(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動可能に設けられたマグネットと、該マグネットの両極にそれぞれ対面して設けられマグネットの回動角に応じてマグネットとの対向面積が変化する第１，第２のヨークと、該第１，第２のヨークの間に設けられ第１，第２のヨーク間の磁束密度に応じた検出信号を出力するホール素子と、該ホール素子に接続されホール素子から出力される検出信号の出力値を温度の変化に拘らず一定の値に保持するように補正する補正手段とを備え、
前記補正手段は、温度の上昇に応じて検出信号の出力値が増加する第１の補正信号を出力する第１の補正信号出力手段と、該第１の補正信号出力手段から出力される第１の補正信号とは異なる温度特性をもって温度の上昇に応じて検出信号の出力値が増加する第２の補正信号を出力する第２の補正信号出力手段と、第１，第２の補正信号出力手段の出力側に接続して設けられ常温時とほぼ等しい値の調整信号を出力する調整抵抗とによって構成してなる回動角検出装置。
【請求項２】
前記第１の補正信号出力手段と第２の補正信号出力手段とは、常温時における第１，第２の補正信号がほぼ同じ値になるように設定してなる請求項１に記載の回動角検出装置。
【請求項３】
前記第１の補正信号出力手段は、ホール素子の出力側に接続された第１の演算増幅器と、該演算増幅器に帰還抵抗として接続された第１の感温抵抗体とから構成し、
前記第２の補正信号出力手段は、ホール素子の出力側に接続された第２の演算増幅器と、該演算増幅器に帰還抵抗として接続され前記第１の感温抵抗体とは異なる温度係数を有する第２の感温抵抗体とから構成し、
前記調整抵抗は、前記第１，第２の演算増幅器の出力側に接続して設けられた可変抵抗によって構成してなる請求項１または２に記載の回動角検出装置。
【請求項４】
前記第１の補正信号出力手段は、ホール素子の出力側に接続された演算増幅器と、該演算増幅器に帰還抵抗として接続された第１の感温抵抗体とから構成し、
前記第２の補正信号出力手段は、前記第１の感温抵抗体に並列に前記演算増幅器に帰還抵抗として接続され前記第１の感温抵抗体とは異なる温度係数を有する第２の感温抵抗体とから構成し、
前記調整抵抗は、前記第１，第２の感温抵抗体の出力側に接続して設けられた可変抵抗によって構成してなる請求項１または２に記載の回動角検出装置。
【請求項５】
前記第１の補正信号出力手段は、ホール素子の出力側に接続された演算増幅器と、該演算増幅器に帰還抵抗として接続された第１の感温抵抗体とから構成し、
前記第２の補正信号出力手段は、ホール素子を定電流駆動する定電流駆動回路に設けられ前記第１の感温抵抗体とは異なる温度係数を有する第２の感温抵抗体と、前記第１の感温抵抗体に並列に前記演算増幅器に帰還抵抗として接続された出力抵抗とから構成し、
前記調整抵抗は、前記第１の感温抵抗体と出力抵抗との出力側に接続された可変抵抗によって構成してなる請求項１または２に記載の回動角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば回動軸の回動角等を検出するのに好適に用いられる回動角検出装置に関し、特に自動車用エンジンのスロットルバルブ開度、アクセルペダル開度等を検出するのに用いられる回動角検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回動角検出装置は、自動車用エンジンのスロットルバルブ開度、アクセルペダル開度等を検出するのに広く用いられている。そこで、回動角検出装置によってスロットルバルブ開度の検出を行う場合を例に挙げて説明する。
【０００３】
電子制御式燃料噴射装置を備えた自動車用エンジン等では、エンジンの吸気通路の途中にスロットルバルブを設け、該スロットルバルブの開度を回動角検出装置により検出する構成としている。そして、該回動角検出装置からの信号は、エンジンの吸入空気量に対応した信号としてコントロールユニットに出力され、該コントロールユニット側では吸入空気量に従って燃料の噴射量を演算するものである。このような自動車用エンジン等に用いる回動角検出装置として、マグネット、ヨーク等を用いた非接触型のものが知られている（例えば、特開平９−１８９５０８号公報、特開平９−１８９５０９号公報等）。
【０００４】
ここで、従来技術による回動角検出装置は、スロットルバルブの弁開度に応じて回動する回動軸に設けられたマグネットと、該マグネットの周囲を取り囲むヨークと、該各ヨーク間に配設された複数のホール素子とから構成されている。
【０００５】
そして、従来技術の回動角検出装置では、マグネットとヨークとによって磁気回路を構成し、ホール素子によって磁気回路の磁束密度を検出し、これらのホール素子から出力される検出信号を用いることによって回動軸の回動角、即ちスロットルバルブの弁開度を検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術による回動角検出装置では、磁束密度を検出するホール素子が負の温度特性を有するから、ホール素子から出力される検出信号の出力値は、温度の上昇に応じて低下する。このため、ホール素子からの検出信号に基づいて回動角を演算したときには、温度に応じて検出信号が変化するから、正確な回動角を検出することができないという問題がある。
【０００７】
特に、マグネットを２個のヨークによって取り囲むと共に、これら２個のヨーク間にホール素子を設けて回動角を検出する２極型のものにあっては、上記ホール素子による検出信号の温度変化がそのまま検出される回動角の変化となってしまう。このため、２極型の回動角検出装置にあっては、ホール素子による温度変化の影響を受け易く、回動角の検出精度が低下し易い傾向がある。
【０００８】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明はホール素子による検出信号の出力値が温度に応じて変化するときであっても、正確な回動角を検出することができる回動角検出装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明による回動角検出装置は、回動可能に設けられたマグネットと、該マグネットの両極にそれぞれ対面して設けられマグネットの回動角に応じてマグネットとの対向面積が変化する第１，第２のヨークと、該第１，第２のヨークの間に設けられ第１，第２のヨーク間の磁束密度に応じた検出信号を出力するホール素子と、該ホール素子に接続されホール素子から出力される検出信号の出力値を温度の変化に拘らず一定の値に保持するように補正する補正手段とを備え、前記補正手段は、温度の上昇に応じて検出信号の出力値が増加する第１の補正信号を出力する第１の補正信号出力手段と、該第１の補正信号出力手段から出力される第１の補正信号とは異なる温度特性をもって温度の上昇に応じて検出信号の出力値が増加する第２の補正信号を出力する第２の補正信号出力手段と、第１，第２の補正信号出力手段の出力側に接続して設けられ常温時とほぼ等しい値の調整信号を出力する調整抵抗とによって構成している。
【００１０】
このように構成したことにより、マグネットの回動角に応じてマグネットと第１，第２のヨークとの対向面積が変化する。このとき、第１，第２のヨーク間には、マグネットと第１，第２のヨークとの対向面積に応じた磁束が導かれる。このため、ホール素子は、第１，第２のヨーク間の磁束密度に応じた検出信号を出力することによって、回動角を検出する。また、ホール素子には補正手段を接続して設けたから、ホール素子による検出信号の出力値が温度の上昇に応じて低下するときであっても、これを補正して常温時とほぼ等しい値の信号を出力することができる。
【００１２】
また、補正手段を第１，第２の補正信号出力手段と調整抵抗とによって構成したから、第１，第２の補正信号出力手段によって異なる温度特性を有する第１，第２の補正信号を出力することができる。そして、調整抵抗は第１，第２の補正信号の間で常温とほぼ等しい値の調整信号を出力するから、多数の回動角検出装置を製造する場合に、各回動角検出装置に適用するホール素子毎に温度特性が異なるときであっても、各ホール素子の温度特性に応じた補正を行うことができる。
【００１３】
また、請求項２の発明は、第１の補正信号出力手段と第２の補正信号出力手段とは、常温時における第１，第２の補正信号がほぼ同じ値になるように設定したことにある。
【００１４】
これにより、第１，第２の補正信号出力手段は、常温ではほぼ同じ値となる第１，第２の補正信号をそれぞれ出力し、常温よりも温度が上昇、低下したときには異なる値となる第１，第２の補正信号を出力する。このため、常温時におけるホール素子からの検出信号を基準として第１，第２の補正信号出力手段の第１，第２の補正信号の間で温度に応じた補正を行うことができる。
【００１５】
また、請求項３の発明は、第１の補正信号出力手段を、ホール素子の出力側に接続された第１の演算増幅器と、該演算増幅器に帰還抵抗として接続された第１の感温抵抗体とから構成し、第２の補正信号出力手段を、ホール素子の出力側に接続された第２の演算増幅器と、該演算増幅器に帰還抵抗として接続され第１の感温抵抗体とは異なる温度係数を有する第２の感温抵抗体とから構成し、調整抵抗を、第１，第２の演算増幅器の出力側に接続して設けられた可変抵抗によって構成したことにある。
【００１６】
このように構成したことにより、第１の補正信号出力手段は第１の感温抵抗体によって利得が決まる反転増幅回路を構成し、第２の補正信号出力手段は第２の感温抵抗体によって利得が決まる反転増幅回路を構成する。また、第１，第２の感温抵抗体は相互に異なる温度係数を有するから、第１，第２の演算増幅器は温度に応じて異なる値となった第１，第２の補正信号を出力する。そして、可変抵抗は第１，第２の演算増幅器の出力側に接続されているから、これら２つの補正信号の間で常温時とほぼ等しい値の調整信号を出力し、異なる温度特性を有するホール素子を用いるときであっても、検出信号を容易に補正することができる。
【００１７】
また、請求項４の発明は、第１の補正信号出力手段を、ホール素子の出力側に接続された演算増幅器と、該演算増幅器に帰還抵抗として接続された第１の感温抵抗体とから構成し、第２の補正信号出力手段を、前記第１の感温抵抗体に並列に前記演算増幅器に帰還抵抗として接続され第１の感温抵抗体とは異なる温度係数を有する第２の感温抵抗体とから構成し、調整抵抗を、第１，第２の感温抵抗体の出力側に接続して設けられた可変抵抗によって構成したことにある。
【００１８】
これにより、第１の補正信号出力手段は第１の感温抵抗体によって利得が決まる反転増幅回路を構成し、第２の補正信号出力手段は第２の感温抵抗体によって利得が決まる反転増幅回路を構成する。また、第１，第２の感温抵抗体は相互に異なる温度係数を有するから、第１，第２の感温抵抗体の出力側には温度に応じて異なる値となった第１，第２の補正信号が出力される。そして、可変抵抗は第１，第２の感温抵抗体の出力側に接続されているから、これら２つの補正信号の間で常温時とほぼ等しい値の調整信号を出力し、異なる温度特性を有するホール素子を用いるときであっても、検出信号を容易に補正することができる。
【００１９】
また、請求項５の発明は、第１の補正信号出力手段を、ホール素子の出力側に接続された演算増幅器と、該演算増幅器に帰還抵抗として接続された第１の感温抵抗体とから構成し、第２の補正信号出力手段を、ホール素子を定電流駆動する定電流駆動回路に設けられ前記第１の感温抵抗体とは異なる温度係数を有する第２の感温抵抗体と、前記第１の感温抵抗体に並列に前記演算増幅器に帰還抵抗として接続された出力抵抗とから構成し、調整抵抗を、第１の感温抵抗体と出力抵抗との出力側に接続された可変抵抗によって構成したことにある。
【００２０】
これにより、第１の補正信号出力手段は第１の感温抵抗体によって利得が決まる反転増幅回路を構成し、第１の感温抵抗体の出力側には第１の補正信号を出力する。一方、第２の補正信号出力手段はホール素子に流す駆動電流を調整することによってホール素子からの検出信号を直接補正し、出力抵抗の出力側には補正した検出信号に基づく第２の補正信号を出力する。また、第１，第２の感温抵抗体は相互に異なる温度係数を有するから、第１の感温抵抗体と出力抵抗との出力側には、温度に応じて異なる値となった第１，第２の補正信号が出力される。そして、可変抵抗は第１の感温抵抗体と出力抵抗との出力側に接続されているから、これら２つの補正信号の間で温度変化の少ない調整信号を出力し、異なる温度特性を有するホール素子を用いるときであっても、検出信号を容易に補正することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による回動角検出装置を、図１ないし図１１を参照しつつ詳細に説明する。
【００２２】
まず、図１ないし図８は本発明による第１の実施の形態を示し、図中、１は回動角検出装置の外形をなすケーシングで、該ケーシング１は、軸方向に延び両端側が開口した筒部１Ａと、該筒部１Ａの軸方向の途中部位に設けられた平板状の隔壁部１Ｂと、前記筒部１Ａの外周側から径方向外向きに突設されたコネクタ部１Ｃとから大略構成されている。また、筒部１Ａの上側は、カバー２によって施蓋されている。これにより、隔壁部１Ｂとカバー２との間には、後述のマグネット８、ヨーク１０，１１等を収容する収容室Ａが画成されている。また、ケーシング１にはコネクタ部１Ｃから収容室Ａ内に延びる複数本のピン端子３（１本のみ図示）が埋設されている。さらに、隔壁部１Ｂには、後述のヨーク支持筒９を位置決めする筒状突部１Ｄが設けられている。
【００２３】
４はケーシング１内に回動可能に設けられた回動軸で、該回動軸４は軸受５を用いて隔壁１Ｂの中央側に貫通して取付けられている。そして、回動軸４の先端側は収容室Ａ内に向けて突出し、円板状の回動板４Ａが一体に形成されている。
【００２４】
また、回動軸４の基端側は隔壁１Ｂから軸方向下向きに突出し、レバー６が取付けられている。そして、レバー６の先端がスロットルバルブ側のレバー（図示せず）と係合することによって、回動軸４は、スロットルバルブが開閉操作されるのに応じて回動する。また、レバー６には戻しばね７が取付けられている。これにより、回動軸４は、常に初期位置Ｏ2 に向けて付勢されている。
【００２５】
８は回動板４Ａ上に接着剤等によって固着されたマグネットで、該マグネット８は、回動軸４の軸線と直交し長さ方向の両側が異なる磁極となった矩形状または小判状に形成されている。また、該マグネット８は、図３ないし図５に示すように、該マグネット８の回動中心Ｏ1 −Ｏ1 を挟んで互いに異なる磁極となった両端面が凸湾曲状をなした凸円弧面部８Ａ，８Ｂとなり、各凸円弧面部８Ａ，８Ｂは、図３に示すように、回動中心Ｏ1 −Ｏ1 に対して、例えば９０°程度の角度α1 をもって形成されている。
【００２６】
９はケーシング１の隔壁部１Ｂ上に筒状突部１Ｄによって位置決めされたヨーク支持筒で、該ヨーク支持筒９は樹脂材料により有蓋筒状に形成され、後述する第１，第２のヨーク１０，１１を樹脂モールド等の手段により一体に保持するものである。そして、ヨーク支持筒９は、第１，第２のヨーク１０，１１と共にケーシング１の筒状突部１Ｄ内に着脱可能に嵌着され、マグネット８に対して第１，第２のヨーク１０，１１を位置決めしている。
【００２７】
１０はケーシング１の収容室Ａ内に配設された第１のヨークで、該第１のヨーク１０は、マグネット８の凸円弧面部８Ａと一定の間隔を保って対向する凹湾曲状の第１の磁極片部１０Ａと、該第１の磁極片部１０Ａの軸方向端部から径方向内向きに折曲して形成され、マグネット８を上側から跨ぐように平板状をなして延びた第１のオーバハング部１０Ｂとから構成されている。そして、磁極片部１０Ａは、マグネット８の回動中心Ｏ1 −Ｏ1 に対し一定の曲率半径を有し、例えば約９０°程度の角度α2 に亘って延びている。
【００２８】
１１はケーシング１の収容室Ａ内に位置してマグネット８を挟んで第１のヨーク１０の反対側に設けられた第２のヨークで、マグネット８の凸円弧面部８Ｂと一定の間隔を保って対向する凹湾曲状の第２の磁極片部１１Ａと、該第２の磁極片部１１Ａの軸方向端部から径方向内向きに折曲して形成され、マグネット８を上側から跨ぐように平板状をなして延びた第２のオーバハング部１１Ｂとから構成されている。そして、磁極片部１１Ａは、マグネット８の回動中心Ｏ1 −Ｏ1 に対し一定の曲率半径を有し、例えば約９０°程度の角度α2 に亘って延びている。
【００２９】
また、第１，第２のオーバーハング部１０Ｂ，１１Ｂの間には、後述のホール素子１３が配設されている。これにより、第１，第２のヨーク１０，１１は、マグネット８との間に磁気回路を形成し、マグネット８の凸円弧面部８Ａ，８Ｂと第１，第２の磁極片部１０Ａ，１１Ａとの対向面積に応じた磁束をホール素子１３に導く。この結果、ホール素子１３は、回動軸４の回動角θに応じた出力信号を出力する。
【００３０】
１２はケーシング１の収容室Ａ内に配設されたフレキシブル基板で、該フレキシブル基板１２は、折曲げ可能な基板として形成され、後述のホール素子１３、補正回路１４等が搭載されている（図２参照）。
【００３１】
１３はオーバーハング部１０Ｂ，１１Ｂ間に位置してフレキシブル基板１１に取付けられたホール素子で、該ホール素子１３の磁気検出方向は、回動軸４の軸線（マグネット８の回動中心Ｏ1 −Ｏ1 の軸線）に平行で、かつマグネット８の磁極線と直交する方向となっている。さらに、該ホール素子１３は、マグネット８、第１，第２のヨーク１０，１１からなる磁気回路を通る磁束密度に比例した電圧信号を検出信号Ｖh として出力するものである。
【００３２】
１４はフレキシブル基板１２に搭載された補正手段としての補正回路で、該補正回路１４は、ホール素子１３の検出信号Ｖh を補正した出力信号Ｖ0 を出力する。そして、補正回路１４は、図６に示すように後述する定電流駆動回路１５、差動増幅回路１６、温度補正回路１７、利得調整回路２１によって構成されている。
【００３３】
次に、補正回路１４について述べるに、１５はホール素子１３に定電流を流すことによってホール素子１３を駆動する定電流駆動回路で、該定電流駆動回路１５は、定電圧源Ｖccとアースとの間に直列接続され、定電圧源Ｖccによる電圧を分圧するための分圧抵抗１５Ａ，１５Ｂと、該分圧抵抗１５Ａ，１５Ｂの間に非反転入力端子が接続された演算増幅器１５Ｃと、該演算増幅器１５Ｃの反転入力端子とアースとの間に接続された抵抗１５Ｄとによって構成されている。そして、演算増幅器１５Ｃの反転入力端子と出力端子との間には、ホール素子１３の駆動用の端子が接続されている。
【００３４】
１６はホール素子１３の検出信号Ｖh を増幅する差動増幅回路で、該差動増幅回路１６は、ホール素子１３の出力端子側に反転入力端子、非反転入力端子が接続された演算増幅器１６Ａと、該演算増幅器１６Ａの反転入力端子とホール素子１３の一方の出力端子との間に接続された入力抵抗１６Ｂと、前記演算増幅器１６Ａの非反転入力端子とホール素子１３の他方の出力端子との間に接続された入力抵抗１６Ｃと、前記演算増幅器１６Ａの反転入力端子と出力端子との間に接続された帰還抵抗１６Ｄと、前記演算増幅器１６Ａと他の定電圧源Ｖref との間に接続された抵抗１６Ｅとによって構成されている。そして、差動増幅回路１６は、ホール素子１３の検出信号Ｖh を差動増幅するものである。
【００３５】
１７は差動増幅器１６の出力端子に接続された温度補正回路で、該温度補正回路１７は、後述する第１，第２の補正信号出力回路１８，１９と、可変抵抗２０とによって構成されている。
【００３６】
１８は温度補正回路１７の温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値（出力値）を増加させる第１の補正信号出力回路で、該第１の補正信号出力回路１８は、非反転入力端子が定電圧源Ｖref に接続された第１の演算増幅器１８Ａと、該第１の演算増幅器１８Ａの反転入力端子と差動増幅器１６（演算増幅器１６Ａ）の出力端子との間に接続された入力抵抗１８Ｂと、前記第１の演算増幅器１８Ａの反転入力端子と出力端子との間に接続された第１の感温抵抗体１８Ｃとによって構成されている。
【００３７】
また、第１の補正信号出力回路１８は、入力抵抗１８Ｂと感温抵抗体１８Ｃとによって利得が決まる反転増幅回路を構成し、感温抵抗体１８Ｃは、その抵抗値が温度補正回路１７の温度の上昇に伴って増加する正の温度特性を有している。このため、第１の補正信号出力回路１８は、温度補正回路１７の温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値（出力値）を増加させた第１の補正信号Ｖ1 を出力する。
【００３８】
１９は第１の補正信号出力回路１８から出力される第１の補正信号Ｖ1 とは異なる温度特性をもって温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値を増加させる第２の補正信号出力回路で、該第２の補正信号出力回路１９は、非反転入力端子が定電圧源Ｖref に接続された第２の演算増幅器１８Ａと、該第２の演算増幅器１８Ａの反転入力端子と差動増幅器１６（演算増幅器１６Ａ）の出力端子との間に接続された入力抵抗１８Ｂと、前記第２の演算増幅器１８Ａの反転入力端子と出力端子との間に接続された第２の感温抵抗体１９Ｃとによって構成されている。
【００３９】
そして、第２の補正信号出力回路１９も、第１の補正信号出力回路１８と同様に入力抵抗１９Ｂと感温抵抗体１９Ｃとによって利得が決まる反転増幅回路を構成するから、第２の補正信号出力回路１９は、温度補正回路１７の温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値を増加させた第２の補正信号Ｖ2 を出力する。
【００４０】
また、第１，第２の感温抵抗体１８Ｃ，１９Ｃは、相互に異なる温度係数を有し、例えば第２の感温抵抗体１９Ｃは、第１の感温抵抗体１８Ｃよりも小さい温度係数を有している。このため、温度補正回路１７の温度が上昇したときには、第２の補正信号出力回路１９による補正信号Ｖ2 の出力値は、第１の補正信号出力回路１８による補正信号Ｖ1 の出力値よりも小さい値となるものである。
【００４１】
さらに、第１，第２の補正信号出力回路１８，１９の入力抵抗１８Ｂ，１８Ｂは、温度補正回路１７が常温のときに補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 がほぼ同じ値となるように設定されている。
【００４２】
２０は第１，第２の補正信号出力回路１８，１９による補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 の間で常温時とほぼ等しい電圧値の調整信号Ｖ0 を出力するための調整抵抗となる可変抵抗で、該可変抵抗２０は、その入力端子の両端側が第１，第２の演算増幅器１８Ａ，１８Ａの出力端子にそれぞれ接続されると共に、出力端子が後述の利得調整回路２１に接続されている。そして、可変抵抗２０は、出力端子の位置を変えることによって、補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 の間で調整信号Ｖ0 の値を調整するものである。
【００４３】
２１は温度補正回路１７の可変抵抗２０に接続された利得調整回路で、該利得調整回路２１は、非反転入力端子が可変抵抗２０の途中に接続された演算増幅器２１Ａと、該演算増幅器２１Ａの反転入力端子と出力端子との間に接続された可変抵抗かなる帰還抵抗２１Ｂと、前記演算増幅器２１Ａの反転入力端子と定電圧源Ｖref との間に接続された抵抗２１Ｃとによって構成されている。そして、利得調整回路２１は、帰還抵抗２１Ｂの値を適宜設定することによって、補正出力信号の大きさを調整するものである。
【００４４】
本実施の形態による回動角検出装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について図３ないし図８を参照しつつ説明する。
【００４５】
まず、初期状態では、マグネット８は、その凸円弧面部８Ａが周方向に離間した第１の磁極片部１０Ａと第２の磁極片部１１Ａとの中央に位置する初期位置として図５中のＯ1 −Ｏ2 の線上に保持されている。このとき、マグネット８の凸円弧面部８Ａ，８Ｂは、いずれの磁極片部１０Ａ，１１Ａにも対向していないから、マグネット８からの磁束は、ヨーク１０，１１内を殆ど通らない。
【００４６】
次に、スロットルバルブの回動に伴いマグネット８の凸円弧面部８Ａ，８Ｂが初期位置であるＯ1 −Ｏ2 の位置から回動角＋θをもって周方向右側に回動する。このとき、マグネット８の凸円弧面部７Ａは第１の磁極片部１０Ａと対向し、凸円弧面部８Ｂは第２の磁極片部１１Ａと対向する。これにより、マグネット８から発生する磁束は、第１のヨーク１０と第２のヨーク１１とを通してホール素子１３に導かれ、該ホール素子１３からは、図７中の実線で示す特性線ａのように第１，第２のヨーク１０，１１を通る磁束密度に対応した正の検出信号Ｖh が出力される。
【００４７】
一方、マグネット８の凸円弧面部８Ａ，８Ｂが初期位置であるＯ1 −Ｏ2 の位置から回動角−θをもって周方向左側に回動する。このとき、マグネット８の凸円弧面部８Ａは第２の磁極片部１１Ａと対向し、凸円弧面部８Ｂは第１の磁極片部１０Ａと対向する。これにより、マグネット８から発生する磁束は、第２のヨーク１１と第１のヨーク１０とを通してホール素子１３に導かれ、該ホール素子１３からは、図７中の実線で示す特性線ａのように第１，第２のヨーク１０，１１を通る磁束密度に対応した負の検出信号Ｖh が出力される。そして、この検出信号Ｖh を用いて、回動軸４の回動角θ、即ちスロットルバルブの弁開度を検出することができる。
【００４８】
ここで、ホール素子１３は負の温度特性を有するから、検出信号Ｖh の電圧値は、図８中の特性線ｃに示すように温度の上昇に応じて低下する。このため、常温よりも温度が上昇したときには、ホール素子１３から出力される検出信号Ｖh の電圧値は、図７中に一点鎖線で示す特性線ｂのように低下するから、ホール素子１３による検出信号Ｖh をそのまま用いたときには、回動角θを正確に検出することができなくなる。
【００４９】
しかし、本実施の形態ではホール素子１３には補正回路１４を接続しているから、補正回路１４によってホール素子１３による検出信号Ｖh を補正することができる。
【００５０】
即ち、第１の補正信号出力回路１８は第１の感温抵抗体１８Ｃと入力抵抗１８Ｂとによって利得が決まる反転増幅回路となっているから、温度補正回路１７の温度が上昇したときには、第１の感温抵抗体１８Ｃの抵抗値が増加し、第１の補正信号出力回路１８による第１の補正信号Ｖ1 の電圧値は、検出信号Ｖh の電圧値と比較して図８中の特性線ｄに示すように増加する。
【００５１】
一方、第２の補正信号出力回路１９も第２の感温抵抗体１９Ｃと入力抵抗１８Ｂとによって利得が決まる反転増幅回路となっているから、温度補正回路１７の温度が上昇したときには、第２の感温抵抗体１９Ｃの抵抗値が増加し、第２の補正信号出力回路１９による第２の補正信号Ｖ2 の電圧値も、検出信号Ｖh の電圧値と比較して図８中の特性線ｅに示すように増加する。
【００５２】
そして、温度補正回路１７が常温のときには、入力抵抗１８Ｂ，１８Ｂによって補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 の電圧値がほぼ同じ値となるように設定されているから、補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 はほぼ同じ値となる。一方、温度補正回路１７の温度が常温よりも上昇したときには、第２の感温抵抗体１９Ｃは第１の感温抵抗体１８Ｃよりも小さい温度係数を有しているから、第２の補正信号出力回路１９による補正信号Ｖ2 の電圧値は、第１の補正信号出力回路１８による補正信号Ｖ1 の電圧値よりも小さい値となる。
【００５３】
このとき、可変抵抗２０は第1 ，第２の補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 の間で図８中の特性線ｆに示すように常温時とほぼ等しい電圧値の調整信号Ｖ0 を出力するように調整されているから、補正回路１４によってホール素子１３の検出信号Ｖh の温度変化を補うことができる。
【００５４】
かくして、本実施の形態による回動角検出装置では、ホール素子１３には補正回路１４を接続したから、補正回路１４によってホール素子１３の検出信号Ｖh の温度変化を補うことができる。このため、ホール素子１３等が温度変化するときであっても正確に回動角θを検出することができ、回動角検出装置の信頼性を高めることができる。
【００５５】
また、温度補正回路１７は第１，第２の補正信号出力回路１８，１９と可変抵抗２０とによって構成したから、第１の補正信号出力回路１８と第２の補正信号出力回路１９とによって異なる温度特性をもった補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 を出力し、可変抵抗２０によって補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 の間で常温時とほぼ等しい電圧値の調整信号Ｖ0 を出力することができる。このため、多数の回動角検出装置を製造する場合に各回動角検出装置のホール素子１３毎に温度特性がばらつくときであっても、可変抵抗２０によって調整信号Ｖ0 を補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 の間で調整することができ、各ホール素子１３の温度特性のばらつきを吸収することができる。
【００５６】
また、第１の補正信号出力回路１８と第２の補正信号出力回路１９は常温時における補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 がほぼ同じ値になるように設定したから、常温時におけるホール素子１３からの検出信号Ｖh を基準として第１，第２の補正信号出力回路１８，１９の補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 の間で温度に応じた補正を行うことができる。
【００５７】
さらに、補正回路１４をホール素子１３と共にフレキシブル基板１２に設けたから、補正回路１４によってホール素子１３の検出信号Ｖh の温度変化を補うことができると共に、補正回路１４を構成する定電流駆動回路１５、差動増幅回路１６等が温度特性を有し、出力が変化する場合であっても、これらの温度特性を吸収することができる。
【００５８】
次に、図９は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、単一の演算増幅器によって温度補正回路を構成したことにある。なお、本実施の形態では第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５９】
３１は本実施の形態による温度補正回路で、該温度補正回路は差動増幅器１６の出力端子に接続され、後述する第１，第２の補正信号出力回路３２，３３と、可変抵抗３４とによって構成されている。
【００６０】
３２は温度補正回路３１の温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値を増加させる第１の補正信号出力回路で、該第１の補正信号出力回路３２は、非反転入力端子が定電圧源Ｖref に接続された演算増幅器３２Ａと、該演算増幅器３２Ａの反転入力端子と差動増幅器１６（演算増幅器１６Ａ）の出力端子との間に接続された入力抵抗３２Ｂと、前記演算増幅器３２Ａの反転入力端子と出力端子との間に接続された第１の感温抵抗体３２Ｃと、該感温抵抗体３２Ｃと演算増幅器３２Ａの出力端子との間に位置して感温抵抗体３２Ｃに直列接続された電流供給用の抵抗３２Ｄとによって構成されている。
【００６１】
そして、第１の補正信号出力回路３２は、入力抵抗３２Ｂと感温抵抗体３２Ｃ、抵抗３２Ｄとによって利得が決まる反転増幅回路を構成し、感温抵抗体３２Ｃの抵抗値は、温度補正回路３１の温度の上昇に伴って増加する。このため、第１の補正信号出力回路３２は、温度補正回路３１の温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値を増加させた第１の補正信号Ｖ1 を出力する。
【００６２】
３３は第１の補正信号出力回路３２から出力される第１の補正信号Ｖ1 とは異なる温度特性をもって温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値を増加させる第２の補正信号出力回路で、該第２の補正信号出力回路３３は、第１の感温抵抗体３２Ｂに並列に演算増幅器３２Ａに帰還抵抗として接続され第１の感温抵抗体３２Ｂよりも小さい温度係数を有する第２の感温抵抗体３３Ａと、該感温抵抗体３３Ａと演算増幅器３２Ａの出力端子との間に位置して感温抵抗体３３Ａに直列接続された電流供給用の抵抗３３Ｂとによって構成されている。
【００６３】
また、電流供給用の抵抗３２Ｄ，３３Ｂはほぼ同じ値に設定されると共に、演算増幅器３２Ａによる利得を確保しつつ、感温抵抗体３２Ｂ，３３Ａが相互に及ぼす影響を低減するために、例えば感温抵抗体３２Ｂ，３３Ａと同程度の値に設定されている。
【００６４】
そして、第２の補正信号出力回路３３は、入力抵抗３２Ｂと感温抵抗体３３Ａ、抵抗３３Ｂとによって利得が決まる反転増幅回路を構成し、第２の補正信号出力回路３３は、温度補正回路３１の温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値を増加させた第２の補正信号Ｖ2 を出力する。
【００６５】
また、第１，第２の感温抵抗体３２Ｃ，３３Ａは、相互に異なる温度係数を有し、例えば第２の感温抵抗体３３Ａは、第１の感温抵抗体３２Ｃよりも小さい温度係数を有している。さらに、第１，第２の補正信号出力回路３２，３３は、温度補正回路３１が常温のときに補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 がほぼ同じ値となるように設定している。
【００６６】
３４は第１，第２の補正信号出力回路３２，３３による補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 の間で常温時とほぼ等しい電圧値の調整信号Ｖ0 を出力するための可変抵抗で、該可変抵抗３４は、その入力端子の両端側が第１，第２の感温抵抗体３２Ｃ，３３Ａの出力側にそれぞれ接続されると共に、出力端子が利得調整回路２１に接続されている。また、可変抵抗３４は、電流を流れにくくするために、第１，第２の感温抵抗体３２Ｃ，３３Ａに比べて十分に大きな値に設定されている。
【００６７】
かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では第１，第２の補正信号出力回路３２，３３に共通の演算増幅器３２Ａを用いるから、単一の演算増幅器３２Ａによって温度補正回路３１を構成することができる。これにより、温度補正回路３１の構成を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００６８】
次に、図１０は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、定電流駆動回路に第１の感温抵抗体を設けたことにある。なお、本実施の形態では第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６９】
４１は本実施の形態による定電流駆動回路で、該定電流駆動回路４１は、定電圧源Ｖccとアースとの間に直列接続され、定電圧源Ｖccによる電圧を分圧するための分圧抵抗４１Ａ、感温抵抗体４１Ｂと、該分圧抵抗４１Ａと感温抵抗体４１Ｂの間に非反転入力端子が接続された演算増幅器４１Ｃと、該演算増幅器４１Ｃの反転入力端子とアースとの間に接続された抵抗４１Ｄとによって構成されている。そして、演算増幅器４１Ｃの反転入力端子と出力端子との間には、ホール素子１３の駆動用の端子が接続されている。
【００７０】
そして、感温抵抗体４１Ｂは、温度の上昇に伴ってその抵抗値が大きくなるから、ホール素子１３に供給される電流が温度の上昇に伴って増加する。これにより、定電流駆動回路４１は、後述の出力抵抗４４Ａと共に第２の補正信号出力回路４４を構成し、ホール素子１３による検出信号Ｖh の電圧値が温度の上昇に伴って低下するのを補い、検出信号Ｖh の電圧値を直接的に増加させるものである。
【００７１】
４２は本実施の形態による温度補正回路で、該温度補正回路は差動増幅器１６の出力端子に接続され、後述する第１，第２の補正信号出力回路４３，４４と、可変抵抗４５とによって構成されている。
【００７２】
４３は温度補正回路４３の温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値を増加させる第１の補正信号出力回路で、該第１の補正信号出力回路４３は、非反転入力端子が定電圧源Ｖref に接続された演算増幅器４３Ａと、該演算増幅器４３Ａの反転入力端子と差動増幅器１６（演算増幅器１６Ａ）の出力端子との間に接続された入力抵抗４３Ｂと、前記演算増幅器４３Ａの反転入力端子と出力端子との間に接続された感温抵抗体４３Ｃと、該感温抵抗体４３Ｃと演算増幅器４３Ａの出力端子との間に位置して感温抵抗体４３Ｃに直列接続された電流供給用の抵抗４３Ｄとによって構成されている。
【００７３】
そして、第１の補正信号出力回路４３は、入力抵抗４３Ｂと感温抵抗体４３Ｃ、抵抗４３Ｄとによって利得が決まる反転増幅回路を構成し、感温抵抗体４３Ｃの抵抗値は、温度補正回路４２の温度の上昇に伴って増加する。このため、第１の補正信号出力回路４３は、温度補正回路４２の温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値を増加させた第１の補正信号Ｖ1 を出力する。
【００７４】
４４は第１の補正信号出力回路４３から出力される第１の補正信号Ｖ1 とは異なる温度特性をもって温度の上昇に応じて検出信号Ｖh の電圧値を増加させる第２の補正信号出力回路で、該第２の補正信号出力回路４４は、感温抵抗体４３Ｂに並列に演算増幅器４３Ａに帰還抵抗として接続され出力抵抗４４Ａと、該出力抵抗４４Ａと演算増幅器４３Ａの出力端子との間に位置して出力抵抗４４Ａに直列接続された電流供給用の抵抗４４Ｂとによって構成されている。
【００７５】
そして、第２の補正信号出力回路４４は、入力抵抗４３Ｂと出力抵抗４４Ａ、抵抗４４Ｂとによって利得が決まる反転増幅回路を構成し、第２の補正信号出力回路４４は、定電流駆動回路４１によって温度補正が施された検出信号Ｖh の電圧値を増幅した第２の補正信号Ｖ2 を出力する。
【００７６】
また、感温抵抗体４３Ｃ，４１Ｂは、相互に異なる温度係数を有し、例えば第２の補正信号出力回路４４の感温抵抗体４１Ｂは、第１の補正信号出力回路４３の感温抵抗体４３Ｃよりも小さい温度係数を有している。さらに、第１，第２の補正信号出力回路４３，４４は、温度補正回路４２が常温のときに補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 がほぼ同じ値となるように設定している。
【００７７】
４５は第１，第２の補正信号出力回路４３，４４による補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 の間で常温時とほぼ等しい電圧値の調整信号Ｖ0 を出力するための可変抵抗で、該可変抵抗４５は、その入力端子の両端側が第１の感温抵抗体４３Ｃ、出力抵抗４４Ａの出力側にそれぞれ接続されると共に、出力端子が利得調整回路２１に接続されている。
【００７８】
かくして、本実施の形態でも第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。しかし、本実施の形態では、感温抵抗体４１Ｂによって検出信号Ｖh を補正した後、感温抵抗体４３Ｃによってさらに補正を行う。このため、感温抵抗体４３Ｃ，４１Ｂの温度特性が等しいときであっても、異なる値となった補正信号Ｖ1 ，Ｖ2 を出力することができる。
【００７９】
なお、前記第１，第２の実施の形態では、定電流駆動回路１５によってホール素子１３を駆動するものとしたが、本発明はこれに限らず、例えば図１１に示す変形例のように定電圧駆動回路５１によってホール素子１３を駆動する構成としてもよい。この場合、定電流駆動回路１５によって駆動するときに比べてホール素子１３の検出信号Ｖh の温度変化は大きくなるものの演算増幅器が不要となるため、製造コストを低減することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１の発明によれば、マグネットの両極にそれぞれ対面する第１，第２のヨークと、該第１，第２のヨークの間に設けられ第１，第２のヨーク間の磁束密度に応じた検出信号を出力するホール素子と、該ホール素子に接続されホール素子から出力される検出信号の出力値を補正する補正手段とによって構成したから、マグネットの回動角に応じてマグネットと第１，第２のヨークとの対向面積が変化すると共に、第１，第２のヨーク間には、マグネットと第１，第２のヨークとの対向面積に応じた磁束が導かれる。このため、ホール素子は、第１，第２のヨーク間の磁束密度に応じた検出信号を出力することによって、回動角を検出することができる。また、ホール素子には補正手段を接続して設けたから、ホール素子による検出信号の出力値が温度の上昇に応じて変化するときであっても、これを補正して常温時とほぼ等しい値の信号を出力することができ、回動角を正確に検出でき、回動角検出装置の信頼性を高めることができる。
【００８１】
また、請求項１の発明によれば、補正手段を第１，第２の補正信号出力手段と調整抵抗とによって構成したから、第１，第２の補正信号出力手段によって異なる温度係数に基づく第１，第２の補正信号を出力し、調整抵抗によってこれら第１，第２の補正信号の間で常温時とほぼ等しい調整信号を出力することができる。このため、多数の回動角検出装置を製造する場合に各回動角検出装置のホール素子毎に温度特性がばらつくときであっても、調整抵抗によって調整信号を補正信号の間で調整することができ、各ホール素子の温度特性のばらつきを吸収することができる。
【００８２】
また、請求項２の発明によれば、第１の補正信号出力手段と第２の補正信号出力手段は常温時における第１，第２の補正信号がほぼ同じ値になるように設定したから、常温時におけるホール素子からの検出信号を基準として第１，第２の補正信号出力手段の第１，第２の補正信号の間で温度に応じた補正を行うことができる。
【００８３】
また、請求項３の発明によれば、第１，第２の補正信号出力手段を相互に温度係数の異なる感温抵抗体を含んだ差動増幅回路によって構成し、第１，第２の補正信号出力手段の出力側に調整抵抗を接続したから、第１の補正信号出力手段と第２の補正信号出力手段とによって異なる温度係数に基づく第１，第２の補正信号を出力し、調整抵抗によって第１，第２の補正信号の間で常温時とほぼ等しい調整信号を出力することができる。
【００８４】
また、請求項４の発明によれば、第１，第２の補正信号出力手段に共通の演算増幅器を用いて構成するから、単一の演算増幅器によって補正手段を構成することができる。これにより、補正手段の構成を簡素化し、製造コストを低減することができる。
【００８５】
さらに、請求項５の発明によれば、第１の補正信号出力手段をホール素子の出力側に接続された演算増幅器、第１の感温抵抗体によって構成し、第２の補正信号出力手段をホール素子の定電流駆動回路に設けられた第２の感温抵抗体と演算増幅器に帰還抵抗として接続された出力抵抗とから構成し、調整抵抗を第１の感温抵抗体と出力抵抗の出力側に接続した可変抵抗によって構成したから、第１の補正信号出力手段によってホール素子による検出信号の温度変化を補うと共に、第２の補正信号出力手段によってホール素子に供給する電流を変化させることによって検出信号の温度変化を補正することができる。そして、調整抵抗によって第１，第２の補正信号出力手段による第１，第２の補正信号の間で常温時とほぼ等しい調整信号を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による回動角検出装置を示す一部破断の平面図である。
【図２】図１中の回動角検出装置を矢示II−II方向からみた縦断面図である。
【図３】第１の実施の形態によるマグネット、第１のヨーク、第２のヨーク等を図２中の矢示 III−III 方向からみた横断面図である。
【図４】第１の実施の形態によるマグネット、第１のヨーク、第２のヨーク、ホール素子を示す斜視図である。
【図５】回動角検出装置に用いるマグネット、第１のヨーク、第２のヨーク、ホール素子等の配置関係を示す模式的構成図である。
【図６】ホール素子に接続された補正回路を示す回路図である。
【図７】ホール素子による検出信号と回動角との関係を示す特性線図である。
【図８】検出信号、第１，第２の補正信号、調整信号と温度との関係を示す特性線図である。
【図９】第２の実施の形態による補正回路を示す回路図である。
【図１０】第３の実施の形態による補正回路を示す回路図である。
【図１１】本発明の変形例によるホール素子の定電圧駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
４  回動軸
８  マグネット
１０  第１のヨーク
１１  第２のヨーク
１３  ホール素子
１４  補正回路（補正手段）
１８，３２，４４  第１の補正信号出力回路（第１の補正信号出力手段）
１８Ａ  第１の演算増幅器
１８Ｃ，３２Ｃ，４３Ｃ  第１の感温抵抗体
１９，３３，４３  第２の補正信号出力回路（第２の補正信号出力手段）
１９Ａ  第１の演算増幅器
１９Ｃ，３３Ａ，４１Ｂ  第２の感温抵抗体
２０，３４，４５  可変抵抗（調整抵抗）
３２Ａ，４３Ａ  演算増幅器
４４Ａ  出力抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003648419.tif 000008
【図８】
0003648419.tif 000009
【図９】
0003648419.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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