(57)【要約】【課題】比較的高速移動する被位置検出部材の位置検出を高精度にかつ迅速に検出する。【解決手段】直線移動する被位置検出部材３の変位が位置検出センサ２で磁界の変化として検出されるとともに、コイル９および変位量検出部１０で磁界の変化として検出される。位置検出センサ２で検出された磁界の変化は信号読出部６で読み出されて、フィルタ７でノイズが除去される。フィルタ制御部１１は、変位量検出部１０で検出された磁界の変化に基づいて、被位置検出部材３の変位量が設定変位量より大きいと判断したときはフィルタ７のタップ数が少ないタップ数に選択されるとともに、被位置検出部材３の変位量が設定変位量より小さいと判断したときはフィルタ７のタップ数が被位置検出部材３の変位量が大きいときのタップ数よりも多いタップ数に選択されるようにフィルタ７を制御する。【選択図】  図１
2013122415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被位置検出部材の運動に応じて運動するとともに磁界を発生する磁界発生部材および前記磁界発生部材の磁界を検出することで前記被位置検出部材の変位を検出するとともに検出した磁界に応じた電気信号に変換する第１の磁界検出部を少なくとも有する位置検出センサと、
前記第１の磁界検出部の前記電気信号による前記磁界の変化を読み取るとともに前記磁界の変化に応じた電気信号を出力する信号読出部と、
所定数のタップを有するとともに前記信号読出部から出力される前記磁界の変化に応じた電気信号に含まれるノイズを除去するフィルタと、
前記磁界発生部材の磁界を検出するとともに検出した磁界に応じた電気信号に変換する第２の磁界検出部と、
前記第２の磁界検出部の前記電気信号による前記磁界の変化を検出することで前記被位置検出部材の変位量を検出するとともに前記磁界の変化に応じた電気信号を出力する変位量検出部と、
前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に応じて前記フィルタを制御するフィルタ制御部とを備え、
前記フィルタ制御部は、前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に基づいて、前記被位置検出部材の変位量が予め定められた設定変位量より大きいと判断したときは前記フィルタのタップ数が少ないタップ数に選択されるとともに、前記被位置検出部材の変位量が前記設定変位量より小さいと判断したときは前記フィルタのタップ数が前記被位置検出部材の変位量が大きいときのタップ数よりも多いタップ数に選択されるように前記フィルタを制御することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に応じて前記信号読出部を制御する前記読出制御部を備え、
前記読出制御部は、前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に基づいて、前記被位置検出部材が運動していると判断したときは、前記信号読出部が前記第１の磁界検出部内の磁界の変化を読み取るとともに、前記被位置検出部材が停止していると判断したときは、前記信号読出部が前記第１の磁界検出部内の磁界の変化を読み取らないように読み取りタイミング信号を前記信号読出部に出力することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記信号読出部は、前記第１の磁界検出部の前記電気信号をディジタル信号に変換した電気信号を出力するＡ／Ｄ変換部であり、
前記読出制御部は、前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に基づいて前記Ａ／Ｄ変換部にクロック信号を出力するＡ／Ｄ制御部であり、
前記Ａ／Ｄ制御部は前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に基づいて、前記被位置検出部材が運動していると判断したときは前記Ａ／Ｄ変換部にクロック信号を出力するとともに、前記被位置検出部材が停止していると判断したときは前記Ａ／Ｄ変換部にクロック信号を出力しなく、
前記Ａ／Ｄ変換部は前記クロック信号が入力されたときは前記第１の磁界検出部の前記電気信号をディジタル信号に変換した電気信号を出力するとともに、前記クロック信号が入力されないときは前記第１の磁界検出部の前記電気信号をディジタル信号に変換した電気信号を出力しないことを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記位置検出センサは、直線運動する前記被位置検出部材の直線移動変位を検出するとともに検出した磁界に応じた電気信号に変換することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記位置検出センサは、回転運動する前記被位置検出部材の回転運動に応じて回転運動する磁界発生部材の磁界の変化を検出することで前記被位置検出部材の回転変位を検出するとともに検出した磁界に応じた電気信号に変換する位置検出センサであり、
前記第２の磁界検出部は、前記磁界発生部材の磁界の変化を２次元で検出する２つの磁界検出部であり、
前記２つの磁界検出部で２次元で検出された前記磁界発生部材の磁界の変化に基づいて、前記フィルタ制御部が前記フィルタを制御するとともに、前記読出制御部が前記信号読出制御部を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１に記載の位置検出装置。
【請求項６】
互いに離接可能に設けられた第１および第２クラッチ板と、前記第１クラッチ板を前記第２クラッチ板に対して当接離間させるようにストロークするピストンを有するクラッチ作動シリンダと、前記ピストンのストロークに応じて直線移動する直線移動部材と、前記直線移動部材の直線移動を検出する位置検出装置とを少なくとも備えるクラッチにおいて、
前記位置検出装置は、請求項１ないし４に記載のいずれか１つの位置検出装置であり、
前記被位置検出部材は前記直線移動部材であり、
前記位置検出装置は前記直線移動部材の位置を検出することを特徴とするクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被位置検出部材の運動に応じた磁界発生部材の磁界の変化を磁界検出部により検出して電圧等の電気信号に変換し、磁界検出部の電気信号を信号読出部により読み出すとともに、読み出した信号からノイズをフィルタにより除去して、例えば電子制御装置（ＥＣＵ）等の外部に被位置検出部材の変位の検出信号を送出する位置検出装置の技術分野およびこの位置検出装置を備えたクラッチの技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転部材を有する装置において、回転部材の回転位置の検出には磁気センサからなる位置検出装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１４は、従来のこの種の位置検出装置を模式的に示す図である。図１４中、１は位置検出装置、２は磁気センサからなる位置検出センサ、３は図１４において位置が検出される回転運動する被位置検出部材、４は被位置検出部材３に設けられた磁石等の磁界発生部材、５は磁界発生部材４の磁界を検出して電気信号に変換する、例えばホール素子やコイル等の磁界検出部（本発明の第１の磁界検出部に相当）、６は磁界検出部５で検出した磁界の変化の電気信号を読み出す信号読出部、７は信号読出部６からの電気信号のノイズを除去する、例えばＦＩＲ、ＩＩＲ、移動平均フィルタ等のフィルタ、８は信号読出部６からの電気信号が入力される電子制御装置（ＥＣＵ）である。その場合、磁界発生部材４および磁界検出部５により位置検出センサ２が構成される。
【０００４】
このような位置検出装置１においては、被位置検出部材３が図１４において上下方向の軸まわりに回転すると、磁界発生部材４も被位置検出部材３と同方向に一体に回転する。この磁界発生部材４の回転により、磁界検出部５が検出する磁界発生部材４の磁界が変化する。磁界検出部５は検出した磁界発生部材４の磁界の変化を検出して電圧の変化等の電気信号に変換する。そして、この電気信号は、信号読出部６により読み出された後フィルタ７によりノイズが除去されて、例えば電子制御装置（ＥＣＵ）８に送出される。ＥＣＵ８が信号読出部６からの磁界の変化の電気信号に基づいて被位置検出部材３の回転位置を判断することで、被位置検出部材３の回転位置が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３４５３０号公報。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、比較的高速度で回転する被位置検出部材３の回転位置を検出する場合、前述のように磁界検出部５で検出され信号読出部６で読み出された電気信号がフィルタ７を介してＥＣＵ８に出力される。
【０００７】
しかし、このように高速回転する被位置検出部材３の回転位置を検出する場合には、フィルタ７はある一定値のノイズ除去処理時間がかかるため、フィルタから位置情報が出力されたときには、実際の被位置検出部材３はさらに回転しており、位置ずれが大きくなってしまう。そこで、電気信号をフィルタ７を介さずに直接ＥＣＵ８に入力するようにすると、電気信号がノイズ等を含んでいるため、被位置検出部材３の回転位置の検出精度が低下するという可能性がある。
【０００８】
また、位置検出装置１は停止しているときにもその回路が動作し続けている。このため、位置検出装置１が長時間停止した場合、多くの無駄な電力を消費するという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、比較的高速移動する被位置検出部材の位置検出をより高精度にしかもより迅速に検出することのできる位置検出装置を提供することである。
本発明の他の目的は、消費電力を効率よく低減することのできる位置検出装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、動力伝達制御をより高精度にしかもより迅速に行うことのできるクラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、本発明に係る位置検出装置は、被位置検出部材の運動に応じて運動するとともに磁界を発生する磁界発生部材および前記磁界発生部材の磁界を検出することで前記被位置検出部材の変位を検出するとともに検出した磁界に応じた電気信号に変換する第１の磁界検出部を少なくとも有する位置検出センサと、前記第１の磁界検出部の前記電気信号による前記磁界の変化を読み取るとともに前記磁界の変化に応じた電気信号を出力する信号読出部と、所定数のタップを有するとともに前記信号読出部から出力される前記磁界の変化に応じた電気信号に含まれるノイズを除去するフィルタと、前記磁界発生部材の磁界を検出するとともに検出した磁界に応じた電気信号に変換する第２の磁界検出部と、前記第２の磁界検出部の前記電気信号による前記磁界の変化を検出することで前記被位置検出部材の変位量を検出するとともに前記磁界の変化に応じた電気信号を出力する変位量検出部と、前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に応じて前記フィルタを制御するフィルタ制御部とを備え、前記フィルタ制御部が、前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に基づいて、前記被位置検出部材の変位量が予め定められた設定変位量より大きいと判断したときは前記フィルタのタップ数が少ないタップ数に選択されるとともに、前記被位置検出部材の変位量が前記設定変位量より小さいと判断したときは前記フィルタのタップ数が前記被位置検出部材の変位量が大きいときのタップ数よりも多いタップ数に選択されるように前記フィルタを制御することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係る位置検出装置は、前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に応じて前記信号読出部を制御する前記読出制御部を備え、前記読出制御部が、前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に基づいて、前記被位置検出部材が運動していると判断したときは、前記信号読出部が前記第１の磁界検出部内の磁界の変化を読み取るとともに、前記被位置検出部材が停止していると判断したときは、前記信号読出部が前記第１の磁界検出部内の磁界の変化を読み取らないように読み取りタイミング信号を前記信号読出部に出力することを特徴としている。
【００１２】
更に、本発明に係る位置検出装置は、前記信号読出部が、前記第１の磁界検出部の前記電気信号をディジタル信号に変換した電気信号を出力するＡ／Ｄ変換部であり、前記読出制御部が、前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に基づいて前記Ａ／Ｄ変換部にクロック信号を出力するＡ／Ｄ制御部であり、前記Ａ／Ｄ制御部が前記変位量検出部で検出された前記磁界の変化に基づいて、前記被位置検出部材が運動していると判断したときは前記Ａ／Ｄ変換部にクロック信号を出力するとともに、前記被位置検出部材が停止していると判断したときは前記Ａ／Ｄ変換部にクロック信号を出力しなく、前記Ａ／Ｄ変換部が前記クロック信号が入力されたときは前記第１の磁界検出部の前記電気信号をディジタル信号に変換した電気信号を出力するとともに、前記クロック信号が入力されないときは前記第１の磁界検出部の前記電気信号をディジタル信号に変換した電気信号を出力しないことを特徴としている。
【００１３】
更に、本発明に係る位置検出装置は、前記位置検出センサが、直線運動する前記被位置検出部材の直線移動変位を検出するとともに検出した磁界に応じた電気信号に変換することを特徴としている。
【００１４】
更に、本発明に係る位置検出装置は、前記位置検出センサが、回転運動する前記被位置検出部材の回転運動に応じて回転運動する磁界発生部材の磁界の変化を検出することで前記被位置検出部材の回転変位を検出するとともに検出した磁界に応じた電気信号に変換する位置検出センサであり、前記第２の磁界検出部が、前記磁界発生部材の磁界の変化を２次元で検出する２つの磁界検出部であり、前記２つの磁界検出部で２次元で検出された前記磁界発生部材の磁界の変化に基づいて、前記フィルタ制御部が前記フィルタを制御するとともに、前記読出制御部が前記信号読出制御部を制御することを特徴としている。
【００１５】
一方、本発明に係るクラッチは、互いに離接可能に設けられた第１および第２クラッチ板と、前記第１クラッチ板を前記第２クラッチ板に対して当接離間させるようにストロークするピストンを有するクラッチ作動シリンダと、前記ピストンのストロークに応じて直線移動する直線移動部材と、前記直線移動部材の直線移動を検出する位置検出装置とを少なくとも備えるクラッチにおいて、前記位置検出装置が、回転運動する位置検出装置を除く前述の本発明の位置検出装置のいずれか１つであり、前記被位置検出部材が前記直線移動部材であり、前記位置検出装置が前記直線移動部材の位置を検出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
このように構成された本発明に係る位置検出装置によれば、フィルタ制御部により、被位置検出部材の変位量が大きいときにはフィルタを少ないタップ数に、またこの変位量が小さいときにはフィルタを多いタップ数に選択されるようにフィルタが制御される。これにより、被位置検出部材が比較的高速で運動しても、フィルタによる電気信号のノイズの除去処理に要する時間を効果的に短くすることができ、被位置検出部材の位置検出の追従性が良好になるとともに、磁界の変化の電気信号に対するフィルタの反応速度を向上することができる。しかも、電気信号のノイズを効率よく除去可能となるため、被位置検出部材の移動検出精度を向上させることができる。したがって、比較的高速移動する被位置検出部材の位置検出もより高精度にしかもより迅速に検出することが可能となる。
【００１７】
特に、被位置検出部材が運動しているときだけ、信号読出部によりデータを読み出して信号処理を行い、被位置検出部材が停止しているときはデータを読み出さないで信号処理を行わないようにすることで、位置検出装置の消費電力を効率よく低減することができる。
【００１８】
また、被位置検出部材が運動しているときだけ、信号読出部により読み出されたデータがノイズに入力されるので、フィルタにおけるノイズ除去のための信号処理量を低減できる。これにより、被位置検出部材の位置検出をより高精度にしかも更に一層迅速に検出することが可能となる。
【００１９】
一方、本発明に係るクラッチによれば、本発明の位置検出装置を備えているので、クラッチの接続および切断をより高精度にしかもより迅速に行うことができ、動力伝達を効率よく制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第１例を模式的に示すブロック図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は第１例における被位置検出部材の変位量（磁束の変化量）とコイル電圧との関係を示す図である。
【図３】第１例で予め設定されたコイル電圧に対するフィルタのタップ数を換算する図である。
【図４】第１例のフィルタ制御部によって制御されるフィルタの入出力信号の一例を模式的に示す図である。
【図５】第１例の位置検出装置を備える本発明のクラッチの実施の形態の一例を模式的に示す図である。
【図６】本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第２例を模式的に示すブロック図である。
【図７】第２例の位置検出装置における被位置検出部材の変位量、コイル電圧、およびデータ読出タイミングの関係を示す図である。
【図８】第２例の読出制御部の読出タイミングに基づく信号読出部の出力信号の一例を模式的に示す図である。
【図９】本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第３例を模式的に示すブロック図である。
【図１０】本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第４例を模式的に示すブロック図である。
【図１１】（Ａ）ないし（ｃ）は、第４例におけるコイル電圧と第１および第２回転量検出部の出力電圧との関係を示す図である。
【図１２】本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第５例を模式的に示すブロック図である。
【図１３】本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第６例を模式的に示すブロック図である。
【図１４】従来の磁気センサを用いた位置検出装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
図１は本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第１例を模式的に示すブロック図である。なお、前述の図１４に示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、それらの詳細な説明は省略する。
【００２２】
図１に示すように、第１例の位置検出装置１は、直線運動により移動する被位置検出部材３の移動位置を検出する。この第１例の位置検出装置１は、図１４に示す構成要素に加えて、被位置検出部材３の移動経路方向に配設されたコイル９（本発明の第２の磁界検出部に相当）、変位量検出部１０、およびフィルタ制御部１１を有する。
【００２３】
磁界検出部５で検出される磁界の値は、被位置検出部材３の位置と１：１に対応するようにされている。また、信号読出部６は、一定間隔でまたは必要に応じてランダムのタイミングで磁界検出部５で検出された磁界の値を読み取る。更に、フィルタ７はノイズを除去する所定数のタップを有するディジタルフィルタであり、本発明では、例えばＦＩＲ、ＩＩＲ等の種々の種類のディジタルフィルタを用いることが可能であるが、この第１例のフィルタ７には、移動平均フィルタが用いられるものとする。
【００２４】
コイル９は被位置検出部材３の変位量を検出するものであり、磁界発生部材４が発生する磁界の領域内に配設される。そして、被位置検出部材３が直線移動すると、磁界発生部材４も同方向に直線移動するが、このとき、コイル９に作用する磁界発生部材４の磁束が被位置検出部材３の移動量に応じて変化する。これにより、コイル９の両端に、磁束の変化に応じた電圧が発生する。この電圧Ｖは、コイルの原理により、Ｖ＝ｄΦ／ｄｔ（磁束Φの時間ｔによる微分）で表される。
変位量検出部１０はコイル９の両端に発生した電圧を測定して、測定した電圧に基づいて被位置検出部材３の変位量（単位時間あたりの変位量）を検出する。
【００２５】
フィルタ制御部１１は、変位量検出部１０で検出された被位置検出部材３の変位量が大きいときにはフィルタ７が少ないタップ数に、またこの変位量が小さいときにフィルタ７が多いタップ数に選択されるようにフィルタ７を制御する。このフィルタ制御部１１によるフィルタ７の制御について更に詳細に説明する。
【００２６】
図２は、被位置検出部材の変位量とコイル電圧との関係を示す図、図３は第１例で予め設定されたコイル電圧に対するフィルタのタップ数を換算する図である。
いま、被位置検出部材３の変位量が図２に示す（１）ないし（５）の時間領域において折れた直線となるように直線移動するとする。したがって、磁界発生部材４の磁束の変化量も、この折れ線に追従する。その場合、コイル電圧は磁束の変化量であるから、図３に示すようにコイル９は各時間領域において磁束の変化率（磁束の変化量／そのとき時間：直線の傾き）に応じた電圧を発生する。なお、時間領域（５）では、磁束が減少するように変化しているので、コイル電圧はマイナスとなるが、図２では絶対値として示しているため、プラス側に表示されている。
【００２７】
そして、フィルタ制御部１１は、図３に示すコイル電圧に対するフィルタ７のタップ数の換算図に基づいて、変位量検出部１０からのコイル電圧からフィルタ７のタップ数を算出する。すなわち、時間領域（１）では被位置検出部材３の変位量が０（つまり、被位置検出部材３が停止状態）であるから、コイル電圧は０である。このときには、フィルタ制御部１１は磁界発生部材４が停止していると判断して、図３に示すように比較的大きな８点のタップ数が選択されるようにフィルタ７を制御する。
【００２８】
また、時間領域（２）では被位置検出部材３が移動して被位置検出部材３の単位時間あたりの変位量が比較的大きい（直線の傾きが図２において右上がりでかつ大きい）から、コイル電圧は比較的大きい。このときには、フィルタ制御部１１は変位量検出部１０で検出された磁界の変化に基づいて、磁界発生部材４が変位しかつその変位量が予め定められた設定変位量以上であると判断し、図３に示すように比較的少ない２点のタップ数が選択されるようにフィルタ７を制御する。
【００２９】
更に、時間領域（３）では被位置検出部材３が移動して被位置検出部材３の変位量が時間領域（２）の時に比べてかなり小さい（直線の傾きが図２において右上がりでかつ小さい）から、コイル電圧は比較的小さい。このときには、フィルタ制御部１１は変位量検出部１０で検出された磁界の変化に基づいて、磁界発生部材４が変位しかつその変位量が予め定められた設定変位量より小さいと判断し、図３に示すように時間領域（２）の場合より大きな４点のタップ数が選択されるようにフィルタ７を制御する。
【００３０】
更に、時間領域（４）では被位置検出部材３の変位量が０（つまり、被位置検出部材３が停止状態）であるから、時間領域（１）と同様にコイル９のコイル電圧は０である。このときには、フィルタ制御部１１は磁界発生部材４が停止していると判断して、図３に示すようにフィルタ７を時間領域（１）と同様に８点のタップ数が選択されるようにフィルタ７を制御する。
【００３１】
更に、時間領域（５）では被位置検出部材３が変位して被位置検出部材３の変位量がマイナス方向にきわめて大きい（直線の傾きが図２において右下がりでかつ大きい）から、コイル電圧はマイナスできわめて大きい。このときには、フィルタ制御部１１は磁界発生部材４がマイナス方向に変位したと判断し、図３に示すように比較的小さな１点のタップ数が選択されるようにフィルタ７を制御する。
【００３２】
図４は、フィルタ制御部によって制御されるフィルタの入出力信号の一例を模式的に示す図である。図４において、１つの細長い６角形のマスの中の数字は、１つのデータ（磁界の値）を示す。
【００３３】
図４に示すように、フィルタ入力信号（信号読出部６の出力信号）における数字０〜１１付近までを図２に示す時間領域（１）のデータとし、同数字１３〜１７付近までを図２に示す時間領域（２）のデータとし、同数字２２〜２８付近までを図２に示す時間領域（３）のデータとする。このとき、時間領域（１）は被位置検出部材３の変位量が０（停止）の場合、時間領域（２）は被位置検出部材３の変位量が比較的大きい場合、および時間領域（３）は被位置検出部材３の変位量が時間領域（２）よりも小さい（変位が緩やかな）場合である。したがって、被位置検出部材３の変位量が０である時間領域（１）では、データのフィルタタップ数が最も多くされ、また被位置検出部材３の変位量が比較的小さい時間領域（３）では、データのフィルタタップ数が変位量が０の場合より少なくされ、更に被位置検出部材３の変位量が時間領域（３）より大きい時間領域（２）では、データのフィルタタップ数が時間領域（３）の場合より少なくされる。このように、被位置検出部材３の変位量が大きい時間領域（２）では、データのフィルタタップ数を少なくすることにより、フィルタ７によるデータの追従性が向上し、被位置検出部材３の変位量に対する反応速度が速くすることが可能となる。
【００３４】
この第１例の位置検出装置１によれば、フィルタ制御部１１により、被位置検出部材３の変位量が大きいときにはフィルタ７を少ないタップ数に、またこの変位量が小さいときにはフィルタ７を多いタップ数に選択されるようにフィルタ７が制御される。これにより、被位置検出部材３が比較的高速で直線移動しても、フィルタ７による電気信号のノイズの除去処理に要する時間を効果的に短くすることができ、被位置検出部材３の追従性が良好になるとともに、被位置検出部材３の変位量に対する、フィルタ７におけるデータの反応速度を向上することができる。しかも、電気信号のノイズを効率よく除去可能となるため、被位置検出部材３の直線移動位置の検出精度を向上させることができる。したがって、比較的高速移動する被位置検出部材３の位置検出もより高精度にしかもより迅速に検出することが可能となる。
【００３５】
このように構成された第１例の位置検出装置１は、例えばクラッチに用いられる。
図５は、図１に示す第１例の位置検出装置１を備える本発明のクラッチの実施の形態の一例を模式的に示す図である。
図５に示すように、この例のクラッチ１２は、一対の第１および第２クラッチ板１３,
１４と、第１クラッチ板１３を作動するクラッチ作動シリンダ１５と、クラッチ作動シリンダ１５を作動するための作動液を供給・排出制御するための電磁切換弁１６と、クラッチ作動シリンダ１５へ作動液を供給するためのポンプ１７と、ポンプ１７を駆動するモータ１８と、作動液を貯留するリザーバタンク１９とを少なくとも備えている。
【００３６】
クラッチ作動シリンダ１５は、シリンダ部１５ａと、シリンダ部１５ａ内に液圧室１５ｂを液密に区画するピストン１５ｃと、第１クラッチ板１３をピストン１５ｃに相対回転可能に連結するピストンロッド１５ｄと、ピストン１５ｃを非作動位置の方へ常時付勢するリタースプリング１５ｅとを有する。その場合、電磁切換弁１６は、非作動時には図５に示すようにクラッチ作動シリンダ１５の液圧室１５ｂをポンプ１７から遮断しかつリザーバタンク１９に接続するとともに、作動時にはクラッチ作動シリンダ１５の液圧室１５ｂをリザーバタンク１９から遮断しかつポンプ１７に接続する。
【００３７】
更に、この例のクラッチ１２は、図１に示す第１例の位置検出装置１を備えている。その場合、位置検出センサ２の磁界発生部材４は、クラッチ作動シリンダ１５のピストンロ
ッド１５ｄ（本発明の被位置検出部材に相当）に設けられている。したがって、磁界発生部材４はピストンロッド１５ｄと一体に直線移動する。また、位置検出センサ２の磁界検出部５は信号読出部６およびフィルタ７を介して電子制御装置（ＥＣＵ）８に接続されている。更に、電磁切換弁１６およびポンプ１７のモータ１８もＥＣＵ８に接続されている。更に、コイル９は、ピストンロッド１５ｄと一体に移動する磁界発生部材４が発生する磁界の領域内にピストンロッド１５ｄと干渉しないようにして配設される。
【００３８】
このように構成されたこの例のクラッチ１２においては、図５に示すようにクラッチ１２の切断時には、クラッチ作動シリンダ１５の液圧室１５ｂが電磁切換弁１６によりリザーバタンク１９に接続され、ピストン１５ｃが非作動位置に設定される。したがって、クラッチ作動シリンダ１５が非作動状態になっている。クラッチ１２を接続するために、ＥＣＵ８が電磁切換弁１６を切り換えると、クラッチ作動シリンダ１５の液圧室１５ｂがポンプ１７に接続されるとともに、リザーバタンク１９から遮断される。同時に、ＥＣＵ８はモータ１８を駆動してポンプ１７を作動する。これにより、作動液が液圧室１５ｂに供給されてピストン１５ｃが一定の速度でストロークする。
【００３９】
このとき、ＥＣＵ８は、位置検出センサ２で検出されたピストンロッド１５ｄの直線移動の位置に基づいて電磁切換弁１６およびモータ１８を制御して、クラッチの接続を制御する。すなわち、図２において時間領域が（１）から（２）に移行すると、ピストンロッド１５ｄの変位量が直線的に増大し、第１クラッチ板１３が第２クラッチ板１４の方へ一定速度で移動する。これにより、コイル９が発生する電圧が図２に示す時間領域（２）での比較的大きな一定の電圧となる。したがって、前述のようにフィルタ制御部１１はフィルタ７のタップ数が２点となるようにフィルタ７を制御する。時間領域が（２）から（３）に移行すると、ピストンロッド１５ｄの変位量が時間領域（２）の場合に比べて緩やかに直線的に増大する。これにより、コイル９が発生する電圧が時間領域（２）での電圧より図２に示す時間領域（３）での比較的小さな一定の電圧となる。したがって、前述のようにフィルタ制御部１１はフィルタ７のタップ数が４点となるようにフィルタ７を制御する。この状態では、クラッチ１２は半クラッチの状態となる。更に、時間領域が（３）から（４）に移行すると、ピストンロッド１５ｄの変位量が一定となる。つまり、第１クラッチ板１３が第２クラッチ板１４に当接して移動停止する。これにより、コイル９が発生する電圧が０となる。したがって、前述のようにフィルタ制御部１１はフィルタ７のタップ数が８点となるようにフィルタ７を制御する。この状態では、クラッチ１２は接続状態となる。
【００４０】
クラッチ１２を切断するために、ＥＣＵ８が電磁切換弁１６を非作動位置に切り換えると、クラッチ作動シリンダ１５の液圧室１５ｂがポンプ１７から遮断されかつリザーバタンク１９に接続される。同時に、ＥＣＵ８はモータ１８を停止してポンプ１７の作動を停止する。これにより、液圧室１５ｂの作動液がリザーバタンク１９に排出され、ピストン１５ｃがリターンスプリング１５ｅの付勢力により図５に示す非作動位置となる。
【００４１】
この例のクラッチ１２によれば、比較的高速移動する被位置検出部材３の位置検出をより高精度に行うことのできる第１例の位置検出装置１を備えているので、クラッチの接続および切断をより高精度にしかもより迅速に行うことができ、動力伝達を効率よく制御することが可能となる。
【００４２】
図６は本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第２例を模式的に示すブロック図である。なお、以下の各例の説明において、図１、図１４、およびその例より前に説明される例の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付すことで、それらの詳細な説明は省略する。
【００４３】
前述の第１例では、被位置検出部材３が移動しているときおよび被位置検出部材３が停止しているときのいずれにおいても、信号読出部６が磁界検出部５で検出した磁界の値（データ）を一定の間隔あるいはランダムのタイミングで読み出すようにしているが、第２例の位置検出装置１では、信号読出部６が磁界検出部５で検出した磁界の値を読み出すタイミングを制御している。すなわち、図６に示すように第２例の位置検出装置１では、第１例に対して更に読出制御部２０が設けられている。この読出制御部２０は信号読出部６と変位量検出部１０とに接続されている。そして、読出制御部２０は変位量検出部１０で検出された被位置検出部材３の変位量、つまり被位置検出部材３の停止および直線移動に基づいて、信号読出部６が磁界検出部５で検出した磁界の値（データ）を読み出すタイミングを制御する。その場合、第２例の信号読出部６のデータの読出のタイミングは、被位置検出部材３が直線移動しているときには信号読出部６がデータの読出を行うとともに、被位置検出部材３が停止しているときには信号読出部６がデータの読出を行わないように設定されている。したがって、この第２例の位置検出装置１では、被位置検出部材３が直線移動しているときだけ、信号読出部６が磁界検出部５で検出した磁界の値（データ）を読み出して信号処理が行われる。
【００４４】
次に、読出制御部２０の読出タイミング制御信号に基づく信号読出部６のデータの読出について説明する。
図７は、第２例の位置検出装置における被位置検出部材の変位量、コイル電圧、およびデータ読出タイミングの関係を示す図、図８は、読出制御部の読出タイミングに基づく信号読出部の出力信号の一例を模式的に示す図である。
【００４５】
第２例における信号読出部６のデータの読出の説明にあたって、図７に示すように、被位置検出部材３の変位量およびコイル電圧は、前述の第１例と同じであるとする。したがって、第２例の信号読出部６のデータ読出のタイミングでは、被位置検出部材３が停止している時間領域（１）および（４）では読出制御部２０から読出タイミング信号が信号読出部６に出力されない。このときには、信号読出部６はデータの読出を行わなく、磁界の値（データ）は信号読出部６に保持される。また、被位置検出部材３が直線移動している時間領域（２）、（３）、および（５）では読出制御部２０から読出タイミング信号が信号読出部６に出力される。したがって、このときには信号読出部６はデータの読出を行う。そして、信号読出部６で読み出されたデータの入力信号がフィルタ７に入力され、前述の第１例と同様にしてこのデータ信号に対してノイズ処理が行われる。
【００４６】
この第２例の位置検出装置１によれば、被位置検出部材３が直線移動しているときだけ、信号読出部６によりデータを読み出して信号処理を行い、被位置検出部材３が停止しているときはデータを読み出さないで信号処理を行わないようにしているので、位置検出装置１の消費電力を効率よく低減することができる。
【００４７】
また、被位置検出部材３が直線移動しているときだけ、信号読出部６により読み出されたデータがフィルタ７に入力されるので、フィルタ７におけるノイズ除去のための信号処理量を低減できる。これにより、被位置検出部材３の位置検出をより高精度にしかも更に一層迅速に検出することが可能となる。
【００４８】
第２例の位置検出装置１の他の構成および他の作用効果は第１例の位置検出装置１と同じであり、また、この第２例の位置検出装置１もクラッチ１２に配設されることで、クラッチを制御することが可能となる。
【００４９】
図９は本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第３例を模式的に示すブロック図である。
前述の第１および第２例の位置検出装置１では、磁界検出部５で検出した被位置検出部
材３の変位に基づく磁界の値（データ）を信号読出部６で読み出しているが、この第３例の位置検出装置１では、磁界検出部５で検出した磁界の値をＡ／Ｄ変換器で読み取るようにしている。すなわち、図９に示すように第３例の位置検出装置１では、第２例の信号読出部６としてＡ／Ｄ変換器からなるＡ／Ｄ変換部２１が設けられているとともに、第２例の読出制御部２０としてＡ／Ｄ制御部２２が設けられている。
【００５０】
この第３例の位置検出装置１においては、変位量検出部１０からの変位量信号に基づいてＡ／Ｄ制御部２２がＡ／Ｄ変換部２１にクロック信号を出力する。その場合、Ａ／Ｄ制御部２２は変位量検出部１０からの変位量信号が変化しているときだけ、つまり被位置検出部材３が移動しているときだけ、Ａ／Ｄ変換部２１にクロック信号を出力するようになっている。そして、信号読出部６は、Ａ／Ｄ制御部２２からクロック信号が入力されたとき、磁界検出部５で検出した被位置検出部材３の変位に基づく磁界の値をクロック信号に基づくディジタル信号に変換してフィルタ７に出力する。このようにして、第３例の位置検出装置１では、被位置検出部材３が移動しているときだけ、磁界検出部５で検出された磁界の値（データ）がＡ／Ｄ変換部２１を通してディジタル信号に変換されてフィルタ７に入力される。
この第３例の位置検出装置１の他の構成および作用効果は第２例の位置検出装置１と実質的に同じであり、また、この第３例の位置検出装置１もクラッチ１２に配設されることで、クラッチを制御することが可能となる。
【００５１】
図１０は本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第４例を模式的に示すブロック図である。
前述の第１例の位置検出装置１では、直線移動する被位置検出部材３の移動位置が検出されるが、この第４例の位置検出装置１は、回転運動する被位置検出部材３の回転位置を検出する。その場合、被位置検出部材３の回転量（変位量）の検出は、二次元におけるｘ,ｙ軸方向の２つの各変位量の値を検出することで行われる。
【００５２】
すなわち、図１０に示すように第４例の位置検出装置１は、第１例に対してｘ軸方向（図１０において左右方向）における磁界発生部材４の磁界の変位量（つまり、被位置検出部材３の回転に伴うｘ軸方向の変位量）を検出して電圧で出力する第１のコイル２３（第１例のコイル９に相当）と、ｙ軸方向（図１０において上下方向）における磁界発生部材４の磁界の変位量（つまり、被位置検出部材３の回転に伴うｙ軸方向の変位量）を検出して電圧で出力する第２のコイル２４とを備える。これらの第１および第２のコイル２３,
２４は、いずれも磁界発生部材４の磁界領域内に配置されるとともに、第２のコイル２４の軸方向は第１のコイル２３の軸方向に対して直交する方向に設定されている。第１のコイル２３は第１の回転量（変位量）検出部２５（第１例の変位量検出部１０に相当）に接続されるとともに、第２のコイル２４は第２の回転量（変位量）検出部２６に接続される。
【００５３】
その場合、図１１（Ａ）に示すように、第１のコイル２３は被位置検出部材３の回転にしたがって変化しかつ周期が次第に短くなる正弦波状の波形αの電圧（磁界の変位量に基づく）を出力するとともに、第２のコイル２４は被位置検出部材３の回転にしたがって変化しかつ周期が次第に短くなる正弦波状の波形βの電圧（磁界の変位量に基づく）を出力する。正弦波状の波形βの位相は正弦波状の波形αの位相に対して（１／４）周期だけ遅れた波形となっている。
【００５４】
また、図１１（Ｂ）に示すように、第１の回転量検出部２５は、第１のコイル２３から正弦波状の波形αの電圧が入力されると、この電圧のマイナス部分をカットして得られる矩形波状の波形γの電圧を出力する。また、第２の回転量検出部２６は、第２のコイル２４から正弦波状の波形βの電圧が入力されると、この電圧のマイナス部分をカットして得
られる矩形波状の波形δの電圧を出力する。
【００５５】
そして、第１および第２の回転量検出部２５,２６でそれぞれ検出された磁界の変位量
により、被位置検出部材３の回転量が検出される。これらの第１および第２の回転量検出部２５,２６は、いずれもフィルタ制御部１１に接続される。フィルタ制御部１１は、前
述の第１例と同様に被位置検出部材３の回転速度に応じてフィルタ７のタップ数を制御する。
【００５６】
この第４例の位置検出装置１の他の構成および作用効果は第１例の位置検出装置１と実質的に同じである。また、この第４例の位置検出装置１は第１ないし第３例の位置検出装置１と異なり、クラッチ１２には適用されない。
【００５７】
図１２は本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第５例を模式的に示すブロック図である。
図１２に示すように、第５例の位置検出装置１は、前述の第１例に対する第２例の位置検出装置１と同様に、第４例に対して更に読出制御部２０が設けられている。この読出制御部２０は、信号読出部６と第１および第２の回転量検出部２５,２６とに接続されてい
る。そして、第１および第２の回転量検出部２５,２６は、第１および第２のコイル２３,２４で検出された被位置検出部材３の回転変位量に基づいた電圧信号を読出制御部２０に出力する。読出制御部２０は、これらの第１および第２の回転量検出部２５,２６からの
電圧信号に基づいて、被位置検出部材３が回転しているときは読出タイミング信号を信号読出部６に出力する。この読出タイミング信号により、被位置検出部材３の停止および回転に基づいて、信号読出部６が磁界検出部５で検出した磁界の値（データ）を読み出すタイミングが制御される。その場合、第５例の信号読出部６のデータの読出のタイミングは、被位置検出部材３が回転しているときには信号読出部６がデータの読出を行うとともに、被位置検出部材３が停止しているときには信号読出部６がデータの読出を行わないように設定されている。したがって、この第５例の位置検出装置１では、被位置検出部材３が回転移動しているときだけ、信号読出部６が磁界検出部５で検出した磁界の値（データ）を読み出して信号処理が行われる。
【００５８】
この第５例の位置検出装置１の他の構成および他の作用効果は第４例の位置検出装置１と実質的に同じである。また、この第５例の位置検出装置１は第４例と同様にクラッチ１２には適用されない。
【００５９】
図１３は本発明に係る位置検出装置の実施の形態の第６例を模式的に示すブロック図である。
図１３に示すように、第６例の位置検出装置１は、前述の第２例に対する第３例の位置検出装置１と同様に、第５例に対して読出制御部２０が設けられないとともに、Ａ／Ｄ変換部２１およびＡ／Ｄ制御部２２が設けられている。Ａ／Ｄ変換部２１は磁界検出部５とフィルタ７に接続されている。また、Ａ／Ｄ制御部２２は第１および第２回転量検出部２５,２６とＡ／Ｄ変換部２１に接続されている。
【００６０】
この第６例の位置検出装置１においては、第１および第２回転量検出部２５,２６から
の回転量信号に基づいてＡ／Ｄ制御部２２がＡ／Ｄ変換部２１にクロック信号を出力する。その場合、Ａ／Ｄ制御部２２は第１および第２回転量検出部２５,２６からの回転信号
が変化しているときだけ、つまり被位置検出部材３が回転しているときだけ、Ａ／Ｄ変換部２１にクロック信号を出力するようになっている。そして、信号読出部６は、Ａ／Ｄ制御部２２からクロック信号が入力されたとき、磁界検出部５で検出した被位置検出部材３の変位に基づく磁界の値をクロック信号に基づくディジタル信号に変換してフィルタ７に出力する。このようにして、第６例の位置検出装置１では、被位置検出部材３が回転して
いるときだけ、磁界検出部５で検出された磁界の値（データ）がＡ／Ｄ変換部２１を通してディジタルに変換されてフィルタ７に入力される。
【００６１】
この第６例の位置検出装置１の他の構成および作用効果は第５例の位置検出装置１と実質的に同じである。また、この第５例の位置検出装置１は第４例と同様にクラッチ１２には適用されない。
【００６２】
なお、本発明は前述の各例に限定されることはなく、種々設計変更が可能である。例えば、磁界発生部材４は被位置検出部材３に直接設ける必要はなく、被位置検出部材３の運動に応じて運動する部材に設けることもできる。要は、本発明は、特許請求の範囲に記載された技術事項の範囲内で種々の設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る位置検出センサは、被位置検出部材の運動に応じて運動するとともに磁界を発生する磁界発生部材の磁界の変化を検出することで、被位置検出部材の位置を検出する位置検出装置に好適に利用可能である。
また、本発明に係るクラッチは、本発明の位置検出装置を用いて制御可能なクラッチに好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１…位置検出装置、２…位置検出センサ、３…被位置検出部材、４…磁界発生部材、５…磁界検出部（本発明の第１の磁界検出部に相当）、６…信号読出部、７…フィルタ、８…電子制御装置（ＥＣＵ）、９…コイル、１０…変位量検出部、１１…フィルタ制御部、１２…クラッチ、１３…第１クラッチ板、１４…第２クラッチ板、１５…クラッチ作動シリンダ、１５ｂ…液圧室、１５ｃ…ピストン、１５ｄ…ピストンロッド、１５ｅ…リタースプリング、１６…電磁切換弁、１７…ポンプ、１８…モータ、２０…読出制御部、２１…Ａ／Ｄ変換部、２２…Ａ／Ｄ制御部、２３…第１のコイル、２４…第２のコイル、２５…第１の回転量（変位量）検出部、２６…第２の回転量（変位量）検出部
【図１】
2013122415.tif 000003
【図２】
2013122415.tif 000004
【図３】
2013122415.tif 000005
【図４】
2013122415.tif 000006
【図５】
2013122415.tif 000007
【図６】
2013122415.tif 000008
【図７】
2013122415.tif 000009
【図８】
2013122415.tif 000010
【図９】
2013122415.tif 000011
【図１０】
2013122415.tif 000012
【図１１】
2013122415.tif 000013
【図１２】
2013122415.tif 000014
【図１３】
2013122415.tif 000015
【図１４】
2013122415.tif 000016