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JP2664147B2 - Throttle valve angle detection device and throttle valve angle detection method - Google Patents

Throttle valve angle detection device and throttle valve angle detection method

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Publication number
JP2664147B2
JP2664147B2 JP62080970A JP8097087A JP2664147B2 JP 2664147 B2 JP2664147 B2 JP 2664147B2 JP 62080970 A JP62080970 A JP 62080970A JP 8097087 A JP8097087 A JP 8097087A JP 2664147 B2 JP2664147 B2 JP 2664147B2
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JP
Japan
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signal
absolute
output
throttle valve
gate
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Application number
JP62080970A
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Japanese (ja)
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喜也 高野
喜一 星
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to EP88302902A priority patent/EP0286322B1/en
Priority to DE3850164T priority patent/DE3850164T2/en
Priority to US07/176,087 priority patent/US5012673A/en
Priority to KR88003735A priority patent/KR960015055B1/en
Publication of JPS63247614A publication Critical patent/JPS63247614A/en
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は角度検出装置及び方法に関し、特に内燃機関
の絞り弁の角度検出に好適な絞り弁の角度検出装置及び
角度検出方法に関する。 〔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、複数のチヤンネルのパターンを回転方向に少しずら
せて形成し、各チヤ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、チヤンネル
数が例えば5つの場合は25=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360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×2、第3区間を(360/32)度×3
……第n区間を(360/31)度×n(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、その為にはチヤンネル数を少なくとも10列設ける
必要があり、センサが大型になつ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。 本発明の目的は、特定の領域においても高精度の角度
検出が可能な絞り弁の角度検出装置及び絞り弁の角度検
出方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、内燃機関の絞り弁の特定の回転角度に対
応した絶対値信号を発生するものであって前記絞り弁の
低開度領域において高開度領域より密に絶対値信号を発
生させる手段と、前記絞り弁の回転に応じて所定間隔の
インクリメント信号を発生させる手段と、前記絶対値信
号を前記インクリメント信号で補間することによって、
前記絞り弁の回転角度を求める手段とを備えることによ
って達成される。 また、上記目的は、内燃機関の絞り弁の特定の回転角
度に対応して前記絞り弁の低開度領域において高開度領
域より密に絶対値信号を発生させ、前記絞り弁の回転に
応じて所定間隔のインクリメント信号を発生させ、前記
絶対値信号を前記インクリメント信号で補間し、その補
間したインクリメント信号によって前記絞り弁の回転角
度を求めることにより達成される。 〔作用〕 この様に構成された本発明は、隣り合つたアブソリユ
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
ユート信号間の補間信号として用いられる為、アブソリ
ユ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。 特に各アブソリユ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
処理することによつて、測定角度を精度良く直読でき
る。 例えば、従来例にならつて360度の測定範囲でアブソ
リユート型検出器が30個の2進符号化進号を発生する様
に構成した場合、イニシヤル位置から次の2進符号化信
号が発生するまでの区間は、(360/30)度=12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
シヤル位置を示すアブソリユ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つ
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360/30個とな
る。従つてイニシヤル位置から次の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、
アブソリユート型検出器の出力は“1"でインクリメント
型の検出器はカウント数“10"を出力する。この二つの
出力を合成して、“1"プラス“10"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ユート型検出の出力は
“7",インクリメント型検出器は“6"を出力する。両出
力を合成し、“7"プラス“6"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。これによつて1degより
小さな角度を検出することもできる。 アブソリユ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
リユート信号に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ユート信号及び
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=0度では初期の抵
抗値R0であるがθが90度位置で約2%減少する特性もつ
ている。第12図(c)はθ=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R0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
となつている。 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つており、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てある。
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
示してある。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−S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で同状態を繰り返し発生する。 従つて磁性体の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
ようなブリツジ構成で電圧変化として取り出す。素子R
1,R3,R5,R7で構成するブリツジからの信号をA相、素子
R2,R4,R6,R8で構成するブリツジからの信号をB相と記
す。 各ブリツ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eA1端子電圧は素子R1,R3の抵抗変化により、eA2
子電圧は素子R5,R7の抵抗変化により発生しA相信号はe
A1−eA2信号の形で取り出す。同様にB相信号について
もeB1−eB2信号の形で取り出す。 従つてA相,B相は磁性体記録ピツチλと同じ周期を持
ち位相が1/4λずれた信号となり、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。 また磁気記録ピツチλに相当する回転角θminはドラ
ム1の直径をDとした場合 となる。 次にアブソリユート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20信号検出
素子の部分を取り出した展開図である。アブソリユート
1ビツト用の磁性体は2つのトラツ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ツクに2ケず
つ配置されている。磁性体1ケの長さは先ほどのインク
リメント信号の場合と同一のλ、検出素子の配置はλ/2
間隔となつている。 第22図は各素子R01,02,03,04の抵抗変化を示したもの
で素子中心線(素子R02,R04を結ぶ直線と素子R01,R03を
結ぶ直線の中間位置)が説明のために記した磁性体a〜
z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R01は磁界を
少し受けるのでR大とR小の中間の状態、素子R02も同
様、素子R03,R04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R01はgの位置と
なり磁界を受けずR大、素子R02はeの位置となり最も
磁界を受けてR小、素子R03,R04はまだ対向する磁性体
がないのでR大の状態となつている。次に素子中心線が
gの位置に移動すると、素子R01は対向する磁性体から
はずれR大、反対に素子R03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R02,R04はそれ
ぞれfの位置であり抵抗値は素子R02がR大とR小の中
間、素子R04はR大である。素子中心線がh,i,jと移動す
ると素子R01はR大,R大,R大、素子R02はR大,R大,R大、
素子R03はR小,R中間,R大、素子R04はR大,R中間,R小と
いうように変化する。ここで素子R01,R03はfの位置、
素子R02,R04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R01,R03はx
位置で素子R02,R04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R01,R02,R03,
R04を第23図に示すブリツジ構成とする。このブリツジ
におけるe01,e02端子電圧の変化を示したのが第24図で
あり、図中a〜zは第22図の位置と対応するものであ
る。 e01端子電圧は素子R01,R03の抵抗変化に対応するもの
で例えばe位置では素子R01がR大とR小の中間、素子R
03はR大となつているのでV/2よりやや低い電圧とな
り、f位置では素子R01,R03ともに同抵抗でV/2、g位置
では素子R01がR大、素子R03がR大とR小の中間となる
のでV/2より高い電圧となる。ここでe01端子電圧はf位
置を境にしてV/2以下からV/2以上の電圧状態に反転す
る。一方e02端子ではh位置を境にしV/2以上の電圧から
V/2以下に反転する。 さらにe01端子ではV位置、e02端子ではX位置を境に
電圧状態が反転し、e01,e02端子とも同電圧となるのは
gおよびWの位置である。 従つてe01−e02の電位は第24図に示すようにg位置で
−から+に、W位置で+から−に反転する。このgおよ
びWの位置は2つの磁性体トラツクの変化点Z01,Z02
対応するものである。 また第16図に示した21,22,23ビツトのアブソリユー
ト信号も同様に形成される。従つて各ビツト状態を見る
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段階のアブソリユ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ユート信号の変化点は1ビ
ツトを形成する2つの磁性体トラツクの磁性体配列変化
点(第24図Z01およびZ02)で決定される。 さらに1ビツトを形成する2つのトラツクにおいて同
一位置には必ず一方のトラツクにのみ磁性体が配置され
ており、素子R04,R03に対抗するトラツク上で単位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R02,R01に対抗するトラツク上に磁性
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ケ分
でアブソリユート1段階の変化を発生させたが、Z01とZ
02間に含まれる磁性体の数を変えることによりアブソリ
ユート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
用いるスロツトルセンサに適用した例について説明す
る。このスロツトルセンサ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と一体になつているシヤフ
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23からレバー3に力を作用させ、シヤフト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7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
取り出す構成となつている。 このスロツトルセンサ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ツク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
ロツトルセンサ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ツト25の入力信号となる。コントロ
ールユニツト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。 コントロールユニツト25ではスロツトルセンサ20から
の絞り弁24の開度信号,回転速度を基にエンジン21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エクタ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エ
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図は第11図にしたドラム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ツクおよび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ツクに対応す
る磁気抵抗素子R1′〜R8′,R01′〜R04′,R11′〜R1
4′,R21′〜R24′,R31′〜R34′が前述した間隔をもつ
て配置されている。 次に本実施例におけるアブソリユ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流供給電磁弁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4bitのアブソリユ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
出では低開度領域ほ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4bit構成としたもので4bitのアブソリユー
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24開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90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
ブソリユート信号の構成とすることで第14図に示すよう
にアブソリユ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、アブソリユート信号の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ユ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。本実施例ではアブソリユート信号の各
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
ブソリユ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てある。な
お図中信号構成はグレーコードとしてあるが他のコード
例えばバイナリーコード等でもかまわない。 アブソリユ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ユート信号の
変化点14までの区間では、N番目のアブソリユート信号
の変化点までに含まれるインクリメント信号累積数を となるように構成し、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ユート信号
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
21個含む構成となつており、アブソリユート信号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。さらにアブソリユ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ツトし、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ツプ(角
度増),ダウン(角度減)をさせることによりアブソリ
ユ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k倍(kは整数)に分周した
信号構成としても同様である。この場合アブソリユート
の信号変化はところどころにあればよいので、アブソリ
ユート信号のビツト数を減らすことができる。 次に、第4図(a)によりアブソリユート信号検出に
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ユ
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。この信号はラツチ回路RC及び数
値比較器CCで以前に記憶されていたアブソリユート信号
と比較され、アブソリユ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にセツトし直す。このときアブソリユート信号が減方
向に移動した場合には前述したように変化後(現在値)
のアブソリユート信号に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でアブソリユ
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ユー
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ツトした後現在のアブ
ソリユート信号を比較用データとしてラツチRC内に記憶
し一連の校正動作を終了する。 また次のアブソリユ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
NCを駆動させ、カウンタNC内の値は常に現在の絶対位置
を表わす構成となつている。 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ツジは第
3図のように構成しA相はeA′,B相はeB′,20ビツトは
e0′,21ビツトはe1′,22ビツトはe2′,23ビツトは
e3′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
100より電圧を印加する。出力となるeA′,eB′,e0
〜e3′は比較器101a〜101fにそれぞれ入力される。ブリ
ツジ内の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つており、このバラツキにより発
生する電位差をキヤンセルするためのオフセツト調整回
路102a〜102fが入力の一方に接続されている。オフセツ
ト調整回路102a〜102fの動作を102aを例に説明する102a
に示すa点の電位を調整するものである。本実施例では
ハイブリツド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からの電位を分割するようにRaとR
b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、110
a〜110d(例えば日立製作所製HD74LS86のような標準論
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はラツチ信号200により現在のアブソリユート信
号105′〜108′を記憶するラツチ(例えばRCA社製CD404
2Bのような標準論理IC)、112は現在のアブソリユート
信号105′〜108′とラツチ111内のアブソリユート信号1
05″〜108″を比較する比較器(例えばRCA社製CD4585B
のような標準論理IC)、113は比較器112から(105′〜1
08′)<(105″〜108″)の状態での時、発生する出力
信号201を現在のアブソリユート信号105′〜108′に加
算して、減少前のアブソリユート信号に戻して出力する
加算器(例えば日立製作所製GH14008Bのような標準論理
IC)、114はメモリ(例えば日立製作所製HN48276Gのよ
うな標準ICメモリ)で加算器113からのアブソリユート
信号に対応する絶対位置の校正値を出力する。115a,115
b,115cはプリセツト信号203によりメモリ114からのデー
タを取り込みセツトするプリセツトカウンタ(例えばRC
A社製CD4029Bのような標準論理IC)、117は信号202を入
力しプリセツトカウンタ115a,115b,115cにデータ設定を
行なわせるプリセツト信号203及びラツチ信号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(例えば日立製作所製HD74LS04のような標準
論理IC)、D−フリツプフロツプ121a,121b(例えば、
日立製作所製HD74LS74Aのような標準論理IC)、ANDゲー
ド119,120(例えば日立製作所製HD74LS11,HD74LS08のよ
うな標準論理IC)等で構成している。170は抵抗r1
r2、コンデンサC1,C2、及びEX−ORゲート110Sから構成
する初期設定回路である。 122はクロツク発振回路、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はプリセツトカウンタ115a,115b,115c
の出力501〜512の状態をデユーテイー信号に変換する出
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
21の制御を行なうコントロールユニツト25からの供給さ
れる。第5図に示すようにイグニツシヨンキー700が投
入されるとまずコントロールユニツト25へバツテリー80
0から電源が供給され、その後第12図に示す如くコント
ロールユニツト25からスロツトルセンサ20へ電源供給ラ
イン10aで所定の電源が供給される。初期設定回路170の
抵抗r1とr2は等しく、コンデンサの容量はC1<C2となつ
ている初期設定回路170のVC1,VC2の電位は第7図
(a),(b)に示すように同一電位V1nに到達するま
でにΔTの時間差が発生する。従つてVC1,VC2を入力と
するEX−ORゲート110S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
に設定してある。 第7図(c)の信号はタイミング回路117のORゲート2
99(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300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
図に示すタイムチヤートと併せて説明する。ORゲート29
9の出力300はD−フリツプフロツプ121aのデータ入力端
子に入力される。 クロツク発振器122からのクロツク信号204がD−フリ
ツプフロツプ121aのクロツク端子で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11
9,120及びD−フリツプフロツプ121bのデータ入力端子
に入力される。このときD−フリツプフロツプ121bの反
転出力端子からの信号304はHとなつておりANDゲート12
0の出力203がLからHに変わる。この信号203はプリセ
ツトカウンタ115a,115b,115cのデータ取り込み、セツト
信号となり、メモリ114からの校正値がプリセツトカウ
ンタ115a,115b,115cにセツトされる。 初期設定状態で絞り弁24が第1図に示すアブソリユー
ト信号の変化点5と6の間にあつたとすると、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101a〜
101dで波形整形されアブソリユート信号として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により0101
に変換され105′〜108′がこの状態となる。この101の
アブソリユート信号は加算器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は現在のアブソリユ
ート信号105′〜108′とラツチ111内の信号105″〜10
8″とを比較し105′〜108′<105″〜108″で出力状態
となるので初期状態ではLとなつている。 加算器113では0101+0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
とりアドレス0101内にあるアブソリユート信号の変化点
5に対応する校正値を出力状態としている。 従つて、タイミング回路117からのプリセツト信号203
によりプリセツトカウンタ115a,115b,115cにアブソリユ
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−フリツプフ
ロツプ121b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、クロツク
信号204の立上りでラツチ信号200をHとする。このラツ
チ信号200がHになるとラツチ111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ユート信号の変化点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ユー
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105,10
8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′〜108′がこの
状態となる。比較器112では105′〜108′の信号とラツ
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105′〜108′(0110)>105″〜1
08″(0101)となり、201はLのままで加算器113では01
10+0の演算を行ない0110をメモリ114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0
110内のアブソリユート信号の変化点6に対応する校正
値(例えば10進数で84)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′≠105″〜108″となることによつて
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118aにより反転しORゲ
ート299に入力される。ORゲート299の出力は300はD−
フリツプフロツプ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、プリセツトカウンタ115a,115b,115cへのプリセツ
ト信号203を出力し、メモリ114からの校正値のプリセツ
ト、さらにプリセツト終了後にラツチ111に新データ10
5′〜108′記憶のラツチ信号200を出力する。ラツチ111
で新データを取り込むと同時に比較器112では105′〜10
8′=105″〜108″を検出し出力信号202をHとする。従
つてタイミング回路117のORゲート229の出力300はLと
なりD−フリツプフロツプ121a,121bはクロツク信号20
4,301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ツト,新データのラツチ
を終了し、次のアブソリユート信号変化を検出する状態
となつている。 次に絞り弁が閉方向に回転しアブソリユート信号の変
化点が減少するときの絶対位置校正について説明する。
アブソリユート信号の変化点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′〜108′の0101とラツ
チ111内に記憶されていた0110を比較し105′〜108′<1
05″〜108″の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010
1+0001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番目のアブソリユ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ツトカウンタ115a,115b,11
5cにセツ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でプリセツ
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ユート信号の区間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ユ
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。従つてアブソリユ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
なう構成となつており、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1
03,104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80
3a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804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Q1出力803bよりEX−ORゲート808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
力803cよりEX−ORゲート812の一方の入力へ接続し、Q3
出力803dよりEX−ORゲート817の他方の入力およびEX−O
Rゲート812の他方の入力およびEX−ORゲート813の一方
の入力へ接続し、Q4出力803e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−O
Rゲート808の他方の入力へ接続し、EX−ORゲート809の
出力はインバータ810を介してORゲート811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8
14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Q1,Q2,Q3,Q4出力804b,804c,804d,804e
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818a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フリツプフロツプ805のデ
ータ入力端子805aへ接続し、EX−ORゲート814の出力は
Dフリツプフロツプ805のクロツク入力端子805bへ接続
し、Dフリツプフロツプ805のQ出力805cはアツプ/ダ
ウンカウンタ806のアツプ/ダウン切換入力端子806bへ
接続し、ORゲート815の出力はアツプ/ダウンカウンタ8
06のクロツク入力端子806aへ接続する。クロツク発振器
821の出力821aはシフトレジスタ803,804のクロツク入力
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
別を行つたうえ正方向のカウントを行う場合のタイムチ
ヤートである。第8図(b)において、821aはクロツク
信号、801aはA相信号、802aはB相信号、812a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。クロツク発振器821の出力821aのクロツク信号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803の入力端子803aに入力されると、クロツク信号821
aの立上り213でシフトレジスタ803のQ1出力803bの信号
が出力され、ついでクロツク信号821aのパルスが入力す
るたびに順次シフトされたQ2出力803c、Q3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Q1データ803bとQ3データ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
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Q
3出力803d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891および斜線部892でクロツク信号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フリツ
プフロツプ805のQ出力805cの出力信号でアツプ/ダウ
ンカウンタ806のアツプ/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803dの排他的論理和信
号であり、クロツク信号821aの立上り213と立上り215の
区間および立上り225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802aとシフトレジス
タ803のQ1出力803bとEX−ORゲート808の出力信号808aの
排他的論理和をとつ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“1"としたのちORゲート8
11を経てDフリツプフロツプ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803のQ2出力803c
とQ3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804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フリツプフロ
ツプ805のクロツク入力端子805bに入力される。そして
クロツク信号821aの立上り214でDフリツプフロツプ805
のQ出力である方向信号805cを“1"にし、アツプ/ダウ
ンカウンタ806のアツプ/ダウン切換入力端子806bに入
力してアツプ/ダウンカウンタ806をカウントアツプの
状態にする。つぎにクロツク信号821aの立上り215でシ
フトレジスタ803のQ3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
アツプ/ダウンカウタ806のクロツク入力端子806aに入
力されてアツプカウントが行われる。そしてアツプ/ダ
ウンカウンタ806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809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“0"にすること
により、アツプ/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ダウントが行われる。また第1図の
回路ではシフトレジスタ804によりB相信号802aの立上
りおよび立下りの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"になつて逆方向の場合には“0"にな
り、アツプ/ダウンカウンタ806のアツプ/ダウンカウ
ンタ806のアツプ/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。したがつて
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818a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
立ち上つて方向が確定したのちクロツク発振器821から
のクロツク信号821aの1周期後にアツプ/ダウンカウン
タ806によりカウントが行われるので、したがつてクロ
ツク信号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400
で示された信号に相当し、アツプダウンカウンタ806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、クロツク発振器821は第4図(b)の符号122で
示されたクロツクパルス発生器を兼用することができ
る。 次にメモリ114からプリセツトカウンタ115a,115b,115
cに設定される校正値について説明する。前述のように
N番目のアブソリユ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Nincは(1)式のように定義さ
れる。(但し15,16番目のアブソリユート変化点ではそ
れぞれ200,315に設定してある。) また、N番目のアブソリユ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θminとすると
(2)式のようになる。 ZN=NINC×θmin …(2) 本実施例でのプリセツトカウンタ115a,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つている。従つて
N番目のアブソリユ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。 このカウント数NCに対応する絶対位置は上下計数の分
解能がθmin/4となつているので(2)式と等しくな
る。 各アブソリユート信号の変化点に対応する絶対位置の
校正値は(3)式の形となつている。例えば5番目のア
ブソリユート信号の変化点に対応する校正値は60、6番
目のアブソリユート信号の変化点では例えば10進数で84
となつている。 先に述べた6番目のアブソリユ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
ツプ状態をプリセツトカウンタ115a,115b,115cに信号40
0で出力し、前記記録ピツチλの1/4毎にプリセツトカウ
ンタ115a,115b,115c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、前記記録ピツチλの1/4毎にカウント数を83,82…
…と減算する。 以上説明したようにプリセツトカウンタ115a,115b,11
5c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k倍してプリセツトカウン
タ115a,115b,115cの上下計数入力とする場合にはN番目
のアブソリユート信号の変化点に対応する校正値Nk
(4)式のようになる。 Nk=k・NINC …(4) 本実施例でメモリ114内に格納されているアブソリユ
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。但しプリセツトカウンタ115a,115b,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
リセツトカウンタ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
最下位ビツトを対応させメモリ114内の数値を4倍して
プリセツトカウンタ115a,115b,115cにセツトする構成と
してある。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・NINC …(5) またメモリ14内の数値は各変化点までの高分解能信号
すなわちプリセツトカウンタ115a,115b,115cの計数を行
なう信号の累積数であつてもかまわない。このときはメ
モリ114とプリセツトカウンタ115a,115b,115cの各ビツ
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ユート信号の
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ユート信号の変化点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 となるが、本実施例では、第15,16番目の変化点では N15′=4×200=800 N16′=4×315=1260 となる様構成されている。 本実施例では、スロツ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315×4=1260個発生する。 角度0度から30度までは、1degごとに14個のインクリ
メント信号が発生してアブソリユート信号を補間する。
従つてこの間のインクリメント信号は105×4=420個で
ある。30度から90度の間はインクリメント信号は、(31
5−105)×4=840個が発生する。従つてこの区間でも1
degの間にインクリメント信号は 発生する。 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1deg増加
あるいは減少する様に構成されている。 変化点がスロツ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)スロツトルバルブの初期位置の校正値の検出セツト
が特に低開度域ですばやく行なえる様にする。この区間
ではスロツ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)スロツ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、アブソリユ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
ソリユ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、スロツトルバルブの様に、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ユ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。この様にアブソリユ
ート信号を不等ピツ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
よつて達成される。 本実施例の場合、アブソリユート信号は30度までのあ
いだに不等ピツチで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度でアブソリユート信号
が変化し、第2の区間では0.75度でアブソリユート信号
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 になる様構成することができる。 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1/4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1/4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つてもこの係数
は変更され得る。 もとに戻つて次に絶対位置を表わすプリセツトカウン
タ115a,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ツトカウンタ115a,115b,115cの信
号をパルスデユーテイー回路599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110f〜110Rの一
方に入力される。EX−ORゲート110f〜110Rの他方の入力
はデユーテイー出力反転信号608となつている。115d〜1
15fはプリセツトアツプダウンカウンタでありデユーテ
イー回路599ではダウンカウンタとして用いている。 115d〜115fにクロツク信号204が入力し各カウンタに
キヤリーが発生するとNORゲート619(例えばRCA社製CD4
025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。キヤリー信号604
はD−フリツプフロツプ121cのデータ入力端子とセツト
信号端子に入力されており、D−フリツプフロツプ121c
の出力端子からプリセツト信号605が立上る。この信号6
05は同時にD−フリツプフロツプ121dのクロツク信号と
して働き、出力606の信号を反転させる。同時にデユー
テイー出力反転信号608もインバータ118dにより反転す
る。以上がa点での動作である。 続いてプリセツト信号605が立上つたことによりカウ
ンタ115d〜115fの少なくとも1つのキヤリーが消えるの
でNORゲート619の出力604がHからLに変わる。 次にa′点ではクロツク信号204をインバータ118cで
反転させた信号609がD−フリツプフロツプ121cのクロ
ツク端子に入力されることで、プリセツト信号605がH
からLに変化し、EX−ORゲート110f〜110Rの出力がカウ
ンタ115d〜115fにセツトされる。このときセツトされる
データはEX−ORゲート110f〜110Rの一方の入力608がL
の状態となつているので、プリセツトカウンタ115a〜11
5cの出力状態501〜512がそのまセツトされる。このセツ
トされたデータはカウンタ115d〜115fにクロツク信号20
4が入力される毎に減少し、第10図b点に示すクロツク
信号の入力でa点と同様にキヤリー信号604が発生す
る。D−フリツプフロツプ121dの出力606はHからL
に、デユーテイー出力反転信号608はLからHに反転す
る。そしてb′点で再度EX−ORゲート110f〜110Rの出力
がカウンタ115d〜115fにセツトされる。このときセツト
されるデータはEX−ORゲート110f〜110Rの入力の一方で
あるデユーテイー出力反転信号がHの状態となつてお
り、プリセツトカウント115a〜115cの出力501〜512を反
転させた信号がセツトされる。この信号もカウンタ115d
〜115fへクロツク信号204が入力される毎に減少し、や
がて第10図c点に示す位置でキヤ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
セツトする。このときのデータはデユーテイー出力反転
信号がLとなつているので出力501〜512の状態がそのま
まセツトされる。 以上の動作においてa点からb点まではカウンタ115d
〜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つている。従
つてa点からc点までは常に一定であり絶対位置出力50
1〜512の状態によりb点が変化するものであり、D−フ
リツプフロツプ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
イー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ツト21と
の接続は信号処理回路に供給する電源ライン10a,グラン
ドライン,信号線10の3本で機能を判すことができる。 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て
ある。この実施例も先に述べたスロツトルセンサに適用
した例で、測定区間全域でN番目のアブソリユート信号
の変化点までに含まれるインクリメント信号数の関係をとした例である。スリツト円板900には回転中心Oを中
心とする同心円上に内側から順にA相,B相,20,21
22,23の配置となつている。 発光素子901a〜901f及び受光素子902a〜903fがそれぞ
れのスリツトに対抗して配置してあり、回転軸903と一
体になつているスリツト円板900上のスリツトにより絶
対位置の検出を行なうことができる構成となつている。 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)アブソリユ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
カウンタにセツトする。さらに回転方向判別によりアツ
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)アブソリユート信号が同一データであつても、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つてもデータの変化
点すなわちアブソリユート信号の変化点が異なる。従つ
てアブソリユート信号が同一データであつても増方向変
化,減方向変化でそれぞれ異なつ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,プリセツタブルアツプダウンカウンタ、そ
れにタイミング回路で構成する。 (3)アブソリユート信号の各変化点を任意の位置に設
ける。 (4)アブソリユート信号の各変化点でカウンタにセツ
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ツトすること
で絶対位置の校正を行ないカウンタ内にセツトされた絶
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
る構成となつ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
ンタにセツ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。これはアブソリユ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つているので、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ユート信号の変
化を比較器で検出し増方向変化で発生した場合、新しい
アブソリユ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
ブソリユート信号に1を加えてメモリのアドレスとする
ことでアブソリユート信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つた数値を
プリセツタブルアツプ,ダウンカウンタにセツトし絶対
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)アブソリユ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ユート信号の変化点
間隔に比べ低ピツチの変化点構成とすることができる。
従つて低ピツチで発生するアブソリユート変化点により
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)アブソリユート信号の変化点で絶対位置の校正を
行ない、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。従つてアブソリユ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。 〔発明の効果〕 本発明によれば、 (1)低bitアブソリユ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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial applications]   The present invention relates to an angle detection device and method, and particularly to an internal combustion engine
Throttle valve angle detection device suitable for detecting the angle of the throttle valve
It relates to an angle detection method. [Conventional technology]   Angle detection method that outputs the rotation angle as an absolute value signal
The method and apparatus are known from JP-A-58-47212.
You.   According to the angle detection method and device shown in this conventional example,
For example, shift the pattern of multiple channels slightly in the rotation direction.
And the combination of the patterns of each channel is
The angle is set to a specific two-signal coded signal so as to correspond to the angle.
It is configured to perform detection. In addition, fine signals are required.
When necessary, switch to the incremental type detector
It is configured to detect a small angle. [Problems to be solved by the invention]   According to the prior art configured in this manner, the channel
For example, if the number is 5, 2Five= Combination of 32 patterns
Angle measurement range (360 degrees in this conventional case)
Is divided into 32 sections, the first section is (360/32) degrees, the second section
The section is (360/32) degrees x 2 and the third section is (360/32) degrees x 3
... The n-th section is (360/31) degrees × n (where n = 1 to 32
Number) for each of the 32 binary codes
Angle can be assigned, and the angle is set to 32 absolute values.
Can be detected.   However, with this configuration, the absolute value signal for each
You need to get 360 pattern combinations
Yes, with at least 10 channels
Therefore, there is a problem that the sensor becomes large.   In addition, increment type detection with juxtaposed minute angle signals
When switching to the instrument to obtain a signal, the absolute value signal cannot be obtained
There is a problem.   An object of the present invention is to provide a highly accurate angle even in a specific area.
Throttle valve angle detection device and throttle valve angle detection
It is to provide an exit method. [Means for solving the problem]   The above object is intended for a specific rotation angle of a throttle valve of an internal combustion engine.
And generates a corresponding absolute value signal.
The absolute value signal is generated more densely in the low opening region than in the high opening region.
Generating means, and a predetermined interval according to the rotation of the throttle valve.
Means for generating an increment signal;
By interpolating the signal with the increment signal,
Means for determining the rotation angle of the throttle valve.
Is achieved.   Further, the above object is to provide a specific rotation angle of a throttle valve of an internal combustion engine.
High opening area in the low opening area of the throttle valve
Absolute value signal is generated more densely than the
Generate an increment signal at a predetermined interval in accordance with
The absolute value signal is interpolated by the increment signal, and the interpolation is performed.
The rotation angle of the throttle valve is determined by the increment signal.
Achieved by seeking degrees. [Action]   The present invention configured in this manner is used for the adjacent absolute baths.
The increment signal generated during the
Since it is used as an interpolation signal between
Improves measurement accuracy without increasing the number of elements that generate UUT signals
can do.   In particular, weight each absolute signal, and
Addition / subtraction of the increment signal to the attached signal
By processing, the measurement angle can be read directly with high accuracy.
You.   For example, as in the conventional example, the absolute
Reute type detector generates 30 binary coded numbers
, The next binary coded signal from the initial position
The section up to the occurrence of the signal is (360/30) degrees = 12 degrees
The value divided by the number of increment signals as one unit
As an interpolation signal to the absolute signal indicating the shear position
Granted. Increment signal spans the entire measurement range
To generate 360 signals at equal intervals
For example, the number of interpolation signals between each binary coded signal is 360/30.
You. Therefore, the next binary coded signal is generated from the initial position.
12 interpolated signals during incremental generation
Occurs. When the detector stops at an angle of 10 degrees,
The output of the absolute type detector is incremented by “1”
The type detector outputs the count number “10”. These two
Combine the outputs and recognize “1” plus “10” as an angle of 10 degrees
The detection circuit is configured as follows. Similarly, if the detector is 90
When stopped at the right angle, the output of absolute type detection is
“7”, the increment type detector outputs “6”. Both sides
Combines force and recognizes "7" plus "6" as 90 degrees angle
The detection circuit is configured as described above.   Note that the increment signal is divided into smaller signals to further divide the signal.
Between signals. From this 1deg
Small angles can also be detected.   Specific weighting of the absolute signal corresponding to the actual angle
And increment the count value of the increment signal.
Is also effective. For example, the first absolute
Weight the repeat signal 12 degrees. In this 12 degrees
When the count value of the increment signal is added or subtracted, the value becomes
Is a value indicating the absolute value of the rotation angle of the detector. 〔Example〕   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.   Before the description of the configuration and operation of the embodiment, detection in this embodiment
An absolute signal by means of a magnetoresistive element,
The principle of detecting the increment signal will be described.   Fig. 15 shows the resistance change of the magnetoresistive element with respect to the magnetic field.
It is a thing. FIGS. 15 (a) and (b) show magnetic fields on the same plane.
To the angle θ at which the current flowing through the magnetoresistance element and the magnetic field intersect
This shows the resistance change of the element.
Resistance R0However, it has the characteristic that θ decreases about 2% at the position of 90 degrees.
ing. FIG. 12 (c) shows the magnetic field strength at θ = 90 degrees.
This shows the change in resistance with respect to
Initial resistance R0Can also be reduced by about 2%
You.   The detection principle of this embodiment is applied to the magnetoresistive element as described above.
Is detected by the change in resistance generated by the magnetic field
is there.   Next, it is detected by the magnetoresistive element according to FIGS. 16, 17, and 18.
The increment signal will be described.   FIG. 16 shows the arrangement of the magnetic material and the magnetoresistive element.   A magnetic material is formed around the outer periphery of the drum 1 which rotates by receiving a rotational force.
Formed on the substrate 2 at a certain distance from the outer periphery of the drum 1
Where the magnetoresistive elements formed in
It has become.   FIG. 17 shows an increment signal magnetic body of the drum 1 and the same.
2 shows a state in which the magnetoresistive element opposed to FIG. Magnetic material
Are arranged so that the same poles face each other, and one unit is λ
The elements R1 to R8 are arranged at an interval of 1 / 4λ.   The numbers in the figure below are magnetic numbers for explanation
It shows the position of. The R-size display in FIG.
When the resistance value is maximum, that is, when no magnetic field is applied,
It shows a state where the field has been added and reduced by about 2%.   Now, the state where the element R1 is at the position will be described.
The resistance state of each element at that time is shown on the line.
Element R1 receives no magnetic field and is large, and element R3 receives the strongest magnetic field.
And the resistance is about 2% lower, R is small, and element R5 is
As with R1, R is large, and element R7 is as small as R3.
Become.   The elements R2, R4, R6, and R8 are slightly in the position where the magnetic field is received.
The resistance value is approximately in the middle between the large R and the small R.   Next, the magnetic body moves 1 / 4λ in the rotation direction, and element R1 moves to the magnetic body.
The resistance value state of each element at the position of
Is shown. Elements R1, R3, R5, R7 are state elements R2, 4, 6, 8
And the resistance value is almost in the middle between R large and R small.
Become. On the other hand, the element R2 is located at an intermediate position between the NS poles and receives a magnetic field.
The element R4 has a large R without receiving a magnetic field on the S pole.
R6 is small R as in element R2, and element R8 is large R as in element R4.
State.   After that, when the element R1 faces the position
The resistance value of the child repeats the same state with a period λ.   Therefore, the angle corresponding to one unit λ of the magnetic body is set to the resistance of each element.
It can be detected as anti-change.   The resistance change of each element described above shows each element in FIG.
It is taken out as a voltage change in such a bridge configuration. Element R
The signal from the bridge consisting of 1, R3, R5, R7 is A phase,
The signal from the bridge consisting of R2, R4, R6, and R8 is referred to as B-phase.
You.   FIG. 20 shows the voltage change in each bridge. In the figure
Numerals indicate the same positions as in FIGS. A
Phase eA1The terminal voltage is e due to the resistance change of elements R1 and R3.A2end
The child voltage is generated by the resistance change of the elements R5 and R7, and the A-phase signal is e.
A1−eA2Take it out in the form of a signal. Similarly for the B-phase signal
Also eB1−eB2Take it out in the form of a signal.   Therefore, the phases A and B have the same period as the magnetic recording pitch λ.
That is, the signal is shifted in phase by 1 / 4λ.
Rotation angle corresponding to the peripheral phase λ of the phase is detected by the magnetoresistive element
Is the minimum resolution angle signal. Dora need two phases
This is for determining the rotation direction of the system 1 and will be described later.   The rotation angle θ corresponding to the magnetic recording pitch λminIs Dora
When the diameter of the program 1 is D Becomes   Next, the absolute signal will be described.   FIG. 21 shows the structure shown in FIG.0Magnetic body for signal and 20Signal detection
FIG. 4 is a development view in which an element part is taken out. Absolute
The magnetic material for one bit is composed of two tracks.
There are only two opposing detection elements in each track.
Are arranged. The length of one magnetic material is the same as the ink
Λ same as the case of the increment signal, and the arrangement of the detecting elements is λ / 2
It has become an interval.   Figure 22 shows the resistance change of each element R01, 02, 03, 04
The element center line (the straight line connecting the elements R02 and R04 and the elements R01 and R03
(The middle position of the connecting straight line)
of the resistance value state of each element at each position of z
The symbols are shown on the same line. R large and R small in the figure
As in Fig. 18, the resistance value with no magnetic field and receiving the magnetic field
Indicates a state of about 2% reduction.   When the element center is at the position a, the element R01 generates a magnetic field.
Since it receives a little, the state between R large and R small, element R02 is the same
Like, the elements R03 and R04 have large R because there is no magnetic field in the facing part.
Is shown.   At the position where the element center line is f, the element R01 is at the position of g.
The element R02 is located at the position of e, and is not subjected to a magnetic field.
R small due to magnetic field, elements R03, R04 are still magnetic materials
Because there is no, it is in the state of R size. Next, the element center line
When moved to the position of g, the element R01 is
The element R03 starts to face the magnetic material
, A state intermediate between R large and R small. Elements R02 and R04 are
The resistance value of element R02 is between R large and R small.
During this time, the element R04 is large. The element center line moves to h, i, j
Then, element R01 is large, large, large, element R02 is large, large, large, large.
Element R03 is R small, R middle, R large, Element R04 is R large, R middle, R small
Changes. Here, the elements R01 and R03 are at the position of f,
For the elements R02 and R04, the pattern of resistance change from the position of h
Each transitions to a different state.   When the magnetic material further moves, the elements R01 and R03 at the V position have x
The pattern of resistance change of elements R02, R04 changes at the position
The same resistance as the change pattern before the f position and before the h position
Make a change.   Each element R01, R02, R03, having a resistance change as described above
R04 has a bridge structure shown in FIG. This bridge
E in01, E02Figure 24 shows the change in terminal voltage.
A to z in the figure correspond to the positions in FIG.
You.   e01Terminal voltage corresponds to resistance change of elements R01 and R03
For example, at the position e, the element R01 is intermediate between the large R and the small R, and the element R01 is
03 is slightly larger than V / 2 because R is large.
In the f position, both elements R01 and R03 have the same resistance and V / 2, and the g position
In this case, element R01 is between R large and element R03 is between R large and R small
Therefore, the voltage becomes higher than V / 2. Where e01Terminal voltage is f
From V / 2 or lower to V / 2 or higher
You. While e02At the terminal, from the voltage of V / 2 or more at the h position
Invert to V / 2 or less.   And e01V position at terminal, e02At the terminal, at the X position
The voltage state reverses and e01, E02The terminal has the same voltage
g and W.   Therefore e01−e02At the g position as shown in FIG.
Invert from-to + and from + to-at W position. This g
And W are the changing points Z of the two magnetic tracks.01, Z02To
Corresponding.   Also, as shown in FIG.1, 2Two, 2ThreeAbsolute of Bit
Signal is formed similarly. So look at each bit status
In this way, absolute position detection is performed.
A 16-bit absolute signal is formed in the bit configuration.
be able to.   As described above, the change point of the absolute signal is one bit.
Change in magnetic material arrangement of two magnetic tracks forming a tut
Point (Fig. 24 Z01And Z02).   In addition, the same is true in the two tracks forming one bit.
In one position, magnetic material is always placed on only one track.
The unit λ on the track against the elements R04, R03
Only one bit of the absolute signal in the continuous section
Signal on the track opposing elements R02 and R01
No signal is generated in the section where the body is located.   In FIG. 24, 4λ, that is, four A-phase or B-phase signals
Caused a one-step change in absolute, but Z01And Z
02Absolute by changing the number of magnetic substances contained between
It is possible to arbitrarily set a change point corresponding to one stage of Ute
it can.   Next, an embodiment of the present invention is applied to detection of a throttle valve opening of an internal combustion engine.
An example applied to the throttle sensor used will be described.
You. FIG. 11 shows a longitudinal sectional view of the throttle sensor 20.
Fig. 12 shows the state of attachment to the engine. The magnetic material of the drum 1a
The outer periphery of the drum 1a is magnetized.
Shaft integrated with the lever 3 which contacts the valve shaft 23
And is fixed to the screw 4 by a screw 5. In the direction that the throttle valve 24 opens
Exerts a force on the lever 3 from the throttle valve shaft 23, and the shaft 4
To transmit rotational force. On the other hand, when the
-3 is released, but the return spring 11 is always closed.
It is loaded and returns by the elastic force of the return spring 11.   The board 2a is supported by a stand 7 attached to the base 6.
The signal from the board 2a is circuited by the cable 8
9 and performs signal processing and is externally connected by the lead wire 10.
It is configured to be taken out.   The throttle sensor 20 is a throttle that penetrates through the intake cylinder 22.
It is attached to one end of the valve shaft 23. This throttle valve shaft 23 has a throttle
The valve 24 is fixed and the driver's instruction is transmitted to the hook 27.
Thus, the throttle valve 24 is opened and closed. The opening of the throttle valve 24 is
This signal is detected by the
Input signal of the control unit 25. Control
The unit 25 also has a rotation speed signal, the engine 21
A signal such as a water temperature and an air-fuel ratio that knows the state of the air conditioner is input.   In the control unit 25, from the throttle sensor 20
Engine 21 based on the opening signal and rotation speed of the throttle valve 24
Calculate the amount of intake air per revolution and calculate the amount of intake air
The amount of fuel to obtain the specified air-fuel ratio
Calculate as the valve opening time. And only for valve opening time
Output a signal to the
At times, it controls the ignition signal and the like.   FIG. 2 shows a magnetic body and a substrate around the drum 1a shown in FIG.
It is a development view of the magnetoresistive element on 2a.   On the outer periphery of the drum 1a, a high-resolution signal and rotation direction
And 2 corresponding to the increment signal for
Four bits of magnetic material forming one bit by the track
And the substrate 2a corresponds to each track.
R1 'to R8', R01 'to R04', R11 'to R1
4 ', R21' ~ R24 ', R31' ~ R34 'have the above mentioned spacing
It is arranged.   Next, the configuration of the absolute signal in this embodiment will be described.
Will be described. FIG. 13 shows the relationship between the opening degree of the throttle valve 24 of the internal combustion engine.
1 cycle of intake air with pulse width for calculating injection amount
Fuel supply solenoid valve 26 to obtain a predetermined air-fuel ratio
The amount of fuel supplied per time, corresponding to the time to open
Is equivalent to If the throttle valve opening in Fig. 13 is 90
When the interval is detected by a 4-bit absolute signal, one data
The opening angle per hit is 5.625deg, and the pulse width change is very low.
In the opening range, the engine condition changes suddenly with one data change
You can see that. Checking the opening of throttle valve 24 with such characteristics
The higher the degree of opening, the higher the accuracy required. For this
Needs to know the absolute opening with high accuracy in the low opening range.
You.   This embodiment has a 4-bit configuration, and a 4-bit absolute
The 16-step signal represented by the
And the pulse width changes slowly with respect to the throttle valve 24 opening.
High pitch arrangement in a high opening area
It is configured to generate equally spaced signals. Such an
As shown in Fig. 14,
The pulse width change at the point of change of the absolute signal
The relationship can be a straight line, and one of the absolute signals
The accuracy represented by the condition can be made almost equal in all measurement sections
it can.   Next, the change point of the absolute signal shown in FIG.
The relationship between the opening of the valve 24 and the number of increment signals
It is shown in FIG. In this embodiment, each of the absolute signals
Change the value assigned to the change point from the origin position to each change point.
It consists of a cumulative number of high-resolution signals representing the angle at
You. 14 steps of up to 30 degree opening with a sharp pulse width change
Causes a change in pulse width and a gradual change in pulse width 30
The section between degrees and 90 degrees is represented in two stages. What
The signal structure in the figure is gray code, but other codes
For example, a binary code may be used.   The change point of the absolute signal and the increment signal
The relationship will be described with reference to FIG. In this embodiment
Is the absolute signal corresponding to the 30 degree opening of the throttle valve 24.
In the section up to change point 14, the Nth absolute signal
The cumulative number of increment signals included up to the change point of And change point 15 to the number of increment signals
With 200, the last change point 16 is made to correspond with 315. This
The increment signal of
What happens. The increment signal is about 90 degrees
It is composed of an A phase and a B phase having a phase difference.   For example, as shown in FIG.
At the point of change point 6 of
The configuration includes 21 signals, and the absolute signal 6 is detected.
You can know the absolute angle position when
You. In addition, the corresponding input at the change point of the absolute signal
The number of increment signals is set in the counter, and the next transition point is generated.
Up to counter (corner) with increment signal until raw
Degree), down (angle decrease)
Knowing the detailed current position while the Ute signal changes
Can be. In other words, the absolute position detection
Interpolation detection can be performed with a resolution equivalent to the resolution of.
Also, the increment signal is divided by k times (k is an integer)
The same applies to the signal configuration. Absolute in this case
The signal change of
The number of bits of the Ute signal can be reduced.   Next, referring to FIG. 4 (a), the absolute signal is detected.
Outline of absolute position calibration and signal processing circuit configuration
I do.   Absolute detected by the magnetoresistive element on the substrate 2a
The beat signal is waveform-shaped by the waveform shaping means WF.
Transformer GBC for conversion from gray code to binder
Converted to recode. This signal is the latch circuit RC and the number
Absolute signal previously stored in value comparator CC
If there is a difference in the absolute signal,
Counters the contents of memory MC with signals from the imaging circuit TC
Reset to NC. At this time, the absolute signal decreases
When moving in the direction, after the change as described above (current value)
1 is added to the absolute signal of
In this case, the absolute
Creates a signal that specifies the address by adding 1 to the
You. Data from memory MC is absolute
It consists of the number of resolution signals representing each change point of the
You. After setting the calibration value in the counter,
Solitate signal stored in latch RC as comparison data
Then, a series of calibration operations is completed.   In addition, increment until the next absolute signal change.
Counter with a high-resolution signal generated from the
Drive the NC, the value in the counter NC is always the current absolute position
Is represented.   Next, the signal processing detected by the magnetoresistive element on the substrate 2a is performed.
Details will be described.   The bridge of the magnetoresistive element formed on the substrate 2a is the second
It is constructed as shown in Fig. 3 and the A phase is eA′, B phase is eB´, 20Bit
e0´, 21Bit is e1´, 2TwoBit is eTwo´, 2ThreeBit
eThree′ And performs signal processing.   As shown in FIG. 4 (b), a power supply terminal is connected to the magnetoresistive element.
Apply voltage from 100. Output eA′, EB′, E0
~ EThreeIs input to the comparators 101a to 101f, respectively. Yellowtail
There is no problem if the four element resistances in the azalea are the same.
Actually, there is variation, and this variation causes
Offset adjustment circuit to cancel the generated potential difference
Paths 102a-102f are connected to one of the inputs. Offices
The operation of the gate adjustment circuits 102a to 102f will be described using 102a as an example.
Is to adjust the potential at point a shown in FIG. In this embodiment,
A waveform shaping circuit composed of hybrid ICs.
In such a case, RaAnd R
bAre provided by laser trimming.
And the potential at point a is adjusted.   109 is an exclusive OR (hereinafter referred to as EX-OR) gate, 110
a to 110d (for example, standard theory such as HD74LS86 manufactured by Hitachi, Ltd.)
Conversion from gray code to binary code
Path 111 is the current absolute signal by the latch signal 200.
No. 105 'to 108' (for example, CD404 manufactured by RCA)
Standard logic IC such as 2B), 112 is the current absolute
Signals 105 'to 108' and absolute signal 1 in the latch 111
Comparator for comparing 05 "to 108" (for example, RCA CD4585B)
, And 113 are output from the comparator 112 (105 'to 1).
08 ') <(105 "to 108"), the output that occurs
Add signal 201 to current absolute signal 105'-108 '
To return to the absolute signal before reduction and output
Adder (standard logic such as GH14008B manufactured by Hitachi, Ltd.)
IC), 114 is memory (for example, HN48276G manufactured by Hitachi, Ltd.)
Absolute from adder 113 with standard IC memory
The calibration value of the absolute position corresponding to the signal is output. 115a, 115
b and 115c are data from the memory 114 by the preset signal 203.
Preset counter (for example, RC
Standard logic IC such as CD4029B manufactured by Company A), 117 inputs signal 202
Set data to preset counters 115a, 115b, 115c
Generate preset signal 203 and latch signal 200
Inverter as shown in Fig. 5
118a, 118b (for example, a standard such as Hitachi's HD74LS04
Logic IC), D-flip flops 121a and 121b (for example,
Standard logic ICs such as HD74LS74A manufactured by Hitachi, Ltd.)
119,120 (for example, HD74LS11, HD74LS08 made by Hitachi, Ltd.
Such as standard logic IC). 170 is the resistance r1,
rTwo, Capacitors C1 and C2, and EX-OR gate 110S
This is an initial setting circuit to perform.   122 is a clock oscillation circuit, and 123 is a rotation
The increment signal multiplication circuit (represented by DJC in FIG. 4a)
ing. ), 599 are preset counters 115a, 115b, 115c
Output that converts the state of outputs 501-512 to a duty signal.
Power processing circuit.   Next, the initial setting will be described as the operation of the signal processing circuit.
I do. The power supply to the signal processing circuit of FIG.
Supplied from control unit 25 that controls 21
It is. As shown in FIG. 5, the ignition key 700 is
When it is entered, the battery 80 first goes to the control unit 25.
Power is supplied from 0, and then the controller is
Power supply line from the roll unit 25 to the slot sensor 20
A predetermined power is supplied at the input 10a. Initial setting circuit 170
Resistance r1And rTwoAre equal and the capacitance of the capacitor is C1<CTwoTonatsu
Initial setting circuit 170 VC1, VC2Fig. 7
As shown in (a) and (b), the same potential V1nUntil you reach
, A time difference of ΔT occurs. Therefore VC1, VC2And enter
The output of the EX-OR gate 110S is as shown in FIG.
The output is delayed by T delay from the power supply for ΔT time
is there. This T delay is supplied to the signal processing circuit 9 in FIG.
From when the power is supplied to when each processing circuit is in operation
Is set to   7 (c) is the OR gate 2 of the timing circuit 117.
Input to 99 (for example, standard logic IC like RCA CD4071B)
Is done. The output 300 of the OR gate 299 is unconditionally only during ΔT
It becomes H state. Operation of Timing Circuit 117 Sixth
This will be described in conjunction with the time chart shown in the figure. OR gate 29
The output 300 of 9 is the data input terminal of the D-flip-flop 121a.
Entered in child.   The clock signal 204 from the clock oscillator 122 is D-free.
When changing from L to H at the clock terminal of the flip-flop 121a
At this time, the signal 302 becomes H state, and at the same time, the AND gate 11
Data input terminal for 9,120 and D-flip flop 121b
Is input to At this time, the D-flip flop 121b
The signal 304 from the inverting output terminal is H, and the AND gate 12
The output 203 of 0 changes from L to H. This signal 203 is
Data capture and setting of the counters 115a, 115b and 115c
Signal and the calibration value from memory 114 is
Set to the counters 115a, 115b, and 115c.   In the initial setting state, the throttle valve 24 is set to the absolute position shown in FIG.
If the signal falls between the transition points 5 and 6,
Are detected by the magnetoresistive elements on the substrate 2a and are detected by the comparators 101a to 101a.
The waveform is shaped by 101d and the absolute signal is 105-108
Is detected with a 0111 gray code. This signal
0101 by gray code → binary code conversion circuit 109
And 105 'to 108' are in this state. This 101
The absolute signal is directly input to the adder 113.
You. The adder 113 adds 0101 and the state of the signal 201 and sums the result.
The result is output to the memory 114. Signal 201 is the current absolute
Signals 105'-108 'and signals 105 "-105 in the latch 111.
Compare with 8 "and output status when 105'-108 '<105" -108 "
Therefore, the initial state is L.   The adder 113 performs an operation of 0101 + 0, and stores 0101 in the memory 114.
Output to The memory 114 receives 0101 as an address.
Change point of absolute signal in the sampling address 0101
The calibration value corresponding to 5 is in the output state.   Accordingly, the preset signal 203 from the timing circuit 117
To the preset counter 115a, 115b, 115c
Calibration value (for example, in decimal number)
60) (The number of calibrations will be described in detail later.)
). In the timing circuit 117, the inverter 118b
When the inverted signal 301 changes from L to H, D-flip-off occurs.
The output of the drop 121b becomes H and is input to the AND gate 119.
You.   In the AND gate 119, the signals 302 and 303 become H, and the clock
At the rise of the signal 204, the latch signal 200 is set to H. This rat
When the latch signal 200 becomes H, the data of 105 'to 108'
The initial setting of the absolute position calibration is completed.
You.   Next, the operation of the signal processing circuit after the initial setting will be described.
You. At the time of initial setting, change points 5 and 6 of the absolute signal
And then the throttle valve 24 moves in the opening direction to
Trigger signal transition point 6 is assumed.   This state is detected by the magnetoresistive element on the substrate 2a.
The state of 8 becomes 0101.   This signal is converted by the gray code → banal code conversion circuit.
Is converted to 0110 (Banari code) and 105'-108 '
State. In the comparator 112, the signals of 105 'to 108'
State of previously stored signals 105 "-108" in switch 111
Compare with At this time, 105 'to 108' (0110)> 105 "to 1
08 ″ (0101), 201 remains L and 01 in the adder 113
An operation of 10 + 0 is performed, and 0110 is output to the memory 114. Me
The memory 114 receives 0110 as the address, and the address 0
Calibration corresponding to the change point 6 of the absolute signal in 110
Output value (for example, 84 in decimal)
Will be described in detail later).   On the other hand, 105 'to 108'108105 "to 108"
The output 202 from the comparator 112 is in the L state. This signal
Inverted by the inverter 118a of the timing circuit 117 and OR gate
Is entered in the port 299. The output of OR gate 299 is D-
The data is input to the data input terminal of the flip-flop 121a.
Thereafter, the operation of the timing circuit 117 is the same as that at the time of the initial setting.
Yes, presets to preset counters 115a, 115b, 115c
The calibration signal from the memory 114.
New data on the latch 111 after the preset
The latch signal 200 stored in 5 'to 108' is output. Latch 111
At the same time, the comparator 112 captures new data at 105 '~ 10
8 ′ = 105 ″ to 108 ″ is detected and the output signal 202 is set to H. Obedience
The output 300 of the OR gate 229 of the timing circuit 117 is L
The D-flip-flops 121a and 121b receive the clock signal 20.
The outputs 302 and 303 are set to the L state by the input of 4,301.   With the above operation, setting of calibration values and latching of new data
Completes and detects the next absolute signal change
It has become.   Next, the throttle valve rotates in the closing direction and the absolute signal changes.
A description will be given of the absolute position calibration when the number of conversion points decreases.
From the state between the change points 6 and 7 of the absolute signal
If it decreases between change points 5 and 6, the data of 105'-108 '
Is 0101 and the comparator 112 is 0101 of 105'-108 '
0110 stored in the switch 111 is compared with 105′-108 ′ <1
The signal 201 becomes H level due to the result of 05 ″ to 108 ″.
Thus, an addition signal 1 is generated. In the adder 113, the current data 010
Perform 1 + 0001 operation, output 0110 and input to memory 114
You. In memory, data at address 0110 (binary)
That is, the data of the change point of the sixth absolute signal
(84 in decimal) and outputs the timing circuit 117
Of the preset counters 115a, 115b, 11
Set to 5c to perform absolute position calibration. This is the opening
Is moving in the closing direction.
To the counters 115a, 115b, and 115c.
The value to be calibrated is in the interval 5 of the absolute signal.
The maximum count number existing between 6, that is, Absolute
Calibration with the count number corresponding to the change point 6 of the
It is necessary. Therefore, the absolute value at the change point of the absolute signal is
Position calibration is performed at the changing point in both the opening and closing directions of the throttle valve 24.
It is designed to perform accurate absolute position calibration.
Can be.   Next, based on FIGS. 8A and 8B, the A and B phase signals 1
03,104 will be described.   From the A-phase input terminal 801 to the input terminal 80 of the shift register 803
3a and connect to one input of EX-OR gate 818,
From input terminal 802, input terminals 804a and 804a of shift register 804
And one input of an EX-OR gate 809. Shift
Q of 8031One output of EX-OR gate 808 is input from output 803b.
Connected to one input of the power and EX-OR gate 808, QTwoOut
The force 803c is connected to one input of the EX-OR gate 812, and QThree
The other input of EX-OR gate 817 and EX-O from output 803d
The other input of the R gate 812 and one of the EX-OR gates 813
Connect to the input ofFourOutput 803e is the other of EX-OR gate 813
Connect to the input of. EX-OR gate 807 output 807a is EX-O
Connect to the other input of R gate 808, and connect to EX-OR gate 809
The output is one input of OR gate 811 via inverter 810
And the output 812a of the EX-OR gate 812 is connected to the EX-OR gate 8
Connect to one input of 14 and output 813a of EX-OR gate 813
Is connected to one input of OR gate 815. Also shift
Each Q of Vista 8041, QTwo, QThree, QFourOutput 804b, 804c, 804d, 804e
In the same way to the inputs of EX-OR gates 816, 819, 820
And output of EX-OR gates 816 and 817
Connection as shown, and the output 818a of the EX-OR gate 818 is OR gated.
Connected to the other input of the gate 811 and the output of the EX-OR gate 819
819a is connected to the other input of EX-OR gate 814, and EX-OR
Output 820a of gate 820 connects to the other input of OR gate 815
I do. The output of the OR gate 811 is the data of the D flip-flop 805.
Data input terminal 805a, and the output of EX-OR gate 814
Connect to clock input terminal 805b of D flip-flop 805
And the Q output 805c of the D flip-flop 805 is
To the up / down switching input terminal 806b of the counter 806
Connect the output of OR gate 815 to up / down counter 8
Connect to the 06 clock input terminal 806a. Clock oscillator
Output 821a of 821 is the clock input of shift registers 803 and 804
Connect to terminals 803f and 804f.   FIG. 8 (b) shows a pulse of the A-phase signal shown in FIG. 8 (a).
The rotation direction of a rotating body (not shown)
Time tick when performing a positive count after doing another
Yat. In FIG. 8 (b), 821a is a clock.
Signal, 801a is A phase signal, 802a is B phase signal, 812a is direction
Constant pulse, 813a is count pulse, 805c is direction signal
You. Clock signal 821a at output 821a of clock oscillator 821
Are numbered 211 to 229. A phase input terminal
The phase A signal 801a in FIG.
When the clock signal 821 is input to the input terminal 803a of the
Q of shift register 803 at rising edge 213 of a1Output 803b signal
Is output, and then the pulse of the clock signal 821a is input.
Q shifted sequentially every timeTwoOutput 803c, QThreeOutput 803d, QFour
The signal of the output 803e is output. Output 807a signal is shifted
Q of register 8031Data 803b and QThreeExclusivity of data 803d
The sum signal is the output signal of the EX-OR gate 807.
The constant pulse 812a is the Q of the shift register 803.TwoOutput 803c and QThreeOut
The output signal of the EX-OR gate 812 is the exclusive OR signal of the force 803d.
And Q of the shift register 803 of the count pulse 813a.
ThreeOutput 803d and QFourEX-OR gate with exclusive OR signal of output 803e
This is the output signal of port 813. The signal at output 808a is
Q of 8031Of output 803b and output 807a of EX-OR gate 807
Exclusive OR signal which is the output signal of EX-OR gate 808
The clock signal 821a rises at the shaded areas 891 and 892.
Period of rise 213 and rise 215 and rise 225 and rise 228
The EX-OR gate 809 is opened during the period of
Check the logical value of the phase signal 802a. Direction signal 805c is D frits
Up / down with the output signal of the Q output 805c of the pop-up 805
Input to the up / down switching input terminal 806b of the counter 806.
Is forced.   Next, the circuit operation of FIG. 8A will be described with reference to FIG.
explain. The output signal 807a of the EX-OR gate 807 is
Q of 8031Output 803b and QThreeExclusive OR of output 803d
Of the rising edge 213 and rising edge 215 of the clock signal 821a.
EX-OR gate for section and sections of rising 225 and rising 228
809 is opened and the phase at the time of the rise and fall of the A-phase signal 801a is
The logical value of the hand side, that is, the B-phase signal 802a is checked. Also above
During the period, the EX-OR gate 809 becomes the B-phase signal 802a and the shift register.
Q of 8031Between the output 803b and the output signal 808a of the EX-OR gate 808.
The exclusive OR is used and the data in the rotation direction is
OR gate 8 after setting the forward rotation to "1" by data 810
Data input terminal 805a of D flip-flop 805 via 11
Is input to Next, Q of shift register 803TwoOutput 803c
And QThreeThe exclusive OR of the output 803d makes the EX-OR gate 812
The rising edge of the direction determination pulse 813a, which is the output,
At the same time as the direction determination pulse 819a from the register 804
D flip-flop through EX-OR gate 814 to prevent
It is input to the clock input terminal 805b of the tip 805. And
D flip-flop 805 at rising edge 214 of clock signal 821a
Set the direction signal 805c, which is the Q output of the
Input to the up / down switching input terminal 806b of the counter 806.
To count up / down counter 806
State. Next, at the rising edge 215 of the clock signal 821a,
Q of shift register 803ThreeOutput 803d and QFourExclusive theory of output 803e
The count pal that is the output of the EX-OR gate 813
813a rises and counts from shift register 804
Through OR gate 815 for ORing with pulse 820a
Input to clock input terminal 806a of up / down counter 806
Up count is performed by force. And up / da
The output of the counter 806 is output by the output terminal 806c.
It is output as information on the rotation angle.   Also, when the rotating body rotates in the opposite direction, the EX-OR game
The gate of EX-OR gate 809 is used by the output 807a of
Of the other party when the A-phase signal 801a rises and falls
That is, the logic value of the B-phase signal 802a is checked. And EX-OR gate
Set the direction determination pulse 812a, which is the output of 812, to "0"
In response, the up / down counter 806 counts in the opposite direction.
In other words, a countdown is performed. Also in FIG.
In circuit, rise of B-phase signal 802a by shift register 804
Rotate just before counting for both rising and falling
Find the direction. However, in the case of the positive direction in FIG.
In this case, the A-phase signal 801a is ahead of the B-phase signal 802a.
Therefore, the signal output from the EX-OR gate 818 is
The opposite of the logic value of the output of port 809. Ie square
It becomes “1” in the opposite direction and “0” in the opposite direction.
The up / down counter of the up / down counter 806
In accordance with the up / down switching logic of the
Therefore, there is no need for inversion by an inverter. Therefore
EX-OR gate 818 for checking the logical value of A-phase signal 801a
Is output to the OR gate 811 as it is. OR Ge
Port 811 is a pulse of the A-phase signal 801a and the B-phase signal 802a.
Rotation direction discrimination for both rising and falling
Provided to do.   According to the present embodiment as described above, the correctness of the rotating body
Each time counting in both direction and reverse direction,
Direction confirmation pulse 812a
From the clock oscillator 821 after the rise and the direction is determined
Up / down count after one cycle of clock signal 821a
Counter 806 counts, so
Make the frequency of the signal 821a sufficiently higher than the frequency of rotation of the rotating body.
By setting it high, the rotation angle can be measured without error.   In this case, the direction signal 805c is denoted by reference numeral 400 in FIG.
Corresponding to the signal indicated by
The output 806c is a high-resolution signal indicated by reference numeral 401 in FIG. 4 (b).
Is equivalent to   The clock oscillator 821 is indicated by reference numeral 122 in FIG.
Can be used as shown clock pulse generator
You.   Next, preset counters 115a, 115b and 115 are read from the memory 114.
The calibration value set in c will be described. As aforementioned
A that is included up to the change point of the Nth absolute signal
Cumulative number of increment signal NincIs defined as in equation (1)
It is. (However, at the 15th and 16th absolute change points,
They are set to 200 and 315, respectively. )   Also, the absolute position of the change point of the Nth absolute signal
ZNIs the resolution of the increment signal θminThen
Equation (2) is obtained. ZN= NINC× θmin                           … (2)   The counter of the preset counters 115a, 115b, 115c in this embodiment
The count, ie, the up / down counting signal, is obtained by setting the increment signal to 4
It uses the signal 401 which is doubled, and the increment signal 1
In this configuration, four counts are performed. Accordingly
Included up to the change point of the Nth absolute signal
The number of unds is as shown in equation (3).   This count NCThe absolute position corresponding to
Resolution is θminIs equal to equation (2)
You.   The absolute position corresponding to the change point of each absolute signal
The calibration value has the form of equation (3). For example, the fifth
The calibration value corresponding to the change point of the bus signal is 60 or 6.
At the change point of the absolute signal of the eye, for example, 84 in decimal
It has become.   At the transition point of the sixth absolute signal described earlier,
When the throttle valve 24 opens further after calibration, the direction
Signal 40 is sent to preset counters 115a, 115b, and 115c.
0, and the preset count is set every 1/4 of the recording pitch λ.
Counters 115a, 115b, 115c are added to 85,86 ……
Go. When moving in the closing direction, signal 400 becomes a down signal and
The number of counts is set to 83,82... Every quarter of the recording pitch λ.
... and subtract.   As described above, the preset counters 115a, 115b, 11
The current absolute position can be precisely
You can know in degrees. The number of counts is 501 to 512 terminals
Has been output.   Also, the increment signal is multiplied by k and the preset count is
N-th when inputting upper and lower counts of data 115a, 115b, 115c
Calibration value N corresponding to the change point of the absolute signal ofkIs
Equation (4) is obtained. Nk= KNINC                              … (4)   In this embodiment, the absolute data stored in the memory 114 is used.
The numerical value assigned to each change point of the
The cumulative number of increment signals (eg, A phase) up to the point
Stored. However, preset counters 115a, 115b, 115c
Counting is performed at four times the increment signal.
L-shaped lower 2 bits of reset counters 115a, 115b, 115c
Of the calibration value output from the memory 114 at the third bit
Correspond the least significant bit and multiply the value in memory 114 by 4
Configuration of preset counters 115a, 115b, 115c and
I have. This allows equation (3) to be written as
Because. NC= 2Two・ NINC                              … (5)   The values in the memory 14 are high-resolution signals up to each change point.
That is, the counting of the preset counters 115a, 115b, and 115c is performed.
It may be the cumulative number of signals. At this time,
Each bit of the memory 114 and preset counters 115a, 115b, 115c
What should I do?   The concept of the present invention is limited to the above equations (1) to (5).
Not something. As mentioned earlier, the absolute signal
Each transition point can be selected arbitrarily, and the length between each transition point is
Anything that consists of an integral multiple of the number of high-resolution signals is good.
No. Change point 15,1 of absolute signal shown in this embodiment
6 is an example.   That is, according to the above equation (3), the calibration values at the change points 15, 16
Are each However, in this embodiment, at the 15th and 16th change points, NFifteen'= 4 × 200 = 800 N16'= 4 × 315 = 1260 It is configured so that   In this embodiment, the operation range of the throttle valve is 90 degrees.
In this case, 315 × 4 = 1260 increment signals are generated.   From 0 to 30 degrees, 14 increments per deg
An interpolation signal is generated to interpolate the absolute signal.
Therefore, the increment signal during this period is 105 × 4 = 420
is there. Between 30 degrees and 90 degrees, the increment signal is (31
5−105) × 4 = 840 pieces are generated. Therefore, even in this section, 1
Increment signal during deg Occur.   After all, in the present embodiment, 14 points are set based on each change point.
The detection angle increases by 1deg every time the increment signal is added
Alternatively, it is configured to decrease.   The point of change is a low throttle valve opening example (30 degrees or less)
Box), the calibration is performed frequently for the following reasons.
by. 1) Set detection of calibration value of initial position of throttle valve
, Especially in the low opening range. This section
In this case, the throttle valve opening information is used for fuel control and other functions.
It has a large effect on the control of the seki
Need to be 2) In the low opening range of the throttle valve, increment
It is permissible that the signal counter value goes out of order due to a counter mistake etc.
Not. For this reason, calibration must be performed frequently using absolute signals.
So that even if something goes wrong, it can be returned to a normal state early.
I do.   Note that the absolute value is not used for interpolation.
When used as a solute type sensor, the structure of this embodiment is used.
Is particularly important.   In other words, like a throttle valve, there is a certain
If it is necessary to improve the detection resolution in the
Change point of absolute signal is approached in specific section
It is important that they occur. Absoleil like this
In order to output the port signal with unequal pitch,
As in the embodiment, the element patterns are arranged at irregular intervals.
Achieved by   In the case of this embodiment, the absolute signal is up to 30 degrees.
14 points of change are formed by unequal pitch,
By the way, there are only two changes. Idea of this embodiment
According to the first section, the absolute signal at 0.25 degrees
Changes, and the absolute signal at 0.75 degrees in the second section
Can be changed.   That is, the designated angle in each section (n = integer) is It can be configured so that   By the way, during n = 6 (sixth section) For n = 14 Becomes   The coefficient 1/4 at this time is the lower limit of the detection capability of the detection element.
Is set. In the above explanation, 1/4 of one detection is possible
The case where an element is used is described.   Also, depending on the resolution required by the controller, this coefficient
Can be changed.   Reset counter to return to the next position and indicate the absolute position
The processing of the output from the data 115a, 115b, 115c will be described.   In this embodiment, the signals of the preset counters 115a, 115b and 115c are
The signal is processed by the pulse duty circuit 599 and output.
Details of the processing will be described with reference to FIGS.   Absolute position outputs 501 to 512 are one of EX-OR gates 110f to 110R.
To be entered. The other input of EX-OR gate 110f to 110R
Is a duty output inverted signal 608. 115d ~ 1
15f is a preset up down counter, and
In the E circuit 599, it is used as a down counter.   The clock signal 204 is input to 115d to 115f and
When a carry occurs, NOR gate 619 (for example, RCA CD4
The output of the standard logic IC such as 025 is in the H state. This
This state is referred to as point a in FIG. 10 for explanation. Carry signal 604
Is set to the data input terminal of the D-flip-flop 121c.
The signal is input to the signal terminal and the D-flip-flop 121c
The preset signal 605 rises from the output terminal of the switch. This signal 6
05 is the clock signal of the D-flip-flop 121d at the same time.
And inverts the signal at output 606. At the same time
Tee output inversion signal 608 is also inverted by inverter 118d.
You. The above is the operation at the point a.   Then, when the preset signal 605 rises, the
At least one of the carriers 115d-115f will disappear
The output 604 of the NOR gate 619 changes from H to L.   Next, at the point a ', the clock signal 204 is converted by the inverter 118c.
The inverted signal 609 is the clock of the D-flip flop 121c.
When the preset signal 605 is set to H
From L to L, and the outputs of the EX-OR gates 110f to 110R are
Are set to counters 115d to 115f. Set at this time
The data is such that one input 608 of the EX-OR gates 110f to 110R is L
, The preset counters 115a to 115a
The output states 501 to 512 of 5c are set as they are. This set
The output data is output to counters 115d to 115f as clock signal 20.
4 decreases every time 4 is input.
Carry signal 604 is generated at the input of the signal in the same way as point a.
You. The output 606 of the D-flip-flop 121d changes from H to L.
And the duty output inversion signal 608 is inverted from L to H.
You. The output of the EX-OR gates 110f to 110R again at point b '
Are set in the counters 115d to 115f. At this time set
The input data is one of the inputs of the EX-OR gates 110f to 110R.
When a certain duty output inversion signal is in H state
Counters the outputs 501-512 of the preset counts 115a-115c.
The inverted signal is set. This signal is also the counter 115d
~ 115f, decreases every time the clock signal 204 is input.
Eventually, a carrier is generated at the position indicated by point c in FIG.
The next data to counters 115d to 115f
Set. The data at this time is inverted for the duty output.
Since the signal is L, the state of the outputs 501 to 512 remains unchanged.
It is set.   In the above operation, from the point a to the point b, the counter 115d
~ From 115 in 12 bit range formed by 115f to absolute position output 501 ~
It corresponds to 512 counts, and from point b to point c is a 12-bit range.
The time corresponding to the remaining count number in the box is reached. Obedience
From point a to point c is always constant and absolute position output 50
The point b changes according to the state of 1 to 512.
The output 606 of the flip-flop 121d is taken out via the signal line 10b.
In this way, the opening degree of the throttle valve 24 is changed to a duty cycle at points a to c.
Obtained as an e-signal.   Also, the opening signal of the throttle valve 24 is transmitted by one signal line 10b.
By taking it out, the control unit 21 shown in FIG.
Are connected to the power supply line 10a and the ground
The function can be determined by the three lines of the signal line and the signal line 10.   As described above, the magnetoresistive element was used for one embodiment of the present invention.
Although an example has been described, the present invention relates to position detection using a photoelectric element.
The output device can be similarly configured.   FIGS. 25 and 26 show another embodiment using a photoelectric element.
is there. This embodiment is also applied to the throttle sensor described above.
In the above example, the Nth absolute signal
The relationship between the number of increment signals included up to the point of changeThis is an example. Center of rotation O in slit disc 900
A phase, B phase, 2 in order from the inner side on the concentric circle as the center0, 21,
TwoTwo, 2ThreeArrangement.   The light emitting elements 901a to 901f and the light receiving elements 902a to 903f are respectively
The slits are located opposite the slits, and
Slits on the slit disc 900 connected to the body
The configuration is such that the pair position can be detected.   The signal processing circuit shown in this embodiment has analog and digital signals.
But the current technology such as ASIC (application
Angle detector can be integrated by using specialized IC)
Built-in inside is also possible.   Hereinafter, the configuration, operation, and effect of the present embodiment will be summarized.
Is as follows. (1) Detect changes in the absolute signal, and
Pre-assigned numerical values (calibration values) from memory
Set the counter. In addition, the rotation direction
Signal (upward) or down signal (downward)
The high resolution signal is used as the upper and lower counting signal of the counter.
You. (2) Even if the absolute signal is the same data,
Data obtained by increasing direction change and decreasing direction change
If the data is the same, the data changes even if the data is the same
The point, that is, the change point of the absolute signal is different. Follow
Change direction even if the absolute signal is the same data.
Absolute position by numerical value different for each
Storage, comparator, addition
, Memory, presettable up-down counter,
It is composed of a timing circuit. (3) Set each change point of the absolute signal to an arbitrary position.
I can. (4) The counter is set at each change point of the absolute signal.
The values that are printed are absolute position information corresponding to each change point.
You. At each change point, set this value in the counter
The absolute position is calibrated with
Adds or subtracts the number of high-resolution signals to the position information according to the direction of rotation
The current configuration depends on the data in the counter.
Can be detected with high resolution. Cow as a specific example
The value set on the printer varies from the origin (initial position)
Consists of the cumulative number of high-resolution signals representing the angle to the point
Therefore, the current absolute position is represented by the value in the counter.
High-resolution absolute position detection.
Wear. This is because each change point of the absolute signal has high resolution
Because the configuration is generated by an integer multiple of the signal,
The absolute position can be detected by using the counter
You. (5) The signal processing circuit described above modulates the absolute signal.
Is detected by the comparator, and if the
An absolute signal is given to the memory as an address.
On the other hand, if the change occurs in the down direction, a new
Add 1 to the busolit signal to obtain the memory address
Increase or decrease for the same data of the absolute signal
Different values depending on whether it occurred in the direction of displacement
Absolutely set to preset up and down counter
Since the position is calibrated, any direction change occurs, either increase or decrease
However, accurate absolute position calibration can be performed. (6) Arbitrary change point of absolute signal is provided
In the predetermined section, the change points of the absolute signal at equal intervals
A change point configuration having a lower pitch than the interval can be provided.
Therefore, the absolute change point generated at low pitch
High-frequency calibration can be performed and a highly accurate detection area can be set.
Can be opened. (7) Calibrate the absolute position at the changing point of the absolute signal
The absolute position is detected using a high-resolution signal until the next change point.
Get out. Therefore, the absolute signal is absolute position calibration
It can be used in a low pitch configuration.
You. 〔The invention's effect〕   According to the present invention, (1) Using low-bit absolute signal and high-resolution signal
Absolute position detection with high resolution equivalent to a high resolution signal.
And an angle detector that can be provided. (2) High resolution absolute position detection is possible with low bit configuration
Therefore, the size, weight, and cost can be reduced.

【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ツジ構成図、第4図(a),
(b),第5図,第9図は信号処理回路、第6図は第5
図の信号処理回路のタイムチヤート、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)はその動作説明波形図,
第9図はデユーテイー回路の詳細図、第10図は第9図の
信号処理回路のタイムチヤート、第11図は本発明の一実
施例を適したスロツトルセンサの縦断面図、第12図は適
用例であるスロツ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15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
ロツトルセンサ、24…絞り弁、111…ラツト、112…比較
器、113…加算器、114…メモリ、115a〜115f…プリセツ
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…デユーテイー回路、900
…スリツト円板、901a〜901f…発光素子、902a〜902f…
受光素子。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 (a) and 1 (b) are illustrations of the state of generation of a signal obtained according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a development view of the resistance element, FIG. 3 is a bridge configuration diagram of the magnetoresistive element of FIG. 2, FIG.
(B), FIGS. 5 and 9 are signal processing circuits, and FIG.
FIG. 7 is a time chart of the signal processing circuit shown in FIG. 7, FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation of the signal processing circuit, FIG. 8 (a) is a detailed diagram of the direction discriminating circuit and the multiplying circuit, and FIG. Figure,
9 is a detailed diagram of a duty circuit, FIG. 10 is a time chart of the signal processing circuit of FIG. 9, FIG. 11 is a longitudinal sectional view of a throttle sensor suitable for one embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 13 and FIG. 14 are characteristic diagrams of the engine, and FIG. 15 to FIG.
The figure shows the principle of detection and operation of the magnetoresistive element.
FIG. 26 is a drawing showing another embodiment in which the present invention is constituted by photoelectric elements. 1, 1a drum, 2, 2a substrate, 9 signal processing circuit, 20 throttle sensor, 24 throttle valve, 111 rat, 112 comparator, 113 adder, 114 memory, 115a to 115f ... Preset counter, 117 ... Timing circuit, 123 ... Direction determination circuit, 170 ... Initial setting circuit, 599 ... Duty circuit, 900
… Slit disk, 901a-901f… Light emitting element, 902a-902f…
Light receiving element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−93936(JP,A) 特開 昭53−56062(JP,A) 実開 昭62−56739(JP,U) 実開 昭62−7008(JP,U) 特表 昭63−500557(JP,A)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (56) References JP-A-58-93936 (JP, A)                 JP-A-53-56062 (JP, A)                 62-56739 (JP, U)                 Shokai Sho 62-7008 (JP, U)                 Tokuyo Sho 63-500557 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.内燃機関の絞り弁の特定の回転角度に対応した絶対
値信号を発生するものであって前記絞り弁の低開度領域
において高開度領域より密に絶対値信号を発生させる手
段と、前記絞り弁の回転に応じて所定間隔のインクリメ
ント信号を発生させる手段と、前記絶対値信号を前記イ
ンクリメント信号で補間することによって、前記絞り弁
の回転角度を求める手段とを備えたことを特徴とする絞
り弁の回転角度検出装置。 2.内燃機関の絞り弁の特定の回転角度に対応して前記
絞り弁の低開度領域において高開度領域より密に絶対値
信号を発生させ、前記絞り弁の回転に応じて所定間隔の
インクリメント信号を発生させ、前記絶対値信号を前記
インクリメント信号で補間し、その補間したインクリメ
ント信号によって前記絞り弁の回転角度を求めることを
特徴とする絞り弁の回転角度検出方法。
(57) [Claims] Means for generating an absolute value signal corresponding to a specific rotation angle of the throttle valve of the internal combustion engine, wherein the throttle valve generates the absolute value signal more densely in a low opening region than in a high opening region; A throttle, comprising: means for generating an increment signal at a predetermined interval in accordance with the rotation of the valve; and means for obtaining the rotation angle of the throttle valve by interpolating the absolute value signal with the increment signal. Valve rotation angle detector. 2. An absolute value signal is generated more densely in a low opening region of the throttle valve than in a high opening region in accordance with a specific rotation angle of the throttle valve of the internal combustion engine, and an increment signal at a predetermined interval according to the rotation of the throttle valve. Wherein the absolute value signal is interpolated with the increment signal, and the rotation angle of the throttle valve is obtained based on the interpolated increment signal.
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