JP2018040586A - 角度検出機構、及び角度検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】センサ等の検出部の故障検出を特定の回転範囲の全域で可能にしつつ、高精度な角度検出を行う回転域を広げることのできる角度検出機構等の提供。【解決手段】角度検出機構は、出力特性の異なる第一センサ及び第二センサを用いて、スロットルバルブの回転角度、即ちスロットルバルブ開度を検出する。第一センサ及び第二センサは、スロットルバルブの可動範囲ＲＭの全域にて、スロットルバルブの角度変化に応じて常に第一出力値ＯＶ１を変化させる。第一センサにおいては、可動範囲ＲＭの一部である第一低開度域ＬＯ１にて、所定の角度変化に対する第一出力値ＯＶ１の変化量が第一高開度域ＨＯ１よりも大きく設定されている。また第二センサにおいては、第一低開度域ＬＯ１とは異なる開度域を含むように規定された第二高開度域ＨＯ２にて、所定の角度変化に対する第二出力値ＯＶ２の変化量が第二低開度域ＬＯ２よりも大きく設定されている。【選択図】図３

Description

この明細書による開示は、回転体の回転角度を検出する角度検出の技術に関する。

従来、例えば特許文献１に開示のような電子制御絞り弁装置等には、回転体である絞り弁の回転角度を検出する角度検出機構が設けられている。こうした角度検出機構には、一つのスロットルポジションセンサが設けられている。スロットルポジションセンサは、絞り弁の角度変化に応じてコントロールユニットに出力する出力電圧を変化させることで、コントロールユニットでの絞り弁の角度検出を可能にする。

さらに、特許文献１に開示の構成では、スロットルポジションセンサの出力電圧は、絞り弁の開度が小さい低開度域において、増幅器によって増幅されている。以上によれば、低開度域における角度検出の分解能が小さくできるので、コントロールユニットは、絞り弁の回転角度を低開度域にて高精度に検出可能となる。

特開平１０‐１６９４７５号公報

さて、スロットルポジションセンサが故障すると、絞り弁の回転角度が変化しても、出力電圧が変化しなくなる場合がある。しかし、特許文献１の構成では、出力電圧が変化しなくなったときに、絞り弁の角度変化が生じていないために出力電圧が変化していないのか、スロットルポジションセンサの故障によって出力電圧が変化していないのかを、コントロールユニットは区別できない。故に、スロットルポジションセンサ等の検出部の故障をコントロールユニットにおいて検出することは、困難であった。

また一例として、特許文献１のような絞り弁装置がディーゼル機関に適用された場合、絞り弁は、通常稼動時に全開になるよう制御される。このような高開度域において角度検出の精度が悪い場合、正しく全開しない絞り弁によって吸気圧損が引き起こされ得る。こうした事態の回避のために、低開度域に限定されず、例えば高開度域等でも高精度な角度検出を実現する必要が生じてきていた。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、検出部の故障検出を特定の回転範囲の全域で可能にしつつ、高精度な角度検出を行う回転域を広げることのできる角度検出の技術を提供することにある。

上記目的を達成するため、開示された第一の態様は、出力特性の異なる複数の検出部を用いて回転体（３０）の回転角度を検出する角度検出機構であって、予め規定された回転体の特定回転範囲（ＲＭ）の全域にて、回転体の角度変化に応じて常に出力値（ＯＶ１）を変化させ、且つ、特定回転範囲の一部である第一回転域（ＬＯ１）では、所定の角度変化に対する出力値の変化量が第一回転域以外の回転域（ＨＯ１）よりも大きく設定されている第一検出部（７１）と、特定回転範囲の全域にて回転体の角度変化に応じて常に出力値（ＯＶ２）を変化させ、且つ、特定回転範囲のうちで第一回転域とは異なる回転域を含むように規定された第二回転域（ＨＯ２，ＭＯ２）では、所定の角度変化に対する出力値の変化量が第二回転域以外の回転域（ＬＯ２）よりも大きく設定されている第二検出部（７２）と、を複数の検出部に含む角度検出機構とする。

この態様によれば、第一検出部及び第二検出部は、回転体の特定回転範囲内では、回転体の角度変化に応じて常に出力値を変化させる。故に、角度検出機構と電気的に接続された外部の故障検出装置は、特定回転範囲の全域にて、第一検出部及び第二検出部の各出力値の一方のみが変化しなくなったことに基づき、この一方の検出部が故障していると診断し得る。

加えて、第一検出部及び第二検出部は、それぞれ第一回転域及び第二回転域にて、特定回転範囲の他の回転域よりも、所定の角度変化に対する出力値の変化量を大きく設定されている。さらに、第二回転域は、特定回転範囲のうちで第一回転域とは異なる回転域を含むよう規定されている。故に、特定回転範囲内の複数の領域又は広い領域にて、高精度な回転角度の検出が可能になる。

以上のように、出力特性の異なる第一検出部及び第二検出部を組み合わせた角度検出機構は、特定回転範囲の全域での故障検出を可能にしつつ、高精度な角度検出を行う範囲を広げることができる。

また開示された第二の態様は、出力特性の異なる複数の検出部を用いて回転体（３０）の回転角度を検出する角度検出機構（３２０）と、複数の検出部の中から出力値を採用する選択検出部を選択し、選択検出部の出力値に基づいて回転体の角度位置を判定する角度判定部（３８０）と、を備える角度検出システムであって、角度検出機構は、予め規定された回転体の特定回転範囲（ＲＭ）の全域にて、回転体の角度変化に応じて常に出力値（ＯＶ１）を変化させ、且つ、特定回転範囲の一部である第一回転域（ＬＯ１）では、所定の角度変化に対する出力値の変化量が第一回転域以外の回転域（ＨＯ１）よりも大きく設定されている第一検出部（７１）と、特定回転範囲の全域にて回転体の角度変化に応じて常に出力値（ＯＶ２）を変化させ、且つ、特定回転範囲のうちで第一回転域とは異なる回転域を含むように規定された第二回転域（ＨＯ２，ＭＯ２）では、所定の角度変化に対する出力値の変化量が第二回転域以外の回転域（ＬＯ２）よりも大きく設定されている第二検出部（７２）と、を複数の検出部に含み、第二回転域は、第一回転域よりも回転体の特定回転方向の回転域を含むように設定されており、角度判定部は、第一回転域から特定回転方向への回転体の回転に伴い、第一切替角度（ＣＯ１）にて選択検出部を第一検出部から第二検出部へと切り替え、第二回転域から特定回転方向とは反対方向への回転体の回転に伴い、第二切替角度（ＣＯ２）にて選択検出部を第二検出部から第一検出部へと切り替え、第一切替角度は、第二切替角度よりも特定回転方向に設定されている角度検出システムとする。

この態様によれば、選択検出部を第一検出部から第二検出部へと切り替える第一切替角度と、選択検出部を第二検出部から第一検出部へと切り替える第二切替角度とが異なる設定により、選択検出部の切り替えにヒステリシスが設けられている。その結果、回転体の回転角度の変動に起因して、第一検出部と第二検出部との切り替えにハンチングが生じてしまう事態は、回避される。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

第一実施形態による角度検出機構が適用される電子制御スロットル装置の構成を示す断面図である。 角度検出機構を含む角度検出システムの全体像を示すブロック図である。 スロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 角度判定部にて実施されるセンサの切替処理の詳細を示すフローチャートである。 角度判定部にて実施されるセンサの故障検出処理の詳細を示すフローチャートである。 第二実施形態におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 第二実施形態による故障検出処理の詳細を示すフローチャートである。 第三実施形態による角度検出システムの全体像を示すブロック図である。 第三実施形態におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 第三実施形態による切替処理の詳細を示すフローチャートである。 第三実施形態による故障検出処理の詳細を示すフローチャートである。 第四実施形態におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 第四実施形態による切替処理の詳細を示すフローチャートである。 第五実施形態におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 第六実施形態におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 第七実施形態におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 第八実施形態におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 変形例１におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 変形例２におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 変形例３におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。 変形例４におけるスロットルバルブ開度と各センサの出力値の相関関係を示す図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

（第一実施形態）
図１及び図２に示す本開示の第一実施形態による角度検出機構２０は、電子制御スロットル装置１０に適用されている。電子制御スロットル装置１０は、内燃機関の吸気系に設けられており、吸気流路を通じて各気筒に供給される空気の流量を制御する吸気絞り弁として機能する。電子制御スロットル装置１０は、内燃機関を制御する機関制御装置１９０と電気的に接続されている。機関制御装置１９０は、主に運転者のアクセルペダルの踏み込み操作量に基づく制御信号を生成し、電子制御スロットル装置１０へ向けて出力する。電子制御スロットル装置１０は、機関制御装置１９０から入力される制御信号に基づき、スロットルバルブ３０の開度を増減させる。

電子制御スロットル装置１０は、スロットルボディ１１、スロットルバルブ３０、スプリング機構３６、スロットルモータ５０、及び減速機構６０を、角度検出機構２０と共に備えている。

スロットルボディ１１は、金属材料によって形成されている。スロットルボディ１１には、スロットル流路部１４及び一対の回転支持部１２，１３等が形成されている。スロットル流路部１４は、スロットルボディ１１に円筒孔状に形成されており、各気筒に導入される空気を通過させる吸気流路の一部を形成している。回転支持部１２，１３は、スロットル流路部１４を径方向に挟む配置にて、スロットルボディ１１に形成されている。回転支持部１２，１３は、スロットル流路部１４内に収容されるスロットルバルブ３０を、スロットル流路部１４内にて回転可能に支持するベアリング部である。スロットルボディ１１には、樹脂材料によって形成されたギヤカバー１８が取り付けられている。スロットルボディ１１とギヤカバー１８との間に形成される収容空間には、スプリング機構３６、スロットルモータ５０、減速機構６０、及び角度検出機構２０等が収容されている。

スロットルバルブ３０は、スロットルシャフト３１及び絞り弁本体部３２を有する回転体である。スロットルシャフト３１は、金属材料によって円柱状に形成されている。スロットルシャフト３１の軸方向の各端部は、それぞれ回転支持部１２，１３によって回転可能に支持されている。

絞り弁本体部３２は、金属材料によって円板状に形成されている。絞り弁本体部３２の外径は、スロットル流路部１４の内径と実質的に同一とされている。絞り弁本体部３２は、スロットル流路部１４の内部に収容された状態で、スロットルシャフト３１に保持されている。絞り弁本体部３２は、スロットル流路部１４の内部にてスロットルシャフト３１と一体的に回転することで、スロットル流路部１４のうちで空気が通過可能な開口面積を変化させる。以上の動作により、絞り弁本体部３２は、スロットル流路部１４を流れて各気筒に吸い込まれる流体（空気）の流量を増減させる。

以上の構成により、スロットル流路部１４を実質的に閉塞する絞り弁本体部３２の回転角度が、スロットルバルブ３０の全閉位置となる。また、スロットル流路部１４を流れる流体の流量を最大にする絞り弁本体部３２の回転角度が、スロットルバルブ３０の全開位置である。即ち、全閉位置における絞り弁本体部３２は、スロットル流路部１４の横断面に平面方向を沿わせた姿勢となる。また、全開位置における絞り弁本体部３２は、スロットル流路部１４の縦断面に平面方向を沿わせた姿勢となる。以下の説明では、全閉位置から全開位置までの実質的に９０°の回転範囲が、予め規定されたスロットルバルブ３０の「特定回転範囲」であり、第一実施形態ではスロットルバルブ３０実質的な可動範囲ＲＭ（図３参照）とする。「特定回転範囲」は、故障検出が必要とされる範囲である。

スプリング機構３６は、リターンスプリング３７及びデフォルトスプリング３８を有している。リターンスプリング３７及びデフォルトスプリング３８は、共に金属材料によって形成されたねじりコイルバネである。リターンスプリング３７は、スロットルバルブ３０を閉じる方向への回転力を、スロットルシャフト３１に印加できる。デフォルトスプリング３８は、リターンスプリング３７とは逆方向の回転力、即ち、スロットルバルブ３０を開ける方向への回転力を、スロットルシャフト３１に印加できる。

スロットルモータ５０は、機関制御装置１９０の制御信号によって出力軸５１の回転動作を制御される直流モータである。スロットルモータ５０の本体部分は、スロットルボディ１１に保持されている。スロットルモータ５０は、制御信号に基づき、出力軸５１に正逆両方向のトルクを発生させることができ、且つ、出力軸５１に発生させるトルクを増減させる。出力軸５１に発生したトルクは、減速機構６０によってスロットルバルブ３０に伝達される。

減速機構６０は、出力軸５１の回転を減速し、スロットルバルブ３０に伝達する機構である。減速機構６０は、ピニオンギヤ６１、ギヤロータ６３、及び中間ギヤ６２等によって構成されている。ピニオンギヤ６１は、出力軸５１に固定されており、出力軸５１のトルクを中間ギヤ６２に伝達する。ギヤロータ６３は、スロットルシャフト３１の一方の端部に固定されており、スロットルバルブ３０と一体的に回転する。中間ギヤ６２は、ピニオンギヤ６１と噛み合う大径ギヤと、ギヤロータ６３と噛み合う小径ギヤを有している。中間ギヤ６２は、ピニオンギヤ６１から大径ギヤに入力される回転トルクを、小径ギヤからギヤロータ６３に伝達する。

角度検出機構２０は、スロットルバルブ３０の回転角度（以下、「スロットルバルブ（ＳＶ）開度」 図３参照）を検出する機構である。角度検出機構２０は、磁路形成部２１及び磁気検出部７０を有している。磁路形成部２１は、全体として略円筒状に形成されている。磁路形成部２１は、軸方向をスロットルシャフト３１の軸方向に沿わせた姿勢で、ギヤロータ６３の内部にインサート成形によって埋設されており、スロットルバルブ３０と一体的に回転する。

磁路形成部２１は、一対のヨーク２２及び一対のマグネット２３を有している。各ヨーク２２は、透磁率の高い軟質磁性材料によって半円筒状の湾曲形状に形成されている。ヨーク２２は、スロットルシャフト３１の周囲を囲むようにして、スロットルシャフト３１の径方向の両側に対向配置されている。各マグネット２３は、永久磁石であって、一対のヨーク２２の間に形成される二つのギャップ部に、一つずつ配置されている。各マグネット２３は、一方のヨーク２２にＮ極の磁束を与え、他方のヨーク２２にＳ極の磁束を与える。その結果、磁路形成部２１の内周側には、磁気検出部７０に作用する磁界が形成される。

磁気検出部７０は、ギヤカバー１８に保持されており、磁路形成部２１の内周側に配置されている。磁気検出部７０は、絞り弁本体部３２を開閉弁させるスロットルバルブ３０の回転作動により、磁路形成部２１に対して相対回転する。磁気検出部７０は、磁路形成部２１の相対的な角度位相を非接触で計測することで、スロットルバルブ開度に対応した出力値（出力電圧）を、機関制御装置１９０に提供する。

磁気検出部７０は、ステータ７７、第一センサ７１、及び第二センサ７２等によって構成されている。ステータ７７は、軟質磁性材料によって扁平な略円筒状に形成されている。ステータ７７は、軸方向をスロットルシャフト３１の軸方向に沿わせた姿勢で、磁路形成部２１と同軸となるよう配置されている。ステータ７７には、二つの磁気検出ギャップが形成されている。各磁気検出ギャップは、ステータ７７を軸方向に貫通する貫通孔であり、第一センサ７１及び第二センサ７２の一方を収容している。

第一センサ７１及び第二センサ７２はそれぞれ、ホール素子と信号処理回路とを一体化したホールＩＣである。第一センサ７１及び第二センサ７２は、それぞれ磁気検出ギャップに収容されることで、ステータ７７に保持されている。第一センサ７１及び第二センサ７２には、磁気検出部７０によって形成された磁界が作用している。第一センサ７１及び第二センサ７２には、出力端子部、電源端子部、及び接地端子部という三つの端子部が設けられている。第一センサ７１及び第二センサ７２の各出力部からは、ホール素子を貫通する磁束密度に対応した出力値が出力される。

各信号処理回路は、Ａ／Ｄコンバータ、デジタルシグナルプロセッサ（以下「ＤＳＰ」）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、Ｄ／Ａコンバータ、バッファ回路部等によって構成されている。ホール素子の出力電圧は、Ａ／Ｄコンバータによってデジタル変換され、ＤＳＰに入力される。ＤＳＰは、ＥＥＰＲＯＭに予め記憶された設定値に基づき、出力電圧のオフセットを補正するオフセット調整と、最大出力電圧及び最小出力電圧を設定するクランプ調整とを実施する。加えてＤＳＰは、入力されるホール素子の出力電圧と、出力する電圧との相関関係を設定するゲイン調整を実施する。

以上のゲイン調整により、スロットルバルブ開度に対する出力電圧の変化の態様が規定される（図３参照）。ゲイン調整によれば、二つの第一センサ７１及び第二センサ７２は、出力特性の異なる検出部として設定される。ＤＳＰによって調整された出力電圧は、Ｄ／Ａコンバータによってアナログ変換され、バッファ回路部を経由して、出力端子部に出力される。以下の説明では、第一センサ７１の出力値を「第一出力値ＯＶ１」とし、第二センサ７２の出力値を「第二出力値ＯＶ２」とする。

ここまで説明したように、角度検出機構２０は、スロットルバルブ開度を第一センサ７１及び第二センサ７２によって検出し、機関制御装置１９０へ向けて検出結果を出力する。角度検出機構２０は、機関制御装置１９０に設けられた検出回路９０及び角度判定部８０等と共に、スロットルバルブ開度を検出する角度検出システム１００を構成している。

検出回路９０は、磁気検出部７０と電気的に接続される給電端子４１、第一出力端子４２、第二出力端子４３、及び接地端子４５を有している。給電端子４１は、第一センサ７１及び第二センサ７２の各電源端子部に、例えば５Ｖの電源電圧を供給する。第一出力端子４２には、第一センサ７１の出力端子部に出力される第一出力値ＯＶ１が供給される。第二出力端子４３には、第二センサ７２の出力端子部に出力される第二出力値ＯＶ２が供給される。接地端子４５は、第一センサ７１及び第二センサ７２の接地端子部に、接地電圧を供給する。

検出回路９０には、プルアップ抵抗器９１、プルダウン抵抗器９２、及びフィルタ回路部９３，９４が設けられている。プルアップ抵抗器９１は、給電端子４１及び角度判定部８０間を接続する給電配線部と、第一出力端子４２及び角度判定部８０間を接続する出力配線部９６との間に設けられている。プルダウン抵抗器９２は、第二出力端子４３及び角度判定部８０間を接続する出力配線部９７と、接地端子４５及び角度判定部８０間を接続する接地配線部との間に設けられている。各フィルタ回路部９３，９４はそれぞれ、抵抗器と一対のコンデンサによって構成されている。各フィルタ回路部９３，９４は、各出力配線部９６，９７に設けられ、ノイズを低減させる作用を発揮する。

角度判定部８０は、例えばプログラムに基づいて機関制御装置１９０に構築された機能ブロック、又は機関制御装置１９０に設けられた専用の回路部である。角度判定部８０は、第一センサ７１による第一出力値ＯＶ１と第二センサ７２による第二出力値ＯＶ２とを検出回路９０を通じて取得する。角度判定部８０は、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２の一方のみを使用して、スロットルバルブ３０の角度位置、即ち、スロットルバルブ開度を判定する。こうして判定されたスロットルバルブ開度が内燃機関の運転状態に対応した目標開度となるよう、機関制御装置１９０は、スロットルモータ５０をフィードバック制御する。

加えて角度判定部８０は、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２を比較することにより、第一センサ７１及び第二センサ７２の故障を検出する。第一センサ７１及び第二センサ７２は、故障によって出力値に変化が生じなくなる場合がある。こういった第一センサ７１及び第二センサ７２の故障を、角度判定部８０は検出できる。こうした角度判定部８０の作動により、機関制御装置１９０は、角度検出機構２０の外部の故障検出装置として機能する。

次に、スロットルバルブ開度と、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２との相関関係の詳細を、図３に基づき、図１及び図２を参照しつつ説明する。図３には、スロットルバルブ開度に対する第一出力値ＯＶ１の変化を示す相関線と、スロットルバルブ開度に対する第二出力値ＯＶ２の変化を示す相関線とが記載されている。各相関線は、傾きの異なる二つの直線状の線分を連続させた形状に予め規定されている。各相関線は、傾きがゼロにならないように規定されている。

第一センサ７１は、全閉位置から全開位置までのスロットルバルブ３０の可動範囲ＲＭの全域にて、スロットルバルブ３０の角度変化に応じて常に第一出力値ＯＶ１を変化させる。スロットルバルブ開度を増大させるスロットルバルブ３０の回転方向を「特定回転方向」とすると、特定回転方向へのスロットルバルブ３０の角度変化により、第一センサ７１は、第一出力値ＯＶ１を単調増加させる。即ち、第一センサ７１は、スロットルバルブ開度が増大した場合、増加及び減少のうちで、増加のみに第一出力値ＯＶ１を変化させる。

加えて第一センサ７１には、第一低開度域ＬＯ１及び第一高開度域ＨＯ１が設定されている。第一低開度域ＬＯ１は、可動範囲ＲＭの一部であって第一高開度域ＨＯ１よりもスロットルバルブ開度の低い領域に設定されている。一方、第一高開度域ＨＯ１は、可動範囲ＲＭのうちで、第一低開度域ＬＯ１以外の開度域であって、第一低開度域ＬＯ１よりもスロットルバルブ開度の高い領域に設定されている。

第一低開度域ＬＯ１にて、スロットルバルブ３０の所定の角度（開度）変化に対する第一出力値ＯＶ１の変化量は、第一高開度域ＨＯ１にて、所定の角度変化に対する第一出力値ＯＶ１の変化量よりも大きく設定されている。以上により、スロットルバルブ開度と第一出力値ＯＶ１との相関関係を示す相関線においては、第一低開度域ＬＯ１の線分が第一高開度域ＨＯ１の線分に対して屈曲している。加えて、第一低開度域ＬＯ１の線分の傾斜ＧＬ１が第一高開度域ＨＯ１の線分の傾斜ＧＨ１よりも大きくなっている。こうした第一センサ７１の設定により、角度判定部８０は、第一低開度域ＬＯ１におけるスロットルバルブ３０の開度（角度）変化を、第一高開度域ＨＯ１よりも高い分解能で検出可能となる。

一方、第二センサ７２は、第一センサ７１と同様に、全閉位置から全開位置までのスロットルバルブ３０の可動範囲ＲＭの全域にて、スロットルバルブ３０の角度変化に応じて常に第二出力値ＯＶ２を変化させる。特定回転方向へのスロットルバルブ３０の角度変化により、第二センサ７２は、第二出力値ＯＶ２を単調増加させる。即ち、第二センサ７２は、スロットルバルブ開度が増大した場合、増加及び減少のうちで、減少のみに第二出力値ＯＶ２を変化させる。

また第二センサ７２には、第二低開度域ＬＯ２及び第二高開度域ＨＯ２が設定されている。第二低開度域ＬＯ２は、可動範囲ＲＭの一部であって第二高開度域ＨＯ２よりもスロットルバルブ開度の低い領域に設定されている。一方、第二高開度域ＨＯ２は、可動範囲ＲＭのうちで、第二低開度域ＬＯ２以外の開度域であって、第二低開度域ＬＯ２よりもスロットルバルブ開度の高い領域に設定されている。

第二高開度域ＨＯ２にて、スロットルバルブ３０の所定の角度変化に対する第二出力値ＯＶ２の変化量は、第二低開度域ＬＯ２にて、所定の角度変化に対する第二出力値ＯＶ２の変化量よりも大きく設定されている。以上により、スロットルバルブ開度と第二出力値ＯＶ２との相関関係を示す相関線においては、第二低開度域ＬＯ２の線分が第二高開度域ＨＯ２の線分に対して屈曲している。加えて、第二高開度域ＨＯ２の線分の傾斜ＧＨ２が第二低開度域ＬＯ２の線分の傾斜ＧＬ２よりも大きくなっている。こうした第二センサ７２の設定により、角度判定部８０は、第二高開度域ＨＯ２におけるスロットルバルブ３０の角度変化を、第二低開度域ＬＯ２よりも高い分解能で検出可能となる。尚、以上の説明における各傾斜の大きさは、絶対値で示される値である。

以上の磁気検出部７０によれば、第一低開度域ＬＯ１にて第一出力値ＯＶ１に基づく高分解能の検出が可能となり、第二高開度域ＨＯ２にて第二出力値ＯＶ２に基づく高分解能の検出が可能となる。第二高開度域ＨＯ２は、可動範囲ＲＭのうちで、第一出力値ＯＶ１の分解能が高くなる第一低開度域ＬＯ１とは異なる開度域を含むように規定されており、且つ、第一低開度域ＬＯ１よりもスロットルバルブ開度の高い開度域を含むように設定されている。さらに、第一低開度域ＬＯ１の高開度側の一部は、第二高開度域ＨＯ２の低開度側と重なるように設定されており、高分解能での検出が可能な範囲を第二高開度域ＨＯ２の低開度側とオーバーラップさせている。

ここまで説明した磁気検出部７０から各出力値ＯＶ１，ＯＶ２を取得する角度判定部８０は、スロットルバルブ開度を判定するに際して、複数のセンサの中から出力値を採用するセンサを選択する。角度判定部８０は、第一低開度域ＬＯ１と第二高開度域ＨＯ２とがオーバーラップしている範囲の概ね中間に、切替開度ＣＯを設定している。切替開度ＣＯでは、出力値を採用するセンサ（以下、「選択センサ」）が、第一センサ７１と第二センサ７２とのうちで切り替えられる。以下、角度判定部８０が選択センサを切り替える切替処理の詳細を、図４に基づき、図２及び図３を参照しつつ説明する。

尚、切替処理は、機関制御装置１９０の作動に伴って開始され、内燃機関の稼動が終了されるまで、所定の周期で繰り返し実施される。また、スロットルバルブ３０（図１参照）の可動範囲ＲＭのうちで、切替開度ＣＯよりもスロットルバルブ開度の低い開度域を低開度域ＬＯとし、切替開度ＣＯよりもスロットルバルブ開度の高い開度域を高開度域ＨＯとする。

Ｓ１０１では、スロットルバルブ開度と切替開度ＣＯとを比較する。Ｓ１０１にて、スロットルバルブ開度が切替開度ＣＯ以下であり、低開度域ＬＯにあると判定した場合、Ｓ１０２に進む。Ｓ１０２では、第一センサ７１を選択センサに設定し、第一センサ７１による第一出力値ＯＶ１を使用してスロットルバルブ開度を判定する。

一方、Ｓ１０１にて、スロットルバルブ開度が切替開度ＣＯよりも高く、高開度域ＨＯにあると判定した場合、Ｓ１０３に進む。Ｓ１０３では、第二センサ７２を選択センサに設定し、第二センサ７２による第二出力値ＯＶ２を使用してスロットルバルブ開度を判定する。

次に、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２を比較することにより、角度判定部８０が第一センサ７１及び第二センサ７２の故障を検出する故障検出処理の詳細を、図５に基づき、図２及び図３を参照しつつ説明する。故障検出処理は、切替処理と同様に、機関制御装置１９０の作動に伴って開始され、内燃機関の稼動が終了されるまで所定の周期で繰り返し実施される。

Ｓ１１１では、第一出力値ＯＶ１が変化したか否かを判定する。Ｓ１１１にて、第一出力値ＯＶ１の変化が検出された場合、Ｓ１１２に進む。Ｓ１１２では、第一出力値ＯＶ１が変化しているときに、第二出力値ＯＶ２も変化したか否かを判定する。Ｓ１１２にて、第一出力値ＯＶ１と第二出力値ＯＶ２とが共に変化していると判定した場合、Ｓ１１３に進む。Ｓ１１３では、第一センサ７１及び第二センサ７２には共に異常がなく、正常な状態であると診断し、一旦処理を終了する。

一方、Ｓ１１２にて、第一出力値ＯＶ１が変化しているにも係らず、第二出力値ＯＶ２が変化していないと判定した場合、Ｓ１１４に進む。Ｓ１１４では、第二センサ７２に異常があると診断し、一旦処理を終了する。

また、Ｓ１１１にて第一出力値ＯＶ１が変化していないと判定した場合、Ｓ１１５に進む。Ｓ１１５では、第一出力値ＯＶ１が変化していないときに、第二出力値ＯＶ２が変化したか否かを判定する。Ｓ１１５にて、第一出力値ＯＶ１が変化していないにも係らず、第二出力値ＯＶ２が変化していると判定した場合、Ｓ１１６に進む。Ｓ１１６では、第一センサ７１に異常があると診断し、一旦処理を終了する。

一方、Ｓ１１５にて、第一出力値ＯＶ１と共に第二出力値ＯＶ２も変化していないと判定した場合、Ｓ１１７に進む。Ｓ１１７では、第一センサ７１及び第二センサ７２には共に異常がなく、正常な状態であると診断し、一旦処理を終了する。

ここまで説明した第一実施形態の第一センサ７１及び第二センサ７２は、スロットルバルブ３０の可動範囲ＲＭ内にて、スロットルバルブ開度の変化に応じて常に各出力値ＯＶ１，ＯＶ２を変化させる。故に、角度判定部８０は、可動範囲ＲＭの全域にて、第一センサ７１及び第二センサ７２の各出力値ＯＶ１，ＯＶ２の一方のみが変化しなくなったことに基づき、この一方のセンサが故障していると診断し得る。

加えて、第一センサ７１及び第二センサ７２は、それぞれ第一低開度域ＬＯ１及び第二高開度域ＨＯ２にて、可動範囲ＲＭの他の開度域よりも、所定の開度変化に対する出力値の変化量を大きく設定されている。さらに、第二高開度域ＨＯ２は、可動範囲ＲＭのうちで第一低開度域ＬＯ１とは異なる開度域を含むよう規定されている。故に、可動範囲ＲＭ内の広い開度域にて、スロットル開度、即ち、スロットルバルブ３０の回転角度の高精度な検出が可能になる。

以上のように、出力特性の異なる第一センサ７１及び第二センサ７２を組み合わせた角度検出機構２０は、可動範囲ＲＭの全域での故障検出を可能にしつつ、高精度な角度検出を行う範囲を広げることができる。

加えて第一実施形態では、可動範囲ＲＭにて高開度方向にスロットルバルブ開度が変化した場合に、第一センサ７１は増加のみに、第二センサ７２は減少のみに、それぞれ各出力値ＯＶ１，ＯＶ２を変化させる。このように、各出力値ＯＶ１，ＯＶ２が単調増加又は単調減少となる設定によれば、特定の各出力値ＯＶ１，ＯＶ２に対応したスロットルバルブ開度は、一つに定まり得る。故に、特定の出各出力値ＯＶ１，ＯＶ２からスロットルバルブ開度を算出する際の誤判定は、実質的に発生しなくなる。

さらに第一実施形態では、第一低開度域ＬＯ１の高開度側が第二高開度域ＨＯ２の低開度側とオーバーラップするように設定されている。このように、第一センサ７１及び第二センサ７２のそれぞれにて、高分解能な検出を可能にする範囲が連続して設定されていれば、角度判定部８０は、広い開度域にて高精度なスロットルバルブ開度の検出を行うことができる。

また第一実施形態では、角度検出機構２０の電子制御スロットル装置１０への適用により、スロットルバルブ開度の高精度な検出が全閉位置近傍だけでなく、全開位置近傍でも実現されている。その結果、例えばスロットルバルブ開度の制御目標が全開位置に設定された場合、機関制御装置１９０は、絞り弁本体部３２を全開位置まで正確に開弁させて、吸気圧損を最小に抑えることができる。以上によれば、吸気圧損の増加に起因した内燃機関の出力悪化は、防がれる。

尚、第一実施形態においては、スロットル流路部１４が「流路」に相当し、スロットルバルブ３０が「回転体」に相当し、絞り弁本体部３２が「弁体部」に相当する。また、第一センサ７１が「第一検出部」に相当し、第二センサ７２が「第二検出部」に相当し、選択センサが「選択検出部」に相当する。さらに、第一低開度域ＬＯ１が「第一回転域」に相当し、第一高開度域ＨＯ１が「第一回転域以外の回転域」に相当する。そして、第二高開度域ＨＯ２が「第二回転域」に相当し、第二低開度域ＬＯ２が「第二回転域以外の回転域」に相当し、可動範囲ＲＭが「特定回転範囲」に相当する。

（第二実施形態）
図６及び図７に示す第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。第二実施形態では、各センサ７１，７２（図２参照）のゲイン調整の設定内容、即ち、図６に示すスロットルバルブ開度と各出力値ＯＶ１，ＯＶ２との相関関係を示す相関線の態様が、第一実施形態とは異なっている。加えて、角度判定部８０（図２参照）における選択センサの切り替えには、ヒステリシス（図６ Δα°参照）が設けられている。以下、図６及び図７に基づき、図１及び図２を参照しつつ、第二実施形態の詳細を説明する。

第一センサ７１は、スロットルバルブ３０の可動範囲ＲＭの全域にて、スロットルバルブ開度が大きくなるに従い、第一出力値ＯＶ１を単調増加させる。第一センサ７１には、第一低開度域ＬＯ１及び第一高開度域ＨＯ１が設定されている。スロットルバルブ開度の所定の変化に対する第一出力値ＯＶ１の変化量は、第一高開度域ＨＯ１よりも第一低開度域ＬＯ１にて大きくなるよう設定されている。

第二センサ７２は、スロットルバルブ３０の可動範囲ＲＭの全域にて、スロットルバルブ開度が大きくなるに従い、第二出力値ＯＶ２を単調減少させる。第二センサ７２には、第二低開度域ＬＯ２及び第二高開度域ＨＯ２が設定されている。スロットルバルブ開度の所定の変化に対する第二出力値ＯＶ２の変化量は、第二低開度域ＬＯ２よりも第二高開度域ＨＯ２にて大きくなるよう設定されている。第二高開度域ＨＯ２の低開度側の一部は、第一低開度域ＬＯ１の高開度側の一部と重なるように設定されている。その結果、第一センサ７１及び第二センサ７２のそれぞれにて高分解能での検出が可能な範囲は、オーバーラップしている。

角度判定部８０は、第一低開度域ＬＯ１と第二高開度域ＨＯ２とがオーバーラップしている範囲に、第一センサ７１及び第二センサ７２のうちで選択センサを切り替える第一切替開度ＣＯ１及び第二切替開度ＣＯ２を設定している。第一切替開度ＣＯ１は、第二切替開度ＣＯ２よりも特定回転方向、即ちスロットルバルブ開度が大きくなる方向（高開度側）に設定されている。角度判定部８０は、特定回転方向へのスロットルバルブ３０の回転に伴ってスロットルバルブ開度が高くなると、第一切替開度ＣＯ１にて選択センサを第一センサ７１から第二センサ７２へと切り替える。また、角度判定部８０は、特定回転方向とは反対方向へのスロットルバルブ３０の回転に伴ってスロットルバルブ開度が小さくなると、第二切替開度ＣＯ２にて選択センサを第二センサ７２から第一センサ７１へと切り替える。このように、ヒステリシスを設けた第二実施形態の切替処理の詳細を、図７に基づき、図２及び図６を参照しつつ説明する。

Ｓ２０１では、スロットルバルブ開度の判定に第二センサ７２の第二出力値ＯＶ２を使用しているか否かを判定する。Ｓ２０１にて、スロットルバルブ開度の判定に第一出力値ＯＶ１を使用していると判定した場合、Ｓ２０２に進む。Ｓ２０２では、スロットルバルブ開度と第一切替開度ＣＯ１とを比較し、スロットルバルブ開度が第一切替開度ＣＯ１以下である場合には、Ｓ２０３に進む。Ｓ２０３では、第一センサ７１を選択センサに設定し、一旦処理を終了する。以上により、第一出力値ＯＶ１をスロットルバルブ開度の判定に使用する状態が継続される。

一方、Ｓ２０２にて、スロットルバルブ開度が第一切替開度ＣＯ１よりも高いと判定した場合には、Ｓ２０４に進む。Ｓ２０４では、第二センサ７２を選択センサに設定し、一旦処理を終了する。以上により、第二出力値ＯＶ２がスロットルバルブ開度の判定に使用される状態に切り替えられる。

またＳ２０１にて、スロットルバルブ開度の判定に第二出力値ＯＶ２を使用していると判定した場合、Ｓ２０５に進む。Ｓ２０５では、スロットルバルブ開度と第二切替開度ＣＯ２とを比較する。Ｓ２０５にて、スロットルバルブ開度が第二切替開度ＣＯ２以上であると判定した場合には、Ｓ２０４に進む。その結果、第二出力値ＯＶ２をスロットルバルブ開度の判定に使用する状態が継続される。

一方、Ｓ２０５にて、スロットルバルブ開度が第二切替開度ＣＯ２よりも低いと判定した場合には、Ｓ２０６に進む。Ｓ２０６では、第一センサ７１を選択センサに設定し、一旦処理を終了する。以上により、第一出力値ＯＶ１がスロットルバルブ開度の判定に使用される状態に切り替えられる。

ここまで説明した第二実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、可動範囲ＲＭの全域での故障検出を可能にしつつ、高精度な角度検出を行う範囲が拡大される。加えて第二実施形態では、互いに異なる第一切替開度ＣＯ１及び第二切替開度ＣＯ２の設定により、選択センサの切り替えにヒステリシスが設けられている。その結果、スロットルバルブ開度の変動に起因して、第一センサ７１と第二センサ７２との切り替えにハンチングが生じてしまう事態は、回避される。尚、第二実施形態では、第一切替開度ＣＯ１が「第一切替角度」に相当し、第二切替開度ＣＯ２が「第二切替角度」に相当する。

（第三実施形態）
図８〜図１１に示す第三実施形態は、第一実施形態の別の変形例である。第三実施形態による角度検出機構３２０は、第一実施形態と実質同一の磁路形成部２１と、磁気検出部３７０とを備えている。磁気検出部３７０には、第一実施形態と実質同一の第一センサ７１及び第二センサ７２に加えて、第三センサ７３が設けられている。磁気検出部３７０は、三つのセンサ７１〜７３を用いて、スロットルバルブ３０（図１参照）の回転角度を検出する。以下、センサ７１〜７３のゲイン調整の設定内容を順に説明する。

第一センサ７１には、第一低開度域ＬＯ１及び第一高開度域ＨＯ１（特に図９参照）が設定されている。スロットルバルブ開度の所定の変化に対する第一出力値ＯＶ１の変化量は、第一高開度域ＨＯ１よりも第一低開度域ＬＯ１にて大きくなるよう設定されている。

第二センサ７２は、第一センサ７１と同様に、可動範囲ＲＭの全域にてスロットルバルブ開度が大きくなるに従い、第二出力値ＯＶ２を単調増加させる。第二センサ７２には、第二低開度域ＬＯ２、第二中開度域ＭＯ２、及び第二高開度域ＨＯ２が設定されている。スロットルバルブ開度の所定の変化に対する第二出力値ＯＶ２の変化量は、第二低開度域ＬＯ２及び第二高開度域ＨＯ２よりも、第二中開度域ＭＯ２にて大きくなるよう設定されている。第二中開度域ＭＯ２の低開度側の一部は、第一低開度域ＬＯ１の高開度側の一部と重なるように設定されている。その結果、第一センサ７１及び第二センサ７２のそれぞれによって高分解能での検出が可能な範囲は、オーバーラップしている。

第三センサ７３は、第一センサ７１及び第二センサ７２と実質同一のホールＩＣである。第三センサ７３によって出力される第三出力値ＯＶ３は、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２と同様に、スロットルバルブ３０（図１参照）の可動範囲ＲＭの全域にて、スロットルバルブ３０の角度変化に応じて常に変化する。第三センサ７３は、スロットルバルブ開度が大きくなるに従い、第三出力値ＯＶ３を単調増加させる。第三センサ７３には、第三低開度域ＬＯ３及び第三高開度域ＨＯ３が設定されている。

第三高開度域ＨＯ３は、可動範囲ＲＭうちで第一低開度域ＬＯ１及び第二中開度域ＭＯ２のいずれとも異なる開度域であって、これら開度域ＬＯ１，ＭＯ２よりも高開度側の開度域を含むように規定されている。スロットルバルブ開度の所定の変化に対する第三出力値ＯＶ３の変化量は、第三低開度域ＬＯ３よりも、第三高開度域ＨＯ３にて大きくなるよう設定されている。第三高開度域ＨＯ３の低開度側の一部は、第二中開度域ＭＯ２の高開度側の一部と重なるように設定されている。その結果、第二センサ７２及び第三センサ７３のそれぞれによって高分解能での検出が可能な範囲は、オーバーラップしている。

ここまで説明した磁気検出部３７０から各出力値ＯＶ１，ＯＶ２，ＯＶ３を取得する角度判定部３８０は、低速側切替開度ＣＯＬ及び高速側切替開度ＣＯＨを設定している。低速側切替開度ＣＯＬは、第一低開度域ＬＯ１と第二中開度域ＭＯ２とがオーバーラップしている範囲の概ね中間に設定されている。低速側切替開度ＣＯＬでは、第一センサ７１及び第二センサ７２のうちで選択センサが切り替えられる。また、高速側切替開度ＣＯＨは、第二中開度域ＭＯ２と第三高開度域ＨＯ３とがオーバーラップしている範囲の概ね中間に設定されている。高速側切替開度ＣＯＨでは、第二センサ７２及び第三センサ７３のうちで選択センサが切り替えられる。以下、角度判定部３８０が選択センサを切り替える切替処理の詳細を、説明する（図１０参照）。

尚、以下の説明では、可動範囲ＲＭのうちで低速側切替開度ＣＯＬよりもスロットルバルブ開度の低い開度域を低開度域ＬＯとし、低速側切替開度ＣＯＬと高速側切替開度ＣＯＨとの間の開度域を中開度域ＭＯとする。さらに、可動範囲ＲＭのうちで高速側切替開度ＣＯＨよりもスロットルバルブ開度の高い開度域を高開度域ＨＯとする。

Ｓ３０１では、スロットルバルブ開度と低速側切替開度ＣＯＬとを比較し、スロットルバルブ開度が低速側切替開度ＣＯＬ以下である場合には、Ｓ３０２に進む。Ｓ３０２では、第一センサ７１を選択センサに設定し、一旦処理を終了する。以上により、第一センサ７１の第一出力値ＯＶ１がスロットルバルブ開度の判定に使用される状態になる。

一方、Ｓ３０１にて、スロットルバルブ開度が低速側切替開度ＣＯＬよりも高いと判定した場合、Ｓ３０３に進む。Ｓ３０３では、スロットルバルブ開度と高速側切替開度ＣＯＨとを比較し、スロットルバルブ開度が高速側切替開度ＣＯＨ以下である場合には、Ｓ３０４に進む。Ｓ３０４では、第二センサ７２を選択センサに設定し、一旦処理を終了する。以上により、第二センサ７２の第二出力値ＯＶ２がスロットルバルブ開度の判定に使用される状態となる。

Ｓ３０３にて、スロットルバルブ開度が高速側切替開度ＣＯＨよりも高いと判定した場合、Ｓ３０５に進む。Ｓ３０５では、第三センサ７３を選択センサに設定し、一旦処理を終了する。以上により、第三センサ７３の第三出力値ＯＶ３がスロットルバルブ開度の判定に使用される状態となる。

次に、三つの出力値ＯＶ１〜ＯＶ３を比較することにより、角度判定部３８０が各センサ７１〜７３の故障を検出する第三実施形態での故障検出処理の詳細を説明する（図１１参照）。

Ｓ３１１では、第一出力値ＯＶ１が変化したか否かを判定し、第一出力値ＯＶ１の変化が検出された場合には、Ｓ３１２に進む。Ｓ３１２では、第一出力値ＯＶ１が変化しているときに、第二出力値ＯＶ２も変化したか否かを判定する。Ｓ３１２にて、第一出力値ＯＶ１と第二出力値ＯＶ２とが共に変化したと判定した場合、Ｓ３１３に進む。

Ｓ３１３では、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２が共に変化しているときに、第三出力値ＯＶ３も変化したか否かを判定する。Ｓ３１３にて、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２が共に変化しているにも係らず、第三出力値ＯＶ３だけが変化していないと判定した場合、Ｓ３１５に進む。Ｓ３１５では、第三センサ７３に異常があると診断し、一旦処理を終了する。一方で、Ｓ３１３にて、各出力値ＯＶ１〜ＯＶ３が全て変化していると判定した場合、Ｓ３１４に進む。Ｓ３１４では、三つセンサ７１〜７３には異常がなく、全て正常な状態であると診断し、一旦処理を終了する。

一方、Ｓ３１２にて、第一出力値ＯＶ１が変化しているにも係らず、第二出力値ＯＶ２が変化していないと判定した場合、Ｓ３１６に進む。Ｓ３１６では、第二センサ７２に異常があると診断し、一旦処理を終了する。

また、Ｓ３１１にて第一出力値ＯＶ１が変化していないと判定した場合、Ｓ３１７に進む。Ｓ３１７では、第一出力値ＯＶ１が変化していないときに、第二出力値ＯＶ２が変化したか否かを判定する。Ｓ３１７にて、第一出力値ＯＶ１が変化していないにも係らず、第二出力値ＯＶ２が変化していると判定した場合、Ｓ３１８に進む。Ｓ３１８では、第一センサ７１に異常があると診断し、一旦処理を終了する。

一方、Ｓ３１７にて、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２が共に変化していないと判定した場合、Ｓ３１９に進む。Ｓ３１９では、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２が共に変化していないときに、第三出力値ＯＶ３が変化したか否かを判定する。Ｓ３１９にて、各出力値ＯＶ１〜ＯＶ３が全て変化していないと判定した場合、Ｓ３１４に進み、三つセンサ７１〜７３が全て正常な状態であると診断し、一旦処理を終了する。

一方、Ｓ３１９にて、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２が共に変化していないにも係らず、第三出力値ＯＶ３が変化していると判定した場合、Ｓ３２０に進む。Ｓ３２０では、第一センサ７１及び第二センサ７２に異常があると診断し、一旦処理を終了する。

ここまで説明した第三実施形態でも、第一実施形態と同様の効果を奏し、角度検出機構３２０は、可動範囲ＲＭの全域での故障検出を可能にすると共に、高精度な開度判定を実施する範囲を拡大させることができる。加えて第三実施形態の磁気検出部３７０は、第一センサ７１及び第二センサ７２に加えて、第三センサ７３を有している。そして、第三センサ７３にて高精度な開度検出が実施される第三高開度域ＨＯ３には、第一低開度域ＬＯ１及び第二中開度域ＭＯ２のいずれとも異なった開度域が含まれている。以上によれば、角度検出機構３２０は、さらに広い開度域にて高精度な開度判定を行うことができる。

尚、第三実施形態では、第二中開度域ＭＯ２が「第二回転域」に相当し、第二低開度域ＬＯ２及び第二高開度域ＨＯ２が「第二回転域以外の回転域」に相当する。また第三センサ７３が「第三検出部」に相当し、第三低開度域ＬＯ３が「第三回転域」に相当し、第三高開度域ＨＯ３が「第三回転域以外の回転域」に相当する。

（第四実施形態）
図１２及び図１３に示す第四実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第四実施形態では、スロットルバルブ開度と第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２との相関線の態様が第一実施形態とは異なっている。以下、図１２及び図１３に基づき、図２を参照しつつ、第四実施形態による角度検出機構の詳細を説明する。

第一センサ７１における第一低開度域ＬＯ１と第一高開度域ＨＯ１との境界は、第二センサ７２における第二低開度域ＬＯ２と第二高開度域ＨＯ２との境界よりも、低開度側に設定されている。即ち、第一センサ７１において高精度な検出が可能な第一低開度域ＬＯ１と、第二センサ７２において高精度な検出が可能な第二高開度域ＨＯ２とは、重なっていない。その結果、オーバーラップが設定されていない。

角度判定部８０は、第一低開度域ＬＯ１と第一高開度域ＨＯ１との境界に、第一センサ７１及び第二センサ７２のうちで選択センサを切り替える切替開度ＣＯを設定している。こうした切替開度ＣＯにて選択センサを切り替える第四実施形態の切替処理の詳細を、以下説明する。

Ｓ４０１では、スロットルバルブ開度と切替開度ＣＯとを比較する。Ｓ４０１にて、スロットルバルブ開度が切替開度ＣＯ以下であり、第一低開度域ＬＯ１にあると判定した場合、Ｓ４０２に進む。Ｓ４０２では、第一センサ７１を選択センサに設定し、一旦処理を終了する。一方で、Ｓ４０１にて、スロットルバルブ開度が切替開度ＣＯよりも高く、第二高開度域ＨＯ２にあると判定した場合、Ｓ４０３に進む。Ｓ４０３では、第二センサ７２を選択センサに設定し、一旦処理を終了する。

以上の第四実施形態のように、スロットルバルブ開度を高精度に検出可能な開度域がオーバーラップしていない設定であっても、角度検出機構は、可動範囲ＲＭの全域にて故障検出を行うことができ、且つ、複数の範囲にて高精度な開度判定を実施できる。

（第五実施形態）
図１４に示す第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。第五実施形態では、図１に示すスロットルバルブ３０の作動可能範囲に、絞り弁本体部３２の全閉位置から全開位置までの通常の可動範囲ＲＭに加えて、全閉位置から全開位置とは反対方向に絞り弁本体部３２を回転させるオーバーターン範囲ＯＴが含まれている。以下、図１４に基づき、図１を参照しつつ、第五実施形態による角度検出機構の詳細を説明する。

第一センサ７１及び第二センサ７２は共に、通常の可動範囲ＲＭを外れたオーバーターン範囲ＯＴにおいても、スロットルバルブ３０の角度変化に応じて常に各出力値ＯＶ１，ＯＶ２を変化させることができる。即ち、オーバーターン範囲ＯＴは、第一低開度域ＬＯ１及び第二低開度域ＬＯ２に含まれている。

具体的に、第一センサ７１は、オーバーターン範囲ＯＴを含む第一低開度域ＬＯ１において、スロットルバルブ開度が全閉位置に近づくに従い、第一出力値ＯＶ１を単調増加させる。一方、第二センサ７２は、オーバーターン範囲ＯＴを含む第二低開度域ＬＯ２おいて、スロットルバルブ開度が全閉位置に近づくにつれて、第二出力値ＯＶ２を単調減少させる。

ここまで説明した第五実施形態では、各出力値ＯＶ１，ＯＶ２が常に変化する各低開度域ＬＯ１，ＬＯ２は、全閉位置を過ぎたオーバーターン範囲ＯＴを含むように規定されている。故に、スロットルバルブ３０の作動可能範囲がオーバーターン範囲ＯＴを含む電子制御スロットル装置１０に適用されても、角度検出機構は、オーバーターン範囲ＯＴでも高精度な開度検出を行い得ると共に、各センサ７１，７２の故障も確実に検出可能となる。尚、第五実施形態では、オーバーターン範囲ＯＴが「特定回転範囲を外れた範囲外領域」に相当する。

（第六実施形態）
図１５に示す第六実施形態は、第三実施形態の変形例である。第六実施形態では、各センサ７１〜７３（図８参照）の各ゲイン調整の設定が第三実施形態とは異なっている。詳記すると、第一センサ７１における第一低開度域ＬＯ１と第一高開度域ＨＯ１との境界は、第二センサ７２における第二低開度域ＬＯ２と第二中開度域ＭＯ２との境界よりも、低開度側に設定されている。加えて、第三センサ７３における第三低開度域ＬＯ３と第三高開度域ＨＯ３との境界は、第二センサ７２における第二中開度域ＭＯ２と第二高開度域ＨＯ２との境界よりも、高開度側に設定されている。以上のように、各センサ７１〜７３にて高分解能での検出が可能な範囲は、オーバーラップしていない。

角度判定部３８０（図８参照）は、第一低開度域ＬＯ１と第一高開度域ＨＯ１との境界に、第一センサ７１及び第二センサ７２のうちで選択センサを切り替える低速側切替開度ＣＯＬを設定している。また角度判定部３８０は、第三低開度域ＬＯ３と第三高開度域ＨＯ３との境界に、第二センサ７２及び第三センサ７３のうちで選択センサを切り替える高速側切替開度ＣＯＨを設定している。

以上により、可動範囲ＲＭのうちで低速側切替開度ＣＯＬよりもスロットルバルブ開度の低い開度域が低開度域ＬＯとされる。低開度域ＬＯでは、第一出力値ＯＶ１がスロットルバルブ開度の判定に用いられる。また、低速側切替開度ＣＯＬと高速側切替開度ＣＯＨとの間の開度域が中開度域ＭＯとされる。中開度域ＭＯでは、第二出力値ＯＶ２がスロットルバルブ開度の判定に用いられる。さらに、高速側切替開度ＣＯＨよりもスロットルバルブ開度の高い開度域が高開度域ＨＯとされる。高開度域ＨＯでは、第三出力値ＯＶ３がスロットルバルブ開度の判定に用いられる。

ここまで説明した第六実施形態のような三つのセンサ７１〜７３を用いる角度検出機構にて、オーバーラップが設けられていなくても、可動範囲ＲＭの全域での故障検出を行えると共に、複数の範囲にて高精度な開度判定が実現できる。

（第七実施形態）
図１６に示す第七実施形態は、第一実施形態のさらに別の変形例である。第七実施形態では、第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２は共に、スロットルバルブ開度が高くなるに従って単調増加する。スロットルバルブ開度と第一出力値ＯＶ１との相関線においては、第一低開度域ＬＯ１の線分の傾斜ＧＬ１が第一高開度域ＨＯ１の線分の傾斜ＧＨ１よりも大きくなっている。同様に、スロットルバルブ開度と第二出力値ＯＶ２との相関線においては、第二高開度域ＨＯ２の線分の傾斜ＧＨ２が第二低開度域ＬＯ２の線分の傾斜ＧＬ２よりも大きくなっている。また切替開度ＣＯは、第一低開度域ＬＯ１と第二高開度域ＨＯ２とがオーバーラップする開度域に規定されている。以上の第七実施形態のように、可動範囲ＲＭにて各出力値ＯＶ１、ＯＶ２が共に単調増加する設定であっても、角度検出機構は、可動範囲ＲＭの全域での故障検出と、広い開度範囲での高精度な開度判定とを共に実現できる。

（第八実施形態）
図１７に示す第八実施形態は、第七実施形態の変形例である。第八実施形態では、第一出力値ＯＶ１における第一低開度域ＬＯ１と第一高開度域ＨＯ１との境界は、第二出力値ＯＶ２における第二低開度域ＬＯ２と第二高開度域ＨＯ２との境界よりも、低開度側に設定されている。即ち、第一センサ７１（図２参照）及び第二センサ７２（図２参照）のそれぞれにて高分解能での検出が可能な範囲は、オーバーラップしていない。こうした設定の第八実施形態では、第一低開度域ＬＯ１と第一高開度域ＨＯ１との境界が切替開度ＣＯに設定されている。角度判定部は、第一低開度域ＬＯ１と第一高開度域ＨＯ１との境界にて、第一センサ７１及び第二センサ７２のうちで選択センサを切り替える。以上のような第八実施形態でも、第七実施形態と同様に、角度検出機構は、可動範囲ＲＭの全域での故障検出と、広い開度範囲での高精度な開度判定とを共に実現できる。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

上記第八実施形態の変形例１では、図１８に示すように、第一出力値ＯＶ１は、可動範囲ＲＭのうちの第一低開度域ＬＯ１にて単調増加する一方で、第一高開度域ＨＯ１では単調減少している。このように、二つの出力値ＯＶ１，ＯＶ２の一方に、スロットルバルブ開度の増加に合わせて増加する区間と減少する区間とが共に設定されていても、角度検出機構は、可動範囲ＲＭの全域での故障検出と、広範囲での高精度な開度判定とが可能になる。

上記第五実施形態の変形例２では、図１９に示すように、通常の可動範囲ＲＭから外れたオーバーターン範囲ＯＴにて、第一出力値ＯＶ１は、スロットルバルブ開度に係らず一定となるよう設定されている。一方で、通常の可動範囲ＲＭでは、スロットルバルブ開度の変位量に対する第一出力値ＯＶ１及び第二出力値ＯＶ２各変化は、共にゼロではない。以上の設定であれば、角度検出機構は、オーバーターン範囲ＯＴにて第一出力値ＯＶ１が一定となる設定であっても、オーバーターン範囲ＯＴを除く可動範囲ＲＭ全域での故障検出を行うことができる。

上記第六実施形態の変形例３では、図２０に示すように、第一出力値ＯＶ１での第一低開度域ＬＯ１と第一高開度域ＨＯ１との境界は、第二出力値ＯＶ２での第二低開度域ＬＯ２と第二中開度域ＭＯ２との境界と、実質同一の開度に設定されている。加えて、第二中開度域ＭＯ２と第二高開度域ＨＯ２との境界は、第三出力値ＯＶ３での第三低開度域ＬＯ３と第三高開度域ＨＯ３との境界と、実質同一の開度に設定されている。以上のように、各センサにおける領域の境界が揃えられていれば、オーバーラップが設けられていなくても、角度検出機構は、高精度な開度判定を実施する範囲を拡張させることができる。

上記第六実施形態の別の変形例４による角度検出機構は、図２１に示すように、三つの出力値ＯＶ１〜ＯＶ３に加えて、第四出力値ＯＶ４を出力可能である。変形例４に設けられる四つのセンサ（検出部）は、互いに異なる開度域にて、高分解能の検出を行うことができる。具体的に、角度判定部は、可動範囲ＲＭを、低開度域ＬＯ、低速側中開度域ＬＭＯ、高速側中開度域ＨＭＯ、及び高開度域ＨＯに分割している。低開度域ＬＯでは、第一出力値ＯＶ１が開度判定に採用され、低速側中開度域ＬＭＯでは、第二出力値ＯＶ２が開度判定に採用される。さらに、高速側中開度域ＨＭＯでは、第三出力値ＯＶ３が開度判定に採用され、高開度域ＨＯでは、第四センサによる第四出力値ＯＶ４が開度判定に採用される。以上のように、角度検出部に設けられる検出部の数は、四つ以上であってもよい。

上記実施形態では、内燃機関にて吸入空気量を制御する電子制御スロットル装置に、本開示による角度検出機構を適用した例を説明した。しかし、本開示による角度検出機構は、例えばＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）の流量を制御するバルブ装置に適用されてもよい。さらに、角度検出機構によって回転角度が検出される回転体は、スロットルバルブのような流量を制御する構成でなくてもよい。例えば、アクセル装置に適用されて、アクセルペダルの回転角度を検出する角度検出機構であってもよい。

上記実施形態の磁気検出部には、「複数の検出部」として複数のホールＩＣが設けられていた。しかし、複数の出力値を出力可能であれば、磁気検出部の構成は、適宜変更可能である。例えば、ホール素子及び信号処理回路を含む検出系統が複数設けられることにより、特性の異なる出力値を出力可能な一つのホールＩＣが、磁気検出部に設けられていてもよい。

さらに、角度検出機構は、ホールＩＣとは異なる検出部を用いて、回転体の角度検出を行うことができる。例えば、角度検出機構は、磁気抵抗素子を用いた磁気角度（ＭＲ）センサを備える構成、或いはインダクタンスの変化によって回転体の回転角度を検出するインタラクティブ型の構成であってもよい。さらに、角度検出機構は、可変抵抗器を用いて回転体の回転角度を検出する構成であってもよい。

上記実施形態の角度判定部は、機関制御装置の一部に設けられていたが、角度判定部を構築する構成は、機関制御装置とは異なる車載制御装置であってもよい。或いは、角度判定部は、専用の制御装置によって実現されていてもよい。

１４ スロットル流路部（流路）、２０，３２０ 角度検出機構、３０ スロットルバルブ（回転体）、３２ 絞り弁本体部（弁体部）、７１ 第一センサ（第一検出部）、７２ 第二センサ（第二検出部）、７３ 第三センサ（第三検出部）、８０，３８０ 角度判定部、１００ 角度検出システム、ＯＶ１ 第一出力値（出力値）、ＯＶ２ 第二出力値（出力値）、ＯＶ３ 第三出力値（出力値）、ＣＯ１ 第一切替開度（第一切替角度）、ＣＯ２ 第二切替開度（第一切替角度）、ＬＯ１ 第一低開度域（第一回転域）、ＨＯ１ 第一高開度域（第一回転域以外の回転域）、ＬＯ２ 第二低開度域（第二回転域以外の回転域）、ＭＯ２ 第二中開度域（第二回転域）、ＨＯ２ 第二高開度域（第二回転域，第二回転域以外の回転域）、ＬＯ３ 第三低開度域（第三回転域以外の回転域）、ＨＯ３ 第三高開度域（第三回転域）、ＲＭ 可動範囲（特定回転範囲）、ＯＴ オーバーターン範囲（範囲外領域）

Claims (7)

1. 出力特性の異なる複数の検出部を用いて回転体（３０）の回転角度を検出する角度検出機構であって、
   予め規定された前記回転体の特定回転範囲（ＲＭ）の全域にて、前記回転体の角度変化に応じて常に出力値（ＯＶ１）を変化させ、且つ、前記特定回転範囲の一部である第一回転域（ＬＯ１）では、所定の角度変化に対する出力値の変化量が前記第一回転域以外の回転域（ＨＯ１）よりも大きく設定されている第一検出部（７１）と、
   前記特定回転範囲の全域にて前記回転体の角度変化に応じて常に出力値（ＯＶ２）を変化させ、且つ、前記特定回転範囲のうちで前記第一回転域とは異なる回転域を含むように規定された第二回転域（ＨＯ２，ＭＯ２）では、所定の角度変化に対する出力値の変化量が前記第二回転域以外の回転域（ＬＯ２）よりも大きく設定されている第二検出部（７２）と、
   を複数の前記検出部に含む角度検出機構。
2. 前記第一検出部は、前記特定回転範囲内における特定回転方向への前記回転体の角度変化により、増加及び減少のうちの一方のみに出力値を変化させる設定であり、
   前記第二検出部は、前記特定回転範囲内における前記特定回転方向への前記回転体の角度変化により、増加及び減少のうちの一方のみに出力値を変化させる設定である請求項１に記載の角度検出機構。
3. 前記第一回転域の一部は、前記第二回転域と重なるように設定されている請求項１又は２に記載の角度検出機構。
4. 複数の前記検出部には、前記特定回転範囲の全域にて前記回転体の角度変化に応じて常に出力値（ＯＶ３）を変化させる第三検出部（７３）が含まれており、
   前記特定回転範囲のうちで前記第一回転域及び前記第二回転域（ＭＯ２）のいずれとも異なる回転域を含むように規定された第三回転域（ＨＯ３）にて、所定の角度変化に対する前記第三検出部の出力値の変化量が前記第三回転域以外の回転域（ＬＯ３）よりも大きく設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の角度検出機構。
5. 前記第一検出部及び前記第二検出部は共に、前記回転体の前記特定回転範囲を外れた範囲外領域（ＯＴ）においても、前記回転体の角度変化に応じて常に出力値を変化させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の角度検出機構。
6. 前記回転体は、流路（１４）の内部にて回転することにより、前記流路を流れる流体の流量を増減させる弁体部（３２）を有しており、
   前記特定回転範囲は、前記流路を実質的に閉塞する前記弁体部の全閉位置から、前記流路を流れる流体の流量を最大にする前記弁体部の全開位置までの範囲である請求項１〜５のいずれか一項に記載の角度検出機構。
7. 出力特性の異なる複数の検出部を用いて回転体（３０）の回転角度を検出する角度検出機構（３２０）と、
   複数の前記検出部の中から出力値を採用する選択検出部を選択し、前記選択検出部の出力値に基づいて前記回転体の角度位置を判定する角度判定部（３８０）と、を備える角度検出システムであって、
   前記角度検出機構は、
   予め規定された前記回転体の特定回転範囲（ＲＭ）の全域にて、前記回転体の角度変化に応じて常に出力値（ＯＶ１）を変化させ、且つ、前記特定回転範囲の一部である第一回転域（ＬＯ１）では、所定の角度変化に対する出力値の変化量が前記第一回転域以外の回転域（ＨＯ１）よりも大きく設定されている第一検出部（７１）と、
   前記特定回転範囲の全域にて前記回転体の角度変化に応じて常に出力値（ＯＶ２）を変化させ、且つ、前記特定回転範囲のうちで前記第一回転域とは異なる回転域を含むように規定された第二回転域（ＨＯ２，ＭＯ２）では、所定の角度変化に対する出力値の変化量が前記第二回転域以外の回転域（ＬＯ２）よりも大きく設定されている第二検出部（７２）と、を複数の前記検出部に含み、
   前記第二回転域は、前記第一回転域よりも前記回転体の特定回転方向の回転域を含むように設定されており、
   前記角度判定部は、
   前記第一回転域から前記特定回転方向への前記回転体の回転に伴い、第一切替角度（ＣＯ１）にて前記選択検出部を前記第一検出部から前記第二検出部へと切り替え、
   前記第二回転域から前記特定回転方向とは反対方向への前記回転体の回転に伴い、第二切替角度（ＣＯ２）にて前記選択検出部を前記第二検出部から前記第一検出部へと切り替え、
   前記第一切替角度は、前記第二切替角度よりも前記特定回転方向に設定されている角度検出システム。

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