特開 2017-90337 変位検出装置及びＥＧＲセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-90337(P2017-90337A)

(43)【公開日】2017年5月25日

(54)【発明の名称】変位検出装置及びＥＧＲセンサ

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/00 20060101AFI20170421BHJP

   G01D 5/14 20060101ALI20170421BHJP

【ＦＩ】

   G01B7/00 101H

   G01D5/14 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2015-223085(P2015-223085)

(22)【出願日】2015年11月13日

(71)【出願人】

【識別番号】312005603

【氏名又は名称】メレキシス テクノロジーズ エヌ ヴィ

(74)【代理人】

【識別番号】100180758

【弁理士】

【氏名又は名称】荒木 利之

(72)【発明者】

【氏名】吉谷 拓海

【テーマコード（参考）】

2F063

2F077

【Ｆターム（参考）】

2F063AA02

2F063BA06

2F063CA08

2F063DA01

2F063DA05

2F063DD02

2F063EA02

2F063GA52

2F077AA21

2F077JJ03

2F077JJ08

2F077JJ09

2F077JJ23

(57)【要約】

【課題】磁気制御による駆動部を採用した場合にも、駆動対象の位置を磁気センサにより検出する変位検出装置及びＥＧＲセンサを提供する。
【解決手段】ＥＧＲセンサである検出部１０は、駆動部３０によってソレノイド３２により駆動されて一の方向に変位するバルブ２２とロッド２１を介して接続されて、一の方向に変位する磁石１２と、磁石１２の形成する磁場の磁束密度の変化を一の方向に直交する方向で検出するホールＩＣ１１とを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気により駆動されて一の方向に変位する測定対象と接続されて、前記一の方向に変位する磁石と、
前記磁石の形成する磁場の磁束密度の変化を前記一の方向に直交する方向で検出する磁気検出素子とを有する変位検出装置。

【請求項2】

前記磁石の着磁方向は、前記一の方向と平行でない方向である請求項１に記載の変位検出装置。

【請求項3】

前記測定対象は、ソレノイドより駆動され、
前記磁気検出素子は、前記ソレノイドの中心軸上に配置される請求項１又は２に記載の変位検出装置。

【請求項4】

磁気により駆動されて一の方向に変位するバルブと接続されて、前記一の方向に変位する磁石と、
前記磁石の形成する磁場の磁束密度の変化を前記一の方向に直交する方向で検出する磁気検出素子とを有するＥＧＲセンサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、変位検出装置及びＥＧＲセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の技術として、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）のバルブに連動して移動する磁石の磁界を検出することで、バルブ開度を検出するＥＧＲセンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に開示されたＥＧＲセンサは、ＥＧＲバルブに一端が連結されたロッドと、当該ロッドの他端に接続されてロッドのストローク方向に着磁された磁石と、当該磁石の移動による磁界の変化を検出する磁気センサとを有し、磁気センサの検出する磁界に基づいてバルブ開度を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−１８５４６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に示すＥＧＲセンサは、磁石の移動による磁界の変化を検出することでバルブ開度を検出するが、バルブを開閉するためにロッドをソレノイドで駆動しようとした場合、当該ソレノイドによって形成される磁場が磁気センサの検出する磁場に影響することがあるため、ソレノイド等の磁気制御による駆動部を用いることができない場合があった、という問題があった。

【0006】

従って、本発明の目的は、磁気制御による駆動部を採用した場合にも、駆動対象の位置を、磁気検出素子を用いたセンサにより検出する変位検出装置及びＥＧＲセンサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の変位検出装置を提供する。

【0008】

［１］磁気により駆動されて一の方向に変位する測定対象と接続されて、前記一の方向に変位する磁石と、
前記磁石の形成する磁場の磁束密度の変化を前記一の方向に直交する方向で検出する磁気検出素子とを有する変位検出装置。
［２］前記磁石の着磁方向は、前記一の方向と平行でない方向である前記［１］に記載の変位検出装置。
［３］前記測定対象は、ソレノイドにより駆動され、
前記磁気検出素子は、前記ソレノイドの中心軸上に配置される前記［１］又は［２］に記載の変位検出装置。
［４］磁気により駆動されて一の方向に変位するバルブと接続されて、前記一の方向に変位する磁石と、
前記磁石の形成する磁場の磁束密度の変化を前記一の方向に直交する方向で検出する磁気検出素子とを有するＥＧＲセンサ。

【発明の効果】

【0009】

請求項１に係る発明によれば、磁気制御による駆動部を採用した場合にも、駆動対象の位置を、磁気検出素子を用いたセンサにより検出することができる。
請求項２に係る発明によれば、一の方向に直交する方向で磁場の磁束密度を変化させることができる。
請求項３に係る発明によれば、ソレノイドが発生する磁場を磁気検出素子が検出しないよう配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施の形態に係るＥＧＲ装置の構成例を示す一部断面図である。

【図2】図２（ａ）−（ｃ）は、磁石の磁化方向及びホールＩＣの磁気検出方向を説明するための平面図、側面図及び斜視図である。

【図3】図３（ａ）及び（ｂ）は、ホールＩＣの構成を示す斜視図及び断面図である。

【図4】図４は、磁石の磁化方向及びセンサの磁気検出方向を説明するための斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施の形態］
（ＥＧＲ装置の構成）
図１は、実施の形態に係るＥＧＲ装置の構成例を示す一部断面図である。

【0012】

図１に示すように、ＥＧＲ装置１は、バルブ開度を検出する検出部１０と、バルブ２２を開閉するバルブ開閉部２０と、ロッド２１を介してバルブ２２を駆動する駆動部３０と、検出部１０から入力される検出信号を含む情報に基づいて駆動部３０に制御信号を出力する制御部４０と、各部を一体化するケース５０とを有する。

【0013】

検出部１０は、ロッド２１の一端に接続されてバルブ２２の開度に連動して変位する磁石１２と、磁石１２の形成する磁場の変化を検出するホールＩＣ１１とを有する。

【0014】

磁石１２は、フェライト、サマリウムコバルト、ネオジウム等の材料を用いて形成された永久磁石である。

【0015】

バルブ開閉部２０は、ケース５０内部に形成されて再循環排気ガスを吸入する吸気口２３と、再循環排気ガスをインテークマニホールドへ排出する排気口２４と、吸気口２３と排気口２４の流路をシート２３０と開閉するバルブ２２とを有する。また、バルブ２２はロッド２１の一端に一体形成され好ましくは非磁性体材料を用いて形成される。磁性体材料を用いてバルブ２２を形成したことでホールＩＣ１１が検出する磁場に影響が出る場合は、当該影響を制御部４０で補正することを条件として磁性体材料を用いることができる。ホールＩＣ１１が検出する磁場に影響が出ない場合は、磁性体材料を当然用いることができる。

【0016】

駆動部３０は、円筒形であって制御部４０の制御信号に基づいて磁場を発生するソレノイド３１と、ソレノイド３１の発生する磁場に応じて変位方向Ｄｄの図面鉛直方向に変位してロッド２１を変位させるプランジャ３２と、プランジャ３２を弾性支持するバネ３３とを有する。

【0017】

制御部４０は、検出部１０から入力される検出信号や、図示しないエンジンの情報等に基づいて駆動部３０に制御信号を出力する。

【0018】

なお、検出部１０と駆動部３０の位置関係を入れ替えてもよい。つまり、ロッド２１の変位方向の中央に磁石１２を配置し、一端にバルブ２２を、他端にプランジャ３２を設けるようにしてもよい。

【0019】

図２（ａ）−（ｃ）は、磁石１２の磁化方向及びホールＩＣ１１の磁気検出方向を説明するための平面図、側面図及び斜視図である。

【0020】

図２（ａ）−（ｃ）に示すように、ホールＩＣ１１はｙ軸に平行な検出方向Ｄ_ｓｙ及びｚ軸に平行な検出方向Ｄ_ｓｚにおいて磁束密度を検出する。これは後述するようにソレノイド３１から発生する磁界Ｂ_ｅｘｔによりホールＩＣ１１の位置でｘ方向の磁束が生じるためであり、このｘ方向の磁束を検出しないようにするためである。ホールＩＣ１１は、ソレノイド３１の中心軸の延長線上に配置されることが望ましく、ホールＩＣ１１を中心軸の延長線上に配置するために磁石１２をｚ方向にオフセットしてもよい。また、ホールＩＣ１１は、Ｂ_ｅｘｔの影響を完全に０にせずともなるべく抑えるような位置に配置するものであってもよい。

【0021】

図２（ａ）に示すように、平面視において磁石１２の磁化方向Ｄ_ｍｘｙは、少なくとも変位方向Ｄ_ｄと平行でなく、図示した例ではｘ軸及びｙ軸に４５°の角度をなす方向である。また、図２（ｂ）に示すように、側面視において磁石１２の磁化方向Ｄ_ｍｘｙはｚ方向には磁化されていない。

【0022】

なお、磁化方向Ｄ_ｍｘｙは例示であって、磁石１２が変位する範囲でホールＩＣ１１の検出方向Ｄ_ｓｙ及びＤ_ｓｚにおいて検出される磁束密度から一意的にホールＩＣ１１の位置が検出できるものであれば他の磁化方向でもよい。

【0023】

図３（ａ）及び（ｂ）は、ホールＩＣの構成を示す斜視図及び断面図である。

【0024】

ホールＩＣ１１は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、一例として、ｚ方向に厚みを有する平板状の基板１１０と、基板１１０上に設けられてｘｙ面に平行な検出面を有し、磁気検出素子として検出方向Ｄ_ｓｚをｚ方向とするホール素子１１０ｘ_１、１１０ｘ_２、１１０ｙ_１、１１０ｙ_２と、ホール素子１１０ｘ_１、１１０ｘ_２、１１０ｙ_１、１１０ｙ_２上に一部が重なるように設けられてｘ方向及びｙ方向の磁束をｚ方向に変換してホール素子１１０ｘ_１、１１０ｘ_２、１１０ｙ_１、１１０ｙ_２に検出させる磁気コンセントレータ１１１と、ホール素子１１０ｘ_１、１１０ｘ_２、１１０ｙ_１、１１０ｙ_２の出力する信号を処理する信号処理回路（図示せず）を有し、ｘ、ｙ、ｚ方向の磁束密度を検出する。

【0025】

ホールＩＣ１１は、例えば、メレキシス製トライアクシスポジションセンサ等を用い、ホール素子１１０ｘ_１と１１０ｘ_２との出力の差分、ホール素子１１０ｙ_１と１１０ｙ_２との出力の差分をとることでｘ方向、ｙ方向の磁束密度に比例した出力を得ることができる。磁束密度と出力との関係は後述する。また、ホール素子１１０ｘ_１と１１０ｘ_２との間隔、ホール素子１１０ｙ_１と１１０ｙ_２との間隔は、０．２ｍｍであり、パッケージモールド部はｚ方向の厚みが１．５ｍｍ、ｘ方向の幅が４．１ｍｍ、ｙ方向の高さが３ｍｍである。ホールＩＣ１１の磁気コンセントレータ１１１として、パーマロイを用いることができる。また、ホールＩＣ１１は、ホール素子１１０ｘ_１と１１０ｘ_２を省略してもよい。

【0026】

なお、検出方向がｙ、ｚ方向であれば、ホールＩＣ１１に代えてＭＲ素子等の他の種類の素子を用いてもよいし、検出方向がｙ、ｚ方向を含めば複数の軸方向にそれぞれ磁気検出素子を配置した多軸磁気検出ＩＣを用いてもよい。

【0027】

（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によれば、ホールＩＣ１１の検出方向を駆動部３０のソレノイド３１が発生する磁界以外の方向としたため、磁気制御による駆動部３０を採用した場合にも、駆動対象であるバルブ２２の位置をホールＩＣ１１により検出することができる。

【0028】

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々な変形が可能である。例えば、以下に示す変形例のように変形が可能である。

【0029】

（変形例）
図４は、磁石の磁化方向及びセンサの磁気検出方向を説明するための斜視図である。

【0030】

図４に示すように、磁石１２Ａの磁化方向Ｄ_ｍｚは、少なくとも変位方向Ｄ_ｄと平行でなく、図示した例ではｚ軸に平行な方向である。なお、磁石１２Ａは、平面視において変位方向と４５°をなして磁石１２Ａの中心点を通る平面を境界として磁化方向が逆となる。また、磁石１２の磁化方向Ｄ_ｍｚはｘ方向及びｙ方向には磁化されていない。

【0031】

なお、磁化方向Ｄ_ｍｚは例示であって、磁石１２が変位する範囲でホールＩＣ１１の検出方向Ｄ_ｓｙ及びＤ_ｓｚにおいて検出される磁束密度から一意的にホールＩＣ１１の位置が検出できるものであれば他の磁化方向でもよい。

【0032】

また、上記実施の形態では、変位検出装置をＥＧＲセンサとして用いる例を示したが、これに限らず一方向に変位し、当該変位を駆動するものが磁力によるものであれば同様に適用できる。他の装置としては、自動変速機のギア制御用ソレノイドやライン制御用ソレノイド等が挙げられ、実施の形態と同様に、駆動部の磁場の影響を受けずに非接触で変位を検出することができる。

【0033】

また、上記した実施の形態のセンサ、磁石の組み合わせは例示であって、位置検出の機能が損なわれず、本発明の要旨を変更しない範囲内で、これらをそれぞれ適宜選択して新たな組み合わせに変更して用いてもよい。

【符号の説明】

【0034】

１ ＥＧＲ装置
１０ 検出部
１１ ホールＩＣ
１２、１２Ａ 磁石
２０ バルブ開閉部
２１ ロッド
２２ バルブ
２３ 吸気口
２４ 排気口
３０ 駆動部
３１ ソレノイド
３２ プランジャ
３３ バネ
４０ 制御部
５０ ケース
６０ センサ
１１０ 基板
１１０ｘ_１、１１０ｘ_２、１１０ｙ_１、１１０ｙ_２ ホール素子
１１１ 磁気コンセントレータ
２３０ シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】