(57)【要約】【課題】装置構成を簡素化することができる位置検出装置を提供する。【解決手段】第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃは、３ポジション連続でオン判定（Ｌｏ判定）となり得るインダクタンス特性をとるように設計されている。これにより、全てのポジションにおいて、第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃのうちのいずれかのコイルのインダクタンスがＨｉに貼り付き、いずれかのコイルのインダクタンスがＬｏに貼り付く。これを利用し、Ｈｉ固定のインダクタンス値とＬｏ固定のインダクタンス値との中間値を、オンオフ判定の閾値Ｋとする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部材の操作に応じて、複数のコイルと、これらと選択的に対向する被検出部との相対位置が変化することにより、前記コイルのインダクタンスが変化し、この変化に基づく値で各コイルから出力される検出信号を閾値と比較することにより、前記操作部材の位置を検出する位置検出装置において、
前記コイルの検出信号を基に前記閾値を補正可能な閾値補正部を備え、
前記コイル及び被検出部は、前記コイルが少なくとも３ポジション連続で検知状態になることが可能なインダクタンス特性をとるように設けられ、
前記閾値補正部は、複数の前記コイルの出力のうち、Ｈｉに貼り付くものとＬｏに貼り付くものとを基に、前記閾値を補正する
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記コイルは、隣に位置するものとそれぞれ間隔を空けて配置され、当該コイルの隣同士との中心間距離は、２ポジション分に設定されている
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】
前記被検出部は、前記コイルを２つ同時に覆うことが可能な長さに形成されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部材の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作部材に連動して動く銅板に対向するように複数のコイルが配置され、銅板の位置に応じてインダクタンスが変化するコイルの出力を基に、操作部材の位置を演算する位置検出装置が周知である（特許文献１等参照）。この位置検出装置においては、各コイルの出力に対して一定の閾値を設け、コイル出力が閾値以下となったとき、このコイルに対向する位置に銅板の中心、すなわち操作部材が位置すると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５０５５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、操作部材の位置とコイルとが１対１の関係であると、検出したい位置の分だけコイルが必要となってしまう。このため、多スイッチのマルチプレクサ等が必要となるので、装置構成が複雑化する問題があった。また、演算負荷の増大にも繋がる。さらには、閾値を補正する機能を設けようとした場合、補正処理用のコイルが別途必要となるので、装置構成の簡素化に支障を来していた。
【０００５】
本発明の目的は、装置構成を簡素化することができる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】
【０００６】
前記問題点を解決する位置検出装置は、操作部材の操作に応じて、複数のコイルと、これらと選択的に対向する被検出部との相対位置が変化することにより、前記コイルのインダクタンスが変化し、この変化に基づく値で各コイルから出力される検出信号を閾値と比較することにより、前記操作部材の位置を検出する構成において、前記コイルの検出信号を基に前記閾値を補正可能な閾値補正部を備え、前記コイル及び被検出部は、前記コイルが少なくとも３ポジション連続で検知状態になることが可能なインダクタンス特性をとるように設けられ、前記閾値補正部は、複数の前記コイルの出力のうち、Ｈｉに貼り付くものとＬｏに貼り付くものとを基に、前記閾値を補正する。
【０００７】
本構成によれば、少なくとも３ポジション連続でコイルが検知状態となるようにコイル及び被検出部を設けたので、全てのポジションにおいて、いずれかのコイル出力がＨｉに貼り付き、いずれかのコイル出力がＬｏに貼り付く。そして、Ｈｉに貼り付くコイル出力とＬｏに貼り付くコイル出力とを基に閾値を設定する。このため、仮にコイル出力、すなわちＨｉやＬｏの各値が何らの要因により変動しても、その変動に応じた値に閾値が補正される。よって、閾値を補正可能とするにしても、位置検出装置としてみれば、閾値補正専用のコイルを必要としない少数のコイル数で済むので、装置構成を簡素化することが可能となる。
【０００８】
前記位置検出装置において、前記コイルは、隣に位置するものとそれぞれ間隔を空けて配置され、当該コイルの隣同士との中心間距離は、２ポジション分に設定されていることが好ましい。この構成によれば、少数のコイルで閾値を補正可能な位置検出装置とするにあたって、隣のコイルとの間隔を２ポジション分とする単純な配置で済む。
【０００９】
前記位置検出装置において、前記被検出部は、前記コイルを２つ同時に覆うことが可能な長さに形成されていることが好ましい。この構成によれば、少数のコイルで閾値を補正可能な位置検出装置とするにあたって、被検出部の長さを変えるという単純な形状変更で済む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装置構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態の位置検出装置の構成図。
【図２】ポジションごとにコイルを備える位置検出装置における各コイルのインダクタンス特性図。
【図３】３ポジション連続Ｌｏ判定の場合の各コイルのインダクタンス特性図。
【図４】ポジション判定表。
【図５】２ポジション連続Ｌｏ判定の場合の各コイルのインダクタンス特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、位置検出装置の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、例えばシフトレバー装置などの車載装置は、その操作部材（一例はシフトレバー）２の位置（操作位置）を検出する位置検出装置１を備える。位置検出装置１は、例えば操作部材２が複数ポジション（一例は５ポジション）のうちのどの位置をとるのかを検出する。
【００１３】
位置検出装置１は、複数（本例は３つ）のコイル３と、これらと選択的に対向する被検出部４と、位置検出装置１の動作を管理するコントローラ５と、各コイル３に発振信号を出力する発振器６と、複数のコイル３及び発振器６の接続状態を切り替えるスイッチ部７とを備える。被検出部４は、例えば銅板等の金属部材である。コントローラ５は、スイッチ部７に設けられた複数のスイッチ素子７ａ〜７ｃを制御するスイッチ制御部８を備える。スイッチ制御部８は、スイッチ素子７ａ〜７ｃの特定の１スイッチを選択的にオンすることにより、複数のコイル３のうちの１つを発振器６に接続して、コイル３を時分割制御する。これにより、コントローラ５は、複数あるコイル３から出力を時分割で入力する。
【００１４】
コントローラ５は、発振器６の下流に接続された抵抗９とスイッチ部７との間の分圧を、検波回路１０を通じて入力し、この検波信号をＡ／Ｄ変換部１１によってデジタル信号に変換する。コントローラ５は、Ａ／Ｄ変換部１１から入力するデジタル信号を、コイル３の検出信号（検出電圧）Ｓｖとして入力し、この検出信号Ｓｖを閾値Ｋと比較することにより、操作部材２のポジション（第１ポジション〜第５ポジション）を判定する。
【００１５】
コイル３及び被検出部４は、操作部材２の複数のポジションにおいてコイル３が同時に検知状態（一例はオン状態）となる関係性をもつように設けられている。本例の場合、コイル３及び被検出部４は、コイル３がオン状態となるポジションが複数連続するように設計される。これを実現するにあたって、本例においては、直線方向に並び配置された３つの第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃを、隣同士のものと所定間隔を空けて配置される。言い換えると、これら第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃは、操作部材２の移動方向において１つ飛ばしで配置されるともいえ、コイル３の一辺長さと、コイル３の隣同士との間隔とは、同一のＷに設定される。すなわち、隣のコイル３との中心間距離Ｗ’は、２ポジション分に設定されている。被検出部４は、例えば銅板が使用される。被検出部４の長手方向の長さ、すなわち被検出部４において操作部材２の移動方向に沿う長さＹは、例えば２つのコイル３が同時にオンできる長さに設定されている。
【００１６】
位置検出装置１は、コイル３の出力を基に閾値Ｋを補正する閾値補正部１２を備える。閾値補正部１２は、例えばコントローラ５に設けられる。閾値補正部１２は、第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃの出力のうち、Ｈｉに貼り付いた出力とＬｏに貼り付いた出力との中間値を閾値Ｋに設定する演算を逐次行うことにより、仮にコイル出力が変動したとしても、閾値Ｋを最適値に合わせ込む。
【００１７】
次に、図２〜図５を用いて、位置検出装置１の作用を説明する。
図２に、操作部材２の５ポジションを検出可能な位置検出装置１の一例を図示する。同図の場合、５つのコイルＡ〜Ｅは、隣同士の間に隙間が生じないように連続的に配置されている。また、被検出部４ａは、コイルＡ〜コイルＥの１つとのみ対向できる面積（一例は正四角形状）に形成されている。なお、この種の位置検出装置１においては、Ａ／Ｄ変換後の検出信号Ｓｖとコイル３（コイルＡ〜Ｅ）のインダクタンスＬとは実質的に同じ変化をとることから、これらは同義であり、以降は、説明の便宜上、検出信号Ｓｖや閾値ＫをインダクタンスＬに置き換えて説明する。
【００１８】
コイルＡ〜コイルＥのインダクタンス特性は、並びの順にＬｏ判定に切り替わっていく特性をとる。すなわち、操作部材２が移動のスタートポジションである第１ポジションに位置するとき、コイルＡのインダクタンスＬａが閾値Ｋ以下となり、操作部材２が第１ポジションの隣の第２ポジションに位置するとき、コイルＢのインダクタンスＬｂが閾値Ｋ以下となり、操作部材２が第２ポジションの隣の第３ポジションに位置するとき、コイルＣのインダクタンスＬｃが閾値Ｋ以下となり、操作部材２が第３ポジションの隣の第４ポジションに位置するとき、コイルＤのインダクタンスＬｄが閾値Ｋ以下となり、操作部材２が移動のエンドポジションである第５ポジションに位置するとき、コイルＥのインダクタンスＬｅが閾値Ｋ以下となる。
【００１９】
この位置検出装置１は、１つの閾値Ｋだけで操作部材２の位置を判定することができる。すなわち、コイルＡ〜コイルＥのうち、インダクタンスＬが閾値Ｋ以下となるもの、すなわちＬｏ判定したものをオンと判定する。これにより、インダクタンスＬａが閾値Ｋ以下であれば操作部材２が第１ポジションに位置し、インダクタンスＬｂが閾値Ｋ以下であれば操作部材２が第２ポジションに位置し、インダクタンスＬｃが閾値Ｋ以下であれば操作部材２が第３ポジションに位置し、インダクタンスＬｄが閾値Ｋ以下であれば操作部材２が第４ポジションに位置し、インダクタンスＬｅが閾値Ｋ以下であれば操作部材が第５ポジションに位置すると判断できる。
【００２０】
しかし、図２の位置検出装置１の場合、ポジションごとにコイル３（Ａ〜Ｅの５つ）が存在するので、多スイッチのスイッチ部（マルチプレクサ）が必要となり、回路構成が複雑化してしまう問題がある。また、これに伴い、位置判定時の演算負荷も増大する。さらに、補正処理用のコイルＦが別途必要となり、装置構成の更なる複雑化やコストアップに繋がる懸念がある。
【００２１】
図３に、本例の位置検出装置１のインダクタンス特性を図示する。なお、本例においては、コイル３及び被検出部４の間に「組み付けばらつき」が発生していないものとする。第１コイル３ａは、第１ポジション及び第２ポジションの連続する２ポジションのときにオン判定（Ｌｏ判定）されるインダクタンス変化をとる。第２コイル３ｂは、第２ポジション〜第４ポジションの連続する３ポジションのときにオン判定（Ｌｏ判定）されるインダクタンス変化をとる。第３コイル３ｃは、第４ポジション及び第５ポジションの連続する２ポジションのときにオン判定（Ｌｏ判定）されるインダクタンス変化をとる。
【００２２】
操作部材２が第１ポジション−第２ポジションの間を切り替わるときには、第２コイル３ｂのインダクタンスＬ２が閾値Ｋを横断する変化をとる。操作部材２が第２ポジション−第３ポジションの間を切り替わるときには、第１コイル３ａのインダクタンスＬ１が閾値Ｋを横断する変化をとる。操作部材２が第３ポジション−第４ポジションの間を切り替わるときには、第３コイル３ｃのインダクタンスＬ３が閾値Ｋを横断する変化をとる。操作部材２が第４ポジション−第５ポジションの間を切り替わるときには、第２コイル３ｂのインダクタンスＬ２が閾値Ｋを横断する変化をとる。このように、本例の位置検出装置１であれば、ポジション切り替わり時には、１つのコイル３のみＨｉ−Ｌｏが切り替わるインダクタンス変化をとることが分かる。
【００２３】
図４に示すように、コントローラ５は、第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃの出力の組合せを基に、操作部材２のポジションを判定する。例えば、第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃの出力組み合わせが「Ｌｏ，Ｈｉ，Ｈｉ」のときには、第１ポジションと判断され、「Ｌｏ，Ｌｏ，Ｈｉ」のときには、第２ポジションと判断され、「Ｈｉ，Ｌｏ，Ｈｉ」のときには、第３ポジションと判断される。また、「Ｈｉ，Ｌｏ，Ｌｏ」のときには、第４ポジションと判断され、「Ｈｉ，Ｈｉ，Ｌｏ」のときには、第５ポジションと判断される。
【００２４】
図３に戻り、閾値補正部１２は、第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃの出力のうち、Ｈｉに貼り付くものとＬｏに貼り付くものとの中間値を閾値Ｋとして設定する処理を逐次実行する。例えば、操作部材２の初期位置からの距離がＰ１のときには、Ｈｉ固定されるのが第３コイル３ｃであり、Ｌｏ固定されるのが第２コイル３ｂであるので、第２コイル３ｂの出力と第３コイル３ｃの出力との中間値を閾値Ｋとして設定する。ところで、例えば電圧変動等を要因として、コイル３の出力（振幅）が変動する可能性もある（同図の二点差線で例示を図示）。しかし、本例の場合、閾値Ｋを設定するにあたって、Ｈｉベタのコイル出力とＬｏベタのコイル出力との中間値を閾値Ｋとするので、ポジションが切り替わる距離はコイル出力の電圧変動に影響を受けない。このように、閾値Ｋは最適値に逐次補正される。
【００２５】
さて、本例の場合、少なくとも３ポジション連続でコイル３が検知状態（オン判定）となるようにコイル３及び被検出部４を設け、Ｈｉ固定のインダクタンス値とＬｏ固定のインダクタンス値との中間値を求めてこれを補正値の「Ｋ」とすることにより、閾値Ｋが補正されるようにした。このため、各コイル３は同一形状でよく、被検出部４の移動方向に一直線に配置することが可能となる。これは、各コイル３を異なる列に配置しなくてもよいことと同義である。また、常にいずれかのコイル３がＨｉ及びＬｏに貼り付いているため、補正処理用コイルを別途設ける必要もなく、装置構成の簡素化やコストアップ抑制に有利となる。
【００２６】
図５に、２ポジション連続Ｌｏ判定の場合の各コイル３のインダクタンス特性を図示する。同図からも分かるように、この方式の場合は、常にいずれかのコイル出力がＨｉ及びＬｏに貼り付いた状態を実現するには、コイル３が３ａ〜３ｄの４つ必要となる。一方、本例の位置検出装置１は、最小のコイル数である「３つ」で済む。また、被検出部４の移動方向の長さＹは、Ｌｏ判定の長さと一致することから、例えば４ポジション以上連続してＬｏ判定する場合と比較して、本例の位置検出装置１の場合は、被検出部４の移動方向の長さＹも短く済む。
【００２７】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）少なくとも３ポジション連続でコイル３が検知状態（オン判定）となるようにコイル３及び被検出部４を設けたので、全てのポジションにおいて、いずれかのインダクタンスがＨｉに貼り付き、いずれかのインダクタンスがＬｏに貼り付く。そして、Ｈｉ固定のインダクタンス値とＬｏ固定のインダクタンス値とを基に閾値Ｋを設定する。このため、仮にコイル出力、すなわちＨｉやＬｏのインダクタンス値が何らかの要因により変動しても、その変動に応じた値に閾値Ｋが補正される。よって、閾値Ｋを補正可能とするにしても、位置検出装置１としてみれば、閾値補正専用のコイルを必要としない少数のコイル数で済むので、装置構成を簡素化することができる。
【００２８】
（２）第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃが同一形状で済む。
（３）第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃを被検出部４の移動方向に一直線に配置することができる。すなわち、第１コイル３ａ〜第３コイル３ｃを異なる列に配置する必要がない。
【００２９】
（４）閾値補正の専用コイルを設けずに済むので、コイル数を少なく済ませることができる。
（５）位置検出装置１のコイル数を最小のコイル数（３ポジション連続Ｌｏ判定の場合は３つ）とすることができる。
【００３０】
（６）本例の位置検出装置１の場合は、４ポジション以上連続Ｌｏ判定とする場合と比較して、被検出部４の移動方向長さＹを短く済ませることができる。
（７）コイル３は、隣に位置するものとそれぞれ間隔を空けて配置され、コイル３の隣同士との中心間距離Ｗ’は、２ポジション分に設定されている。よって、少数のコイル３で閾値Ｋを補正可能な位置検出装置１とするにあたって、コイル３を簡素なパターンで配置することができる。
【００３１】
（８）被検出部４は、コイル３を２つ同時に覆うことが可能な長さＹに形成されている。よって、少数のコイル３で閾値Ｋを補正可能な位置検出装置１とするにあたって、被検出部４の長さＹを変えるという単純な形状変更で済む。
【００３２】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・複数のコイル３は、時分割制御されることに限らず、全てが発振器６に常時接続された回路構成をとってもよい。
【００３３】
・中心間距離Ｗ’は、２ポジション分に限らず、他の値に変更可能である。
・コイル３の一辺の長さと、コイル３の隣同士の間隔とは、異なる値としてもよい。
・コイル３がどのポジションでＨｉやＬｏに貼り付くのかは、Ｌｏ判定が少なくとも３ポジション連続すれば、種々の態様に適宜変更することができる。
【００３４】
・コイル３は、四角形状に限らず、例えば丸形状や菱形形状などに変更してもよい。
・被検出部４は、銅板に限らず、種々の磁性体など、コイル３にインダクタンス変化を発生させられるものであればよい。
【００３５】
・各コイル３においてインダクタンスが変化するときの波形は、直線状に限らず、曲線になってもよい。
・検知状態は、Ｌｏ判定に限らず、Ｈｉ判定としてもよい。また、検知状態は、オン判定ではなく、オフ判定に変更することも可能である。
【００３６】
・位置検出装置１は、直線移動する動きをとる操作部材２の位置を検出するものに限らず、回動する動きをとる操作部材２の回動位置を検出するものとしてもよい。
・位置検出装置１は、シフトレバー装置に使用されることに限らず、他の装置や機器にも適用可能である。
【００３７】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記位置検出装置において、複数の前記コイルを選択的に駆動する時分割制御により当該コイルを制御するスイッチ制御部を備えた。この構成によれば、検波回路が少なく済むので、装置構成の簡素化に一層有利となる。
【００３８】
（ロ）前記位置検出装置において、複数の前記コイルは、全てのものが同一形状に形成されている。この構成によれば、コイルの構成が簡素化されるので、装置構成の簡素化に一層有利となる。
【符号の説明】
【００３９】
１…位置検出装置、２…操作部材、３（３ａ〜３ｃ）…コイル、４…被検出部、１２…閾値補正部、Ｌ（Ｌ１〜Ｌ３）…インダクタンス、Ｓｖ…検出信号、Ｋ…閾値、Ｗ’…隣のコイルとの中心間距離、Ｙ…被検出部の長さ。
【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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