(57)【要約】【課題】磁気検出素子の故障を検出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】ステアリングロック装置１は、ロック部材３と、磁石４と、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６と、ロック部材３の速度ｖを検出する速度検出部と、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６のそれぞれの検出範囲に基づいてロック位置１１に最も近い位置と最も遠い位置とで定まる、予め定められた最大検出範囲１４０を速度ｖで除算して得られた基準時間を算出する基準時間算出部１４と、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６のいずれかがロック部材３を検出してから残りのホールセンサがロック部材３を検出するまでの検出時間差が基準時間よりも長い場合、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の少なくとも１つの故障を判定する判定部と、を備えて構成されている。【選択図】図１
2016022926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の位置及び第２の位置に移動する移動体と、
前記移動体に設けられ、磁場を発生させる磁場発生部と、
前記磁場の変化により前記移動体の前記第１の位置への移動を検出する複数の磁気検出素子と、
前記移動体の速度を検出する速度検出部と、
前記移動体が前記第１の位置にあると検出する、前記複数の磁気検出素子のそれぞれの検出範囲に基づいて前記第２の位置に最も近い位置と最も遠い位置とで定まる、予め定められた最大検出範囲を前記速度で除算して得られた基準時間を算出する基準時間算出部と、
前記複数の磁気検出素子のいずれかが前記移動体を検出してから残りの磁気検出素子が前記移動体を検出するまでの検出時間差が前記基準時間よりも長い場合、前記複数の磁気検出素子の少なくとも１つの故障を判定する判定部と、
を備えた位置検出装置。
【請求項２】
前記第１の位置及び前記第２の位置に前記移動体を駆動するモータを含む駆動部を有し、
前記速度検出部は、前記駆動部の前記モータの回転数に基づいて前記速度を検出する、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記モータの電圧を測定する電圧測定部と、
前記モータの温度を測定する温度測定部と、を有し、
前記速度検出部は、前記電圧及び前記温度に基づいて前記モータの前記回転数を補正する、
請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
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シャフトの回転を許容するロック部材と、
前記ロック部材に配置され、磁場を発生させると共に前記ロック位置及び前記アンロック位置に移動する磁場発生部と、
前記磁場の変化により前記ロック部材の前記アンロック位置への移動を検出する複数の磁気検出素子と、
前記ロック部材の速度を検出する速度検出部と、
前記ロック部材が前記アンロック位置にあると検出する、前記複数の磁気検出素子のそれぞれの検出範囲に基づいて前記ロック位置に最も近い位置と最も遠い位置とで定まる、予め定められた最大検出範囲を前記速度で除算して得られた基準時間を算出する基準時間算出部と、
前記複数の磁気検出素子のいずれかが前記ロック部材を検出してから残りの磁気検出素子が前記ロック部材を検出するまでの検出時間差が前記基準時間よりも長い場合、前記複数の磁気検出素子の少なくとも１つの故障を判定する判定部と、
を備えたステアリングロック装置。
【請求項５】
前記アンロック位置及び前記ロック位置に前記ロック部材を駆動するモータを含む駆動部を有し、
前記速度検出部は、前記駆動部の前記モータの回転数に基づいて前記速度を検出する、
請求項４に記載のステアリングロック装置。
【請求項６】
前記モータの電圧を測定する電圧測定部と、
前記モータの温度を測定する温度測定部と、を有し、
前記速度検出部は、前記電圧及び前記温度に基づいて前記モータの前記回転数を補正する、
請求項５に記載の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感度の異なる２つの磁気検出素子で構成し、これら２つ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、アンロック位置側の２つの磁気検出素子の故障を検知することができない問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、磁気検出素子の故障を検出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、第１の位置及び第２の位置に移動する移動体と、移動体に設けられ、磁場を発生させる磁場発生部と、磁場の変化により移動体の第１の位置への移動を検出する複数の磁気検出素子と、移動体の速度を検出する速度検出部と、移動体が第１の位置にあると検出する、複数の磁気検出素子のそれぞれの検出範囲に基づいて第２の位置に最も近い位置と最も遠い位置とで定まる、予め定められた最大検出範囲を速度で除算して得られた基準時間を算出する基準時間算出部と、複数の磁気検出素子のいずれかが移動体を検出してから残りの磁気検出素子が移動体を検出するまでの検出時間差が基準時間よりも長い場合、複数の磁気検出素子の少なくとも１つの故障を判定する判定部と、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、磁気検出素子の故障を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施の形態に係るステアリングロック装置の概略図であり、図１（ｂ）は、ステアリングロック装置のブロック図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係るステアリングロック装置の第１のホールセンサ及び第２のホールセンサと磁石との位置関係を説明すると共に各ホールセンサの検出範囲と判定範囲とを示す概略図であり、図２（ｂ）は、モータの温度特性を示すグラフである。
【図３】図３は、実施の形態に係るステアリングロック装置のロック部材をアンロック位置に駆動する動作に関するフローチャートである。
【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、第１の位置及び第２の位置に移動する移動体と、移動体に設けられ、磁場を発生させる磁場発生部と、磁場の変化により移動体の第１の位置への移動を検出する複数の磁気検出素子と、移動体の速度を検出する速度検出部と、移動体が第１の位置にあると検出する、複数の磁気検出素子のそれぞれの検出範囲に基づいて第２の位置に最も近い位置と最も遠い位置とで定まる、予め定められた最大検出範囲を速度で除算して得られた基準時間を算出する基準時間算出部と、複数の磁気検出素子のいずれかが移動体を検出してから残りの磁気検出素子が移動体を検出するまでの検出時間差が基準時間よりも長い場合、複数の磁気検出素子の少なくとも１つの故障を判定する判定部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
[実施の形態]
（ステアリングロック装置１の全体構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係るステアリングロック装置の概略図であり、図１（ｂ）は、ステアリングロック装置のブロック図である。図２（ａ）は、実施の形態に係るステアリングロック装置の第１のホールセンサ及び第２のホールセンサと磁石との位置関係を説明すると共に各ホールセンサの検出範囲と判定範囲と最大検出範囲を示す概略図であり、図２（ｂ）は、モータの温度特性を示すグラフである。図２（ａ）は、横軸が磁石４の中心を配置面２０に投影した中心４０の位置を示している。また、図２（ｂ）は、縦軸がモータ１８ａの回転数（ｒ／ｍｉｎ）、横軸がトルク（ｇ・ｃｍ）である。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）では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
【００１２】
位置検出装置としてのステアリングロック装置１は、図１（ａ）に示すように、基板２に対して相対移動するロック部材３の位置を、ロック部材３に配置された磁石４を検出することで判定するものである。このロック部材３は、図１（ａ）に示すように、車両のステアリングシャフト９の凹部９０に嵌ったり、抜けたりすることで、ステアリングシャフト９の回転をロック及びアンロックするものである。この凹部９０は、図１（ａ）に示すように、ステアリングシャフト９の周方向に沿って複数設けられている。
【００１３】
上述の相対移動とは、例えば、基板２が静止していてロック部材３が移動すること、ロック部材３が静止していて基板２が移動すること、及び基板２とロック部材３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２が静止し、ロック部材３が移動する場合について説明する。
【００１４】
ステアリングロック装置１は、ロック位置１１において車両のステアリングシャフト９の回転を抑制し、アンロック位置１０においてステアリングシャフト９の回転を許容するロック部材３と、ロック部材３に配置され、磁場４２を発生させると共にロック位置１１及びアンロック位置１０に移動する磁場発生部と、磁場４２の変化によりロック部材３のアンロック位置１０への移動を検出する複数の磁気検出素子と、ロック部材３の速度ｖを検出する速度検出部と、ロック部材３がアンロック位置１０にあると検出する、複数の磁気検出素子のそれぞれの検出範囲に基づいてロック位置１１に最も近い位置と最も遠い位置とで定まる、予め定められた最大検出範囲を速度ｖで除算して得られた基準時間を算出する基準時間算出部１４と、複数の磁気検出素子のいずれかがロック部材３を検出してから残りの磁気検出素子がロック部材３を検出するまでの検出時間差が基準時間よりも長い場合、複数の磁気検出素子の少なくとも１つの故障を判定する判定部と、を備えて概略構成されている。
【００１５】
また、ステアリングロック装置１は、モータ１８ａの電圧Ｖを測定する電圧測定部と、モータ１８ａの温度を測定する温度測定部と、アンロック位置１０及びロック位置１１にロック部材３を駆動するモータ１８ａを含む駆動部１８と、を備える。電圧測定部は、一例として、電圧センサ１７である。温度測定部は、一例として、温度センサ１６である。駆動部１８は、一例として、モータ１８ａと、複数のギアを含むギア部１８ｂと、を有する。
【００１６】
磁場発生部は、一例として、磁石４である。なお、磁場発生部は、例えば、図１（ａ）に示すような放射状の磁束４１を生成する電磁磁石であっても良い。また、判定部は、一例として、制御部１９である。
【００１７】
複数の磁気検出素子は、一例として、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６である。この第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６は、図１（ａ）に示すように、基板２の配置面２０に配置される。基板２の配置面２０に投影した中心とは、磁場４２の中心として磁石４の中心４０を、基板２の配置面２０に投影したものである。ここで、図１（ａ）に示す直線１２は、ロック部材３の軌跡を配置面２０に投影し、さらに延長した直線である。アンロック位置１０とロック位置１１は、この直線１２上に位置する。
【００１８】
ステアリングロック装置１は、ロック位置１１に到達したロック部材３を検出する第３のホールセンサ７を有している。
【００１９】
なお、ロック部材３は、アンロック位置１０に到達する前に、既にステアリングシャフト９の凹部９０を抜けているものとする。
【００２０】
（基板２の構成）
基板２は、一例として、板形状のプリント配線基板である。なお、基板２は、磁気検出素子等を取り付け可能なフレキシブル基板等であっても良い。
【００２１】
（ロック部材３の構成）
ロック部材３は、例えば、ダイカスト等の金属材料を用いて細長く形成されている。このロック部材３は、磁石４が取り付けられた基部３０と、基部３０に設けられ、ステアリングシャフト９の凹部９０に嵌り込む先端部３１と、を備えている。なお、ロック部材３は、基部３０と先端部３１とが異なる材料から作成されて取り付けられて一体となっていても良い。
【００２２】
ロック部材３は、先端部３１がステアリングシャフト９の凹部９０に嵌り込んでステアリングシャフト９の回転をロックする磁石４の位置をロック位置１１とし、当該凹部から抜け出してステアリングシャフト９の回転を可能とする磁石４の位置をアンロック位置１０としている。ロック部材３の駆動は、一例として、駆動部１８により行われる。
【００２３】
（磁石４の構成）
磁石４は、基板２の配置面２０に対向するようにロック部材３に取り付けられている。この磁石４は、例えば、円柱形状を有している。この磁石４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。
【００２４】
なお、磁石４の形状は、円柱形状に限定されず、ホール素子の検出中心が同一磁場強度となる位置に配置をすれば、四角柱形状等であっても良い。
【００２５】
この磁石４の着磁は、例えば、配置面２０に面する側が第１の磁極（例えばＮ極）であり、ロック部材３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。
【００２６】
磁石４は、基板２の配置面２０に同心円状に磁束密度が変化する磁場４２を形成する。ロック部材３は、例えば、磁石４の磁場４２による磁路を形成しない材料を用いて形成される。
【００２７】
図１（ａ）に示す境界４３は、磁場４２の磁束密度の境界を示している。つまり、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６は、この境界４３における磁束密度以上の磁束密度を検出することにより磁石４を検出する。境界４３における磁束密度以上の磁束密度とは、境界４３の内側である。
【００２８】
（第１のホールセンサ５〜第３のホールセンサ７の構成）
第１のホールセンサ５〜第３のホールセンサ７は、ホール効果を利用して磁場４２の変化を検出するホール素子を含んで構成されている。ホール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ホールセンサに含まれる場合、ホール素子が中央以外の場所に配置される可能性があるので、ホールセンサのセンサ中心と一致するとは限らない。本実施の形態では、ホールセンサのセンサ中心とホール素子の検出中心とは異なっている。なお、磁気検出素子は、ホール素子に限定されず、磁場４２の変化を検出する磁気抵抗素子等であっても良い。
【００２９】
第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６は、ロック部材３のアンロック位置１０を検出する。また、第３のホールセンサ７は、ロック部材３のロック位置１１を検出する。
【００３０】
第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６は、図２（ａ）に示すように、配置面２０に投影した磁石４の軌跡を延長した直線１２を軸として線対称となるように配置されている。また、第１のホールセンサ５の検出面５０の検出中心５１と第２のホールセンサ６の検出面６０の検出中心６１は、磁石４がアンロック位置１０に位置する場合の境界４３と一致するように配置される。
【００３１】
第３のホールセンサ７は、ロック位置１１に磁石４が位置する場合の境界４３と直線１２との交点が検出面７０の検出中心７１と一致するように配置される。
【００３２】
磁石４がアンロック位置１０に位置する際の磁場４２の境界４３は、一例として、配置面２０に投影された中心４０を中心とした半径Ｒの円の円周である。従って、第１のホールセンサ５は、中心４０と検出中心５１との距離がＲとなる。
【００３３】
本実施の形態におけるステアリングロック装置１は、この境界４３が第１のホールセンサ５の検出中心５１、及び第２のホールセンサ６の検出中心６１と一致する位置Ｘ２を、磁石４の検出及び不検出の切り替わりの理想的なアンロック位置１０としている。なお、上述のように、ロック部材３の先端部３１は、アンロック位置１０に磁石４が到達する前に、既に凹部９０から抜け出しているものとする。
【００３４】
ここで、第１のホールセンサ５が磁石４を検出する範囲は、一例として、図２（ａ）に示す検出範囲５２であり、アンロック位置１０（位置Ｘ２）を中心として±△ｄの範囲である。この検出範囲５２は、例えば、位置Ｘ１〜位置Ｘ３の間である。なお、第１のホールセンサ５は、図２（ａ）の紙面において、アンロック位置１０から△ｄ分、左側では、磁石４を常に検出している状態である。また、検出範囲５２及び検出範囲６２は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の配置をずらして、ロック位置１０側の範囲を、アンロック位置１０を超えた範囲よりも小さく設定しても良い。
【００３５】
第１のホールセンサ５は、アンロック位置１０から△ｄ分、ロック位置１１側で磁石４を検出する可能性がある。しかし、アンロック位置１０から△ｄの間では、ロック部材３の先端部３１は、ステアリングシャフト９の凹部９０から完全に抜け出している。つまり、△ｄは、磁石４、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の組み付けによる位置ずれに基づいて設定された公差、検出感度差、個体差等を考慮して予め定められた許容量である。
【００３６】
磁石４の中心４０から第２のホールセンサ６の検出面６０の検出中心６１までの距離は、図１（ａ）に示すように、第１のホールセンサ５の検出面５０の検出中心５１と中心４０との距離Ｒと同じである。
【００３７】
つまり、第２のホールセンサ６は、第１のホールセンサ５と同様に、境界４３が検出中心６１に一致する位置Ｘ２を、理想的な検出位置としている。第２のホールセンサ６が磁石４を検出する範囲は、一例として、図２（ａ）に示すように、検出範囲６２であり、検出範囲５２と同じ範囲である。
【００３８】
検出範囲６２は、例えば、図２（ａ）に示すように、アンロック位置１０を含む位置Ｘ１〜位置Ｘ３の間である。なお、第２のホールセンサ６は、図２（ａ）の紙面において、アンロック位置１０から△ｄ分、左側では、常に磁石４を検出している状態である。
【００３９】
第３のホールセンサ７は、例えば、直線１２上に検出面７０の検出中心７１が位置するように配置される。
【００４０】
（速度算出部１３の構成）
速度算出部１３は、モータ１８ａの回転数から速度ｖを算出する。モータ１８ａの回転軸が１回転した場合、この回転がギア部１８ｂを介してロック部材３を駆動する距離は、予め算出することができる。従って、ロック部材３の速度ｖは、単位時間当たりのモータ１８ａの回転数が分かれば算出することができる。なお、この速度ｖは、ロック位置１１からアンロック位置１０に向かう速度であるものとする。また速度ｖは、一例として、ロック部材３の駆動が安定した、駆動開始から一定時間経過した後に算出されるものとする。
【００４１】
ここで、アンロック位置１０に位置するロック部材３は、ステアリングシャフト９の凹部９０に嵌っているロック時におけるタイヤからの反力を受けない。従って、モータ１８ａの回転数は、以下の式で表される定格負荷回転数Ｎｏ１として近似することができる。
定格負荷回転数：Ｎｏ１＝Ｎｏ×（測定電圧Ｖ１／電圧Ｖ）
この回転数Ｎｏは、図２（ｂ）に示すように、温度センサ１６により測定された温度に基づいて求められる回転数である。また、測定電圧Ｖ１は、電圧センサ１７により測定されたモータ１８ａの電圧である。電圧Ｖは、後述する電源部１５が制御部１９の指示に従ってモータ１８ａに供給する電圧である。
【００４２】
なお変形例として、ステアリングロック装置１が温度測定部を有さない構成である場合、速度算出部１３は、上述の定格負荷回転数Ｎｏ１をＮｏ（Ｔｍｉｎ）として速度ｖを算出する。また変形例として、ステアリングロック装置１が電圧測定部を有さない構成である場合、速度算出部１３は、上述の（測定電圧Ｖ１／電圧Ｖ）を１、つまり定格負荷回転数Ｎｏ１が回転数Ｎｏに等しいとして速度ｖを算出する。
【００４３】
図２（ｂ）では、一例として、基準となるＴｔｙｐにおける回転数とトルクの関係を実線で示し、基準より高いＴｍａｘ（想定される最高温度）における回転数とトルクの関係を点線で示し、基準より低いＴｍｉｎ（想定される最低温度）における回転数とトルクの関係を一点鎖線で示している。このＴｔｙｐは、一例として、＋２５℃である。Ｔｍａｘは、一例として、＋７０℃である。Ｔｍｉｎは、一例として、−２０℃である。
【００４４】
図２（ｂ）に示す温度による回転数とトルクの関係は、例えば、テーブル１９２として制御部１９に記憶されている。
【００４５】
速度算出部１３は、算出した上述の定格負荷回転数Ｎｏ１に基づいてロック部材３の速度ｖを求め、速度情報Ｓ４として制御部１９に出力するように構成されている。
【００４６】
（基準時間算出部１４の構成）
基準時間算出部１４は、予め定められた最大検出範囲１４０をロック部材３の速度ｖで除算することで基準時間を算出するように構成されている。基準時間算出部１４は、例えば、最大検出範囲１４０の情報を有している。
【００４７】
最大検出範囲１４０は、例えば、図２（ａ）に示すように、ロック位置１１から最も近い位置Ｘ３と最も遠い位置Ｘ１とで囲まれる範囲である。この最大検出範囲１４０は、第１のホールセンサ５の検出範囲５２と第２のホールセンサ６の検出範囲６２を足し合わせた範囲となる。
【００４８】
基準時間とは、ロック部材３が最大検出範囲１４０を通過するのに要する時間である。ステアリングロック装置１が正常である場合、基準時間内に第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６が磁石４を検出する。基準時間算出部１４は、算出した基準時間の情報を含む基準時間情報Ｓ５を制御部１９に出力するように構成されている。
【００４９】
（電源部１５の構成）
電源部１５は、ステアリングロック装置１が動作するのに必要な電圧Ｖを供給するように構成されている。制御部１９は、例えば、電源部１５から供給される電圧Ｖに基づいてモータ１８ａを駆動する駆動信号Ｓ８を生成する。
【００５０】
（温度センサ１６の構成）
温度センサ１６は、熱電対や測温抵抗体等を用いてモータ１８ａの温度を測定するセンサである。温度センサ１６は、例えば、モータ１８ａの表面の温度を測定し、測定した温度を温度情報Ｓ６として制御部１９に出力するように構成されている。
【００５１】
（電圧センサ１７の構成）
電圧センサ１７は、モータ１８ａに印加される電圧（測定電圧Ｖ１）を測定する。電圧センサ１７は、測定した測定電圧Ｖ１に基づいて電圧情報Ｓ７を生成し、制御部１９に出力する。
【００５２】
（駆動部１８の構成）
駆動部１８は、モータ１８ａとギア部１８ｂを備えている。モータ１８ａは、例えば、ＤＣ（Direct Current）モータである。ギア部１８ｂは、モータ１８ａの回転軸の回転をロック部材３の直進運動に変換するように構成されている。
【００５３】
モータ１８ａは、制御部１９から出力された駆動信号Ｓ８に基づいて正逆回転を行い、ロック部材３をアンロック位置１０及びロック位置１１に駆動する。
【００５４】
（制御部１９の構成）時間をカウントする機能
制御部１９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１９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。また、制御部１９は、時間を測定する機能を有している。
【００５５】
この制御部１９は、しきい値１９０と、時間差しきい値１９１と、テーブル１９２と、を有する。しきい値１９０は、検出値Ｓ１〜検出値Ｓ３のそれぞれと比較される。制御部１９は、例えば、しきい値１９０よりも大きい検出値が得られると、ホールセンサが磁石４を検出、つまりロック部材３を検出したと判定する。このしきい値１９０は、例えば、磁石４がアンロック位置１０又はロック位置１１に位置する場合の境界４３における磁束密度をホールセンサが検出した際の検出値として設定される。
【００５６】
時間差しきい値１９１は、基準時間算出部１４から取得した基準時間情報Ｓ５に基づいて得られた基準時間をしきい値としたものである。制御部１９は、一方のホールセンサが磁石４を検出してから他方のホールセンサが磁石４を検出するまでの時間（検出時間差）を測定し、この測定された検出時間差と基準時間とを比較する。制御部１９は、検出時間差が基準時間より長い場合、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の少なくともいずれかが故障したと判定する。なお、制御部１９は、一方のホールセンサ５が磁石４を検出してから基準時間を過ぎた場合も第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の少なくともいずれかが故障したと判定する。
【００５７】
なお、ステアリングロック装置１の故障は、ホールセンサの故障だけでなく、駆動部１８や電源部１５等の故障も考えられる。制御部１９は、いずれの場合であってもホールセンサの両方が磁石４を基準時間内に検出することが困難になるので、故障として判定可能である。
【００５８】
テーブル１９２は、上述したモータ１８ａの温度、回転数、トルクの関係をテーブルとしたものである。制御部１９は、温度センサ１６から取得した温度情報Ｓ６に基づいたモータ１８ａの温度とテーブル１９２とを比較してモータ１８ａの回転数を得る。
【００５９】
制御部１９は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の両方が磁石４を検出すると、ロック部材３がアンロック位置１０に到達したと判定する。制御部１９が第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の両方が磁石４を検出したと判定する可能性がある範囲は、図２（ａ）に示す判定範囲１０２である。
【００６０】
この判定範囲１０２は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の検出範囲５２及び検出範囲６２により定まる。判定範囲１０２は、図２（ａ）に示すように、位置Ｘ１〜位置Ｘ３の間となる。
【００６１】
制御部１９は、検出結果に基づいて位置情報Ｓ９を生成し、車両制御部に出力する。この位置情報Ｓ９には、例えば、ロック部材３の位置に関する情報が含まれている。
【００６２】
また、制御部１９は、車両から出力される車両情報Ｓ１１に基づいて駆動信号Ｓ８を生成してモータ１８ａを駆動するように構成されている。
【００６３】
具体的には、ロック部材３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１８ａによってロック位置１１に駆動される。また、ロック部材３は、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１８ａによってアンロック位置１０に駆動される。
【００６４】
車両情報Ｓ１１は、例えば、上述の車両の状態に応じて出力され、ロック部材３のアンロック位置１０又はロック位置１１への駆動を指示する情報である。制御部１９は、例えば、車両情報Ｓ１１によりアンロック位置１０への駆動が指示され、駆動信号Ｓ８をモータ１８ａに出力した後、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６が基準時間内に磁石４を検出しない場合、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の少なくとも一方が故障しているとする故障情報Ｓ１０を生成して出力するように構成されている。車両制御部は、例えば、故障情報Ｓ１０に基づいてステアリングロック装置１の故障を判定すると、エンジンのスタート動作を停止させる。
【００６５】
なお、操作者がエンジンをスタートさせる場合、ロック部材３は、アンロック位置１０に確実に移動していなければならない。従って、ステアリングロック装置１は、ロック部材３のアンロック位置１０を確実に検出する必要がある。ステアリングロック装置１は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６によりアンロック位置１０を検出するように構成されているので、アンロック位置１０を確実に検出することが可能となっている。
【００６６】
以下では、ステアリングロック装置１の動作について図３のフローチャートに従って説明する。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。
【００６７】
（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、ロック部材３は、ロック位置１１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。
【００６８】
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、ロック部材３をアンロック位置１０に駆動させるための車両情報Ｓ１１を生成し、ステアリングロック装置１の制御部１９に出力する。
【００６９】
制御部１９は、取得した車両情報Ｓ１１に基づいてロック部材３をアンロック位置１０に駆動するための駆動信号Ｓ８を生成してモータ１８ａを駆動する。
【００７０】
ステアリングロック装置１は、第１のホールセンサ５〜第３のホールセンサ７から出力される検出値Ｓ１〜検出値Ｓ３としきい値１９０とを比較しながら磁石４を介してロック部材３の位置を監視する（Ｓ１）。
【００７１】
制御部１９は、第３のホールセンサ７が磁石４を検出しなくなり、かつ、第１のホールセンサ５又は第２のホールセンサ６の一方が磁石４を検出すると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、時間の計測を開始すると共に、他方が磁石４を検出するか監視する。
【００７２】
制御部１９は、他方のホールセンサが磁石４を検出すると時間差しきい値１９１に基づいて両方のホールセンサが基準時間内に磁石４を検出したかを確認する。制御部１９は、基準時間内に磁石４を検出したと判定すると（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ロック部材３がアンロック位置１０に到達したとする位置情報Ｓ９を出力する（Ｓ４）して、ステアリングロック装置１は、アンロック位置１０への駆動動作を終了する。
【００７３】
車両制御部は、位置情報Ｓ９に基づいてロック部材３がアンロック位置１０に位置すると判定すると、エンジンを始動させる。
【００７４】
ここで、ステップ２において、制御部１９は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６が磁石４を検出していない場合（Ｓ２：Ｎｏ）、ステップ１に戻って検出値の監視を継続する。
【００７５】
また、ステップ３において、制御部１９は、基準時間内にホールセンサの両方が磁石４を検出しない場合（Ｓ３：Ｎｏ）、故障と判定し、故障を示す故障情報Ｓ１０を車両制御部に出力する（Ｓ５）。
【００７６】
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１の動作を説明する。
【００７７】
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、ロック部材３をロック位置１１に駆動するための車両情報Ｓ１１を生成してステアリングロック装置１の制御部１９に出力する。
【００７８】
制御部１９は、取得した車両情報Ｓ１１に基づいてロック部材３をロック位置１１に駆動するための駆動信号Ｓ８を生成してモータ１８ａを駆動する。
【００７９】
ステアリングロック装置１は、第１のホールセンサ５〜第３のホールセンサ７から出力される検出値Ｓ１〜検出値Ｓ３としきい値１９０とを比較しながらロック部材３の位置を監視する。制御部１９は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６が磁石４を検出しなくなると共に、第３のホールセンサ７が磁石４を検出すると、ロック位置１１にロック部材３が到達したと判定する。制御部１９は、判定結果に基づいてモータ１８ａの駆動を停止すると共に、ロック部材３がロック位置１１に位置する位置情報Ｓ９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１は、ステアリングシャフト９のロックを終了する。
【００８０】
（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１は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の故障を検出することができる。具体的には、ステアリングロック装置１は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の検出時間差が基準時間内であるか否かで故障の判定を行うので、複数のホールセンサの検出値の差に基づいて故障を検出する場合等と比べて、正確に故障を判定することができる。
【００８１】
また、ステアリングロック装置１は、アンロック位置１０に位置する磁石４との距離が等しくなるように第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６が配置されていると共に、両方のホールセンサが磁石４を検出することで磁石４の検出と判定するように構成されている。そしてアンロック位置１０側の範囲は、ステアリングロック装置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容易にできるので、例えば、制御部１９が、当該範囲において磁石４がアンロック位置１０に到達したと判定しても、ロック部材３の先端部３１が凹部９０に嵌った状態、つまり、ステアリングシャフト９がロックした状態ではないので、誤判定とはならない。
【００８２】
従って、ステアリングロック装置１は、磁石４と第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６との相対位置がずれた場合であってもアンロック位置１０よりも手前で磁石４を検出する誤判定を抑制することができる。
【００８３】
さらに、ステアリングロック装置１は、アンロック位置１０よりも手前で磁石４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ホールセンサ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。
【００８４】
ステアリングロック装置１は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサの検出中心５１及び検出中心６１が境界４３と一致するように配置されるので、２つのホールセンサの検出中心がしきい値の境界に沿って配置されない構成に比べて、磁束密度の変化を効率良く検出することができる。従って、ステアリングロック装置１は、外乱磁場の影響を受け難くするために第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサの感度を低く設定することができると共に、磁力が小さい磁石で良く、小型化や製造コストの削減ができる。
【００８５】
ステアリングロック装置１は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６が磁石４を検出することでアンロック位置１０を判定するので、ホールセンサが１つの場合と比べて、冗長性があり、ホールセンサ等の故障の検出ができる。また、ステアリングロック装置１は、アンロック位置１０を確実に検出することができるので、ステアリングシャフト９をロックした状態で車両のエンジンがスタートされるような不具合を防止することができる。
【００８６】
上述の各実施の形態では、位置検出装置としてステアリングロック装置１を例に説明したが、これに限定されず、第１の位置を確実に判定する１次元方向の操作を検出する位置検出装置であっても良い。また、変形例として、位置検出装置は、第１のホールセンサ５及び第２のホールセンサ６の組を第２の位置にも配置して１次元方向の操作を検出させても良いし、十字に配置して磁石４の軌跡が交差する４つの位置を検出させても良い。
【００８７】
さらに変形例として、ステアリングロック装置１は、アンロック位置１０に２つより多くのホールセンサを配置し、基準時間内に全てのホールセンサが磁石４を検出するか否かに基づいて故障の判定を行うように構成されても良い。
【００８８】
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】
【００８９】
１…ステアリングロック装置、２…基板、３…ロック部材、４…磁石、５〜７…第１のホールセンサ〜第３のホールセンサ、９…ステアリングシャフト、１０…アンロック位置、１１…ロック位置、１２…直線、１３…速度算出部、１４…基準時間算出部、１５…電源部、１６…温度センサ、１７…電圧センサ、１８…駆動部、１８ａ…モータ、１８ｂ…ギア部、１９…制御部、２０…配置面、３０…基部、３１…先端部、４０…中心、４１…磁束、４２…磁場、４３…境界、５０…検出面、５１…検出中心、５２…検出範囲、６０…検出面、６１…検出中心、６２…検出範囲、７０…検出面、７１…検出中心、９０…凹部、１０２…判定範囲、１４０…最大検出範囲、１９０…しきい値、１９１…時間差しきい値、１９２…テーブル
【図１】
2016022926.tif 000003
【図２】
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【図３】
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