(57)【要約】【課題】位置判定において冗長な処理を省略することができる位置検出装置を提供する。【解決手段】操作部材２（被検出部４）のポジションが不定のときには、全てのコイル３（第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４）においてＨｉ−Ｌｏ判定を実行し、操作部材２の位置を判定する。操作部材２のポジション確定後には、ポジション変化を確認することができる必要最低限の数のコイル３のみで判定を実行する。一例としては、複数のコイル３（第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４）のうち、ポジション変化を確認することができる必要最低限のコイル３のみを通電状態とし、他のコイル３を非通電状態にする。【選択図】図１
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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により、操作部材のポジションを検出する位置検出装置において、
ポジションの判定結果の切り替わりを監視する変化監視部と、
ポジション判定の確定後、前記コイルの出力に基づく前記操作部材のポジション判定処理を、必要最低限の数のコイルのみで実行させるコイル管理部と、
前記必要最低限の数のコイルにおいて出力の変化が確認されたとき、全ての前記コイルの出力でポジション判定する状態に戻す復帰実行部と
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記コイル管理部は、前記必要最低限の数のコイルのみを通電状態とし、それ以外のコイルを非通電状態にする
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】
前記コイル管理部は、前記コイルの全てを監視の対象としており、そのうちの前記必要最低限の数のコイルのみを通電状態とし、それ以外のコイルを非通電状態とする
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】
前記コイル管理部は、前記必要最低限の数のコイルのみを監視の対象とし、それ以外のコイルを監視の対象外として出力を見ない
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。
【請求項５】
前記操作部材のポジションは、各コイルの検出信号を閾値と比較するＨｉ−Ｌｏ判定により、各コイルのＨｉ及びＬｏの組み合わせから判定するものであり、
前記必要最低限の数のコイルとは、コイル出力がＬｏとなるコイルが監視対象にされ、当該コイルのみでは判定ができないポジションにおいては、コイル出力がＨｉとなるコイルも監視対象となっている
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項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】
ところで、全てのコイルをポジション変化の監視対象とすると、監視に必要のないコイル出力まで見てしまうことになり、冗長な処理が発生してしまう問題があった。
本発明の目的は、位置判定において冗長な処理を省略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】
【０００５】
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により、操作部材のポジションを検出する構成において、ポジションの判定結果の切り替わりを監視する変化監視部と、ポジション判定の確定後、前記コイルの出力に基づく前記操作部材のポジション判定処理を、必要最低限の数のコイルのみで実行させるコイル管理部と、前記必要最低限の数のコイルにおいて出力の変化が確認されたとき、全ての前記コイルの出力でポジション判定する状態に戻す復帰実行部とを備えた。
【０００６】
本構成によれば、ポジション判定の確定後には、操作部材の位置判定を必要最低限の数のコイルのみで実行するので、以降、ポジション変化を監視するにあたり、真に必要なコイルの出力のみを監視対象とすることが可能となる。よって、操作部材の位置判定にあたって、冗長な処理、いわゆる無駄な処理を省くことが可能となる。
【０００７】
前記位置検出装置において、前記コイル管理部は、前記必要最低限の数のコイルのみを通電状態とし、それ以外のコイルを非通電状態にすることが好ましい。この構成によれば、ポジション変化の監視を行うにあたり、出力の監視対象となっていないコイルを非通電としておけるので、コイル駆動に要する消費電力を低く抑えるのに有利となる。
【０００８】
前記位置検出装置において、前記コイル管理部は、前記コイルの全てを監視の対象としており、そのうちの前記必要最低限の数のコイルのみを通電状態とし、それ以外のコイルを非通電状態とすることが好ましい。この構成によれば、ポジション変化を監視するにあたって全てのコイル出力を確認するという簡素な処理をとりつつ、コイル駆動に要する消費電力を低く抑えることが可能となる。
【０００９】
前記位置検出装置において、前記コイル管理部は、前記必要最低限の数のコイルのみを監視の対象とし、それ以外のコイルを監視の対象外として出力を見ないことが好ましい。この構成によれば、操作部材にポジション変化があったときには、そのときに監視しているコイル出力を基に、ポジション変化を直ぐに検出することが可能となる。よって、ポジション判定の検出速度を向上するのに有利となる。
【００１０】
前記位置検出装置において、前記操作部材のポジションは、各コイルの検出信号を閾値と比較するＨｉ−Ｌｏ判定により、各コイルのＨｉ及びＬｏの組み合わせから判定するものであり、前記必要最低限の数のコイルとは、コイル出力がＬｏとなるコイルが監視対象にされ、当該コイルのみでは判定ができないポジションにおいては、コイル出力がＨｉとなるコイルも監視対象となっていることが好ましい。この構成によれば、ポジション変化を判定するのに最低限必要なコイルをどれにするのかを設定するにあたり、コイル数をできるだけ少なくするのに有利となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、位置判定において冗長な処理を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の位置検出装置の構成図。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、各ポジションにおけるコイル及び被検出部の位置関係を示す説明図。
【図３】コイル出力のＨｉ−Ｌｏ判定表。
【図４】従来手法の一例の概要図。
【図５】第１実施形態の位置検出方法の概要図。
【図６】第２実施形態で述べた従来手法の一例の概要図。
【図７】第２実施形態の位置検出方法の概要図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
以下、位置検出装置の第１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、操作部材２が複数ポジション（一例は５ポジション）のうちのどこに位置するのかを検出する。
【００１４】
位置検出装置１は、複数（本例は４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、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に設けられたスイッチ素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの特定の１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。すなわち、コントローラ５は、複数あるコイル３からの出力を時分割で入力する。
【００１５】
コントローラ５は、発振器６の下流に接続された抵抗８とスイッチ部７との間の分圧を、検波回路９を通じて入力し、この検波信号をＡ／Ｄ変換部１０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１０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Ｓｋと比較することにより、操作部材２のポジションを判定する。具体的には、検出信号Ｓｖが閾値Ｓｋ以下であれば、コイル出力が「Ｌｏ」と判定され、検出信号Ｓｖが閾値Ｓｋよりも大きければ、コイル出力が「Ｈｉ」と判定される。
【００１６】
コイル３は、第１コイルＬ１、第２コイルＬ２、第３コイルＬ３及び第４コイルＬ４の４つ設けられる。これら第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４は、それぞれ１本の巻線を螺旋状に四角く巻くことにより形成されている。被検出部４は、操作部材２に取り付け固定され、第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４の１つ又は複数に対して選択的に対面するように設けられている。
【００１７】
図２（ａ）〜（ｅ）に、コイル３の配置パターンと被検出部４の形状パターンとの一例を図示する。被検出部４は、操作部材２と連動して回動中心Ｏ回りに回動するように設けられている。被検出部４は、自身の回転円軌跡の直径方向の線Ｎ１に沿って延びる形状をなす。具体的には、被検出部４は、自身の回転円軌跡に対して、径方向外側に向かって徐々に幅が太くなる形状に形成されている。
【００１８】
第１コイルＬ１、第２コイルＬ２及び第４コイルＬ４は、被検出部４の回動方向（図２（ａ）の矢印Ａ方向）に沿って並び配置されている。第３コイルＬ３は、第１コイルＬ１、第２コイルＬ２及び第４コイルＬ４の群に対し、回動中心Ｏの径方向外側寄りに配置されている。
【００１９】
図１に戻り、位置検出装置１は、ポジションの判定結果の切り替わりを監視する変化監視部１１を備える。変化監視部１１は、位置検出装置１のコントローラ５に設けられる。変化監視部１１は、位置検出装置１が判定するポジション判定結果を逐次監視する。
【００２０】
位置検出装置１は、第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４の作動を管理するコイル管理部１２を備える。コイル管理部１２は、位置検出装置１のコントローラ５に設けられる。コイル管理部１２は、ポジションの判定結果に変化が見られないとき、コイル３の出力に基づく操作部材２のポジション判定処理を、必要最低限の数のコイル３のみで実行させる。すなわち、ポジション判定の確定後、位置判定の作動モードを「通常モード」から「省略モード」に切り替えられる。なお、「通常モード」は、全てのコイル３でポジション変化を監視する作動モードのことをいう。「省略モード」は、必要最低限の数のみのコイル３でポジション変化を監視する作動モードのことをいう。必要最低限の数とは、操作部材２がいまのポジションから他ポジションに移動したときに、その切り替わりを認識することができる最低限のコイル数のことをいう。本例の「省略モード」は、監視対象となっているコイル３のみ通電状態とし、それ以外のコイル３を非通電状態にする作動モードである。
【００２１】
位置検出装置１は、位置判定の作動モードを「省略モード」から「通常モード」に戻す復帰実行部１３を備える。復帰実行部１３は、位置検出装置１のコントローラ５に設けられる。復帰実行部１３は、必要最低限の数のコイル３において出力の変化が確認されたとき、位置判定の作動モードを、全てのコイル３の出力でポジション判定する「通常モード」に戻す。
【００２２】
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３に、操作部材２の各ポジションとコイル出力との組み合わせ表を図示する。図２（ａ）〜（ｅ）及び図３に示すように、操作部材２が第１ポジションに位置するとき（図２（ａ）の状態）には、４つのコイル３の出力組み合わせが「Ｌｏ，Ｈｉ，Ｈｉ，Ｈｉ」となる。よって、コントローラ５は、コイル出力の組み合わせが「Ｌｏ，Ｈｉ，Ｈｉ，Ｈｉ」となることを確認すると、操作部材２が第１ポジションに位置していると判定する。
【００２３】
同様に、コイル出力の組み合わせが「Ｈｉ，Ｌｏ，Ｈｉ，Ｈｉ」のとき（図２（ｂ）の状態）には、第２ポジションと判定され、コイル出力の組み合わせが「Ｈｉ，Ｌｏ，Ｌｏ，Ｈｉ」のとき（図２（ｃ）の状態）には、第３ポジションと判定される。また、コイル出力の組み合わせが「Ｈｉ，Ｈｉ，Ｌｏ，Ｌｏ」のとき（図２（ｄ）の状態）には、第４ポジションと判定され、コイル出力の組み合わせが「Ｈｉ，Ｈｉ，Ｈｉ，Ｌｏ」のとき（図２（ｅ）の状態）には、第５ポジションと判定される。
【００２４】
図４に、位置検出の従来手法の一例を図示する。同図に示す検出方法は、第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４の全てを常時通電することにより、全コイル出力においてＨｉ−Ｌｏ状態を確認する判定方法である。しかし、この検出手法を採用すると、ポジションが切り替わらない間も全てのコイル３で判定状態を常に継続してしまい、これが冗長な処理となっていた。これは、コイル３の通電に要する消費電力が増大する問題に繋がる。
【００２５】
そこで、本例は、図３の太枠で強調図示するように、ポジション確定後においてポジション変化の検出に必要な最低限のコイル３のみ通電する。被検出部４の位置が変動していないことを確認することができる必要最低限の数のコイル３は、各ポジションにおいてそれぞれ決まっている。具体的にいうと、ポジション変化の監視に必要な最低限の数のコイル３は、第１ポジションのときには、第１コイルＬ１となり、第２ポジション及び第３ポジションのときには、第２コイルＬ２及び第３コイルＬ３となり、第４ポジション及び第５ポジションのときには、第３コイルＬ３及び第４コイルＬ４となっている。ポジション変化の監視に必要な最低限のコイル３は、基本的に「Ｌｏ」の出力となっているコイル３が選ばれており、「Ｌｏ」のみで判定できない箇所では、「Ｈｉ」の出力のコイル３も判定要素に入れられている。
【００２６】
図５に、本例の位置検出手法の概要を図示する。被検出部４の位置が不定の場合、コイル管理部１２は、全てのコイル３のＨｉ−Ｌｏ状態を確認し、位置を判定する。すなわち、第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４の全てを通電状態とした「通常モード」にされ、第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４の出力を基に操作部材２のポジションが判定される。操作部材２が第１ポジションをとったときには、第１コイルＬ１の検出信号Ｓｖが閾値Ｓｋ以下となり、第２コイルＬ２〜第４コイルＬ４の検出信号Ｓｖが閾値Ｓｋより大きくなる。よって、コントローラ５は、第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４の出力組み合わせが「Ｌｏ，Ｈｉ，Ｈｉ，Ｈｉ」となることを認識するので、操作部材２が第１ポジションにあると判定する。
【００２７】
被検出部４が第１ポジションに位置することを判断できると、コイル管理部１２は、コイル３の出力に基づく位置判定の作動状態を「省略モード」に切り替える。すなわち、第１ポジションにおいて被検出部４の位置が変動していないことを確認することができる必要最低限の数のコイル３、ここでは第１コイルＬ１に対してのみ、位置判定処理を実施する。よって、コイル管理部１２は、第１コイルＬ１のみ通電状態としてＨｉ−Ｌｏ状態を確認し、第２コイルＬ２〜第４コイルＬ４を非通電状態にする。これにより、コイル３の通電にかかる消費電力が少なく抑えられる。
【００２８】
コントローラ５は、第１コイルＬ１→第２コイルＬ２→第３コイルＬ３→第４コイルＬ４の順に、コイル出力を繰り返し確認する。このとき、第２コイルＬ２〜第４コイルＬ４の出力が確認されるが、これらは非通電状態であるので、位置判定としては何も処理は実施されず、その分、電力を消費することはない。
【００２９】
ここで、操作部材２が第１ポジションから第３ポジションに移行したとする。操作部材２が第３ポジションに切り替わるとき、ポジションの切り替わりタイミングにおいて、このときの監視対象コイルである第１コイルＬ１の出力が「Ｌｏ」から「Ｈｉ」に切り替わる。コイル管理部１２は、監視対象コイルである第１コイルＬ１の出力が切り替わったことを認識するので、第２コイルＬ２〜第４コイルＬ４を通電状態に戻す。すなわち、コイル管理部１２は、コイル３の出力に基づく位置判定の作動状態を、それまでの「省略モード」から「通常モード」に復帰させる。
【００３０】
操作部材２が第３ポジションをとったときには、第１コイルＬ１及び第４コイルＬ４の検出信号Ｓｖが閾値Ｓｋより大きくなり、第２コイルＬ２及び第３コイルＬ３の検出信号Ｓｖが閾値Ｓｋ以下となる。よって、コントローラ５は、第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４の出力組み合わせが「Ｈｉ，Ｌｏ，Ｌｏ，Ｈｉ」となることを認識するので、操作部材２が第３ポジションにあると判定する。
【００３１】
操作部材２が第３ポジションに位置したという判定が確定すると、コイル管理部１２は、第３ポジションにおいて被検出部４の位置が変動していないことを確認することができる必要最低限の数のコイル３、ここでは第２コイルＬ２及び第３コイルＬ３に対してのみ、位置判定処理を実施する。すなわち、コイル管理部１２は、第２コイルＬ２及び第３コイルＬ３のみを通電状態としてＨｉ−Ｌｏ状態を確認し、第１コイルＬ１及び第４コイルＬ４を非通電状態にする。
【００３２】
なお、操作部材２が第３ポジションから他ポジションに切り替え操作されたときにも、操作部材２が第１ポジション→第３ポジションに切り替えられたときと同様の判定の仕方により、操作部材２の位置が判定される。なお、このときの判定動作は、操作部材２が第３ポジションから他ポジションに切り替え操作されたときと同様であるので、先の説明を以て、具体的な動作については説明を省略する。
【００３３】
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）ポジション判定の確定後には、操作部材２のポジション切り替わりの監視を、その変化を監視するのに最低限必要な数のコイル３のみで実行する。このため、ポジション判定の確定後、ポジション変化を監視するにあたり、真に必要なコイル３の出力のみを監視対象とすることが可能となる。よって、操作部材２の位置判定にあたって、冗長な処理、いわゆる無駄な処理を省くことができる。
【００３４】
（２）操作部材２のポジション変化の監視時には、ポジション変化を監視するのに最低限必要な数のコイル３を通電状態とし、他のコイル３を非通電状態とする。よって、ポジション変化の監視に関係のないコイル３に電力を供給せずに済むので、コイル駆動に要する消費電力を低く抑えることができる。
【００３５】
（３）操作部材２のポジション変化を監視するとき、全てのコイル３の出力を確認する処理をとり、これらコイル３のうち、ポジション変化を見るのに最低限必要な数のコイル３を通電状態とし、他のコイル３を非通電状態にする。よって、ポジション変化を監視するにあたって全てのコイル出力を確認するという簡素な処理をとりつつ、コイル駆動に要する消費電力を低く抑えることができる。
【００３６】
（４）操作部材２のポジション変化を確認することができる必要最低限の数のコイル３は、位置確定後のコイル出力が「Ｌｏ」となっているコイル３が監視対象にされ、そのコイル３のみでは判定できないポジションにおいては、コイル出力が「Ｈｉ」となるコイル３も監視対象となっている。よって、監視対象とするコイル３の数を、できるだけ少なく抑えるのに有利となる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図６及び図７に従って説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態に記載の「省略モード」の態様が異なる実施例である。よって、第１実施形態と同一部分には同じ符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【００３８】
図６に、位置検出の従来手法の一例を図示する。同図に示されるように、常時、全てのコイル３においてＨｉ−Ｌｏ状態を判定する手法をとると、例えば操作部材２が第１ポジションから第３ポジションに切り替わったとき、第１コイルＬ１の出力のＨｉ−Ｌｏ判定後に位置が切り替わると、第１コイルＬ１の判定結果に誤りが発生する。これは、無駄な処理の発生の要因となる。すなわち、検出速度が遅くなる懸念に繋がる。
【００３９】
図７に、本例の位置検出手法の概要を図示する。本例のコイル管理部１２は、操作部材２の位置判定が確定した後、操作部材２の位置が変動していないことを確認することができる必要最低限の数のコイル３のみＨｉ−Ｌｏ判定を実施し続ける「省略モード」に切り替える。本例の「省略モード」は、監視対象とするコイル３についてのみ出力の確認を継続する作動モードである。よって、例えば操作部材２が第１ポジションに位置する間は、第１コイルＬ１のＨｉ−Ｌｏ状態のみが監視される。
【００４０】
また、操作部材２が第１ポジションから第３ポジションに切り替わったとき、位置切り替わりタイミングにおいて、第１コイルＬ１の出力が「Ｌｏ」から「Ｈｉ」に切り替わる。復帰実行部１３は、このときの監視対象である第１コイルＬ１の出力が切り替わったことを確認するので、位置判定の作動モードを元の「通常モード」に戻す。これにより、全てコイル３の出力を用いた位置判定が可能になり、操作部材２が第３ポジションに位置したことが判定できるようになる。
【００４１】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１），（４）に加え、以下の効果を得ることができる。
（５）操作部材２のポジション変化を監視するとき、必要最低限の数のコイル３のみを監視の対象とし、それ以外のコイル３を監視の対象外として出力を見ない。よって、操作部材２にポジション変化があったときには、ポジション変化を直ぐに検出することが可能となる。よって、ポジション判定の検出速度を向上することができる。
【００４２】
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。
・第２実施形態において、ポジション変化の監視外となっているコイル３を非通電状態としてもよい。こうすれば、ポジション判定の検出速度の向上と、コイル３にかかる消費電力の抑制とを両立することができる。
【００４３】
・各実施形態において、複数のコイル３は、検出信号Ｓｖをコントローラ５に時分割出力する方式をとることに限定されない。例えば、コイル３の全てに発振信号が常時印加され、これらコイル３から各々直に出力を入力する方式としてもよい。
【００４４】
・各実施形態において、コイル３の配置パターンは、例えばコイル３を一直線に並び配置するなど、適宜変更可能である。
・各実施形態において、コイル３の形状（巻き形状）は、例えば巻線を円に巻くなど、他の形状に変更可能である。
【００４５】
・各実施形態において、位置検出装置１には、第１コイルＬ１〜第４コイルＬ４以外に、位置検出とは関係のない他系統のコイルが設けられていてもよい。
・各実施形態において、被検出部４は、例えば単なる四角形状や、英大文字のＴを逆さにした形状など、他の形状に変更してもよい。
【００４６】
・各実施形態において、被検出部４は、回動する動きをとることに限らず、例えばスライド移動（直線往復動）するなど、他の動きに変更してもよい。
・各実施形態において、コイル３が操作部材２に取り付けられ、被検出部４がコイル３を支持する側に取り付けられてもよい。
【００４７】
・各実施形態において、ポジション判定は、コイル出力のＨｉ−Ｌｏを判定する方式に限らず、例えばコイル出力の値自体から位置を判定する方式に変更してもよい。
・各実施形態において、ポジション変化を判定するのに最低限必要な数のコイル３をどれにするのかは、実施形態以外の組み合わせに適宜変更することができる。
【００４８】
・各実施形態において、位置検出装置１は、操作部材２の直線移動を検出するものに限らず、回動する操作部材２の回動位置を検出するものでもよい。
・各実施形態において、位置検出装置１は、種々の機器や装置に適宜採用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１…位置検出装置、２…操作部材、３（Ｌ１〜Ｌ４）…コイル、４…被検出部、１１…変化監視部、１２…コイル管理部、１３…復帰実行部、Ｓｖ…検出信号、Ｓｋ…閾値。
【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】
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