JP2022073446A - Sensor device - Google Patents

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JP2022073446A JP2020183434A JP2020183434A JP2022073446A JP 2022073446 A JP2022073446 A JP 2022073446A JP 2020183434 A JP2020183434 A JP 2020183434A JP 2020183434 A JP2020183434 A JP 2020183434A JP 2022073446 A JP2022073446 A JP 2022073446A
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渚 小野田
Nagisa Onoda
徹哉 近江
Tetsuya Omi
真宏 巻田
Masahiro Makita
雅彦 秋山
Masahiko Akiyama
正志 三澤
Masashi Misawa
健志 益尾
Kenji Masuo
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Honda Motor Co Ltd
Denso Corp
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Honda Motor Co Ltd
Denso Corp
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Abstract

To provide a sensor device with which it is possible to improve the ability of detecting the abnormality of a duty cycle.SOLUTION: A sensor unit 110 outputs a first duty cycle detection signal when a first range in a detection body 200 is detected, and outputs a second duty cycle detection signal which is larger than the first duty cycle when a second range in the detection body 200 is detected. A signal processing unit 120 has a first assessment range that includes the first duty cycle and a second assessment range that includes the second duty cycle. The upper-limit value of the first assessment range and the lower-limit value of the second assessment range are separate. The signal processing unit 120 accepts a detection signal from the sensor unit 110 as input and assesses whether or not the duty cycle of the detection signal is included in the first assessment range or the second assessment range. The signal processing unit 120 assesses the detection signal as being abnormal when the duty cycle of the detection signal inputted from the sensor unit 110 is included in a range between the first assessment range and the second assessment range.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、センサ装置に関する。 The present invention relates to a sensor device.

従来より、センサ装置から検出信号を制御装置に出力する構成が、例えば特許文献１で提案されている。センサ装置は、検出信号としてパルス信号を出力する。検出信号は、パルスの幅、すなわちｄｕｔｙ比に応じて、異なる情報を含む。 Conventionally, for example, Patent Document 1 has proposed a configuration in which a detection signal is output from a sensor device to a control device. The sensor device outputs a pulse signal as a detection signal. The detection signal contains different information depending on the width of the pulse, that is, the duty ratio.

特開２００５－２５６８４２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-256842

しかしながら、上記従来の技術では、出力電圧が低下する等の理由によって検出信号の信号波形が変化する異常が発生した場合、ｄｕｔｙ比が変動してしまう可能性がある。その結果、制御装置が、ｄｕｔｙ比が示す情報を誤判定してしまう可能性がある。 However, in the above-mentioned conventional technique, the duty ratio may fluctuate when an abnormality occurs in which the signal waveform of the detection signal changes due to a decrease in output voltage or the like. As a result, the control device may erroneously determine the information indicated by the duty ratio.

本発明は上記点に鑑み、ｄｕｔｙ比の異常の検出性を向上させることができるセンサ装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a sensor device capable of improving the detectability of an abnormality in the duty ratio.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、センサ装置は、センサ部（１１０）及び信号処理部（１２０）を含む。 In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, the sensor device includes a sensor unit (110) and a signal processing unit (120).

センサ部は、検出体（２００）における第１の範囲または第２の範囲を検出し、第１の範囲を検出した場合は第１ｄｕｔｙ比の検出信号を出力し、第２の範囲を検出した場合は第１ｄｕｔｙ比より大きい第２ｄｕｔｙ比の検出信号を出力する。 The sensor unit detects the first range or the second range in the detector (200), outputs the detection signal of the first duty ratio when the first range is detected, and detects the second range. Outputs a detection signal with a second duty ratio that is larger than the first duty ratio.

信号処理部は、第１ｄｕｔｙ比を含む第１判定範囲と第２ｄｕｔｙ比を含む第２判定範囲とを有し、センサ部から検出信号を入力して検出信号のｄｕｔｙ比が第１判定範囲または第２判定範囲に含まれるか否かを判定することにより、第１の範囲または第２の範囲を判定する。 The signal processing unit has a first determination range including a first duty ratio and a second determination range including a second duty ratio, and a detection signal is input from the sensor unit so that the duty ratio of the detection signal is the first determination range or the first determination range. 2 The first range or the second range is determined by determining whether or not it is included in the determination range.

第１判定範囲の上限値と第２判定範囲の下限値とは離されている。信号処理部は、センサ部から入力する検出信号のｄｕｔｙ比が第１判定範囲と第２判定範囲との間の範囲に含まれる場合に検出信号の異常を判定する。 The upper limit of the first determination range and the lower limit of the second determination range are separated. The signal processing unit determines an abnormality in the detection signal when the duty ratio of the detection signal input from the sensor unit is included in the range between the first determination range and the second determination range.

これによると、第１判定範囲の上限値と第２判定範囲の下限値とが離されているので、第１の範囲の判定タイミングと第２の範囲の判定タイミングとを離すことができる。このため、ｄｕｔｙ比が変動したとしても、第１の範囲及び第２の範囲のいずれか一方であると判定されることはない。また、ｄｕｔｙ比が変動した場合、第１の範囲及び第２の範囲の両方に属さないｄｕｔｙ比の範囲をｄｕｔｙ異常であると判定することができる。したがって、ｄｕｔｙ比の異常の検出性を向上させることができる。 According to this, since the upper limit value of the first determination range and the lower limit value of the second determination range are separated, the determination timing of the first range and the determination timing of the second range can be separated. Therefore, even if the duty ratio fluctuates, it is not determined to be in either the first range or the second range. Further, when the duty ratio fluctuates, it can be determined that the duty ratio range that does not belong to both the first range and the second range is a duty abnormality. Therefore, the detectability of the abnormality of the duty ratio can be improved.

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 The reference numerals in parentheses of each means described in this column and the scope of claims indicate the correspondence with the specific means described in the embodiment described later.

第１実施形態に係るセンサ装置の構成図である。It is a block diagram of the sensor device which concerns on 1st Embodiment. 第１ｄｕｔｙ比の検出信号及び第２ｄｕｔｙ比の検出信号を示した図である。It is a figure which showed the detection signal of the 1st duty ratio and the detection signal of the 2nd duty ratio. 第２実施形態に係る検出信号を示した図である。It is a figure which showed the detection signal which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る検出信号を示した図である。It is a figure which showed the detection signal which concerns on 3rd Embodiment. 第４実施形態に係るシフトレンジ切替システムを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shift range switching system which concerns on 4th Embodiment. 第４実施形態に係る検出体及びセンサ装置を示した図である。It is a figure which showed the detector and the sensor device which concerns on 4th Embodiment.

（第１実施形態）
以下、一実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係るセンサ装置は、検出体の位置がどの範囲（状態）にあるのかを取得する装置である。 (First Embodiment)
Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings. The sensor device according to the present embodiment is a device for acquiring the range (state) of the position of the detector.

センサ装置は、検出体として、車両のシフトポジションの動作に連動する可動部品の位置を検出する。センサ装置は、磁気検出方式を採用する。具体的には、センサ装置は、シャフトの位置に応じた信号を検出することで、シャフトの状態を取得する。 As a detector, the sensor device detects the position of a moving part linked to the operation of the shift position of the vehicle. The sensor device adopts a magnetic detection method. Specifically, the sensor device acquires the state of the shaft by detecting a signal corresponding to the position of the shaft.

シャフトの状態とは、ユーザによってシフトポジションが操作されたときのシャフトの位置を意味する。例えば、シャフトは、シフトポジションのパーキングに連動して移動する。シフトポジションがパーキングに位置するように操作された場合、シャフトが軸方向に移動する。これにより、シャフトは、パーキングの状態を反映する。ポジションセンサはシャフトのうちのパーキングに対応した位置を検出する。 The state of the shaft means the position of the shaft when the shift position is operated by the user. For example, the shaft moves in conjunction with parking in the shift position. When the shift position is operated to be in the parking position, the shaft moves axially. This causes the shaft to reflect the parking condition. The position sensor detects the position of the shaft corresponding to parking.

一方、シフトポジションがパーキング以外のポジションに位置するように操作された場合、シャフトはパーキング以外の状態を反映する。この場合、ポジションセンサは、シャフトのうちのパーキングに対応した位置以外の位置を検出する。もちろん、シャフトはパーキング以外のポジションに連動して移動するものでも良い。 On the other hand, when the shift position is operated to be located in a position other than parking, the shaft reflects the state other than parking. In this case, the position sensor detects a position on the shaft other than the position corresponding to parking. Of course, the shaft may move in conjunction with a position other than parking.

図１に示されるように、センサ装置１００は、センサ部１１０及び信号処理部１２０を備える。センサ部１１０は、磁性体で構成された検出体２００の移動に伴って、検出体２００から受ける磁界の変化に基づいて、検出体２００の位置に対応する検出信号を生成する。 As shown in FIG. 1, the sensor device 100 includes a sensor unit 110 and a signal processing unit 120. The sensor unit 110 generates a detection signal corresponding to the position of the detector 200 based on the change in the magnetic field received from the detector 200 as the detector 200 made of the magnetic material moves.

具体的には、センサ部１１０は、図示しない検出素子を有する。検出素子は、図示しない磁石からバイアス磁界が印加されると共に、検出体２００の移動に伴って検出体２００から受ける磁界の変化に基づいて抵抗値が変化する素子である。検出素子は、例えば複数の磁気抵抗素子対で構成される。磁気抵抗素子対は、２つの磁気抵抗部が直列接続されたハーフブリッジ回路として構成されている。 Specifically, the sensor unit 110 has a detection element (not shown). The detection element is an element in which a bias magnetic field is applied from a magnet (not shown) and the resistance value changes based on a change in the magnetic field received from the detection body 200 as the detection body 200 moves. The detection element is composed of, for example, a plurality of magnetoresistive element pairs. The magnetoresistive element pair is configured as a half-bridge circuit in which two magnetoresistive portions are connected in series.

磁気抵抗素子は、例えばＡＭＲ素子（Anisotropic Magneto Resistance；ＡＭＲ）である。検出素子は、ＧＭＲ素子（Giant Magneto Resistance；ＧＭＲ）やＴＭＲ素子（Tunneling Magneto Resistance；ＴＭＲ）でも良い。 The magnetoresistive element is, for example, an AMR element (Anisotropic Magneto Resistance; AMR). The detection element may be a GMR element (Giant Magneto Resistance; GMR) or a TMR element (Tunneling Magneto Resistance; TMR).

検出体２００は、例えば移動方向に沿って一方向に並んだ２つの範囲を有する。２つの範囲は、検出体２００の移動方向に沿って配置されている。一方の範囲は、第１の範囲である。第１の範囲は、検出体２００の状態Ａに対応する。他方の範囲は、第２の範囲である。第２の範囲は、検出体２００の状態Ｂに対応する。 The detector 200 has, for example, two ranges arranged in one direction along the moving direction. The two ranges are arranged along the moving direction of the detector 200. One range is the first range. The first range corresponds to the state A of the detector 200. The other range is the second range. The second range corresponds to the state B of the detector 200.

センサ部１１０は、検出体２００における第１の範囲または第２の範囲を検出する。センサ部１１０は、検出信号として検出位置に対応したｄｕｔｙ比のＰＷＭ信号を信号処理部１２０に出力する。ｄｕｔｙ比は一周期におけるＨｉとＬｏの比である。 The sensor unit 110 detects a first range or a second range in the detector 200. The sensor unit 110 outputs a PWM signal having a duty ratio corresponding to the detection position as a detection signal to the signal processing unit 120. The duty ratio is the ratio of Hi and Lo in one cycle.

信号処理部１２０は、センサ部１１０から検出信号を入力し、検出信号のｄｕｔｙ比と閾値とを比較することで検出体２００における第１の範囲または第２の範囲を判定する。このため、信号処理部１２０は、第１ｄｕｔｙ比を含む第１判定範囲と、第２ｄｕｔｙ比を含む第２判定範囲と、を有する。 The signal processing unit 120 inputs a detection signal from the sensor unit 110, and determines the first range or the second range in the detector 200 by comparing the duty ratio of the detection signal with the threshold value. Therefore, the signal processing unit 120 has a first determination range including the first duty ratio and a second determination range including the second duty ratio.

また、信号処理部１２０は、検出信号のｄｕｔｙ比の異常を検出するための異常判定範囲を有する。信号処理部１２０は、判定結果を図示しない外部装置に出力する。以上が、センサ装置１００の構成である。 Further, the signal processing unit 120 has an abnormality determination range for detecting an abnormality in the duty ratio of the detection signal. The signal processing unit 120 outputs the determination result to an external device (not shown). The above is the configuration of the sensor device 100.

次に、センサ装置１００の作動について説明する。まず、センサ部１１０は、検出体２００から受ける磁界の変化に基づいて、検出体２００の現在の状態に対応する検出信号を生成する。図２に示されるように、検出信号は周期ｔｐのＰＷＭ信号である。 Next, the operation of the sensor device 100 will be described. First, the sensor unit 110 generates a detection signal corresponding to the current state of the detector 200 based on the change in the magnetic field received from the detector 200. As shown in FIG. 2, the detection signal is a PWM signal having a period tp.

センサ部１１０は、検出体２００における第１の範囲すなわち状態Ａを検出した場合、第１ｄｕｔｙ比の検出信号を生成する。閾値に対する第１ｄｕｔｙ比の検出信号のＬｏの範囲は、Ｌｏ区間ｔＡである。 When the sensor unit 110 detects the first range, that is, the state A in the detector 200, the sensor unit 110 generates a detection signal of the first duty ratio. The range of Lo of the detection signal of the first duty ratio with respect to the threshold value is the Lo interval tA.

センサ部１１０は、第２の範囲すなわち状態Ｂを検出した場合、第１ｄｕｔｙ比よりも大きい第２ｄｕｔｙ比の検出信号を生成する。閾値に対する第２ｄｕｔｙ比の検出信号のＬｏの範囲は、Ｌｏ区間ｔＡよりも大きいＬｏ区間ｔＢである。センサ部１１０は、検出信号を信号処理部１２０に出力する。 When the sensor unit 110 detects the second range, that is, the state B, the sensor unit 110 generates a detection signal having a second duty ratio larger than the first duty ratio. The range of Lo of the detection signal of the second duty ratio with respect to the threshold value is the Lo section tB larger than the Lo section tA. The sensor unit 110 outputs the detection signal to the signal processing unit 120.

信号処理部１２０は、センサ部１１０から入力した検出信号のｄｕｔｙ比が第１判定範囲または第２判定範囲に含まれるか否かを判定する。第１判定範囲は、周期ｔｐの範囲において、Ｌｏ区間ｔＡを含む範囲である。第２判定範囲は、Ｌｏ区間ｔＢを含む範囲である。 The signal processing unit 120 determines whether or not the duty ratio of the detection signal input from the sensor unit 110 is included in the first determination range or the second determination range. The first determination range is a range including the Lo section tA in the range of the period tp. The second determination range is a range including the Lo section tB.

そして、信号処理部１２０は、検出信号のｄｕｔｙ比と閾値とを比較することで、ｄｕｔｙ比が第１判定範囲または第２判定範囲に含まれるか否かを判定する。例えば、ｄｕｔｙ比が第１判定範囲の上限値よりも小さい値であるか否か、ｄｕｔｙ比が第２判定範囲の下限値よりも大きい値であるか否か、を判定する。これにより、信号処理部１２０は、検出体２００の現在の位置として第１の範囲または第２の範囲を判定する。 Then, the signal processing unit 120 determines whether or not the duty ratio is included in the first determination range or the second determination range by comparing the duty ratio of the detection signal with the threshold value. For example, it is determined whether or not the duty ratio is a value smaller than the upper limit value of the first determination range, and whether or not the duty ratio is a value larger than the lower limit value of the second determination range. As a result, the signal processing unit 120 determines the first range or the second range as the current position of the detector 200.

ここで、図２に示されるように、周期ｔｐにおいて検出体２００の第１の範囲（状態Ａ）と第２の範囲（状態Ｂ）との間には対誤判定マージンが設けられている。すなわち、第１判定範囲の上限値と第２判定範囲の下限値とが離されている。対誤判定マージンが異常判定範囲に対応する。つまり、異常判定範囲は、第１判定範囲と第２判定範囲との間に設定されている。 Here, as shown in FIG. 2, an error determination margin is provided between the first range (state A) and the second range (state B) of the detector 200 in the period tp. That is, the upper limit value of the first determination range and the lower limit value of the second determination range are separated. The error judgment margin corresponds to the abnormality judgment range. That is, the abnormality determination range is set between the first determination range and the second determination range.

第１判定範囲の上限値は例えば１６％であり、第２判定範囲の下限値は例えば８０％である。つまり、検出信号が周期ｔｐにおいて０％から１６％の間にスイッチングが起こる場合は第１の範囲に対応する。また、検出信号が信号の一周期において８０％から１００％の間にスイッチングが起こる場合は第２の範囲に対応する。 The upper limit of the first determination range is, for example, 16%, and the lower limit of the second determination range is, for example, 80%. That is, when the detection signal switches between 0% and 16% in the period tp, it corresponds to the first range. Further, when the detection signal switches between 80% and 100% in one cycle of the signal, it corresponds to the second range.

これに対し、出力電圧が低下する等の理由によって検出信号のｄｕｔｙ比が変動してしまった場合、検出信号のｄｕｔｙ比は第１の範囲及び第２の範囲の両方に含まれない。この場合、信号処理部１２０は、センサ部１１０から入力する検出信号のｄｕｔｙ比が第１判定範囲と第２判定範囲との間の異常判定範囲に含まれると判定し、検出信号の異常を判定する。信号処理部１２０は、外部装置にダイアグ信号を出力する。 On the other hand, when the duty ratio of the detection signal fluctuates due to a decrease in the output voltage or the like, the duty ratio of the detection signal is not included in both the first range and the second range. In this case, the signal processing unit 120 determines that the duty ratio of the detection signal input from the sensor unit 110 is included in the abnormality determination range between the first determination range and the second determination range, and determines the abnormality of the detection signal. do. The signal processing unit 120 outputs a diagnostic signal to an external device.

以上説明したように、第１判定範囲の上限値と第２判定範囲の下限値とが離されているので、第１の範囲及び第２の範囲の判定タイミングを離すことができる。このため、ｄｕｔｙ比が変動したとしても、第１の範囲及び第２の範囲のいずれか一方の範囲であると誤判定されることはない。また、第１の範囲及び第２の範囲の両方に属さないｄｕｔｙ比をｄｕｔｙ異常であると判定することができる。したがって、センサ装置１００におけるｄｕｔｙ比の異常の検出性を向上させることができる。 As described above, since the upper limit value of the first determination range and the lower limit value of the second determination range are separated, the determination timings of the first range and the second range can be separated. Therefore, even if the duty ratio fluctuates, it is not erroneously determined to be in either the first range or the second range. Further, a duty ratio that does not belong to both the first range and the second range can be determined to be a duty abnormality. Therefore, it is possible to improve the detectability of the abnormality of the duty ratio in the sensor device 100.

（第２実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、検出体２００は、例えば移動方向に沿って一方向に並んだ３つの範囲を有する。３つの範囲は、検出体２００の状態Ａに対応する第１の範囲、検出体２００の状態Ｂに対応する第２の範囲、及び、検出体２００の状態Ｃに対応する第３の範囲である。閾値に対する第３ｄｕｔｙ比の検出信号のＬｏの範囲は、Ｌｏ区間ｔＢよりも大きいＬｏ区間ｔＣである。 (Second Embodiment)
In this embodiment, a part different from the first embodiment will be mainly described. In the present embodiment, the detector 200 has, for example, three ranges arranged in one direction along a moving direction. The three ranges are a first range corresponding to the state A of the detector 200, a second range corresponding to the state B of the detector 200, and a third range corresponding to the state C of the detector 200. .. The range of Lo of the detection signal of the third duty ratio with respect to the threshold value is the Lo section tC larger than the Lo section tB.

この場合、図３に示されるように、周期ｔｐにおいて、検出体２００の第１の範囲（状態Ａ）と第２の範囲（状態Ｂ）との間と、第２の範囲（状態Ｂ）と第３の範囲（状態Ｃ）との間と、にそれぞれ異常判定範囲に対応する対誤判定マージンが設けられる。これにより、第１判定範囲の上限値と第２判定範囲の下限値とが離され、第２判定範囲の上限値と第３判定範囲の下限値とが離される。 In this case, as shown in FIG. 3, in the period tp, between the first range (state A) and the second range (state B) of the detector 200, and the second range (state B). An error determination margin corresponding to the abnormality determination range is provided between the third range (state C) and the third range (state C). As a result, the upper limit value of the first determination range and the lower limit value of the second determination range are separated, and the upper limit value of the second determination range and the lower limit value of the third determination range are separated.

したがって、信号処理部１２０は、検出信号のｄｕｔｙ比が第１判定範囲、第２判定範囲、及び第３判定範囲のいずれかに含まれるか否かを判定することで、検出体２００の現在の位置を判定する。また、信号処理部１２０は、検出信号のｄｕｔｙ比が第１判定範囲と第２判定範囲との間の異常判定範囲、あるいは第２判定範囲と第３判定範囲との間の異常判定範囲に含まれる場合、検出信号の異常を判定する。 Therefore, the signal processing unit 120 determines whether or not the duty ratio of the detection signal is included in any of the first determination range, the second determination range, and the third determination range, thereby determining whether or not the duty ratio of the detection signal is included in any of the first determination range, the second determination range, and the third determination range. Determine the position. Further, the signal processing unit 120 includes the duty ratio of the detection signal in the abnormality determination range between the first determination range and the second determination range, or the abnormality determination range between the second determination range and the third determination range. If so, it is determined that the detection signal is abnormal.

以上のように、検出体２００の状態は２つの場合に限られず、センサ装置１００は本実施形態のように３つの状態を検出することもできる。もちろん、各判定範囲の間に異常判定範囲を設けることで、４つ以上の状態を検出しても構わない。 As described above, the state of the detector 200 is not limited to two cases, and the sensor device 100 can also detect three states as in the present embodiment. Of course, four or more states may be detected by providing an abnormality determination range between the determination ranges.

（第３実施形態）
本実施形態では、主に第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図４に示されるように、周期ｔｐの始まりと終わりに異常判定範囲に対応する対誤判定マージンが設けられる。また、検出体２００の第１の範囲（状態Ａ）と第３の範囲（状態Ｃ）との間に異常判定範囲が設けられる。なお、第３の範囲（状態Ｃ）ではなく、第２の範囲（状態Ｂ）としても良い。 (Third Embodiment)
In this embodiment, the parts different from the first and second embodiments will be mainly described. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, an error determination margin corresponding to the abnormality determination range is provided at the beginning and end of the cycle tp. Further, an abnormality determination range is provided between the first range (state A) and the third range (state C) of the detector 200. The second range (state B) may be used instead of the third range (state C).

以上のように、異常判定範囲は１つの場合に限られず、各判定範囲が異常判定範囲に挟まれるように設定されていても良い。もちろん、各判定範囲が３つ以上設定されていても構わない。 As described above, the abnormality determination range is not limited to one case, and each determination range may be set to be sandwiched between the abnormality determination ranges. Of course, three or more determination ranges may be set.

（第４実施形態）
本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図５に示されるように、検出体２００は、車両のシフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替システム３００に設けられる。シフトレンジ切替システム３００は、モータ３１０、シフトレンジ切替機構３２０、及びパーキングロック機構３３０を備える。 (Fourth Embodiment)
In this embodiment, the parts different from each of the above embodiments will be mainly described. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the detector 200 is provided in the shift range switching system 300 for switching the shift range of the vehicle. The shift range switching system 300 includes a motor 310, a shift range switching mechanism 320, and a parking lock mechanism 330.

モータ３１０は、図示しない車両に搭載されるバッテリから電力が供給されることで回転する。モータ３１０は、シフトレンジ切替機構３２０の駆動源である。モータ３１０は、スイッチトリラクタンスモータである。モータ３１０は、ＤＣモータ等、どのような種類のものを用いても良い。 The motor 310 rotates by being supplied with electric power from a battery mounted on a vehicle (not shown). The motor 310 is a drive source for the shift range switching mechanism 320. The motor 310 is a switched reluctance motor. As the motor 310, any kind such as a DC motor may be used.

モータ３１０のモータ軸と出力軸３１１との間には図示しない減速機が設けられている。減速機は、モータ３１０の回転を減速して出力軸３１１に出力する。これにより、モータ３１０の回転がシフトレンジ切替機構３２０に伝達される。 A speed reducer (not shown) is provided between the motor shaft of the motor 310 and the output shaft 311. The speed reducer decelerates the rotation of the motor 310 and outputs it to the output shaft 311. As a result, the rotation of the motor 310 is transmitted to the shift range switching mechanism 320.

シフトレンジ切替機構３２０は、ディテントプレート３２１や、付勢部材としてのディテントスプリング３２２等を有する。シフトレンジ切替機構３２０は、減速機から出力された回転駆動力を、マニュアルバルブ３２３及びパーキングロック機構３３０へ伝達する。 The shift range switching mechanism 320 has a detent plate 321 and a detent spring 322 as an urging member. The shift range switching mechanism 320 transmits the rotational driving force output from the speed reducer to the manual valve 323 and the parking lock mechanism 330.

ディテントプレート３２１は、出力軸３１１に固定され、モータ３１０により駆動される可動部品である。ディテントプレート３２１がディテントスプリング３２２の基部から離れる方向を正回転方向、基部に近づく方向を逆回転方向とする。 The detent plate 321 is a movable component fixed to the output shaft 311 and driven by the motor 310. The direction in which the detent plate 321 separates from the base of the detent spring 322 is the forward rotation direction, and the direction in which the detent plate 321 approaches the base is the reverse rotation direction.

ディテントプレート３２１には、出力軸３１１と平行に突出するピン３２４が設けられる。ピン３２４は、マニュアルバルブ３２３と接続される。ディテントプレート３２１がモータ３１０によって駆動されることで、マニュアルバルブ３２３は軸方向に往復移動する。すなわち、シフトレンジ切替機構３２０は、モータ３１０の回転運動を直線運動に変換してマニュアルバルブ３２３に伝達する。 The detent plate 321 is provided with a pin 324 that protrudes in parallel with the output shaft 311. The pin 324 is connected to the manual valve 323. When the detent plate 321 is driven by the motor 310, the manual valve 323 reciprocates in the axial direction. That is, the shift range switching mechanism 320 converts the rotational motion of the motor 310 into a linear motion and transmits it to the manual valve 323.

マニュアルバルブ３２３は、バルブボディ３２５に設けられる。マニュアルバルブ３２３が軸方向に往復移動することで、図示しない油圧クラッチへの油圧供給路が切り替えられ、油圧クラッチの係合状態が切り替わることでシフトレンジが変更される。 The manual valve 323 is provided on the valve body 325. When the manual valve 323 reciprocates in the axial direction, the hydraulic pressure supply path to the hydraulic clutch (not shown) is switched, and the engagement state of the hydraulic clutch is switched to change the shift range.

ディテントプレート３２１のうちのディテントスプリング３２２の側には、第１谷部３２６、第２谷部３２７、及び２つの谷部３２６、３２７の間に形成される山部３２８が設けられる。ディテントスプリング３２２の基部に近い側を第２谷部３２７、遠い側を第１谷部３２６とする。第１谷部３２６がＰレンジに対応し、第２谷部３２７がＰレンジ以外のｎｏｔＰレンジに対応する。 On the side of the detent spring 322 of the detent plate 321, a first valley portion 326, a second valley portion 327, and a mountain portion 328 formed between the two valley portions 326 and 327 are provided. The side closer to the base of the detent spring 322 is the second valley portion 327, and the far side is the first valley portion 326. The first valley portion 326 corresponds to the P range, and the second valley portion 327 corresponds to the notP range other than the P range.

ディテントスプリング３２２は、弾性変形可能な板状部材であり、先端に係合部材としてのディテントローラ３２９が設けられる。ディテントスプリング３２２は、ディテントローラ３２９をディテントプレート３２１の回動中心側に付勢する。ディテントプレート３２１に所定以上の回転力が加わると、ディテントスプリング３２２が弾性変形し、ディテントローラ３２９が第１谷部３２６と第２谷部３２７との間を移動する。 The detent spring 322 is an elastically deformable plate-shaped member, and a detent roller 329 as an engaging member is provided at the tip thereof. The detent spring 322 urges the detent roller 329 toward the center of rotation of the detent plate 321. When a predetermined or greater rotational force is applied to the detent plate 321, the detent spring 322 is elastically deformed, and the detent roller 329 moves between the first valley portion 326 and the second valley portion 327.

ディテントローラ３２９が各谷部３２６、３２７のいずれかに嵌まり込むことで、ディテントプレート３２１の揺動が規制される。これにより、マニュアルバルブ３２３の軸方向位置及びパーキングロック機構３３０の状態が決定され、図示しない自動変速機のシフトレンジが固定される。ディテントローラ３２９は、シフトレンジがｎｏｔＰレンジのとき、第２谷部３２７に嵌まり込み、Ｐレンジのとき、第１谷部３２６に嵌まり込む。 By fitting the detent roller 329 into any of the valleys 326 and 327, the swing of the detent plate 321 is restricted. As a result, the axial position of the manual valve 323 and the state of the parking lock mechanism 330 are determined, and the shift range of the automatic transmission (not shown) is fixed. The detent roller 329 fits into the second valley portion 327 when the shift range is the notP range, and fits into the first valley portion 326 when the shift range is the P range.

パーキングロック機構３３０は、パーキングロッド３３１、円錐体３３２、パーキングロックポール３３３、軸部３３４、及びパーキングギア３３５を有する。パーキングロッド３３１は、略Ｌ字形状に形成され、一端３３６の側がディテントプレート３２１に固定される。パーキングロッド３３１の他端３３７の側には、円錐体３３２が設けられる。円錐体３３２は、他端３３７の側に向かうほど縮径するように形成される。ディテントプレート３２１が逆回転方向に揺動すると、円錐体３３２がＰ方向に移動する。 The parking lock mechanism 330 includes a parking rod 331, a cone 332, a parking lock pole 333, a shaft portion 334, and a parking gear 335. The parking rod 331 is formed in a substantially L shape, and one end 336 side is fixed to the detent plate 321. A cone 332 is provided on the side of the other end 337 of the parking rod 331. The conical body 332 is formed so as to have a diameter reduced toward the other end 337 side. When the detent plate 321 swings in the reverse rotation direction, the cone 332 moves in the P direction.

パーキングロックポール３３３は、円錐体３３２の円錐面と当接し、軸部３３４を中心に揺動可能に設けられる。パーキングロックポール３３３ののうちのパーキングギア３３５の側には、パーキングギア３３５と噛み合い可能な凸部３３８が設けられる。ディテントプレート３２１が逆回転方向に回転し、円錐体３３２がＰ方向に移動すると、パーキングロックポール３３３が押し上げられ、凸部３３８とパーキングギア３３５とが噛み合う。一方、ディテントプレート３２１が正回転方向に回転し、円錐体３３２がｎｏｔＰ方向に移動すると、凸部３３８とパーキングギア３３５との噛み合いが解除される。 The parking lock pole 333 abuts on the conical surface of the conical body 332 and is provided so as to be swingable around the shaft portion 334. On the side of the parking gear 335 of the parking lock pole 333, a convex portion 338 that can mesh with the parking gear 335 is provided. When the detent plate 321 rotates in the reverse rotation direction and the conical body 332 moves in the P direction, the parking lock pole 333 is pushed up and the convex portion 338 and the parking gear 335 mesh with each other. On the other hand, when the detent plate 321 rotates in the forward rotation direction and the conical body 332 moves in the notP direction, the meshing between the convex portion 338 and the parking gear 335 is released.

パーキングギア３３５は、図示しない車軸に設けられ、パーキングロックポール３３３の凸部３３８と噛み合い可能に設けられる。パーキングギア３３５と凸部３３８とが噛み合うと、車軸の回転が規制される。シフトレンジがｎｏｔＰレンジのとき、パーキングギア３３５はパーキングロックポール３３３によりロックされず、車軸の回転は、パーキングロック機構３３０により妨げられない。また、シフトレンジがＰレンジのとき、パーキングギア３３５はパーキングロックポール３３３によってロックされ、車軸の回転が規制される。 The parking gear 335 is provided on an axle (not shown) so as to be meshable with the convex portion 338 of the parking lock pole 333. When the parking gear 335 and the convex portion 338 mesh with each other, the rotation of the axle is restricted. When the shift range is the notP range, the parking gear 335 is not locked by the parking lock pole 333, and the rotation of the axle is not hindered by the parking lock mechanism 330. Further, when the shift range is the P range, the parking gear 335 is locked by the parking lock pole 333, and the rotation of the axle is restricted.

上記の構成において、シフトレンジ切替機構３２０のディテントプレート３２１には、出力軸３１１の回転に応じて磁界が変化するように、検出体２００が設けられる。 In the above configuration, the detent plate 321 of the shift range switching mechanism 320 is provided with the detector 200 so that the magnetic field changes according to the rotation of the output shaft 311.

図６に示されるように、検出体２００は、移動方向に沿って一方向に並んだ複数の範囲に対応する３つの領域部２０１～２０３を有する。各領域部２０１～２０３は、四角形状の板部材２０４によって構成されている。また、各領域部２０１～２０３は、検出体２００のうちセンサ部１１０が対向する検出面２０５の面内で検出体２００の移動方向に階段状に接続されて構成されている。 As shown in FIG. 6, the detector 200 has three region portions 201 to 203 corresponding to a plurality of ranges arranged in one direction along the moving direction. Each area portion 201 to 203 is composed of a square plate member 204. Further, each region portion 201 to 203 is configured to be connected in a stepped manner in the moving direction of the detection body 200 in the plane of the detection surface 205 facing the sensor portion 110 of the detection body 200.

「階段状に接続される」とは、各領域部２０１～２０３における一方と他方とが検出面２０５の面内において移動方向に対して垂直方向にずれて接続されることである。これにより、各領域部２０１～２０３において移動方向に沿った両端部すなわち２本の長辺部は、階段状の形状を構成している。 "Connected in a stepped manner" means that one of the regions 201 to 203 and the other are connected in the plane of the detection surface 205 so as to be offset in the direction perpendicular to the moving direction. As a result, both end portions, that is, the two long side portions along the moving direction in each region portion 201 to 203 form a stepped shape.

検出体２００において、移動方向における一方の端部を第１端部２０６とし、他方の端部を第２端部２０７とする。領域部２０１と領域部２０２との接続部分を第１エッジ２０８とする。領域部２０２と領域部２０３との接続部分を第２エッジ２０９とする。また、領域部２０１の位置をＡ、領域部２０２の位置をＢ、領域部２０３の位置をＣとする。 In the detector 200, one end in the moving direction is referred to as the first end 206, and the other end is referred to as the second end 207. The connection portion between the region portion 201 and the region portion 202 is referred to as a first edge 208. The connection portion between the region portion 202 and the region portion 203 is referred to as a second edge 209. Further, the position of the region portion 201 is A, the position of the region portion 202 is B, and the position of the region portion 203 is C.

検出体２００は、磁性体によって構成された板部材がプレス加工等によって形成される。検出体２００は、ディテントプレート３２１と別部材であっても良いし、ディテントプレート３２１が磁性体であれば、例えばディテントプレート３２１にプレス加工等を施すことで形成しても良い。 In the detector body 200, a plate member made of a magnetic material is formed by press working or the like. The detection body 200 may be a separate member from the detent plate 321 or may be formed by, for example, pressing the detent plate 321 if the detent plate 321 is a magnetic material.

各領域部２０１～２０３は、移動方向の長さが同一でも良いし、異なっていても良い。また、各領域部２０１～２０３は、検出面２０５の面内での移動方向に垂直な方向の長さが同一でも良いし、異なっていても良い。 The lengths of the region portions 201 to 203 in the moving direction may be the same or may be different. Further, the lengths of the region portions 201 to 203 in the direction perpendicular to the moving direction in the plane of the detection surface 205 may be the same or different.

センサ部１１０は、バイアス磁石１１１及び検出素子１１２を有する。バイアス磁石１１１及び検出素子１１２は、センサ装置１００のケース１０１に収容される。バイアス磁石１１１は、検出面２０５に対して一定距離の検出ギャップを持って配置される。 The sensor unit 110 includes a bias magnet 111 and a detection element 112. The bias magnet 111 and the detection element 112 are housed in the case 101 of the sensor device 100. The bias magnet 111 is arranged with a detection gap of a certain distance with respect to the detection surface 205.

検出素子は、磁石からバイアス磁界が印加されると共に、検出体２００の移動に伴って検出体２００から受ける磁界の変化に基づいて抵抗値が変化する素子である。検出素子は、例えば複数の磁気抵抗素子対で構成される。磁気抵抗素子対は、２つの磁気抵抗部が直列接続されたハーフブリッジ回路として構成される。 The detection element is an element in which a bias magnetic field is applied from a magnet and a resistance value changes based on a change in the magnetic field received from the detection body 200 as the detection body 200 moves. The detection element is composed of, for example, a plurality of magnetoresistive element pairs. The magnetoresistive element pair is configured as a half-bridge circuit in which two magnetoresistive portions are connected in series.

信号処理部１２０は、センサ部１１０の検出素子１１２から検出信号を取得し、検出信号と閾値とを比較し、検出信号と閾値との大小関係の組み合わせに基づいて、複数の範囲のいずれかの範囲の位置として検出体２００の位置を特定する。 The signal processing unit 120 acquires a detection signal from the detection element 112 of the sensor unit 110, compares the detection signal with the threshold value, and is one of a plurality of ranges based on the combination of the magnitude relationship between the detection signal and the threshold value. The position of the detector 200 is specified as the position of the range.

検出信号と閾値との大小関係の組み合わせが検出体２００の第１端部２０６から第１エッジ２０８までに対応する場合、ポジション判定は「Ａ」となる。あるいは、検出信号と閾値との大小関係の組み合わせが検出体２００の第１エッジ２０８から第２エッジ２０９までに対応する場合、ポジション判定は「Ｂ」となる。あるいは、検出信号と閾値との大小関係の組み合わせが検出体２００の第２エッジ２０９から第２端部２０７までに対応する場合、ポジション判定は「Ｃ」となる。 When the combination of the magnitude relation between the detection signal and the threshold value corresponds to the first end portion 206 to the first edge 208 of the detector body 200, the position determination is “A”. Alternatively, when the combination of the magnitude relationship between the detection signal and the threshold value corresponds to the first edge 208 to the second edge 209 of the detector 200, the position determination is “B”. Alternatively, when the combination of the magnitude relationship between the detection signal and the threshold value corresponds to the second edge 209 to the second end 207 of the detector 200, the position determination is “C”.

信号処理部１２０は、ポジション判定に対応した出力信号を生成し、外部装置に出力信号を出力する。 The signal processing unit 120 generates an output signal corresponding to the position determination and outputs the output signal to the external device.

以上のように、検出体２００は段差状に構成された複数の領域部２０１～２０３を有するものとして構成されていても良い。段差部を有する検出体２００においては誤検知の可能性があるので、異常の発生を早期に通知することができる。 As described above, the detector 200 may be configured to have a plurality of region portions 201 to 203 configured in a stepped shape. Since there is a possibility of erroneous detection in the detector 200 having a stepped portion, it is possible to notify the occurrence of an abnormality at an early stage.

なお、検出体２００は、シャフト等の部品に固定されても構わない。あるいは、検出体２００は、両端の領域部２０１、２０３がシャフトに固定されても構わない。 The detector 200 may be fixed to a component such as a shaft. Alternatively, in the detector body 200, the region portions 201 and 203 at both ends may be fixed to the shaft.

（他の実施形態）
上記各実施形態で示されたセンサ装置１００の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、センサ装置１００の用途は車両用に限られず、可動部品の位置を検出するものとして産業用ロボットや製造設備等にも広く利用できる。 (Other embodiments)
The configuration of the sensor device 100 shown in each of the above embodiments is an example, and the configuration is not limited to the configuration shown above, and other configurations that can realize the present invention can be used. For example, the use of the sensor device 100 is not limited to that of a vehicle, and can be widely used for industrial robots, manufacturing equipment, and the like as a device for detecting the position of a moving part.

１００ センサ装置
１１０ センサ部
１２０ 信号処理部
２００ 検出体 100 Sensor device 110 Sensor unit 120 Signal processing unit 200 Detector

Claims (3)

検出体（２００）における第１の範囲または第２の範囲を検出し、前記第１の範囲を検出した場合は第１ｄｕｔｙ比の検出信号を出力し、前記第２の範囲を検出した場合は第１ｄｕｔｙ比より大きい第２ｄｕｔｙ比の検出信号を出力するセンサ部（１１０）と、
前記第１ｄｕｔｙ比を含む第１判定範囲と前記第２ｄｕｔｙ比を含む第２判定範囲とを有し、前記センサ部から前記検出信号を入力して前記検出信号のｄｕｔｙ比が前記第１判定範囲または前記第２判定範囲に含まれるか否かを判定することにより、前記第１の範囲または前記第２の範囲を判定する信号処理部（１２０）と、
を含み、
前記第１判定範囲の上限値と前記第２判定範囲の下限値とは離されており、
前記信号処理部は、前記センサ部から入力する前記検出信号のｄｕｔｙ比が前記第１判定範囲と前記第２判定範囲との間の範囲に含まれる場合に前記検出信号の異常を判定するセンサ装置。 When the first range or the second range of the detector (200) is detected, the first range is detected, the detection signal of the first duty ratio is output, and when the second range is detected, the second range is detected. A sensor unit (110) that outputs a detection signal with a second duty ratio that is larger than the 1 duty ratio, and
It has a first determination range including the first duty ratio and a second determination range including the second duty ratio, and the detection signal is input from the sensor unit so that the duty ratio of the detection signal is the first determination range or A signal processing unit (120) that determines the first range or the second range by determining whether or not it is included in the second determination range.
Including
The upper limit of the first determination range and the lower limit of the second determination range are separated from each other.
The signal processing unit is a sensor device that determines an abnormality in the detection signal when the duty ratio of the detection signal input from the sensor unit is included in the range between the first determination range and the second determination range. .. 前記検出体は、前記第１の範囲及び前記第２の範囲に対応する複数の領域部（２０１～２０３）を有し、
前記複数の領域部は、前記検出体のうち前記センサ部が対向する検出面（２０５）の面内で前記検出体の移動方向に階段状に接続されて構成されている請求項１に記載のセンサ装置。 The detector has a plurality of region portions (201 to 203) corresponding to the first range and the second range.
The first aspect of the present invention, wherein the plurality of regions are connected in a stepwise manner in the moving direction of the detector in the surface of the detection surface (205) facing the sensor of the detector. Sensor device. 前記検出体は、車両のシフトポジションの動作に連動して移動する可動部品である請求項１または２に記載のセンサ装置。 The sensor device according to claim 1 or 2, wherein the detector is a movable component that moves in conjunction with the operation of the shift position of the vehicle.
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