(57)【要約】【課題】負荷のかからない計算により、操作部材の位置を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】位置検出装置の部品に組み付けばらつきが発生しているとき、第２コイル３ｂのオンオフ判定の閾値には、２つの閾値Ｋ２−ａ，Ｋ２−ｂの２つが登録される。そして、第２コイル３ｂの閾値を設定するにあたっては、直近のポジション判定結果を基にら閾値Ｋ２−ａ，Ｋ２−ｂのどちらを使用するのかが切り替えられる。具体的には、直近のポジション判定結果が第１ポジション及び第２ポジションのときには、閾値Ｋ２−ａが使用され、直近のポジション判定結果が第４ポジション及び第５ポジションのときには、閾値Ｋ２−ｂ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、
前記操作部材の複数のポジションにおいて前記コイルが同時に検知状態をとるように設けられた前記コイル及び被検出部と、
直近に実行されたポジション判定の結果を取得する判定結果取得部と、
各コイルにおいて、直近のポジション判定結果を基に前記閾値を設定する閾値設定部と
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
複数の前記コイルは、間隔を空けて配置され、
前記被検出部は、間隔を空けて配置された複数の前記コイルが同時に検知状態をとる形状に形成されている
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、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】
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。よって、仮に組み付けばらつきが発生したとしても、負荷の低い計算により、ポジションを正しく判定することができる技術の開発ニーズがあった。
【０００５】
本発明の目的は、負荷のかからない計算により、操作部材の位置を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、前記操作部材の複数のポジションにおいて前記コイルが同時に検知状態をとるように設けられた前記コイル及び被検出部と、直近に実行されたポジション判定の結果を取得する判定結果取得部と、各コイルにおいて、直近のポジション判定結果を基に前記閾値を設定する閾値設定部とを備えた。
【０００７】
本構成によれば、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いても、閾値を選択式とすることにより、閾値の最適化が可能となる。また、閾値を切り替えるにあたっては、直近のポジション判定結果を確認するという簡素な方法で判定される。このため、閾値を切り替えるようにしても、簡単な処理によって閾値を選定することが可能となる。よって、負荷のかからない計算により、操作部材の位置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、複数の前記コイルは、間隔を空けて配置され、前記被検出部は、間隔を空けて配置された複数の前記コイルが同時に検知状態をとる形状に形成されていることが好ましい。この構成によれば、コイルの配置が簡素で済み、さらに被検出部の形状も簡素で済む。
【０００９】
前記位置検出装置において、前記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、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、コイルを配置するにあたって、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。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、負荷のかからない計算により、操作部材の位置を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】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】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】ポジション判定表。
【図６】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７】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、直近に実行されたポジション判定の結果を取得する判定結果取得部１２を備える。判定結果取得部１２は、位置検出装置１のコントローラ５に設けられる。判定結果取得部１２は、位置検出装置１が判定している位置判定の結果を逐次監視することにより、直近（前回）のポジション判定を認識する。
【００１７】
位置検出装置１は、各コイル３において直近のポジション判定結果を基に閾値Ｋを設定する閾値設定部１３を備える。閾値設定部１３は、位置検出装置１のコントローラ５に設けられる。本例の場合、閾値設定部１３は、第１コイル３ａ、第２コイル３ｂ及び第３コイル３ｃのうち、第１ポジション〜第５ポジション内に閾値Ｋが複数ある第２コイル３ｂにおいて、閾値Ｋの切り替え判定を実行する。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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Ａ〜Ｅ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。
【００２２】
組み付けばらつきが発生したときには、各コイルＡ〜Ｅにおいて、例えばインダクタンス特性の右側と左側とで閾値Ｋを各々設定することで対応できる。例えば、同図におけるコイルＢの場合、インダクタンス特性の左側の閾値Ｋを「Ｋ２−ａ」に変更し、インダクタンス特性の右側の閾値Ｋを「Ｋ２−ｂ」に変更する。こうすれば、第１ポジション又は第２ポジションに位置が切り替わるときや、第２ポジション又は第３ポジションに位置が切り替わるとき、両方とも適した閾値Ｋによって位置を判定することが可能となるので、正しい位置判定結果を得るのに有利となる。しかし、この対処方法の場合、各コイルＡ〜Ｅにおいて、両隣のコイルＡ〜Ｅのインダクタンスを毎回比較しなければならないので、位置判定の計算量が増大してしまう問題がある。
【００２３】
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、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。
【００２４】
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３コイル３ｃ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３コイル３ｃ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。
【００２５】
第１コイル３ａのオンオフは、第２ポジション及び第３ポジションの境目のみで切り替わる。このため、第１コイル３ａにおいては、第２ポジション又は第３ポジションに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のオンオフは、第１ポジション及び第２ポジションの境目で切り替わり、第４ポジション及び第５ポジションの境目でも切り替わる。このため、第２コイル３ｂにおいては、第１ポジション又は第２ポジションに切り替わるときのインダクタンス値、及び第４ポジション又は第５ポジションに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つの閾値Ｋ２−ａ，Ｋ２−ｂ（Ｋ２−ａ＜Ｋ２−ｂ）として設定される。第３コイル３ｃのオンオフは、第３ポジション及び第４ポジションの境目のみで切り替わる。このため、第３コイル３ｃにおいては、第４ポジション又は第５ポジションに切り替わるときのインダクタンス値が、第３コイル３ｃの閾値Ｋ３として設定される。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。
【００２６】
閾値設定部１３は、第２コイル３ｂで使用する閾値Ｋについて、直近のポジション判定の結果を基に設定する。具体的にいうと、閾値設定部１３は、直近のポジション判定結果が「第１ポジション」及び「第２ポジション」であるとき、オンオフ判定に閾値Ｋ２−ａを使用するように設定する。一方、閾値設定部１３は、直近のポジション判定結果が「第４ポジション」及び「第５ポジション」であるとき、オンオフ判定に閾値Ｋ２−ｂを使用するように設定する。このように、第２コイル３ｂの出力でオンオフ判定するとき、各ポジションにおいて適した閾値Ｋが適宜選択される。
【００２７】
図５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。
【００２８】
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）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いても、ポジション判定の範囲内に複数の閾値Ｋが存在するコイル３において閾値Ｋを選択式とすることにより、閾値Ｋの最適化が可能となる。また、閾値Ｋを切り替えるにあたっては、直近のポジション判定結果を確認するという簡素な方法で判定される。このため、閾値Ｋを切り替えるようにしても、簡単な処理によって閾値Ｋを選定することができる。よって、負荷のかからない計算により、操作部材２のポジションをより正しく検出することができる。
【００２９】
（２）複数のコイル３は、間隔を空けて配置される。被検出部４は、その間隔を空けて配置された複数のコイル３の２つを同時に検知できるような形状に形成される。よって、コイル３の配置が簡素で済み、さらに被検出部４の形状も簡素で済む。
【００３０】
（３）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る。被検出部４は、それら２つのコイル３を同時に覆うことが可能な長さに形成される。よって、コイル３を配置するにあたって、隣のコイル３との間隔を２ポジション分とする単純な配置で済む。
【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６に示すように、複数のコイル３を一直線上に配置してもよい。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を一直線に並び配置している。被検出部４は、階段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４ｘと、第２コイル３ｂに対面可能な被覆部４ｙと、第３コイル３ｃに対面可能な被覆部４ｚ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７に示すように、被検出部４は、略四角状に形成してもよい。
・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。一例としては、被検出部４が移動したとき、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】
・第１コイル３ａや第３コイル３ｃにおいてもポジション判定の範囲内に閾値Ｋが複数存在するのであれば、第２コイル３ｂで実施される閾値Ｋの切り替えを、第１コイル３ａや第３コイル３ｃでも適用してもよい。
【００３４】
・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。
・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。
【００３５】
・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、コイル３の配置や被検出部４の形状を変えることにより、種々の態様に適宜変更することができる。
【００３６】
・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。
【００３７】
・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。
【００３８】
・Ｌｏ判定が連続するポジション数は、実施形態のように３ポジションに限らず、複数ポジションであればよい。
・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。
【００３９】
・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。
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。
【００４０】
（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。
【００４１】
（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】
【００４２】
１…位置検出装置、２…操作部材、３（３ａ〜３ｃ）…コイル、４…被検出部、１２…判定結果取得部、１３…閾値設定部、Ｌ…インダクタンス、Ｋ，Ｋ１，Ｋ２−ａ，Ｋ２−ｂ，Ｋ３…閾値、Ｗ’…コイルの中心間距離。
【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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