている。また細かい信号が必要な
時には並設したインクリメント型検出器に切換えて微小
角度を検出する様に構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この様に構成された従来の技術によれば、チャンネル数
が例えば５つの場合は２′′＝３２個のパターンの組合
せができるので、角度測定範囲（この従来の場合は３６
０度）を３２の区間に分割して、第１区間を（３６０／
３２）度、第２区間を（３６０／３２）度Ｘ２、第３区
間を（３６０／３２）度Ｘ　３−−−−・−第ｎ区間を
（３６０／３１）度ｘｎ（但しｎ＝１〜３２の整数）と
しておけば、３２個の２進符号の各々に対して特定の角
度を割付けることができ、角度を３２個の絶対値として
検出できる。

しかし、この様に構成すると１度ごとの絶対値信号を得
ようとすると３６０個のパターンの組合せを得る必要が
あり、その為にはチャンネル数を少なくとも１０列設け
る必要があり、センサが大型になってしまう問題がある
。

また、微小角度信号を並設したインクリメント型検出器
に切換えて信号を得る場合、絶対値信号が得られないと
いう問題がある。

本発明は、センサを大型にすることなくより細い角度を
絶対値信号で検出できる角度検出方法及びその装置を得
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、アブソリュート型角度検出器とインクリメ
ント型角度検出器を並設し、アブソリュート型角度検出
器の測定値間ではこのインクリメント型角度検出器の出
力信号に応じて絶対値信号を加減補正して補間信号を得
ることにより達成できる。

また上記目的は測定範囲を複数の区間に分割し、各分割
点で特定の２進符号化信号を発生する手段を設けると共
にこの特定の異なった２進符号化信号間で所定の間隔で
微少区間信号を発生する手段を設け、各２進符号化信号
に角度に応じた重み付け信号を付与する手段を設けると
共に、重み付け信号に対して前記微少区間信号を加減算
することによって２つの異なった２進符号化信号間の補
間を行う手段を設けることによって達成される。

〔作用〕

この様に構成された本発明は、隣り合ったアブソリュー
ト信号の間に発生するインクリメント信号がアブソリュ
ート信号間の補間信号として用いられる為、アブソリュ
ート信号の発生素子を増すことなく、測定精度を向上す
ることができる。

特に各アブソリュート信号に重み付けをし、その重み付
けされた信号に対してインクリメント信号を加算減算処
理することによって、測定角度を精度良く直読できる。

例えば、従来例にならって３６０度の測定範囲でアブソ
リュート型検出器が３０個の２進符号化進号を発生する
様に構成した場合、イニシャル位置から次の２進符号化
信号が発生するまでの区間は、（３６０／３０）度＝１
２度をインクリメント信号数で割算した値を一つの単位
としてイニシャル位置を示すアブソリュート信号に補間
信号として付与される。インクリメント信号が全測定範
囲にわたって等間隔に３６０個の信号を発生する様に構
成しておけば、各２進符号化信号間での補間信号数は３
６０／３０個となる。従ってイニシャル位置から次の２
進符号化信号が発生する間にインクリメント型の検出器
が１２個の補間信号を発生する。検出器が角度１０度の
ところで停止すると、アブソリュート型検出器の出力は
ＩＩ　１１！でインクリメント型の検出器はカウント数
１１１０１１を出力する。この二つの出力を合成して、
１１１１ｊプラスｌ（１０＃ｊを角度１０度と認識する
様に検出回路が構成される。同じ様にして検出器が９０
度のところで停止するとアブソリュート型検出の出力は
Ｉｔ　７　Ｎ、インクリメント型検出器は（１６１＃を
出力する０両出力を合成し、゛′７″′プラス１１６　
ＩＩを角度９０度として認識する様に検出回路が構成さ
れる。

尚、インクリメント信号はこれを分周して更に微小区間
信号に変換することができる。これによって１　ｄｅｇ
より小さな角度を検出することもできる。

アブソリュート信号に実角度に対応した特定の重み付け
をし、これにインクリメント信号のカウント値を加算す
る方法も有効である。例えば、上記第１番目のアブソリ
ュート信号に１２度の重み付けをする。この１２度にイ
ンクリメント信号の計数値を加算、減算すると、その値
は、検出器の回転角度の絶対値を示す値となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について説明する。

実施例の構成及び動作の説明の前に本実施例での検出手
段である磁気抵抗素子によるアブソリュート信号及びイ
ンクリメント信号の検出原理について説明する。

第１５図は磁気抵抗素子の磁界に対する抵抗変化を示し
たものである。第１５図（ａ）、（ｂ）は同一平面上で
磁気抵抗素子に流れる電流と磁界の交わる角度θに対す
る素子の抵抗変化を示したもので、θ＝Ｏ度では初期の
抵抗値Ｒｏであるがθが９０度位置で約２％減少する特
性もっている。

第１２図（ｃ）は０＝９０度において磁界の強さに対す
る抵抗変化を示したもので、磁界を加えることにより初
期の抵抗値Ｒｏをやはり約２％減少させることができる
。

本実施例の検出原理は上述のように磁気抵抗素子に加わ
る磁界により発生する抵抗変化により検出するものであ
る。

次に第１６．１７．１８図により磁気抵抗素子により検
出するインクリメント信号について説明する。

第１６図に磁性体と磁気抵抗素子の配置を示す。

回転力を受けて回転するドラム１の外周に磁性体が形成
され、ドラム１の外周と一定の間隔をおいて基板２上に
形成されている磁気抵抗素子がそれぞれ対向する配置と
なっている。

第１７図はドラム１のインクリメント信号磁性体とそれ
に対向する磁気抵抗素子を展開した状態を示す、磁性体
は同極が向かい合う配置となっており、１ケの単位をλ
とし、素子Ｒ１〜Ｒ８は１／４λ間隔で配置されている
。

図中■〜■の数字は説明のために記した数字で磁性体の
位置を示すものである。第１８図のＲ大の表示は素子の
抵抗値が最大すなわち磁界を受けない状態を、Ｒ小は磁
界が加わり約２％減少した状態を示す。

今、素子Ｒ１が■の位置にある状態について説明する。

そのときの各素子の抵抗値状態は■線上に示しである。

素子Ｒ１は磁界を受けずＲ大、素子Ｒ３は最も磁界を強
く受ける位置にあり抵抗値は約２％減のＲ小、素子Ｒ５
は素子Ｒ１と同様にＲ大、素子Ｒ７は素子Ｒ３と同様に
Ｒ小の状態となる。

素子Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ８はやや磁界を受ける位置に
あり、抵抗値はＲ大とＲ小のほぼ中間の状態になる。

次に磁性体が回転方向に１／４λ移動し素子Ｒ１が磁性
体の■の位置にきたときの各素子の抵抗値状態を■線上
に示しである。素子Ｒ１，Ｒ３゜Ｒ５，Ｒ７は■状態の
素子Ｒ２，４，６，８と同位置になり抵抗値はＲ大とＲ
小のほぼ中間の状態となる。一方素子Ｒ２はＮ−８極の
中間位置となり磁界を受けてＲ小に、素子Ｒ４はＳ極上
で磁界を受けずＲ大、素子Ｒ６は素子Ｒ２と同様にＲ小
、素子Ｒ８は素子Ｒ４と同様にＲ大の状態となる。

以後素子Ｒ１が磁性体の■〜■の位置に対向すると各素
子の抵抗値は周期λて同状態を繰り返し発生する。

従って磁性体の１単位λに相当する角度を各素子の抵抗
変化として検出することができる。

以上述べた各素子の抵抗変化は各素子を第１９図に示す
ようなブリッジ構成で電圧変化として取り出す、素子Ｒ
１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７で構成するブリッジからの借１号
をＡ相、素子Ｒ２，Ｒ４゜Ｒ６，Ｒ８で構成するブリッ
ジからの信号をＢ相と記す。

各ブリッジにおける電圧変化を第２０図に示す。

図中■〜■の数字は第１７．１８図と同位置を示すもの
である。Ａ相のｅ＾１端子電圧は素子Ｒ１゜Ｒ３の抵抗
変化により、ｅＡ２端子電圧は素子Ｒ５゜Ｒ７の抵抗変
化により発生しＡ相信号はｅＡｌ−ｅ＾２信号の形で取
り出す。同様にＢ相信号についてもｅａｔ　　ｅＢｚ信
号の形で取り出す。

従ってＡ相、Ｂ相は磁性体記録ピッチλと同じ周期を持
ち位相が１／４λずれた記号となり、このＡ相あるいは
Ｂ相の周相λに相当する回転角が磁気抵抗素子により検
出する最小分解能角度信号となる。２相必要するのはド
ラム１の回転方向判別のためであり、後述する。

また磁気記録ピッチλに相当する回転角θ、いλ となる。

次にアブフリュー１−信号について説明する。

第２１図は第１６図に示した２０信号用磁性体と２°信
号検出素子の部分を取り出した展開図である。アブソリ
ュート１ビツト用の磁性体は２つのトラックにより構成
されており、対抗する検出素子はそれぞれのトラックに
２ケずつ配置されている。磁性体１ケの長さは先はどの
インクリメント信号の場合と同一のλ、検出素子の配置
はλ／２間隔となっている。

第２２図は各素子ＲＯＩ、０２，０３，０４の抵抗変化
を示したもので素子中心線（素子ＲＯ２゜ＲＯ４を結ぶ
直線と素子ＲＯＩ、ＲＯ３を結ぶ直線の中間位置）が説
明のために記した磁性体ａ〜２のおのおのの位置にある
ときの各素子の抵抗値状態の各記号の同一線上に示した
ものである。図中Ｒ大、Ｒ小は第１８図と同じく磁界な
し状態および磁界を受けて抵抗値が約２％減の状態を示
すものである。

素子中心がａの位置にある場合には素子ＲＯＩは磁界を
少し受けるのでＲ大とＲ小の中間の状態、素子ＲＯ２も
同様、素子ＲＯ３，ＲＯ４は対向部に磁界がないのでＲ
大の状態を示す。

素子中心線がｆの位置において素子ＲＯＩはｇの位置と
なり磁界を受けずＲ大、素子ＲＯ２はｅの位置となり最
も磁界を受けてＲ小、素子ＲＯ３゜ＲＯ４はまだ対向す
る磁性体がないのでＲ大の状態となっている。次に素子
中心線がｇの位置に移動すると、素子ＲＯＩは対向する
磁性体からはずれＲ大１反対に素子ＲＯ３は磁性体と対
向し始めるのでＲ大とＲ小の中間の状態となる。素子Ｒ
０２゜ＲＯ４はそれぞれｆの位置であり抵抗値は素子Ｒ
Ｏ２がＲ大とＲ小の中間、素子ＲＯ４はＲ大である。素
子中心線がり、ｊ、、ｊと移動すると素子ＲＯＩはＲ大
、Ｒ大、Ｒ大、素子ＲＯ２はＲ大。

Ｒ大、Ｒ大、素子ＲＯ３はＲ小、Ｒ中間、Ｒ大、素子Ｒ
Ｏ４はＲ大、Ｒ中間、Ｒ小というように変化する。ここ
で素子ＲＯＩ、ＲＯ３はｆの位置。

素子ＲＯ２，ＲＯ４はｈの位置から抵抗変化のパターン
がそれぞれ別の状態へと移行する。

さらに磁性体が移動するとＶ位置で素子ＲＯＩ。

ＲＯ３はＸ位置で素子ＲＯ２，ＲＯ４の抵抗変化のパタ
ーンが変化しそれぞれｆ位置以前、ｈ位置以前の変化パ
ターンと同じ抵抗変化をする。

以上述べたような抵抗変化を持つ各素子ＲＯＩ。

ＲＯ２，ＲＯ３，ＲＯ４を第２３図に示すブリッジ構成
とする。このブリッジにおけるｅｏｌ、　ｓｏｔ端子電
圧の変化を示したのが第２４図であり、図中ａ−２は第
２２図の位置と対応するものである。

ｓｏｔ端子電圧は素子ＲＯＩ、ＲＯ３の抵抗変化に対応
するもので例えばｅ位置では素子ＲＯＩがＲ大とＲ小の
中間、素子ＲＯ３はＲ大となっているので−よりやや低
い電圧となり、ｆ位置では素■ 子ＲＯＩ、ＲＯ３ともに同抵抗で一１ｇ位置では素子Ｒ
ＯＩがＲ大、素子ＲＯ３がＲ大とＲ小の中間となるので
−より高い電圧となる。ここで８０１電圧状態に反転す
る。一方ｅｏｚ端子ではｈ位置をさらにｅｏ１端子では
Ｖ位置、ｅｏｚ端子ではＸ位置を境に電圧状態が反転し
、ｅａｔ、　ｅｏｚ端子とも同電圧となるのはｇおよび
Ｗの位置である。

従ってｅｌｏｌ　　６ＯＺの電位は第２４図に示すよう
にｇ位置で−から＋に、Ｗ位置で十から−に反転する。

このｇおよびＷの位置は２つの磁性体トラックの変化点
Ｚ　ａｌ、　Ｚ　ｏｘに対応するものである。

また第１６図に示した２１．２２．２３ビツトのアブソ
リュート信号も同様に形成される。従って各ビット状態
を見ることにより絶対位置検出を行なうもので第１６図
に示す４ビツト構成では１６段階のアブソリュート信号
を形成することができる。

以上述べたようにアブソリュート信号の変化点は１ビツ
トを形成する２つの磁性体トラックの磁性体配列変化点
（第２４図Ｚ０１およびＺ　ｏｘ）で決定される。

さらに１ビツトを形成する２つのトラックにおいて同一
位置には必ず一方のトラックにのみ磁性体が配置されて
おり、素子ＲＯ４，ＲＯ３に対抗するトラック上で単位
λが連続した区間でのみアブソリユート信号１ビツト分
の信号を発生し、素子ＲＯ２，ＲＯＩに対抗するトラッ
ク上に磁性体が配置された区間では信号の発生はない。

第２４図では４λすなわちＡ相もしくはＢ相信号４ヶ分
でアブソリュート１段階の変化を発生させたが、Ｚｏｌ
と２１１１１間に含まれる磁性体の数を変えることによ
りアブソリュート１段階に相当する変化点を任意に設定
することができる。

次に本発明の一実施例を内燃機関の絞り弁開度検出に用
いるスロットルセンサに適用した例について説明する。

このスロットルセンサ２０の縦断面図を第１１図に内燃
機関への装着状態を第１２　。

図に示す、磁性体はドラム１ａの外周に着磁されており
、このドラム１ａはエンジン２１の絞り弁軸２３と接触
するレバー３と一体になっているシャフト４にネジ５で
固定されている。絞り弁２４が開く方向では絞り弁軸２
３からレバー３に力を作用させ、シャフト４に回転力を
伝達する。一方、閉方向となるときにはレバー３への力
が開放されるが、戻しバネ１１が常に閉方向に負荷され
ており戻しバネ１１の弾性力により戻る。

又基板２ａはベース６に取りつけられたスタンドアによ
り支持され、基板２ａからの信号はケーブル８により回
路９に接続され信号処理を行ないリード線１０により外
部に取り出す構成となっている。

このスロットルセンサ２０は吸気筒２２内を貫通する絞
り弁軸２３の一端に取り付けられる。この絞り弁軸２３
には絞り弁２４が固定され運転者の指示をフック２７に
伝えることにより、絞り弁２４の開閉を行なう。絞り弁
２４の開度はスロットルセンサ２０により検出し、この
信号はエンジン２１のコントロールユニット２５の入力
信号となる。コントロールユニット２５にはその他に回
転速度信号、エンジン２１の状態を知る水温、空燃比な
どの信号が入力される。

コントロールユニット２５ではスロットルセンサ２０か
らの絞り弁２４の開度信号１回転速度を基にエンジン２
１の１回転当りの吸入空気量を演算し、この吸入空気量
に対して所定の空燃比を得るための燃料量をインジェク
タ２６の開弁時間として演算する。そして開弁時間だけ
インジェクタ２６に信号を出力し、最適燃料量の供給を
行なうと同時に点火信号等の制御を行なうものである。

第２＠は第１１＠にしたドラム１ａ外周の磁性体及び基
板２ａ上の磁気抵抗素子の展開図である。

ドラム１ａの外周には高分解能信号及び回転方向判別の
ためのインクリメント信号に対応するトラックおよび２
トラツクで１ビツトを形成する４ビツト分の磁性体が形
成されており、基板２ａにはそれぞれのトラックに対応
する磁気抵抗素子Ｒ１’〜Ｒ８’　、Ｒ１１’〜Ｒ１４
’　、Ｒ１１’〜Ｒ１４’　、Ｒ２１’〜Ｒ２４’　、
Ｒ３１’〜Ｒ３４′が前述した間隔をもって配置されて
いる。

次に本実施例におけるアブソリュート信号の構成につい
て説明する。第１３図は内燃機関の絞り弁２４開度に対
する噴射量演算のためのパルス巾で１サイクルの吸入空
気量に対して所定の空燃比を得るために燃温供給電磁弁
２６を開弁する時間に相当し、１回当りに供給される燃
料量に相当するものである。第１３図の絞り弁開度を仮
りに９０度間を４　ｂｉｔのアブソリュート信号で検出
すると１データ当りの開度は５．６２５ｄｅｇとなり、
パルス巾変化の激しい低開度領域では１データの変化で
エンジン状態が急変することがわかる。このような特性
を持つ絞り弁２４開度の検出では低開度領域はど高精度
が要求される。このためには低開度領域では高精度で絶
対的な開度を知る必要がある。

本実施例は４　ｂｉｂ構成としたもので４　ｂｉｂのア
ブソリュート信号で表わされる１６段階の信号を低開度
領域に低ピツチで配置し、絞り弁２４５１１度に対しパ
ルス巾変化が緩やかな高開度領域で高ピツチ配置とし９
０度区間に１６段階の不等間隔信号発生を行なう構成と
している。このようなアブソリュート信号の構成とする
ことで第１４図に示すようにアブソリュート信号の変化
点に対しパルス巾変化をほぼ直線となる関係にでき、ア
ブソリュート信号の１つの状態が表わす精度を全測定区
間でほぼ等しくすることができる。

次に第１４図に示したアブソリュート信号の変化点と絞
り弁２４の開度およびインクリメント信号数の関係を第
１図（ｂ）に示す０本実施例ではアブソリュート信号の
各変化点に割り付けされる数値を原点位置から各変化点
までの角度を表わす高分解能信号の累積数で構成してい
る。パルス巾変化のはげしい開度３０度までに１４段階
のアブソリュート変化を起こさせパルス巾変化の緩やか
な３０度〜９０度区間を２つの段階で表わす構成としで
ある。なお図中信号構成はグレーコードとしであるが他
のコード例えばバイナリ−コード等でもかまわない。

アブソリュート信号の変化点とインクリメント信号の関
係について第１図（ａ）により説明する。

本実施例では絞り弁２４の開度３０度に対応するアブソ
リュート信号の変化点１４までの区間では、Ｎ番目のア
ブソリュート信号の変化点までに含まなるように構成し
、変化点１５をインクリメント信号数２００個で、最後
の変化点１６を３１５個で対応させている。このインク
リメント信号は測定区間において等間隔角度で発生する
ものである。

またインクリメント信号は９０度位相差をもつＡ相、Ｂ
相により構成されている。

第１図（ａ）に示すように例えばアブソリュート信号の
変化点６の点においてはインクリメント信号累積数を２
１個含む構成となっており、アブソリュート信号６を検
出した時点で絶対角度位置を知るようにすることができ
る。さらにアブソリュート信号の変化点で対応するイン
クリメント信号数をカウンタにセットし、次の変化点発
生までの間インクリメント信号でカウンタのアップ（角
度増）、ダウン（角度域）をさせることによりアブソリ
ュート信号に変化が出る間の詳細な現在位置を知ること
ができる。すなわち絶対位置検出をインクリメント信号
の分解能と同等の分解能で補間検出することができる。

またインクリメント信号をに倍（ｋは整数）に分周した
信号構成としても同様である。この場合アブソリュート
の信号変化はところどころにあればよいので、アブソリ
ュート信号のビット数を減らすことができる。

次に、第４図（ａ）によりアブソリュート信号検出によ
る絶対位置校正及び信号処理回路の構成の概略を説明す
る。

基板２ａ上の磁気抵抗素子により検出されたアブソリュ
ート信号は波形整形手段ＷＦで波形整形され、さらに信
号処理のために変換器ＧＢＣによりグレーコードからバ
イナリコードに変換される。

この信号はラッチ回路ＲＣ及び数値比較器ＣＣで以前に
記憶されていたアブソリュート信号と比較され、アブソ
リュート信号に差が生じたなら、タイミング回路ＴＣか
らの信号でメモリＭＣの内容をカウンタＮＣにセットし
直す。このときアブソリュート信号が減方向に移動した
場合には前述したように変化後（現在値）のアブソリュ
ート信号に１を加えてメモリＭＣのアドレスとする必要
があり、このときは加算器ＡＤＣでアブソリュート信号
に１を加えてアドレスを指定する信号を作り出す。メモ
リＭＣからのデータは前述のようにアブソリュート信号
の各変化点を表わす分解能信号数で構成されている。さ
らに校正値をカウンタにセットした後現在のアブソリュ
ート信号を比較用データとしてラッチＲＣ内に記憶し一
連の校正動作を終了する。

また次のアブソリュート信号の変化まではインクリメン
ト信号より作り出される高分解能信号によりカウンタＮ
Ｃを駆動させ、カウンタＮＣ内の値は常に現在の絶対位
置を表わす構成となっている。

次に基板２ａ上の磁気抵抗素子で検出される信号処理の
詳細について説明する。

基板２ａに構成されている磁気抵抗素子のブリッジは第
３図のように構成しＡ相はｅ＾ｐ、Ｂ相はｅｎ’、２０
ビツトはｓｏ’　、２’ビツトはｅ１’　、２”ビット
はｅｚ’、２”ビットは８３′　の電圧として取り出し
信号処理を行なう。

第４図（ｂ）に示すように磁気抵抗素子には電源端子１
００より電圧を印加する。出力となるｅＡ’　、　ｅＢ
’　、　ｅｏ’　〜ｅ３’は比較器１０１ａ〜１０１ｆ
にそれぞれ入力される。ブリッジ内の４つの素子抵抗値
が同一値であれば問題ないが実際にはバラツキを持って
おり、このバラツキにより発生する電位差をキャンセル
するためのオフセット調整回路１０２ａ〜１０２ｆが入
力の一方に接続されている。オフセット調整回路１０２
ａ〜１０２ｆの動作を１０２ａを例に説明する１０２　
ａに示すａ点の電位を調整するものである。本実施例で
はハイブリッドＩＣで波形整形回路を構成したもので、
この場合には電源端子１００がらの電位を分割するよう
にＲ１とＲ，、の２つの抵抗を設けこの抵抗をレーザト
リミングにより調整し、ａ点電位を調整するものである
。

１０９は排他的論理和（以下ＥＸ−ＯＲと記す）ゲート
、１１０ａ〜１ｌｏｃｉ　（例えば日立製作所！！１１
ＨＤ７４ＬＳ８６（７）ような標準論理ＩＣ）で構成す
るグレーコード→バイナリコード変換回路。

１１１はラッチ信号２００により現在のアブソリュート
信号１０５′〜１０８′を記憶するラッチ（例えばＲＣ
Ａ社製ＣＤ４０４２Ｂのような標準段３１１Ｇ）、１１
２は現在のアブソリュート信号１０５′〜１０８′とラ
ッチ１１１内のアブソリニート信号１０５′〜１０８＃
を比較する比較器（例えばＲＣＡ社製ＣＤ４５８５　Ｂ
のような標準論理ＩＣ）、１１３は比較器１１２から（
１０５’〜１０８’　）＜（１０５’〜１０８’）の状
態での時、発生する出力信号２０１を現在のアブソリュ
ート信号１０５′〜１０８′に加算して、減少前のアブ
ソリュート信号に戻して出力する加算器（例えば日立製
作所１９ＧＨ１４００８Ｂのような標準論理ＩＣ）、１
１４はメモリ（例えば日立製作新製ＨＮ　４８２７６　
Ｇのような標準ＩＣメモリ）で加算器１１３からのアブ
ソリュート信号に対応する絶対位置の校正値を出力する
ｓ　１１５　ａ　５１１５ｂ、１１５ｃはプリセット信
号２０３によりメモリ１１４からのデータを取り込みセ
ットするプリセットカウンタ（例えばＲＣＡ社１１ｃＤ
４０２９Ｂのような標準論理ＩＣ）、１１７は信号２０
２を入力しプリセットカウンタ１１５ａ、１１５ｂ。

１１５ｃにデータ設定を行なわせるプリセット信号２０
３及びラッチ信号２００を発生させるタイミング回路で
第５図に示すようなインバータ１１８ａ、１１８ｂ　（
例えば日立製作新製ＨＤ７４ＬＳＯ４のような標準論理
ＩＣ）、Ｄ−フリップフロップ１２１ａ、１２１ｂ　（
例えば、日立製作所ＩＨＤ７４Ｌｓ７４Ａのような標＄
論理ＩＣ）、ＡＮＤゲート１１９，１２０（例えば日立
製作新製ＨＤ７４ＬＳ１１．ＨＤ７４ＬＳＯ８のような
標準論理ＩＣ）等で構成している。１７０は抵抗’１＋
ｒ２．：ＩンデンサＣ１，Ｃ２、及びＥＸ−ＯＲゲート
ｌＩＯ３から構成する初期設定回路である。

１２２はクロック発振回路、１２３は回転方向判別及び
インクリメント信号倍周回路（第４図ａではＤＪＣで表
わされている。）、５９９はプリセットカウンタ１’１
５ａ、１１５ｂ、１１５ｃの出力５０１〜５１２の状態
をデユーティ−信号に変換する出力処理回路である。

次に信号処理回路の動作として初期設定について説明す
る。第４図（ｂ）の信号処理回路への電源はエンジン２
１の制御を行なうコントロールユニット２５からの供給
される。第５図に示すようにイグニッションキー７００
が投入されるとまずコントロールユニット２５ヘバツテ
リー８００から電源が供給され、その後第１２図に示す
如くコン１〜ロールユニツト２５からスロットルセンサ
２０へ電源供給ラインｌｏａで所定の電源が供給される
。初期設定回路１７０の抵抗ｒｌとｒ２は等しく、コン
デンサの容量はＣ１＜　Ｃｚとなっている初期設定回路
１７０のＶｅｘ、　Ｖｅｘの電位は第７図（ａ）、（ｂ
）に示すように同一電位Ｖｔｎに到達するまでにΔＴの
時間差が発生する。従ってＶｃｘｔＶｃｚを入力とする
ＥＸ−ＯＲゲートｌＩＯ３の出力は第７図（ｃ）に示す
ように電源供給からＴ　ｄｅｌａｙおくれてΔＴの時間
だけ出力がある。このＴ　ｄｅｌａｙは第４図（ｂ）信
号処理回路９に電源が供給され、各処理回路が動作状態
となるまでの時間に設定しである。

第７図（ｃ）の信号はタイミング回路１１７のＯＲゲー
ト２９９（例えばＲＣＡ社製ＣＤ４０７１Ｂのような標
準論理ＩＣ）に入力される。ＯＲゲート２９９の出力３
００は無条件にΔＴの間だけＨ状態となる。タイミング
回路１１７の動作について第６図に示すタイムチャート
と併せて説明する。

ＯＲゲート２９９の出力３００はＤ−フリップフロップ
１２１ａのデータ入力端子に入力される。

クロック発振器１２２からのクロック信号２０４がＤ−
フリップフロップ１２１ａのクロック端子でＬからＨに
変わるとこの時点で信号３０２がＨ状態となり、同時に
ＡＮＤゲート１１９，１２０及びＤ−フリップフロップ
１２１ｂのデータ入力端子に入力される。このときＤ−
フリップフロップ１２１ｂの反転出力端子からの信号３
０４はＨとなっておりＡＮＤゲート１２０の出力２０３
がＬからＨに変わる。この信号２０３はプリセットカウ
ンタ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃのデータ取り込み、
セット信号となり、メモリ１１４からの校正値がプリセ
ットカウンタ１１５ａ、１１５ｂ。

１１５ｃにセットされる。

初期設定状態で絞り弁２４が第１図に示すアブソリュー
ト信号の変化点５と６の間にあったとすると、この状態
は基板２ａ上の磁気抵抗素子により検出され比較器１０
１ａ〜１０１ｄで波形整形されアブソリュート信号とし
て１０５〜１０８の状態で０１１１のグレーコードで検
出される。この信号はグレーコード→バイナリコード変
換回路１０９　ニより０１０１　ニ変換され１０５’　
〜１０８’がこの状態となる。この０１０１のアブソリ
ュート信号は加算器１１３にそのまま入力される。加算
器１１３では０１０１と信号２０１の状態を加算しその
結果をメモリ１１４に出力する。信号２０１は現在のア
ブソリュートＭ　号１０５　’〜１０８′とラッチ１１
１内の信号１０５′〜１０８＃とを比較し１０５′〜１
０８’　＜１０５’〜１０８′で出力状態となるので初
期状態ではＬどなっている。

加算器１１３では０１０１＋Ｏの演算をし、０１０１を
メモリ１１４に出力する。メモリ１１４では０１０１を
アドレスとして受けとリアドレス０１０１内にあるアブ
ソリュート信号の変化点５に対応する校正値を出力状態
としている。

従って、タイミング回路１１７からのプリセット信号２
０３によりプリセットカウンタ１１５ａ。

１１５ｂ、１１５ｃにアブソリュート信号の変化点５に
対応する校正値（例えば１０進数で６０）が初期設定さ
れる（校正数については後に詳述する）。またタイミン
グ回路１１７内ではインバータ１１８ｂで反転した信号
３０１がＬからＨに変わるとＤ−フリップフロップ１２
１ｂの出力がＨとなりＡＮＤゲート１１９に入力される
。

ＡＮＤゲート１１９では信号３０２，３０３がＨとなり
、クロック信号２０４の立上りでラッチ信号２００をＨ
とする。このラッチ信号２００がＨになるとラッチ１１
１に１０５′〜１０８′のデータが記憶され、一連の絶
対位置校正の初期設定が終了する。

次に初期設定後の信号処理回路の動作について説明する
。初期設定時にアブソリュート信号の変化点５と６の間
にありその後絞り弁２４が開方向へ移動しアブソリュー
ト信号の変化点６を越えた状態とする。

この状態は基板２ａ上の磁気抵抗素子で検出され１０５
，１０８の状態は０１０１となる。

この信号はグレーコード→バナリコード変換回路により
０１１０　（バナリコード）に変換され１０５′〜１０
８′がこの状態となる。比較器１１２では１０５′〜１
０８′の信号とラッチ１１１内の以前に記憶していた信
号１０５′〜１０８′の状態と比較する。このとき１０
５′〜１０８’　（０１１０）＞１０５’〜１０８　’
　（０１０１）となり、２０１はＬのままで加算器１１
３では０１１０＋Ｏの演算を行ない０１１０をメモリ１
１４に出力する。メモリ１１４では０１１０をアドレス
として受けとり、アドレス０１１０内のアブソリュート
信号の変化点６に対応する校正値（例えば１０進数で８
４）を出力状態とする（校正数については後に詳述する
）。

一方１０５′〜１０８′≠１０５１〜１０８’となるこ
とによって比較器１１２からの出力２０２はＬの状態と
なる。この信号はタイミング回路１１７のインバータ１
１８ａにより反転しＯＲゲート２９９に入力される。Ｏ
Ｒゲート２９９の出力は３００はＤ−フリップフロップ
１２１ａのデータ入力端子に入力される。その後タイミ
ング回路１１７の動作は初期設定時と同じであり、プリ
セットカウンタ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃへのプリ
セット信号２０３を出力し、メモリ１１４からの校正値
のプリセット、さらにプリセット終了後にラッチ１１１
に新データ１０５′〜１０８′記憶のラッチ信号２ｏＯ
を出力する。ラッチ１１１で新データを取り込むと同時
に比較器１１２では１０５′〜１０８’　＝１０５′〜
１０８′を検出し出力信号２０２をＨとする。従ってタ
イミング回路１１７（７）ＯＲゲート２２９の出力３０
０はＬとなりＤ−フリップフロップ１２１ａ、１２１ｂ
はクロック信号２０４，３０１の入力でそれぞれの出力
３０２，３０３をＬ状態とする。

以上の動作により校正値のセット、新データのラッチを
終了し、次のアブソリュート信号変化を検出する状態と
なっている。

次に絞り弁が閉方向に回転しアブソリュート信号の変化
点が減少するときの絶対位置校正につぃて説明する。ア
ブソリュート信号の変化点６と７の間にある状態から変
化点５と６の間に減少すると、１０５′〜１０８′のデ
ータが０１０１となり比較器１１２では１０５′〜１０
８′の０１０１とラッチ１１１内に記憶されていた０１
１０を比較Ｌ１０５’　〜１０８’　＜１０５１〜１０
８’（７）結果となることで信号２０１がＨレベルとな
り、加算信号１を作る。加算器１１３では現在のデータ
０１０１＋０ＯＯ１の演算を行ない０１１０を出力しメ
モリ１１４に入力する。メモリではアドレス０１１０　
（バイナリ）のデータ、すなわち６番目のアブソリュー
ト信号の変化点のデータ（１０進数で８４）を出力し先
に述べたタイミング回路１１７の働きによりこの値がプ
リセットカウンタ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃにセッ
トされ絶対位置校正が行なわれる。これは開度が閉方向
に移動しており、方向判別回路１２３でプリセットカウ
ンタ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃにダウン状態の信号
を与えているために校正する値はアブソリュート信号の
区間５と６の間に存在する最大のカウント数すなわちア
ブソリュート信号の変化点６に対応するカウント数で校
正する必要がある。

従ってアブソリュート信号の変化点での絶対位置校正は
絞り弁２４の開方向、閉方向ともに変化点で行なう構成
となっており、正確な絶対位置校正をすることができる
。

次に第８図（ａ）、（ｂ）に基づきＡ、Ｂ相信号である
１０３，１０４について説明する。

Ａ相入力端子８０１よりシフトレジスタ８０３の入力端
子８０３ａおよびＥＸ−ＯＲゲート８１８の一方の入力
へ接続し、Ｂ相入力端子８０２よりシフトレジスタ８０
４の入力端子８０４ａおよびＥＸ−ＯＲゲート８０９の
一方の入力へ接続する。

シフトレジスタ８０３のＱｌ出力８０３ｂよりＥＸ−Ｏ
Ｒゲート８０７の一方の入力およびＥＸ−、ＯＲゲート
８０８の一方の入力へ接続し、Ｑ２出力８０３ｃよりＥ
Ｘ−ＯＲゲート８１２の一方の入力へ接続し、Ｑａ出力
８０３ｄよりＥＸ−ＯＲゲート８０７の他方の入力およ
びＥＸ−ＯＲゲート８１２の他方の入力およびＥＸ−Ｏ
Ｒゲート８１３の一方の入力へ接続し、Ｑ４出力８０３
　ｅはＥＸ−ＯＲゲート８１３の他方の入力へ接続する
。

ＥＸ−ＯＲゲート８０７の出力８０７ａはＥＸ−ＯＲゲ
ート８０８の他方の入力へ接続し、ＥＸ−ＯＲゲート８
０９の出力はインバータ８１０を介してＯＲゲート８１
１の一方の入力へ接続し、ＥＸ−ＯＲゲート８１２の出
力８１２ａはＥＸ−ＯＲゲート８１４の一方の入力へ接
続し、ＥＸ−ＯＲゲート８１３の出力８１３ａはＯＲゲ
ート８１５の一方の入力へ接続する。またシフトレジス
タ８０４の各Ｑｌ、ＱＩ　Ｑ８．Ｑ４出力８０４ｂ。

８０４ｃ、８０４ｄ、８０４ａは同様にしてＥＸ−ＯＲ
ゲート８１６，８１９，８２０の入力へ図示のように接
続し、ＥＸ−ＯＲゲート８１６゜８１７の出力は同様に
図示のように接続し、ＥＸ−ＯＲゲート８１８の出力８
１８ａはＯＲゲート８１１の他方の入力へ接続し、ＥＸ
−ＯＲゲート８１９の出力８１９ａはＥＸ−ＯＲゲート
８１４の他方の入力へ接続し、ＥＸ−ＯＲゲート８２０
の出力８２０ａはＯＲゲート８１５の他方の入力へ接続
する。ＯＲゲート８１１の出力はＤフリップフロップ８
０５のデータ入力端子８０５ａへ接続し、ＥＸ−ＯＲゲ
ート８１４の出力はＤフリップフロップ８０５のクロッ
ク入力端子８０５ｂへ接続し、Ｄフリップフロップ８０
５のＱ出力８０５ｃはアップ／ダウンカウンタ８０６の
アップ／ダウン切換入力端子８０６ｂへ接続し、ＯＲゲ
ート８１５の出力はアップ／ダウンカウンタ８０６のク
ロック入力端子８０６ａへ接続する。クロック発振器８
２１の出力８２１ａはシフトレジスタ８０３．８０４の
クロック入力端子８０３ｆ。

８０４ｆへ接続する。

第８図（ｂ）は第８図（ａ）のＡ相信号のパルスが立上
りおよび立下るごとに図示しない回転体の回転方向判別
を行ったうえ正方向のカウントを行う場合のタイムチャ
ートである。第８図（ｂ）において、８２１ａはクロッ
ク信号、８０１ａはＡ相信号、８０２ａはＢ相信号、８
１２ａは方向確定パルス、８１３ａはカウントパルス、
８０５ｃは方向信号である。クロック発振器８２１の出
力８２１ａのクロック信号８２１ａのパルスの立上りに
は番号２１１〜２２９を付す。Ａ相入力端子８０１より
第８図（ｂ）のＡ相信号８０１ａがシフトレジスタ８０
３の入力端子８０３ａに入力されると、クロック信号８
２１ａの立上り２１３でシフ１へレジスタ８０３のＱｚ
出力８０３ｂの信号が出力され、ついでクロック信号８
２１ａのパルスが入力するたびに順次シフトされたＱ２
出力８０３ｃ、Ｑａ出力８０３ｄ、Ｑ４出力８０３ｅの
信号が出力される。出力８０７ａの信号はシフトレジス
タ８０３のＱ！出力８０３ｂとＱ８出力８０３ｄの排他
的論理和信号でＥＸ−ＯＲゲート８０７の出力信号であ
り、方向確定パルス８１２ａはシフトレジスタ８０３の
Ｑ２出力８０３ＣとＱ３出力８０３ｄの排他的論理和信
号でＥＸ−ＯＲゲート８１２の出力信号であり、カウン
トパルス８１３ａのシフトレジスタ８０３のＱ８出力８
０３ｄとＱ４出力８０３ｅの・排他的論理和信号でＥＸ
−ＯＲゲート８１３の出力信号である。出力８０８ａの
信号はシフトレジスタ８０３のＱ１出力８０３ｂとＥＸ
−ＯＲゲート８０７の出力８０７ａの排他的論理和信号
でＥＸ−ＯＲゲート８０８の出力信号であり、斜線部８
９１および斜線部８９２でクロック信号８２１ａの立上
り２１３と立上り２１５の期間および立上り２２５と立
上り２２８の期間にＥＸ−ＯＲゲート８０９を開いてＢ
相入力端子８０２のＢ相信号８０２ａの論理値を調べる
。方向信号８０５ｃはＤフリップフロップ８０５のＱ出
力８０５Ｃの出力信号でアップ／ダウンカウンタ８０６
のアップ／ダウン切換入力端子８０６ｂに入力される。

つぎに第８図（ａ）の回路動作を第８図（ｂ）により説
明する。ＥＸ−ＯＲゲート８０７の出力信号８０７ａは
シフトレジスタ８０３のＱ１出力８０３ｂとＱ３出力８
０３ｄの排他的論理和信号であり、クロック信号８２１
ａの立上り２１３と立上り２１５の区間および立上り２
２５と立上り２２８の区間にＥＸ−ＯＲゲート８０９を
開き、Ａ相信号８０１ａの立上りおよび立下り時の相手
側すなわちＢ相信号８０２ａの論理値を調べる。

また上記期間でＥＸ−ＯＲゲート８０９はＢ相信号８０
２ａとシフトレジスタ８０３のＱｉ出力８０３ｂとＥＸ
−○Ｒゲー１−８０８の出力信号８０８ａの排他的論理
和をとって回転方向のデータとして、インバータ８１０
により正方向の回転をＩＩ　Ｉ　ＩＦとしたのちＯＲゲ
ート８１１を経てＤフリップフロップ８０５のデータ入
力端子８０５ａに入力される。ついでシフトレジスタ８
０３のＱ２出力８０３ｃとＱ８出力８０３ｄの排他的論
理和によりＥＸ−ＯＲゲート８１２の出力である方向確
定パルス８１３ａの立上り、相手側のシフトレジスタ８
０４からの方向確定パルス８１９ａとの同時立上りを防
ぐためのＥＸ−ＯＲゲート８１４を経てＤフリップフロ
ップ８０５のクロック入力端子８０５ｂに入力される。

そしてクロック信号８２１ａの立上り２１４でＤフリッ
プフロップ８０５のＱ出力である方向信号８０５ｃを１
１１　＋＋にし、アップ／ダウンカウンタ８０６のアッ
プ／ダウン切換入力端子８０６ｂに入力してアップ／ダ
ウノウカウンタ８０６をカウントアツプの状態にする。

つぎにクロック信号８２１ａの立上り２１５でシフトレ
ジスタ８０３のＱδ出力８０３ｄとＱ４出力８０３ｅの
排他的論理和によりＥＸ−ＯＲゲート８１３の出力であ
るカウントパルス８１３ａが立ち上り、シフトレジスタ
８０４からのカウントパルス８２０ａとの論理和をとる
ためのＯＲゲート８１５を経てアップ／ダウン力ウタ８
０６のクロック入力端子８０６ａに入力されてアップカ
ウントが行われる。そしてアップ／ダウンカウンタ８０
６の出力は出力端子８０６ｃにより回転体の回転角の情
報として出力される。

また回転体が逆方向に回転する場合にも、ＥＸ−ＯＲゲ
ート８０７の出力８０７ａによりＥＸ−ＯＲゲート８０
９のゲートを用いてＡ相信号８０１ａの立上りおよび立
下り時の相手側すなわちＢ相信号８０２ａの論理値を調
べる。そしてＥＸ−ＯＲゲート８１２の出力である方向
確定パルス８１２ａをＬｔ　Ｏ７１にすることにより、
アップ／ダウンカウンタ８０６で逆方向のカウントすな
わちカウントトレジスタ８０４によりＢ相信号８０２ａ
の立上りおよび立下り辺両方についてカウントする直前
に回転方向を調べる。ただし第８図（ｂ）において正方
向の場合にはＡ相信号８０１ａの方がＢ相信号８０２ａ
より進んでいるので、ＥＸ−ＯＲゲート８１８より出力
される信号はＥＸ−ＯＲゲート８０９の出力の論理値と
は反対になる。すなわち正方向の場合には“１″になっ
て逆方向の場合には“０”になり、アップ／ダウンカウ
ンタ８０６のアップ／ダウンカウンタ８０６のアップ／
ダウン切換えの論理と一致するので、インバータにより
反転する必要がない。したがってＡ相信号８０１ａの論
理値を調べるためのＥＸ−ＯＲゲート８１８の出力８１
８ａはそのままＯＲゲート８１１に入力される。ＯＲゲ
ート８１１はＡ相信号８０１ａおよびＢ相信号８０２ａ
のパルスのそれぞれの立上りおよび立下りの両方で回転
方向判別を行うために設けられる。

以上に説明したように本実施例によれば、回転体の正方
向および逆方向ともカウントを行うたびに方向判断を行
ない、カウントを行なう直前に方向確定パルス８１２ａ
が立ち上って方向が確定したのちクロック発振器８２１
からのクロック信号８２１ａの１周期後にアップ／ダウ
ンカウンタ８０６によりカウントが行われるので、した
がってクロック信号８２１ａの周波数を回転体の回転の
周波数より十分高くとることにより誤差なく回転角の計
測が行える。

尚、ここで、方向信号８０５ｃは第４図（ｂ）の符号４
００で示された信号に相当し、アップダウンカウンタ８
０６の出力８０６ｃは第４図（ｂ）に符号４０１で示す
高分解能信号に相当する。

また、クロック発振器８２１は第４図（ｂ）の符号１２
２で示されたクロックパルス発生器を兼用することがで
きる。

次にメモリ１１４からプリセットカウンタ１１５ａ、１
１５ｂ、１１５ｃに設定される校正値について説明する
。前述のようにＮ番目のアブソリュート信号の変化点ま
でに含まれるインクリメント信号累積数Ｎ　ｒ　ｎ　ｃ
は（１）式のように定義される。（但し１５．１６番目
のアブソリュート変化点てはそれぞれ２００，３１５に
設定しである。） また、Ｎ番目のアブソリュート信号の変化点の絶対位置
ＺＮはインクリメント信号の分解能をθ１ｌＩｎ　とす
ると（２）式のようになる。

ＺＮ　＝ＮＩＮＣＸ　Ｏａ＋。　　　　　　　　・（２
）本実施例でのプリセットカウンター１５ａ。

１１５ｂ、１１５ｃのカウントすなわち上下計数信号は
インクリメント信号を４倍した信号４０１を使用してお
り、インクリメント信号１ケで４ケのカウントを行なう
構成となっている。従ってＮ番目のアブソリュート信号
の変化点までに含まれるカウント数としては（３）式の
ようになる。

Ｎ・（Ｎ＋１） Ｎｃ＝４Ｘ□ ＝４×ＮＩＮｃ・・・（３） このカウント数Ｎｃに対応する絶対位置は上下等しくな
る。

各アブソリュート信号の変化点に対応する絶対位置の校
正値は（３）式の形となっている。例えば５番目のアブ
ソリュート信号の変化点に対応する校正値は６０．６番
目のアブソリュート信号の変化点ては例えば１０進数で
８４となっている。

先に述べた６番目のアブソリュート信号の変化点での校
正後さらに絞り弁２４が開くと、方向判別回路１２３で
アップ状態をプリセットカウンタ１１５ａ、１１５ｂ、
１１５ｃに信号４００で出力し、前記記録ピッチλの１
／４毎にプリセットカウンター１５ａ、１１５ｂ、１１
５ｃのカウント数を８５．８６・・・・・・と加算して
行く。閉方向に動くと信号４００がダウン信号となり同
じく、前記記録ピッチλの一毎にカウント数を８３．８
２・・・・・・と減算する。

以上説明したようにプリセットカウンター１５ａ。

１１５ｂ、１１５ｃのカウント数を見ることにより現在
の絶対位置を高精度で知ることができる。

カウント数は５０１〜５１２の端子に出力されている。

またインクリメント信号をに倍してプリセットカウンタ
１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃの上下計数入力とする場
合にはＮ番目のアブソリュート信号の変化点に対応する
校正値Ｎｋは（４）式のようになる。

Ｎｋ＝　ｋ−Ｎ［ＮＣ・・・（４） 本実施例でメモリ１１４内に格納されているアブソリュ
ート信号の各変化点に割り付けられている数値は各変化
点までのインクリメント信号（例えばＡ相）の累積数を
格納している。但しプリセットカウンタ１１５ａ、１１
５ｂ、１１５ｃの計数はインクリメント信号の４倍で行
なわれるのでプリセットカウンタ１１５ａ、１１５ｂ、
１１５ｃの下位２ビツトをＬ状態とし３ビツト目にメモ
リ１１４から出力される校正値の最下位ビットを対応さ
せメモリ１１４内の数値を４倍してプリセットカウンタ
ー１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃにセットする構成としで
ある。これは式（３）を下記のように書き表わせるから
である。

Ｎｃ＝２２・Ｎ　ＩＮＣ・＝　（５） またメモリー４内の数値は各変化点までの高分解能信号
すなわちプリセットカウンター１５ａ。

１１５ｂ、１１５ｃの計数を行なう信号の累積数であっ
てもかまわない。このときはメモリー１４とプリセット
カウンター１５ａ、１１５ｂ。

１１５ｃの各ビットを対応させれば良い。

本発明の考え方は上記式（１）〜（５）に限定されるも
のではない。先に述べたようにアブソリュート信号の各
変化点は任意に選ぶことができ、各変化点間の長さが高
分解能信号数の整数倍で構成されるものであれば良い。

本実施例で示したアブソリュート信号の変化点１５．１
６がその例である。

即ち、上記（３）式に従えば変化点１５．１６での校正
値はそれぞれ １５ｘ　（１５＋１） Ｎ１５＝４Ｘ□ ＝４８０ ＝５４４ となるが、本実施例では、第１．５．１６番目の変化点
ては Ｎｉｌ、’　＝４Ｘ２００＝８０Ｏ Ｎ１ｅ’　＝４ｘ３１５＝１２６０ となる様構成されている。

本実施例では、スロットルバルブの操作範囲９０度の間
にインクリメント信号は３１５Ｘ４＝１２６０個発生す
る。

角度０度から３０度までは、１　ｄｅｇごとに１４個の
インクリメント信号が発生してアブソリュート信号を補
間する。従ってこの間のインクリメント信号は１０５Ｘ
４＝４２０個である。３０度から９０度の間はインクリ
メント信号は、（３１５−１０５，）Ｘ４＝８４０個が
発生する。従ってこの区間でもｌ　ｄｅｇの間にインク
リメント信号は結局、本実施例では、各変化点を基準に
して１４個のインクリメント信号が加算された毎に検出
角度がｌ　ｄｅｇ増加あるいは減少する様に構成されて
いる。

変化点がスロットルバルブの低開度例（３０度以下の範
囲）で、頻繁に校正される様にしているのは、次の理由
による。

１）スロットルバルブの初期位置の校正値の検出セット
が特に低開度域ですばやく行なえる様にする。この区間
ではスロットルバルブの開度情報が燃料の制御や他の機
関の制御に大きな影響を与えるので、早く開度を確定す
る必要がある。

２）スロットルバルブの低開度域では、インクリメント
信号のカウンタ値がカウンタミスなどで狂うことは許さ
れない。この為、アブソリュート信号で頻繁に校正して
、たとえ狂いが生じても早期に正常状態に戻せる様にす
る。

尚、インクリメント信号による補間を行なわないアブソ
リュート形のセンサとして用いる場合、本実施例の構成
は特に重要である。

即ち、スロットルバルブの様に、低開度域のある特定の
範囲の検出分解能を向上させる必要がある場合、その特
定の区間においてアブソリュート信号の変化点を近接し
て発生させることが重要である。この様にアブソリュー
ト信号を不等ピッチで出力する様にする為には、本実施
例の如く、素子パターンを不等間隔に配置することによ
って達成される。

本実施例の場合、アブソリュート信号は３０度までのあ
いだに不等ピッチで１４の変化点が形成され、３０度以
上のところでは、２つの変化点しかない。この実施例の
考えに従えば、最初の区間では０．２５度でアブソリュ
ート信号が変化し、第２の区間では０．７５度でアブソ
リュート信号が変化する様に構成できる。

即ち、各区間（ｎ　＝整数）での指示角度がる。

ちなみにｎ＝６（第６区間）の間は ｎ＝１４では となる。

この時の係数−は、検出素子の検出能力の下限値に設定
される。上記説明では、１度の−の検出が可能な素子を
用いた場合が説明されている。

また、制御装置が要求する分解能によってもこの係数は
変更され得る。

もとに戻って次に絶対位置を表わすプリセットカウンタ
ー１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃからの出力の処理につい
て説明する。

本実施例ではプリセットカウンター１５ａ。

１１５ｂ、１１５ｃの信号をパルスデューティ−回路５
９９で処理し出力させる。第９，１０図により処理の詳
細について説明する。

絶対位置出力５０１〜５１２はＥＸ−ＯＲゲート１１０
ｆ〜１１０Ｒの一方に入力される。ＥＸ−ＯＲゲート１
１０ｆ〜１１０Ｒの他方の入力はデユーティ−出力反転
信号６０８となっている。

１１５ｄ〜１１５ｆはプリセットアップダウンカウンタ
でありデユーティ−回路５９９ではダウンカウンタとし
て用いている。

１１５ｄ〜１１５ｆにクロック信号２０４が入力し各カ
ウンタにキャリーが発生するとＮＯＲゲート６１９（例
えばＲＣＡ社製ＣＤ４０２５のような標準論理ＩＣ）の
出力がＨの状態になる。この状態を説明上第１０図のａ
点とする。キャリー信号６０４はＤ−フリップフロップ
１２１Ｃのデータ入力端子とセット信号端子に入力され
ており、Ｄ−フリップフロップ１２１ｃの出力端子から
プリセット信号６０５が立上る。この信号６０５は同時
にＤ−フリップフロップ１２１ｄのクロック信号として
働き、出力６０６の信号を反転させる。

同時にデユーティ−出力反転信号６０８もインバータ１
１８ｄにより反転する。以上がａ点での動作である。

続いてプリセット信号６０５が立上ったことによりカウ
ンタ１１５ｄ〜１１５ｆの少なくとも１つのキャリーが
消えるのでＮＯＲゲート６１９の出力６０４がＨからＬ
に変わる。

次にａ′点ではクロック信号２０４をインバータ１１８
ｃで反転させた信号６０９がＤ−フリップフロップ１２
１ｃのクロック端子に入力されることで、プリセット信
号６０５がＨからＬに変化し、ＥＸ−ＯＲゲート１１０
ｆ〜１１０Ｒの出力がカウンタ１１５ｄ〜１１５ｆにセ
ットされる。

このときセットされるデータはＥＸ−ＯＲゲート１１０
ｆ〜１１０Ｒの一方の入力６０８がＬの状態となってい
るので、プリセットカウンタ１１５ａ〜１１５Ｃの出力
状態５０１〜５１２がそのまセットされる。このセット
されたデータはカウンタ１１５ｄ〜１１５ｆにクロック
信号２０４が入力される毎に減少し、第１０図す点に示
すクロツク信号の入力でａ点と同様にキャリー信号６０
４が発生する。Ｄ−フリップフロップ１２１ｄの出力６
０６はＨからＬに、デユーティ−出力反転信号６０８は
ＬからＨに反転する。そしてｂ′点で再度ＥＸ−ＯＲゲ
ー１−１１０　ｆ〜１１０Ｒの出力がカウンタ１１５ｄ
〜１１５ｆにセットされる。このときセットされるデー
タはＥＸ−ＯＲゲート１１０ｆ〜１１０Ｒの入力の一方
であるデユーティ−出力反転信号がＨの状態となってお
り、ブリセットカランｔ”　１１５　ａ　〜１１５　ｃ
の出力５０１〜５１２を反転させた信号がセットされる
。この信号もカウンタ１１５ｄ〜１１５ｆヘクロツク信
号２０４が入力される毎に減少し、やがて第１０図Ｃ点
に示す位置でキャリーを発生させて各信号状態を反転さ
せ次のデータをカウンター１１５ｄ〜１１５ｆにセット
する。このときのデータはデユーティ−出力反転信号が
Ｌどなっているので出力５０１〜５１２の状態がそのま
まセットされる。

以上の動作においてａ点からｂ点まではカウンタ１１５
ｄ〜１１５ｆで形成する１２ｂｉｔ範囲の０から絶対位
置出力５０１〜５１２のカウント数に対応し、ｂ点から
Ｃ点までは１２ｂｉｔ範囲の残りのカウント数に対応す
る時間となっている。従ってａ点からＣ点までは常に一
定であり絶対位置出力５０１〜５１２の状態によりｂ点
が変化するものであり、Ｄ−フリップフロップ１２１ｄ
の出力６０６を信号線１０ｂにより取り出すことで絞り
弁２４の開度状態を周期ａ−ｃ点のデユーティ−信号と
して得られる。

また、絞り弁２４の開度信号を１本の信号線１０ｂによ
り取り出すことで第１２図に示すコントロールユニット
２１との接続は信号処理回路に供給する電源ライン１０
ａ、グランドライン、信号線１０の３本で機能を判ずこ
とができる。

以上本発明の一実施例について磁気抵抗素子を用いた例
について説明したが、本発明は光電素子による位置検出
器についても同様に構成することができる。

第２５図、２６図に光電素子を用いた別の実施例を示し
である。この実施例も先に述べたスロットルセンサに適
用した例で、測定区間全域でＮ番目のアブソリュート信
号の変化点までに含まれる例である。スリット円板９０
０には回転中心○を中心とする同心円上に内側から順に
Ａ相、Ｂ相。

２ｏ　、２ｉ　、２２．２ｓの配置となっている。

発光素子９０１ａ〜９０１ｆ及び受光素子９０２８〜９
０３ｆがそれぞれのスリットに対抗して配置してあり、
回転軸９０３と一体になっているスリット円板９００上
のスリットにより絶対位置の検出を行なうことができる
構成となっている。

本実施例で示した信号処理回路にはアナログ及びデジタ
ル部が混合しているが現在の技術たとえばＡＳＩＣ（用
途特化ＩＣ）を用いることにより一体化ができ、角度検
出器内部への内蔵も可能である。

以下、本実施例の特徴ある、構成作用効果をまとめると
次の通りである。

（１）アブソリュート信号の変化を検出し、各変化点に
あらかじめ割り付けられた数値（校正値）をメモリから
カウンタにセットする。さらに回転方向判別によりアッ
プ信号（増方向）もしくはダウン信号（減方向）を与え
、高分解能信号をカウンタの上下計数信号として用いる
。

（２）アブソリュート信号が同一データであっても、そ
のデータが増方向変化により得られた場合と減方向変化
で得られた場合では同一データであってもデータの変化
点すなわちアブソリュート信号の変化点が異なる。従っ
てアブソリュート信号が同一データであっても増方向変
化、減方向変化でそれぞれ異なった数値により絶対位置
の校正を行なう信号処理回路を記憶器、比較器。

加算器、メモリ、プリセッタブルアップダウンカウンタ
、それにタイミング回路で構成する。

（３）アブソリュート信号の各変化点を任意の位置に設
ける。

（４）アブソリュート信号の各変化点でカウンタにセッ
トされる数値は各変化点に対応する絶対位置情報である
。各変化点ではこの数値をカウンタにセットすることで
絶対位置の校正を行ないカウンタ内にセットされた絶対
位置情報に高分解能信号数を回転方向により加減算する
構成となっているのでカウンタ内のデータにより現在の
絶対位置を高分解能で検出できる。具体例としてカウン
タにセットされる数値を原点（初期位置）から各変化点
までの角度を表わす高分解能信号の累積数で構成するこ
とにより、現在の絶対位置はカウンタ内の数値で表わす
ことができ、高分解能な絶対位置検出をすることができ
る。これはアブソリュート信号の各変化点が高分解能信
号の整数倍により発生する構成となっているので、上記
カウンタの使用により絶対位置検出を可能にしている。

（５）前述した信号処理回路はアブソリュート信号の変
化を比較器で検出し増方向変化で発生した場合、新しい
アブソリュート信号をメモリにアドレスとして与える。

一方減方向の変化で発生した場合には加算器で新しいア
ブソリュート信号に１を加えてメモリのアドレスとする
ことでアブソリュート（ｉ号の同一データに対して増減
いずれの方向で発生したかによりそれぞれ異なった数値
をプリセッタブルアップ、ダウンカウンタにセットし絶
対位置の校正を行なうので、増減いずれの方向変化が発
生しても正確な絶対位置校正をすることができる。

（６）アブソリュート信号の変化点を任意に設けること
で所定の区間では等間隔のアブソリュート信号の変化点
間隔に比べ低ピツチの変化点構成とすることができる。

従って低ピツチで発生するアブソリュート変化点により
高頻度校正を行なうことができ、高精度な検出領域を設
けることができる。

（７）アブソリュート信号の変化点で絶対位置の校正を
行ない１次の変化点までは高分解能信号で絶対位置の検
出を行なう。従ってアブソリュート信号は絶対位置校正
に用いるものであり、低ピツチ構成とすることができる
。

以下１本発明の実施態様を列挙する。

（１）１ビット以上で構成するアブソリュート信号とア
ブソリュート信号の変化点の間に１ヶ以上のインクリメ
ント信号を持つ角度検出器において、 （ａ）アブソリュート信号の各変化点を検出し、その変
化点に割り付けられた数値により絶対位置を校正し、か
つ割り付けられた数値に高分解能信号数を加算あるいは
減算して絶対位置検出を行なうことを特徴とする角度検
出装置。

（２）アブソリュート信号の変化が増減いずれの方向の
移動で発生したかを検出し、アブソリュート信号の同一
データに対して増方向、減方向変化でそれぞれ異なった
数値により絶対位置の校正を行なうことができる校正回
路を設けた上記（１）記載の角度検出装置。

（３）アブソリュート信号の各変化点に割り付けられた
数値がアブソリュート信号の各変化点角度を表わす高分
解能信号の累積数である上記（１）記載の角度検出装置
。

（４）アブソリュート信号の各変化点間の長さが少なく
とも１ケ所は他の長さと異なり、かつ各変化点間の長さ
が高分解能信号数の整数倍である上記（１）記載の角度
検出装置。

（５）上記（２）記載の校正回路が記憶器、比較器。

加算器、メモリ、プリセッタブルアップ、ダウンカウン
タ、それに校正時回路の動作を制御するタイミング回路
より構成されている角度検出装置。

（６）上記（６）記載の校正回路でアブソリュート信号
の増減方向の変化を検出し、増方向変化であればアブソ
リュート信号の現在値をメモリのアドレスとして与え、
減方向変化であれば現在値に１を加えてメモリのアドレ
スとして与え、アドレス内にある各変化点に割り付けら
れた数値をプリセッタブルアップ、ダウンカウンタにセ
ットして絶対位置校正を行なう角度検出装置。

（７）上記（５）記載のプリセッタブルアップ、ダウン
カウンタに方向判別信号を与え、プリセッタブルアップ
、ダウンカウンタの上下計数を高分解能信号により行な
う絶対位置検出回路を有する角度検出装置。

（８）上記（７）記載の絶対位置検出回路から出力され
る絶対位置信号をデユーティ−出力とする出力処理回路
を有する角度検出装置。

（９）上記（５）記載の校正回路においてアブソリュー
ト信号の各変化点に割り付けられた数値をメモリからプ
リセッタブルアップダウンカウンタに２ｎ　（ｎ＝１．
２．３・・・・・・）倍して与える構成となっている角
度検出装置。

（１０）前記校正回路及び絶対位置検出回路、出力処理
回路に電源供給開始後一定時間遅らせて所定のパルス信
号を発生させ、アブソリュート（１の変化が発生しない
状態においても校正回路を駆動させることができる初期
設定回路を有することを特徴とする特許請求範囲第１項
記載の角度検出器。

（１１）回転体の回転角に応じて信号を発生する信号発
生部材、この信号発生部材の信号を検出する検出部材を
ケース内に納め、上記（１）乃至（１０）記載の信号処
理回路を前記ケース内に内蔵した角度検出装置。

（１２）上記（１１）記載の信号発生部材が磁性体で、
検出部材が磁気抵抗素子である角度検出装置。

（１３）上記（１１）記載の信号発生部材がスリット円
板で、検出部材が光電素子である角度検出装置。

〔発明の効果〕

本発明によれば、 （１）低ｂｉｔアブソリュート信号と高分解能信号とに
より高分解能信号相当の高分解能で絶対位置検出をする
ことができる角度検出器を提供することができる。

（２）低ｂｉｔ構成で高分解能な絶対位置検出が出来る
ので小型、軽量化、低コスト化を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例により得られ
る信号の発生状況説明図、第２図は本発明の一実施例で
ある磁性体と磁気抵抗素子の展開図、第３図は第２図の
磁気抵抗素子のブリッジ構成図、第４図（ａ）、（ｂ）
、第５図、第９図は信号処理回路、第６図は第Ｓ図の信
号処理回路のタイムチャート、第７図は信号処理回路の
動作説明図、第８図（ａ）は方向判別回路及び倍周回路
の詳細図、第８図（ｂ）はその動作説明疲形図。 第９図はデユーティ−回路の詳細図、第１０図は第９図
の信号処理回路のタイムチャート、第１１図は本発明の
一実施例を適したスロットルセンサの縦断面図、第１２
図は適用例であるスロットルセンサのエンジン装着状態
説明図、第１３図、第１４図はエンジンの特性図、第１
５図〜第２４図は磁気抵抗素子の検出原理及び動作説明
図、第２５図、第２６図は本発明を光電素子により構成
した別の実施例を示す図面である。 １．１ａ・・・ドラム、２．２ａ・・・基板、９・・・
信号処理回路、２０・・・スロットルセンサ、２４・・
・絞り弁、１１１・・・ラット、１１２・・・比較器、
１１３・・・加算器、１１４・・・メモリ、１１５ａ〜
１１５ｆ・・・プリセットカウンタ、１１７・・・タイ
ミング回路、１２３・・・方向判別回路、１７０・・・
初期設定回路、５９９・・・デユーティ−回路、９００
・・・スリット円板、９０１　ａ　〜９０１　ｆ−発光
素子、９０２ａ〜９０２ｆ・・・受光素子。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．回転体の回転角度に対応した信号を絶対値で出力す
   るものにおいて、測定範囲内の少なくとも一つの特定の
   角度に対応した絶対値信号を発生する手段と、この特定
   の角度の前後の測定範囲において前記回転体の回転に応
   じて所定間隔のインクリメント信号を連続的に発生する
   手段と、前記絶対値信号に前記インクリメント信号を加
   減算して前記回転体の回転角度に対応した絶対値信号を
   得る手段とを有する角度検出装置。
2. ２．特許請求の範囲第１項に記載したものにおいて、前
   記絶対値信号を回転体の初期位置近傍で発生する様にし
   たことを特徴とする角度検出器。
3. ３．特許請求の範囲第１項または第２項に記載されたも
   のにおいて、前記絶対値信号を測定範囲内で複数個発生
   する様に構成すると共に、特定の測定範囲における、絶
   対値信号の発生間隔が他の測定範囲におけるよりも狭く
   構成されていることを特徴とする角度検出装置。
4. ４．回転体の回転角度に対応した信号を絶対値で出力す
   るものにおいて、測定範囲内の少なくとも一つの特定角
   度に対応した２進符号化信号を発生する手段と、この特
   定角度の前後の測定範囲において回転体の回転に応じて
   所定の間隔のインクリメント信号を連続的に発生する手
   段と、このインクリメント信号の数をカウントする手段
   と、前記２進符号化信号を基準に前記インクリメント信
   号のカウント値をこれに加減算する手段と、この加減算
   後の信号を回転体の回転角度の絶対値を示す２進符号化
   信号として出力する手段とを有することを特徴とする角
   度検出装置。
5. ５．回転体の回転角度を測定するにあたり、測定範囲内
   の少なくとも２つの特定の角度に対応した絶対値信号を
   発生する検出素子を有するものにおいて、前記絶対値信
   号を精密に検出したい特定の範囲において密に発生する
   様不等間隔に前記検出素子が配列されていることを特徴
   とする角度検出装置。
6. ６．回転体の回転角度を検出する方法であつて、測定範
   囲を複数の区間に分割し、各分割点で特定の２進符号化
   信号を発生する手段を設けると共にこの特定の異なつた
   ２進符号化信号間で所定の間隔で微少区間信号を発生す
   る手段を設け、各２進符号化信号に角度に応じた重み付
   け信号を付与する手段を設け、この重み付け信号に対し
   て、前記微少区間信号を加減算することによつて２つの
   異なつた２進符号化信号間を補間する絶対値信号を得る
   ことを特徴とする角度検出装置。
7. ７．回転体の回転角度に対応した信号を絶対値で出力す
   るものにおいて、絶対値信号にインクリメント信号のカ
   ウント値を加減算して絶対値間を補間する補間絶対値信
   号を得ることを特徴とする角度検出方法。
8. ８．回転体の回転角度に対応した信号を絶対値で出力す
   るものにおいて、測定範囲内の少なくとも一つの特定の
   角度に対応した絶対値信号を発生する手段と、回転体の
   回転方向を判別する手段と、測定範囲に亘り、回転体の
   回転に応じて所定の間隔でインクリメント信号を発生す
   る手段と、前記判別手段によつて判別された回転体の回
   転方向に基づき、前記絶対値信号に対して前記インクリ
   メント信号を加算あるいは減算して絶対値信号を補正す
   る手段を設けたことを特徴とする角度検出装置。