JP2011086479A - 近接センサ - Google Patents

Abstract

【課題】部品サイズを小型化することができるとともに、部品として機能性の高いものとすることができる近接センサを提供する。
【解決手段】近接センサ２は、ブレーキペダル１に設けられた磁性体５０の接近又は離間によってバイアス磁石３０の磁気ベクトルが変化し、当該磁気ベクトルの変化をＭＲセンサ１５，１６，２５，２６の磁気抵抗素子によって検出することによりブレーキペダル１の位置を検出する。近接センサは、第１センサ素子ユニット１０と第２センサ素子ユニット２０とが一対設けられ、一対の第１センサ素子ユニット１０と第２センサ素子ユニット２０の間にバイアス磁石３０がこれら２者に挟まれて配置され、一対の第１センサ素子ユニット１０と第２センサ素子ユニット２０とを、それぞれのセンサ出力が各々異なる値をとる一重系と、両方が同じセンサ出力をとる二重系とのいずれか一方に選択可能に構成されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、検出対象の変位を検出する近接センサに関する。

車両には、自車両の制動を後方へ表示して他車両の運転者等に知らせるための制動指示装置が備えられている。制動指示装置は、運転者によってブレーキペダルが踏み込まれることによりブレーキランプが点灯するように構成されている。ブレーキペダルには、ブレーキペダルの位置を検出する検出センサとして、例えば近接センサが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

この近接センサは、ブレーキペダルに磁性体が設けられ、この磁性体が近づいたり離れたりするのを検出する。詳しくは、近接センサには、磁石の磁気ベクトルの変化を検出する磁気抵抗効果センサが磁石とともに配置される。よって、近接センサは、磁性体が近づいたり離れたりすると、磁石によって形成される磁気ベクトルが変化し、この磁気ベクトルの変化を磁気抵抗効果センサが検出して、ブレーキペダルの踏み込みを車両の制御装置へ出力する。そして、車両の制御装置は、近接センサからの信号によりブレーキペダルの踏み込みを検出し、ブレーキランプを点灯させる。

特開２００９−１６２０２号公報

ところで、上記のブレーキペダルの踏み込み検出を他の装置にも利用することが考えられる。例えば、このような装置としては、車両の速度を設定した速度に維持する自動定速走行装置（クルーズコントロール）があり、ブレーキペダルが踏まれると定速走行が解除される。上記の近接センサを用いたブレーキペダルの踏み込み検出では、ブレーキランプの点灯と、クルーズコントロールの解除とを同じ踏み込み量で開始されることとなる。このため、ブレーキランプの点灯に合わせて設定されていると、運転者がブレーキペダルに少し触れただけで、クルーズコントロールが解除され、速度の再設定の手間が発生し面倒である。よって、クルーズコントロールの解除は、例えばブレーキペダルのある程度の踏み込み量をもって検出することが望ましい。

そこで、ブレーキペダルの磁性体に対して上記の近接センサの磁石と磁気抵抗素子とからなるセンサユニットを一対設け、各装置に対応させた検出値に設定する。このようにすれば、各装置に合わせたブレーキペダルの適当な踏み込み量でブレーキランプの点灯とクルーズコントロールの解除とを行うことができるようになる。しかしながら、センサユニットを２つ設けると設置スペースが約２倍となってしまうため、複数の検出が可能でありながら、小型化が可能な近接センサが望まれていた。

また、この近接センサは、センサユニットを２つ持つ構造をとるものである。よって、これらセンサユニットをうまく使用することにより、センサ自体に複数の機能を持たせて、近接センサを部品として機能性の高いものとしたいニーズもあった。なお、以上の問題は、ブレーキペダルのような直線変位する被検出体に限らず、回転変位等の他の変位をする被検出体に用いる近接センサにおいても同様に生じるものである。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品サイズを小型化することができるとともに、部品として機能性の高いものとすることができる近接センサを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、被検出体に設けられた磁性体の接近又は離間によってバイアス磁石の磁気ベクトルが変化し、当該磁気ベクトルの変化を磁気抵抗効果センサの磁気抵抗素子によって検出することにより前記被検出体の位置を検出する近接センサにおいて、前記磁気抵抗効果センサが一対設けられ、一対の当該磁気抵抗効果センサの間に前記バイアス磁石がこれら２者に挟まれて配置され、一対の前記磁気抵抗効果センサを、それぞれのセンサ出力が各々異なる値をとる一重系と、両方が同じセンサ出力をとる二重系とのいずれか一方に選択可能に構成されていることをその要旨としている。

同構成によれば、一対の磁気抵抗効果センサの間に１つのバイアス磁石を挟んで配置するので、２つの磁気抵抗効果センサの間で１つのバイアス磁石が共用される。よって、バイアス磁石を１つと磁気抵抗効果センサのみ２つ設ける部品構成となるので、バイアス磁石と磁気抵抗効果センサとからなるセンサユニットを２つ設けるよりも小型化が可能である。また、近接センサを仕様に応じて一重系又は二重系のうちの一方のセンサとして使用することが可能となるので、近接センサをセンサ部品として機能性の高いものとすることも可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の近接センサにおいて、前記バイアス磁石と前記磁気抵抗効果センサとは、前記バイアス磁石の表面のうち前記磁気抵抗効果センサ側に向く発磁面と、前記磁気抵抗効果センサの磁界の検知面とが、互いに平行する向きに配置されていることをその要旨としている。

同構成によれば、バイアス磁石の発磁面と磁気抵抗効果センサの検知面とが互いに平行する向きとなるように、バイアス磁石と磁気抵抗効果センサとを配置したので、被検出体の位置を見るのに好適なバイアス磁界を磁気抵抗効果センサに付与することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の近接センサにおいて、一対の前記磁気抵抗効果センサは、同一部品を使用するとともに前記バイアス磁石に対して同じ向きに配置することにより、これらがともに同じセンサ出力をとる二重系に設定されていることをその要旨としている。

同構成によれば、近接センサを二重系センサとして使用することが可能となるので、磁気抵抗効果センサの一方が故障しても、他方で被検出体の位置を見ることが可能となる。
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の近接センサにおいて、前記バイアス磁石の磁界分布が左右対称となるように該バイアス磁石を２等分する線を対称線とすると、一対の前記磁気抵抗効果センサは、前記対称線を基準としたセンサ自体又は前記磁気抵抗素子の配置角度を、それぞれの該センサで異なる角度とすることにより、これらが各々異なるセンサ出力をとる一重系に設定されていることをその要旨としている。

同構成によれば、近接センサを一重系センサ、即ち各磁気抵抗効果センサが各々異なる値を出力するセンサとして使用することが可能となるので、１つのセンサで被検出体の異なる２位置を検出することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の近接センサにおいて、前記バイアス磁石は、左右に伸びる腕部分と、その中央部分から前記被検出体側へ該腕部分に対し直交して延出する足部分と、を持つＴ字形状をなし、前記磁気抵抗素子は、前記磁性体が前記バイアス磁石に近接しない状態において、当該バイアス磁石から発生するバイアス磁界の磁気ベクトルが同一方向を向く範囲に配置位置が設定されることをその要旨としている。

同構成によれば、バイアス磁石の形状をＴ字形状の磁石としたので、バイアス磁界の磁界領域に、磁気ベクトルが同一方向を向くある一定の範囲を形成することが可能となる。そして、この範囲に磁気抵抗効果センサを配置するので、磁気抵抗効果センサの組み付け時において仮に左右で配置位置がずれたとしても、これら磁気抵抗効果センサに同一向きの磁界を付与することが可能となる。よって、組み付け誤差が許容されるので、シビアな組み付け精度が要求されずに済む。

本発明によれば、部品サイズを小型化することができるとともに、部品として機能性の高いものとすることができる近接センサを提供することができる。

制動指示装置及びクルーズコントロールの概略構成を示すブロック図。 近接センサの設置状態を示す斜視図。 近接センサの組み付けを示す分解斜視図。 近接センサの構成を示す斜視図。 磁性体が近接しない状態におけるバイアス磁界を示す上面図。 磁性体が近接する状態におけるバイアス磁界を示す上面図。 検出部の回路構成を示す回路図。 ブレーキペダルの踏み込み量とＭＲセンサの出力電圧との関係を示す図。 磁性体が近接しない状態におけるバイアス磁界を示す上面図。 磁性体が近接する状態におけるバイアス磁界を示す上面図。

以下、本発明にかかる近接センサをブレーキペダルの踏み込み量を検出する近接センサに具体化した一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
図１に示されるように、制動指示装置は、運転者によって非制動位置から制動位置に踏み込み操作されることにより制動指示の入力操作が行われる被検出体としてのブレーキペダル１と、同ブレーキペダル１が制動位置、更に解除位置へ踏み込み操作されたことを検出し、制動操作信号及び解除操作信号を制御装置３へ出力する近接センサ２と、制動指示器として点灯するブレーキランプ４と、車速を設定速度に維持するクルーズコントロール５とを備えている。

制御装置３は、運転者によってブレーキペダル１が非制動位置から制動位置へ踏み込み操作されることにより、ブレーキランプ４を点灯制御する。詳しくは、ブレーキペダル１は非制動位置から制動位置への踏み込み操作による踏み込み量に応じて位置が変位する。このとき、ブレーキペダル１に設けられる近接センサ２は、非制動位置から制動位置への踏み込み操作を検出して制動操作信号を制御装置３へ出力する。ここで、所定の踏み込み量（第１閾値Ｌ１（図８参照））未満の位置を非制動位置とし、第１閾値Ｌ１以上の位置を制動位置とする。所定の踏み込み量は、少しの踏み込みで制動位置であると検出できるように設定されている。制御装置３は、制動操作信号が入力されると、ブレーキランプ４を点灯させる。また、制御装置３は、制動操作信号の入力がなくなると、ブレーキランプ４の点灯を停止させる。

また、制御装置３は、運転者によってブレーキペダル１がある程度（第２閾値Ｌ２（図８参照））以上踏み込み操作されたことにより、クルーズコントロール５に解除する旨の解除信号を出力する。詳しくは、近接センサ２は、ブレーキペダル１が少しの踏み込みではなく、運転者が意志を持って踏みことで検出される第２閾値Ｌ２以上の操作を検出すると、制動操作信号とともに解除操作信号を制御装置３へ出力する。制御装置３は、解除操作信号が入力されると、クルーズコントロール５へ解除信号を出力し、クルーズコントロール５の動作中には解除させる。

次に、ブレーキペダル１に設けられる近接センサ２について図２〜図８を参照して詳述する。
図２に示されるように、ブレーキペダル１の裏面には、長方形状の磁性体５０が固定されている。また、車体（図示略）には、ブレーキペダル１の踏み込み操作を検出できる位置に近接センサ２が配置されている。この近接センサ２は、Ｔ字形状のバイアス磁石３０と、２つの第１センサ素子ユニット１０及び第２センサ素子ユニット２０とを備えている。これらセンサ素子ユニット１０，２０及びバイアス磁石３０は、ケース４１に一体収容された検出ユニット４０として形成される。

第１センサ素子ユニット１０には、２つの第１磁気抵抗効果センサ（ＭＲセンサ）１５及び第２ＭＲセンサ１６が実装された基板１７が１つのパッケージに収容されている。第１センサ素子ユニット１０は、ブレーキペダル１の操作量がブレーキランプ４を点灯させる第１閾値Ｌ１以上であるか否かを検出する。第２センサ素子ユニット２０には、２つの第３ＭＲセンサ２５及び第４ＭＲセンサ２６が実装された基板２７が１つのパッケージに収容されている。第２センサ素子ユニット２０は、ブレーキペダル１の操作量がクルーズコントロール５を解除させる第２閾値Ｌ２以上であるか否かを検出する。

検出ユニット４０は、図示しない車両のフロアに取り付け孔部４３を介して固定されている。近接センサ２は、ブレーキペダル１に設けられた磁性体５０が近接する方向（Ａ方向）と離間する方向（Ｂ方向）とへの相対変位による近接を検出することにより、ブレーキペダル１の踏み込み操作が第１閾値Ｌ１以上及び第２閾値Ｌ２以上であるか否かを検出する。

図３に示されるように、バイアス磁石３０は、左右に伸びる腕部分３０ａと、その中央部分から腕部分３０ａに対し直交して延出する足部分３０ｂと、から形成されるＴ字形状に形成されている。そして、バイアス磁石３０は、その足部分３０ｂ側をブレーキペダル１へ向けて、その下面側に第１センサ素子ユニット１０、その上面側に第２センサ素子ユニット２０が接着固定される。すなわち、バイアス磁石３０は、その上下両側を第１センサ素子ユニット１０と第２センサ素子ユニット２０とに挟まれて配置されている。なお、バイアス磁石３０の上面及び下面が、センサ素子ユニット１０，２０に対して主な磁界を生成する発磁面３１，３２となっている。また、第１センサ素子ユニット１０の上面と、第２センサ素子ユニットの下面とが、バイアス磁界を検知する検知面１３，２３となっている。そして、発磁面３１と検知面１３と、並びに発磁面３２と検知面２３とがそれぞれ互いに平行する向きに配置されている。

第１センサ素子ユニット１０の基板１７の上面１７ａには、第１ＭＲセンサ１５及び第２ＭＲセンサ１６が実装されている。これらＭＲセンサ１５，１６は、上方から見てバイアス磁石３０の足部分３０ｂの左右両側に位置される。基板１７の下面には、第１ＭＲセンサ１５及び第２ＭＲセンサ１６からの出力電圧を増幅して、これをセンサ出力として出す増幅回路１８，１９が実装されている。第１センサ素子ユニット１０には、増幅回路１８，１９からのセンサ出力を制御装置３に出力するための端子１１が３個設けられている。そして、これら端子１１は、外部装置に接続するための接続端子１２にそれぞれ溶接等により固着されている。

制御装置３は、この増幅回路１８，１９から取得したセンサ出力を基に、その時々の踏み込み量が第１閾値Ｌ１以上であるか否かを判断し、第１閾値Ｌ１以上である旨判断されるとき、ブレーキペダル１がブレーキランプ４の点灯位置に位置したと認識する。

第２センサ素子ユニット２０の基板２７の上面２７ａには、第３ＭＲセンサ２５及び第４ＭＲセンサ２６が設けられている。これらＭＲセンサ２５，２６は、上方から見てバイアス磁石３０の足部分３０ｂの左右両側に位置される。基板２７の下面には、第３ＭＲセンサ２５及び第４ＭＲセンサ２６からの出力電圧を増幅して、これをセンサ出力として出す増幅回路２８，２９が設けられている。第２センサ素子ユニット２０には、増幅回路２８，２９からのセンサ出力を制御装置３に出力するための端子２１が３個設けられている。そして、これら端子２１は、外部装置に接続するための接続端子２２にそれぞれ溶接等により固着されている。

制御装置３は、この増幅回路２８，２９から取得したセンサ出力を基に、その時々の踏み込み量が第２閾値Ｌ２以上であるか否かを判断し、第２閾値Ｌ２以上である旨判断されるとき、ブレーキペダル１がクルーズコントロール５の解除位置に位置したと認識する。

図４に示されるように、検出ユニット４０は、一体に固定されたバイアス磁石３０と、第１センサ素子ユニット１０と、接続端子１２と、第２センサ素子ユニット２０と、接続端子２２とをモールド成形することにより、ユニット部品として一体に形成されている。接続端子１２，２２は、接続端子１２の端部１２ａ及び接続端子２２の端部２２ａのみがコネクタとなる中空部４２の内側に露出されている。この検出ユニット４０は、車両のフロアに取り付けられる際に固定される取り付け孔部４３が側面に突出して形成されている。

図７に示されるように、これらＭＲセンサ１５，１６，２５，２６には、それぞれ電圧Ｖｃｃが印加されている。すなわち、これら第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）は、それぞれに印加される磁気ベクトルの向きに応じて、各々が持つ磁気抵抗素子１５ａ（２５ａ），１５ｂ（２５ｂ），１５ｃ（２５ｃ），１５ｄ（２５ｄ），１６ａ（２６ａ），１６ｂ（２６ｂ），１６ｃ（２６ｃ），１６ｄ（２６ｄ）の抵抗値が変化することで、出力電圧Ｖａ（Ｖｃ），Ｖｂ（Ｖｄ）が変化する。

第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）は、４つの磁気抵抗素子１５ａ（２５ａ），１５ｂ（２５ｂ），１５ｃ（２５ｃ），１５ｄ（２５ｄ）がブリッジ状に接続されたフルブリッジ回路から構成されている。第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）は、磁気抵抗素子１５ａ（２５ａ）と磁気抵抗素子１５ｂ（２５ｂ）との中点電位と、磁気抵抗素子１５ｃ（２５ｃ）と磁気抵抗素子１５ｄ（２５ｄ）との中点電位とを出力する。そして、これら中点電位の差分値が増幅回路１８（２８）において所定の増幅率で増幅され、これが出力電圧Ｖａ（Ｖｃ）として出力される。

第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）は、４つの磁気抵抗素子１６ａ（２６ａ），１６ｂ（２６ｂ），１６ｃ（２６ｃ），１６ｄ（２６ｄ）がブリッジ状に接続されたフルブリッジ回路から構成されている。第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）は、磁気抵抗素子１６ａ（２６ａ）と磁気抵抗素子１６ｂ（２６ｂ）との中点電位と、磁気抵抗素子１６ｃ（２６ｃ）と磁気抵抗素子１６ｄ（２６ｄ）との中点電位とを出力する。そして、これら中点電位の差分値が増幅回路１９（２９）において所定の増幅率で増幅され、これが出力電圧Ｖｂ（Ｖｄ）として出力される。

次に、Ｔ字形状のバイアス磁石３０と磁性体５０とにより第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）に印加されるバイアス磁界について図５及び図６を参照して説明する。

本例の近接センサ２は、第１センサ素子ユニット１０及び第２センサ素子ユニット２０が各々異なるセンサ出力を出す一重系のセンサとして使用されている。バイアス磁石３０は、腕部分３０ａの足部分３０ｂから遠い側がＳ極に、腕部分３０ａの足部分３０ｂ側と足部分３０ｂとがＮ極に着磁されている。図５は、磁性体５０がバイアス磁石３０から離間して、バイアス磁石３０のみにより印加される磁気ベクトルを矢印で示す。図６は、磁性体５０が近接する初期位置にあるときに、磁性体５０とバイアス磁石３０とにより印加される磁気ベクトルを矢印で示す。

ここで、第３ＭＲセンサ２５及び第４ＭＲセンサ２６（二点鎖線で図示）は、第１ＭＲセンサ１５及び第２ＭＲセンサ１６の設置方向に対して数１０°回転して設置されている。第３ＭＲセンサ２５は第１ＭＲセンサ１５に対して半時計回りへ回転して異なる角度で配置され、第４ＭＲセンサ２６は第２ＭＲセンサ１６に対して時計回りへ回転して異なる角度で配置されている。第３ＭＲセンサ２５及び第４ＭＲセンサ２６は、踏み込みに対する出力が最も得られる第１ＭＲセンサ１５及び第２ＭＲセンサ１６の設置方向に対して回転して配置されている。これにより、第３ＭＲセンサ２５及び第４ＭＲセンサ２６は、踏み込みに対する出力を低下させ、制動操作信号よりも解除操作信号の出力タイミングを遅らせている。

図５に示されるように、バイアス磁石３０のみにより印加される磁気ベクトルは、バイアス磁石３０の足部分３０ｂの先端側（図中下側）を中心とした放射状に形成される。この磁気ベクトルは、バイアス磁石３０をその平面方向に２等分する対称線Ｐを境界として左右対称となっている。対称線Ｐは、バイアス磁石３０の磁界分布を左右で対称に２分する線である。足部分３０ｂの右側面３０ｃ及び左側面３０ｄのそれぞれ先端側の近傍に、磁気ベクトルが腕部分３０ａの延出方向且つ同一方向を向く第１同一方向範囲Ａ１及び第２同一方向範囲Ａ２が形成される。第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）は、第１同一方向範囲Ａ１及び第２同一方向範囲Ａ２内にそれぞれ位置する。

ところで、これら第１同一方向範囲Ａ１及び第２同一方向範囲Ａ２においては磁気ベクトルが同一方向を向く。よって、基板１７及び基板２７が配置される際に配置位置が前後方向又は左右方向へ多少ずれたとしても、第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）に、同一方向の磁気ベクトルを付与することが可能である。

図６に示されるように、バイアス磁石３０と磁性体５０とにより印加される磁気ベクトルは、バイアス磁石３０から発生される磁気ベクトルが磁性体５０に引き付けられるため磁気ベクトルが磁性体５０に指向して形成される。すなわち、第１同一方向範囲Ａ１及び第２同一方向範囲Ａ２内においては、磁気ベクトルが磁性体５０に指向して形成される。このとき、第１同一方向範囲Ａ１及び第２同一方向範囲Ａ２内での磁気ベクトルは、足部分３０ｂの延出方向に対し交わる方向となる。このように磁性体５０がブレーキペダル１の踏み込み操作に伴いバイアス磁石３０に近接すると、第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）を通過する磁気ベクトルが腕部分３０ａの延出方向から磁性体５０側へ指向する方向へ変化する。

すなわち、第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）に印加される磁気ベクトルは、図６に示される磁性体５０が初期位置にある状態と、図５に示される磁性体５０がバイアス磁石３０から離間して、磁性体５０の影響を受けない状態との間で変化する。この磁気ベクトルの変化を第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）によって検出する。

図８は、ブレーキペダル１の踏み込み量（距離）と、第１ＭＲセンサ１５の出力電圧Ｖａ、第２ＭＲセンサ１６の出力電圧Ｖｂ、第３ＭＲセンサ２５の出力電圧Ｖｃ、第４ＭＲセンサ２６の出力電圧Ｖｄとの関係を示す。

本実施形態では、磁性体５０が検出ユニット４０の延出方向に対して相対変位するため、第１ＭＲセンサ１５の出力電圧Ｖａ及び第２ＭＲセンサ１６の出力電圧Ｖｂは同じように変位する。また、出力電圧Ｖａ，Ｖｂが０Ｖとなる位置が所定の踏み込み量（第１閾値Ｌ１）となるように踏み込み量０ｃｍの位置が設定されている。そのため、出力電圧Ｖａ，Ｖｂは、踏み込み操作がない状態ではマイナスの値であって、踏み込み操作が行われるとマイナスの値からプラスの値へ変化する。そして、ＣＰＵは、出力電圧Ｖａ，Ｖｂが０Ｖ以上であるときに制動操作信号を出力する。

本実施形態では、磁性体５０が検出ユニット４０の延出方向に対して相対変位するため、第３ＭＲセンサ２５の出力電圧Ｖｃ及び第４ＭＲセンサ２６の出力電圧Ｖｄは同じように変位する。また、出力電圧Ｖｃ，Ｖｄが０Ｖとなる位置が第２閾値Ｌ２となるように踏み込み量２ｃｍの位置が設定されている。そのため、出力電圧Ｖｃ，Ｖｄは、第２閾値Ｌ２未満ではマイナスの値であって、第２閾値Ｌ２以上となるとマイナスの値からプラスの値へ変化する。そして、ＣＰＵは、出力電圧Ｖｃ，Ｖｄが０Ｖ以上であるときに解除操作信号を出力する。

制御装置３は、運転者によってブレーキペダル１が非制動位置から制動位置に踏み込み操作されることによって、近接センサ２からセンサ出力が入力されると、このセンサ出力を基にブレーキペダル１の操作位置を判定する。そして、ブレーキペダル１がランプ点灯位置にあれば、ブレーキランプ４を点灯させる。また、制御装置３は、ブレーキペダル１の操作位置がランプ点灯位置から外れると、ブレーキランプ４を消灯させる。制御装置３は、近接センサ２からのセンサ出力を基に、ブレーキペダル１がクルーズ解除位置に位置したことを確認すると、クルーズコントロール５が稼働中であれば、これを解除する。

また、本例の近接センサ２は、二重系のセンサとしても使用することが可能である。この場合、図９，１０に示されるように、第１センサ素子ユニット１０と第２センサ素子ユニット２０とを同じ部品により形成する。すなわち、第１ＭＲセンサ１５と第３ＭＲセンサ２５とが同じ向きで配置され、また第２ＭＲセンサ１６と第４ＭＲセンサ２６とが同じ向きで配置されている。これにより、センサ素子ユニット１０，２０からはともに同じセンサ出力が出力されるので、もし仮に一方のユニットが故障しても、他方のユニットの出力で継続して位置を監視することが可能となる。

さて、上記実施形態では、第１センサ素子ユニット１０と第２センサ素子ユニット２０との間にバイアス磁石３０を挟み込み配置することにより、１つのバイアス磁石３０を２つのセンサ素子ユニット１０，２０で共用する。よって、バイアス磁石とセンサユニットとをそれぞれ別体で２つ備えなくても済むため、小型化が可能である。また、近接センサ２を一重系及び二重系の一方に選択可能に構成したので、近接センサ２をセンサ部品として機能性の高いものとすることも可能となる。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）バイアス磁石３０を第１センサ素子ユニット１０及び第２センサ素子ユニット２０で上下両側から挟むことにより、これらセンサ素子ユニット１０，２０の間にバイアス磁石３０を配置した。このため、バイアス磁石を１つとセンサ素子ユニットのみ２つ設ける構成となるので、バイアス磁石とセンサ素子ユニットとからなる検出ユニットを２つ設けるよりも小型化が可能である。また、１つのバイアス磁石３０を共用する一対のセンサ素子ユニット１０，２０を、一重系及び二重系のどちらかに選択可能に構成した。このため、仕様に応じて一重系又は二重系のうちの一方のセンサとして使用することが可能となるので、近接センサを機能性の高いものとすることも可能となる。

（２）バイアス磁石３０の発磁面３１と第１センサ素子ユニットの検知面１３とが平行で、且つバイアス磁石３０の発磁面３２と第２センサ素子ユニットの検知面２３とが平行となるよう配置した。このため、位置検出に好適なバイアス磁界を各ＭＲセンサ１５，１６，２５，２６に付与させることができる。

（３）近接センサ２を二重系として使用できるので、一方のセンサ素子ユニットが故障しても他方のセンサ素子ユニットでブレーキペダル１の位置を継続して検出することができる。

（４）近接センサ２をそれぞれのセンサ素子ユニット１０，２０で異なる位置を検出できる一重系として使用できるので、１つのセンサでブレーキペダル１の異なる踏み込み量を検出することができる。

（５）バイアス磁石３０をＴ字形状とすることで、磁性体５０がバイアス磁石３０に近接しない状態においてバイアス磁石３０により印加される磁気ベクトルが同一方向を向く同一方向範囲Ａ１，Ａ２を形成することができる。そして、これら同一方向範囲Ａ１，Ａ２に第１ＭＲセンサ１５、第２ＭＲセンサ１６、第３ＭＲセンサ２５、及び第４ＭＲセンサ２６を配置することで、これら第１ＭＲセンサ１５、第２ＭＲセンサ１６、第３ＭＲセンサ２５、及び第４ＭＲセンサ２６に同一方向の磁気ベクトルを付与することができる。よって、組み付け時にＭＲセンサ１５，１６，２５，２６の配置位置がずれたとしても、これらＭＲセンサ１５，１６，２５，２６が同一方向範囲Ａ１，Ａ２に位置されていれば、ＭＲセンサ１５，１６，２５，２６に同一方向の磁気ベクトルを付与することが可能である。このため、ある程度の配置ズレが許容されるので、過度の組み付け精度を必要とせずに済む。

（６）第１ＭＲセンサ１５及び第２ＭＲセンサ１６を１つのパッケージである第１センサ素子ユニット１０に収納し、第３ＭＲセンサ２５及び第４ＭＲセンサ２６を１つのパッケージである第２センサ素子ユニットに収納しているため、１組のそれぞれのＭＲセンサ同士の位置が予め固定される。このため、同ＭＲセンサ間の位置ずれを防止することができ、また１つのパッケージのため組み付け作業が容易である。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態では、バイアス磁石３０の発磁面３１と第１センサ素子ユニット１０の検知面１３と、並びにバイアス磁石３０の発磁面３２と第２センサ素子ユニット２０の検知面２３とがそれぞれ互いに平行する向きに配置した。しかしながら、各ＭＲセンサ１５，１６，２５，２６に好適なバイアス磁界が付与できれば、発磁面３１，３２と検知面１３，２３とを平行に設置しなくともよい。

・上記実施形態では、ブレーキペダル１に磁性体５０を設けて検出ユニット４０を車両のフロアに固定したが、ブレーキペダル１に検出ユニット４０を設け、車両のフロアに磁性体５０を固定してもよい。

・上記実施形態では、第１閾値Ｌ１に相当する踏み込み量を０ｃｍ、第２閾値Ｌ２に相当する踏み込み量を２ｃｍに設定したが、これに限らずブレーキペダル１の検出したい踏み込み量に応じて任意に変更してもよい。

・上記実施形態では、第３ＭＲセンサ２５及び第４ＭＲセンサ２６を第１ＭＲセンサ１５及び第２ＭＲセンサ１６の設置方向に対して回転して異なる角度で設置させることで、異なる踏み込み量を検出できるようした。しかしながら、ＭＲセンサ自体ではなく、第３ＭＲセンサ２５の磁気抵抗素子２５ａ〜２５ｄ及び第４ＭＲセンサ２６の磁気抵抗素子２６ａ〜２６ｄを異なる角度で形成し、異なる踏み込み量を検出できるようにしてもよい。

・上記実施形態では、第１同一方向範囲Ａ１及び第２同一方向範囲Ａ２にそれぞれ１つずつＭＲセンサを配置するようにしたが、１つの範囲内に２つのＭＲセンサを配置して二重系を構成するようにしてもよい。例えば、第１同一方向範囲Ａ１に第１ＭＲセンサ１５及び第２ＭＲセンサ１６を配置したり、第１同一方向範囲Ａ１及び第２同一方向範囲Ａ２に第１ＭＲセンサ１５及び第２ＭＲセンサ１６を２つずつ配置したりする。

・上記実施形態では、第１ＭＲセンサ１５（第２ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）はそれぞれ４つの磁気抵抗素子が接続されたフルブリッジ回路が構成され、各回路における中点電位の差分値を出力電圧Ｖａ（Ｖｃ），Ｖｂ（Ｖｄ）とした。しかしながら、第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）は、それぞれハーフブリッジ回路を構成する２つの磁気抵抗素子からなり、全体としてフルブリッジ回路を構成してもよい。そして、第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）のそれぞれの出力電圧の差分値を出力電圧として出力するようにしてもよい。近接センサは、出力電圧に基づいて磁性体５０の近接を検出する。なお、磁気抵抗素子同士の向きは同じである。このようによれば、ケース４１に収容された第１ＭＲセンサ１５（第３ＭＲセンサ２５）及び第２ＭＲセンサ１６（第４ＭＲセンサ２６）を組み付ける際に前後方向又は左右方向へ位置ずれしたとしても、バイアス磁石３０に対して一方が近づき他方が離れることになる。そして、それぞれのハーフブリッジ回路の出力電圧の差分値を採用することによってこれらの出力電圧の変化を相殺することができるため、設置位置がずれたとしても被検出体の変位を正確に検出することができる。

・上記実施形態では、被検出体としてのブレーキペダル１に固定された検出ユニット４０の延出方向へ直線変位する磁性体５０の近接を検出する近接センサとしたが、直線変位する他の被検出体の変位を検出する近接センサに適用してもよい。

・上記実施形態の回転変位や直線変位等に限らず、他の変位をする被検出体の変位を検出する近接センサとしてもよい。
・上記実施形態では、各センサ素子ユニットに２つのＭＲセンサを用いたが、１つのＭＲセンサによって被検出体の変位を検出するようにしてもよい。

・上記実施形態において、磁性体５０は、独立した部品として形成されることに限らず、例えばブレーキペダル１が金属製であれば、これを磁性体として使用してもよい。
・上記実施形態において、バイアス磁石３０の形状は、Ｔ字形状に限らず、例えば単なる直方体形状等としてもよい。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜５のいずれか一項に記載の近接センサにおいて、一組の前記磁気抵抗効果センサは、それぞれハーフブリッジ回路を構成する２つの磁気抵抗素子からなり、全体としてフルブリッジ回路を構成し、それぞれの出力電圧の差分値に基づいて前記被検出体の変位を検出することを特徴とする近接センサ。

同構成によれば、１つのパッケージに収容された一組の磁気抵抗効果センサを組み付ける際に位置ずれしたとしても、バイアス磁石に対して一方が近づき他方が離れることになる。そして、それぞれのハーフブリッジ回路の出力電圧が本来の出力変化と異なったとしても、これらハーフブリッジ回路の出力電圧の差分値を採用することによってこれらの出力電圧の変化を相殺することができるため、設置位置がずれたとしても被検出体の変位を正確に検出することができる。

（ロ）請求項１〜５、及び（イ）のいずれかに記載の近接センサにおいて、一組の前記磁気抵抗効果センサは、１つのパッケージに収納されることを特徴とする近接センサ。
同構成によれば、一組の磁気抵抗効果センサを１つのパッケージに収納しているため、２つの磁気抵抗効果センサ同士の位置が予め固定される。このため、同センサ間の位置ずれを防止することができ、また１つのパッケージのため組み付け作業が容易である。

（ハ）請求項５に記載の近接センサにおいて、前記磁石のＴ字の足部分と腕部分の足部分側とはＮ極に着磁され、前記磁石のＴ字の腕部分の足部分から遠い側はＳ極に着磁されることを特徴とする近接センサである。

１…ブレーキペダル、２…近接センサ、３…制御装置、４…ブレーキランプ、５…クルーズコントロール、１０…第１センサ素子ユニット、１１…端子、１２…接続端子、１３…検知面、１５…第１ＭＲセンサ、１６…第２ＭＲセンサ、１７…基板、１８，１９…増幅回路、２０…第１センサ素子ユニット、２１…端子、２２…接続端子、２３…検知面、２５…第３ＭＲセンサ、２６…第４ＭＲセンサ、２７…基板、２８，２９…増幅回路、３０…バイアス磁石、３０ａ…腕部分、３０ｂ…足部分、３１，３２…発磁面、４０…検出ユニット、４１…ケース、４２…中空部、４３…孔部、５０…磁性体、Ｖａ，Ｖｂ…出力電圧、Ａ１…第１同一方向範囲、Ａ２…第２同一方向範囲、Ｐ…対象線。

Claims (5)

1. 被検出体に設けられた磁性体の接近又は離間によってバイアス磁石の磁気ベクトルが変化し、当該磁気ベクトルの変化を磁気抵抗効果センサの磁気抵抗素子によって検出することにより前記被検出体の位置を検出する近接センサにおいて、
   前記磁気抵抗効果センサが一対設けられ、一対の当該磁気抵抗効果センサの間に前記バイアス磁石がこれら２者に挟まれて配置され、一対の前記磁気抵抗効果センサを、それぞれのセンサ出力が各々異なる値をとる一重系と、両方が同じセンサ出力をとる二重系とのいずれか一方に選択可能に構成されている
   ことを特徴する近接センサ。
2. 請求項１に記載の近接センサにおいて、
   前記バイアス磁石と前記磁気抵抗効果センサとは、前記バイアス磁石の表面のうち前記磁気抵抗効果センサ側に向く発磁面と、前記磁気抵抗効果センサの磁界の検知面とが、互いに平行する向きに配置されている
   ことを特徴とする近接センサ。
3. 請求項１又は２に記載の近接センサにおいて、
   一対の前記磁気抵抗効果センサは、同一部品を使用するとともに前記バイアス磁石に対して同じ向きに配置することにより、これらがともに同じセンサ出力をとる二重系に設定されている
   ことを特徴とする近接センサ。
4. 請求項１又は２に記載の近接センサにおいて、
   前記バイアス磁石の磁界分布が左右対称となるように該バイアス磁石を２等分する線を対称線とすると、一対の前記磁気抵抗効果センサは、前記対称線を基準としたセンサ自体又は前記磁気抵抗素子の配置角度を、それぞれの該センサで異なる角度とすることにより、これらが各々異なるセンサ出力をとる一重系に設定されている
   ことを特徴とする近接センサ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の近接センサにおいて、
   前記バイアス磁石は、左右に伸びる腕部分と、その中央部分から前記被検出体側へ該腕部分に対し直交して延出する足部分と、を持つＴ字形状をなし、
   前記磁気抵抗素子は、前記磁性体が前記バイアス磁石に近接しない状態において、当該バイアス磁石から発生するバイアス磁界の磁気ベクトルが同一方向を向く範囲に配置位置が設定される
   ことを特徴とする近接センサ。

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