(57)【要約】【課題】操作部材のポジションをより正しく検出することができる位置検出装置を提供する。【解決手段】コイル３ａ〜３ｅ及び被検出部（一例は銅板など）の間に組み付けばらつきが存在するとき、例えば第２コイル３ｂのオンオフ判定の閾値には、第１ポジション−第２ポジションの閾値として「Ｋ２−ａ」が用意され、第２ポジション−第３ポジションの閾値として「Ｋ２−ｂ」が用意されている。第２コイル３ｂで使用する閾値は、コイル３ａ〜３ｅのオンする順番の前後のコイル３、すなわち第１コイル３ａの出力と第３コイル３ｃの出力との大小関係に基づき切り替えられる。具体的には、第３コイル３ｃのインダクタンスの方が小さいときには、閾値は「Ｋ２−ｂ」が使用され、第１コイル３ａのインダクタンスの方が小さいときには、閾値は「Ｋ２−ａ」が使用される。【選択図】図４
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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、前記操作部材のポジションを検出する位置検出装置において、
前記コイルのオンオフを判定するのに使用する前記閾値を設定するにあたって、自コイル外の他のコイルの出力の大小関係を基に、オンオフ判定の前記閾値を切り替える閾値設定部を備えた
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記閾値設定部は、前記操作部材の移動に伴って前記コイルがオンされていく順番において、自コイルの前後に配列されたコイルの出力の大小関係を基に前記閾値を切り替える
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】
前記操作部材が移動の最初に位置するスタートポジションと、当該操作部材が移動の最後に位置するエンドポジションとは、前記閾値が予め設定され、
前記閾値設定部は、前記スタートポジション及びエンドポジションの間のポジションの位置判定に使用する前記閾値を切り替える
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】
銅板とコイルとを組み立てたとき、組み付けばらつきなどを要因として、銅板とコイルとの間に「位置ずれ」が発生する可能性があり、これが位置の誤判定に繋がる懸念があった。位置ずれを校正するには、特許文献１の場合、対数演算が必要となるので、計算負荷が大きい。また、銅板の移動に対して、コイルのインダクタンスが正弦波上に変化する必要もある。よって、これ以外の方法でより正しく操作部材の位置を検出したいニーズがあった。
【０００５】
本発明の目的は、操作部材のポジションをより正しく検出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、前記操作部材のポジションを検出する構成において、前記コイルのオンオフを判定するのに使用する前記閾値を設定するにあたって、自コイル外の他のコイルの出力の大小関係を基に、オンオフ判定の前記閾値を切り替える閾値設定部を備えた。
【０００７】
本構成によれば、コイルのオンオフ判定の閾値は、自コイル以外の他コイルの出力の大小関係から設定される。このため、仮にコイルと被検出部との間に組み付けばらつきが発生しても、閾値は組み付けばらつきに対応した値に切り替えられる。よって、オンオフ判定をより正しく行うことが可能となるので、操作部材のポジションをより正しく検出することが可能となる。
【０００８】
前記位置検出装置において、前記閾値設定部は、前記操作部材の移動に伴って前記コイルがオンされていく順番において、自コイルの前後に配列されたコイルの出力の大小関係を基に前記閾値を切り替えることが好ましい。この構成によれば、オンする順番の前後のコイル出力の大小を確認するという簡素な処理により、閾値を正しく設定することが可能となる。
【０００９】
前記位置検出装置において、前記操作部材が移動の最初に位置するスタートポジションと、当該操作部材が移動の最後に位置するエンドポジションとは、前記閾値が予め設定され、前記閾値設定部は、前記スタートポジション及びエンドポジションの間のポジションの位置判定に使用する前記閾値を切り替えることが好ましい。この構成によれば、閾値の切り替え処理を、それが必要なポジションにおいてのみ実施させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、操作部材のポジションをより正しく検出することができる。
【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】組み付けばらつきが発生していないときの各コイルのインダクタンス特性図。
【図３】組み付けばらつきが発生したときの各コイルのインダクタンス特性図であり、閾値補正に対応していない場合の図。
【図４】組み付けばらつきが発生したときの各コイルのインダクタンス特性図であり、閾値補正に対応した場合の図。
【図５】別例におけるコイルの配列パターンと被検出部の形状とを示す概略図。
【図６】別例における被検出部の形状を示す概略図。
【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４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５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〜７ｅ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〜７ｅ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は、第１コイル３ａ、第２コイル３ｂ、第３コイル３ｃ、第４コイル３ｄ及び第５コイル３ｅの５つ設けられる。これら第１コイル３ａ〜第５コイル３ｅ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。第１コイル３ａ〜第５コイル３ｅは、直線方向に整列して並び配置されるとともに、隣同士とは隙間がないように配置されている。被検出部４は、１つのコイル３のみ全て覆うことが可能な面積及び形状に形成されている。本例の被検出部４は、例えば銅板が使用され、略四角状に形成されている。
【００１６】
位置検出装置１は、各コイル３の閾値Ｋを設定するにあたり、自コイル以外の他のコイルの出力の大小関係を基に閾値Ｋを切り替える閾値設定部１２を備える。閾値設定部１２は、例えばコントローラ５に設けられる。閾値設定部１２は、操作部材２の移動に伴ってコイル３がオンしていく順番において、自コイルの前後に配列されたコイル３の主力の大小関係を基に閾値Ｋを設定する。
【００１７】
次に、図２〜図４を用いて、位置検出装置１の作用を説明する。
図２に、コイル３及び被検出部４の間に「組み付けばらつき」が発生していないときの各コイル３のインダクタンス特性を図示する。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】
第１コイル３ａ〜第５コイル３ｅ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、第１コイル３ａのインダクタンスＬ１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、第２コイル３ｂのインダクタンスＬ２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、第３コイル３ｃのインダクタンスＬ３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、第４コイル３ｄのインダクタンスＬ４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、第５コイル３ｅのインダクタンスＬ５が閾値Ｋ以下となる。
【００１９】
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ないことを前提とすれば、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、第１コイル３ａ〜第５コイル３ｅのうち、インダクタンスＬが閾値Ｋ以下となるものをオンと判定する。これにより、インダクタンスＬ１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Ｌ２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Ｌ３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Ｌ４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Ｌ５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】
図３に、コイル３及び被検出部４の間に「組み付けばらつき」が発生したときの各コイル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、両者の間に組み付けばらつきが発生すると、各コイル３のインダクタンス特性は、同図の左側に所定量ずれた状態になってしまう。こうなると、設定された閾値Ｋが各ポジションの境界に位置せず、ポジションを誤判定してしまうことになる。
【００２１】
図４に、コイル３及び被検出部４の間に「組み付けばらつき」が発生したときの各コイル３のインダクタンス特性の図において、本例の位置判定方法の考え方を示す。本例の場合、まず位置検出装置１の組み立て後、それぞれの第１コイル３ａ〜第５コイル３ｅのオンオフ判定に使用する閾値Ｋを測定する。すなわち、第１コイル３ａ〜第５コイル３ｅにおいて、インダクタンス変化途中でポジション位置が切り替わるときのインダクタンス値を閾値Ｋとして測定する。
【００２２】
具体的にいうと、第１コイル３ａにおいては、第１ポジション又は第２ポジションにポジションが切り替わるときのインダクタンス値が、第１コイル３ａの閾値Ｋ１として設定される。第２コイル３ｂにおいては、第１ポジション又は第２ポジションにポジションが切り替わるときのインダクタンス値、及び第２ポジション又は第３ポジションにポジションが切り替わるときのインダクタンス値が、第２コイル３ｂの２つ閾値Ｋ２−ａ，Ｋ２−ｂ（Ｋ２−ａ＜Ｋ２−ｂ）として設定される。同様に、第３コイル３ｃにおいて２つの閾値Ｋ３−ａ，Ｋ３−ｂ（Ｋ３−ａ＜Ｋ３−ｂ）が設定され、第４コイル３ｄにおいて２つの閾値Ｋ４−ａ，Ｋ４−ｂ（Ｋ４−ａ＜Ｋ４−ｂ）が設定される。また、第５コイル３ｅにおいては、第１コイル３ａと同様に１つの閾値Ｋ５が設定される。これら閾値Ｋは、例えばコントローラ５のメモリ（図示略）に記憶される。以上の閾値測定及びメモリ登録の作業は、例えば製品製造時や出荷時などに実施されるとよい。
【００２３】
閾値設定部１２は、操作部材２の移動に伴ってコイル３がオンされていく順番において、自コイルの前後に配列されたコイル３の出力の大小関係を基に閾値Ｋを切り替える。具体的にいうと、第２コイル３ｂにおいては、第１コイル３ａのインダクタンスと第３コイル３ｃのインダクタンスとの大小関係を比較し、第３コイル３ｃのインダクタンスの方が小さいとき（Ｌ１≧Ｌ３）には、閾値Ｋ２−ｂを使用し、第１コイル３ａのインダクタンスの方が小さいとき（Ｌ１＜Ｌ３）には、閾値Ｋ２−ａを使用する。第３コイル３ｃにおいては、第２コイル３ｂのインダクタンスと第４コイル３ｄのインダクタンスとの大小関係を比較し、第４コイル３ｄのインダクタンスの方が小さいとき（Ｌ２≧Ｌ４）には、閾値Ｋ４−ｂを使用し、第２コイル３ｂのインダクタンスの方が小さいとき（Ｌ２＜Ｌ４）には、閾値Ｋ４−ａを使用する。第４コイル３ｄにおいては、第３コイル３ｃのインダクタンスと第５コイル３ｅのインダクタンスとの大小関係を比較し、第５コイル３ｅのインダクタンスの方が小さいとき（Ｌ３≧Ｌ５）には、閾値Ｋ４−ｂを使用し、第３コイル３ｃのインダクタンスの方が小さいとき（Ｌ３＜Ｌ５）には、閾値Ｋ４−ａを使用する。
【００２４】
第１コイル３ａの出力は、操作部材２のスタートポジション（第１ポジション）を検出するためのものである。このため、第１コイル３ａのオンオフ判定においては、前もって登録された１値（閾値Ｋ１）を単にそのまま使用する。また、第５コイル３ｅの出力は、操作部材２のエンドポジション（第５ポジション）を検出するためのものである。このため、第５コイル３ｅのオンオフ判定においては、前もって登録された１値（閾値Ｋ５）を単にそのまま使用する。
【００２５】
ここで、例えば操作部材２が第１ポジションの範囲内の地点Ｐ１に位置した場合を考える。このとき、第１コイル３ａのインダクタンスＬ１は閾値Ｋ１以下となるので、第１コイル３ａがＬｏ判定、すなわちオンと判定される。一方、第２コイル３ｂのインダクタンスＬ２は閾値Ｋ２−ａより大きいので、第２コイル３ｂはＨｉ判定、すなわちオフと判定される。また、第３コイル３ｃ〜第５コイル３ｅのインダクタンスＬは全てＨｉに貼り付くので、オフとなる。これにより、地点Ｐ１においては、操作部材２が第１ポジションと判定される。同様の判定により、他の第２ポジション〜第５ポジションにおいても位置が判定される。
【００２６】
ところで、第５コイル３ｅの出力は、最大移動位置付近（図中のＵ領域）において閾値Ｋ５を超えてしまうことが見てとれる。よって、第５コイル３ｅの出力において、単に閾値Ｋ５以下か否かを確認するだけでは、ポジションを正確に判定するのに支障が生じる。そこで、例えば第１コイル３ａ〜第５コイル３ｅの全てでインダクタンスＬが閾値よりも大きくなったとき、操作部材２が第５ポジションに位置している、または今の位置判定の状態を維持すると判定すれば、ポジションをより正しく判定するのに有利となる。
【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）１つのコイル３においてオンオフ判定（Ｌｏ判定）の閾値Ｋを２つ設け、判定に使用する閾値Ｋを、他のコイル３の出力の大小関係に基づき切り替える。具体的には、各コイル３のオンオフ判定の閾値Ｋを、インダクタンス特性の右側と左側とで変更する。このため、仮にコイル３と被検出部４との間に組み付けばらつきが発生しても、閾値Ｋは組み付けバラツキに対応した値に切り替えられる。よって、オンオフ判定をより正しく行うことが可能となるので、操作部材２のポジションをより正しく判定することができる。
【００２８】
（２）例えば対数演算などの計算負荷の大きい演算を使用しなくとも、被検出部４のポジションを判定することができる。
（３）操作部材２（被検出部４）の移動に対してコイル３のインダクタンス変化が正弦波状に変化しなくとも、被検出部４のポジションを判定することができる。
【００２９】
（４）コイル３のオンオフ判定の閾値Ｋを切り替えるにあたっては、操作部材２の移動にともなってコイル３がオンされていく順番の前後のコイル出力の大小関係から設定される。すなわち、操作部材２が初期位置から移動を始めて、第１コイル３ａ→第２コイル３ｂ→第３コイル３ｃ→第４コイル３ｄ→第５コイル３ｅの順でオンするのであれば、その順序の前後のコイル出力の大小を比較することにより、閾値Ｋが切り替えられる。よって、オンする順番の前後のコイル出力の大小を確認するという簡素な処理により、閾値Ｋを正しく設定することができる。
【００３０】
（５）操作部材２のスタートポジション及びエンドポジションは、１つの閾値Ｋが固定値として予め設定され、閾値Ｋの切り替え処理は、スタートポジション及びエンドポジションの間の各ポジション（第２ポジション〜第４ポジション）で実行される。よって、閾値Ｋの切り替え処理を、それが必要なポジションにおいてのみ実施させることができる。
【００３１】
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。
・図５に示すように、複数のコイル３を一直線上に配置せず、オフセットして配置してもよい。同図の場合は、紙面の上から順に第１コイル３ａ、第２コイル３ｂ、第３コイル３ｃと並ぶように、これらをずらし配置している。被検出部４は、スポット状に形成されることにより、第１コイル３ａに対面可能な被覆部４ａと、第２コイル３ｂに対面可能な被覆部４ｂと、第３コイル３ｃに対面可能な被覆部４ｃとを備える。被検出部４が同図の矢印方向に移動すると、第１コイル３ａ→第２コイル３ｂ→第３コイル３ｃの順にオンする。このように、コイル３の配置パターンは適宜変更でき、その配置パターンに応じて被検出部４の形状も他に変更可能である。
【００３２】
・図６に示すように、コイル３が端から順にオンしていくのではなく、端以外のコイル３が先にオンする順番をとってもよい。同図の場合は、被覆部４ｃが最も外側に飛び出し、次に被覆部４ｂが飛び出し、被覆部４ａが最も手前に位置する形状をとる。そして、被検出部４が同図の矢印方向に移動すると、第２コイル３ｂ→第１コイル３ａ→第３コイル３ｃの順にオンする。このように、複数のコイル３においてオン順序は適宜変更することができる。
【００３３】
・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。
・閾値Ｋの切り替えは、操作部材２がオンする順番の前後のコイル出力の大小関係を基に切り替えられる処理に限定されない。すなわち、オンする順番ではなく、自コイル以外の他のコイル出力の大小関係を比較する処理であればよい。
【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。
・コイル３は、隣同士のものと間隔を空けて配置されてもよい。
・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〜３ｅ）…コイル、４…被検出部、１２…閾値設定部、Ｌ（Ｌ１〜Ｌ５）…インダクタンス、Ｓｖ…検出信号、Ｋ，Ｋ１，Ｋ２−ａ，Ｋ２−ｂ，Ｋ３−ａ，Ｋ３−ｂ，Ｋ４−ａ，Ｋ４−ｂ，Ｋ５…閾値。
【図１】
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【図２】
2016024123.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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