(57)【要約】【課題】製造工数が少ない位置検出装置を提供する。【解決手段】位置検出装置１は、長尺状の磁性体コア２と、測定対象物の変位に基づき磁性体コア２の長手方向に変位する磁石５と、磁性体コア２に巻回されるとともに電圧が印加される検出コイル３３，４３を有し、磁石５の変位に基づいて変化する検出コイル３３，４３の両端にかかる電圧を検出する電圧計と、電圧計の検出結果に基づいて、磁石５の位置を求める制御部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状の磁性体コアと、
測定対象物の変位に基づき前記磁性体コアの長手方向に変位する磁石と、
前記磁性体コアに巻回されるとともに電圧が印加される検出コイルを有し、前記磁石の変位に基づいて変化する前記検出コイルの両端にかかる電圧を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記磁石の位置を求める制御部と、を備える位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検出装置において、
前記検出部は、前記磁性体コアの一の端部に巻回される検出コイルを有する第１の検出部と、
前記磁性体コアの一の端部とは反対側の他の端部に巻回される検出コイルを有する第２の検出部と、を備え、
前記制御部は、第１及び第２の検出部からの検出結果に基づいて、前記磁石の位置を求める位置検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の位置検出装置において、
前記制御部は、第１の検出部の検出結果と第２の検出部の検出結果の差分に基づいて、前記磁石の位置を求める位置検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の位置検出装置において、
前記検出部は、前記検出コイルに印加される電圧を一定にする電子負荷部を有する位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気を用いて測定対象物の位置を検出する位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のアクセルやブレーキ等のペダルや、シフトレバーの位置を検出する位置検出装置が知られている。特許文献１の位置検出装置は、長尺状の磁性体コアと、磁性体コアの両端部に巻回される第１及び第２の励磁コイルと、磁性体コアにおける第１及び第２の励磁コイルの間に巻回される検出コイルと、測定対象物の変位に応じて磁性体コアの長手方向に沿って変位する磁石とを備えている。磁石は、磁性体コア並びに検出コイルに対して非接触で変位する。なお、第１及び第２の励磁コイルは、交流電圧源に直列で接続されている。このため、測定対象物の変位に応じて磁石が変位すると、第１及び第２の励磁コイルが発生する磁界が変化して、検出コイルの巻線の両端部にかかる電圧が変化する。すなわち、検出コイルの巻線の両端部にかかる電圧を検出することにより磁石、ひいては測定対象物の位置を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平７−６９１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の位置検出装置は、検出コイルと励磁コイルとの２種類のコイルを磁性体コアに巻回させる必要があり、製造工数の増大を招いていた。
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造工数が少ない位置検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、長尺状の磁性体コアと、測定対象物の変位に基づき前記磁性体コアの長手方向に変位する磁石と、前記磁性体コアに巻回されるとともに電圧が印加される検出コイルを有し、前記磁石の変位に基づいて変化する前記検出コイルの両端にかかる電圧を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記磁石の位置を求める制御部と、を備えることを要旨とする。
【０００６】
この構成によれば、磁石の変位に応じて検出コイルの両端電圧は変化する。このため、検出コイルの両端電圧に基づき磁石の位置を求めることができる。そして、求めた磁石の位置を通じて測定対象物の位置を求めることができる。また、この構成によれば、従来必要であった検出コイルに電圧を印加する励磁コイルが不要である。すなわち、励磁コイルを磁性体コアに巻回させる必要がない。従って、この作業工程分の製造工数を抑制できる。
【０００７】
上記構成において、前記検出部は、前記磁性体コアの一の端部に巻回される検出コイルを有する第１の検出部と、前記磁性体コアの一の端部とは反対側の他の端部に巻回される検出コイルを有する第２の検出部と、を備え、前記制御部は、第１及び第２の検出部からの検出結果に基づいて、前記磁石の位置を求めることが好ましい。
【０００８】
検出コイルの両端にかかる電圧は、当該検出コイルと磁石との距離が近くなるほど変化が大きく、距離が遠くなるほど変化が小さくなることが周知である。このため、検出部が一つしかいない場合には、磁石と検出コイルとの距離が離れるに従って磁石の位置、ひいては測定対象物の位置の検出精度が低くなるおそれがある。その点、この構成によれば、磁石がどちらの方向に向かって変位しても、第１又は第２の検出部の検出コイルに近づくので、磁石の位置、ひいては測定対象物の位置をより正確に検出することができる。
【０００９】
上記構成において、前記制御部は、第１の検出部の検出結果と第２の検出部の検出結果の差分に基づいて、前記磁石の位置を求めることが好ましい。
第１の検出部の検出結果と第２の検出部の検出結果の差分は、磁石の位置に対して直線的に変化するので、当該差分から磁石の位置、ひいては測定対象物の位置をより正確に検出することができる。
【００１０】
上記構成において、前記検出部は、前記検出コイルに印加される電圧を一定にする電子負荷部を有することが好ましい。
この構成によれば、検出コイルに印加される電圧が一定なので、検出部の検出結果から磁石の位置、ひいては測定対象物の位置をより正確に検出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の位置検出装置は、製造工数が少ないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】位置検出装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】位置検出部の概略構成を示すブロック図。
【図３】磁石の位置と検出コイルにかかる電圧値とが対応付けられたグラフ。
【図４】磁石の位置と２つの電圧計の電圧値の差分とが対応付けられたグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、位置検出装置の一実施形態について説明する。ここでは、位置検出対象物として、自動車のブレーキペダルを例に挙げる。
＜位置検出装置の構成＞
図１に示すように、位置検出装置１は、矩形板状の磁性体コア２と、磁性体コア２の長手方向における両端部に設けられる第１及び第２の検出部３，４と、を備えている。また、位置検出装置１は、ブレーキペダルの変位に応じて磁性体コア２の長手方向に沿って変位する磁石５を備えている。磁石５は、第１及び第２の検出部３，４の間を磁性体コア２に対して非接触で変位する。
【００１４】
＜検出部の構成＞
次に、第１の検出部３の構成について説明する。
図２に示すように、第１の検出部３は、車両のバッテリ６のプラス端子と接続された電子負荷装置３１と、電子負荷装置３１と接続された抵抗３２と、抵抗３２と接続された検出コイル３３とを備えている。バッテリ６のマイナス端子及び検出コイル３３の抵抗３２と反対側の端部は、それぞれ接地されている。すなわち、バッテリ６、電子負荷装置３１、抵抗３２、及び検出コイル３３は、直列回路を構成している。電子負荷装置３１は、検出コイル３３に印加されるバッテリ６の電圧が一定となるように調整する。なお、図１に示すように、検出コイル３３は、磁性体コア２の長手方向における第１の端部である右端部に巻回されている。
【００１５】
図２に示すように、第１の検出部３は、検出コイル３３の両端にかかる電圧を検出する電圧計３４を備えている。
第２の検出部４は、第１の検出部３と同様の構成である。すなわち、図２に括弧書きの符号を付して示すように、第２の検出部４は、電子負荷装置４１と、抵抗４２と、検出コイル４３と、電圧計４４と、を備えている。制御部１０は、第１の検出部３と共用される。図１に示すように、検出コイル４３は、磁性体コア２の第２の端部である左端部に巻回されている。
【００１６】
図２に示すように、電圧計３４，４４は、制御部１０に接続されている。制御部１０は、電圧計３４，４４の検出結果を取り込み、当該検出結果に基づき磁性体コア２の長手方向に対する磁石５の位置を算出する。
【００１７】
図２に示すように、制御部１０のメモリ１０ａには、磁性体コア２の長手方向に対する磁石５の位置を演算するための各種のプログラムが格納されている。また、メモリ１０ａには、図３に示すように、磁性体コア２の長手方向に対する磁石５の位置Ｘと各検出コイル３３，４３にかかる電圧値とが対応付けられたマップが格納されている。各検出コイル３３，４３は、磁石５が近づくと磁気飽和する特性を有する。このため、各検出コイル３３，４３の両端にかかる電圧値は、磁石５が近づくにつれてより大きく減少する。制御部１０は、電圧計３４，４４の検出結果（電圧値）のうち変化の大きい電圧値の低い方をマップに照らし合わせて磁性体コア２の長手方向に対する磁石５の位置を算出する。
【００１８】
＜磁気センサの作用＞
次に、位置検出装置１の作用について説明する。位置検出装置１は、バッテリ６から電圧が供給される検出コイル３３，４３を備えているため、従来検出コイルに電圧をかけるために必要であった励磁コイルが不要である。すなわち、位置検出装置１の製造時に励磁コイルを磁性体コア２に巻回させる作業工程が省略されるので、この分、従来と比較して、製造工数が抑制される。
【００１９】
また、第１及び第２の検出部３，４は、磁性体コア２の長手方向における両端部に巻回された検出コイル３３，４３、及びその検出コイル３３，４３にかかる電圧を検出する電圧計３４，４４を備えている。ここで、制御部１０は、磁石５の位置を算出するとき、電圧計３４，４４の検出結果（電圧値）の低い方をマップに照らし合わせる。検出コイル３３，４３にかかる電圧は、磁石５との距離が近いほど大きく変化、正確には大きく減少するので、電圧計３４，４４の検出結果（電圧値）の低い方をマップに照らし合わせることにより、磁石５の位置をより正確に算出することができる。
【００２０】
また、検出コイル３３，４３に印加する電圧は、電子負荷装置３１，４１によって一定に調整される。これにより、電圧計３４，４４の検出結果（電圧値）は磁石５と検出コイル３３，４３との距離によってのみ変化する。従って、電圧計３４，４４の検出結果（電圧値）をマップに照らし合わせることにより、第１及び第２の検出部３，４の検出結果から磁石５の位置、ひいては、測定対象物であるブレーキペダルの位置をより正確に検出することができる。
【００２１】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）磁性体コア２に巻回される検出コイル３３と、当該検出コイル３３に電圧を印加するバッテリ６と、検出コイル３３の両端にかかる電圧を検出する電圧計３４と、を備えて第１の検出部３を構成した。制御部１０のメモリ１０ａには、磁性体コア２の長手方向に対する磁石５の位置と検出コイル３３にかかる電圧値とが対応付けられたマップが格納されている。制御部１０は、電圧計３４の検出結果（電圧値）をマップに照らし合わせて磁性体コア２の長手方向に対する磁石５の位置を算出する。このように、この構成では、従来必要であった検出コイルに電圧を印加する励磁コイルが不要である。すなわち、励磁コイルを磁性体コアに巻回させる必要がないので、その作業工程分の製造工数が抑制される。
【００２２】
（２）第１の検出部３と同様の構成を有する第２の検出部４を設けた。そして、第１の検出部３の検出コイル３３を磁性体コア２の右端部に、第２の検出部４の検出コイル４３を磁性体コア２の左端部に、それぞれ巻回させた。これにより、磁石５が磁性体コア２の長手方向のどちらの方向に変位しても、磁石５は、検出コイル３３，４３のどちらかに近づく。検出コイル３３，４３にかかる電圧は、磁石５との距離が近いほど大きく変化する、正確には大きく減少するので、電圧計３４，４４の検出結果（電圧値）の低い方をマップに照らし合わせることにより、磁石５の位置をより正確に算出することができる。
【００２３】
（３）バッテリ６と検出コイル３３，４３との間に電子負荷装置３１，４１を設けた。これにより、バッテリ６によって検出コイル３３，４３に印加される電圧は、常時、一定に調整される。これにより、電圧計３４，４４の検出結果（電圧値）は磁石５と検出コイル３３，４３との距離によってのみ変化するので、検出部の検出結果から磁石５の位置をより正確に検出することができる。
【００２４】
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、制御部１０は、電圧計３４，４４の検出結果（電圧値）のうち電圧値の低い方をＭＡＰに照らし合わせて磁性体コア２の長手方向に対する磁石５の位置を算出したが、電圧計３４，４４の検出結果（電圧値）の両方を用いて磁石５の位置を算出してもよい。この場合、制御部１０のメモリ１０ａには、次のマップが格納されている。すなわち、図４に示すように、メモリ１０ａには、磁性体コア２の長手方向に対する磁石５の位置と、検出コイル３３，４３にかかる電圧値の差分、正確には、検出コイル４３にかかる電圧値から検出コイル３３にかかる電圧値を引いた値とが対応付けられたマップが格納されている。同図４に示すように、検出コイル３３，４３にかかる電圧値同士の差分は、磁石５の位置に対して直線的に変化するので、当該差分から磁石５の位置をより正確に算出することができる。
【００２５】
・上記実施形態において、第１及び第２の検出部３，４のどちらかを省略してもよい。このように構成しても、上記実施形態の（１）の効果と同様の効果を得ることができる。
・上記実施形態において、制御部１０は、検出コイル３３，４３にかかる電圧値から磁石５の位置を求めたが、電圧値に基づいて算出される自己インダクタンスやインピーダンスから求めてもよい。その場合、メモリ１０ａに格納されるマップは、自己インダクタンス又はインピーダンスと磁石５の位置とを対応付けたものとなる。
【００２６】
・上記実施形態の測定対象物は、ブレーキペダルであったが、アクセルペダルやその他のペダル、シフトレバー、スライド式のスイッチ等であってもよい。また、対象は、自動車の構成部品に限られない。
【符号の説明】
【００２７】
１…位置検出装置、２…磁性体コア、３…第１の検出部、４…第２の検出部、５…磁石、６…バッテリ、１０…制御部、１０ａ…メモリ、３１，４１…電子負荷装置（電子負荷部）、３２，４２…抵抗、３３，４３…検出コイル、３４，４４…電圧計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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