(57)【要約】【課題】磁場発生部と磁気検出素子との相対位置がずれた場合であっても基準位置よりも手前で磁場発生部を検出する誤判定を抑制することができる位置検出装置及びステアリングロック装置を提供する。【解決手段】位置検出装置１は、磁場１８１の中心を基板１０の搭載面１０ａに投影した点を中心とする円の円周と搭載面１０ａ上の磁石１８の軌跡に基づく第１の直線１００との交点に検出中心１２０が位置するように配置された第１の磁気検出素子１２、第１の直線と直交する第２の直線１０１と円周との２つの交点の一方に検出中心１３０が位置するように配置された第２の磁気検出素子１３、及び他方に検出中心１４０が位置するように配置された第３の磁気検出素子１４と、最初に磁石１８を検出した磁気検出素子の検出結果ではなく、残りの磁気検出素子が磁石１８を検出したことで磁場発生部の検出と判定する制御部２０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を発生させると共に第１の方向、及び前記第１の方向とは逆の第２の方向に移動する磁場発生部と、
基準位置に位置する前記磁場発生部が発生させる前記磁場の中心を基材の搭載面に投影した点を中心とする円の円周と前記搭載面上の前記磁場発生部の軌跡に基づく第１の直線との交点に検出中心が位置するように配置された第１の磁気検出素子、前記第１の直線と直交する第２の直線と前記円周との２つの交点の一方に検出中心が位置するように配置された第２の磁気検出素子、及び他方に検出中心が位置するように配置された第３の磁気検出素子と、
前記第１の磁気検出素子乃至前記第３の磁気検出素子のうち、最初に前記磁場発生部を検出した磁気検出素子の検出結果ではなく、残りの磁気検出素子が前記磁場発生部を検出したことで前記磁場発生部の検出と判定する判定部と、
を備えた位置検出装置。
【請求項２】
前記第１の磁気検出素子乃至前記第３の磁気検出素子は、第１の検出範囲乃至第３の検出範囲を有し、前記第１の検出範囲乃至第３の検出範囲において前記磁場発生部を検出し、
前記判定部が前記磁場発生部の検出と判定する判定範囲は、前記第１の検出範囲乃至第３の検出範囲により定まり、前記基準位置から前記第１の磁気検出素子乃至前記第３の磁気検出素子の間の範囲が、前記基準位置から離れる方の範囲よりも大きい、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
ロック位置において車両のステアリングシャフトの回転を抑制し、アンロック位置において前記ステアリングの回転を許容するロックバーと、
前記ロックバーに配置され、磁場を発生させると共に前記ロック位置に向かう第１の方向、及び前記アンロック位置に向かう第２の方向に移動する磁場発生部と、
基準位置に位置する前記磁場発生部が発生させる前記磁場の中心を基材の搭載面に投影した点を中心とする円の円周と前記搭載面上の前記磁場発生部の軌跡に基づく第１の直線との交点に検出中心が位置するように配置された第１の磁気検出素子、前記第１の直線と直交する第２の直線と前記円周との２つの交点の一方に検出中心が位置するように配置された第２の磁気検出素子、及び他方に検出中心が位置するように配置された第３の磁気検出素子と、
前記第１の磁気検出素子乃至前記第３の磁気検出素子のうち、最初に前記磁場発生部を検出した磁気検出素子の検出結果ではなく、残りの磁気検出素子が前記磁場発生部を検出したことで前記ロックバーが前記アンロック位置にあると判定する判定部と、
を備えたステアリングロック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置及びステアリングロック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、車両のステアリングシャフトに係合するロック位置とその係合が解除されるアンロック位置との間を移動可能なロック部材と、ロック位置とアンロック位置に対応する位置にそれぞれ配置されて磁石の磁力を検出する磁気検出手段と、磁気検出手段の検出結果に応じてロック部材の位置を検出してロック部材を駆動する電動アクチュエータの駆動を制御する制御手段と、を備えた電動ステアリングロック装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この電動ステアリングロック装置は、アンロック位置に対応する位置に配置された磁気検出手段を複数の磁気検出素子で構成し、これら複数の磁気検出素子を磁石の移動方向に沿ってずらして配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−４９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の電動ステアリングロック装置は、複数の磁気検出素子を磁石の移動方向に沿ってずらして配置しているので、磁気検出素子の配置がずれたり、磁石の配置がずれたりした場合、ロック部材がアンロック位置に到達する前にアンロック位置に到達したと誤判定する可能性がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、磁場発生部と磁気検出素子との相対位置がずれた場合であっても基準位置よりも手前で磁場発生部を検出する誤判定を抑制することができる位置検出装置及びステアリングロック装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、磁場を発生させると共に第１の方向、及び第１の方向とは逆の第２の方向に移動する磁場発生部と、基準位置に位置する磁場発生部が発生させる磁場の中心を基材の搭載面に投影した点を中心とする円の円周と搭載面上の磁場発生部の軌跡に基づく第１の直線との交点に検出中心が位置するように配置された第１の磁気検出素子、第１の直線と直交する第２の直線と円周との２つの交点の一方に検出中心が位置するように配置された第２の磁気検出素子、及び他方に検出中心が位置するように配置された第３の磁気検出素子と、第１の磁気検出素子乃至第３の磁気検出素子のうち、最初に磁場発生部を検出した磁気検出素子の検出結果ではなく、残りの磁気検出素子が磁場発生部を検出したことで磁場発生部の検出と判定する判定部と、を備えた位置検出装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、磁場発生部と磁気検出素子との相対位置がずれた場合であっても基準位置よりも手前で磁場発生部を検出する誤判定を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の概略図であり、図１（ｂ）は、位置検出装置のブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の第１の磁気検出素子〜第３の磁気検出素子と磁石との位置関係を説明するための概略図であり、図２（ｂ）は、各磁気検出素子の検出範囲と判定範囲とを示す概略図である。
【図３】図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の磁石と磁気検出素子とが紙面において相対的に上方向にずれた場合を示す概略図であり、図３（ｂ）は、各磁気検出素子の検出範囲と判定範囲とを示す概略図である。
【図４】図４（ａ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の磁石と磁気検出素子とが紙面において相対的に下方向にずれた場合を示す概略図であり、図４（ｂ）は、各磁気検出素子の検出範囲と判定範囲とを示す概略図である。
【図５】図５は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６（ａ）は、第２の実施の形態に係るステアリングロック装置の位置検出装置の第１の磁気検出素子〜第４の磁気検出素子と磁石との位置関係を説明するための概略図であり、図６（ｂ）は、ステアリングロック装置のブロック図であり、図６（ｃ）は、第３の実施の形態に係る位置検出装置の第１の磁気検出素子〜第６の磁気検出素子と磁石との位置関係を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る位置検出装置は、磁場を発生させると共に第１の方向、及び第１の方向とは逆の第２の方向に移動する磁場発生部と、基準位置に位置する磁場発生部が発生させる磁場の中心を基材の搭載面に投影した点を中心とする円の円周と搭載面上の磁場発生部の軌跡に基づく第１の直線との交点に検出中心が位置するように配置された第１の磁気検出素子、第１の直線と直交する第２の直線と円周との２つの交点の一方に検出中心が位置するように配置された第２の磁気検出素子、及び他方に検出中心が位置するように配置された第３の磁気検出素子と、第１の磁気検出素子乃至第３の磁気検出素子のうち、最初に磁場発生部を検出した磁気検出素子の検出結果ではなく、残りの磁気検出素子が磁場発生部を検出したことで磁場発生部の検出と判定する判定部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
この位置検出装置は、基準位置に位置する磁場発生部との距離が等しくなるように第１の磁気検出素子乃至第３の磁気検出素子が配置されていると共に、最初に磁場発生部を検出した磁気検出素子の検出結果ではなく、残りの磁気検出素子が磁場発生部を検出したことで磁場発生部の検出と判定するように構成されている。従って、位置検出装置は、磁場発生部から遠い方の磁気検出素子により検出されるので、検出対象の軌跡に沿って複数の磁気検出素子が並ぶもの、及び２つの磁気検出素子の間に検出対象の軌跡が位置するように配置されたものと比べて、磁場発生部と磁気検出素子との相対位置がずれた場合であっても基準位置よりも手前で磁場発生部を検出する誤判定を抑制することができる。
【００１２】
[第１の実施の形態]
（位置検出装置１の全体構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の概略図であり、図１（ｂ）は、位置検出装置のブロック図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の第１の磁気検出素子〜第３の磁気検出素子と磁石との位置関係を説明するための概略図であり、図２（ｂ）は、各磁気検出素子の検出範囲と判定範囲とを示す概略図である。図２（ｂ）、後述する図３（ｂ）及び図４（ｂ）は、横軸が磁石１８の中心を搭載面１０ａに投影した中心１８０の位置を示している。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図１（ｂ）及び後述する図６（ｂ）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
【００１３】
位置検出装置１は、図１（ａ）に示すように、基板１０に対して相対移動する移動体１６の位置を検出するものである。この相対移動とは、例えば、基板１０が静止していて移動体１６が移動すること、移動体１６が静止していて基板１０が移動すること、及び基板１０と移動体１６が共に移動することを示している。本実施の形態では、基板１０が静止し、移動体１６が移動する場合について説明する。
【００１４】
この移動体１６は、図１（ａ）に示すように、基板１０に対して、第１の方向（矢印Ａ方向）、及び第１の方向とは逆の第２の方向（矢印Ｂ方向）に移動する。また、移動体１６は、図２（ａ）に示すように、第１の位置２と基準位置である第２の位置３とを通過するように移動可能となっている。
【００１５】
この位置検出装置１は、主に、移動体１６が第２の位置３に移動しているか否かを検出する検出装置であり、その検出結果は、電磁気的に接続された電子機器に出力される。なお、電磁気的に接続とは、導電体による接続、電磁波の一種である光による接続、及び電磁波の一種である電波による接続の少なくとも１つを用いた接続である。
【００１６】
位置検出装置１は、磁場を発生させると共に矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に移動する磁場発生部と、基準位置に位置する磁場発生部が発生させる磁場の中心を基材の搭載面に投影した点を中心とする円の円周と搭載面上の磁場発生部の軌跡に基づく第１の直線との交点に検出中心１２０が位置するように配置された第１の磁気検出素子１２、第１の直線と直交する第２の直線と円周との２つの交点の一方に検出中心１３０が位置するように配置された第２の磁気検出素子１３、及び他方に検出中心１４０が位置するように配置された第３の磁気検出素子１４と、第１の磁気検出素子１２乃至第３の磁気検出素子１４のうち、最初に磁場発生部を検出した磁気検出素子の検出結果ではなく、残りの磁気検出素子が磁場発生部を検出したことで磁場発生部の検出と判定する判定部と、を備えて概略構成されている。
【００１７】
磁場発生部は、一例として、磁場１８１を発生させる磁石１８である。基材の搭載面に投影した中心とは、磁場１８１の中心として磁石１８の中心１８０を、基板１０の搭載面１０ａに投影したものである。この磁場発生部は、例えば、電磁磁石であっても良い。
【００１８】
基材は、一例として、基板１０である。この基板１０は、例えば、板形状のプリント配線基板である。第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４は、この基板１０の搭載面１０ａに配置される。判定部は、図１（ｂ）に示すように、一例として、制御部２０である。
【００１９】
上述の基準位置は、図２（ａ）に示す第２の位置３である。この第２の位置３とは、例えば、位置検出装置１が移動体１６を検出するように予め定められた位置である。図２（ｂ）では、第２の位置３は、位置Ｘ３とし、第１の位置２は、位置Ｘ０としている。
【００２０】
図２（ａ）に示す第１の直線１００は、移動体１６の軌跡を搭載面１０ａに投影し、さらに延長した直線である。第１の位置２と第２の位置３は、この第１の直線１００上に位置する。
【００２１】
また、位置検出装置１は、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４が、第１の検出範囲（検出範囲１２１）、第２の検出範囲（検出範囲１３１）及び第３の検出範囲（検出範囲１４１）を有し、検出範囲１２１〜検出範囲１４１において磁石１８を検出する。さらに、制御部２０が磁石１８の検出と判定する判定範囲２０１は、検出範囲１２１〜検出範囲１４１により定まり、第２の位置３から第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４の間の範囲が、第２の位置３から離れる方の範囲よりも大きい。
【００２２】
（第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４の構成）
第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４は、一例として、ホール素子を含んで構成されている。磁気検出素子の検出中心とは、例えば、ホール素子の検出面の中心を示している。従って、検出中心は、検出信号を増幅する増幅部や検出信号を処理する処理部等が磁気検出素子に含まれる場合、磁気検出素子が素子の中央以外の場所に配置される可能性があるので、磁気検出素子の素子中心と一致するとは限らない。本実施の形態では、磁気検出素子の素子中心と検出中心とを一致させている。なお、磁気検出素子は、ホール素子に限定されず、磁場の変化を検出する磁気抵抗素子等であっても良い。
【００２３】
第１の磁気検出素子１２は、図２（ａ）に示すように、磁石１８の軌跡を延長した第１の直線１００上に検出中心１２０が位置するように配置される。具体的には、第１の磁気検出素子１２は、基準位置である第２の位置３における磁石１８の中心１８０を中心とする磁場１８１の境界１８２ｃと第１の直線１００との交点に配置される。
【００２４】
磁石１８が第２の位置３に位置する際の磁場１８１の境界１８２ｃは、一例として、搭載面１０ａに投影された中心１８０を中心とした半径Ｌ１の円の円周である。従って、第１の磁気検出素子１２は、中心１８０と検出中心１２０との距離がＬ１となる。
【００２５】
本実施の形態における位置検出装置１は、この境界１８２ｃが第１の磁気検出素子１２の検出中心１２０と一致する位置Ｘ３を、磁石１８の検出及び不検出の切り替わりの理想的な第２の位置３としている。
【００２６】
ここで、説明を容易とするため、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４は、図２（ａ）の紙面において、磁場１８１の境界１８２が磁気検出素子に到達し、磁気検出素子が少なくとも境界１８２で囲む領域に完全に含まれるまでに磁石１８を検出するものとする。
【００２７】
従って、第１の磁気検出素子１２が初めて磁石１８を検出する可能性がある磁石１８の中心１８０の位置は、一例として、図２（ｂ）に示すように、磁場１８１の境界１８２ｂに基づく位置Ｘ２である。また、第２の磁気検出素子１３及び第３の磁気検出素子１４が初めて磁石１８を検出する可能性がある位置は、一例として、磁場１８１の境界１８２ａに基づく位置Ｘ１である。
【００２８】
また、第１の磁気検出素子１２が磁石１８を初めて検出する範囲は、一例として、図２（ｂ）に示す検出範囲１２１であり、第２の位置３（位置Ｘ３）を中心として±△ｄ１の範囲である。この検出範囲１２１は、例えば、図２（ｂ）に示すように、位置Ｘ２〜位置Ｘ４の間である。なお、第１の磁気検出素子１２は、図２（ａ）の紙面において、第２の位置３から右側では、境界１８２内に位置するので、磁石１８を常に検出している状態である。
【００２９】
第２の磁気検出素子１３及び第３の磁気検出素子１４は、一例として、図２（ａ）に示すように、第２の位置３における境界１８２ｃに沿って検出中心１３０及び検出中心１４０が位置するように配置されている。具体的には、第２の磁気検出素子１３は、例えば、第１の直線１００と直交する第２の直線１０１と、境界１８２ｃと、の交点にうち、図２（ａ）の紙面上側の交点に検出中心１３０が位置するように配置される。また、第３の磁気検出素子１４は、例えば、図２（ａ）の紙面下側の交点に検出中心１４０が位置するように配置される。
【００３０】
搭載面１０ａに投影された磁石１８の中心１８０から第２の磁気検出素子１３の検出中心１３０までの距離は、図２（ａ）に示すように、Ｌ２であり、中心１８０から第３の磁気検出素子１４の検出中心１４０までの距離は、Ｌ３である。第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４、及び磁石１８が理想的な位置に配置される場合、距離Ｌ１〜距離Ｌ３は、等しくなる。
【００３１】
第１の磁気検出素子１２と同様に、第２の磁気検出素子１３及び第３の磁気検出素子１４は、境界１８２ｃが検出中心１３０及び検出中心１４０に一致する位置Ｘ３を、理想的な検出位置としている。第２の磁気検出素子１３が磁石１８を初めて検出する範囲は、一例として、図２（ｂ）に示すように、検出範囲１３１であり、第２の位置３から±△ｄ２の範囲である。この検出範囲１３１は、例えば、図２（ｂ）に示すように、位置Ｘ１〜位置Ｘ５の間である。
【００３２】
また、第３の磁気検出素子１４が磁石１８を初めて検出する範囲は、一例として、図２（ｂ）に示すように、検出範囲１４１であり、第２の位置３から±△ｄ３の範囲である。この検出範囲１４１は、図２（ｂ）に示すように、例えば、図２（ｂ）に示すように、位置Ｘ１〜位置Ｘ５の間である。なお、第２の磁気検出素子１３及び第３の磁気検出素子１４は、図２（ａ）の紙面において、第２の位置３から右側では、常に磁石１８を検出している状態である。
【００３３】
制御部２０が磁石１８を検出する可能性がある判定範囲２０１は、上述のように検出範囲１２１〜検出範囲１４１により定まる。具体的には、位置Ｘ１から位置Ｘ２の間は、第１の磁気検出素子１２が磁石１８を検出することができず、位置Ｘ４から位置Ｘ５の間に残りの磁気検出素子が磁石１８を検出する可能性がある。従って、判定範囲２０１は、位置Ｘ２〜位置Ｘ５の間となる。
【００３４】
この判定範囲２０１には、基準位置である第２の位置３が含まれている。また、第２の位置３を検出する範囲は、第１の位置２と第２の位置３との間の範囲（△ｄ１）よりも第２の位置３と磁気検出素子との間の範囲（△ｄ３）の方が大きくなっている。第２の位置３と磁気検出素子との間の範囲の方が大きいことの効果については、後述する。
【００３５】
第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４は、図１（ｂ）に示すように、制御部２０に接続されている。第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４は、第１の検出値Ｓ１〜第３の検出値Ｓ３を制御部２０に出力する。
【００３６】
（磁石１８の構成）
磁石１８は、移動体１６の配置面１６０に取り付けられている。この配置面１６０は、基板１０の搭載面１０ａに面している。磁石１８は、例えば、四角柱形状を有している。この磁石１８は、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石、又は、フェライト系、ネオジム系、サマコバ系、サマリウム鉄窒素系等の磁性体材料と、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）等の合成樹脂材料と、を混合して所望の形状に成形したプラスチックマグネットである。なお、磁石１８の形状は、四角柱形状に限定されず、搭載面１０ａにおける磁気ベクトルの先端、又は終端を結んだ形状が実質的に円形となる磁場１８１を生成する円柱形状等であれば良い。
【００３７】
この磁石１８の着磁は、例えば、搭載面１０ａに面する側が第１の磁極（例えばＮ極）であり、移動体１６と接する側が第１の磁極と異なる第２の磁極（例えばＳ極）である。なお、着磁は、これに限定されず、第１の磁極と第２の磁極とが逆向きでも良いし、図２（ａ）の紙面において、上側が第１の磁極、下側が第２の磁極であっても良い。
【００３８】
磁石１８は、基板１０の搭載面１０ａに同心円状の境界を有する磁場１８１を形成する。移動体１６は、例えば、磁石１８の磁場１８１による磁路を形成しない材料を用いて形成される。
【００３９】
（制御部２０の構成）
制御部２０は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部２０が動作するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果等を格納する記憶領域として用いられる。
【００４０】
この制御部２０は、しきい値２００を有する。このしきい値２００は、第１の検出値Ｓ１〜第３の検出値Ｓ３のそれぞれと比較される。制御部２０は、例えば、しきい値２００よりも大きい検出値が得られると、磁気検出素子が磁石１８を検出、つまり移動体１６を検出したと判定する。
【００４１】
また制御部２０は、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４のうち、最初に磁石１８を検出した検出結果ではなく、残りの２つの磁気検出素子が磁石１８を検出した際に磁石１８が第２の位置３に到達したと判定する。
【００４２】
制御部２０は、検出結果に基づいて検出情報Ｓ４を生成し、接続された電子機器に出力する。この検出情報Ｓ４には、例えば、移動体１６が検出されたか否かを示す情報が含まれている。
【００４３】
以下では、磁石１８と磁気検出素子との相対位置のずれによる磁石１８の検出について説明する。
【００４４】
（磁石１８と磁気検出素子との相対位置のずれについて）
図３（ａ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の磁石と磁気検出素子とが紙面において相対的に上方向にずれた場合を示す概略図であり、図３（ｂ）は、各磁気検出素子の検出範囲と判定範囲とを示す概略図である。この図３（ａ）は、磁石１８と第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４との相対位置が第１の直線１００からｙ１上にずれた場合を示している。なお、このずれｙ１、及び後述するずれｙ２は、移動体１６、磁石１８及び基板１０等を組み付ける際に予想される公差内であるものとする。
【００４５】
図３（ａ）に示すように、搭載面１０ａにおける磁石１８の軌跡を延長した第３の直線１０２が第１の直線１００に対して紙面上側にずれているので、磁石１８と第２の磁気検出素子１３の距離が磁石１８と他の磁気検出素子との距離よりも近くなる。従って、磁石１８が位置Ｘ０から矢印Ａ方向に移動すると、第２の磁気検出素子１３は、図３（ｂ）に示すように、磁場１８１の境界１８２ｄが第２の磁気検出素子１３に到達する位置Ｘ１０以降の検出範囲１３１（位置Ｘ１０〜位置Ｘ１４）内において磁石１８を検出する。
【００４６】
さらに、磁石１８が矢印Ａ方向に移動すると、磁場１８１の境界１８２ｅが位置Ｘ１１において第３の磁気検出素子１４に到達する。よって第３の磁気検出素子１４は、位置Ｘ１１以降の検出範囲１４１（位置Ｘ１１〜位置Ｘ１５）内において磁石１８を検出する。
【００４７】
またさらに、磁石１８が矢印Ａ方向に移動すると、磁場１８１の境界１８２ｆが位置Ｘ１２において第１の磁気検出素子１２に到達する。よって第１の磁気検出素子１２は、位置Ｘ１２以降の検出範囲１２１（位置Ｘ１２〜位置Ｘ１３）内において磁石１８を検出する。
【００４８】
ここで、制御部２０は、図３（ｂ）に示すように、最初に磁石１８を検出した磁気検出素子の検出結果を利用しないので、例えば、先に第２の磁気検出素子１３が磁石１８を検出した場合、その検出結果を磁石１８の検出の判断には利用しない。また、制御部２０は、第１の磁気検出素子１２及び第３の磁気検出素子１４の第１の検出値Ｓ１及び第３の検出値Ｓ３としきい値２００とをそれぞれ比較しながら監視し、双方が磁石１８を検出した位置で磁石１８が第２の位置３に到達したと判定する。
【００４９】
磁石１８と第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４との相対位置が理想的な位置関係であった場合の第２の位置３は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、磁場１８１の境界１８２ｇを形成する位置Ｘ３である。
【００５０】
上述のように、磁石１８と磁気検出素子との相対位置がずれた場合、第２の位置３に到達したとして判定される判定範囲２０１は、図３（ｂ）に示すように、位置Ｘ１２〜位置Ｘ１５となり、第２の位置３の位置Ｘ３を含んでいる。また、第２の位置３を検出する範囲は、第１の位置２と第２の位置３との間の範囲よりも第２の位置３と磁気検出素子との間の範囲の方が大きくなっている。
【００５１】
続いて、以下では、磁石１８と第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４との相対位置が理想的な第１の直線１００からｙ２下にずれた場合を示している。
【００５２】
図４（ａ）は、第１の実施の形態に係る位置検出装置の磁石と磁気検出素子とが紙面において相対的に下方向にずれた場合を示す概略図であり、図４（ｂ）は、各磁気検出素子の検出範囲と判定範囲とを示す概略図である。
【００５３】
図４（ａ）に示すように、搭載面１０ａにおける磁石１８の軌跡を延長した第４の直線１０３が第１の直線１００に対して紙面下側にずれているので、磁石１８と第３の磁気検出素子１４の距離が磁石１８と他の磁気検出素子との距離よりも近くなる。従って、磁石１８が位置Ｘ０から矢印Ａ方向に移動すると、第３の磁気検出素子１４は、図４（ｂ）に示すように、磁場１８１の境界１８２ｈが第３の磁気検出素子１４に到達する位置Ｘ２０以降の検出範囲１４１（位置Ｘ２０〜位置Ｘ２４）内において磁石１８を検出する。
【００５４】
さらに、磁石１８が矢印Ａ方向に移動すると、磁場１８１の境界１８２ｉが位置Ｘ２１において第１の磁気検出素子１２に到達する。よって第１の磁気検出素子１２は、位置Ｘ２１以降の検出範囲１２１（位置Ｘ２１〜位置Ｘ２３）内において磁石１８を検出する。
【００５５】
またさらに、磁石１８が矢印Ａ方向に移動すると、磁場１８１の境界１８２ｊが位置Ｘ２２において第２の磁気検出素子１３に到達する。よって第２の磁気検出素子１３は、位置Ｘ２２以降の検出範囲１３１（位置Ｘ２２〜位置Ｘ２５）内において磁石１８を検出する。
【００５６】
ここで、制御部２０は、図４（ｂ）に示すように、最初に磁石１８を検出した磁気検出素子の検出結果を利用しないので、例えば、先に第３の磁気検出素子１４が磁石１８を検出した場合、その検出結果を磁石１８の検出の判断には利用しない。また、制御部２０は、第１の磁気検出素子１２及び第２の磁気検出素子１３の第１の検出値Ｓ１及び第２の検出値Ｓ２としきい値２００とをそれぞれ比較しながら監視し、双方が磁石１８を検出した位置で磁石１８が第２の位置３に到達したと判定する。
【００５７】
磁石１８と第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４との相対位置が理想的な位置関係であった場合の第２の位置３は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、磁場１８１の境界１８２ｋを形成する位置Ｘ３である。
【００５８】
上述のように、磁石１８と磁気検出素子との相対位置がずれた場合、第２の位置３に到達したとして判定される判定範囲２０１は、図４（ｂ）に示すように、位置Ｘ２２〜位置Ｘ２５となり、第２の位置３の位置Ｘ３を含んでいる。また、第２の位置３を検出する範囲は、第１の位置２と第２の位置３との間の範囲よりも第２の位置３と磁気検出素子との間の範囲の方が大きくなっている。
【００５９】
以下に、本実施の形態に係る位置検出装置１の動作について、図５のフローチャートに従って説明する。
【００６０】
（動作）
位置検出装置１は、電力が供給されると、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４は、制御部２０に第１の検出値Ｓ１〜第３の検出値Ｓ３を出力する。
【００６１】
制御部２０は、第１の検出値Ｓ１〜第３の検出値Ｓ３としきい値２００とを比較しながら磁石１８の位置を監視する（Ｓ１）。
【００６２】
制御部２０は、磁石１８を検出し（Ｓ２：Ｙｅｓ）、この磁石１８を検出した磁気検出素子が１つであると判定した場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、判定結果を破棄する（Ｓ４）。具体的には、制御部２０は、図３（ａ）に示すように紙面上側にずれている場合、移動体１６の移動により、まず、第２の磁気検出素子１３が最初に磁石１８を検出したと判定する。従って、制御部２０は、この判定結果を破棄、つまり、磁石１８の検出に利用しないようにする。なお、制御部２０は、最初の判定結果を保持し、２番目、３番目に磁石１８を検出した後に、磁石１８が第２の位置３に到達したと判定するように構成されても良い。
【００６３】
制御部２０は、引き続き、磁石１８を検出した磁気検出素子以外の２つの磁気検出素子から出力される検出値としきい値２００とを比較して、磁石１８の位置を監視する（Ｓ５）。
【００６４】
制御部２０は、残りの磁気検出素子が磁石１８を検出すると（Ｓ６：Ｙｅｓ）、磁石１８が第２の位置３に到達した、つまり移動体１６が第２の位置３に到達したと判定する（Ｓ７）。具体的には、制御部２０は、第３の磁気検出素子１４が磁石１８を検出した後、第１の磁気検出素子１２が磁石１８を検出した時点で移動体１６が第２の位置３に到達したと判定する。
【００６５】
制御部２０は、移動体１６が第２の位置３に到達したことを示す検出情報Ｓ４を生成し、電磁気的に接続された電子機器に出力して第２の位置３の検出動作を終了する。
【００６６】
ここで、ステップ２において、制御部２０は、磁石１８を検出していない場合（Ｓ２：Ｎｏ）、ステップ１に戻って監視を継続する。
【００６７】
また、ステップ３において、制御部２０は、２つの磁気検出素子が実質的に同時に磁石１８を検出した場合（Ｓ３：Ｎｏ）、ステップ５に処理を進め、検出結果を破棄せずに、残りの磁気検出素子が磁石１８を検出するか監視する。具体的には、図２（ａ）に示すように、磁石１８と第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４との相対位置が理想的な相対位置である場合、第２の磁気検出素子１３及び第３の磁気検出素子１４が実質的に同時に磁石１８を検出する可能性がある。従って、制御部２０は、残された第１の磁気検出素子１２が磁石１８を検出することで、移動体１６が第２の位置３に到達したと判定する。
【００６８】
なお、実質的に同時とは、磁気検出素子が周期的に検出値を出力する場合は、同じ周期内で２つの磁気検出素子が磁石１８を検出することを同時とする。また、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４の検出値を順番にしきい値２００と比べる場合は、一巡するまでの間に２つの磁気検出素子が磁石１８を検出することを同時とする。
【００６９】
また、ステップ６において、制御部２０は、残りの磁気検出素子が磁石１８を検出するまで、ステップ５に戻って検出値を監視する。
【００７０】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る位置検出装置１は、磁石１８と第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４との相対位置がずれた場合であっても基準位置である第２の位置３よりも手前で磁石１８を検出する誤判定を抑制することができる。
【００７１】
具体的には、この位置検出装置１は、第２の位置３に位置する磁石１８との距離が等しくなるように第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４が配置されていると共に、最初に磁石１８を検出した磁気検出素子の検出結果ではなく、残りの磁気検出素子が磁石１８を検出したことで磁石１８の検出と判定するように構成されている。
【００７２】
図３（ａ）に示すように、相対位置がずれた場合、磁石１８の位置を検出する範囲を示す判定範囲２０１は、第１の位置２と第２の位置３の間の範囲よりも、第２の位置３以降の範囲の方が広い。また、第１の位置２と第２の位置３の間の範囲は、位置検出装置１に予め設定された交差の範囲内となるように予め設定することが、この範囲が小さいことから容易にできるので、例えば、制御部２０が、当該範囲において磁石１８が第２の位置３に到達したと判定しても誤判定とはならない。
【００７３】
従って、位置検出装置１は、主に、磁石１８から遠い方の磁気検出素子により検出されるので、磁石の軌跡に沿って複数の磁気検出素子が並ぶもの、及び２つの磁気検出素子の間に磁石の軌跡が位置するように配置されたものと比べて、磁石１８と第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４との相対位置がずれた場合であっても第２の位置３よりも手前で磁石１８を検出する誤判定を抑制することができる。
【００７４】
また、位置検出装置１は、３つの磁気検出素子の検出結果の組み合わせにより、磁石１８の位置を判定するので、外乱磁場による誤判定を抑制することができる。
【００７５】
さらに、位置検出装置１は、基準位置である第２の位置３を定めて、上述のように磁石１８と第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４を配置することで、第２の位置３よりも手前で磁石１８を検出する誤判定を抑制することができるので、検出させたい位置よりも手前で検出しないように磁気検出素子を当該位置より離して配置する場合と比べて、小型化することができる。
【００７６】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の位置検出装置１をステアリングロック装置５のロックバー１６ａの検出に用いるものである。
【００７７】
図６（ａ）は、第２の実施の形態に係るステアリングロック装置の位置検出装置の第１の磁気検出素子〜第４の磁気検出素子と磁石との位置関係を説明するための概略図であり、図６（ｂ）は、ステアリングロック装置のブロック図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００７８】
この位置検出装置１は、一例として、車両のステアリングシャフトの回転をロック及びアンロックするステアリングロック装置５のロックバー１６ａの位置の検出に用いられている。
【００７９】
このステアリングロック装置５は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、上述の位置検出装置１と、ロック位置５０において車両のステアリングシャフトの回転を抑制し、アンロック位置５１においてステアリングの回転を許容するロックバー１６ａと、ロック位置５０を検出する第４の磁気検出素子１５と、位置検出装置１から取得した検出情報Ｓ４、及び車両から出力される車両情報Ｓ５に基づいて駆動信号Ｓ６を生成する制御部５２と、駆動信号Ｓ６に基づいてロックバー１６ａをロック位置５０及びアンロック位置５１に駆動するモータ５３と、を備えて概略構成されている。
【００８０】
ロックバー１６ａは、移動体１６の一例である。このロックバー１６ａには、磁石１８が取り付けられている。ロックバー１６ａは、ステアリングシャフトの周方向に形成された凹部に嵌り込む位置をロック位置５０とし、当該凹部から抜け出た位置をアンロック位置５１とされている。また、ロックバー１６ａは、図６（ａ）に示すように、矢印Ｂ方向に駆動されるとロック位置５０に到達し、矢印Ａ方向に駆動されるとアンロック位置５１に到達する。
【００８１】
第４の磁気検出素子１５は、例えば、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４と同じホール素子である。第４の磁気検出素子１５は、例えば、図６（ａ）に示すように、磁石１８がロック位置５０に位置する場合に、検出中心１５０が第１の直線１００上であり、かつ、磁場１８１の境界１８２が検出中心１５０に位置するように配置される。
【００８２】
制御部５２は、例えば、ＣＰＵ等を備えたマイクロコンピュータである。制御部５２は、例えば、車両に搭載された電子機器を制御する車両制御部から取得する車両情報Ｓ５に基づいてロックバー１６ａをロック位置５０に駆動するか、アンロック位置５１に駆動するかを判定する。また、制御部５２は、例えば、ロックバー１６ａの位置を示す位置情報Ｓ７を生成して車両制御部に出力する。
【００８３】
具体的には、ロックバー１６ａは、一例として、イグニッションキーから鍵が抜かれた場合やスタートボタンの押し下げによりエンジンを停止してドアを開けた場合等に、モータ５３によってロック位置５０に駆動され、イグニッションキーに鍵が挿入された場合やエンジンを駆動するためにスタートボタンが押し下げられた場合等に、モータ５３によってアンロック位置５１に駆動される。
【００８４】
なお、上述の車両情報Ｓ５とは、一例として、車両の状態に応じて出力され、ロックバー１６ａのアンロック位置５１又はアンロック位置５１への駆動を指示する情報である。
【００８５】
ここで、操作者がエンジンをスタートさせる場合、ロックバー１６ａは、アンロック位置５１に確実に移動していなければならない。従って、位置検出装置１は、ロックバー１６ａのアンロック位置５１を確実に検出する必要がある。第１の実施の形態において説明した通り、本実施の形態の位置検出装置１は、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４により第２の位置３としてのアンロック位置５１を検出するように構成されているので、アンロック位置５１を確実に検出することが可能となっている。
【００８６】
モータ５３は、例えば、ＤＣ（Direct Current）モータである。ステアリングロック装置５は、例えば、モータ５３により、直接ロックバー１６ａを駆動しても良いし、複数のギアを組み合わせたギア部を介してロックバー１６ａを駆動しても良い。
【００８７】
以下では、ステアリングロック装置５の動作について説明する。なお、車両は、一例として、電子キーを携帯することにより、ドアのロック及びアンロック、エンジンのスタート及びストップ等を行うことができるシステムを採用しているものとする。このシステムでは、スタートボタンが押し下げられることにより、エンジンのスタート及びストップが指示される。
【００８８】
（動作）
操作者は、電子キーを携帯して車両のドアを解錠し、車内に入る。この時点では、ロックバー１６ａは、ロック位置５０に位置し、車両のステアリングシャフトの回転をロックしている。
【００８９】
操作者がエンジンをスタートさせるためにスタートボタンを押し下げると、車両の車両制御部は、スタートボタンの押し下げに基づいて、ロックバー１６ａをアンロック位置５１に駆動させるための車両情報Ｓ５を生成し、ステアリングロック装置５の制御部５２に出力する。
【００９０】
制御部５２は、取得した車両情報Ｓ５に基づいてロックバー１６ａをアンロック位置５１に駆動するための駆動信号Ｓ６を生成してモータ５３を駆動する。
【００９１】
位置検出装置１は、第１の実施の形態と同様に、磁石１８を介してロックバー１６ａの位置を監視する。位置検出装置１は、アンロック位置５１にロックバー１６ａが到達したと判定すると、検出情報Ｓ４を生成してステアリングロック装置５の制御部５２に出力する。
【００９２】
制御部５２は、検出情報Ｓ４に基づいてロックバー１６ａがアンロック位置５１に到達したと判定すると、モータ５３の駆動を停止すると共に、ロックバー１６ａがアンロック位置５１に位置する位置情報Ｓ７を生成して車両制御部に出力する。
【００９３】
車両制御部は、位置情報Ｓ７に基づいてロックバー１６ａがアンロック位置５１に位置すると判定すると、エンジンを始動させる。
【００９４】
続いて、操作者がエンジンを停止する場合のステアリングロック装置５の動作を説明する。
【００９５】
操作者がエンジンを停止させるためにスタートボタンを押し下げると、車両の車両制御部は、スタートボタンの押し下げに基づいてエンジンの停止を指示する。車両制御部は、エンジンが停止した後、一例として、車両のドアが開けられると、ロックバー１６ａをロック位置５０に駆動するための車両情報Ｓ５を生成してステアリングロック装置５の制御部５２に出力する。
【００９６】
制御部５２は、取得した車両情報Ｓ５に基づいてロックバー１６ａをロック位置５０に駆動するための駆動信号Ｓ６を生成してモータ５３を駆動する。
【００９７】
位置検出装置１は、第４の磁気検出素子１５を用いてロックバー１６ａの位置を監視する。位置検出装置１は、第４の磁気検出素子１５の検出結果に基づいて、ロック位置５０にロックバー１６ａが到達したと判定すると、検出情報Ｓ４を生成してステアリングロック装置５の制御部５２に出力する。
【００９８】
制御部５２は、検出情報Ｓ４に基づいてロックバー１６ａがロック位置５０に到達したと判定すると、モータ５３の駆動を停止すると共に、ロックバー１６ａがロック位置５０に位置する位置情報Ｓ７を生成して車両制御部に出力する。ステアリングロック装置５は、ステアリングシャフトのロックを終了する。
【００９９】
（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態に係るステアリングロック装置５は、確実にアンロック位置５１を検出することができる。従って、ステアリングロック装置５は、ステアリングシャフトの凹部内にロックバー１６ａが位置しているのにアンロック位置５１にあるとする誤判定を防止することができる。
【０１００】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４と同じ配置となる第４の磁気検出素子１２ａ〜第６の磁気検出素子１４ａを有する点で上述の実施の形態と異なっている。
【０１０１】
図６（ｃ）は、第３の実施の形態に係る位置検出装置の第１の磁気検出素子〜第６の磁気検出素子と磁石との位置関係を説明するための概略図である。
【０１０２】
本実施の形態に係る位置検出装置１は、例えば、図６（ｃ）に示すように、第１の操作位置６及び第２の操作位置７を検出するよう構成されている。第１の操作位置６側には、第４の磁気検出素子１２ａ〜第６の磁気検出素子１４ａが配置されている。また、第２の操作位置７側には、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４が配置されている。
【０１０３】
第４の磁気検出素子１２ａ〜第６の磁気検出素子１４ａは、第１の操作位置６と第２の操作位置７の中央を通り、かつ、第１の直線１００と直交する第５の直線１０４を軸として、第１の磁気検出素子１２〜第３の磁気検出素子１４の線対称となる位置に配置されている。
【０１０４】
従って、第４の磁気検出素子１２ａ〜第６の磁気検出素子１４ａの検出中心１２０ａ〜検出中心１４０ａは、第１の操作位置６に位置する磁石１８の磁場１８１の境界１８２上に位置する。
【０１０５】
磁石１８は、一例として、矢印Ａ方向及び矢印Ｂ方向に操作可能な操作部に取り付けられている。
【０１０６】
第１の操作位置６及び第２の操作位置７に位置する磁石１８の検出は、第１の実施の形態と同様に行われる。
【０１０７】
（第３の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る位置検出装置１は、第１の操作位置６及び第２の操作位置７を確実に検出することができる。
【０１０８】
変形例として、位置検出装置１は、交差する方向に操作可能な操作部に取り付けられた磁石１８の位置を検出するように、十字の頂点近傍に３つの磁気検出素子が配置される構成を備えても良い。
【０１０９】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１０】
１…位置検出装置、２…第１の位置、３…第２の位置、５…ステアリングロック装置、６…第１の操作位置、７…第２の操作位置、１０…基板、１０ａ…搭載面、１２〜１５…第１の磁気検出素子〜第４の磁気検出素子、１２ａ〜１４ａ…第４の磁気検出素子〜第６の磁気検出素子、１６…移動体、１６ａ…ロックバー、１８…磁石、２０…制御部、５０…ロック位置、５１…アンロック位置、５２…制御部、５３…モータ、１００〜１０４…第１の直線〜第５の直線、１２０…検出中心、１２０ａ…検出中心、１２１…検出範囲、１３０…検出中心、１３１…検出範囲、１４０…検出中心、１４０ａ…検出中心、１４１…検出範囲、１５０…検出中心、１６０…配置面、１８０…中心、１８１…磁場、１８２…境界、１８２ａ〜１８２ｋ…境界、２００…しきい値、２０１…判定範囲
【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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