JP5387660B2 - 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、車両に用いられる電子制御スロットルの備えるスロットルバルブの回転角度、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、又はクラッチアクチュエータのストローク量など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、被検出体となるスロットルバルブなどに設けられた磁石の生じる磁気をホールＩＣなどの磁気検出ＩＣにより検出し、被検出体の回転角度又はストローク量を検出する。なお、磁気検出ＩＣとは、磁気検出素子とその磁気検出素子から出力された信号を処理する集積回路とを一体にした電子部品である。

特許文献１に記載の位置検出装置は、磁気検出素子６２０からＡ／Ｄ変換回路６２２を経由した信号をＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）６２６によって処理し、その処理した信号をＤ／Ａ変換回路６７６を経由して外部へ出力している。この位置検出装置では、ＤＳＰ６２６とＤ／Ａ変換回路６７６との間に、ＤＳＰ６２６から出力されたデータを記憶するメモリ６４０が設けられている。また、各回路に供給される電源の瞬断をモニタする回路６４２、６４６、６５４、６７０が設けられている。
Ａ／Ｄ変換回路６２２またはＤＳＰ６２６に供給される電源の瞬断がモニタ回路によって検出されると、メモリ６４０はデータの更新を止め、電源が瞬断される前のデータを保持し、そのデータをＤ／Ａ変換回路６７６から外部に出力する。これにより、位置検出装置は、電源の瞬断が生じた場合に正常出力を維持している。

米国特許第７３６９９６９号明細書

しかしながら、特許文献１では、メモリ６４０がＡ／Ｄ変換回路６２２とＤ／Ａ変換回路６７６との間に配置されている。このため、特許文献１のメモリ６４０が劣化などにより故障した場合、位置検出装置は所望の出力挙動を確保することができなくなることが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、記憶回路の冗長性を確保すると共に、電源電圧が低下した場合に所望の出力を得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、被検出体に設けられた磁気発生手段の発生する磁気に基づき被検出体の位置を検出する位置検出装置は、磁気検出素子、信号処理回路、第１記憶回路、出力回路、第２記憶回路、第１電源供給回路、第２電源供給回路、故障検知回路および信号経路変更回路を備える。
磁気検出素子は、磁気発生手段の磁気に応じた信号を出力する。
信号処理回路は、磁気検出素子から出力された信号を処理する。第１記憶回路は、信号処理回路によって処理された信号を記憶する。出力回路は、通常動作モードのとき、第１記憶回路から出力された信号を外部へ出力する。第２記憶回路は、通常動作モードのとき、第１記憶回路の出力値を記憶する。
第１電源供給回路は、信号処理回路および第１記憶回路に電源を供給する。第２電源供給回路は、第２記憶回路および故障検知回路に電源を供給する。
故障検知回路は、第１電源供給回路の電源が瞬断する電源瞬断モードを検知する。
信号経路変更回路は、故障検知回路により電源瞬断モードが検知されると、第１記憶回路と第２記憶回路との間の信号、および第１記憶回路と出力回路との間の信号を遮断すると共に、一定時間第２記憶回路の更新を止め、更新の止まった第２記憶回路の信号を出力回路へ出力する。
この構成により、故障検知回路が電源瞬断モードを検知したとき、信号経路変更回路は、第１記憶回路のデータを使用することなく、更新を止めた第２記憶回路のデータを出力回路へ出力するように、信号の伝達経路を変更する。このため、電源瞬断により第１記憶回路から出力できなくなった場合、または、電源瞬断により第１記憶回路のデータに異常が生じた場合にも、正常な第２記憶回路のデータが出力回路へ出力される。したがって、位置検出装置は、記憶回路の冗長性を確保すると共に、電源電圧が低下した場合に正常出力を維持することができる。

請求項２に係る発明によると、故障検知回路は、第１電源供給回路が信号処理回路および第１記憶回路に電源を供給しているとき通常動作モードを検知する。
信号経路変更回路は、故障検知回路が通常動作モードを検知しているとき、第１記憶回路と第２記憶回路との間の信号を導通し、第１記憶回路と出力回路との間の信号を導通し、信号処理回路と第２記憶回路との間の信号を遮断し、第２記憶回路と出力回路との間の信号を遮断する。
これにより、通常動作モードのとき、第２記憶回路は、第１記憶回路のデータをミラーして記憶することができる。

請求項３に係る発明によると、位置検出装置は、遅延回路、第１比較回路および第２比較回路を備える。
遅延回路は、第１電源供給回路に接続される。
第１比較回路は、第１電源供給回路から信号処理回路および第１記憶回路に供給される電圧と、信号処理回路および第１記憶回路が動作可能な電圧以上に設定されたリファレンス電圧とを比較する。第２比較回路は、第１電源供給回路から遅延回路を経由した電圧と、リファレンス電圧とを比較する。
故障検知回路は、第１比較回路により第１電源供給回路から供給される電圧がリファレンス電圧よりも低いことが検出され、かつ、第２比較回路により第１電源供給回路から遅延回路を経由した電圧がリファレンス電圧よりも高いことが検出された場合、第１電源供給回路の電源が瞬断する電源瞬断モードを検知する。
電源瞬断時には、第１電源供給回路の電圧が低下し、その一方で、第１電源供給回路から遅延回路を経由した電圧は低下していない。このため、故障検知回路は、第１比較回路と第２比較回路の信号により、電源瞬断モードを検知することができる。

請求項４に係る発明によると、故障検知回路は、第１比較回路により第１電源供給回路から供給される電圧がリファレンス電圧よりも低いことが検出され、かつ、第２比較回路により第１電源供給回路から遅延回路を経由した電圧がリファレンス電圧よりも低いことが検出された場合、長時間電源落ち込みモードを検知する。
信号経路変更回路は、故障検知回路により長時間電源落ち込みモードが検知されると、第１記憶回路と第２記憶回路との間の信号、第１記憶回路と出力回路との間の信号、および信号処理回路と第２記憶回路との間の信号を遮断すると共に、第２記憶回路から出力される信号をＨｉまたはＬｏに固定し、その固定された第２記憶回路の信号を出力回路へ出力するように第２記憶回路と出力回路との間の信号を導通する。
位置検出装置を車両の各センサに用いた場合、長時間電源落ち込み時に位置検出装置から出力される信号を車両を安全側に制御可能なＨｉまたはＬｏに予め設定しておくことで、位置検出装置は長時間電源落ち込みに対応することができる。

請求項５に係る発明によると、位置検出装置は、電源瞬断モードまたは長時間電源落ち込みモードから電源が復帰した後、所定時間内に信号処理回路および第１記憶回路をリセットする第１リセット回路を備える。
信号経路変更回路は、電源復帰から所定時間が経過した後、第１記憶回路と第２記憶回路との間の信号を導通し、第１記憶回路と出力回路との間の信号を導通し、第２記憶回路と出力回路との間の信号を遮断することで、信号の伝達経路を通常動作モードに戻す。
これにより、位置検出装置は、信号処理回路および第１記憶回路のリセット動作中の信号が出力回路に出力されることを防ぐことができる。
ここで、所定時間とは、第１リセット回路が信号処理回路および第１記憶回路をリセットするのに必要な時間である。

請求項６に係る発明によると、位置検出装置は、長時間電源落ち込みモードから電源が復帰してから所定時間が経過した後、第２記憶回路をリセットする第２リセット回路を備える。
これにより、位置検出装置は、電源復帰後に第２記憶回路を正常に動作させることができる。また、通常動作モードに戻した後に第２記憶回路をリセットすることで、第２記憶回路のリセット動作中の信号が出力回路に出力されることを防ぐことができる。

請求項７に係る発明によると、第２電源供給回路は、第１電源供給回路に接続されるツェナーダイオードと、そのツェナーダイオードとグランドとの間に設けられるキャパシタとから構成される。電源瞬断モードおよび長時間電源落ち込みモード開始時にキャパシタの電圧が第２記憶回路に供給される電源の供給源となる。
これにより、第２電源供給回路を簡素に構成することができる。

請求項８に係る発明によると、位置検出装置は、第３比較回路および第４比較回路を備える。
第３比較回路は、信号処理回路の出力値と第１記憶回路の出力値とを比較する。
第４比較回路は、信号処理回路の出力値と第２記憶回路の出力値とを比較する。
故障検知回路は、第３比較回路により信号処理回路の出力値と第１記憶回路の出力値とが異なることが検出され、第４比較回路により信号処理回路の出力値と第２記憶回路の出力値とが同一であることが検出された場合、第１記憶回路の故障モードを検知する。
信号経路変更回路は、故障検知回路により第１記憶回路の故障モードが検知されると、第１記憶回路と第２記憶回路との間の信号、および第１記憶回路と出力回路との間の信号を遮断すると共に、信号処理回路と第２記憶回路との間の信号、および第２記憶回路と出力回路との間の信号を導通することで、信号処理回路の出力を第１記憶回路を経由することなく第２記憶回路に出力し、第２記憶回路から出力回路へ信号を出力するように信号の伝達経路を変える。
これにより、第１記憶回路が劣化などにより故障した場合、信号経路変更回路は、信号処理回路から第２記憶回路を経由して出力回路へ信号が伝達されるように信号の経路を変更する。したがって、位置検出装置は、第２記憶回路を使用して所望の出力挙動を維持することが可能となるので、耐用期間を長くすることができる。

請求項９に係る発明によると、被検出体に設けられた磁気発生手段の発生する磁気に基づき被検出体の位置を検出する位置検出装置は、磁気検出素子、信号処理回路、第１記憶回路、出力回路、第２記憶回路、故障検知回路および信号経路変更回路を備える。
磁気検出素子は、磁気発生手段の磁気に応じた信号を出力する。信号処理回路は、磁気検出素子から出力された信号を処理する。第１記憶回路は、信号処理回路によって処理された信号を記憶する。出力回路は、通常動作モードのとき、第１記憶回路から出力された信号を外部へ出力する。第２記憶回路は、通常動作モードのとき、第１記憶回路の出力値を記憶する。
故障検知回路は、第１記憶回路の故障モードを検知する。
信号経路変更回路は、故障検知回路により第１記憶回路の故障モードが検知されると、第１記憶回路と第２記憶回路との間の信号、および第１記憶回路と出力回路との間の信号を遮断すると共に、信号処理回路と第２記憶回路との間の信号、および第２記憶回路と出力回路との間の信号を導通することで、信号処理回路の出力を第１記憶回路を経由することなく第２記憶回路に出力し、第２記憶回路から出力回路へ信号を出力するように信号の伝達経路を変える。
これにより、第１記憶回路が劣化などにより故障した場合、位置検出装置は第２記憶回路を使用して所望の出力挙動を維持することができる。

請求項１０に係る発明によると、位置検出装置は、第３比較回路および第４比較回路を備える。
第３比較回路は、信号処理回路の出力値と第１記憶回路の出力値とを比較する。
第４比較回路は、信号処理回路の出力値と第２記憶回路の出力値とを比較する。
故障検知回路は、第３比較回路により信号処理回路の出力値と第１記憶回路の出力値とが異なることが検出され、第４比較回路により信号処理回路の出力値と第２記憶回路の出力値とが同一であることが検出された場合、第１記憶回路の故障モードを検知する。
信号処理回路から出力された信号は、第１記憶回路を経由した後、第２記憶回路に入力されるので、第２記憶回路には遅延した信号が入力される。このため、第１記憶回路が故障すると、信号処理回路の出力値と第１記憶回路の出力値とが異なり、信号処理回路の出力値と第２記憶回路の出力値とが同一となる。したがって、故障検知回路は、第３比較回路と第４比較回路の信号により、第１記憶回路の故障モードを検知することができる。

本発明の一実施形態による位置検出装置の模式図である。 本発明の一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。 本発明の一実施形態による位置検出装置のモニタ回路の回路図である。 本発明の一実施形態による位置検出装置の論理回路の判定表である。 本発明の一実施形態による位置検出装置の長時間電源落ち込み時に出力する信号を説明したグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
本発明の一実施形態による位置検出装置は、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の回転角センサとして用いられる。回転角センサは、スロットルバルブの開度を示す電圧信号を車両の電子制御装置（ＥＣＵ）に出力する。その電圧信号に応じてＥＣＵは、スロットルバルブが内燃機関の運転状態に適切な開度になるよう、スロットルバルブを駆動するモータに駆動信号を出力する。これにより、モータが目標とする開度にスロットルバルブを駆動し、吸気量が調節される。

図１に示すように、被検出体としてのスロットルバルブ１の一端には、円筒状のヨーク２と、そのヨーク２の径内側に２個の永久磁石３、４が固定されている。永久磁石３、４は、特許請求の範囲に記載の「磁気発生手段」に相当する。図１では、２個の永久磁石３、４の間を流れる磁束を概念的に矢印で示している。
回転角センサは、永久磁石３、４およびヨーク２に対して相対回転可能に設けられた磁気検出ＩＣ１０である。磁気検出ＩＣ１０は、磁気検出素子１１とその磁気検出素子１１から出力された信号を処理する集積回路とを一体にした電子部品である。磁気検出素子１１は、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。
回転角センサと永久磁石３、４とが相対回転すると、磁気検出素子１１の感磁面を通過する磁束密度が変化する。磁気検出素子１１は、その磁束密度の変化に応じた信号を出力する。

磁気検出ＩＣ１０の回路を図２及び図３に示す。なお、図２では、センサ信号の経路を実線で示し、指令信号の経路を破線で示し、供給電源の経路を太線で示している。
磁気検出ＩＣ１０は、磁気検出素子１１、アナログ−デジタル変換回路（以下「Ａ／Ｄ」という）１２、信号処理回路としてのデジタルシグナルプロセッサ（以下「ＤＳＰ」という）１３、第１記憶回路としてのフリップフロップ（以下「Ｆ／Ｆ」という）１４、出力回路１５を構成するデジタル−アナログ変換回路（以下「Ｄ／Ａ」という）１６、および第２記憶回路としてのメモリ１７などを備えている。
Ａ／Ｄ１２は、磁気検出素子１１から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
ＤＳＰ１３は、Ａ／Ｄ１２によりデジタル信号に変換された信号に対し、補正処理および回転角演算処理などを行う。
Ｆ／Ｆ１４は、ＤＳＰ１３から出力された信号を記憶し、Ｄ／Ａ１６とメモリ１７に出力する。
Ｄ／Ａ１６は、Ｆ／Ｆ１４から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、その信号を外部に設置される図示しないＥＣＵに出力する。
メモリ１７は、Ｆ／Ｆ１４から出力されたデジタル信号をミラーして記憶する。メモリ１７には、時間カウンタまたは遅延回路１８が接続されている。

第１電源供給回路（以下「Ｖｄｄ」という）１９は、Ａ／Ｄ１２、ＤＳＰ１３、Ｆ／Ｆ１４、Ｄ／Ａ１６および時間カウンタ１８などに電源を供給する。Ｖｄｄ１９の電圧は、例えば５Ｖである。なお、図２において、Ｖｄｄ１９が各回路に電源を供給する配線は省略している。
第２電源供給回路２０は、Ｖｄｄ１９に接続されるツェナーダイオード２１と、そのツェナーダイオード２１とグランドとの間に設けられたキャパシタ２２とから構成されている。第２電源供給回路２０は、メモリ１７およびモニタ回路４０に電源を供給する。電源瞬断時および長時間電源落ち込み開始時にメモリ１７およびモニタ回路４０に供給される電源の供給源は、キャパシタ２２に蓄えられた電圧である。
Ｆ／Ｆ１４とメモリ１７とを接続する配線に第１スイッチ３１が設けられ、Ｆ／Ｆ１４とＤ／Ａ１６とを接続する配線に第２スイッチ３２が設けられ、メモリ１７とＤ／Ａ１６とを接続する配線に第３スイッチ３３が設けられ、ＤＳＰ１３とメモリ１７とを接続する配線に第４スイッチ３４が設けられている。第１〜第４スイッチ３１、３２、３３、３４は、例えば電界効果トランジスタから構成される。

モニタ回路４０の詳細を図３に示す。
モニタ回路４０は、第１〜第４比較回路としての第１〜第４コンパレータ４１、４２、４３、４４および論理回路４５などから構成されている。論理回路４５は、特許請求の範囲に記載の「故障検知回路」および「信号経路変更回路」として機能する。
第１〜第４コンパレータ４１、４２、４３、４４および論理回路４５は、第２電源供給回路２０から電源が供給される。
第１コンパレータ４１は、Ｖｄｄ１９から各回路に供給される電圧とリファレンス電圧とを比較する。ここで、リファレンス電圧は、Ａ／Ｄ１２、ＤＳＰ１３、Ｆ／Ｆ１４、Ｄ／Ａ１６などが動作可能な電圧以上の電圧（例えば３．５Ｖ）に設定されている。第１コンパレータ４１は、Ｖｄｄ１９の電圧がリファレンス電圧よりも高いとき「０」を出力し、Ｖｄｄ１９の電圧がリファレンス電圧よりも低いとき、「１」を出力する。

第２コンパレータ４２は、Ｖｄｄ１９からローパスフィルタ５０を経由した電圧とリファレンス電圧とを比較する。ローパスフィルタ５０は、Ｖｄｄ１９に直列する抵抗器５１と、Ｖｄｄ１９に並列するコンデンサ５２とから構成されるフィルタ回路である。ローパスフィルタ５０は特許請求の範囲に記載の「遅延回路」に相当する。第２コンパレータ４２は、Ｖｄｄ１９からローパスフィルタ５０を経由した電圧がリファレンス電圧よりも高いとき「０」を出力し、Ｖｄｄ１９からローパスフィルタ５０を経由した電圧がリファレンス電圧よりも低いとき「１」を出力する。

第３コンパレータ４３は、ＤＳＰ１３の出力値とＦ／Ｆ１４の出力値とを比較する。第３コンパレータ４３は、ＤＳＰ１３の出力値とＦ／Ｆ１４の出力値とが同一であるとき「０」を出力し、ＤＳＰ１３の出力値とＦ／Ｆ１４の出力値とが異なるとき「１」を出力する。
第４コンパレータ４４は、ＤＳＰ１３の出力値とメモリ１７の出力値とを比較する。第４コンパレータ４４は、ＤＳＰ１３の出力値とメモリ１７の出力値とが同一であるとき「０」を出力し、ＤＳＰ１３の出力値とメモリ１７の出力値とが異なるとき「１」を出力する。

論理回路４５は、第１〜第４コンパレータ４１、４２、４３、４４の出力により、「通常動作モード」、「電源瞬断モード」、「長時間電源落ち込みモード」および「Ｆ／Ｆ故障モード」を検知する。
論理回路４５が上記各モードを判定する判定表と、その場合に論理回路４５から各回路に出される指令を図４を参照して説明する。

（通常動作モード）
論理回路４５は、第１〜第４コンパレータ４１、４２、４３、４４の出力が全て「０」のとき、磁気検出ＩＣ１０の回路が正常に動作しているとして、「通常動作モード」を検知する。このとき、論理回路４５は、第１スイッチ３１および第２スイッチ３２をＯＮし、第３スイッチ３３および第４スイッチ３４をＯＦＦする。これにより、磁気検出素子１１→Ａ／Ｄ１２→ＤＳＰ１３→Ｆ／Ｆ１４→Ｄ／Ａ１６およびメモリ１７、という信号の伝達経路が形成され、メモリ１７は、Ｆ／Ｆ１４から出力された信号をミラーして記憶する。

（電源瞬断モード）
論理回路４５は、第１コンパレータ４１の出力が「１」、第２コンパレータ４２の出力が「０」のとき、「電源瞬断モード」を検知する。電源瞬断時には、Ｖｄｄ１９の電圧は低下するが、Ｖｄｄ１９からローパスフィルタ５０を経由した電圧は正常値を維持しているからである。このとき、論理回路４５は、第１、第２、第４スイッチ３１、３２、３４をＯＦＦし、一定時間メモリ１７の更新を止める。そして第３スイッチ３３をＯＮし、更新の止まったメモリ１７の信号をＤ／Ａ１６へ出力する。このとき、メモリ１７およびモニタ回路４０には、キャパシタ２２から電源が供給される。
その後、電源が復帰し、第１コンパレータ４１および第２コンパレータ４２の出力が「０」になると、論理回路４５は、第１リセット回路６１により、所定時間内にＡ／Ｄ１２、ＤＳＰ１３およびＦ／Ｆ１４をリセットする。そして電源復帰から所定時間が経過した後、第１スイッチ３１および第２スイッチ３２をＯＮし、第３スイッチ３３および第４スイッチ３４をＯＦＦすることで、通常動作モードに戻す。これにより、Ａ／Ｄ１２、ＤＳＰ１３、Ｆ／Ｆ１４およびメモリ１７が正常に動作する。なお、所定時間とは、Ａ／Ｄ１２、ＤＳＰ１３およびＦ／Ｆ１４のリセットに必要な時間であり、時間カウンタまたは遅延回路１８により計時される。

（長時間電源落ち込みモード）
論理回路４５は、第１コンパレータ４１および第２コンパレータ４２の出力が「１」のとき、「長時間電源落ち込みモード」を検知する。電源瞬断時には、Ｖｄｄ１９の電圧、および、Ｖｄｄ１９からローパスフィルタ５０を経由した電圧がいずれも低下するからである。このとき、論理回路４５は、第１、第２、第４スイッチ３１、３２、３４をＯＦＦし、メモリ１７から出力される信号をＨｉまたはＬｏに固定する。そして第３スイッチ３３をＯＮし、その固定されたメモリ１７の信号をＤ／Ａ１６へ出力する。長時間電源落ち込み開始時、メモリ１７およびモニタ回路４０には、キャパシタ２２から電源が供給される。
その後、電源が復帰し、第１コンパレータ４１および第２コンパレータ４２の出力が「０」になると、論理回路４５は、第１リセット回路６１により、所定時間内にＡ／Ｄ１２、ＤＳＰ１３およびＦ／Ｆ１４をリセットする。そして電源復帰から所定時間が経過した後、第１スイッチ３１および第２スイッチ３２をＯＮし、第３スイッチ３３および第４スイッチ３４をＯＦＦすることで通常動作モードに戻し、第２リセット回路６２によりメモリ１７をリセットする。これにより、Ａ／Ｄ１２、ＤＳＰ１３、Ｆ／Ｆ１４およびメモリ１７が正常に動作する。

ここで、「長時間電源落ち込みモード」のときに固定するメモリ１７の信号について説明する。
図５（Ａ）と図５（Ｂ）は、異なる出力特性を示す２つの磁気検出ＩＣ１０に関し、バルブ開度と出力電圧との関係を示したグラフである。
図５（Ａ）に記載の磁気検出ＩＣ１０は、スロットルバルブ１の開度が大きくなるに従い出力電圧が高くなる右肩上がりの出力特性を有する。この磁気検出ＩＣ１０の場合、「長時間電源落ち込みモード」が検知されると、論理回路４５はメモリ１７から出力される信号をＨｉ側に固定する。つまり、出力電圧は、「通常動作モード」の電圧Ａから「長時間電源落ち込みモード」の電圧Ｂとなる。すると、その磁気検出ＩＣ１０の信号が入力されたＥＣＵは、スロットルバルブ１が目標とする開度より開いているものと判断する。このため、ＥＣＵは、スロットルバルブ１が目標とする開度となるようスロットルバルブ１を閉弁方向に動かす駆動信号をスロットルバルブ１を駆動するモータに出力する。したがって、スロットルバルブ１は、安全側に制御される。

一方、図５（Ｂ）に記載の磁気検出ＩＣ１０は、スロットルバルブ１の開度が大きくなるに従い出力電圧が低くなる右肩下がりの出力特性を有する。この磁気検出ＩＣ１０の場合、「長時間電源落ち込みモード」が検知されると、論理回路４５はメモリ１７から出力される信号をＬｏ側に固定する。つまり、出力電圧は、「通常動作モード」の電圧Ｃから「長時間電源落ち込みモード」の電圧Ｄとなる。すると、その磁気検出ＩＣ１０の信号が入力されたＥＣＵは、スロットルバルブ１が目標とする開度より開いているものと判断する。このため、ＥＣＵは、スロットルバルブ１が目標とする開度となるようスロットルバルブ１を閉弁方向に動かす駆動信号をモータに出力する。したがって、スロットルバルブ１は安全側に制御される。

（Ｆ／Ｆ故障モード）
図４に示すように、論理回路４５は、第３コンパレータ４３の出力が「１」および第４コンパレータ４４の出力が「０」のとき、「Ｆ／Ｆ故障モード」を検知する。ＤＳＰ１３から出力されたセンサ信号がＦ／Ｆ１４を経由することで、１クロック分遅れてメモリ１７に入力されるため、Ｆ／Ｆ１４が故障しても、メモリ１７の出力値は１クロックの間は正常値を維持するからである。このとき、論理回路４５は、第１、第２スイッチ３１、３２をＯＦＦし、第３、第４スイッチ３３、３４をＯＮする。これにより、論理回路４５は、通常動作モードにおけるＤＳＰ１３→Ｆ／Ｆ１４→Ｄ／Ａ１６ から、Ｆ／Ｆ１４故障モードにおけるＤＳＰ１３→メモリ１７→Ｄ／Ａ１６ に信号の伝達経路を切り替える。

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、電源瞬断モードが検知されると、Ｆ／Ｆ１４→Ｄ／Ａ１６およびＦ／Ｆ１４→メモリ１７の間の信号伝達経路を遮断し、更新を止めたメモリ１７のデータをＤ／Ａ１６に出力するように、信号の伝達経路を変更する。このため、電源瞬断によりＦ／Ｆ１４から出力できなくなった場合、または、電源瞬断によりＦ／Ｆ１４のデータに異常が生じた場合にも、正常なメモリ１７のデータがＤ／Ａ１６へ出力される。したがって、磁気検出ＩＣ１０は、Ｆ／Ｆ１４およびメモリ１７から構成される記憶回路の冗長性を確保すると共に、Ｖｄｄ１９の電圧が低下した場合に正常出力を維持することができる。
（２）本実施形態では、長時間電源落ち込みモードが検出されたとき、メモリ１７の信号をＨｉまたはＬｏに固定する。このときの信号は、車両を安全側に制御可能な信号に予め設定される。これにより、磁気検出ＩＣ１０は、長時間電源落ち込みの際、車両を安全側に制御することができる。
（３）本実施形態では、電源瞬断または長時間電源落ち込みから電源復帰したとき、論理回路４５は、第１リセット回路６１が信号処理回路およびＦ／Ｆ１４をリセットした後に信号の伝達経路を通常動作モードに戻す。これにより、リセット動作中のＤＳＰ１３およびＦ／Ｆ１４の信号が出力されることを防ぐことができる。
（４）本実施形態では、第２電源供給回路２０をツェナーダイオード２１とキャパシタ２２とから構成することで、第２電源供給回路２０の構成を簡素にすることができる。
（５）本実施形態では、Ｆ／Ｆ故障モードが検知されると、論理回路４５は、ＤＳＰ１３→Ｆ／Ｆ１４→Ｄ／Ａ１６ から、ＤＳＰ１３→メモリ１７→Ｄ／Ａ１６ に信号の伝達経路を切り替える。これにより、メモリ１７を使用して所望の出力挙動を維持することが可能となり、磁気検出ＩＣ１０の耐用期間を長くすることができる。

（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回転角センサとしての磁気検出ＩＣ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。

１ ・・・スロットルバルブ（被検出体）
３、４・・・永久磁石（磁気発生手段）
１０ ・・・磁気検出ＩＣ（位置検出装置）
１１ ・・・磁気検出素子
１３ ・・・ＤＳＰ（信号処理回路）
１４ ・・・Ｆ／Ｆ（第１記憶回路）
１５ ・・・出力回路
１７ ・・・メモリ（第２記憶回路）
１９ ・・・Ｖｄｄ（第１電源供給回路）
２０ ・・・第２電源供給回路
２１ ・・・ツェナーダイオード
２２ ・・・キャパシタ
４０ ・・・モニタ回路（故障検知回路、信号経路変更回路）
４１ ・・・第１コンパレータ（第１比較回路）
４２ ・・・第２コンパレータ（第２比較回路）
４３ ・・・第３コンパレータ（第３比較回路）
４４ ・・・第４コンパレータ（第４比較回路）
４５ ・・・論理回路（故障検知回路、信号経路変更回路）
５０ ・・・ローパスフィルタ（遅延回路）
６１ ・・・第１リセット回路
６２ ・・・第２リセット回路

Claims (10)

1. 被検出体に設けられた磁気発生手段の発生する磁気に基づき前記被検出体の位置を検出する位置検出装置であって、
   前記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、
   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と、
   前記信号処理回路によって処理された信号を記憶する第１記憶回路と、
   通常動作モードのとき、前記第１記憶回路から出力された信号を外部へ出力する出力回路と、
   通常動作モードのとき、前記第１記憶回路の出力値を記憶する第２記憶回路と、
   前記信号処理回路および前記第１記憶回路に電源を供給する第１電源供給回路と、
   前記第１電源供給回路の電源が瞬断する電源瞬断モードを検知する故障検知回路と、
   前記第２記憶回路および前記故障検知回路に電源を供給する第２電源供給回路と、
   前記故障検知回路により電源瞬断モードが検知されると、前記第１記憶回路と前記第２記憶回路との間の信号、および前記第１記憶回路と前記出力回路との間の信号を遮断すると共に、一定時間前記第２記憶回路の更新を止め、更新の止まった前記第２記憶回路の信号を前記出力回路へ出力する信号経路変更回路とを備えることを特徴とする位置検出装置。
2. 前記故障検知回路は、前記第１電源供給回路が前記信号処理回路および前記第１記憶回路に電源を供給しているとき通常動作モードを検知し、
   信号経路変更回路は、前記故障検知回路が通常動作モードを検知しているとき、前記第１記憶回路と前記第２記憶回路との間の信号を導通し、前記第１記憶回路と前記出力回路との間の信号を導通し、前記信号処理回路と前記第２記憶回路との間の信号を遮断し、前記第２記憶回路と前記出力回路との間の信号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. 前記第１電源供給回路に接続される遅延回路と、
   前記第１電源供給回路から前記信号処理回路および前記第１記憶回路に供給される電圧と、前記信号処理回路および前記第１記憶回路が動作可能な電圧以上に設定されたリファレンス電圧とを比較する第１比較回路と、
   前記第１電源供給回路から前記遅延回路を経由した電圧と、前記リファレンス電圧とを比較する第２比較回路と、を備え、
   前記故障検知回路は、前記第１比較回路により前記第１電源供給回路から供給される電圧が前記リファレンス電圧よりも低いことが検出され、かつ、前記第２比較回路により前記第１電源供給回路から前記遅延回路を経由した電圧が前記リファレンス電圧よりも高いことが検出された場合、前記第１電源供給回路の電源が瞬断する電源瞬断モードを検知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. 前記故障検知回路は、前記第１比較回路により前記第１電源供給回路から供給される電圧が前記リファレンス電圧よりも低いことが検出され、かつ、前記第２比較回路により前記第１電源供給回路から前記遅延回路を経由した電圧が前記リファレンス電圧よりも低いことが検出された場合、長時間電源落ち込みモードを検知し、
   前記信号経路変更回路は、前記故障検知回路により長時間電源落ち込みモードが検知されると、前記第１記憶回路と前記第２記憶回路との間の信号、前記第１記憶回路と前記出力回路との間の信号、および前記信号処理回路と前記第２記憶回路との間の信号を遮断すると共に、前記第２記憶回路から出力される信号をＨｉまたはＬｏに固定し、その固定された前記第２記憶回路の信号を前記出力回路へ出力するように前記第２記憶回路と前記出力回路との間の信号を導通することを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
5. 電源瞬断モードまたは長時間電源落ち込みモードから電源が復帰した後、所定時間内に前記信号処理回路および前記第１記憶回路をリセットする第１リセット回路を備え、
   前記信号経路変更回路は、電源復帰から前記所定時間が経過した後、前記第１記憶回路と前記第２記憶回路との間の信号を導通し、前記第１記憶回路と前記出力回路との間の信号を導通し、前記第２記憶回路と前記出力回路との間の信号を遮断することで、信号の伝達経路を通常動作モードに戻すことを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
6. 長時間電源落ち込みモードから電源が復帰してから前記所定時間が経過した後、前記第２記憶回路をリセットする第２リセット回路を備えることを特徴とする請求項５に記載の位置検出装置。
7. 前記第２電源供給回路は、前記第１電源供給回路に接続されるツェナーダイオードと、そのツェナーダイオードとグランドとの間に設けられるキャパシタとから構成され、
   電源瞬断モードおよび長時間電源落ち込みモード開始時に前記キャパシタの電圧が前記第２記憶回路に供給される電源の供給源となることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の位置検出装置。
8. 前記信号処理回路の出力値と前記第１記憶回路の出力値とを比較する第３比較回路と、
   前記信号処理回路の出力値と前記第２記憶回路の出力値とを比較する第４比較回路と、を備え、
   前記故障検知回路は、前記第３比較回路により前記信号処理回路の出力値と前記第１記憶回路の出力値とが異なることが検出され、前記第４比較回路により前記信号処理回路の出力値と前記第２記憶回路の出力値とが同一であることが検出された場合、前記第１記憶回路の故障モードを検知し、
   前記信号経路変更回路は、前記故障検知回路により前記第１記憶回路の故障モードが検知されると、前記第１記憶回路と前記第２記憶回路との間の信号、および前記第１記憶回路と前記出力回路との間の信号を遮断すると共に、前記信号処理回路と前記第２記憶回路との間の信号、および前記第２記憶回路と前記出力回路との間の信号を導通することで、前記信号処理回路の出力を前記第１記憶回路を経由することなく前記第２記憶回路に出力し、前記第２記憶回路から前記出力回路へ信号を出力するように信号の伝達経路を変えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の位置検出装置。
9. 被検出体に設けられた磁気発生手段の発生する磁気に基づき前記被検出体の位置を検出する位置検出装置であって、
   前記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、
   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と、
   前記信号処理回路によって処理された信号を記憶する第１記憶回路と、
   通常動作モードのとき、前記第１記憶回路から出力された信号を外部へ出力する出力回路と、
   通常動作モードのとき、前記第１記憶回路の出力値を記憶する第２記憶回路と、
   前記第１記憶回路の故障モードを検知する故障検知回路と、
   前記故障検知回路により前記第１記憶回路の故障モードが検知されると、前記第１記憶回路と前記第２記憶回路との間の信号、および前記第１記憶回路と前記出力回路との間の信号を遮断すると共に、前記信号処理回路と前記第２記憶回路との間の信号、および前記第２記憶回路と前記出力回路との間の信号を導通することで、前記信号処理回路の出力を前記第１記憶回路を経由することなく前記第２記憶回路に出力し、前記第２記憶回路から前記出力回路へ信号を出力するように信号の伝達経路を変える信号経路変更回路とを備えることを特徴とする位置検出装置。
10. 前記信号処理回路の出力値と前記第１記憶回路の出力値とを比較する第３比較回路と、
    前記信号処理回路の出力値と前記第２記憶回路の出力値とを比較する第４比較回路と、を備え、
    前記故障検知回路は、前記第３比較回路により前記信号処理回路の出力値と前記第１記憶回路の出力値とが異なることが検出され、前記第４比較回路により前記信号処理回路の出力値と前記第２記憶回路の出力値とが同一であることが検出された場合、前記第１記憶回路の故障モードを検知することを特徴とする請求項９に記載の位置検出装置。

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