JP5435020B2 - 位置検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検出装置の位置を検出する位置検出装置に関する。

従来、車両に用いられる電子制御スロットルシステムの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アクセルペダルの回転角度、またはタンブルコントロールバルブの回転角度などを検出する位置検出装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の発明では、出力信号が互いに逆方向に変化する二つの集積回路を備える位置検出装置が開示されている。

特許第３５５８８１２７号

特許文献１に記載の発明では、正常時においてクロス特性を有する二つのセンサの出力信号の和が一定であることを利用して、二つのセンサの出力信号の和が一定でないと、位置検出装置の異常を検出する。ところが、二つの集積回路の出力端子同士が短絡すると、位置検出装置の出力が常に一定となる。このため、特許文献１に記載の発明では、位置検出装置の出力端子同士の短絡による異常を検出することができない。以下、特別な説明がない限り、「異常」とは短絡による異常を意味する。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、二つの集積回路の出力端子同士の短絡を検出可能な位置検出装置を提供することにある。

請求項１に係る発明によると、位置検出装置は、被検出体を駆動制御する電子制御装置に対し、電源の電圧を最大値とする電圧を被検出体の位置に応じて出力する。位置検出装置は、第１集積回路および第２集積回路を備える。第１集積回路は、被検出体の位置に応じて線形に増大する電圧を出力する第１線形電圧出力回路、一端側が第１線形電圧出力回路に接続される第１保護抵抗、一端が第１保護抵抗の他端側に接続され他端が電子制御装置に接続される第１出力端子、および、第１保護抵抗の両側の電圧差に基づき第１異常検出信号を出力する第１異常検出回路を有する。第２集積回路は、被検出体の位置に応じて線形に減少する電圧を出力する第２線形電圧出力回路、一端側が第２線形電圧出力回路に接続される第２保護抵抗、および、一端が第２保護抵抗の他端側に接続され他端が電子制御装置に接続される第２出力端子、第２保護抵抗の両側の電圧差に基づき第２異常検出信号を出力する第２異常検出回路を有する。

本発明では、第１集積回路に第１異常検出回路が設けられ、第２集積回路に第２異常検出回路が設けられている。第１出力端子と第２出力端子とが短絡すると、大電流が第１保護抵抗または第２保護抵抗を流れるため、第１保護抵抗または第２保護抵抗の両側の電圧差が大きくなる。このため、第１保護抵抗の両側の電圧差が所定電圧以上となることで第１異常検出回路から出力される第１異常検出信号、または、第２保護抵抗の両側の電圧差が所定電圧以上となることで第２異常検出回路から出力される第２異常検出信号により第１出力端子と第２出力端子との短絡を検出することができる。

請求項２に係る発明によると、第１集積回路は第１電流遮断手段を有する。第１電流遮断手段は、第１線形信号出力回路と第１保護抵抗との間に設けられ、第１異常検出回路が第１異常検出信号を出力したとき、第１線形信号出力回路と第１保護抵抗との間の電流の流れを遮断する。また、第２集積回路は第２電流遮断手段を有する。第２電流遮断手段は、第２線形信号出力回路と第２保護抵抗との間に設けられ、第２異常検出回路が第２異常検出信号を出力したとき、第２線形信号出力回路と第２保護抵抗との間の電流の流れを遮断する。

本発明では、第１線形信号出力回路と第１保護抵抗との間に第１電流遮断手段が設けられ、第２線形信号出力回路と第２保護抵抗との間に第２電流遮断手段が設けられている。これにより、第１出力端子と第２出力端子とが短絡したとしても、第１線形信号出力回路と第１保護抵抗との間、または、第２線形信号出力回路と第２保護抵抗との間の電流の流れを遮断することで、第１集積回路および第２集積回路に大電流が流れることを抑制することができる。

請求項３に係る発明によると、第１集積回路は第１高電位側スイッチおよび第１低電位側スイッチを有する。第１高電位側スイッチは、一端が電源の高電位側に接続され、他端が第１保護抵抗と第１出力端子との間に接続され、第１異常検出信号に応じてＯＮまたはＯＦＦとなる。第１低電位側スイッチは、一端が第１保護抵抗と第１出力端子との間に接続され、他端が電源の低電位側に接続され、第１異常検出信号に応じてＯＦＦまたはＯＮとなる。

また、第２集積回路は第２高電位側スイッチおよび第２低電位側スイッチを有する。第２高電位側スイッチは、一端が電源の高電位側に接続され、他端が第２保護抵抗と第２出力端子との間に接続され、第２異常検出信号に応じてＯＮまたはＯＦＦとなる。第２低電位側スイッチは、一端が第２保護抵抗と第２出力端子との間に接続され、他端が電源の低電位側に接続され、第２異常検出信号に応じてＯＦＦまたはＯＮとなる。

本発明では、第１集積回路に第１高電位側スイッチおよび第１低電位側スイッチが設けられ、第２集積回路に第２高電位側スイッチおよび第２低電位側スイッチが設けられている。これにより、第１出力端子と第２出力端子とが短絡した場合、第１出力端子または第２出力端子の出力電圧を高電位側または低電位側に制御することで異なるアプリケーションの要求に対応することができる。

請求項４に係る発明によると、第１集積回路または第２集積回路の一方を「被検出体を駆動制御するための電圧を出力する制御用集積回路」とし、第１集積回路または第２集積回路の他方を「第１集積回路または第２集積回路の一方を監視するための監視用集積回路」とすることを示す情報である集積回路特定情報を記憶する集積回路特定情報記憶手段をさらに備える。

本発明では、集積回路特定情報に基づき、第１集積回路または第２集積回路の一方を制御用集積回路として設定し、他方を監視用集積回路として設定する。よって、電子制御装置は、第１集積回路または第２集積回路の一方の出力に基づいて被検出体の駆動制御を行い、他方の出力に基づいて一方の出力を監視する。

請求項５に係る発明によると、集積回路特定情報記憶手段は不揮発性メモリである。
これにより、例えば、出荷時において、集積回路特定情報を集積回路特定情報記憶手段に記憶させておくことで、制御用集積回路および監視用集積回路を特定するための処理を不要にすることができ、作動時の処理に関する負担を低減することができる。

請求項６に係る発明によると、第１異常検出信号に応じて第１高電位側スイッチまたは第１低電位側スイッチのいずれをＯＮにするかを示す情報、および、第２異常検出信号に応じて第２高電位側スイッチまたは第２低電位側スイッチのいずれをＯＮにするかを示す情報である異常時スイッチ設定情報を記憶する異常時スイッチ設定情報記憶手段をさらに備える。

本発明では、異常時スイッチ設定情報に基づき、第１異常検出信号に応じて第１高電位側スイッチまたは第１低電位側スイッチのいずれかをＯＮにし、第２異常検出信号に応じて第２高電位側スイッチまたは第２低電位側スイッチのいずれかをＯＮにする。

請求項７に係る発明によると、異常時スイッチ設定情報記憶手段は揮発性メモリである。
本発明では、例えば、イグニッションスイッチがＯＮとなるとき、異常時スイッチ設定情報を異常時スイッチ設定情報記憶手段に記憶する。これにより、異なるアプリケーションに応じて異常時スイッチ設定情報記憶手段に異なる異常時スイッチ設定情報が自動的に記憶される。よって、異なるアプリケーションに応じて異なる異常時スイッチ設定情報を予め記憶させておく必要がなくなり、出荷時の設定作業を省略することができる。また、異なるアプリケーションのそれぞれに合わせて位置検出装置を作る必要がなく、共通の位置検出装置で異なるアプリケーションに対応することができる。ここで、異なるアプリケーションというのは、例えば電子制御スロットルシステムまたはアクセルペダルモジュール等を含む。電子制御スロットルシステムは、異常時に出力端子の出力電圧が高電位側に出力するよう要求する。また、アクセルペダルモジュールは、異常時に出力端子の出力電圧が低電位側に出力するよう要求する。

請求項８に係る発明によると、異常時スイッチ設定情報記憶手段は不揮発性メモリである。
本発明では、例えば、出荷時において、異常時スイッチ設定情報を異常時スイッチ設定情報記憶手段に記憶する。このため、確実に異常時スイッチ設定を行うことができる。また、異なるアプリケーションの種類を判定する処理を不要にするため、作動時の処理に関する負担を低減することができる。

本発明の第１実施形態による位置検出装置が適用された電子制御スロットルシステムを示す模式図。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の回路を示す模式図。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の回路要部を拡大した模式図。 「引き込み電流」および「吐き出し電流」を説明する模式図。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の第１集積回路および第２集積回路の出力を示す特性図。 本発明の第１実施形態による位置検出装置に記憶される情報を示す模式図であり、（Ａ）は集積回路特定情報を示巣図、（Ｂ）は第１電流遮断スイッチの制御情報を示す図。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の異常検出処理のフロチャート。 本発明の第１実施形態による位置検出装置の異常時スイッチ設定情報を示す図。 本発明の第１実施形態との比較例を示す模式図。 本発明の第２実施形態の異常時スイッチ設定情報情報を示す図。 本発明の第３実施形態の異常時スイッチ設定情報を示す図。

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は、車両の内燃機関の気筒内に吸入される吸気量を制御する電子制御スロットルシステムの回転角センサとして用いられる。図１に示すように、回転角センサ４は、スロットルバルブ１の開度を示す電圧信号を車両の電子制御装置（ＥＣＵ）４０に出力する。その電圧信号に応じてＥＣＵ４０は、スロットルバルブ１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１を駆動するモータに駆動信号を出力する。これにより、目標とする開度となるようモータがスロットルバルブ１を駆動し、吸気量が調節される。
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が固定されている。図１では、２個の永久磁石３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４は、永久磁石３およびヨーク２に対して相対回転可能に設けられた第１集積回路１０、第２集積回路２０、およびマイクロコンピュータ３０を備える。
第１集積回路１０および第２集積回路２０の回路ならびにマイクロコンピュータ３０を図２および図３に基づいて説明する。

図２に示すように、第１集積回路１０は、第１線形電圧出力回路１１、第１保護抵抗１２、第１出力端子１３、第１異常検出回路１４、第１電流遮断手段としての第１電流遮断スイッチ１５、および、第１電圧切替回路１６を有する。

第１線形電圧出力回路１１は、ホール素子１１１、アナログ−デジタル変換回路（以下、「Ａ／Ｄ変換回路」という）１１２、デジタルシグナルプロセッサ（以下、「ＤＳＰ」という）１１３、デジタル−アナログ変換回路（以下、「Ｄ／Ａ変換回路」という）１１４、および、第１変換回路１７を有する。
ホール素子１１１は、半導体薄膜で形成されており、磁束密度の変化に対応する信号を出力する。
Ａ／Ｄ変換回路１１２は、ホール素子１１１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。

ＤＳＰ１１３は、デジタル信号処理に特化したものであり、ホール素子１１１から出力され、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等の処理を行う。
Ｄ／Ａ変換回路１１４は、ＤＳＰ１１３から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換する。

第１変換回路１７は、図３に示すように、オペアンプ７１、制御回路７２、７３、およびトランジスタ７４、７５を有する。第１変換回路１７は、Ｄ／Ａ変換回路１１４から出力された信号を信号に応じた電圧に変換する。ここで、第１変換回路１７は、第１線形電圧出力回路１１の出力電圧がスロットルバルブ１の位置に応じて線形に増大するよう設定されている。

第１保護抵抗１２は、第１変換回路１７に接続され、瞬間大電流から第１集積回路１０を保護する。
第１出力端子１３は、ＥＣＵ４０と電気的に接続可能に設けられ、第１集積回路１０の出力電圧をＥＣＵ４０に出力する。

図３に示すように、第１異常検出回路１４は、第１端子４１、第２端子４２、減算回路４３、絶対値回路４４、比較回路４５、および異常処理回路４６を有する。
第１端子４１および第２端子４２は、第１保護抵抗１２の両側に電気的に接続している。
減算回路４３は、第１端子４１および第２端子４２と電気的に接続され、第１保護抵抗１２の両側の電圧に対し減算処理を行う。これにより、第１保護抵抗１２の両端の電位差が算出される。
絶対値回路４４は、減算回路４３と電気的に接続され、減算回路４３から出力された値に対し絶対値処理を行う。これにより、第１保護抵抗１２の両端の電位差の絶対値が算出される。

比較回路４５は、絶対値回路４４と電気的に接続され、絶対値回路４４から出力された絶対値Ｖとレファレンス電圧端子４７から出力されたレファレンス電圧Ｖｒとを比較する。比較回路４５は比較結果を表す信号を異常処理回路４６に送信する。ここで、例えば、第１出力端子１３と第２出力端子２３とが短絡することで第１保護抵抗１２に大電流が流れると、絶対値回路４４による絶対値Ｖがレファレンス電圧Ｖｒ以上となり、比較回路４５は１を出力する。また、絶対値回路４４による絶対値Ｖがレファレンス電圧Ｖｒより小さい場合、比較回路４５は０を出力する。ここで、第１異常検出回路１４の比較回路４５から出力された１は、特許請求の範囲における「第１異常検出信号」に対応する。

異常処理回路４６は、比較回路４５の出力値に基づいて、第１保護抵抗１２に大電流が流れるか否かを判定し制御信号を出力する。例えば、第１異常検出回路１４の比較回路４５の出力が１である場合、異常処理回路４６は、第１保護抵抗１２に大電流が流れていると判定し、第１電流遮断スイッチ１５および第１電圧切替回路１６へ制御信号を出力する。

第１電流遮断スイッチ１５は、第１変換回路１７と第１保護抵抗１２との間に設けられている。第１電流遮断スイッチ１５は、作動していない時ＯＮとなり、作動するとＯＦＦとなるノーマルＯＮのスイッチである。第１電流遮断スイッチ１５は、第１集積回路１０が正常である時ＯＮとなる。一方、第１電流遮断スイッチ１５は、第１保護抵抗１２に大電流が流れている時、異常処理回路４６の制御信号により作動することでＯＦＦとなり、第１変換回路１７と第１保護抵抗１２との間の電流の流れを遮断する。

第１電圧切替回路１６は、第１保護抵抗１２と第１出力端子１３との間に設けられ、一端が電源ライン５１に電気的に接続され、他端がグランドライン５２に電気的に接続されている。第１電圧切替回路１６は、第１高電位側スイッチ（以下、「第１ＨＩＳＷ」という）１６１および第１低電位側スイッチ（以下、「第１ＬＯＳＷ」という）１６２を有する。第１ＨＩＳＷ１６１は、一端が電源ライン５１に電気的に接続され、他端が第１ＬＯＳＷ１６２に電気的に接続されている。第１ＬＯＳＷ１６２は、一端が第１ＨＩＳＷ１６１に電気的に接続され、他端がグランドライン５２に電気的に接続されている。第１ＨＩＳＷ１６１と第１ＬＯＳＷ１６２との間の配線は、第１保護抵抗１２と第１出力端子１３との間の配線と電気的に接続されている。

第１電圧切替回路１６は、第１ＨＩＳＷ１６１がＯＮとなり、第１ＬＯＳＷ１６２がＯＦＦとなることにより、電源ライン５１とグランドライン５２との間の中間電圧より高くなるよう第１出力端子１３の出力電圧を制御する（以下、「ＨＩ側に制御する」という）。また、第１電圧切替回路１６は、第１ＨＩＳＷ１６１がＯＦＦとなり、第１ＬＯＳＷ１６２がＯＮとなることにより、電源ライン５１とグランドライン５２との間の中間電圧より低くなるよう第１出力端子１３の出力電圧を制御する（以下、「ＬＯ側に制御する」という）。

第１電圧切替回路１６は、第１保護抵抗１２に大電流が流れている異常時に、異常時スイッチ設定情報に基づいて、第１異常検出回路１４の異常処理回路４６の制御信号により作動し、第１出力端子１３の出力電圧をＨＩ側に制御するかＬＯ側に制御する。ここで、異常時スイッチ設定情報というのは、異常時に第１ＨＩＳＷ１６１または第１ＬＯＳＷ１６２のいずれをＯＮにするかを示す情報、および、後述の第２ＨＩＳＷ２６１または第２ＬＯＳＷ２６２のいずれをＯＮにするかを示す情報であり、イグニッションスイッチがＯＮとなるとき（以下、単に「ＩＧＯＮ時」という）に後述のＲＡＭ３３に記憶される。ＩＧＯＮ時に第１出力端子１３を流れる電流が引き込み電流である場合、第１電圧切替回路１６は、作動時に第１ＨＩＳＷ１６１がＯＮとなり第１ＬＯＳＷ１６２がＯＦＦとなるよう設定される。一方、ＩＧＯＮ時に第１出力端子１３を流れる電流が吐き出し電流である場合、第１電圧切替回路１６は、作動時に第１ＨＩＳＷ１６１がＯＦＦとなり第１ＬＯＳＷ１６２がＯＮとなるよう設定される。なお、「引き込み電流」および「吐き出し電流」については後で説明する。

第２集積回路２０は、第２線形電圧出力回路２１、第２保護抵抗２２、第２出力端子２３、第２異常検出回路２４、第２電流遮断スイッチ２５、および、第２電圧切替回路２６を有する。

第２線形電圧出力回路２１は、ホール素子１１１、Ａ／Ｄ変換回路１１２、ＤＳＰ１１３、Ｄ／Ａ変換回路１１４、および、第２変換回路２７を有する。図３に示すように、第２変換回路２７は、第１変換回路１７と同様の構成を有する。ここで、第２変換回路２７は、第２線形電圧出力回路２１がスロットルバルブ１の位置に応じて線形に減少するよう設定されている。
また、第２電圧切替回路２６は、第１ＨＩＳＷ１６１と同じ機能をもつ第２高電位側スイッチ（以下、「第２ＨＩＳＷ」という）２６１、および、第２ＬＯＳＷ１６２と同じ機能をもつ第２低電位側スイッチ（以下、「第２ＬＯＳＷ」という）２６２を有する。

第２保護抵抗２２と第１保護抵抗１２、第２出力端子２３と第１出力端子１３、第２異常検出回路２４と第１異常検出回路１４、および、第２電流遮断手段としての第２電流遮断スイッチ２５と第１電流遮断スイッチ１５は構成及び機能が同様なものであり、設置場所のみ異なるので、第２保護抵抗２２、第２出力端子２３、第２異常検出回路２４、および第２電流遮断スイッチ２５についての説明を省略する。

ここで、例えば、第１出力端子１３と第２出力端子２３とが短絡することで第２保護抵抗２２に大電流が流れると、第２異常検出回路２４の絶対値回路４４による絶対値Ｖ２がレファレンス電圧Ｖｒ以上となり、第２異常検出回路２４の比較回路４５は１を出力する。また、第２異常検出回路２４の絶対値回路４４による絶対値Ｖ２がレファレンス電圧Ｖｒより小さい場合、第２異常検出回路２４の比較回路４５は０を出力する。第２異常検出回路２４の比較回路４５から出力された１は、特許請求の範囲における「第２異常検出信号」に対応する。

マイクロコンピュータ３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、およびＥＥＰＲＯＭ３４を有している。ＣＰＵ３１は、プログラムによって様々な数値演算処理、情報処理、および制御等を行う。ＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３１の様々な数値演算処理、情報処理、および制御処理等に必要なプログラムが記憶されている。

ＲＡＭ３３には、ＣＰＵの演算処理による中間情報が一時的に記録され、イグニッションスイッチがＯＦＦとなると記憶された情報は消える。本実施形態では、ＩＧＯＮ時において、異常時スイッチ設定情報がＲＡＭ３３に記憶される。ここで、ＲＡＭ３３は特許請求の範囲における「異常時スイッチ設定情報記憶手段」に対応する。
ＥＥＰＲＯＭ３４には、出荷時において、ＣＰＵ３１の様々な数値演算処理、情報処理、および制御処理等に必要な情報が記憶させておいてある。ＥＥＰＲＯＭ３４には、第１集積回路１０および第２集積回路２０の用途を特定する情報が記録されている。ＥＥＰＲＯＭ３４は、特許請求の範囲における「集積回路特定情報記憶手段」に対応する。

ここで、図４に基づいて、「引き込み電流」および「吐き出し電流」について説明する。図４は、第１集積回路１０または第２集積回路２０とＥＣＵ４０の受け回路６０とが接続した状態を示す模式回路図である。以下、説明の便宜のために電流の流れを破線矢印で示す。

図４（Ａ）に示すように、受け回路６０の電源ライン５１と受け端子６１との間に設けられている抵抗６はプルアップ抵抗である。受け回路６０にプルアップ抵抗が設けられているため、ＩＧＯＮ時に電流はＥＣＵ４０側から第１出力端子１３または第２出力端子２３を経由して第１保護抵抗１２または第２保護抵抗２２側へ流れる。このとき、第１出力端子１３または第２出力端子２３を流れる電流を「引き込み電流」という。

また、図４（Ｂ）に示すように、受け回路６０のグランドライン５２と受け端子６１との間に設けられている抵抗６２はプルダウン抵抗である。受け回路６０にプルダウン抵抗が設けられているため、ＩＧＯＮ時に電流は、第１保護抵抗１２または第２保護抵抗２２側から第１出力端子１３または第２出力端子２３を経由してＥＣＵ４０側へ流れる。この場合、第１出力端子１３または第２出力端子２３を流れる電流を「吐き出し電流」という。

ここで、電子制御スロットルシステムのＥＣＵ４０にはプルアップ抵抗が設けられ、回転角センサ４が電子制御スロットルシステムに適用される場合、第１出力端子１３または第２出力端子２３には、引き込み電流が流れる。電子制御スロットルシステムは、異常時に回転角センサ４の出力がＨＩ側に制御されるよう要求する。
また、アクセルペダルモジュールのＥＣＵ４０にはプルダウン抵抗が設けられ、回転角センサ４がアクセルペダルモジュールに適用される場合、第１出力端子１３または第２出力端子２３には、吐き出し電流が流れる。アクセルペダルモジュールは、異常時に回転角センサ４の出力がＬＯ側に制御されるよう要求する。

続いて、図５〜図８に基づいて、回転角センサ４の設定および作動について説明する。
まず、出荷時の設定について説明する。図５に示すように、第１集積回路１０から出力される電圧信号Ｓ１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出力特性（以下、「右肩上り特性」という）を有している。また、第２集積回路２０から出力される電圧信号Ｓ２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出力特性（以下、「右肩下り特性」という）を有している。つまり、回転角センサ４の第１集積回路１０および第２集積回路２０からＥＣＵ４０に出力される電圧信号は、いわゆるクロス特性を有する。

本実施形態の場合、図６（Ａ）に示すように、出荷時に、ＥＥＰＲＯＭ３４の第１集積回路１０を特定するビットに１を書き込むことで「第１集積回路１０は制御用集積回路である」と設定する。また、ＥＥＰＲＯＭ３４の第２集積回路２０を特定するビットに０を書き込むことで「第２集積回路２０は監視用集積回路である」と設定する。右肩上り特性を有する第１集積回路１０を制御用集積回路として設定することで、ＥＣＵ４０は、第１集積回路１０の電圧信号Ｓ１の変化に基づいてスロットルバルブ１の駆動制御を行う。

一方、右肩下り特性を有する第２集積回路２０を監視用集積回路として設定することで、例えば、ＥＣＵ４０は、第２集積回路２０の電圧信号Ｓ２と第１集積回路１０の電圧信号Ｓ１との和を用いて第１集積回路１０の出力が異常（短絡以外の異常）であるか否かを監視する。

続いて、回転角センサ４の異常検出処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ１００でイグニッションスイッチがＯＮとなると、処理はＳ１０１移行する。
Ｓ１０１では、第１電圧切替回路１６の異常時スイッチ設定を行う。ここで、ＩＧＯＮ時に、第１出力端子１３を流れる電流の方向に基づいて第１電圧切替回路１６の異常時スイッチ設定を行う。ＩＧＯＮ時に第１出力端子１３を流れる電流が引き込み電流場合、ＲＡＭ３３において第１電圧切替回路１６の異常時スイッチ設定情報を表すビットに１を書き込むことで、異常処理回路４６の制御信号により第１ＨＩＳＷ１６１がＯＮとなり第１ＬＯＳＷ１６２がＯＦＦとなるよう設定する。一方、ＩＧＯＮ時に第１出力端子１３を流れる電流が吐き出し電流の場合、ＲＡＭ３３において第１電圧切替回路１６の異常時スイッチ設定情報を表すビットに０を書き込むことで、異常処理回路４６の制御信号により第１ＨＩＳＷ１６１がＯＦＦとなり第１ＬＯＳＷ１６２がＯＮとなるよう設定する（図８参照）。
本実施形態の場合、ＩＧＯＮ時に第１出力端子１３を流れる電流が引き込み電流であり、ＲＡＭ３３において第１電圧切替回路１６の異常時スイッチ設定情報を表すビットに１を書き込む。

Ｓ１０２では、絶対値Ｖ１がレファレンス電圧Ｖｒ以上であるか否かを判断する。ここで、絶対値Ｖ１がレファレンス電圧Ｖｒより小さい正常状態の場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、第１電流遮断スイッチ１５はＯＮ状態を継続し、処理はＳ１０３に移行する。一方、第１保護抵抗１２に大電流が流れ、絶対値Ｖ１がレファレンス電圧Ｖｒ以上となる異常状態の場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移行する。

Ｓ１０３では、絶対値Ｖ２がレファレンス電圧Ｖｒ以上であるか否かを判断する。ここで、絶対値Ｖ１がレファレンス電圧Ｖｒより小さい正常状態の場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、第２電流遮断スイッチ２５はＯＮ状態を継続し、処理はＳ１０２に戻る。一方、第２保護抵抗２２に大電流が流れ、絶対値Ｖ２がレファレンス電圧Ｖｒ以上となった場合、処理はＳ１０４へ移行する。

Ｓ１０４では、第２異常検出回路２４により第１出力端子１３と第２出力端子２３とが短絡したことを検出し、第２異常検出回路２４の異常処理回路４６により制御信号を第２電流遮断スイッチ２５に送る。
Ｓ１０５では、第２電流遮断スイッチ２５は、第２異常検出回路２４の異常処理回路４６の制御信号により作動しＯＦＦとなる（図６（Ｂ）参照）。そして、処理はＳ１０２に戻る。

Ｓ１０６では、第１異常検出回路１４により第１出力端子１３と第２出力端子２３とが短絡したことを検出する。ここで、第１異常検出回路１４の異常処理回路４６により、第１電流遮断スイッチ１５および第１電圧切替回路１６に制御信号を送信する。

Ｓ１０７では、第１電流遮断スイッチ１５は、異常処理回路４６の制御信号により作動しＯＦＦとなる。このため、第１変換回路１７と第１保護抵抗１２との間の電流の流れが遮断される（図６（Ｂ）参照）。

Ｓ１０８では、異常処理回路４６の制御信号により、第１電圧切替回路１６を駆動する。本実施形態では、第１異常検出回路１４の異常処理回路４６の制御信号により、第１電圧切替回路１６を駆動する。これにより、第１ＨＩＳＷ１６１がＯＮとなり、第１ＬＯＳＷ１６２がＯＦＦとなることで、第１集積回路１０の出力電圧はＨＩ側に制御される（図８参照）。

Ｓ１０９では、ＥＣＵ４０は、運転モードを退避走行運転モードに切り替える。ここで、ＥＣＵ４０は路肩走行できる程度の最低限の走行能力を維持するよう車両を制御する。

以上説明したように、本実施形態では、第１集積回路１０に第１異常検出回路１４が設けられ、第２集積回路２０に第２異常検出回路２４が設けられている。これにより、例えば、図２に示すように、異物により第1出力端子１３と第２出力端子２３とが短絡すると、大電流が第１保護抵抗１２または第２保護抵抗２２を流れるため、第１保護抵抗１２または第２保護抵抗２２の両側の電圧差が大きくなる。ここで、第１保護抵抗１２に大電流が流れ、第１保護抵抗１２の両側の電圧差の絶対値Ｖ１がレファレンス電圧Ｖｒ以上となると、第１異常検出回路１４の比較回路４５は１を出力する。一方、第２保護抵抗２２に大電流が流れ、第２保護抵抗２２の両側の電圧差の絶対値Ｖ２がレファレンス電圧Ｖｒ以上となると、第２異常検出回路２４の比較回路４５は１を出力する。よって、第１出力端子１３と第２出力端子２３との短絡を検出することができる。

ここで、図９に基づいて比較例を説明することにより、本実施形態による上述の効果を明らかなものとする。ここで、比較例とは、本実施形態の回転角センサ４から第１異常検出回路１４、第１電流遮断スイッチ１５、第１電圧切替回路１６、第２異常検出回路２４、第２電流遮断スイッチ２５、および第２電圧切替回路２６を取り除いた構成の回転角センサとする。つまり、この比較例は、「背景技術」の欄に示した従来の検出装置の構成と類似している。

図９に示すように、例えば、第１出力端子１３と第２出力端子２３とが導電性異物８により短絡した場合、第１出力端子１３と第２出力端子２３とが電気的に接続され、電流は電源ライン５１から第１保護抵抗１２および第２保護抵抗２２を経由してグランドライン５２へ流れる。このとき、第１出力端子１３および第２出力端子２３の出力電圧は、いずれも中間電圧２．５Ｖとなる。この場合、正常時の第１出力端子１３の出力電圧と第２出力端子２３の出力電圧との和と同じとなるため、第１出力端子１３と第２出力端子２３との短絡による異常を検出することができなくなる。これに対し、本実施形態の場合、第１異常検出回路１４および第２異常検出回路２４を備えるため、第１出力端子１３と第２出力端子２３とが短絡することを含む異常を検出することができる。

また、本実施形態では、第１変換回路１７と第１保護抵抗１２との間に第１電流遮断スイッチ１５が設けられ、第２変換回路２７と第２保護抵抗２２との間に第２電流遮断スイッチ２５が設けられている。これにより、第１出力端子１３と第２出力端子２３とが短絡したとしても、第１線形電圧出力回路２１と第１保護抵抗１２との間、または、第２線形電圧出力回路２２と第２保護抵抗２２との間の電流の流れを遮断することで、第１集積回路１０および第２集積回路２０に大電流が流れることを抑制することができる。

また、本発明では、第１集積回路１０に第１ＨＩＳＷ１６１および第１ＬＯＳＷ１６２が設けられ、第２集積回路２０に第２ＨＩＳＷ２６１および第１ＬＯＳＷ１６２が設けられている。これにより、例えば第１出力端子１３と第２出力端子２３とが短絡する等の異常が生じた場合、第１出力端子１３または第２出力端子２３の出力電圧をＨｉ側またはＬｏ側に制御することができる。

また、本実施形態では、制御用集積回路および監視用集積回路を特定する情報を記憶するＥＥＰＲＯＭ３４を備える。これにより、ＥＥＰＲＯＭ３４の第１集積回路１０の用途を特定するビットに１を書き込むことで第１集積回路１０を制御用集積回路として設定する。また、ＥＥＰＲＯＭ３４の第２集積回路２０の用途を特定するビットに０を書き込むことで第２集積回路２０を監視用集積回路として設定する。よって、ＥＣＵ４０は、第１集積回路１０の出力に基づいてスロットルバルブ１の駆動制御を行い、第２集積回路２０の出力に基づいて第１集積回路１０の出力を監視することができる。

また、本実施形態では、出荷時において、第１集積回路１０を制御用集積回路として設定し、第２集積回路を監視用集積回路として設定することで、制御用集積回路および監視用集積回路を特定するための処理を不要にすることができ、処理負担を低減することができる。

本実施形態では、異常時スイッチ設定情報を記憶するＲＡＭ３３を備える。
これにより、ＲＡＭ３３に記憶された情報に基づき、第１異常検出回路１４の異常処理回路４６の制御信号により第１ＨＩＳＷ１６１または第１ＬＯＳＷ１６２のいずれかをＯＮにし、第２異常検出回路２４の異常処理回路４６の制御信号により第２ＨＩＳＷ２６１または第２ＬＯＳＷ２６２のいずれかをＯＮにすることができる。

また、本実施形態では、ＩＧＯＮ時に、異常時スイッチ設定情報がＲＡＭ３３に記憶する。これにより、例えば電子制御スロットルシステムまたはアクセルペダルモジュール等の異なるアプリケーションに応じてＲＡＭ３３に異なる異常時スイッチ設定情報が自動的に記憶される。よって、異なるアプリケーションに応じて異なる異常時スイッチ設定情報を予め記憶させておく必要がなくなり、出荷時の設定作業を省略することができる。また、異なるアプリケーションのそれぞれに合わせて回転角センサ４を作る必要がなく、共通の回転角センサ４で異なるアプリケーションに対応することができる。
（第２実施形態）

本発明の第２実施形態の位置検出装置を図３および図１０に基づいて説明する。第２実施形態では、異常時スイッチ設定情報が第１実施形態と異なる。ここでは、第１実施形態と異なる部分のみを説明し、第１実施形態と同様の構成についての説明を割愛する。また、同様の構成部分については同一の符号を付す。

本実施形態では、出荷時において、第１集積回路１０を制御用集積回路と設定し、第２集積回路２０を監視用集積回路として設定する。そして、第１ＨＩＳＷ１６１、第１ＬＯＳＷ１６２、第２ＨＩＳＷ２６１、および第２ＬＯＳＷ２６２が常にＯＦＦとなるよう設定する。

異常検出処理時において、第１集積回路１０の絶対値Ｖ１がレファレンス電圧Ｖｒ以上となった場合、第１異常検出回路１４の異常処理回路４６により、第１電流遮断スイッチ１５に制御信号を送信する。第１電流遮断スイッチ１５は、異常処理回路４６の制御信号によりＯＦＦとなる。このため、第１変換回路１７と第１保護抵抗１２との間の電流の流れが遮断される。このとき、ＥＣＵ４０は、監視用集積回路と設定された第２集積回路２０を制御用集積回路として用いることとし、第２集積回路２０の出力に基づいてスロットルバルブ１の駆動制御を行う。

一方、異常検出処理時において、第２集積回路２０の絶対値Ｖ２がレファレンス電圧Ｖｒ以上となった場合、第２異常検出回路２４の異常処理回路４６により、第２電流遮断スイッチ２５に制御信号を送信する。第２電流遮断スイッチ２５は、異常処理回路４６の制御信号によりＯＦＦとなる。このため、第２変換回路２７と第２保護抵抗２２との間の電流の流れが遮断される。このとき、ＥＣＵ４０は、第１集積回路１０の出力に基づいてスロットルバルブ１の駆動制御を行う。

以上説明したように、本実施形態では、第１ＨＩＳＷ１６１、第１ＬＯＳＷ１６２、第２ＨＩＳＷ２６１、および第１ＬＯＳＷ１６２が常にＯＦＦとなるよう設定する。これにより、第１出力端子１３と第２出力端子２３とが短絡したと判定された場合、異常処理回路４６の制御信号により、第１電流遮断スイッチ１５は、異常処理回路４６の制御信号によりＯＦＦとなる。これにより、制御用集積回路の監視はできなくなるが、制御を継続することができる。
（第３実施形態）

本発明の第３実施形態の位置検出装置を図３および図１１に基づいて説明する。第３実施形態では、異常時スイッチ設定情報記憶手段の種類が第１実施形態と異なる。ここでは、第１実施形態と異なる部分のみを説明し、第１実施形態と同様の構成についての説明を割愛する。また、同様の構成部分については同一の符号を付す。

本実施形態では、出荷時において第１電圧切替回路１６の異常時スイッチ設定情報を示す情報をＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する。ここで、図１１に示すように、回転角センサ４が電子制御スロットルシステムに適用される場合、ＥＥＰＲＯＭ３４の第１電圧切替回路１６の異常時スイッチ設定情報を示すビットに１書き込むことで、異常処理回路４６の制御信号により第１ＨＩＳＷ１６１がＯＮとなり第１ＬＯＳＷ１６２がＯＦＦとなるよう設定する。また、回転角センサ４がアクセルペダルモジュールに適用される場合、ＥＥＰＲＯＭ３４の第１電圧切替回路１６の異常時スイッチ設定情報を示すビットに０書き込むことで、異常処理回路４６の制御信号により第１ＨＩＳＷ１６１がＯＦＦとなり第１ＬＯＳＷ１６２がＯＮとなるよう設定する。

以上説明したように、本実施形態では、出荷時において第１電圧切替回路１６の異常時スイッチ設定情報および第２電圧切替回路２６の異常時スイッチ設定情報をＥＥＰＲＯＭ３４に記憶する。これにより、確実に異常時スイッチ設定を行うことができる。また、異なるアプリケーションの種類を判定する処理を不要にするため、作動時の処理に関する負担を低減することができる。

（他の実施形態）
上記実施形態では、第１集積回路に第１電流遮断スイッチが設けられ、第２集積回路に第２電流遮断スイッチが設けられている。これに対し、他の実施形態では、第１電流遮断スイッチおよび第２電流遮断スイッチを備えないこととしても良い。

上記実施形態では、第１集積回路に第１電圧切替回路が設けられ、第２集積回路に第２電圧切替回路が設けられている。これに対し、他の実施形態では、第１電圧切替回路および第２電圧切替回路を設けないこととしても良い。

上記実施形態では、制御用集積回路および監視用集積回路を特定する情報をマイクロコンピュータのＥＥＰＲＯＭに記憶させておく。これに対し、他の実施形態では、ＩＧＯＮ時に制御用集積回路および監視用集積回路を特定する処理を行い、制御用集積回路および監視用集積回路を特定する情報をＲＡＭに記憶することとしても良い。

上記実施形態では、位置検出装置は電子制御スロットルシステムに適用され、異常時に位置検出装置の出力電圧をＨＩ側に制御する。これに対し、他の実施形態では、位置検出装置をアクセルペダルモジュールに適用し、異常時に位置検出装置の出力電圧をＬＯ側に制御することとしても良い。

上記実施形態では、第１集積回路が制御用集積回路として設定され、第２集積回路が監視用集積回路として設定されている。これに対し、他の実施形態では第２集積回路を制御用集積回路と設定し、第１集積回路を監視用集積回路として設定することとしても良い。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

１ ・・・スロットルバルブ（被検出体）、
４ ・・・回転角センサ（位置検出装置）、
１０ ・・・第１集積回路、
１１ ・・・第１線形電圧出力回路、
１２ ・・・第１保護抵抗、
１３ ・・・第１出力端子、
１４ ・・・第１異常検出回路、
１５ ・・・第１電流遮断スイッチ（第１電流遮断手段）、
１６ ・・・第１電圧切替回路、
２０ ・・・第２集積回路、
２１ ・・・第２線形電圧出力回路、
２２ ・・・第２保護抵抗、
２３ ・・・第２出力端子、
２４ ・・・第２異常検出回路、
２５ ・・・第２電流遮断スイッチ（第２電流遮断手段）、
２６ ・・・第２電圧切替回路、
４０ ・・・ＥＣＵ（電子制御装置）。

Claims (8)

1. 被検出体を駆動制御する電子制御装置に対し、電源の電圧を最大値とする電圧を前記被検出体の位置に応じて出力する位置検出装置であって、
   前記被検出体の位置に応じて線形に増大する電圧を出力する第１線形電圧出力回路、一端側が前記第１線形電圧出力回路に接続される第１保護抵抗、一端が前記第１保護抵抗の他端側に接続され他端が前記電子制御装置に接続される第１出力端子、および、前記第１保護抵抗の両側の電圧差に基づき第１異常検出信号を出力する第１異常検出回路を有する第１集積回路と、
   前記被検出体の位置に応じて線形に減少する電圧を出力する第２線形電圧出力回路、一端側が前記第２線形電圧出力回路に接続される第２保護抵抗、および、一端が前記第２保護抵抗の他端側に接続され他端が前記電子制御装置に接続される第２出力端子、前記第２保護抵抗の両側の電圧差に基づき第２異常検出信号を出力する第２異常検出回路を有する第２集積回路と、
   を備える位置検出装置。
2. 前記第１集積回路は、
   前記第１線形信号出力回路と前記第１保護抵抗との間に設けられ、前記第１異常検出回路が前記第１異常検出信号を出力したとき、前記第１線形信号出力回路と前記第１保護抵抗との間の電流の流れを遮断する第１電流遮断手段を有し、
   前記第２集積回路は、
   前記第２線形信号出力回路と前記第２保護抵抗との間に設けられ、前記第２異常検出回路が前記第２異常検出信号を出力したとき、前記第２線形信号出力回路と前記第２保護抵抗との間の電流の流れを遮断する第２電流遮断手段を有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集積回路は、
   一端が前記電源の高電位側に接続され、他端が前記第１保護抵抗と前記第１出力端子との間に接続され、前記第１異常検出信号に応じてＯＮまたはＯＦＦとなる第１高電位側スイッチ、および、
   一端が前記第１保護抵抗と前記第１出力端子との間に接続され、他端が前記電源の低電位側に接続され、前記第１異常検出信号に応じてＯＦＦまたはＯＮとなる第１低電位側スイッチ、を有し、
   前記第２集積回路は、
   一端が前記電源の高電位側に接続され、他端が前記第２保護抵抗と前記第２出力端子との間に接続され、前記第２異常検出信号に応じてＯＮまたはＯＦＦとなる第２高電位側スイッチ、および、
   一端が前記第２保護抵抗と前記第２出力端子との間に接続され、他端が前記電源の低電位側に接続され、前記第２異常検出信号に応じてＯＦＦまたはＯＮとなる第２低電位側スイッチ、を有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. 前記第１集積回路または前記第２集積回路の一方を「前記被検出体を駆動制御するための電圧を出力する制御用集積回路」とし、前記第１集積回路または前記第２集積回路の他方を「前記第１集積回路または前記第２集積回路の一方を監視するための監視用集積回路」とすることを示す情報である集積回路特定情報を記憶する集積回路特定情報記憶手段をさらに備え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. 前記集積回路特定情報記憶手段は不揮発性メモリであることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
6. 前記第１異常検出信号に応じて前記第１高電位側スイッチまたは前記第１低電位側スイッチのいずれをＯＮにするかを示す情報、および、前記第２異常検出信号に応じて前記第２高電位側スイッチまたは前記第２低電位側スイッチのいずれをＯＮにするかを示す情報である異常時スイッチ設定情報を記憶する異常時スイッチ設定情報記憶手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の位置検出装置。
7. 前記異常時スイッチ設定情報記憶手段は揮発性メモリであることを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
8. 前記異常時スイッチ設定情報記憶手段は不揮発性メモリであることを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。

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