JP4302997B2 - Magnetic sensor device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、磁気センサは、磁気検出素子として例えばＭＲＥ（磁気抵抗素子）等を備え、所定の電源から電力供給されることにより磁気検出可能となる構成とされている。例えば、自動車等のブレーキペダル近傍に設けられた磁気センサは、ドライバ等によるブレーキペダルの踏み込みの有無を検出可能とされている。そして、ブレーキペダルの踏み込みを検出した場合には、車両後部に設けられたブレーキランプが点灯されるようになっている。ところが、ブレーキランプは、安全性の観点から、エンジン停止中のような車載オルタネータが駆動しない状態であっても、ブレーキペダルが踏み込まれた際には点灯する必要がある。そのため、このような磁気センサは、充電容量に限りのある車載バッテリを電源とするにもかかわらず、同車載バッテリから常に電力供給される必要がある。そこで、従来から、磁気センサに対して間欠的に電力供給を行う磁気センサ装置によって、暗電流による磁気センサの消費電力を低減することが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３５６５３０号公報（段落番号「００１４」〜「００２７」、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記磁気センサ装置は、磁気センサの暗電流による消費電力は低減しても、継続的に一定の電力を消費するという本質的な課題を解決するものではなかった。そのため、近年、自動車があらゆるものを電子制御する傾向にあることを考慮すれば、長期間、自動車が使用されず、車載オルタネータが駆動しないような場合には、暗電流による電力消費により車載バッテリ上がりが生じてしまう可能性があるという問題があった。また、前記ブレーキランプの点灯のために用いられる磁気センサ等は、安全性の観点から、前記ペダルの踏み込みから検出までに遅れが生ずるべきでなく、間欠的な電力供給に適さないような場合もあった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、磁気センサの暗電流による消費電力をなくすことができる磁気センサ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、電源と、作動体の変位を検出して電力を発生する発電手段と、前記発電手段からの電力の供給を受け、前記電源からの電力の出力を許容する電力供給許容部と、前記電力供給許容部からの電力の供給を受けて磁気検出機能が有効化され、前記作動体の変位と関連して変化する磁気を検出する磁気センサとを備えたことを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁気センサ装置において、前記作動体は、磁性体にて形成され、前記発電手段は、前記作動体の変位に基づいて起電力を発生するコイルを備えていることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の磁気センサ装置において、前記作動体は、前記発電手段の変位検出領域と前記磁気センサの磁気検出領域とを通過する移動軌跡を有するように配置されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の磁気センサ装置において、前記磁気センサが検出する磁気を発生する部材を第１磁性部材とし、前記作動体を第２磁性部材としたとき、前記第２磁性部材は、その変位による移動速度が前記第１磁性部材の変位による移動速度よりも大きくなるように、前記第１磁性部材と作動連結されていることを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の磁気センサ装置において、前記発電手段は、前記作動体の変位と関連して変位する押圧部に押圧されることにより起電力を発生する圧電素子を備えていることを要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を自動車に設けられたブレーキペダルの位置検出に用いられる磁気センサ装置に具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１２】
図１に示すように、磁気センサ装置１１は、電力供給許容部としての電源コントローラ１２、磁気センサ１３及び発電手段としての検出部１７を備えている。また、磁気センサ装置１１の近傍には、変位可能に配置された第１磁性部材としての第１永久磁石１５及び第２磁性部材（作動体）としての第２永久磁石１６（いずれも図２参照）が配置されている。
【００１３】
電源コントローラ１２は、電源としての車載バッテリＢと直接接続され、磁気センサ１３に対して行う電力供給を制御可能となっている。さらに、電源コントローラ１２は、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧという。）のオン・オフを認知可能とされ、ＩＧがオン状態では常に磁気センサ１３に電力供給する。また、電源コントローラ１２は、前記第２永久磁石１６の変位を検出可能な検出部１７と接続されている。検出部１７は、第２永久磁石１６の変位を検出したときには、電源コントローラ１２に変位検出信号を出力する。そして、電源コントローラ１２は、前記検出部１７から変位検出信号を入力した場合には、前記ＩＧがオフ状態であっても、前記磁気センサ１３に電力供給する構成とされている。なお、磁気センサ１３は、ＭＲＥ（磁気抵抗素子）、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗素子）等の公知の磁気センサが用いられる。
【００１４】
ここで、電源コントローラ１２の構成の一例を説明する。図３に示すように、電源コントローラ１２は、予め設定された所定時間を計時可能なタイマ回路５１及びトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ４を備える。
【００１５】
第４トランジスタＴｒ４は、ＰＮＰ型からなり、エミッタＥにて車載バッテリＢと接続され、コレクタＣにて磁気センサ１３と接続されている。また、ベースＢは、ＩＧと接続されている。そのため、第４トランジスタＴｒ４は、ＩＧがオンするのに基づいてオンし、磁気センサ１３に電力供給する構成となっている。すなわち、電源コントローラ１２は、ＩＧがオンの間は、第４トランジスタＴｒ４のオン状態を維持して磁気センサ１３に常に電力供給する。一方、電源コントローラ１２は、ＩＧがオフ状態の間は、第４トランジスタＴｒ４のオフ状態を維持して磁気センサ１３に電力供給しない。
【００１６】
タイマ回路５１は、電源端子、制御端子及び出力端子を備える。電源端子は、タイマ回路５１が常に電力供給されるように、車載バッテリＢと接続されている。そのため、タイマ回路５１は、制御端子に電位が印加されるのに基づいて時間の計時を開始し、所定時間を計時するまで、出力端子にて電位を出力する構成となっている。
【００１７】
制御端子は、ＰＮＰ型の第２トランジスタＴｒ２のコレクタＣと接続されている。第２トランジスタＴｒ２は、エミッタＥにて車載バッテリＢと接続される。また、ベースＢにてＮＰＮ型の第３トランジスタＴｒ３のコレクタＣと接続される。第３トランジスタＴｒ３は、エミッタＥにて接地されている。そのため、第２トランジスタＴｒ２は、第３トランジスタＴｒ３がオンされるとオンして、タイマ回路５１の制御端子に電位を印加する構成となっている。また、第３トランジスタＴｒ３のベースＢは、検出部１７と接続されている。そのため、第３トランジスタＴｒ３は、検出部１７から変位検出信号を入力するのに基づいてオンする。
【００１８】
出力端子は、ＰＮＰ型の第１トランジスタＴｒ１のベースＢと接続されている。また、第１トランジスタＴｒ１は、エミッタＥにて車載バッテリＢと接続され、コレクタＣにて磁気センサ１３と接続されている。そのため、トランジスタＴｒ１は、タイマ回路５１の出力端子に電位が出力されるのに基づいてオンし、磁気センサ１３に電力を供給する構成となっている。すなわち、電源コントローラ１２は、検出部１７が第２永久磁石１６の変位を検出して発電するのに基づいて、タイマ回路５１が所定時間を計時する間、磁気センサ１３に電力供給する構成となっている。そのため、電源コントローラ１２は、検出部１７の検出があったときには、前記ＩＧがオフ状態であっても、前記磁気センサ１３に電力供給する。なお、本実施形態における電源コントローラ１２のタイマ回路５１は、変位検出信号を入力した後に、再び新たな変位検出信号を入力した場合には、それまで計時した時間をリセットして、その新たな変位検出信号の入力に基づいて再び初めから所定時間の計時を開始する。
【００１９】
磁気センサ１３は、前記電源コントローラ１２から電源供給されることにより磁気検出機能が有効化される構成となっている。また、本実施形態の磁気センサ１３は、ＭＲＥ（磁気抵抗素子）を備える公知の磁気センサである。従って、磁気センサ１３は、電力供給された状態において、ＭＲＥに流れる電流に直交する磁界が付与されてその抵抗が最小となることに基づいて、磁気を検出するものである。そのため、磁気センサ１３は、ＭＲＥに流れる電流に磁界が直交するときに、磁気を検出する。また、ここでいう磁気センサ１３は、所定の信号処理回路を含む概念であり、磁気を検出した場合には、図示しない車両用ＥＣＵに磁気検出信号を出力するようになっている。
【００２０】
ここで本実施形態に用いられる車両用ＥＣＵについて簡単に説明する。
車両用ＥＣＵは、基本的に、磁気検出信号の入力の有無に基づいて、ブレーキランプを点灯する処理を行うものであり、本実施形態では磁気検出信号を入力しないときにブレーキランプを点灯する処理を行う。ただし、車両用ＥＣＵは、電源コントローラ１２から磁気センサ１３への電力供給の有無を検知可能とされ、磁気センサ１３が電力供給されない状態ではブレーキランプを点灯する処理を行わない構成とされている。すなわち、車両用ＥＣＵは、磁気検出信号を入力しないときであっても、磁気センサ１３が電力供給されない状態ではブレーキランプを点灯する処理を行わない。
【００２１】
さて、次に、ブレーキペダル（図示しない）の位置の検出を可能とする操作検出機構２１の具体的構成の一例を図２，４に基づいて説明する。
図２に示すように、操作検出機構２１は、可動片１４、第１ロッド２２、第２ロッド２３及び前記第１ロッド２２と第２ロッド２３とを連結する連結リンク２４を備えている。本実施形態の各ロッド２２，２３，及び連結リンク２４は、いずれも長尺の平板状をなしている。
【００２２】
可動片１４は、略直方体状をなし、ドライバ等により直接踏み込まれるブレーキペダルと連動する構成とされている。図２に示すように、可動片１４は、ブレーキペダルが踏み込まれていない状態（以下、初期状態という。）では、第１ロッド２２をその長さ方向（図２において左方）に押圧した状態で保持する。一方、図４に示すように、可動片１４は、ブレーキペダルが完全に踏み込まれた状態では、図２において右方に変位し第１ロッド２２と離間する。なお、以下、ブレーキペダルが任意位置に保持され、操作検出機構２１が静止している状態を保持状態と呼ぶ。また、ブレーキペダルが操作され、操作検出機構２１が運動する状態を操作状態と呼ぶ。
【００２３】
第１ロッド２２は、所定箇所にて支持部材１８により第１ロッド２２の長さ方向に沿って摺動可能に支持されている。第１ロッド２２の先端側の一端は、可動片１４に押圧される被押圧部２２ａとされている。また、第１ロッド２２の基端側の一端は、コイルスプリングからなる弾性部材３０の一端と固着され、可動片１４側に付勢される被付勢部２２ｂとされている。そのため、第１ロッド２２は、可動片１４による押圧又は弾性部材３０による付勢により、その長さ方向に往復動可能とされている。なお、弾性部材３０の他端は、車体に固着支持されている。
【００２４】
第１ロッド２２の概ね中央には第１永久磁石１５が固着されている。同第１永久磁石１５の下方には、図２に示す初期状態にて対向する磁気センサ１３が車体に配置されている。そのため、本実施形態の磁気センサ１３は、初期状態にて電力供給されれば、第１永久磁石１５の磁気を検出して磁気検出信号を出力する。すなわち、初期状態における第１永久磁石１５は、磁気センサ１３の磁気検出領域内に位置している。
【００２５】
一方で、第１永久磁石１５は、第１ロッド２２の変位とともに変位する構成とされ、初期状態からブレーキペダルが踏まれると、第１ロッド２２の変位により磁気センサ１３と対向しない磁気検出領域外に変位する。そのため、本実施形態の磁気センサ１３は、初期状態でない場合には、電力供給されても第１永久磁石１５の磁気を検出せず、磁気検出信号を出力しない。すなわち、初期状態でない場合における第１永久磁石１５は、磁気センサ１３の磁気検出領域外に位置している。
【００２６】
また、第１ロッド２２は、被付勢部２２ｂ及び第１永久磁石１５の間の部位にて、連結リンク２４の一端と連結ピン２５により連結されている。連結ピン２５は、連結リンク２４の一端において、長手方向に延びて形成された第１摺動孔２６に対してその長手方向に摺動自在に貫通されている。
【００２７】
連結リンク２４は、同連結リンク２４の長手方向の中央部から連結ピン２５側に寄った部位にて、回動軸２８により車体に対して回動自在に支持されている。従って、連結リンク２４が回動する際には、第１ロッド２２は、連結ピン２５が第１摺動孔２６を摺動することにより、その長さ方向に移動するようになっている。そのため、第１摺動孔２６は、連結リンク２４の回動の際に、第１ロッド２２とともに移動する連結ピン２５の移動をスムーズにしている。
【００２８】
連結リンク２４の第１摺動孔２６と逆側となる他端には、長手方向に延びた第２摺動孔３２が形成されている。そして、連結リンク２４は、同第２摺動孔３２に対してその長さ方向に摺動自在に貫通された連結ピン２７により、第２ロッド２３と連結されている。従って、連結リンク２４が回動する際には、第２ロッド２３は、連結ピン２７が第２摺動孔３２を摺動することにより、その長さ方向に移動するようになっている。そのため、第２摺動孔３２は、連結リンク２４の回動の際に、第２ロッド２３とともに移動する連結ピン２７の移動をスムーズにしている。すなわち、各ロッド２２，２３，及び連結リンク２４は、相互に作動連結され、いずれか一つの部材が変位又は回動すると、他の部材も変位又は回動する構成となっている。
【００２９】
第２ロッド２３は、第１ロッド２２と平行に配置され、連結リンク２４の回動により、第１ロッド２２が移動した際には、第１ロッド２２の移動方向と逆向きに移動する構成とされている。また、第２ロッド２３は、第１ロッド２２の連結ピン２５側に寄って設けられた回動軸２８を中心に回動する連結リンク２４により、第１ロッド２２と作動連結されるため、常に第１ロッド２２の移動速度よりも大きな移動速度で移動する構成となっている。
【００３０】
第２ロッド２３は、連結ピン２７と逆側の一端に第２永久磁石１６を固着して備えている。図２に示すように、第２永久磁石１６は、初期状態において、筒状の摺動ケース２９に差込まれて配置されている。そして、第２永久磁石１６は、この初期状態から連結リンク２４が回動するのに基づいて、摺動ケース２９の内部に向かってその長さ方向に摺動するようになっている。
【００３１】
摺動ケース２９は、絶縁性の非磁性体から形成されている。摺動ケース２９の外周面全体には、検出部１７の構成要素としてのコイル１７ａが巻設されている。従って、第２永久磁石１６は、初期状態において、摺動ケース２９を介してコイル１７ａの内部に配置され、前記第２ロッド２３が摺動ケース２９内を摺動する際にはコイル１７ａの軸心に沿って変位する構成とされている。
【００３２】
また、図１に示すように、コイル１７ａは、ダイオード１７ｂを介して電源コントローラ１２と接続されている。そして、第２永久磁石１６の変位によりコイル１７ａに起電力が生じた場合には、その起電力に基づく誘導電流は前記ダイオード１７ｂにて半波整流された後に電源コントローラ１２に出力される。すなわち、本実施形態の検出部１７は、コイル１７ａ及びダイオード１７ｂから構成されている。検出部１７は、前記誘導電流を第２永久磁石１６における変位の検出信号（以下、変位検出信号という。）として電源コントローラ１２に出力する構成とされている。
【００３３】
また、検出部１７は、前記誘導電流をダイオード１７ｂにて半波整流するため、第２永久磁石１６の往復動による変位のうち、一方向の変位のみを検出する。本実施形態では、検出部１７は、ドライバ等によりブレーキペダルが踏み込まれる際に、第２永久磁石１６が変位する方向のみを検出する。なお、本実施形態では、第２永久磁石１６は、操作検出機構２１が初期状態からブレーキペダルが完全に踏まれた状態になるまで常にコイル１７ａの内部に位置する構成とされている。そのため、検出部１７は、第２永久磁石１６がどの位置にて変位しても、コイル１７ａに起電力を得る。
【００３４】
次に、ＩＧがＯＦＦ状態における磁気センサ装置１１の作用について説明する。
まず、図２に示す初期状態では、電源コントローラ１２は磁気センサ１３に給電しない。この初期状態では、磁気センサ１３は、電力供給されないため磁気検出信号を出力しないが、車両用ＥＣＵは、磁気センサ１３が電力供給されていないことを検知してブレーキランプを点灯する処理を行わない。なお、この電源コントローラ１２から磁気センサ１３への電力供給の有無は、常に車両用ＥＣＵにより検知されている。そして、ドライバは、自動車にブレーキをかけたい場合には、この初期状態から、ブレーキペダルを踏み込む。
【００３５】
すると、可動片１４は、第１ロッド２２と離間するように変位され、操作検出機構２１は初期状態から運動し、操作状態となる。以下、ドライバによりブレーキペダルが踏み込まれた際に、第１ロッド２２（可動片１４）が移動する方向（図２，３において、右方向）を第１操作方向と呼ぶ。一方、ドライバによりブレーキペダルの踏み込みが中止され、第１ロッド２２（可動片１４）が初期状態となるように移動する方向（図２，３において、左方向）を第１戻り方向と呼ぶ。
【００３６】
第１ロッド２２は、可動片１４が第１操作方向に変位すると、弾性部材３０の付勢力により可動片１４との接触を維持して第１操作方向に変位する。その結果、連結リンク２４は、回動軸２８を中心として回動する。なお、以下、このときの連結リンク２４の回動を正回動と呼ぶ。そして、連結リンク２４が正回動すると、第１操作方向に変位する第１ロッド２２と回動軸２８を挟んで配置された第２ロッド２３は、第１操作方向と逆の第２操作方向（図２，３において左方向）に変位する。なお、操作検出機構２１は、図４に示すように、ブレーキペダルが完全に踏み込まれるまで運動可能である。
【００３７】
すると、第２ロッド２３に固着された第２永久磁石１６は、摺動ケース２９内を第２操作方向に摺動する。そのため、第２永久磁石１６は、摺動ケース２９に巻設されたコイル１７ａと相対的に変位され、コイル１７ａに起電力を発生する。その結果、検出部１７は、コイル１７ａに生じた起電力により発電して第２永久磁石１６の変位を検出する。そして、検出部１７は、前記起電力に基づく誘導電流を、ダイオード１７ｂを介して、変位検出信号として電源コントローラ１２に出力する。すると、電源コントローラ１２は、その変位検出信号に基づいて磁気センサ１３に電力供給を行い、磁気センサ１３の磁気検出機能を有効化する。また、電源コントローラ１２は、変位検出信号の入力と同時に、タイマ回路５１による所定時間の計時を開始する。
【００３８】
第１永久磁石１５は、第１ロッド２２の変位とともに操作方向に変位され、磁気センサ１３と対向しなくなり磁気検出領域外に位置する。すると、磁気センサ１３は、電源コントローラ１２から電力供給されるものの、第１永久磁石１５の磁気を検出しないため磁気検出信号を出力しない。そのため、車両用ＥＣＵは、ブレーキランプを点灯する処理を行う。
【００３９】
その後、ブレーキペダルの踏み込みが中止され、操作検出機構２１が初期状態からの運動後に保持状態となった場合には、検出部１７は発電せず変位検出信号を出力しない。しかし、電源コントローラ１２は、変位検出信号を入力しなくても、タイマ回路５１が所定時間を計時するまで電力を供給し続ける。そのため、磁気センサ１３は、検出部１７が発電する操作状態から、検出部１７が発電しない保持状態になっても所定時間電力供給される。その結果、車両用ＥＣＵは、検出部１７が発電しない状態であっても磁気センサ１３が電力供給される状態であれば、第１永久磁石１５が磁気検出領域外に位置する限りブレーキランプを点灯する処理を行う。
【００４０】
また、ブレーキペダルが踏まれた状態から、その踏み込みが中止され、可動片１４が第１戻り方向に変位すると、可動片１４は第１ロッド２２を再び弾性部材３０の付勢に抗して押圧し始める。そのため、第１ロッド２２も同様に第１戻り方向に変位する。すると、第２ロッド２３は、第１戻り方向とは逆の第２戻り方向（図２，３において右）に変位する。その結果、検出部１７はコイル１７ａに起電力を生ずるが、この起電力に基づく誘導電流はダイオード１７ｂにて半波整流されるため変位検出信号を出力しない。
【００４１】
そして、第１ロッド２２の変位に基づいて、第１永久磁石１５が磁気検出領域外から磁気検出領域内に位置して初期状態に戻ると、磁気センサ１３は、第１永久磁石１５の磁気を検出して磁気検出信号を出力する。すると、車両用ＥＣＵはブレーキランプを消灯する処理を行う。また、電源コントローラ１２は、タイマ回路５１が所定時間を経過するまで磁気センサ１３に電力を供給した後に、磁気センサ１３への電力供給を中止する。
【００４２】
従って、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、ＩＧがＯＦＦ状態では、電源コントローラ１２は、電源を必要としない検出部１７が第２永久磁石１６の変位を検出するのに基づいて（ブレーキペダルが踏まれたのに基づいて）、磁気センサ１３に電力を供給した。
【００４３】
従って、ＩＧがＯＦＦ状態において、磁気センサ１３への電力供給なくブレーキペダルが踏まれていない初期状態から、ブレーキペダルが踏まれて操作状態になるまでの間、磁気センサ１３の暗電流による電力の消費をなくすことができる。
【００４４】
（２）さらに上記実施形態では、前記検出部１７に第２永久磁石１６の変位に基づいて誘導起電力が生ずるコイル１７ａを含む構成とした。
従って、磁気センサ１３は、第１永久磁石１５が第１操作方向に変位する操作状態であるにもかかわらず、電源コントローラ１２から電力供給されず、磁気検出機能が有効化されないという事態が発生してしまうのを防止することができる。
【００４５】
（３）またさらに、上記実施形態では、電源コントローラ１２にタイマ回路５１を備えた。そして、電源コントローラ１２を、変位検出信号を入力してからタイマ回路５１が所定時間を計時するまでの間、変位検出信号の入力の有無にかかわらず磁気センサ１３への電力供給を維持する構成とした。
【００４６】
従って、ＩＧがＯＦＦ状態で、かつ、操作検出機構２１が保持状態であっても、電源コントローラ１２は、タイマ回路５１が所定時間を計時するまでの間、磁気センサ１３に電力供給することができる。
【００４７】
（４）上記実施形態では、磁気センサ１３は、第２永久磁石１６と作動連結された第１永久磁石１５の磁気を検出することにより、第２永久磁石１６の変位と関連して変化する磁気を検出した。
【００４８】
従って、磁気センサ１３及び検出部１７は、それぞれ別個の永久磁石と対応して配置されるため、磁気センサ装置１１の設計において、磁気センサ１３の配置に関しての設計が容易となる。
【００４９】
（５）上記実施形態では、ブレーキペダルの踏み込みに基づく第１永久磁石１５の変位による移動速度と、第２永久磁石１６の変位による移動速度とでは、第２永久磁石１６のほうが大きくなるようにした。
【００５０】
従って、第１永久磁石１５の移動速度が小さいような場合でも、第２永久磁石１６の移動速度を大きくすることができる。その結果、第１永久磁石１５の移動速度が小さいような場合でも、コイル１７ａと第２永久磁石１６との相対的な移動速度を大きくすることができるため、コイル１７ａに十分な起電力を生じさせることが容易となる。
【００５１】
（６）上記実施形態では、第１永久磁石１５と第２永久磁石１６とを作動連結して設けた。
従って、第１永久磁石１５と第２永久磁石１６とを必ず同時に変位させることができる。
【００５２】
（７）上記実施形態では、車両用ＥＣＵは、基本的に、磁気センサ１３から入力する磁気検出信号の有無に基づいてブレーキランプの負荷を制御（点灯）する構成とした。
【００５３】
従って、車両用ＥＣＵは、機械式の接触に基づいてブレーキランプの負荷を制御する場合と比較して、迅速に制御することができる。
（８）上記実施形態では、検出部１７にダイオード１７ｂを設け、コイル１７ａにて生じた誘起起電力に基づく誘導電流を、ダイオード１７ｂにて半波整流する構成とした。そして、検出部１７は、ブレーキペダルの踏み込みが中止され、ブレーキペダルが踏まれた状態から初期状態に戻る場合のように、第２ロッド２３が第２戻り方向に変位する際には、半波整流の作用により変位検出信号を出力しないようにした。また、電源コントローラ１２は、最後に入力した変位検出信号に基づいて、磁気センサ１３に所定時間電力供給した。
【００５４】
従って、ブレーキペダルの踏み込みが中止されて操作検出機構２１が初期状態に戻り、磁気センサ１３が電力供給される必要のない場合において、電源コントローラ１２が電力供給してしまう時間を短縮することができる。その結果、さらに、磁気センサ１３の暗電流による消費電力をなくすことができる。
【００５５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。
尚、第２実施形態を含む以下の各実施形態においては、既に説明した実施形態の構成と同一構成又は相当する構成については、同一番号を付しその重複説明を省略する。
【００５６】
さて、この第２実施形態の磁気センサ装置１１は、操作検出機構２１の第１ロッド２２に設けられた第１永久磁石１５を省略し、第２永久磁石１６を永久磁石３１として設けた点で第１実施形態の磁気センサ装置１１と異なる。また、この第２実施形態では、第１永久磁石１５を省略したのに伴い磁気センサ１３の配置も変更されている。
【００５７】
すなわち、図５に示すように、第２ロッド２３の連結ピン２７と逆側の一端には、永久磁石３１が固着されている。永久磁石３１は、摺動ケース２９の内部に配置され、第２ロッド２３の変位により同摺動ケース２９内を往復摺動可能にされている。また、本実施形態の摺動ケース２９は、その外周面の概ね中央となる一部のみにコイル１７ａが巻設されている。そして、永久磁石３１は、初期状態では、コイル１７ａの内部に位置しないがコイル１７ａの近傍、かつ、その軸心上に位置するように配置されている。従って、初期状態において、第２ロッド２３が変位され、永久磁石３１が変位すれば、コイル１７ａは誘導起電力を発生する。そのため、永久磁石３１は、初期状態において、検出部１７の変位検出領域内に位置する。また、図６に示すように、完全にブレーキペダルが踏まれた状態では、永久磁石３１は、コイル１７ａの内部に位置しないが、コイル１７ａの近傍、かつ、その軸心上に位置する。そのため、永久磁石３１は、この状態でも検出部１７の変位検出領域内に位置している。
【００５８】
磁気センサ１３は、第１実施形態と同様の磁気センサである。本実施形態の磁気センサ１３は、永久磁石３１の近傍に配置され、作動体としての永久磁石３１の磁気を検出する構成となっている。従って、永久磁石３１は、第１実施形態の第１永久磁石１５及び第２永久磁石１６を兼用する。
【００５９】
図５に示すように、磁気センサ１３は、初期状態において、非磁性体の摺動ケース２９を挟んで、永久磁石３１と対向して配置されている。そのため、永久磁石３１は、初期状態にて、磁気センサ１３の磁気検出領域内に位置する。一方で、磁気センサ１３は、コイル１７ａとは対向しないように、摺動ケース２９のコイル１７ａが巻設されていない一端の上方に位置している。そのため、磁気センサ１３は、コイル１７ａに誘導電流が流れても、同誘導電流により発生する磁気を検出してしまうのを防止する構成となっている。また、永久磁石３１は、初期状態から、第２ロッド２３の変位とともに第２操作方向に変位すると、磁気検出領域内から磁気検出領域外に位置する。従って、永久磁石３１は、検出部１７の変位検出領域と磁気センサ１３の磁気検出領域とを通過する移動軌跡を有するように配置されている。
【００６０】
次に、ＩＧがＯＦＦ状態における磁気センサ装置１１の作用について説明する。
さて、ドライバ等により、ブレーキペダルが初期状態から踏み込まれると、可動片１４は第１操作方向に変位する。第１ロッド２２も同様に、弾性部材３０の付勢により可動片１４との接触を維持して操作方向に変位する。すると、第２ロッド２３は、連結リンク２４の正回動に基づいて、第２操作方向に変位する。そのため、永久磁石３１は、摺動ケース２９内を第２操作方向に摺動し、コイル１７ａに起電力が発生する。検出部１７は、その起電力により永久磁石３１の変位を検出する。そして、検出部１７は、前記起電力に基づく誘導電流を変位検出信号として電源コントローラ１２に出力する。すると、電源コントローラ１２は、変位検出信号に基づいて磁気センサ１３に電力供給し、磁気センサ１３の磁気検出機能が有効化される。
【００６１】
一方で、永久磁石３１は、初期状態から第２操作方向に変位すると、磁気センサ１３と対向しない磁気検出領域外に位置する。そのため、磁気センサ１３は、電力供給されるものの、永久磁石３１の磁気を検出せず磁気検出信号を出力しない。その結果、車両用ＥＣＵは、ブレーキランプを点灯する処理を行う。
【００６２】
また、この操作状態で、ブレーキペダルの踏み込みが中止され、操作検出機構２１がその状態で静止する保持状態になると、コイル１７ａに起電力は生じない。その結果、検出部１７は、永久磁石３１の変位を検出せず、電源コントローラ１２に変位検出信号を出力しない。一方、電源コントローラ１２は、タイマ回路５１により最後に入力した変位検出信号から所定時間が計時されるまで、磁気センサ１３への電力供給を維持する。その結果、車両用ＥＣＵは、検出部１７が発電しない状態であっても磁気センサ１３が電力供給される状態であれば、第１永久磁石１５が磁気検出領域外に位置する限りブレーキランプを点灯する処理を行う。
【００６３】
その後、ブレーキペダルの踏み込みが中止されて可動片１４が第１戻り方向に変位すると、可動片１４は第１ロッド２２を弾性部材３０の付勢に抗して押圧し始める。すると、第２ロッド２３は、第２戻り方向に変位する。その結果、永久磁石３１が磁気検出領域外から磁気検出領域内に位置すると、操作検出機構２１は初期状態に戻る。磁気センサ１３は、初期状態では、永久磁石３１の磁気を検出するため、磁気検出信号を出力する。そのため、車両用ＥＣＵはブレーキランプを消灯する処理を行う。なお、電源コントローラ１２は、最後に入力した変位検出信号から所定時間を計時した後に、磁気センサ１３への電力供給を中止する。
【００６４】
従って、本実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）〜（３），（７），（８）に記載の効果に相当する効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
【００６５】
（９）第２実施形態では、検出部１７は、永久磁石３１の変位を検出する構成とした。それとともに、磁気センサ１３を、永久磁石３１の磁気を検出するように配置した。
【００６６】
従って、永久磁石を２つ用いた第１実施形態の場合と比較して、磁気センサ装置１１の製造コストを低減することができる。また、従来の磁気センサ装置と比較しても、永久磁石の数を増やすことなく、暗電流による磁気センサ１３の電力の消費をなくすことができる。
【００６７】
（１０）第２実施形態では、永久磁石３１を有する第２ロッド２３の変位による移動速度が、可動片１４により直接押圧される第１ロッド２２の変位による移動速度よりも大きくなるようにした。
【００６８】
従って、第１ロッド２２の移動速度が小さいような場合でも、第２ロッド２３の移動速度は大きいため、第２ロッド２３に設けられた永久磁石３１のコイル１７ａに対する相対的な移動速度を大きくすることができる。そのため、検出部１７は、第１ロッド２２に永久磁石３１を備えた場合と比較して、変位検出信号として十分な大きさの誘導電流を容易に得ることができる。
【００６９】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図７〜図１１に基づいて説明する。
さて、この第３実施形態の磁気センサ装置１１は、図７に示すように、第１実施形態の検出部１７に相当する検出部３８を圧電素子からなる被押圧部３８ａから構成した点で第１実施形態の磁気センサ装置１１と異なっている。また、本実施形態の車両用ＥＣＵは、磁気検出信号の入力に基づいて、ブレーキランプを点灯する処理を行う点で第１実施形態の場合と異なっている。
【００７０】
本実施形態における操作検出機構３５の具体的構成を図８，９に基づいて説明する。なお、検出部３８を構成する被押圧部３８ａも共に説明する。
図８に示すように、本実施形態の操作検出機構３５は、可動片１４、作動体としての押圧ロッド３６からなる。本実施形態の可動片１４は、図８に示すように、ブレーキペダルが踏まれていない状態で、押圧ロッド３６と離間している。一方、図１０に示すように、可動片１４は、ブレーキペダルが踏まれた場合には、円柱形状をなす押圧ロッド３６をその長さ方向に押圧するように変位する。なお、本実施形態では、ブレーキペダルが踏まれていない状態を初期状態と呼ぶ。
【００７１】
押圧ロッド３６は、例えば図９（ａ）に示すような支持機構４１によりその軸線方向に変位可能となるように支持されている。なお、支持機構４１は、図８，１０，１１においては省略している。図９（ａ）に示すように、支持機構４１は、支持棒４３及び付勢部４４からなる。支持棒４３の一端は、押圧ロッド３６と固着されている。他端は、押圧ロッド３６の上方の壁部４２に形成された摺動室４２ａに位置している。摺動室４２ａは、押圧ロッド３６がその軸線方向に変位可能となるように押圧ロッド３６と平行な長尺状とされている。また、摺動室４２ａの下面は、長さ方向に沿って形成された長孔４２ｂとされ、同長孔４２ｂに支持棒４３が差込まれている。
【００７２】
また、図９（ｂ）に示すように、摺動室４２ａ内に位置する支持棒４３の他端は、摺動室４２ａから外れないようにフランジ状に形成された摺動部４３ａとされている。図９（ａ）に示すように、摺動部４３ａは、長さ方向の両側から付勢部４４に付勢されている。本実施形態の付勢部４４は、コイルスプリングからなり、摺動部４３ａを摺動室４２ａの長さ方向の概ね中央となる初期位置に付勢している。従って、押圧ロッド３６は、付勢部４４による付勢力により、摺動部４３ａが初期位置となる所定の位置に付勢される構成となっている。なお、摺動部４３ａが初期位置に位置する状態では、操作検出機構３５は初期状態となっている。
【００７３】
押圧ロッド３６の可動片１４側の一端は、踏み込みの際に可動片１４と当接する操作片３６ａとされている。他端は、前記被押圧部３８ａと当接する押圧部としての押圧片３６ｂとされている。また、操作片３６ａ及び押圧片３６ｂは、コイルスプリングからなる弾性部３６ｃにより連結されている。操作片３６ａの先端部には、永久磁石３９が固着されている。
【００７４】
被押圧部３８ａは、押圧ロッド３６と同径の円板形状をなし、押圧ロッド３６と対向して設けられている。押圧ロッド３６は、所定の壁部４０に固着支持されている。また、被押圧部３８ａは、押圧ロッド３６の押圧片３６ｂに押圧されることにより起電力を発生して発電する圧電素子からなっている。なお、押圧ロッド３６の弾性部３６ｃは、押圧片３６ｂが被押圧部３８ａを押圧して、被押圧部３８ａに起電力が生ずる程度のバネ係数を有するように設定されている。従って、本実施形態の検出部３８は、被押圧部３８ａから構成されている。そして、被押圧部３８ａ（検出部３８）は、電源コントローラ１２と電気的に接続され、押圧ロッド３６に押圧された際に発生する起電力に基づく電流を変位検出信号として出力する構成となっている。本実施形態の被押圧部３８ａは、初期状態において、押圧ロッド３６と離間して配置されている。従って、押圧ロッド３６は、初期状態において、検出部３８の変位検出領域外に位置している。
【００７５】
また、押圧ロッド３６の下方には、磁気センサ１３が配置されている。本実施形態の磁気センサ１３は、初期状態において、永久磁石３９と対向せず、磁気検出領域外に位置する構成となっている。一方で、永久磁石３９は、ブレーキペダルの踏み込みに基づく押圧ロッド３６の変位に伴って、磁気センサ１３の磁気検出領域内に変位可能とされている。従って、本実施形態の磁気センサ１３は、押圧ロッド３６の変位に関連して変化する磁気を検出し得る構成とされている。そして、磁気センサ１３は、電力供給された状態で、操作検出機構２１が初期状態になく、永久磁石３９が磁気検出領域内に位置する場合に、磁気を検出して磁気検出信号を出力する。
【００７６】
次に、磁気センサ装置１１の作用について説明する。
さて、初期状態において、ドライバ等によりブレーキペダルが踏まれると、可動片１４は押圧ロッド３６と接触して押圧するように変位する。以下、ブレーキペダルが踏まれた際に可動片１４が変位する方向を操作方向と呼ぶ。その結果、可動片１４が押圧ロッド３６を押圧すると、押圧ロッド３６は支持機構４１の付勢に抗して操作方向に変位する。一方で、検出部３８は、被押圧部３８ａが押圧ロッド３６に押圧されない間は、起電力を発生しない。そのため、磁気センサ１３は、初期状態から、被押圧部３８ａが押圧ロッド３６に押圧されない間は、電力供給されない。
【００７７】
その後、さらにブレーキペダルが踏まれ、図１０に示すように、押圧片３６ｂが被押圧部３８ａと当接する状態（以下、当接状態という。）となると、押圧ロッド３６は被押圧部３８ａを押圧し、被押圧部３８ａは起電力を発生して発電する。すると、検出部３８は、押圧ロッド３６の変位を検出して変位検出信号を電源コントローラ１２に出力する。その結果、磁気センサ１３は電力供給され、磁気検出機能を有効化される。また、この当接状態では、永久磁石３９は、押圧ロッド３６の変位により、磁気センサ１３と対向して磁気検出領域内に位置する。従って、本実施形態では、押圧ロッド３６と被押圧部３８ａとが接触する箇所が変位検出領域であり、磁気検出領域である。従って、この当接状態では、磁気センサ１３は、電力供給されるとともに永久磁石３９の磁気を検出して、車両用ＥＣＵに磁気検出信号を出力する。すると、車両用ＥＣＵは、磁気検出信号の入力に基づいてブレーキランプを点灯する。また、この当接状態で操作検出機構３５が静止すると、電源コントローラ１２は、最後に変位検出信号を入力したときから、所定時間を計時するまで、磁気センサ１３への電力供給を維持する。
【００７８】
次に、図１１に示すように、ブレーキペダルが当接状態からさらに踏まれると、操作片３６ａは、可動片１４の押圧力により、弾性部３６ｃを蓄力して押圧片３６ｂに近接するように変位する。すると、操作片３６ａに固着された永久磁石３９は、操作片３６ａの変位により操作方向に変位するが、磁気センサ１３との対向を維持し、磁気検出領域内に位置し続ける。その結果、磁気センサ１３は、電源コントローラ１２から電力供給される間、当接状態から磁気検出信号を出力し続ける。そのため、ブレーキランプの点灯は維持される。
【００７９】
その後、ドライバ等により、ブレーキペダルの踏み込みが中止されると、可動片１４は操作方向と逆の方向（以下、戻り方向という。）に変位する。すると、押圧ロッド３６の操作片３６ａは、弾性部３６ｃの弾性力により、可動片１４との当接を維持して戻り方向に変位する。また、このとき、押圧ロッド３６の押圧片３６ｂと被押圧部３８ａとの当接も維持されている。そして、図１０のように、弾性部３６ｃの蓄力がなくなるまで、操作検出機構３５は当接状態となる。
【００８０】
そして、この当接状態から、可動片１４が戻り方向にさらに変位すると、押圧ロッド３６は被押圧部３８ａから離間する。また、永久磁石３９は、磁気検出領域外に位置する。そのため、磁気センサ１３は、電力供給の有無にかかわらず、磁気を検出せず、磁気検出信号を出力しない。そのため、車両用ＥＣＵはブレーキランプを消灯する。なお、電源コントローラ１２は、最後に入力した変位検出信号から所定時間を計時した後に、磁気センサ１３への電力供給を中止する。
【００８１】
従って、本実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）〜（３），（７）に記載の効果に相当する効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
【００８２】
（１１）第３実施形態では、圧電素子からなる被押圧部３８ａを検出部３８に設け、同検出部３８の変位検出信号に基づいて、磁気センサ１３に供給する電力を制御する構成とした。
【００８３】
従って、検出部３８は、コイル１７ａを含む第１，２実施形態の検出部１７のように、一定の速さを伴う変位によってのみ検出可能であるというようなことがなく、作動体としての押圧ロッド３６が所定量変位すれば、電源コントローラ１２に対して確実に変位検出信号を出力することができる。
【００８４】
なお、上記各実施形態は以下のような別例に変更して具体化してもよい。
○上記各実施形態では、電源コントローラ１２は、磁気センサ１３に対して電力供給する際には常時電力を供給したが、間欠的に電力供給してもよい。
【００８５】
○第１，２実施形態では、第１永久磁石１５、永久磁石３１を、磁気センサ１３が電力供給されたときのみ、磁気センサ１３の磁気検出領域外に変位するようにした。これに代えて、第１永久磁石１５、永久磁石３１が磁気センサ１３の磁気検出領域外に変位した後に、磁気センサ１３に電力供給してもよい。また、第３実施形態では、永久磁石３９を、磁気センサ１３が電力供給されたときのみ、磁気センサ１３の磁気検出領域内に変位するようにしたが、永久磁石３９が磁気センサ１３の磁気検出領域内に変位した後に、磁気センサ１３に電力供給してもよい。
【００８６】
○第１実施形態では、第１永久磁石１５と第２永久磁石１６とを作動連結して設けたが、第１永久磁石１５及び第２永久磁石１６が同時又は連続的に変位するのであれば、作動連結して設けなくてもよい。
【００８７】
○第１実施形態では、第２永久磁石１６の変位による移動速度を、第１永久磁石１５の変位による移動速度よりも大きくしたが、大きくしなくてもよい。また、第１永久磁石１５の変位による移動速度を、第２永久磁石１６の変位による移動速度よりも大きくしてもよい。
【００８８】
○第１，２実施形態では、検出部１７にダイオード１７ｂを設けたが、設けなくてもよい。この場合には、ブレーキペダルの踏み込みが中止され、第２ロッド２３が第２戻り方向に変位する場合にもコイル１７ａに誘起電力が生じる。また、ダイオード１７ｂを省略した分、ダイオード１７ｂによる電圧降下をなくすことができる。
【００８９】
○上記各実施形態では、電源コントローラ１２は、磁気センサ１３への電力供給を、タイマ回路５１により所定時間保持する制御を行ったが、電源コントローラ１２による磁気センサ１３への電力供給の制御は特に限定しない。
【００９０】
○上記各実施形態では、磁性体として永久磁石を用いた。この永久磁石としての材質は例えば鉄やニッケル等の強磁性体を挙げることができる。
○上記各実施形態では、磁気センサ装置１１を、自動車に設けられたブレーキペダルの位置検出に用いたが、それ以外の用途に用いてもよい。
【００９１】
○上記各実施形態では、磁気センサ装置１１をＭＲＥを備える磁気センサとしたが、例えばＭＲ等の他の素子を備える磁気センサとしてもよい。
○上記各実施形態では、磁気センサ１３に所定の信号処理回路を含めたが、同信号処理回路は、磁気センサ１３又は磁気センサ装置１１と別に設けてもよい。
【００９２】
次に、上記実施形態及び各別例から把握できる技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
（１）前記作動体は、永久磁石であることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の磁気センサ装置。
【００９３】
従って、この（１）に記載の発明によれば、暗電流による磁気センサの消費電力をなくすことができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、磁気センサの暗電流による消費電力をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気センサ装置の第１実施形態を示す概念図。
【図２】初期状態の操作検出機構の説明図。
【図３】電源コントローラの構成の一例を説明する回路図。
【図４】ブレーキペダルが完全に踏まれた状態の操作検出機構の説明図。
【図５】第２実施形態での初期状態の操作検出機構の説明図。
【図６】第２実施形態でのブレーキペダルが完全に踏まれた状態の操作検出機構の説明図。
【図７】本発明の磁気センサ装置の第３実施形態を示す概念図。
【図８】第３実施形態での初期状態の操作検出機構の説明図。
【図９】（ａ）は、第３実施形態の操作検出機構の支持機構の説明図。
（ｂ）は、図１０（ａ）の支持機構の摺動部の断面図。
【図１０】第３実施形態での当接状態での操作検出機構の説明図。
【図１１】第３実施形態でのブレーキペダルが完全に踏まれた状態での操作検出機構の説明図。
【符号の説明】
１１…磁気センサ装置、１２…電力供給許容部としての電源コントローラ、１３…磁気センサ、１５…第１磁性部材としての第１永久磁石、１６…作動体又は第２磁性部材としての第２永久磁石、１７，３８…発電手段としの検出部、１７ａ…コイル、３１…作動体としての永久磁石、３６…作動体としての押圧ロッド、３８ａ…圧電素子としての被押圧部、Ｂ…電源としての車載バッテリ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic sensor device.
[0002]
[Prior art]
In general, a magnetic sensor includes, for example, an MRE (magnetoresistive element) as a magnetic detection element, and is configured to be capable of magnetic detection by being supplied with power from a predetermined power source. For example, a magnetic sensor provided near a brake pedal of an automobile or the like can detect whether or not the brake pedal is depressed by a driver or the like. And when depression of a brake pedal is detected, the brake lamp provided in the vehicle rear part is lighted. However, from the viewpoint of safety, the brake lamp needs to be lit when the brake pedal is depressed even when the on-vehicle alternator is not driven, such as when the engine is stopped. Therefore, such a magnetic sensor needs to be always supplied with electric power from the in-vehicle battery even though the in-vehicle battery having a limited charging capacity is used as a power source. Therefore, conventionally, power consumption of a magnetic sensor due to dark current has been reduced by a magnetic sensor device that intermittently supplies power to the magnetic sensor (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-356530 A (paragraph numbers “0014” to “0027”, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the magnetic sensor device does not solve the essential problem of continuously consuming constant power even if the power consumption due to dark current of the magnetic sensor is reduced. Therefore, considering that in recent years automobiles tend to electronically control everything, when the automobile is not used for a long period of time and the in-vehicle alternator does not drive, the in-vehicle battery will rise due to power consumption due to dark current. There was a problem that could occur. In addition, the magnetic sensor used for lighting the brake lamp should not be delayed from the depression of the pedal to the detection from the viewpoint of safety, and may not be suitable for intermittent power supply. there were.
[0005]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetic sensor device that can eliminate power consumption due to dark current of the magnetic sensor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to a power source, a power generation means for generating electric power by detecting displacement of an operating body, and a power supply from the power generation means. A power supply permission unit that allows the output of power from the power supply unit, and a magnetic detection function that is activated by the supply of power from the power supply permission unit to detect the magnetism that changes in relation to the displacement of the operating body. The gist is that it includes a magnetic sensor.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the magnetic sensor device according to the first aspect, the operating body is formed of a magnetic body, and the power generation unit generates an electromotive force based on the displacement of the operating body. The gist is that a coil is provided.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, in the magnetic sensor device according to the second aspect, the operating body has a movement locus that passes through a displacement detection region of the power generation means and a magnetic detection region of the magnetic sensor. The gist is that it is arranged.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, in the magnetic sensor device according to the second aspect, when a member that generates magnetism detected by the magnetic sensor is a first magnetic member, and the operating body is a second magnetic member, The gist of the present invention is that the second magnetic member is operatively connected to the first magnetic member such that the moving speed due to the displacement is greater than the moving speed due to the displacement of the first magnetic member.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, in the magnetic sensor device according to the first aspect, the power generation means is a piezoelectric element that generates an electromotive force when pressed by a pressing portion that is displaced in association with the displacement of the operating body. The gist is that the device is provided.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a magnetic sensor device used for position detection of a brake pedal provided in an automobile will be described with reference to FIGS.
[0012]
As shown in FIG. 1, the magnetic sensor device 11 includes a power supply controller 12 as a power supply permission unit, a magnetic sensor 13, and a detection unit 17 as a power generation unit. Further, in the vicinity of the magnetic sensor device 11, a first permanent magnet 15 as a first magnetic member and a second permanent magnet 16 as a second magnetic member (operating body) disposed so as to be displaceable (both refer to FIG. 2). ) Is arranged.
[0013]
The power controller 12 is directly connected to the in-vehicle battery B as a power source and can control power supply to the magnetic sensor 13. Further, the power supply controller 12 can recognize the on / off of an ignition switch (hereinafter referred to as IG), and always supplies power to the magnetic sensor 13 when the IG is in an on state. The power controller 12 is connected to a detection unit 17 that can detect the displacement of the second permanent magnet 16. When detecting the displacement of the second permanent magnet 16, the detection unit 17 outputs a displacement detection signal to the power supply controller 12. The power supply controller 12 is configured to supply power to the magnetic sensor 13 even when the IG is in an OFF state when a displacement detection signal is input from the detection unit 17. As the magnetic sensor 13, a known magnetic sensor such as MRE (magnetoresistive element) or GMR (giant magnetoresistive element) is used.
[0014]
Here, an example of the configuration of the power supply controller 12 will be described. As shown in FIG. 3, the power supply controller 12 includes a timer circuit 51 and transistors Tr1, Tr2, Tr3, Tr4 that can measure a predetermined time set in advance.
[0015]
The fourth transistor Tr4 is a PNP type, and is connected to the in-vehicle battery B at the emitter E and connected to the magnetic sensor 13 at the collector C. The base B is connected to the IG. For this reason, the fourth transistor Tr4 is turned on when the IG is turned on to supply power to the magnetic sensor 13. That is, the power supply controller 12 always supplies power to the magnetic sensor 13 while maintaining the ON state of the fourth transistor Tr4 while the IG is ON. On the other hand, the power supply controller 12 maintains the OFF state of the fourth transistor Tr4 and does not supply power to the magnetic sensor 13 while the IG is OFF.
[0016]
The timer circuit 51 includes a power supply terminal, a control terminal, and an output terminal. The power supply terminal is connected to the in-vehicle battery B so that the timer circuit 51 is always supplied with power. Therefore, the timer circuit 51 is configured to start measuring time based on the potential applied to the control terminal and to output the potential at the output terminal until the predetermined time is measured.
[0017]
The control terminal is connected to the collector C of the PNP-type second transistor Tr2. The second transistor Tr2 is connected to the in-vehicle battery B at the emitter E. The base B is connected to the collector C of the NPN-type third transistor Tr3. The third transistor Tr3 is grounded by the emitter E. Therefore, the second transistor Tr2 is turned on when the third transistor Tr3 is turned on and applies a potential to the control terminal of the timer circuit 51. The base B of the third transistor Tr3 is connected to the detection unit 17. Therefore, the third transistor Tr3 is turned on based on the input of the displacement detection signal from the detection unit 17.
[0018]
The output terminal is connected to the base B of the PNP-type first transistor Tr1. The first transistor Tr <b> 1 is connected to the in-vehicle battery B at the emitter E and connected to the magnetic sensor 13 at the collector C. Therefore, the transistor Tr <b> 1 is turned on based on the potential output to the output terminal of the timer circuit 51 and supplies power to the magnetic sensor 13. That is, the power supply controller 12 is configured to supply power to the magnetic sensor 13 while the timer circuit 51 measures a predetermined time based on the detection unit 17 detecting the displacement of the second permanent magnet 16 and generating power. ing. Therefore, the power supply controller 12 supplies power to the magnetic sensor 13 even when the IG is in an off state when the detection unit 17 detects the power supply controller 12. When the timer circuit 51 of the power supply controller 12 in this embodiment inputs a new displacement detection signal after inputting the displacement detection signal, the timer circuit 51 resets the time counted so far, and the new displacement Based on the input of the detection signal, a predetermined time is started again from the beginning.
[0019]
The magnetic sensor 13 is configured such that the magnetic detection function is validated when power is supplied from the power controller 12. Moreover, the magnetic sensor 13 of this embodiment is a well-known magnetic sensor provided with MRE (magnetoresistive element). Therefore, the magnetic sensor 13 detects magnetism based on the fact that a magnetic field orthogonal to the current flowing through the MRE is applied and the resistance is minimized in a state where power is supplied. Therefore, the magnetic sensor 13 detects magnetism when the magnetic field is orthogonal to the current flowing through the MRE. The magnetic sensor 13 is a concept including a predetermined signal processing circuit, and outputs a magnetic detection signal to a vehicle ECU (not shown) when magnetism is detected.
[0020]
Here, the vehicle ECU used in the present embodiment will be briefly described.
The vehicle ECU basically performs a process of turning on the brake lamp based on whether or not a magnetic detection signal is input. In this embodiment, the process of turning on the brake lamp when no magnetic detection signal is input. I do. However, the vehicle ECU is configured to detect whether or not power is supplied from the power supply controller 12 to the magnetic sensor 13 and does not perform the process of turning on the brake lamp when the magnetic sensor 13 is not supplied with power. That is, even when the magnetic detection signal is not input, the vehicle ECU does not perform the process of turning on the brake lamp when the magnetic sensor 13 is not supplied with power.
[0021]
Next, an example of a specific configuration of the operation detection mechanism 21 that can detect the position of a brake pedal (not shown) will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the operation detection mechanism 21 includes a movable piece 14, a first rod 22, a second rod 23, and a connection link 24 that connects the first rod 22 and the second rod 23. Each of the rods 22 and 23 and the connecting link 24 of the present embodiment has a long flat plate shape.
[0022]
The movable piece 14 has a substantially rectangular parallelepiped shape and is configured to be interlocked with a brake pedal that is directly depressed by a driver or the like. As shown in FIG. 2, the movable piece 14 is a state in which the first rod 22 is pressed in the length direction (leftward in FIG. 2) in a state where the brake pedal is not depressed (hereinafter referred to as an initial state). Hold on. On the other hand, as shown in FIG. 4, the movable piece 14 is displaced to the right in FIG. 2 and separated from the first rod 22 in a state where the brake pedal is fully depressed. Hereinafter, a state in which the brake pedal is held at an arbitrary position and the operation detection mechanism 21 is stationary is referred to as a holding state. A state in which the brake pedal is operated and the operation detection mechanism 21 moves is called an operation state.
[0023]
The first rod 22 is supported by the support member 18 at a predetermined position so as to be slidable along the length direction of the first rod 22. One end on the distal end side of the first rod 22 is a pressed portion 22 a that is pressed by the movable piece 14. Further, one end on the base end side of the first rod 22 is fixed to one end of an elastic member 30 formed of a coil spring, and is a biased portion 22b that is biased toward the movable piece 14 side. Therefore, the first rod 22 can be reciprocated in the length direction by pressing by the movable piece 14 or urging by the elastic member 30. The other end of the elastic member 30 is fixedly supported by the vehicle body.
[0024]
A first permanent magnet 15 is fixed substantially at the center of the first rod 22. Below the first permanent magnet 15, a magnetic sensor 13 that faces in the initial state shown in FIG. 2 is arranged on the vehicle body. Therefore, the magnetic sensor 13 of the present embodiment detects the magnetism of the first permanent magnet 15 and outputs a magnetic detection signal when power is supplied in the initial state. That is, the first permanent magnet 15 in the initial state is located in the magnetic detection region of the magnetic sensor 13.
[0025]
On the other hand, the first permanent magnet 15 is configured to be displaced along with the displacement of the first rod 22, and when the brake pedal is stepped from the initial state, the first permanent magnet 15 is outside the magnetic detection region that does not face the magnetic sensor 13 due to the displacement of the first rod 22. It is displaced to. Therefore, if the magnetic sensor 13 of the present embodiment is not in the initial state, it does not detect the magnetism of the first permanent magnet 15 even if power is supplied, and does not output a magnetic detection signal. That is, the first permanent magnet 15 when not in the initial state is located outside the magnetic detection region of the magnetic sensor 13.
[0026]
The first rod 22 is connected to one end of the connection link 24 by a connection pin 25 at a portion between the biased portion 22 b and the first permanent magnet 15. The connection pin 25 is slidably penetrated in the longitudinal direction at one end of the connection link 24 with respect to a first sliding hole 26 formed to extend in the longitudinal direction.
[0027]
The connecting link 24 is supported by the rotating shaft 28 so as to be rotatable with respect to the vehicle body at a portion that is closer to the connecting pin 25 side from the longitudinal center of the connecting link 24. Therefore, when the connecting link 24 rotates, the first rod 22 moves in the length direction when the connecting pin 25 slides on the first sliding hole 26. Therefore, the first sliding hole 26 makes the movement of the connecting pin 25 that moves together with the first rod 22 smooth when the connecting link 24 rotates.
[0028]
A second sliding hole 32 extending in the longitudinal direction is formed at the other end of the connecting link 24 opposite to the first sliding hole 26. The connection link 24 is connected to the second rod 23 by a connection pin 27 that is slidably penetrated in the length direction of the second slide hole 32. Therefore, when the connecting link 24 rotates, the second rod 23 moves in the length direction when the connecting pin 27 slides in the second sliding hole 32. Therefore, the second sliding hole 32 makes the movement of the connecting pin 27 that moves together with the second rod 23 smooth when the connecting link 24 rotates. That is, the rods 22 and 23 and the connecting link 24 are operatively connected to each other, and when any one member is displaced or rotated, the other members are also displaced or rotated.
[0029]
The second rod 23 is arranged in parallel with the first rod 22, and moves in the direction opposite to the moving direction of the first rod 22 when the first rod 22 is moved by the rotation of the connecting link 24. Has been. In addition, the second rod 23 is always operatively connected to the first rod 22 by a connection link 24 that rotates about a rotation shaft 28 provided near the connection pin 25 side of the first rod 22. The first rod 22 moves at a moving speed larger than the moving speed.
[0030]
The second rod 23 is provided with a second permanent magnet 16 fixed to one end opposite to the connecting pin 27. As shown in FIG. 2, the 2nd permanent magnet 16 is inserted and arrange | positioned at the cylindrical sliding case 29 in the initial state. The second permanent magnet 16 slides in the length direction toward the inside of the sliding case 29 based on the rotation of the connecting link 24 from this initial state.
[0031]
The sliding case 29 is made of an insulating nonmagnetic material. A coil 17 a as a component of the detection unit 17 is wound around the entire outer peripheral surface of the sliding case 29. Therefore, in the initial state, the second permanent magnet 16 is disposed inside the coil 17a via the sliding case 29, and when the second rod 23 slides in the sliding case 29, the axis of the coil 17a is arranged. It is configured to be displaced along the heart.
[0032]
Further, as shown in FIG. 1, the coil 17a is connected to the power supply controller 12 via a diode 17b. When an electromotive force is generated in the coil 17a due to the displacement of the second permanent magnet 16, the induced current based on the electromotive force is half-wave rectified by the diode 17b and then output to the power supply controller 12. That is, the detection unit 17 according to the present embodiment includes a coil 17a and a diode 17b. The detection unit 17 is configured to output the induced current to the power supply controller 12 as a displacement detection signal (hereinafter referred to as a displacement detection signal) in the second permanent magnet 16.
[0033]
The detection unit 17 detects only the displacement in one direction among the displacements caused by the reciprocating motion of the second permanent magnet 16 in order to rectify the induced current by the diode 17b. In the present embodiment, the detection unit 17 detects only the direction in which the second permanent magnet 16 is displaced when the brake pedal is depressed by a driver or the like. In the present embodiment, the second permanent magnet 16 is configured to be always located inside the coil 17a until the operation detection mechanism 21 is in a state where the brake pedal is fully depressed from the initial state. Therefore, the detection unit 17 obtains an electromotive force in the coil 17a regardless of the position where the second permanent magnet 16 is displaced.
[0034]
Next, the operation of the magnetic sensor device 11 when the IG is OFF will be described.
First, in the initial state shown in FIG. 2, the power supply controller 12 does not supply power to the magnetic sensor 13. In this initial state, since the magnetic sensor 13 is not supplied with power, it does not output a magnetic detection signal, but the vehicle ECU does not perform a process of turning on the brake lamp by detecting that the magnetic sensor 13 is not supplied with power. . The presence or absence of power supply from the power supply controller 12 to the magnetic sensor 13 is always detected by the vehicle ECU. When the driver wants to brake the vehicle, the driver depresses the brake pedal from this initial state.
[0035]
Then, the movable piece 14 is displaced so as to be separated from the first rod 22, and the operation detection mechanism 21 moves from the initial state and enters the operation state. Hereinafter, the direction (right direction in FIGS. 2 and 3) in which the first rod 22 (movable piece 14) moves when the brake pedal is depressed by the driver is referred to as a first operation direction. On the other hand, the direction in which the driver depresses the brake pedal and the first rod 22 (movable piece 14) moves to the initial state (the left direction in FIGS. 2 and 3) is referred to as a first return direction.
[0036]
When the movable piece 14 is displaced in the first operation direction, the first rod 22 is displaced in the first operation direction while maintaining contact with the movable piece 14 by the biasing force of the elastic member 30. As a result, the connecting link 24 rotates about the rotation shaft 28. Hereinafter, the rotation of the connecting link 24 at this time is referred to as normal rotation. When the connecting link 24 rotates forward, the first rod 22 that is displaced in the first operation direction and the second rod 23 that is disposed across the rotation shaft 28 are in the second operation direction opposite to the first operation direction. It is displaced in the left direction in FIGS. In addition, as shown in FIG. 4, the operation detection mechanism 21 can move until the brake pedal is fully depressed.
[0037]
Then, the second permanent magnet 16 fixed to the second rod 23 slides in the sliding case 29 in the second operation direction. Therefore, the second permanent magnet 16 is displaced relative to the coil 17a wound around the sliding case 29, and generates an electromotive force in the coil 17a. As a result, the detection unit 17 detects the displacement of the second permanent magnet 16 by generating electric power from the electromotive force generated in the coil 17a. And the detection part 17 outputs the induced current based on the said electromotive force to the power supply controller 12 as a displacement detection signal via the diode 17b. Then, the power supply controller 12 supplies power to the magnetic sensor 13 based on the displacement detection signal, and validates the magnetic detection function of the magnetic sensor 13. Further, the power supply controller 12 starts measuring a predetermined time by the timer circuit 51 simultaneously with the input of the displacement detection signal.
[0038]
The first permanent magnet 15 is displaced in the operation direction along with the displacement of the first rod 22 so as not to face the magnetic sensor 13 and is located outside the magnetic detection region. Then, although the magnetic sensor 13 is supplied with power from the power controller 12, it does not detect the magnetism of the first permanent magnet 15 and therefore does not output a magnetic detection signal. Therefore, the vehicle ECU performs a process of lighting the brake lamp.
[0039]
Thereafter, when the depression of the brake pedal is stopped and the operation detection mechanism 21 enters the holding state after the movement from the initial state, the detection unit 17 does not generate power and does not output a displacement detection signal. However, the power supply controller 12 continues to supply power until the timer circuit 51 counts a predetermined time without inputting a displacement detection signal. For this reason, the magnetic sensor 13 is supplied with power for a predetermined time even when the detection unit 17 changes from an operation state where the detection unit 17 generates power to a holding state where the detection unit 17 does not generate power. As a result, the vehicle ECU turns on the brake lamp as long as the first permanent magnet 15 is located outside the magnetic detection region as long as the magnetic sensor 13 is in a state where power is supplied even when the detection unit 17 is not generating power. Perform the process.
[0040]
Further, when the depression of the brake pedal is stopped and the movable piece 14 is displaced in the first return direction, the movable piece 14 again presses the first rod 22 against the bias of the elastic member 30. Begin to. Therefore, the first rod 22 is similarly displaced in the first return direction. Then, the second rod 23 is displaced in the second return direction (right in FIGS. 2 and 3) opposite to the first return direction. As a result, the detection unit 17 generates an electromotive force in the coil 17a. However, since the induced current based on the electromotive force is half-wave rectified by the diode 17b, a displacement detection signal is not output.
[0041]
Then, based on the displacement of the first rod 22, when the first permanent magnet 15 is located in the magnetic detection region from outside the magnetic detection region and returns to the initial state, the magnetic sensor 13 causes the first permanent magnet 15 to magnetize. It detects and outputs a magnetic detection signal. Then, the vehicle ECU performs a process of turning off the brake lamp. In addition, the power supply controller 12 stops supplying power to the magnetic sensor 13 after supplying power to the magnetic sensor 13 until the timer circuit 51 passes a predetermined time.
[0042]
Therefore, according to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the above embodiment, when the IG is in the OFF state, the power supply controller 12 determines that the detection unit 17 that does not require a power supply detects the displacement of the second permanent magnet 16 (the brake pedal has been stepped on) Based on the above, power was supplied to the magnetic sensor 13.
[0043]
Therefore, when the IG is in the OFF state, the electric power generated by the dark current of the magnetic sensor 13 is from the initial state where no power is supplied to the magnetic sensor 13 and the brake pedal is not depressed until the brake pedal is depressed. Consumption can be eliminated.
[0044]
(2) Furthermore, in the said embodiment, it was set as the structure containing the coil 17a which an induced electromotive force produces in the said detection part 17 based on the displacement of the 2nd permanent magnet 16. FIG.
Therefore, although the magnetic sensor 13 is in the operation state in which the first permanent magnet 15 is displaced in the first operation direction, power is not supplied from the power supply controller 12 and the magnetic detection function is not activated. Can be prevented.
[0045]
(3) Furthermore, in the above embodiment, the power supply controller 12 includes the timer circuit 51. The power supply controller 12 maintains the power supply to the magnetic sensor 13 regardless of whether or not the displacement detection signal is input until the timer circuit 51 counts a predetermined time after the displacement detection signal is input. did.
[0046]
Therefore, even when the IG is in the OFF state and the operation detection mechanism 21 is in the holding state, the power supply controller 12 can supply power to the magnetic sensor 13 until the timer circuit 51 counts the predetermined time. .
[0047]
(4) In the above embodiment, the magnetic sensor 13 detects the magnetism of the first permanent magnet 15 operatively connected to the second permanent magnet 16, thereby changing the magnetism that changes in relation to the displacement of the second permanent magnet 16. Was detected.
[0048]
Therefore, since the magnetic sensor 13 and the detection unit 17 are arranged corresponding to separate permanent magnets, the design of the arrangement of the magnetic sensor 13 becomes easy in the design of the magnetic sensor device 11.
[0049]
(5) In the above embodiment, the second permanent magnet 16 is larger in the moving speed due to the displacement of the first permanent magnet 15 based on the depression of the brake pedal and the moving speed due to the displacement of the second permanent magnet 16. did.
[0050]
Therefore, even when the moving speed of the first permanent magnet 15 is low, the moving speed of the second permanent magnet 16 can be increased. As a result, even when the moving speed of the first permanent magnet 15 is low, the relative moving speed of the coil 17a and the second permanent magnet 16 can be increased, so that a sufficient electromotive force is generated in the coil 17a. It becomes easy to make.
[0051]
(6) In the above embodiment, the first permanent magnet 15 and the second permanent magnet 16 are operatively connected.
Therefore, the first permanent magnet 15 and the second permanent magnet 16 can always be displaced simultaneously.
[0052]
(7) In the above embodiment, the vehicular ECU is basically configured to control (light on) the load of the brake lamp based on the presence or absence of the magnetic detection signal input from the magnetic sensor 13.
[0053]
Therefore, the vehicle ECU can control the brake lamp load more quickly than the case where the brake lamp load is controlled based on the mechanical contact.
(8) In the above embodiment, the detection unit 17 is provided with the diode 17b, and the induced current based on the induced electromotive force generated in the coil 17a is half-wave rectified by the diode 17b. When the second rod 23 is displaced in the second return direction as in the case where the depression of the brake pedal is stopped and the brake pedal is depressed to return to the initial state, the detection unit 17 is half-wave. The displacement detection signal is not output due to rectification. Further, the power supply controller 12 supplies power to the magnetic sensor 13 for a predetermined time based on the last input displacement detection signal.
[0054]
Therefore, when the depression of the brake pedal is stopped and the operation detection mechanism 21 returns to the initial state and the magnetic sensor 13 does not need to be supplied with power, the time for the power supply controller 12 to supply power can be shortened. . As a result, the power consumption due to the dark current of the magnetic sensor 13 can be further eliminated.
[0055]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In each of the following embodiments including the second embodiment, the same or corresponding components as those of the embodiment described above are denoted by the same reference numerals and redundant description thereof is omitted.
[0056]
In the magnetic sensor device 11 of the second embodiment, the first permanent magnet 15 provided on the first rod 22 of the operation detection mechanism 21 is omitted, and the second permanent magnet 16 is provided as the permanent magnet 31. Different from the magnetic sensor device 11 of the first embodiment. In the second embodiment, the arrangement of the magnetic sensor 13 is changed as the first permanent magnet 15 is omitted.
[0057]
That is, as shown in FIG. 5, the permanent magnet 31 is fixed to one end of the second rod 23 opposite to the connecting pin 27. The permanent magnet 31 is disposed inside the sliding case 29, and can be reciprocated in the sliding case 29 by the displacement of the second rod 23. Further, the sliding case 29 of the present embodiment has the coil 17a wound around only a part of the outer peripheral surface which is substantially at the center. In the initial state, the permanent magnet 31 is not located inside the coil 17a, but is arranged so as to be located near the coil 17a and on the axis thereof. Therefore, in the initial state, when the second rod 23 is displaced and the permanent magnet 31 is displaced, the coil 17a generates an induced electromotive force. Therefore, the permanent magnet 31 is located in the displacement detection region of the detection unit 17 in the initial state. As shown in FIG. 6, when the brake pedal is fully depressed, the permanent magnet 31 is not located inside the coil 17a, but is located in the vicinity of the coil 17a and on its axis. Therefore, the permanent magnet 31 is located in the displacement detection region of the detection unit 17 even in this state.
[0058]
The magnetic sensor 13 is the same magnetic sensor as in the first embodiment. The magnetic sensor 13 of the present embodiment is arranged in the vicinity of the permanent magnet 31 and is configured to detect the magnetism of the permanent magnet 31 as an operating body. Accordingly, the permanent magnet 31 also serves as the first permanent magnet 15 and the second permanent magnet 16 of the first embodiment.
[0059]
As shown in FIG. 5, the magnetic sensor 13 is disposed to face the permanent magnet 31 with a nonmagnetic sliding case 29 interposed therebetween in an initial state. Therefore, the permanent magnet 31 is located in the magnetic detection region of the magnetic sensor 13 in the initial state. On the other hand, the magnetic sensor 13 is positioned above one end of the sliding case 29 where the coil 17a is not wound so as not to face the coil 17a. Therefore, the magnetic sensor 13 is configured to prevent detection of magnetism generated by the induced current even when an induced current flows through the coil 17a. Further, when the permanent magnet 31 is displaced in the second operation direction together with the displacement of the second rod 23 from the initial state, the permanent magnet 31 is located outside the magnetic detection region from within the magnetic detection region. Therefore, the permanent magnet 31 is disposed so as to have a movement locus that passes through the displacement detection region of the detection unit 17 and the magnetic detection region of the magnetic sensor 13.
[0060]
Next, the operation of the magnetic sensor device 11 when the IG is OFF will be described.
When the brake pedal is depressed from the initial state by a driver or the like, the movable piece 14 is displaced in the first operation direction. Similarly, the first rod 22 is displaced in the operation direction while maintaining contact with the movable piece 14 by the urging of the elastic member 30. Then, the second rod 23 is displaced in the second operation direction based on the normal rotation of the connecting link 24. Therefore, the permanent magnet 31 slides in the second operation direction in the sliding case 29, and an electromotive force is generated in the coil 17a. The detection unit 17 detects the displacement of the permanent magnet 31 based on the electromotive force. And the detection part 17 outputs the induced current based on the said electromotive force to the power supply controller 12 as a displacement detection signal. Then, the power supply controller 12 supplies power to the magnetic sensor 13 based on the displacement detection signal, and the magnetic detection function of the magnetic sensor 13 is validated.
[0061]
On the other hand, when the permanent magnet 31 is displaced in the second operation direction from the initial state, the permanent magnet 31 is located outside the magnetic detection region that does not face the magnetic sensor 13. Therefore, although the magnetic sensor 13 is supplied with power, it does not detect the magnetism of the permanent magnet 31 and does not output a magnetic detection signal. As a result, the vehicle ECU performs a process of lighting the brake lamp.
[0062]
Further, in this operation state, when the depression of the brake pedal is stopped and the operation detection mechanism 21 enters a holding state where the operation detection mechanism 21 is stopped in that state, no electromotive force is generated in the coil 17a. As a result, the detection unit 17 does not detect the displacement of the permanent magnet 31 and does not output a displacement detection signal to the power supply controller 12. On the other hand, the power supply controller 12 maintains power supply to the magnetic sensor 13 until a predetermined time is counted from the displacement detection signal last input by the timer circuit 51. As a result, the vehicle ECU turns on the brake lamp as long as the first permanent magnet 15 is located outside the magnetic detection region as long as the magnetic sensor 13 is in a state where power is supplied even when the detection unit 17 is not generating power. Perform the process.
[0063]
Thereafter, when the depression of the brake pedal is stopped and the movable piece 14 is displaced in the first return direction, the movable piece 14 starts to press the first rod 22 against the bias of the elastic member 30. Then, the second rod 23 is displaced in the second return direction. As a result, when the permanent magnet 31 is positioned from outside the magnetic detection region to within the magnetic detection region, the operation detection mechanism 21 returns to the initial state. In the initial state, the magnetic sensor 13 outputs a magnetic detection signal in order to detect the magnetism of the permanent magnet 31. Therefore, the vehicle ECU performs a process of turning off the brake lamp. The power supply controller 12 stops supplying power to the magnetic sensor 13 after measuring a predetermined time from the displacement detection signal input last.
[0064]
Therefore, according to this embodiment, in addition to the effects corresponding to the effects described in (1) to (3), (7), and (8) in the first embodiment, the following effects can be obtained. Can do.
[0065]
(9) In the second embodiment, the detection unit 17 is configured to detect the displacement of the permanent magnet 31. At the same time, the magnetic sensor 13 is arranged so as to detect the magnetism of the permanent magnet 31.
[0066]
Therefore, the manufacturing cost of the magnetic sensor device 11 can be reduced as compared with the case of the first embodiment using two permanent magnets. Further, even when compared with the conventional magnetic sensor device, it is possible to eliminate the power consumption of the magnetic sensor 13 due to the dark current without increasing the number of permanent magnets.
[0067]
(10) In the second embodiment, the moving speed due to the displacement of the second rod 23 having the permanent magnet 31 is made larger than the moving speed due to the displacement of the first rod 22 pressed directly by the movable piece 14.
[0068]
Therefore, even when the moving speed of the first rod 22 is low, the moving speed of the second rod 23 is high, so the relative moving speed of the permanent magnet 31 provided on the second rod 23 with respect to the coil 17a is increased. be able to. Therefore, the detection unit 17 can easily obtain an induced current having a sufficient magnitude as a displacement detection signal as compared with the case where the first rod 22 includes the permanent magnet 31.
[0069]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7, the magnetic sensor device 11 according to the third embodiment has a configuration in which a detection unit 38 corresponding to the detection unit 17 of the first embodiment is composed of a pressed portion 38a made of a piezoelectric element. This is different from the magnetic sensor device 11 of one embodiment. The vehicle ECU of the present embodiment is different from that of the first embodiment in that a process for turning on the brake lamp is performed based on the input of the magnetic detection signal.
[0070]
A specific configuration of the operation detection mechanism 35 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. The pressed part 38a constituting the detection part 38 will also be described.
As shown in FIG. 8, the operation detection mechanism 35 of the present embodiment includes a movable piece 14 and a pressing rod 36 as an operating body. As shown in FIG. 8, the movable piece 14 of the present embodiment is separated from the pressing rod 36 when the brake pedal is not depressed. On the other hand, as shown in FIG. 10, when the brake pedal is depressed, the movable piece 14 is displaced so as to press the pressing rod 36 having a cylindrical shape in the length direction thereof. In the present embodiment, a state where the brake pedal is not depressed is referred to as an initial state.
[0071]
The pressing rod 36 is supported by a support mechanism 41 as shown in FIG. 9A so that it can be displaced in the axial direction. The support mechanism 41 is omitted in FIGS. As shown in FIG. 9A, the support mechanism 41 includes a support bar 43 and an urging portion 44. One end of the support bar 43 is fixed to the pressing rod 36. The other end is located in a sliding chamber 42 a formed in the wall portion 42 above the pressing rod 36. The sliding chamber 42a has an elongated shape parallel to the pressing rod 36 so that the pressing rod 36 can be displaced in the axial direction thereof. The lower surface of the sliding chamber 42a is a long hole 42b formed along the length direction, and a support bar 43 is inserted into the long hole 42b.
[0072]
Further, as shown in FIG. 9B, the other end of the support rod 43 located in the sliding chamber 42a is a sliding portion 43a formed in a flange shape so as not to be detached from the sliding chamber 42a. Yes. As shown in FIG. 9A, the sliding portion 43a is urged by the urging portion 44 from both sides in the length direction. The urging portion 44 of the present embodiment is formed of a coil spring, and urges the sliding portion 43a to an initial position that is approximately the center in the length direction of the sliding chamber 42a. Accordingly, the pressing rod 36 is configured to be urged to a predetermined position where the sliding portion 43 a is the initial position by the urging force of the urging portion 44. Note that the operation detection mechanism 35 is in the initial state when the sliding portion 43a is located at the initial position.
[0073]
One end of the pressing rod 36 on the movable piece 14 side is an operation piece 36a that comes into contact with the movable piece 14 when stepped on. The other end is a pressing piece 36b as a pressing portion that comes into contact with the pressed portion 38a. The operation piece 36a and the pressing piece 36b are connected by an elastic portion 36c made of a coil spring. A permanent magnet 39 is fixed to the tip of the operation piece 36a.
[0074]
The pressed portion 38 a has a disk shape with the same diameter as the pressing rod 36 and is provided to face the pressing rod 36. The pressing rod 36 is fixedly supported by a predetermined wall portion 40. The pressed portion 38a is composed of a piezoelectric element that generates an electromotive force when it is pressed by the pressing piece 36b of the pressing rod 36 to generate electric power. The elastic portion 36c of the pressing rod 36 is set so that the pressing piece 36b presses the pressed portion 38a and has a spring coefficient that generates an electromotive force in the pressed portion 38a. Therefore, the detection part 38 of this embodiment is comprised from the to-be-pressed part 38a. And the to-be-pressed part 38a (detection part 38) is electrically connected with the power supply controller 12, and becomes a structure which outputs the electric current based on the electromotive force generate | occur | produced when it is pressed by the press rod 36 as a displacement detection signal. Yes. In the initial state, the pressed portion 38a of the present embodiment is disposed apart from the pressing rod 36. Therefore, the pressing rod 36 is located outside the displacement detection area of the detection unit 38 in the initial state.
[0075]
A magnetic sensor 13 is disposed below the pressing rod 36. In the initial state, the magnetic sensor 13 of the present embodiment is configured not to face the permanent magnet 39 and to be located outside the magnetic detection region. On the other hand, the permanent magnet 39 can be displaced within the magnetic detection region of the magnetic sensor 13 in accordance with the displacement of the pressing rod 36 based on the depression of the brake pedal. Therefore, the magnetic sensor 13 of the present embodiment is configured to be able to detect magnetism that changes in relation to the displacement of the pressing rod 36. The magnetic sensor 13 detects magnetism and outputs a magnetic detection signal when the operation detection mechanism 21 is not in the initial state and the permanent magnet 39 is located in the magnetic detection region in a state where power is supplied.
[0076]
Next, the operation of the magnetic sensor device 11 will be described.
In the initial state, when the brake pedal is depressed by a driver or the like, the movable piece 14 is displaced so as to come into contact with and press against the pressing rod 36. Hereinafter, the direction in which the movable piece 14 is displaced when the brake pedal is depressed is referred to as an operation direction. As a result, when the movable piece 14 presses the pressing rod 36, the pressing rod 36 is displaced in the operation direction against the urging force of the support mechanism 41. On the other hand, the detection unit 38 does not generate an electromotive force while the pressed portion 38 a is not pressed by the pressing rod 36. Therefore, the magnetic sensor 13 is not supplied with electric power from the initial state while the pressed portion 38a is not pressed by the pressing rod 36.
[0077]
Thereafter, when the brake pedal is further depressed and the pressing piece 36b comes into contact with the pressed portion 38a (hereinafter referred to as a contact state) as shown in FIG. 10, the pressing rod 36 presses the pressed portion 38a. The pressed portion 38a generates an electromotive force to generate power. Then, the detection unit 38 detects the displacement of the pressing rod 36 and outputs a displacement detection signal to the power supply controller 12. As a result, the magnetic sensor 13 is supplied with power and the magnetic detection function is activated. Further, in this contact state, the permanent magnet 39 is positioned in the magnetic detection region so as to face the magnetic sensor 13 due to the displacement of the pressing rod 36. Therefore, in this embodiment, the location where the pressing rod 36 and the pressed portion 38a come into contact is the displacement detection region, which is the magnetic detection region. Therefore, in this contact state, the magnetic sensor 13 is supplied with electric power, detects the magnetism of the permanent magnet 39, and outputs a magnetic detection signal to the vehicle ECU. Then, the vehicle ECU turns on the brake lamp based on the input of the magnetic detection signal. When the operation detection mechanism 35 is stationary in this contact state, the power supply controller 12 maintains power supply to the magnetic sensor 13 from the time when the displacement detection signal is last input until the predetermined time is counted.
[0078]
Next, as shown in FIG. 11, when the brake pedal is further stepped on from the contact state, the operation piece 36a accumulates the elastic portion 36c by the pressing force of the movable piece 14 so as to approach the pressing piece 36b. It is displaced to. Then, the permanent magnet 39 fixed to the operation piece 36a is displaced in the operation direction due to the displacement of the operation piece 36a, but keeps facing the magnetic sensor 13 and continues to be positioned in the magnetic detection region. As a result, the magnetic sensor 13 continues to output the magnetic detection signal from the contact state while being supplied with power from the power supply controller 12. For this reason, the lighting of the brake lamp is maintained.
[0079]
Thereafter, when depression of the brake pedal is stopped by a driver or the like, the movable piece 14 is displaced in a direction opposite to the operation direction (hereinafter referred to as a return direction). Then, the operation piece 36a of the pressing rod 36 is displaced in the return direction while maintaining contact with the movable piece 14 by the elastic force of the elastic portion 36c. At this time, the contact between the pressing piece 36b of the pressing rod 36 and the pressed portion 38a is also maintained. Then, as shown in FIG. 10, the operation detection mechanism 35 is in a contact state until the accumulated force of the elastic portion 36 c is lost.
[0080]
When the movable piece 14 is further displaced in the return direction from this contact state, the pressing rod 36 is separated from the pressed portion 38a. Further, the permanent magnet 39 is located outside the magnetic detection region. Therefore, the magnetic sensor 13 does not detect magnetism and does not output a magnetism detection signal regardless of whether or not power is supplied. Therefore, the vehicle ECU turns off the brake lamp. The power supply controller 12 stops supplying power to the magnetic sensor 13 after measuring a predetermined time from the displacement detection signal input last.
[0081]
Therefore, according to the present embodiment, in addition to the effects corresponding to the effects described in (1) to (3) and (7) in the first embodiment, the following effects can be obtained.
[0082]
(11) In the third embodiment, the pressed portion 38 a made of a piezoelectric element is provided in the detection unit 38, and the power supplied to the magnetic sensor 13 is controlled based on the displacement detection signal of the detection unit 38.
[0083]
Therefore, unlike the detection unit 17 of the first and second embodiments including the coil 17a, the detection unit 38 can be detected only by a displacement with a constant speed, and the pressing as an operating body is not performed. If the rod 36 is displaced by a predetermined amount, a displacement detection signal can be reliably output to the power supply controller 12.
[0084]
Each of the above embodiments may be embodied by changing to another example as follows.
In the above embodiments, the power controller 12 always supplies power when supplying power to the magnetic sensor 13, but may supply power intermittently.
[0085]
In the first and second embodiments, the first permanent magnet 15 and the permanent magnet 31 are displaced outside the magnetic detection region of the magnetic sensor 13 only when the magnetic sensor 13 is supplied with power. Instead, the first permanent magnet 15 and the permanent magnet 31 may be supplied to the magnetic sensor 13 after being displaced outside the magnetic detection region of the magnetic sensor 13. In the third embodiment, the permanent magnet 39 is displaced into the magnetic detection region of the magnetic sensor 13 only when the magnetic sensor 13 is supplied with power. However, the permanent magnet 39 detects the magnetic detection of the magnetic sensor 13. You may supply electric power to the magnetic sensor 13 after displacing in an area | region.
[0086]
In the first embodiment, the first permanent magnet 15 and the second permanent magnet 16 are operatively connected. However, if the first permanent magnet 15 and the second permanent magnet 16 are displaced simultaneously or continuously, , It does not have to be operatively connected.
[0087]
In the first embodiment, the moving speed due to the displacement of the second permanent magnet 16 is made larger than the moving speed due to the displacement of the first permanent magnet 15, but it need not be increased. Further, the moving speed due to the displacement of the first permanent magnet 15 may be larger than the moving speed due to the displacement of the second permanent magnet 16.
[0088]
In the first and second embodiments, the diode 17b is provided in the detection unit 17, but it may not be provided. In this case, when the depression of the brake pedal is stopped and the second rod 23 is displaced in the second return direction, an induced power is generated in the coil 17a. Further, since the diode 17b is omitted, the voltage drop due to the diode 17b can be eliminated.
[0089]
In each of the above embodiments, the power supply controller 12 controls the power supply to the magnetic sensor 13 to be held for a predetermined time by the timer circuit 51. However, the power supply controller 12 controls the power supply to the magnetic sensor 13 in particular. Not limited.
[0090]
In each of the above embodiments, a permanent magnet is used as the magnetic body. Examples of the material for the permanent magnet include ferromagnetic materials such as iron and nickel.
In each of the above embodiments, the magnetic sensor device 11 is used for detecting the position of a brake pedal provided in an automobile, but may be used for other purposes.
[0091]
In each of the above embodiments, the magnetic sensor device 11 is a magnetic sensor including an MRE, but may be a magnetic sensor including another element such as an MR.
In each of the above embodiments, the magnetic sensor 13 includes a predetermined signal processing circuit. However, the signal processing circuit may be provided separately from the magnetic sensor 13 or the magnetic sensor device 11.
[0092]
Next, the technical idea that can be grasped from the above-described embodiment and each other example will be described below together with the effects thereof.
(1) The magnetic sensor device according to any one of claims 1 to 6, wherein the operating body is a permanent magnet.
[0093]
Therefore, according to the invention described in (1), power consumption of the magnetic sensor due to dark current can be eliminated.
[0094]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, power consumption due to dark current of the magnetic sensor can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a magnetic sensor device of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an operation detection mechanism in an initial state.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a power supply controller.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation detection mechanism in a state where a brake pedal is fully depressed.
FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation detection mechanism in an initial state according to the second embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation detection mechanism in a state where the brake pedal is fully depressed in the second embodiment.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a third embodiment of the magnetic sensor device of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of an operation detection mechanism in an initial state according to the third embodiment.
FIG. 9A is an explanatory diagram of a support mechanism of an operation detection mechanism according to a third embodiment.
(B) is sectional drawing of the sliding part of the support mechanism of Fig.10 (a).
FIG. 10 is an explanatory diagram of an operation detection mechanism in a contact state according to the third embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram of an operation detection mechanism in a state where the brake pedal is fully depressed in the third embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Magnetic sensor apparatus, 12 ... Power supply controller as a power supply permission part, 13 ... Magnetic sensor, 15 ... 1st permanent magnet as a 1st magnetic member, 16 ... 2nd permanent magnet as a working body or a 2nd magnetic member , 17, 38... Detection unit as power generation means, 17a... Coil, 31... Permanent magnet as actuating body, 36... Press rod as actuating body, 38a ... Pressed portion as piezoelectric element, B. Battery.

Claims (5)

電源と、
作動体の変位を検出して電力を発生する発電手段と、
前記発電手段からの電力の供給を受け、前記電源からの電力の出力を許容する電力供給許容部と、
前記電力供給許容部からの電力の供給を受けて磁気検出機能が有効化され、前記作動体の変位と関連して変化する磁気を検出する磁気センサと
を備えたことを特徴とする磁気センサ装置。Power supply,
Power generation means for generating electric power by detecting displacement of the working body;
A power supply permission unit that receives power supply from the power generation means and allows power output from the power source;
A magnetic sensor device comprising: a magnetic sensor that receives a supply of electric power from the electric power supply permitting unit and that activates a magnetic detection function and detects magnetism that changes in association with the displacement of the operating body. . 前記作動体は、磁性体にて形成され、
前記発電手段は、前記作動体の変位に基づいて起電力を発生するコイルを備えていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。The operating body is formed of a magnetic body,
The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the power generation unit includes a coil that generates an electromotive force based on a displacement of the operating body. 前記作動体は、前記発電手段の変位検出領域と前記磁気センサの磁気検出領域とを通過する移動軌跡を有するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ装置。The magnetic sensor device according to claim 2, wherein the operating body is disposed so as to have a movement locus that passes through a displacement detection region of the power generation means and a magnetic detection region of the magnetic sensor. 前記磁気センサが検出する磁気を発生する部材を第１磁性部材とし、前記作動体を第２磁性部材としたとき、
前記第２磁性部材は、その変位による移動速度が前記第１磁性部材の変位による移動速度よりも大きくなるように、前記第１磁性部材と作動連結されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ装置。When a member that generates magnetism detected by the magnetic sensor is a first magnetic member and the operating body is a second magnetic member,
The second magnetic member is operatively connected to the first magnetic member such that a moving speed due to the displacement is greater than a moving speed due to the displacement of the first magnetic member. The magnetic sensor device described. 前記発電手段は、前記作動体の変位と関連して変位する押圧部に押圧されることにより起電力を発生する圧電素子を備えていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ装置。The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the power generation unit includes a piezoelectric element that generates an electromotive force when pressed by a pressing portion that is displaced in association with the displacement of the operating body.
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