JPH02298802A - Throttle position sensor - Google Patents

Throttle position sensor

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Publication number
JPH02298802A
JPH02298802A JP12011689A JP12011689A JPH02298802A JP H02298802 A JPH02298802 A JP H02298802A JP 12011689 A JP12011689 A JP 12011689A JP 12011689 A JP12011689 A JP 12011689A JP H02298802 A JPH02298802 A JP H02298802A
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JP
Japan
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shaft
throttle
magnetoresistive element
magnet member
detection element
Prior art date
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Pending
Application number
JP12011689A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Sakakibara
伸一 榊原
Mamoru Matsubara
守 松原
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Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/521,847 priority patent/US5055781A/en
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable easy detection of an idle area by a method wherein a pattern-shaped magnetoresistance element of which a component in the longitudinal direction is biased by a prescribed angle from the magnetic flux of a magnet at a position of closure of a valve is provided on a base. CONSTITUTION:A magnet member 20 located at the fore end of a shaft 2 rotating in gearing with a throttle valve is provided rotatably opposite to a magnetic sensor 10. The magnetic sensor 10 is provided with a first magnetoresistance element 12 and also a second magnetoresistance element 13 which is shaped in a pattern and of which a component in the longitudinal direction is biased by a prescribed angle alpha from the magnetic flux of a magnet 21 at the time when the valve is at a position of closure. In this constitution, a voltage being proportional to the degree of opening of a throttle is obtained from the resistance element 12, while input and output signals out of which an output signal is linear to the angle of rotation of the shaft are obtained in the vicinity of a position of stop of the shaft 2 from the resistance element 13. Therefore, an idle area is distinguished sharply and can be detected reliably.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関に装着されるスロットルポジションセ
ンサに関し、特に磁気センサを利用したスロットルポジ
ションセンサに係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a throttle position sensor installed in an internal combustion engine, and particularly to a throttle position sensor using a magnetic sensor.

[従来の技術] 電子制御燃料噴射装置を搭載した内燃機関においては、
スロットルポジションセンサが装着され、その出力信号
が燃料噴射制御に供されている。このスロットルポジシ
ョンセンサはスロットルバルブシャフトに連結され、通
常、スロットルバルブ開度(以下、スロットル開度とい
う)に応じて変化するスロットル開度信号と、アイドル
域か出力域かによりオンオフするアイドル信号が出力さ
れる。
[Prior art] In an internal combustion engine equipped with an electronically controlled fuel injection device,
A throttle position sensor is installed, and its output signal is used for fuel injection control. This throttle position sensor is connected to the throttle valve shaft, and normally outputs a throttle opening signal that changes depending on the throttle valve opening (hereinafter referred to as throttle opening) and an idle signal that turns on and off depending on whether it is in the idle range or output range. be done.

前者のスロットル開度信号はスロットル開度に応じて出
力するオンオフ信号とされる場合もあるが、実開昭59
−41708号、実開昭59−115304号、あるい
は実開昭62−81004号公報に記載のようにスロッ
トル開度に比例するアナログ電圧出力とされるのが一般
的である。このため、スロットルポジションセンサにお
いては上記公報に記載のようにスロットルバルブに連動
するポテンショメータが構成されている。即ち、スロッ
トルバルブの閉作動に応じて可動接点が抵抗体上を摺動
し、抵抗体の一端と可動接点間の電圧が出力される。ま
た、スロットルバルブ閉作動    一時には、スロッ
トルバルブに連動する別の可動接点により常開のアイド
ル信号用固定接点間が閉成され、アイドル域を示すオン
信号が出力される。
The former throttle opening signal is sometimes referred to as an on/off signal that is output according to the throttle opening, but it was
As described in Japanese Utility Model Application No. 41708, Japanese Utility Model Application No. 59-115304, or Japanese Utility Model Application No. 62-81004, an analog voltage output proportional to the throttle opening is generally used. For this reason, the throttle position sensor includes a potentiometer that is linked to the throttle valve as described in the above-mentioned publication. That is, the movable contact slides on the resistor in response to the closing operation of the throttle valve, and a voltage between one end of the resistor and the movable contact is output. Further, when the throttle valve is closed, another movable contact interlocked with the throttle valve closes the normally open idle signal fixed contacts, and an on signal indicating the idle range is output.

[発明が解決しようとする課題] 上記従来のスロットルポジションセンサにおいてはポテ
ンショメータが用いられているため、抵抗体と可動接点
たるブラシ間の摺動作用が必須であり、両者間の機械的
接触関係が基本となっている。従って、ブラシあるいは
抵抗体の摩耗等の機械的接触に伴なう不具合に対し種々
の対策を講する必要がある。この解決策として無接触型
回転角度センサの利用が有効であり、スロットル開度の
検出には比較的容易に利用し得るが、アイドル域の検出
は容易ではなく別途スイッチ手段等を設ける必要が生じ
無接触型を採用した意義が薄れることどなる。例えば、
磁気抵抗素子を有する磁気センサを用いた場合にはスロ
ットル開度即ち回転角度が小さい領域では出力変化が緩
やかであるため、的確なスレショルドレベルを設定する
ことが困難である。
[Problems to be Solved by the Invention] Since a potentiometer is used in the above-mentioned conventional throttle position sensor, sliding movement between the resistor and the movable contact brush is essential, and the mechanical contact relationship between the two is essential. It is basic. Therefore, it is necessary to take various measures against problems caused by mechanical contact, such as wear of brushes or resistors. As a solution to this problem, the use of a non-contact rotation angle sensor is effective and can be used relatively easily to detect the throttle opening, but it is not easy to detect the idle range and requires a separate switch means etc. The significance of adopting a contactless model will be diminished. for example,
When a magnetic sensor having a magnetoresistive element is used, it is difficult to set an accurate threshold level because the output changes slowly in a region where the throttle opening, that is, the rotation angle is small.

そこで、本発明は磁気センサを有する無接触型回転角度
センサをスロットルポジションセンサに利用すると共に
、スロットル開度のみならずアイドル域も容易に検出し
得るようにすることを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to use a non-contact rotation angle sensor having a magnetic sensor as a throttle position sensor, and to easily detect not only the throttle opening but also the idle range.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明のスロットルポジシ
ョンセンサは、スロットルバルブに連動して回転するシ
ャフトと、該シャフトを回動自在に支持するハウジング
と、所定方向に平行磁束を有する磁界を形成する磁石部
材と、該磁石部材に対向し前記ハウジング内に収容する
検出素子であって、前記スロットルバルブの閉位置にお
ける前記磁石部材の磁束方向に対し長手方向成分が所定
角度偏位したパターン形状の磁気抵抗素子を基板の板面
に付着して成る検出素子とを備え、該検出素子と前記磁
石部材の何れか一方を前記シャフトの一端に装着し他方
を前記ハウジング内の前記シャフトの一端に対向する所
定位置に固定したものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the throttle position sensor of the present invention includes a shaft that rotates in conjunction with a throttle valve, a housing that rotatably supports the shaft, and a shaft that rotates in a predetermined direction. a magnet member that forms a magnetic field having a parallel magnetic flux; and a detection element that faces the magnet member and is housed in the housing, the detection element having a longitudinal component with respect to the magnetic flux direction of the magnet member in the closed position of the throttle valve. a detection element formed by attaching a pattern-shaped magnetoresistive element deviated at a predetermined angle to a plate surface of a substrate, one of the detection element and the magnet member is attached to one end of the shaft, and the other is attached to the housing. It is fixed at a predetermined position opposite to one end of the shaft inside.

又、本発明のスロットルポジションセンサは、スロット
ルバルブに連動して回転するシャフトと、該シャフトを
回動自在に支持するハウジングと、該ハウジング内に収
容する検出素子であって、基板の板面に所定のパターン
形状の第1の磁気抵抗素子を付着すると共に該第1の磁
気抵抗素子のパターン形状に対し所定角度偏位したパタ
ーン形状の第2の磁気抵抗素子を付着して成る検出素子
と、該検出素子に対向する磁石部材とを備え、該磁石部
材と前記検出素子の何れか一方を前記シャフトの一端に
装着し他方を前記ハウジング内の前記シャフトの一端に
対向する所定位置に固定したものとしてもよい。
Further, the throttle position sensor of the present invention includes a shaft that rotates in conjunction with a throttle valve, a housing that rotatably supports the shaft, and a detection element housed in the housing. a detection element comprising a first magnetoresistive element having a predetermined pattern shape and a second magnetoresistive element having a pattern shape offset at a predetermined angle with respect to the pattern shape of the first magnetoresistive element; a magnet member facing the detection element, one of the magnet member and the detection element is attached to one end of the shaft, and the other is fixed at a predetermined position facing the one end of the shaft within the housing. You can also use it as

前記磁石部材は、前記基板の両側面に夫々対向する一対
の磁極を有し、少くとも前記基板の板面を含む磁界を形
成するようにするとよい。
The magnet member preferably has a pair of magnetic poles facing each other on both sides of the substrate, and forms a magnetic field that includes at least the plate surface of the substrate.

[作用] 上記の構成になるスロットルポジションセンサにおいて
は、スロットルバルブが実質的に閉位置にあるアイドル
域の検出用として、所定のパターン形状の磁気抵抗素子
を有する検出素子が用いられる。即ち、磁気抵抗素子は
その長手方向成分がスロットルバルブ閉位置における磁
石部材の磁束方向に対し所定角度偏位しているため、シ
ャフトの停止位置近傍で磁気抵抗素子の出力信号がシャ
フトの回転角度に対しリニアとなるように入出力信号特
性を設定し得る。これにより、所定のスロットル開度範
囲のアイドル域が峻別され、確実に検出される。
[Operation] In the throttle position sensor configured as described above, a detection element having a magnetoresistive element in a predetermined pattern shape is used for detecting the idle region where the throttle valve is substantially in the closed position. In other words, since the longitudinal component of the magnetoresistive element is deviated by a predetermined angle with respect to the direction of the magnetic flux of the magnet member at the throttle valve closed position, the output signal of the magnetoresistive element changes to the rotation angle of the shaft near the shaft stop position. Input/output signal characteristics can be set so as to be linear with respect to the input/output signal. Thereby, the idle region within the predetermined throttle opening range is clearly distinguished and detected reliably.

また、第1及び第2の磁気抵抗素子を備えたものにあっ
てはスロットルバルブの回動に応じて回転するシャフト
の回転角度を検出する回転角度センサ用として第1の磁
気抵抗素子が用いられ、アイドル域検出用として第2の
磁気抵抗素子が用いられる。而して、スロットル開度が
、第1の磁気抵抗素子の出力信号として検出され、スロ
ットルバルブがアイドル状態にあるか否かが第2の磁気
抵抗素子の出力信号として検出される。このとき、第2
の磁気抵抗素子は第1の磁気抵抗素子に対し所定角度偏
位しているため、シャフトの停止   −位置近傍で第
2の磁気抵抗素子の出力信号がシャフトの回転角度に対
しリニアとなるように入出力信号特性を設定し得る。こ
れにより、アイドル域が確実に検出される。
In addition, in a device equipped with the first and second magnetoresistive elements, the first magnetoresistive element is used as a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the shaft that rotates in accordance with rotation of the throttle valve. , a second magnetoresistive element is used for idle range detection. Thus, the throttle opening degree is detected as an output signal of the first magnetoresistive element, and whether or not the throttle valve is in an idle state is detected as an output signal of the second magnetoresistive element. At this time, the second
Since the magnetoresistive element is offset by a predetermined angle with respect to the first magnetoresistive element, the output signal of the second magnetoresistive element is linear with respect to the rotation angle of the shaft near the stop position of the shaft. Input and output signal characteristics can be set. This ensures that the idle area is detected.

[実施例] 以下、本発明の望ましい実施例を図面を参照して説明す
る。
[Embodiments] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図乃至第3図は本発明のスロットルポジションセン
サに用いられる磁気センサの一実施例に係るもので、第
1図は磁気センサ10を構成する第1及び第2の強磁性
磁気抵抗素子12.13(以下、単に第1及び第2の磁
気抵抗素子12゜13という)のパターンを示している
1 to 3 relate to an embodiment of a magnetic sensor used in the throttle position sensor of the present invention, and FIG. 1 shows first and second ferromagnetic magnetoresistive elements 12 constituting a magnetic sensor 10 .13 (hereinafter simply referred to as first and second magnetoresistive elements 12°13).

第1の磁気抵抗素子12は高抵抗化を図るため帯状のN
i−Co合金等の薄膜強磁性合金が折曲され、第1図に
示すようなパターンに形成されている。即ち、長手方向
が水平な素子を中心とするブロックと長手方向が垂直な
素子を中心とするブロックとが交互に接続され、四つの
ブロックが構成されている。そして、各ブロック間の接
続点には端子12a乃至12dが形成されている。端子
12a、12bは所謂電流端子で、端子12aは電源V
cに接続され、端子12bは接地されている。端子12
c、12dは所謂電圧端子であり、これらから検出信号
が出力される。
The first magnetoresistive element 12 is a strip-shaped N
A thin film ferromagnetic alloy such as an i-Co alloy is bent and formed into a pattern as shown in FIG. That is, blocks centered on elements whose longitudinal directions are horizontal and blocks whose centers are centered on elements whose longitudinal directions are vertical are alternately connected to form four blocks. Terminals 12a to 12d are formed at connection points between each block. Terminals 12a and 12b are so-called current terminals, and terminal 12a is connected to the power supply V.
c, and the terminal 12b is grounded. terminal 12
C and 12d are so-called voltage terminals, from which detection signals are output.

第2の磁気抵抗素子13は本発明にいう磁束方向に対し
長手方向成分が所定角度偏位したパターン形状の磁気抵
抗素子を構成し、第1の磁気抵抗素子12と同一材料で
水平方向に対して角度αをなすブロックと垂直方向に対
して角度αをなすブロックとが接続されたパターン形状
に形成されている。そして、第2の磁気抵抗素子13は
第1図に示すように第1の磁気抵抗素子12のパターン
に対し角度α偏位している。この角度αは45゜を避け
40°前後とするのが好ましい、61N子13a、13
bは電流端子で端子13aは電源Vcに接続され、端子
13bは接地されている。端子13cは電圧端子であり
、これから検出信号が出力される。尚、上記第2の磁気
抵抗素子13は第6図に示すように抵抗R1及びR2と
共にオペアンプoPに接続され、比較回路が構成される
The second magnetoresistive element 13 constitutes a pattern-shaped magnetoresistive element in which the longitudinal component is deviated at a predetermined angle with respect to the magnetic flux direction according to the present invention, and is made of the same material as the first magnetoresistive element 12 in the horizontal direction. A pattern shape is formed in which blocks forming an angle α with respect to the vertical direction and blocks forming an angle α with respect to the vertical direction are connected. The second magnetoresistive element 13 is offset by an angle α with respect to the pattern of the first magnetoresistive element 12, as shown in FIG. It is preferable that this angle α is around 40°, avoiding 45°.
b is a current terminal, terminal 13a is connected to power supply Vc, and terminal 13b is grounded. Terminal 13c is a voltage terminal, from which a detection signal is output. The second magnetoresistive element 13 is connected to the operational amplifier oP together with resistors R1 and R2 to form a comparison circuit, as shown in FIG.

而して、第1の磁気抵抗素子12がスロットル開度検出
用、第2の磁気抵抗素子がアイドル域検出用に供される
。これら第1及び第2の磁気抵抗素子12.13を備え
た磁気センサ10は、第2図に示すように回路基板30
に実装され、回路基板30上に印刷された複数のリード
31に端子12a乃至12d及び端子13a乃至13c
が接続される。
Thus, the first magnetoresistive element 12 is used for detecting the throttle opening, and the second magnetoresistive element is used for detecting the idle range. As shown in FIG.
Terminals 12a to 12d and terminals 13a to 13c are mounted on a plurality of leads 31 printed on a circuit board 30.
is connected.

そして、この磁気センサ10に対向して第3図に示すよ
うに磁石部材20が所定間隙を隔てて配置される。磁石
部材20は永久磁石21とその両側面に接合された一対
の断面略し字状の磁性体腕部22,2°3から成り、こ
れら磁性体腕部22゜23の長手方向に平行に、シャフ
ト2が永久磁石21に固着されている。磁性体腕部22
,23は各屈曲部の先端部22a、23aの端面が対向
するように夫々永久磁石21側面に接着等により接合さ
れており、先端部22a、23aの端面間に空隙が形成
されている。而して、永久磁石21により磁性体腕部2
2,23の先端部22a、23aに夫々N8i、 S&
が形成され、両者間に磁束密度が均一な平行磁束の磁界
が形成される。
A magnet member 20 is placed opposite the magnetic sensor 10 with a predetermined gap therebetween as shown in FIG. The magnet member 20 consists of a permanent magnet 21 and a pair of magnetic arms 22, 2°3 having an abbreviated cross-section, which are joined to both sides of the permanent magnet 21. 2 is fixed to a permanent magnet 21. Magnetic arm 22
, 23 are bonded to the side surfaces of the permanent magnet 21 by adhesive or the like so that the end surfaces of the tip portions 22a, 23a of each bending portion face each other, and a gap is formed between the end surfaces of the tip portions 22a, 23a. Thus, the permanent magnet 21 causes the magnetic arm 2 to
N8i, S&
is formed, and a magnetic field of parallel magnetic flux with uniform magnetic flux density is formed between the two.

上記磁気センサ10及び磁石部材20は第4図及び第5
図に示すようにスロットルポジションセンサ1内に収容
されている。スロットルポジションセンサ1は図示しな
いスロットルボデーに装着され、シャフト2が図示しな
いスロットルシャフトに連動して回動するように支持さ
れている。即ち、スロットルポジションセンサ1は隣接
する二つの凹部3a、3bを有する合成樹脂製のハウジ
ング3を備え、これら凹部3a、3b間の隔壁3Cに、
軸受4を介してシャフト2が回動自在に支持されている
The magnetic sensor 10 and magnet member 20 are shown in FIGS. 4 and 5.
As shown in the figure, it is housed within a throttle position sensor 1. The throttle position sensor 1 is attached to a throttle body (not shown), and is supported so that the shaft 2 rotates in conjunction with a throttle shaft (not shown). That is, the throttle position sensor 1 includes a synthetic resin housing 3 having two adjacent recesses 3a and 3b, and a partition wall 3C between these recesses 3a and 3b.
A shaft 2 is rotatably supported via a bearing 4.

シャフト2の一端にはハウジング3の一方の凹部3a内
に収容されたレバー5が固着されており、レバー5は図
示しないスロットルシャフトに連結されている。ハウジ
ング3とレバー5との間にはリターンスプリング6が介
装されており、レバー5が所定の初期位置方向、即ち図
示しないス   −ロットルバルブの閉位置方向に付勢
されている。
A lever 5 housed in one recess 3a of the housing 3 is fixed to one end of the shaft 2, and the lever 5 is connected to a throttle shaft (not shown). A return spring 6 is interposed between the housing 3 and the lever 5, and the lever 5 is urged toward a predetermined initial position, that is, toward a closed position of a throttle valve (not shown).

従って、スロットルバルブの開作動に伴ない、スロット
ルシャフトに連動するレバー5がリターンスプリング6
の付勢力に抗して駆動され、シャフト2が回動するよう
に構成されている。尚、軸受4としては、本実施例では
焼結含油軸受が用いられているが、もちろんボールベア
リング等を用いることとしてもよい。
Therefore, as the throttle valve opens, the lever 5 that is linked to the throttle shaft is moved to the return spring 6.
The shaft 2 is configured to rotate by being driven against the urging force of the shaft 2. Note that although a sintered oil-impregnated bearing is used as the bearing 4 in this embodiment, it goes without saying that a ball bearing or the like may also be used.

シャフト2の他端には磁石部材20が固着され、ハウジ
ング3の他方の凹部3b内に収容されている。そして、
磁石部材20を構成する永久磁石21に対向し、且つそ
の両端の磁性体腕部22.23間に位置するように磁気
センサ10が配設される。これらの磁気センナ10が実
装された回路基板30には複数の端子32及び複数のり
−ド部材7が接続されている。リード部材7はハウジン
グ3内に埋設されており、側方に延出してハウジング3
と一体にコネクタ8が形成されている。回路基板30は
ハウジング3の凹部3b内に収容、固定され、この凹部
3bは合成樹脂製のカバー9により密閉されている。
A magnet member 20 is fixed to the other end of the shaft 2 and housed in the other recess 3b of the housing 3. and,
The magnetic sensor 10 is disposed so as to face the permanent magnet 21 constituting the magnet member 20 and to be located between the magnetic arms 22 and 23 at both ends thereof. A plurality of terminals 32 and a plurality of board members 7 are connected to a circuit board 30 on which these magnetic sensors 10 are mounted. The lead member 7 is embedded in the housing 3 and extends laterally to the housing 3.
A connector 8 is formed integrally with the connector. The circuit board 30 is housed and fixed in a recess 3b of the housing 3, and the recess 3b is sealed with a cover 9 made of synthetic resin.

面シて、本実施例のスロットルポジションセンサ1によ
れば、図示しないスロットルバルブに連動して第4図に
示すレバー5が駆動されシャフト2が軸受4内を回動す
る。このシャフト2の回動に応じ第1の磁気抵抗素子1
2の抵抗値が変化する。第1の磁気抵抗素子12は端子
12a乃至12a間の各ブロックによりブリッジ回路が
構成されており、これに定電流が供給されている。従っ
て、第1の磁気抵抗素子12の各ブロックの抵抗値の変
化に応じて端子12c、12dの出力電圧が変化し、図
示しない差動増幅回路を経てスロットル開度信号たる電
圧出力が得られる。
In other words, according to the throttle position sensor 1 of this embodiment, the lever 5 shown in FIG. 4 is driven in conjunction with a throttle valve (not shown), and the shaft 2 rotates within the bearing 4. The first magnetoresistive element 1 responds to the rotation of the shaft 2.
The resistance value of 2 changes. In the first magnetoresistive element 12, a bridge circuit is formed by each block between the terminals 12a and 12a, and a constant current is supplied to this bridge circuit. Therefore, the output voltages of the terminals 12c and 12d change according to changes in the resistance value of each block of the first magnetoresistive element 12, and a voltage output as a throttle opening signal is obtained through a differential amplifier circuit (not shown).

即ち、第1の磁気抵抗素子12は磁性体腕部22.23
の先端部22a、23a間に形成された均一な平行磁界
中にあって、素子基板11の板、面はこれに平行に位置
し、従って第1の磁気抵抗素子12には板面に平行な均
一磁束が付与される。そして、シャフト2の回転により
永久磁石21が磁気センサ10回りを回転すると、先端
部22a、23a間の磁界が回転し、第1の磁気抵抗素
子12に対する磁化方向と電流方向のなす角度が変化す
る。この場合において、第1の磁気抵抗素子12に供給
される電流と先端部22a。
That is, the first magnetoresistive element 12 has magnetic arms 22 and 23.
The plate and surface of the element substrate 11 are located parallel to this in a uniform parallel magnetic field formed between the tip portions 22a and 23a, and therefore the first magnetoresistive element 12 has a magnetic field parallel to the plate surface. Uniform magnetic flux is provided. When the permanent magnet 21 rotates around the magnetic sensor 10 due to the rotation of the shaft 2, the magnetic field between the tips 22a and 23a rotates, and the angle between the magnetization direction and the current direction with respect to the first magnetoresistive element 12 changes. . In this case, the current supplied to the first magnetoresistive element 12 and the tip 22a.

23a間の磁界による磁化方向が平行になった時に第1
の磁気抵抗素子12の抵抗値が最大となり、直交した時
最小となる。これにより、端子12c、12dの出力は
略正弦波となり最大値と最小値近傍を除く部分でシャフ
ト2・の回転角度に対し略リニアな出力特性が得られる
When the magnetization direction due to the magnetic field between 23a becomes parallel, the first
The resistance value of the magnetoresistive element 12 becomes maximum and becomes minimum when they are perpendicular to each other. As a result, the outputs of the terminals 12c and 12d become substantially sinusoidal waves, and an output characteristic that is substantially linear with respect to the rotation angle of the shaft 2 is obtained except for the vicinity of the maximum and minimum values.

上記スロットルポジションセンサの作動において、シャ
フト2の支持構造等に起因してシャフト2に軸方向の変
位が生じあるいは芯ずれにより磁気センサ10に平行な
方向に変位が生じた場合、磁石部材20は磁気センサ1
0に対して変位することとなるが、先端部22a、23
a間に形成された磁界は均一な平行磁束であるので第1
の磁気抵抗素子12に付与される磁束が変化することは
ない。従って、端子12c、12dからはシャフト2の
変位に影響されることなく安定した電圧信号が出力され
る。
In the operation of the throttle position sensor, if the shaft 2 is displaced in the axial direction due to the support structure of the shaft 2 or displaced in a direction parallel to the magnetic sensor 10 due to misalignment, the magnetic member 20 sensor 1
Although the tip portions 22a and 23 will be displaced relative to 0,
The magnetic field formed between a is a uniform parallel magnetic flux, so the first
The magnetic flux applied to the magnetoresistive element 12 does not change. Therefore, a stable voltage signal is output from the terminals 12c and 12d without being affected by the displacement of the shaft 2.

また、シャフト2の回動に応じ、磁気センサ10のN2
の磁気抵抗素子13の抵抗値が変化する。即ち、磁石部
材20の磁性体腕部22.23が初期位置にあるときに
は、第2の磁気抵抗素子13に対してこれを含む平行磁
束の磁界が第1図の水平方向に付与される。従って、第
2の磁気抵抗素子13の端子13cの出力電圧は第7図
に示すように第6図中抵抗R1及びR2によって決定さ
れるスレショルドレベル以下となっている。
In addition, according to the rotation of the shaft 2, the N2 of the magnetic sensor 10 is
The resistance value of the magnetoresistive element 13 changes. That is, when the magnetic arms 22 and 23 of the magnet member 20 are in the initial position, a magnetic field of parallel magnetic flux including the second magnetoresistive element 13 is applied in the horizontal direction in FIG. 1. Therefore, the output voltage at the terminal 13c of the second magnetoresistive element 13 is below the threshold level determined by the resistors R1 and R2 in FIG. 6, as shown in FIG.

そして、シャフト2の回転に伴ない磁性体腕部22.2
3間の磁界も回転し、端子13cの出力電圧がリニアに
上昇し、シャフト2の回転角度が所定の角度に達すると
上記スレショルドレベルを超える。
As the shaft 2 rotates, the magnetic arm 22.2
3 also rotates, the output voltage of the terminal 13c increases linearly, and when the rotation angle of the shaft 2 reaches a predetermined angle, it exceeds the above threshold level.

而して、第6図の端子13cの電位が第7図(b)に示
すように変化し、上記スレショルドレベルを基準にオペ
アンプoPから第7図(a)に示す出力が得られる。こ
れにより、第7図中αで示したスロットル開度範囲がア
イドル域として峻    −別される。これに対し、第
8図に第1の磁気抵抗素子12の出力電圧を用いてアイ
ドル域を検出する場合の入出力特性を示したように、第
2の磁気抵抗素子13を用いない場合にはアイドル域の
スロットル開度近傍の出力電圧がスレショルドレベルに
対し峻別されず、従ってアイドル域信号を出力するスロ
ットル開度範囲αが不安定となる。
The potential of the terminal 13c in FIG. 6 changes as shown in FIG. 7(b), and the output shown in FIG. 7(a) is obtained from the operational amplifier oP based on the threshold level. As a result, the throttle opening range indicated by α in FIG. 7 is sharply divided into an idle range. On the other hand, as shown in FIG. 8, which shows the input/output characteristics when the idle region is detected using the output voltage of the first magnetoresistive element 12, when the second magnetoresistive element 13 is not used, The output voltage near the throttle opening in the idle range is not clearly distinguished from the threshold level, and therefore the throttle opening range α over which the idle range signal is output becomes unstable.

以上のように、本実施例によれば第1の磁気抵抗素子1
2によりスロットル開度が検出され、同時に第2の磁気
抵抗素子13によりアイドル域が確実に検出される。
As described above, according to this embodiment, the first magnetoresistive element 1
2, the throttle opening degree is detected, and at the same time, the second magnetoresistive element 13 reliably detects the idle range.

[発明の効果] 本発明は上述のように構成されているので、以下に記載
する効果を奏する。
[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, it produces the effects described below.

即ち、本発明のスロットルポジションセンサにおいては
検出素子に対し磁石部材が相対的に回転するように構成
されており、検出素子はスロットルバルブ閉位置の磁束
方向に対して長手方向成分が所定角度偏位したパターン
形状の磁気抵抗素子を備え、スレショルドレベルに対し
容易に峻別し得る入出力特性が得られるので、スロット
ルバルブのアイドル域を高精度で検出することができる
That is, in the throttle position sensor of the present invention, the magnet member is configured to rotate relative to the detection element, and the detection element has a longitudinal component that is deviated by a predetermined angle with respect to the magnetic flux direction at the throttle valve closed position. Since the input/output characteristics can be easily distinguished from the threshold level, the idle range of the throttle valve can be detected with high accuracy.

第1及び第2の磁気抵抗素子を備えた検出素子を用いた
ものにあっては同時にスロットル開度を高精度で検出す
ることができ、部品点数の低減となる。
In the case of using a detection element including the first and second magnetoresistive elements, the throttle opening degree can be simultaneously detected with high precision, resulting in a reduction in the number of parts.

また、磁石部材が検出素子の基板の両側面に対向する一
対の磁極を有するものにあっては基板の板面を含む磁界
が形成され、基板に付着された磁気抵抗素子は常時均一
な磁界中に配置されることとなるので、シャフトの軸方
向変位あるいは基板に平行な方向の変位が生じても検出
素子の出力が変化することはなく安定した検出精度を確
保することができる。
In addition, if the magnet member has a pair of magnetic poles facing both sides of the substrate of the detection element, a magnetic field is formed that includes the plate surface of the substrate, and the magnetoresistive element attached to the substrate is constantly exposed to a uniform magnetic field. Therefore, even if the shaft is displaced in the axial direction or in the direction parallel to the substrate, the output of the detection element does not change, and stable detection accuracy can be ensured.

【図面の簡単な説明】 ′s1図は本発明の一実施例のスロットルポジションセ
ンサに収容される磁気センサを構成する磁気検出素子の
平面図、第2図は同、磁気センサが実装された回路基板
の平面図、第3図は同、磁気センサ及び磁石部材の斜視
図、第4図は同、スロットルポジションセンサの縦断面
図、第5図は同、スロットルポジションセンサのカバー
を取り除いた状態の平。−図、第6図は同、アイドル域
検出用の回路図、11′第7図(a)は同、アイドル域
信号の特性図、i7図(b)はアイドル域検出用磁□ 気抵抗素子の入出力特性図、第8図(a)はスロットル
開度検出用磁気抵抗素子をアイドル域検出用として用い
た場合のアイドル域信号の特性図、第8図(b)はスロ
ットル開度検出用磁気抵抗素子の人出力特性図である。 1・・・スロットルポジションセンサ。 2・・・シャフト、 3・・・ハウジング。 10・・・磁気センサ(検出素子)。 11・・・素子基板、  12・・・第1の磁気抵抗素
子。 13・・・第2の磁気抵抗素子。 20・・・磁石部材、  21・・・永久磁石。 22.23・・・磁性体腕部。 22a、23a・・・先端部、  30・・・回路基板
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a plan view of a magnetic detection element constituting a magnetic sensor housed in a throttle position sensor according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a circuit in which the magnetic sensor is mounted. Figure 3 is a plan view of the board, Figure 3 is a perspective view of the magnetic sensor and magnet member, Figure 4 is a longitudinal sectional view of the throttle position sensor, and Figure 5 is the same, with the throttle position sensor cover removed. flat. - Figure 6 is the same circuit diagram for detecting the idle range, 11' Figure 7 (a) is the characteristic diagram of the idle range signal, Figure i7 (b) is the magnetic resistance element for detecting the idle range. Figure 8 (a) is a characteristic diagram of the idle range signal when the magnetoresistive element for throttle opening detection is used for idle range detection, and Figure 8 (b) is the input/output characteristic diagram for throttle opening detection. It is a human output characteristic diagram of a magnetoresistive element. 1... Throttle position sensor. 2...shaft, 3...housing. 10... Magnetic sensor (detection element). 11... Element substrate, 12... First magnetoresistive element. 13...Second magnetoresistive element. 20... Magnet member, 21... Permanent magnet. 22.23...Magnetic arm. 22a, 23a...Tip portion, 30...Circuit board.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)スロットルバルブに連動して回転するシャフトと
、該シャフトを回動自在に支持するハウジングと、所定
方向に平行磁束を有する磁界を形成する磁石部材と、該
磁石部材に対向し前記ハウジング内に収容する検出素子
であって、前記スロットルバルブの閉位置における前記
磁石部材の磁束方向に対し長手方向成分が所定角度偏位
したパターン形状の磁気抵抗素子を基板の板面に付着し
て成る検出素子とを備え、該検出素子と前記磁石部材の
何れか一方を前記シャフトの一端に装着し他方を前記ハ
ウジング内の前記シャフトの一端に対向する所定位置に
固定したことを特徴とするスロットルポジションセンサ
(1) A shaft that rotates in conjunction with a throttle valve, a housing that rotatably supports the shaft, a magnet member that forms a magnetic field having parallel magnetic flux in a predetermined direction, and a magnet member that is located inside the housing and that faces the magnet member. a detection element housed in the throttle valve, the detection element comprising a pattern-shaped magnetoresistive element whose longitudinal component is deviated by a predetermined angle with respect to the magnetic flux direction of the magnet member in the closed position of the throttle valve, and which is attached to the plate surface of the substrate. a throttle position sensor, characterized in that either the detection element or the magnet member is attached to one end of the shaft, and the other is fixed at a predetermined position in the housing opposite to the one end of the shaft. .
(2)スロットルバルブに連動して回転するシャフトと
、該シャフトを回動自在に支持するハウジングと、該ハ
ウジング内に収容する検出素子であって、基板の板面に
所定のパターン形状の第1の磁気抵抗素子を付着すると
共に該第1の磁気抵抗素子のパターン形状に対し所定角
度偏位したパターン形状の第2の磁気抵抗素子を付着し
て成る検出素子と、該検出素子に対向する磁石部材とを
備え、該磁石部材と前記検出素子の何れか一方を前記シ
ャフトの一端に装着し他方を前記ハウジング内の前記シ
ャフトの一端に対向する所定位置に固定したことを特徴
とするスロットルポジションセンサ。
(2) A shaft that rotates in conjunction with the throttle valve, a housing that rotatably supports the shaft, and a detection element housed in the housing, the detection element having a predetermined pattern shape on the plate surface of the substrate. a detection element having a magnetoresistive element attached thereto and a second magnetoresistive element having a pattern shape deviated at a predetermined angle with respect to the pattern shape of the first magnetoresistive element; and a magnet facing the detection element. A throttle position sensor comprising a member, wherein one of the magnet member and the detection element is attached to one end of the shaft, and the other is fixed at a predetermined position in the housing opposite to the one end of the shaft. .
(3)前記磁石部材が、前記基板の両側面に夫々対向す
る一対の磁極を有し、少くとも前記基板の板面を含む磁
界を形成することを特徴とする請求項1又は2記載のス
ロットルポジションセンサ。
(3) The throttle according to claim 1 or 2, wherein the magnet member has a pair of magnetic poles facing each other on both sides of the substrate, and forms a magnetic field that includes at least a plate surface of the substrate. position sensor.
JP12011689A 1989-05-13 1989-05-13 Throttle position sensor Pending JPH02298802A (en)

Priority Applications (3)

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JP12011689A JPH02298802A (en) 1989-05-13 1989-05-13 Throttle position sensor
DE4014885A DE4014885C2 (en) 1989-05-13 1990-05-09 Angle of rotation sensor
US07/521,847 US5055781A (en) 1989-05-13 1990-05-10 Rotational angle detecting sensor having a plurality of magnetoresistive elements located in a uniform magnetic field

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5995309A (en) * 1995-03-06 1999-11-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Magnetic recording medium
JP2009139252A (en) * 2007-12-07 2009-06-25 Tokai Rika Co Ltd Position sensor
US9222993B2 (en) 2010-07-30 2015-12-29 Mitsubishi Electric Corporation Magnetic substance detection device

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