DE102019124072A1

DE102019124072A1 - Positionserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019124072A1
Application number: DE102019124072.7A
Authority: DE
Inventors: Ryosuke Fukumoto; Seigo Yamanaka
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Automotive Systems Co Ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2039-09-10
Also published as: JP2020052037A; DE102019124072B4; US20200096307A1; CN211641839U; JP7281690B2; US11353313B2

Abstract

Eine Positionserfassungsvorrichtung erfasst eine aktuelle Position eines Bedienungselements unter Positionen, die eine vorgegebene Position enthalten, und enthält ein Erfassungssystem, das einen zu erfassenden Teil und 3N Magnetsensoren S enthält. Das Bedienungselement kann sich zu den Positionen in N (≥ 3) verschiedene Richtungen von der vorgegebenen Position bewegen. Eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und einer anderen Position bewirkt, dass Ausgänge von drei der Magnetsensoren umgeschaltet werden. Die Magnetsensoren, deren Ausgänge durch eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und einer ersten Position umgeschaltet werden, unterscheiden sich alle von den Magnetsensoren, deren Ausgänge durch eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und einer zweiten Position umgeschaltet werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Positionserfassungsvorrichtung, die einen Ort eines Bedienungselements erfasst, wie etwa eines Gangschaltungshebels eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
Zum Beispiel enthält ein Automobil eine Gangschaltung des Typs Shift-by-Wire. Die Gangschaltung erfasst elektrisch die Bewegung eines durch einen Fahrer betätigten Gangschaltungshebels. Auf Grundlage der Erfassung betätigt eine Steuerungsvorrichtung der Gangschaltung ein Getriebe. Als eine Gangschaltung des Typs Shift-by-Wire offenbart die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2017-45190 einen Positionssensor, der Positionen eines Bedienungselements erfasst, das sich in eine Vielzahl von Richtungen bewegt, und der eine Ausfallsicherheit sicherstellt, um eine falsche Erfassung einer der Positionen des Bedienungselements zu verhindern.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung erfasst eine aktuelle Position eines Bedienungselements. Das Bedienungselement ist zwischen einer vorgegebenen Position und einer beliebigen von N Positionen in N unterschiedliche Richtungen zu bewegen, die voneinander verschieden sind. Die aktuelle Position ist eine aus der vorgegebenen Position und einer der N Positionen. N ist eine ganze Zahl gleich oder größer als drei. Die N Positionen enthalten eine erste Position und eine von der ersten Position verschiedene zweite Position. Die Positionserfassungsvorrichtung enthält ein Erfassungssystem, das enthält: einen zu erfassenden Teil; und 3N (das ist gleich N, multipliziert mit drei) Aufnehmer. Jeder der 3N Aufnehmer weist eine Auflösung von einem Bit auf, das einen von zwei verschiedenen Werten gemäß einer Positionsbeziehung jedes der 3N Aufnehmer bezüglich des zu erfassenden Teils angibt. Die 3N Aufnehmer enthalten drei erste Aufnehmer und drei zweite Aufnehmer, die jeweils verschieden von jedem der drei ersten Aufnehmer sind. Jeder der drei ersten Aufnehmer ist ausgelegt, auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der ersten Position hin einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten umzuschalten. Jeder der drei zweiten Aufnehmer ist ausgelegt, auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der zweiten Position hin einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten umzuschalten.
Folglich können, sogar falls sich ein Ausgang von der Vielzahl von Aufnehmern zu verschiedenen Zeitpunkten beim Bewegen des Bedienungselements von einer der Positionen zu einer anderen der Positionen umschaltet, die Ausgangsmuster von Signalen, die von den Aufnehmern während der Bewegung ausgegeben werden, verschieden sein von Ausgangsmustern zu einer Zeit, wenn sich das Bedienungselement an den anderen Orten befindet. Das heißt, alle Ausgangsmuster, die Ausgangsmuster zu einer Zeit enthalten, wenn sich das Bedienungselement an einem Ort zwischen einer der Positionen und einer anderen der Positionen befindet, die der einen der Positionen benachbart ist, können so festgelegt sein, dass die eindeutig sind. Daher kann eine hohe Ausfallsicherheit sichergestellt sein, und somit kann eine falsche Erfassung einer der Positionen des Bedienungselements wirksam unterdrückt sein. Gemäß der obigen Anordnung beträgt ein Hamming-Abstand zwischen zwei beliebigen der Positionen drei oder mehr. Daher kann ein Fehler an zwei Stellen erfasst werden, und der Fehler an einer Stelle kann korrigiert werden. Indessen sind die Ausgangsmuster der von den Aufnehmern ausgegebenen Signale als Erfassungsmuster bezeichnet.
Der „Hamming-Abstand“ ist ein auf einem Gebiet der Kommunikation wohl bekannter Begriff. Der Hamming-Abstand zwischen zwei Codewörtern a = (a1, a2, ... an) und b = (b1, b2, ... bn) ist eine Anzahl entsprechender Bits (Stellen), an denen Werte (z.B. 1 und 0 oder EIN und AUS) verschieden sind. Zum Beispiel sind zwischen zwei Codewörtern a = (1, 0, 0) und b = (0, 1, 0) Werte an zwei Stellen verschieden und sind Werte an einer Stelle dieselben. Daher beträgt ein Hamming-Abstand zwischen den Codewörtern a, b „2“. Falls ein Hamming-Abstand zwischen zwei beliebigen Codewörtern gleich oder größer als t + 1 ist, können höchstens t Fehler in den Codewörtern erfasst werden. Falls ein Hamming-Abstand zwischen zwei beliebigen Codewörtern gleich oder größer als 2t + 1 ist, können höchstens t Fehler in den Codewörtern korrigiert werden.
In dem obigen Aspekt kann eine Gesamtzahl der Aufnehmer mindestens 3N sein. Daher kann das Erfassungssystem 3N oder mehr Aufnehmer enthalten. Falls eine Anzahl der Aufnehmer 3N oder mehr beträgt, können drei oder mehr Aufnehmer bei der Bewegung des Bedienungselements von einer der Positionen zu einer anderen Position der Positionen umschalten.
Eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung erfasst eine aktuelle Position eines Bedienungselements. Das Bedienungselement ist zwischen einer vorgegebenen Position und einer beliebigen von drei Positionen in drei unterschiedliche Richtungen zu bewegen, die voneinander verschieden sind. Die aktuelle Position ist eine aus der vorgegebenen Position und einer der drei Positionen. Die drei Positionen enthalten eine erste Position und eine von der ersten Position verschiedene zweite Position.
Die Positionserfassungsvorrichtung enthält ein Erfassungssystem, das enthält: einen zu erfassenden Teil; und neun Aufnehmer. Jeder der neun Aufnehmer weist eine Auflösung von einem Bit auf, das einen von zwei verschiedenen Werten gemäß einer Positionsbeziehung jedes der neun Aufnehmer bezüglich des zu erfassenden Teils angibt. Die neun Aufnehmer enthalten drei erste Aufnehmer und drei zweite Aufnehmer, die jeweils verschieden von jedem der drei ersten Aufnehmer sind. Jeder der drei ersten Aufnehmer ist ausgelegt, auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der ersten Position hin einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten umzuschalten. Jeder der drei zweiten Aufnehmer ist ausgelegt, auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der zweiten Position hin einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten umzuschalten.
Somit erfasst die Positionserfassungsvorrichtung vier Positionen und kann eine hohe Ausfallsicherheit sicherstellen und somit eine falsche Erfassung jeder der Positionen wirksam unterdrücken. Ein Hamming-Abstand zwischen zwei beliebigen Positionen beträgt drei oder mehr. Daher kann ein Fehler an zwei Stellen erfasst werden, und der Fehler an einer Stelle kann korrigiert werden. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf eine Positionserfassungsvorrichtung beschränkt, die vier Positionen erfasst, sondern umfasst eine Positionserfassungsvorrichtung, die fünf oder mehr Positionen erfasst, solange die Positionserfassungsvorrichtung die obige Anordnung enthält.
Weiter können die neun Aufnehmer weiter drei dritte Aufnehmer enthalten, die jeweils verschieden von jedem der drei ersten Aufnehmer und der drei zweiten Aufnehmer sind, und können die drei Positionen weiter eine dritte Position enthalten, die verschieden von der ersten Position und der zweiten Position ist. In diesem Fall können die drei dritten Aufnehmer ausgelegt sein, auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der dritten Position hin einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten umzuschalten. Gemäß der Anordnung erfasst die Positionserfassungsvorrichtung vier Positionen und kann eine hohe Ausfallsicherheit sicherstellen und somit eine falsche Erfassung jeder der Positionen wirksam unterdrücken.
Außerdem können die drei Richtungen eine erste Richtung, eine zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung und eine dritte Richtung enthalten, die gegenüber der zweiten Richtung steht. Die erste Richtung kann sich von der vorgegebenen Position zur ersten Position erstrecken, die zweite Richtung kann sich von der vorgegebenen Position zur zweiten Position erstrecken, und die dritte Richtung kann sich von der vorgegebenen Position zur dritten Position erstrecken. Folglich kann eine konkrete Anordnung einer Positionserfassungsvorrichtung geschaffen sein, die eine hohe Ausfallsicherheit sicherstellt und somit eine falsche Erfassung des Bedienungselements wirksam unterdrücken kann, das von der vorgegebenen Position zu Positionen in drei Richtungen bewegt werden kann: eine seitliche Richtung, eine Vorwärtsrichtung und eine Rückwärtsrichtung.
Die drei Richtungen können eine erste Richtung, eine zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung und eine dritte Richtung gegenüber der zweiten Richtung enthalten. Das Erfassungssystem kann eine erste Erfassungsreihe, angeordnet entlang einer Richtung senkrecht zur ersten Richtung, eine zweite Erfassungsreihe, angeordnet entlang einer Richtung senkrecht zur zweiten Richtung, und eine dritte Erfassungsreihe enthalten, angeordnet entlang einer Richtung senkrecht zur dritten Richtung und parallel zur zweiten Erfassungsreihe. In der ersten Erfassungsreihe sind die drei ersten Aufnehmer gerade aufgereiht. In der zweiten Erfassungsreihe sind die drei dritten Aufnehmer gerade aufgereiht. In der dritten Erfassungsreihe sind die drei zweiten Aufnehmer gerade aufgereiht. Die zweite Erfassungsreihe ist in der Richtung senkrecht zur ersten Richtung getrennt von der dritten Erfassungsreihe.
Folglich kann eine Positionserfassungsvorrichtung mit insgesamt kleinen Abmessungen sowie den obigen vorteilhaften Wirkungen geschaffen sein.
Die zweite Erfassungsreihe kann von der ersten Erfassungsreihe in der zweiten Richtung getrennt sein, und die dritte Erfassungsreihe kann von der ersten Erfassungsreihe in der dritten Richtung getrennt sein.
Folglich können die Maße einer ganzen Positionserfassungsvorrichtung kleiner sein, die die aktuelle Position des Bedienungselements erfasst, das zwischen sechs Positionen beweglich ist, die in einer Form wie ein Buchstabe „H“ angeordnet sind. Weiter kann eine Anordnung einfach sein, die beispielsweise einen Magneten als den erfassten Teil enthält.
Die zweite Erfassungsreihe kann von der ersten Erfassungsreihe in der zweiten Richtung getrennt sein, und die dritte Erfassungsreihe kann die erste Erfassungsreihe überlappen, gesehen entlang der ersten Richtung. Alternativ kann die dritte Erfassungsreihe von der ersten Erfassungsreihe in der dritten Richtung getrennt sein, und die zweite Erfassungsreihe kann die erste Erfassungsreihe überlappen, gesehen entlang der ersten Richtung.
Folglich können die Maße einer ganzen Positionserfassungsvorrichtung kleiner sein, die die aktuelle Position des Bedienungselements erfasst, das zwischen fünf Positionen beweglich ist, die in einer Form wie ein Buchstabe „h“ angeordnet sind. Weiter kann eine Anordnung einfach sein, die beispielsweise einen Magneten als den erfassten Teil enthält.
Die vorliegende Offenbarung kann eine Positionserfassungsvorrichtung schaffen, die die Ausfallsicherheit verbessern und somit eine falsche Erfassung wirksam unterdrücken kann, die durch einen Ausgangswert in einer Situation verursacht ist, wenn sich das Bedienungselement an einem Ort zwischen zwei Positionen befindet.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erscheinungsbild einer Gangschaltung darstellt, bei der eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet ist.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Anordnung der Positionserfassungsvorrichtung darstellt.
3 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung der Positionserfassungsvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform darstellt; Teil (a) von 3 stellt eine Anordnung von Magnetsensoren auf einer Leiterplatte dar, und Teil (b) von 3 stellt eine Anordnung eines Permanentmagneten auf einem Halterungselement dar.
4 ist eine schematische Ansicht, die Orte der Magnetsensoren bezüglich eines Orts des Permanentmagneten für Positionen eines Bedienungselements darstellt, gemäß der beispielhaften Ausführungsform.
5 ist eine Tabelle, die Erfassungsmuster der Positionserfassungsvorrichtung für die Positionen des Bedienungselements zeigt.
6 ist eine Tabelle, die Hamming-Abstände zwischen den Positionen zeigt.
7 ist eine Tabelle, die alle Erfassungsmuster der Positionserfassungsvorrichtung zeigt, wobei alle Erfassungsmuster die Erfassungsmuster möglicher Signale enthalten, die ausgegeben werden, wenn sich ein Gangschaltungshebel an einem Ort zwischen den Positionen befindet.
8 ist eine schematische Ansicht, die andere Anordnungen von Erfassungssystemen darstellt, die bei einer Positionserfassungsvorrichtung einer Gangschaltung anwendbar sind, die ein H-Typ ist.
9 ist eine schematische Ansicht, die noch andere Anordnungen von Erfassungssystemen darstellt, die bei einer Positionserfassungsvorrichtung einer Gangschaltung anwendbar sind, die ein H-Typ ist.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erscheinungsbild einer Gangschaltung darstellt, bei der eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform angewendet ist.
11 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung der Positionserfassungsvorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform darstellt; Teil (a) von 11 stellt eine Anordnung von Magnetsensoren auf einer Leiterplatte dar, und Teil (b) von 11 stellt eine Anordnung eines Permanentmagneten auf einem Halterungselement dar.

Beschreibung von Ausführungsformen
Vor dem Beschreiben beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind Probleme herkömmlicher Vorrichtungen kurz beschrieben.
Ein in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2017-45190 offenbarter Positionssensor stellt eine Ausfallsicherheit gegen einen Ausfall von Erfassungselementen sicher, da ein Ausgang einer Vielzahl von Erfassungselementen umschaltet, wenn ein Bedienungselement von einer Position zu einer anderen Position bewegt wird. In diesem Fall schalten jedoch nicht alle Erfassungselemente ihre Ausgänge vollständig zum selben Zeitpunkt um. Tatsächlich gibt es im Allgemeinen Zeitverzögerungen zwischen Zeitpunkten, zu denen die Erfassungselemente die Ausgänge umschalten.
Der in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2017-45190 offenbarte Positionssensor ist nicht im Lichte der Zeitverzögerungen erstellt. Daher können bei der Bewegung eines Bedienungselements von einer Position zu einer anderen Position unerwartete Signalmuster erfasst werden. Die Erfassung eines unerwarteten Signals bewirkt eine falsche Erfassung der Position.
Die vorliegende Offenbarung schafft eine Positionserfassungsvorrichtung, die die Ausfallsicherheit verbessern und somit eine falsche Positionserfassung wirksam unterdrücken kann, die durch einen Ausgangswert beim Bewegen eines Bedienungselements zwischen zwei Positionen verursacht wird.
Im Folgenden sind vorzuziehende beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
(Erste beispielhafte Ausführungsform)
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erscheinungsbild einer Gangschaltung darstellt, bei der eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet ist. Wie in 1 dargestellt, kann die Positionserfassungsvorrichtung 1 bei einer Gangschaltung 100 angewendet sein, die beispielsweise in einer Mittelkonsole eines Fahrzeugs, wie etwa eines Automobils, vorgesehen ist. Die Gangschaltung 100 enthält einen Gangschaltungshebel 101 als ein durch einen Fahrer zu betätigendes Bedienungselement, und eine Erfassungseinheit 102, die die Positionserfassungsvorrichtung 1 aufnimmt, ausgelegt, einen Ort des Gangschaltungshebels 101 zu erfassen. Auf einer oberen Fläche der Erfassungseinheit 102 ist eine Schaltungstafel 103 vorgesehen. In der Schaltungstafel 103 sind Führungsschlitze 104 vorgesehen, entlang denen der Schaltungshebel 101 betätigt wird.
Die Gangschaltung 100 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist von einem H-Typ. Die Führungsschlitze 104 weisen, von oben gesehen, eine Form wie ein Buchstabe „H“ auf. Das heißt, die Führungsschlitze 104 enthalten einen linken Schlitz, der sich gerade in einer Vorn-Hinten-Richtung erstreckt, einen rechten Schlitz, der sich gerade in einer Vorn-Hinten-Richtung erstreckt, und einen mittleren Schlitz, der sich gerade in einer seitlichen Richtung erstreckt. Der mittlere Schlitz verbindet den linken und den rechten Schlitz an mittleren Bereichen davon in der Vorn-Hinten-Richtung. Der Gangschaltungshebel 101 durchstößt die Führungsschlitze 104. Der Gangschaltungshebel 101 kann zwischen sechs Positionen entlang den Führungsschlitzen 104 in der Vorn-Hinten-Richtung und der seitlichen Richtung bewegt werden.
Im linken Schlitz sind die Position M+, die Position H und die Position M- in dieser Reihenfolge von einem Vorderende zu einem Hinterende des linken Schlitzes aufgereiht. Im rechten Schlitz sind die Position R, die Position N und die Position D in dieser Reihenfolge von einem Vorderende zu einem Hinterende des rechten Schlitzes aufgereiht. Die Position H im linken Schlitz und die Position N im rechten Schlitz befinden sich an Enden des mittleren Schlitzes in den Führungsschlitzen 104. Die Position H ist benachbart zur Position N.
Daher ermöglicht es die Gangschaltung 100, dass der Gangschaltungshebel 101 von der Position H zu drei Positionen (der Position M+, der Position M- und der Position N) in drei verschiedene Richtungen bewegt wird. Weiter ermöglicht es die Gangschaltung 100, dass der Gangschaltungshebel 101 von der Position N zu drei Positionen (der Position R, der Position D und der Position H) in drei verschiedene Richtungen bewegt wird. Die Positionserfassungsvorrichtung 1 erfasst jede der obigen möglichen Positionen des Gangschaltungshebels 101.
Andererseits enthält die Erfassungseinheit 102 eine Leiterplatte 10. Eine Vielzahl von Magnetsensoren S als Aufnehmer (siehe Teil (a) von 3) ist auf einer oberen Fläche der Leiterplatte 10 bestückt. Jeder der Magnetsensoren S gibt selektiv einen von zwei verschiedenen Werten aus, gemäß einem Pol eines Magneten, der dem jeweiligen der Magnetsensoren S benachbart ist. Ein plattenförmiges Halterungselement 20 ist an einem unteren Teil des Gangschaltungshebels 101 angebracht. Das Halterungselement 20 steht der Leiterplatte 10 von oben gegenüber. Ein Permanentmagnet M als zu erfassender Teil (siehe Teil (a) von 3) ist an einer unteren Fläche des Halterungselements 20 angebracht. Daher steht der Permanentmagnet M den Magnetsensoren S von oben gegenüber.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Anordnung der Positionserfassungsvorrichtung 1 darstellt. Die Positionserfassungsvorrichtung 1 enthält ein Erfassungssystem 12, das neun Magnetsensoren S und den Permanentmagneten M enthält, ein Stromversorgungssystem 30, das das Erfassungssystem 12 mit Strom versorgt, und eine Steuerung 31, die Ausgänge (erfasste Werte) von den Magnetsensoren S empfängt. Neun Magnetsensoren S enthalten einen ersten Magnetsensor S1, einen zweiten Magnetsensor S2, einen dritten Magnetsensor S3, einen vierten Magnetsensor S4, einen fünften Magnetsensor S5, einen sechsten Magnetsensor S6, einen siebenten Magnetsensor S7, einen achten Magnetsensor S8 und einen neunten Magnetsensor S9. Die Steuerung 31 bestimmt eine aktuelle Position des Gangschaltungshebels 101, wie weiter unten beschrieben, auf Grundlage des Ausgangs von den Magnetsensoren S und betätigt demgemäß ein Getriebe eines Fahrzeugs.
Die Positionserfassungsvorrichtung 1 gibt 9-stellige Erfassungsmuster aus, da die Positionserfassungsvorrichtung 1 neun Magnetsensoren S enthält, von denen jeder eine Auflösung von einem Bit aufweist, das einen von zwei verschiedenen Werten (EIN, AUS) gemäß einer Positionsbeziehung des jeweiligen der Magnetsensoren S bezüglich des Permanentmagneten M angibt.
Wenn sich der Gangschaltungshebel 101 zwischen einer vorgegebenen Position (z.B. der Position H) und einer anderen Position benachbart der vorgegebenen Position (z.B. der Position N, der Position M+ oder der Position M-) bewegt oder dazwischen umschaltet, wird ein Ausgang von jedem von drei Magnetsensoren S des Erfassungssystems 12 der Positionserfassungsvorrichtung 1 umgeschaltet. Weiter sind Magnetsensoren S, deren Ausgänge durch eine Bewegung des Gangschaltungshebels 101 zwischen der vorgegebenen Position (der Position H) und einer anderen Position benachbart der vorgegebenen Position (der Position N, der Position M+ oder der Position M-; einer ersten Position) alle verschieden von Magnetsensoren S, deren Ausgänge durch die Bewegung des Gangschaltungshebels 101 zwischen der obigen vorgegebenen Position zu noch einer anderen Position (einer zweiten Position) umgeschaltet werden, die auch der obigen vorgegebenen Position benachbart ist. Anzumerken ist, dass die zweite Position eine andere Position als die erste Position unter der Position N, der Position M+ und der Position M-ist.
[Anordnung der Sensoren und Anordnung des Magneten]
Als Nächstes ist eine Anordnung von Magnetsensoren S und eine Anordnung des Permanentmagneten M des Erfassungssystems 12 der Positionserfassungsvorrichtung 1 beispielhaft und genau mit Bezugnahme auf 3 beschrieben.
3 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung der Positionserfassungsvorrichtung 1 zeigt. Teil (a) von 3 stellt eine Anordnung der Magnetsensoren S auf der Leiterplatte 10 dar. Teil (b) von 3 stellt eine Anordnung des Permanentmagneten M auf dem Halterungselement 20 dar. Teil (b) von 3 stellt im Wesentlichen den Permanentmagneten M dar, der auf einer unteren Fläche des Halterungselements 20 angeordnet ist, gesehen durch das Halterungselement 20 hindurch von oben. In Teil (a) von 3 stellen Symbole, die eingekreiste Zahlen 1 bis 9 sind, jeweils den ersten bis neunten Magnetsensor S1 bis S9 dar.
Angenommen, die Position H sei eine vorgegebene Position, wie oben beschrieben, so kann sich der Gangschaltungshebel 101 der Positionserfassungsvorrichtung 1 in einer ersten Richtung (nach rechts) von der vorgegebenen Position zur Position N, in einer zweiten Richtung (vorwärts) zur Position M+ oder in einer dritten Richtung (rückwärts) zur Position M- bewegen. Das Erfassungssystem 12 enthält eine erste Erfassungsgruppe, eine zweite Erfassungsgruppe und eine dritte Erfassungsgruppe. Die erste Erfassungsgruppe enthält drei Magnetsensoren S (einen ersten Magnetsensor S1, einen zweiten Magnetsensor S2 und einen dritten Magnetsensor S3), deren Ausgänge durch die Bewegung des Gangschaltungshebels 101 in die erste Richtung umgeschaltet werden. Die zweite Erfassungsgruppe enthält drei Magnetsensoren S (einen siebenten Magnetsensor S7, einen achten Magnetsensor S8 und einen neunten Magnetsensor S9), deren Ausgänge durch die Bewegung des Gangschaltungshebels 101 in die zweite Richtung umgeschaltet werden. Die dritte Erfassungsgruppe enthält drei Magnetsensoren S (einen vierten Magnetsensor S4, einen fünften Magnetsensor S5 und einen sechsten Magnetsensor S6), deren Ausgänge durch die Bewegung des Gangschaltungshebels 101 in die dritte Richtung umgeschaltet werden. Mit anderen Worten, der erste Magnetsensor S1, der zweite Magnetsensor S2 und der dritte Magnetsensor S3 sind drei erste Aufnehmer, von denen jeder ausgelegt ist, den Ausgang auf eine Bewegung des Gangschaltungshebels 101 zwischen der Position H als der vorgegebenen Position und der Position N als der ersten Position hin umzuschalten. Der siebente Magnetsensor S7, der achte Magnetsensor S8 und der neunte Magnetsensor S9 sind drei zweite Aufnehmer, von denen jeder ausgelegt ist, den Ausgang auf eine Bewegung des Gangschaltungshebels 101 zwischen der Position H als der vorgegebenen Position und der Position M+ als der zweiten Position hin umzuschalten. Der vierte Magnetsensor S4, der fünfte Magnetsensor S5 und der sechste Magnetsensor S6 sind drei dritte Aufnehmer, von denen jeder ausgelegt ist, den Ausgang auf eine Bewegung des Gangschaltungshebels 101 zwischen der Position H als der vorgegebenen Position und der Position M- als der dritten Position hin umzuschalten.
Insbesondere in einem in 3 dargestellten Beispiel sind drei Magnetsensoren S jeder der Erfassungsgruppen gerade aufgereiht und bilden eine Erfassungsreihe. Das heißt, der erste Magnetsensor S1, der zweite Magnetsensor S2 und der dritte Magnetsensor S3 sind in der Vorn-Hinten-Richtung senkrecht zur ersten Richtung aufgereiht und bilden die erste Erfassungsreihe L1. Der vierte Magnetsensor S4, der fünfte Magnetsensor S5 und der sechste Magnetsensor S6 sind in der seitlichen Richtung senkrecht zur zweiten Richtung aufgereiht und bilden die zweite Erfassungsreihe L2. Der siebente Magnetsensor S7, der achte Magnetsensor S8 und der neunte Magnetsensor S9 sind in der seitlichen Richtung senkrecht zur dritten Richtung aufgereiht und bilden die dritte Erfassungsreihe L3. Die zweite Erfassungsreihe L2 ist von der dritten Erfassungsreihe L3 in der Vorn-Hinten-Richtung senkrecht zur ersten Richtung getrennt.
Weiter ist die zweite Erfassungsreihe L2 von der ersten Erfassungsreihe L1 in der zweiten Richtung (vorwärts) getrennt und ist die dritte Erfassungsreihe L3 von der ersten Erfassungsreihe L1 in der dritten Richtung (rückwärts) getrennt. Im Folgenden ist eine Anordnung im Erfassungssystem 12 genauer beschrieben.
Zur einfacheren Erläuterung ist die Vorn-Hinten-Richtung, in der sich der Gangschaltungshebel 101 bewegt, auch als Spaltenrichtung bezeichnet und ist die seitliche Richtung senkrecht zur Vorn-Hinten-Richtung auch als Zeilenrichtung bezeichnet. Weiter ist eine Anzahl von Reihen, die in der Spaltenrichtung angeordnet sind, als Zeilenanzahl bezeichnet, und ist eine Anzahl von Reihen, die in der Zeilenrichtung angeordnet ist, als Spaltenanzahl bezeichnet. Bezüglich der Anordnung von Magnetsensoren S sei angenommen, dass sich die Matrix 40 auf der Leiterplatte 10 befindet und fünf in der Vorn-Hinten-Richtung (Spaltenrichtung) angeordnete Zeilen und vier in der seitlichen Richtung (Zeilenrichtung) angeordnete Spalten enthält. Ein Kästchen (Bereich) in der Zeile p und der Spalte q in der Matrix 40 ist durch Apq dargestellt. Daher enthält die Matrix 40 20 Bereiche A11 bis A54 (siehe die durch gestrichelte Linien in Teil (a) von 3 abgeteilten Bereiche).
Bezüglich der Anordnung des Permanentmagneten M sei angenommen, dass sich die Matrix 41 auf dem Halterungselement 20 befindet und fünf in der Vorn-Hinten-Richtung (Spaltenrichtung) angeordnete Zeilen und vier in der seitlichen Richtung (Zeilenrichtung) angeordnete Spalten enthält, wie oben beschrieben. Ein Kästchen (Bereich) in der Zeile x und der Spalte y in der Matrix 41 ist durch Bxy dargestellt. Daher enthält die Matrix 41 20 Bereiche B11 bis B54 (siehe die durch gestrichelte Linien in Teil (b) von 3 abgeteilten Bereiche).
Jeder der Bereiche der Matrix 40 und jeder der Bereiche der Matrix 41 weisen eine selbe Form und dieselben Maße auf. Alle Bereiche der Matrix 41 überlappen jeweils alle entsprechenden Bereiche der Matrix 40, wenn der Gangschaltungshebel 101 an der Position H steht.
Zuerst ist eine Anordnung der Magnetsensoren S beschrieben.
Wie in Teil (a) von 3 dargestellt, sind alle neun Magnetsensoren S in jeweiligen Bereichen von zwanzig Bereichen A11 bis A54 in der Matrix 40 angeordnet. Mit anderen Worten, beliebige zwei oder mehr der neun Magnetsensoren S sind nicht im selben Bereich angeordnet.
Konkret sitzt der erste Magnetsensor S1 im Bereich A21, sitzt der zweite Magnetsensor S2 im Bereich A31 und sitzt der dritte Magnetsensor S3 im Bereich A41. Der erste Magnetsensor S1, der zweite Magnetsensor S2 und der dritte Magnetsensor S3 sind in der Vorn-Hinten-Richtung gerade aufgereiht und bilden die erste Erfassungsreihe L1. Der vierte Magnetsensor S4 sitzt im Bereich A12, der fünfte Magnetsensor S5 sitzt im Bereich A13, und der sechste Magnetsensor S6 sitzt im Bereich A14. Der vierte Magnetsensor S4, der fünfte Magnetsensor S5 und der sechste Magnetsensor S6 sind in der seitlichen Richtung gerade aufgereiht und bilden die zweite Erfassungsreihe L2. Der siebente Magnetsensor S7 sitzt im Bereich A52, der achte Magnetsensor S8 sitzt im Bereich A53, und der neunte Magnetsensor S9 sitzt im Bereich A54. Der siebente Magnetsensor S7, der achte Magnetsensor S8 und der neunte Magnetsensor S9 sind in der seitlichen Richtung gerade aufgereiht und bilden die dritte Erfassungsreihe L3.
Je der der Magnetsensoren S enthält beispielsweise einen integrierten Halleffekt-Schaltkreis (IC). Jeder der Magnetsensoren S weist eine Auflösung von einem Bit auf, das einen von zwei verschiedenen Werten gemäß einer Positionsbeziehung des jeweiligen der Magnetsensoren S bezüglich des Permanentmagneten M angibt, wie oben beschrieben. Konkret ist jeder der Magnetsensoren S ausgelegt, einen Südpol zu erfassen. Wenn der Magnetsensor S einem Südpol gegenübersteht, gibt der Magnetsensor S ein EIN-Signal aus. Alternativ gibt der Magnetsensor S, falls der Magnetsensor S keinem Südpol gegenübersteht oder einem Nordpol gegenübersteht, ein AUS-Signal aus. Alternativ kann der Magnetsensor S einen Nordpol erfassen.
Als Nächstes ist eine Anordnung des Permanentmagneten M beschrieben.
Wie in Teil (b) von 3 dargestellt, ist der Permanentmagnet M eines Südpols auf dem Halterungselement 20 ausgebildet. Konkret ist der Permanentmagnet M eines Südpols an der ganzen Matrix 41 des Halterungselements 20 angebracht, das heißt, an allen zwanzig, in fünf Zeilen und vier Spalten aufgeteilten Bereichen B11 bis B54 (eine gestrichelte Fläche in Teil (b) von 3). Um eine falsche Erfassung wirksam zu unterdrücken, ist ein Permanentmagnet eines Nordpols am Halterungselement 20 an einem Teilbereich angebracht, der die Bereiche B11 bis B54 ausschließt (einem Teilbereich, der die Bereiche B11 bis B54 umgibt). Der Teilbereich kann einfach aus einem nichtmagnetischen Körper bestehen. Zur Verdeutlichung ist in Teil (b) von 3 eine Fläche, an der der Permanentmagnet M angebracht ist, etwas kleiner als die Matrix 41. Jedoch können die Fläche, an der der Permanentmagnet M angebracht ist, und die Matrix 41 dieselben Maße aufweisen. Alternativ kann die Fläche, an der der Permanentmagnet M angebracht ist, etwas größer sein als die Matrix 41.
[Betrieb der Positionserfassungsvorrichtung]
Als Nächstes sind Orte der Magnetsensoren S bezüglich des Permanentmagneten M und Erfassungsmuster für jede der Positionen des Gangschaltungshebels 101 beschrieben. 4 ist eine schematische Ansicht, die Orte der Magnetsensoren S bezüglich des Permanentmagneten M für jede der Positionen darstellt. 5 ist eine Tabelle, die Erfassungsmuster der Positionserfassungsvorrichtung 1 für jede der Positionen zeigt. In 4 sind nur die Magnetsensoren S und der Permanentmagnet M eines Südpols dargestellt, und die Leiterplatte 10, das Halterungselement 20 und die Matrizen 40, 41 sind nicht dargestellt.
Wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an der Position H befindet, bedeckt die Matrix 41 die Matrix 40 so, dass die Orte der Matrizen 40, 41 dieselben sind, gesehen von oben, wie oben beschrieben. Dabei stehen alle Magnetsensoren S (der erste bis neunte Magnetsensor S1 bis S9) jeweiligen Bereichen des Permanentmagneten M eines Südpols gegenüber. Folglich enthält ein Erfassungsmuster in diesem Fall von allen Magnetsensoren S ausgegebene EIN-Signale, wie in der zweiten Zeile in 5 gezeigt.
In der Tabelle in 5 geben die Buchstaben M+, H, M-, R, N und D, die vertikal aufgereiht sind, sechs jeweilige Positionen des Gangschaltungshebels 101 an. Die Zahlen 1 bis 9, die seitlich aufgereiht sind, bezeichnen jeweils den ersten bis neunten Magnetsensor S1 bis S9. Jede Zelle in der Tabelle enthält ein Signal (EIN oder AUS), ausgegeben von einem entsprechenden der Magnetsensoren S im Falle einer entsprechenden der Positionen. Jedoch ist zur Verdeutlichung in der Tabelle nur „EIN“ gezeigt, und „AUS“ ist nicht gezeigt.
Als Nächstes, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an der Position M+ befindet, steht das Halterungselement 20 an einer um einen Bereich vorderen Position (in der zweiten Richtung) von der Position H aus bezüglich der Leiterplatte 10. Folglich stehen sechs Magnetsensoren S, die der erste bis sechste Magnetsensor S1 bis S6 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols gegenüber. Andererseits stehen drei Magnetsensoren S, die der siebente bis neunte Magnetsensor S7 bis S9 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols nicht gegenüber. Folglich enthält ein Erfassungsmuster in diesem Fall vom ersten bis sechsten Magnetsensor S1 bis S6 ausgegebene EIN-Signale und vom siebenten bis neunten Magnetsensor S7 bis S9 ausgegebene AUS-Signale, wie in einer ersten Zeile der Tabelle in 5 gezeigt.
Wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an der Position M- befindet, steht das Halterungselement 20 an einer um einen Bereich hinteren Position (in der dritten Richtung) von der Position H aus bezüglich der Leiterplatte 10. Folglich stehen sechs Magnetsensoren S, die der erste bis dritte Magnetsensor S1 bis S3 und der siebente bis neunte Magnetsensor S7 bis S9 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols gegenüber. Andererseits stehen drei Magnetsensoren S, die der vierte bis sechste Magnetsensor S4 bis S6 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols nicht gegenüber. Folglich enthält ein Erfassungsmuster in diesem Fall vom ersten bis dritten Magnetsensor S1 bis S3 ausgegebene und vom siebenten bis neunten Magnetsensor S7 bis S9 ausgegebene EIN-Signale und vom vierten bis sechsten Magnetsensor S4 bis S6 ausgegebene AUS-Signale, wie in einer dritten Zeile der Tabelle in 5 gezeigt.
Wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an der Position N befindet, steht das Halterungselement 20 an einer um einen Bereich rechten Position (in der ersten Richtung) von der Position H aus bezüglich der Leiterplatte 10. Folglich stehen sechs Magnetsensoren S, die der vierte bis neunte Magnetsensor S4 bis S9 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols gegenüber. Andererseits stehen drei Magnetsensoren S, die der erste bis dritte Magnetsensor S1 bis S3 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols nicht gegenüber. Folglich enthält ein Erfassungsmuster in diesem Fall vom vierten bis neunten Magnetsensor S4 bis S9 ausgegebene EIN-Signale und vom ersten bis dritten Magnetsensor S1 bis S3 ausgegebene AUS-Signale, wie in einer fünften Zeile der Tabelle in 5 gezeigt.
Wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an der Position R befindet, steht das Halterungselement 20 an einer um einen Bereich vorderen Position (in der zweiten Richtung) von der Position N aus bezüglich der Leiterplatte 10. Folglich stehen drei Magnetsensoren S, die der vierte bis sechste Magnetsensor S4 bis S6 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols gegenüber. Andererseits stehen sechs Magnetsensoren S, die der erste bis dritte Magnetsensor S1 bis S3 und der siebente bis neunte Magnetsensor S7 bis S9 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols nicht gegenüber. Folglich enthält ein Erfassungsmuster in diesem Fall vom vierten bis sechsten Magnetsensor S4 bis S6 ausgegebene EIN-Signale und vom ersten bis dritten Magnetsensor S1 bis S3 und vom siebenten bis neunten Magnetsensor S7 bis S9 ausgegebene AUS-Signale, wie in einer vierten Zeile der Tabelle in 5 gezeigt.
Falls sich der Gangschaltungshebel 101 an der Position D befindet, steht das Halterungselement 20 an einer um einen Bereich hinteren Position (in der dritten Richtung) von der Position N aus bezüglich der Leiterplatte 10. Folglich stehen drei Magnetsensoren S, die der siebente bis neunte Magnetsensor S7 bis S9 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols gegenüber. Andererseits stehen sechs Magnetsensoren S, die der erste bis sechste Magnetsensor S1 bis S6 sind, dem Permanentmagneten M eines Südpols nicht gegenüber. Folglich enthält ein Erfassungsmuster in diesem Fall vom siebenten bis neunten Magnetsensor S7 bis S9 ausgegebene EIN-Signale und vom ersten bis sechsten Magnetsensor S1 bis S6 ausgegebene AUS-Signale, wie in einer sechsten Zeile der Tabelle in 5 gezeigt.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Da die Positionserfassungsvorrichtung 1 wie oben beschrieben gestaltet ist, stellt die Positionserfassungsvorrichtung 1 einen minimalen Hamming-Abstand von „drei“ sicher. Daher wird ein Fehler an zwei Stellen erfasst, und wird der Fehler an einer Stelle korrigiert.
Wie oben beschrieben, ist ein Hamming-Abstand zwischen zwei verglichenen Codewörtern (hier Erfassungsmustern) eine Anzahl unterschiedlicher Bits (Stellen). Wenn ein Hamming-Abstand zwischen zwei beliebigen Codewörtern gleich oder größer als t + 1 ist, können höchstens t Fehler in den Codewörtern erfasst werden. Wenn ein Hamming-Abstand zwischen zwei beliebigen Codewörtern gleich oder größer als 2t + 1 ist, können höchstens t Fehler in den Codewörtern korrigiert werden.
6 ist eine Tabelle, die Hamming-Abstände zwischen den Positionen des Gangschaltungshebels 101 zeigt. Wie in 5 gezeigt, wird in den Erfassungsmustern, in denen der Gangschaltungshebel 101 an der Position H bzw. an der Position M+ steht, beispielsweise (EIN) vom ersten bis sechsten Magnetsensor S1 bis S6 ausgegeben. Andererseits unterscheidet sich der Ausgang vom siebenten bis neunten Magnetsensor S7 bis S9 im Falle der Position H vom Ausgang vom siebenten bis neunten Magnetsensor S7 bis S9 im Falle der Position M+. Daher beträgt ein Hamming-Abstand zwischen der Position H und der Position M+ „drei“, wie in 6 gezeigt.
Wie in 6 gezeigt, stellt die Positionserfassungsvorrichtung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform einen minimalen Hamming-Abstand von „drei“ sicher. Daher ist t = 2 für die Fehlererkennung, und somit können höchstens zwei Fehler im Ausgang erkannt werden. Weiter ist t = 1 für die Fehlerkorrektur, und somit kann höchstens ein Fehler im Ausgang korrigiert werden. Folglich stellt die Positionserfassungsvorrichtung 1 eine Ausfallsicherheit gegen einen Ausfall von Magnetsensoren S sicher.
Weiter verursacht die Positionserfassungsvorrichtung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform keine falsche Erfassung, da ein Ausgangswert zu einer Zeit, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an einem Ort zwischen zwei beliebigen der Positionen befindet, ein eindeutiger Wert ist.
7 ist eine Tabelle, die alle Erfassungsmuster der Positionserfassungsvorrichtung 1 zeigt, die Erfassungsmuster möglicher Signale enthalten, die zu einer Zeit ausgegeben werden, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an einem Ort zwischen zwei der Positionen befindet. In 7 ist jedes der Erfassungsmuster an den sechs Positionen von einer rechteckigen Umgrenzung umgeben, und die Erfassungsmuster sind dieselben wie die in 5 gezeigten. Außerdem sind mögliche Erfassungsmuster von Signalen, die an Orten erfasst sind, die jeweils zwischen zwei der Positionen liegen, zwischen einem Erfassungsmuster an einer der beiden Positionen und einem Erfassungsmuster an der Position gezeigt, die der einen den beiden Positionen benachbart ist.
Wie in 7 gezeigt, unterscheiden sich die Erfassungsmuster zweier benachbarter Positionen in drei Magnetsensoren S. Daher gibt es sechs mögliche Schaltmuster des Ausgangs von drei Magnetsensoren S zu einer Zeit während des Bewegens des Gangschaltungshebels 101. In 7 sind Ausgangswerte von drei Magnetsensoren S, die ihre Ausgänge umschalten, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 zwischen zwei benachbarten Positionen bewegt, fett kursiv gezeigt.
Wenn sich beispielsweise der Gangschaltungshebel 101 von der Position H zur Position N bewegt, schalten die Ausgangswerte von drei Magnetsensoren, die der erste bis dritte Magnetsensor S1 bis S3 sind, von EIN zu AUS um. Das heißt, Ausgangswerte von ersten bis dritten Magnetsensor S1 bis S3 schalten von (EIN, EIN, EIN) zu (AUS, AUS, AUS) um. Es gibt sechs mögliche Signalmuster, die von drei Magnetsensoren S bei der Bewegung ausgegeben werden. Die sechs möglichen Signalmuster sind (AUS, AUS, EIN), (AUS, EIN, AUS), (AUS, EIN, EIN), (EIN, AUS, AUS), (EIN, AUS, EIN) und (EIN, EIN, AUS), wie in 7 gezeigt.
Ähnlich gibt es, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 zwischen der Position H und der Position M+, zwischen der Position H und der Position M-, zwischen der Position N und der Position R oder zwischen der Position N und der Position D bewegt, ebenfalls sechs mögliche Signalmuster, die von drei Magnetsensoren S ausgegeben werden, wie in 7 gezeigt. Ein Vergleich zwischen einem beliebigen der Erfassungsmuster und einem anderen der Erfassungsmuster zeigt, dass alle Erfassungsmuster der Positionserfassungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform eindeutige Muster sind. Daher unterscheidet sich ein beliebiges der Erfassungsmuster von anderen der Erfassungsmuster.
Folglich kann, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 von einer der Positionen zu einer anderen der Positionen bewegt, einen aktuellen Ort des Gangschaltungshebels 101 (eine der Positionen oder einen Ort zwischen zwei der Positionen) auf Grundlage nacheinander erfasster Signalmuster bestimmt werden, ungeachtet der Zeitpunkte von Umschaltungen der drei Magnetsensoren S. Daher kann die Positionserfassungsvorrichtung 1 eine falsche Positionserfassung wirksam unterdrücken, die durch Ausgangswerte zu einer Zeit verursacht ist, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an einem Ort zwischen zwei der Positionen befindet.
Angenommen, die Erfassungsmuster seien 9-Bit-Binärzahlen. Die 9-Bit-Binärzahlen werden in Dezimalzahlen umgewandelt. 7 zeigt die Dezimalzahlen jeweils rechts von den entsprechenden Erfassungsmustern zum leichten Vergleichen der Erfassungsmuster.
Weiter ist die Positionserfassungsvorrichtung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform so eingestellt, dass die Ausgänge von allen Magnetsensoren S in einem normalen Zustand in einem Fall der Position H dieselben (EIN) sind, die eine Position aus den sechs Positionen ist, wie in 4 dargestellt (siehe 5). Sogar falls ein Fehler bei einem beliebigen der Magnetsensoren S auftritt, kann der Fehler leicht erkannt werden auf Grundlage der Ausgänge zu einer Zeit, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an der Position H befindet.
Eine solche Anordnung wird beispielsweise geeignet angewendet bei einer Positionserfassungsvorrichtung eines Gangschaltungshebels einer Gangschaltung vom Tastertyp. Die Gangschaltung vom Tastertyp ist so ausgelegt, dass der Gangschaltungshebel jedes Mal zu einem vorgegebenen neutralen Ort (z.B. der Position H (der Ausgangsposition)) zurückkehrt, nachdem ein Benutzer den Gangschaltungshebel betätigt hat. Daher erleichtert es das Einstellen, dass alle Magnetsensoren S einen selben Wert ausgeben, wenn sich der Gangschaltungshebel an dem neutralen Ort befindet, Fehler zu erkennen.
(Modifizierte Beispiele)
Die Anordnung der bei der oben beschriebenen Gangschaltung 100 vom H-Typ anwendbaren Positionserfassungsvorrichtung 1 ist nicht auf die obige Anordnung beschränkt. Das heißt, bei dem Erfassungssystem 12 können die Magnetsensoren S anders angeordnet sein, und der Permanentmagnet M 12 kann anders angeordnet sein. 8 und 9 sind schematische Ansichten, die andere Anordnungen von Erfassungssystemen darstellen, die bei einer Positionserfassungsvorrichtung 1 der Gangschaltung 100 vom H-Typ anwendbar sind. 8 und 9 stellen Anordnungen zu einem Zeitpunkt dar, wenn der Gangschaltungshebel 101 an der Position H steht.
Die Magnetsensoren S eines in Teil (a) von 8 dargestellten Erfassungssystems sind in einer Matrix 40 angeordnet, die fünf Zeilen und vier Spalten enthält, ähnlich wie die in Teil (a) von 3 dargestellten Magnetsensoren S. Die in Teil (a) von 8 dargestellten Magnetsensoren S sind in einer Matrix 40 in einer selben Positionsbeziehung angeordnet wie derjenigen der in Teil (a) von 3 dargestellten Magnetsensoren S. Andererseits ist der Permanentmagnet M eines Südpols des in Teil (a) von 8 dargestellten Erfassungssystems auf einer Fläche angeordnet, die die Bereiche B32, B33 und B34 der Matrix 41 ausschließt. Die Matrix 41 enthält fünf Zeilen und vier Spalten, ähnlich wie die in Teil (b) von 3 dargestellte Matrix 41. Die Bereiche B32, B33 und B34 können aus einem nichtmagnetischen Körper bestehen. Alternativ kann, um eine falsche Erfassung wirksam zu unterdrücken, ein Permanentmagnet eines Nordpols auf den Bereichen B32, B33 und B34 angeordnet sein.
In einem in Teil (b) von 8 gezeigten Erfassungssystem sind neun Magnetsensoren S in einer Matrix 40a angeordnet, die sich auf der Leiterplatte 10 befindet und fünf Zeilen und fünf Spalten enthält. Das heißt, der erste Magnetsensor S1 ist auf dem Bereich A21 angeordnet, der zweite Magnetsensor S2 ist auf dem Bereich A31 angeordnet, und der dritte Magnetsensor S3 ist auf dem Bereich A41 angeordnet. Der vierte Magnetsensor S4 sitzt auf dem Bereich A13, der fünfte Magnetsensor S5 sitzt auf dem Bereich A14, und der sechste Magnetsensor S6 sitzt auf dem Bereich A15. Der siebente Magnetsensor S7 sitzt auf dem Bereich A23, der achte Magnetsensor S8 sitzt auf dem Bereich A24, und der neunte Magnetsensor S9 sitzt auf dem Bereich A25.
Andererseits ist der Permanentmagnet M eines Südpols auf dem vorgegebenen Bereich B in der Matrix 41a des Halterungselements 20 angeordnet und enthält fünf Zeilen und fünf Spalten. Das heißt, in der Matrix 41a ist der Permanentmagnet M eines Südpols auf einer ganzen ersten Zeile (fünf Bereichen A11 bis A15, die in der seitlichen Richtung durchgehend sind), auf einer ganzen zweiten Zeile (fünf Bereichen A21 bis A25, die in der seitlichen Richtung durchgehend sind) und auf den Bereichen A31, A41 und A51 angeordnet. Die übrige Fläche auf der Matrix 41a kann aus einem nichtmagnetischen Körper bestehen. Alternativ kann, um eine falsche Erfassung wirksam zu unterdrücken, ein Permanentmagnet eines Nordpols auf der übrigen Fläche auf der Matrix 41a angeordnet sein.
In einem in Teil (c) von 8 gezeigten Erfassungssystem sind neun Magnetsensoren S in einer Matrix 40b angeordnet, die sich auf der Leiterplatte 10 befindet und fünf Zeilen und sechs Spalten enthält. Das heißt, der erste Magnetsensor S1 ist auf dem Bereich A26 angeordnet, der zweite Magnetsensor S2 ist auf dem Bereich A36 angeordnet, und der dritte Magnetsensor S3 ist auf dem Bereich A46 angeordnet. Der vierte Magnetsensor S4 sitzt auf dem Bereich A12, der fünfte Magnetsensor S5 sitzt auf dem Bereich A13, und der sechste Magnetsensor S6 sitzt auf dem Bereich A14. Der siebente Magnetsensor S7 sitzt auf dem Bereich A22, der achte Magnetsensor S8 sitzt auf dem Bereich A23, und der neunte Magnetsensor S9 sitzt auf dem Bereich A24.
Andererseits sind Permanentmagnete M eines Südpols auf vorgegebenen Bereichen B der Matrix 41b angeordnet, die sich auf dem Halterungselement 20 befindet und fünf Zeilen und sechs Spalten enthält. Das heißt, in der Matrix 41b ist einer der Permanentmagnete M eines Südpols auf vier Bereichen B11 bis B14 einer ersten Zeile, die in der seitlichen Richtung durchgehend sind, und vier Bereichen B21 bis B24 einer zweiten Zeile angeordnet, die in der seitlichen Richtung durchgehend sind. Der andere Permanentmagnet M eines Südpols ist auf vier Bereichen B16 bis B56 einer sechsten Spalte angeordnet, die in der Vorn-Hinten-Richtung durchgehend sind. Die übrige Fläche auf der Matrix 41b kann aus einem nichtmagnetischen Körper bestehen. Alternativ kann, um eine falsche Erfassung wirksam zu unterdrücken, ein Permanentmagnet eines Nordpols auf der übrigen Fläche auf der Matrix 41b angeordnet sein.
In einem in Teil (a) von 9 gezeigten Erfassungssystem sind neun Magnetsensoren S in einer Matrix 40c angeordnet, die sich auf der Leiterplatte 10 befindet und acht Zeilen und vier Spalten enthält. Das heißt, der erste Magnetsensor S1 ist auf dem Bereich A54 angeordnet, der zweite Magnetsensor S2 ist auf dem Bereich A64 angeordnet, und der dritte Magnetsensor S3 ist auf dem Bereich A74 angeordnet. Der vierte Magnetsensor S4 sitzt auf dem Bereich A12, der fünfte Magnetsensor S5 sitzt auf dem Bereich A13, und der sechste Magnetsensor S6 sitzt auf dem Bereich A14. Der siebente Magnetsensor S7 sitzt auf dem Bereich A22, der achte Magnetsensor S8 sitzt auf dem Bereich A23, und der neunte Magnetsensor 9S sitzt auf dem Bereich A24.
Andererseits sind Permanentmagnete M eines Südpols auf vorgegebenen Bereichen B der Matrix 41c angeordnet, die sich auf dem Halterungselement 20 befindet und acht Zeilen und vier Spalten enthält. Das heißt, in der Matrix 41c ist einer der Permanentmagnete M eines Südpols auf einer ganzen ersten Zeile (vier Bereichen B11 bis B14, die in der seitlichen Richtung durchgehend sind), und einer ganzen zweiten Zeile angeordnet (vier Bereichen B21 bis B24, die in der seitlichen Richtung durchgehend sind). Der übrige Permanentmagnet M eines Südpols ist auf fünf Bereichen B44 bis B84 einer vierten Spalte angeordnet, die in der Vorn-Hinten-Richtung durchgehend sind. Die übrige Fläche auf der Matrix 41c kann aus einem nichtmagnetischen Körper bestehen. Alternativ kann, um eine falsche Erfassung wirksam zu unterdrücken, ein Permanentmagnet eines Nordpols auf der übrigen Fläche auf der Matrix 41c angeordnet sein.
In einem in Teil (b) von 9 gezeigten Erfassungssystem sind neun Magnetsensoren S in einer Matrix 40d angeordnet, die sich auf der Leiterplatte 10 befindet und vier Zeilen und fünf Spalten enthält. Das heißt, der erste Magnetsensor S 1 ist auf dem Bereich A21 angeordnet, der zweite Magnetsensor S2 ist auf dem Bereich A22 angeordnet, und der dritte Magnetsensor S3 ist auf dem Bereich A31 angeordnet. Der vierte Magnetsensor S4 sitzt auf dem Bereich A13, der fünfte Magnetsensor S5 sitzt auf dem Bereich A14, und der sechste Magnetsensor S6 sitzt auf dem Bereich A15. Der siebente Magnetsensor S7 sitzt auf dem Bereich A43, der achte Magnetsensor S8 sitzt auf dem Bereich A44, und der neunte Magnetsensor S9 sitzt auf dem Bereich A45.
Andererseits ist der Permanentmagnet M eines Südpols auf einem vorgegebenen Bereich B der Matrix 41d angeordnet, die sich auf dem Halterungselement 20 befindet und vier Zeilen und fünf Spalten enthält. Das heißt, in der Matrix 41d ist der Permanentmagnet M eines Südpols auf allen zwanzig Bereichen B11 bis B45 angeordnet, die in vier Zeilen und fünf Spalten aufgeteilt sind. Wenn sich gemäß dem in Teil (b) von 9 dargestellten Erfassungssystem der Gangschaltungshebel 101 zwischen der Position H und der Position N bewegt, bewegt sich zwangsläufig das Halterungselement 20 bezüglich der Leiterplatte 10 um eine Strecke, die zwei A-Bereichen entspricht.
In einem in Teil (c) von 9 gezeigten Erfassungssystem sind neun Magnetsensoren S in einer Matrix 40e angeordnet, die sich auf der Leiterplatte 10 befindet und drei Zeilen und sechs Spalten enthält. Das heißt, der erste Magnetsensor S1 ist auf dem Bereich A21 angeordnet, der zweite Magnetsensor S2 ist auf dem Bereich A22 angeordnet, und der dritte Magnetsensor S3 ist auf dem Bereich A23 angeordnet. Der vierte Magnetsensor S4 sitzt auf dem Bereich A14, der fünfte Magnetsensor S5 sitzt auf dem Bereich A15, und der sechste Magnetsensor S6 sitzt auf dem Bereich A16. Der siebente Magnetsensor S7 sitzt auf dem Bereich A34, der achte Magnetsensor S8 sitzt auf dem Bereich A35, und der neunte Magnetsensor S9 sitzt auf dem Bereich A36.
Andererseits ist der Permanentmagnet M eines Südpols auf einem vorgegebenen Bereich B der Matrix 41e angeordnet, die sich auf dem Halterungselement 20 befindet und drei Zeilen und sechs Spalten enthält. Das heißt, in der Matrix 41e ist der Permanentmagnet M eines Südpols auf allen achtzehn Bereichen B11 bis B36 angeordnet, die in drei Zeilen und sechs Spalten aufgeteilt sind. Wenn sich gemäß dem in Teil (c) von 9 dargestellten Erfassungssystem der Gangschaltungshebel 101 zwischen der Position H und der Position N bewegt, bewegt sich zwangsläufig das Halterungselement 20 bezüglich der Leiterplatte 10 um eine Strecke, die drei A-Bereichen entspricht.
Die Positionserfassungsvorrichtung 1, die ein Erfassungssystem nach einer beliebigen der in den Teilen (a) bis (c) von 8 und Teilen (a) bis (c) von 9 dargestellte Anordnungen enthält, die oben beschrieben sind, weist vorteilhafte Wirkungen auf, die ähnlich denen des in 3 dargestellten Erfassungssystems 12 sind. Das heißt, ein Erfassungssystem nach einer beliebigen der Anordnungen stellt einen Mindest-Hamming-Abstand von „drei“ sicher. Daher können höchstens zwei Fehler im Ausgang erkannt werden und kann höchstens ein Fehler im Ausgang korrigiert werden.
Weiter kann, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 von einer beliebigen der Positionen zu einer anderen der Positionen bewegt, einen aktuellen Ort des Gangschaltungshebels 101 (eine der Positionen oder einen Ort zwischen zwei der Positionen) auf Grundlage nacheinander erfasster Signalmuster bestimmt werden, ungeachtet der Zeitpunkte von Umschaltungen der drei Magnetsensoren S. Daher kann die Positionserfassungsvorrichtung 1, die ein beliebiges der Erfassungssysteme enthält, eine falsche Positionserfassung wirksam unterdrücken, die durch Ausgangswerte zu einer Zeit verursacht ist, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an einem Ort zwischen zwei der Positionen befindet.
(Zweite beispielhafte Ausführungsform)
10 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Erscheinungsbild einer Gangschaltung darstellt, bei der eine Positionserfassungsvorrichtung 1A gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform angewendet ist. Im Folgenden ist die Gangschaltung 100A gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform beschrieben. Hauptsächlich ist der Unterscheid zwischen der Gangschaltung 100A und der Gangschaltung 100 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform beschrieben. Das heißt, Elemente ähnlich denen in der Gangschaltung 100 weisen dieselben Bezugszeichen auf wie die in der ersten beispielhaften Ausführungsform, und Beschreibungen von Einzelheiten davon können weggelassen sein.
Die Gangschaltung 100A gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist von einem h-Typ. Die Führungsschlitze 104A weisen, von oben gesehen, eine Form wie ein Buchstabe „h“ auf (korrekt eines Buchstabens „h“, bei dem links und rechts vertauscht sind). Der Gangschaltungshebel 101 durchstößt die Führungsschlitze 104A. Der Gangschaltungshebel 101 kann zwischen fünf Positionen entlang den Führungsschlitzen 104A in einer Vorn-Hinten-Richtung und einer seitlichen Richtung bewegt werden.
Im linken Schlitz sind die Position H und die Position B in dieser Reihenfolge von einem Vorderende zu einem Hinterende aufgereiht. Im rechten Schlitz sind die Position R, die Position N und die Position D in dieser Reihenfolge von einem Vorderende zu einem Hinterende aufgereiht. Die Position H und die Position N befinden sich an jeweiligen Enden eines mittleren Schlitzes der Führungsschlitze 104, der sich in der seitlichen Richtung erstreckt. Die Position H ist der Position N benachbart.
Daher kann sich der Gangschaltungshebel 101 der Gangschaltung 100A von der Position N zu drei Positionen (der Position H, der Position R und der Position D) in drei verschiedene Richtungen bewegen. Der Gangschaltungshebel 101 kann sich von der Position H zu zwei Positionen (der Position N und der Position B) in zwei verschiedene Richtungen bewegen. Die Positionserfassungsvorrichtung 1A erfasst jede beliebige von allen der obigen möglichen Positionen des Gangschaltungshebels 101.
Andererseits enthält die Erfassungseinheit 102 die Leiterplatte 10. Neun Magnetsensoren S als Aufnehmer sind auf einer oberen Fläche der Leiterplatte 10 bestückt. Jeder der Magnetsensoren S gibt selektiv einen von zwei verschiedenen Werten aus, gemäß einem Pol eines Magneten, der dem jeweiligen der Magnetsensoren S benachbart ist. Ein plattenförmiges Halterungselement 20 ist an einem unteren Teil des Gangschaltungshebels 101 angebracht. Das Halterungselement 20 steht der Leiterplatte 10 von oben gegenüber. Ein Permanentmagnet M als zu erfassender Teil ist an einer unteren Fläche des Halterungselements 20 angebracht. Daher steht der Permanentmagnet M den Magnetsensoren S von oben gegenüber. Eine elektrische Anordnung der Positionserfassungsvorrichtung 1A kann ähnlich einer Anordnung in dem in der ersten beispielhaften Ausführungsform dargestellten Blockdiagramm von 2 sein. Daher ist die elektrische Anordnung der Positionserfassungsvorrichtung 1A nicht beschrieben.
Die Positionserfassungsvorrichtung 1A gibt 9-stellige Erfassungsmuster aus, da die Positionserfassungsvorrichtung 1A neun Magnetsensoren S enthält, von denen jeder eine Auflösung von einem Bit aufweist, das einen von zwei verschiedenen Werten (EIN, AUS) gemäß einer Positionsbeziehung des jeweiligen der Magnetsensoren S bezüglich des Permanentmagneten M angibt.
Wenn sich der Gangschaltungshebel 101 zwischen einer vorgegebenen Position (der Position N) und einer anderen, der vorgegebenen Position benachbarten Position (der Position H, der Position R oder der Position D) bewegt oder dazwischen umschaltet, wird ein Ausgang von jedem von drei Magnetsensoren S eines Erfassungssystems der Positionserfassungsvorrichtung 1A umgeschaltet. Weiter sind Magnetsensoren S, deren Ausgang durch eine Bewegung des Gangschaltungshebels 101 zwischen der vorgegebenen Position (der Position N) und einer anderen, der vorgegebenen Position benachbarten Position (der Position H, der Position R oder der Position D; einer ersten Position) umgeschaltet wird, alle verschieden von Magnetsensoren S, deren Ausgänge durch eine Bewegung des Gangschaltungshebels 101 zwischen der obigen vorgegebenen Position zu einer anderen Position (einer zweiten Position) umgeschaltet werden, die auch der obigen vorgegebenen Position benachbart ist. Anzumerken ist, dass die zweite Position eine andere Position als die erste Position unter der Position H, der Position R und der Position D ist.
Als Nächstes ist eine Anordnung von Magnetsensoren S und eine Anordnung des Permanentmagneten M des Erfassungssystems der Positionserfassungsvorrichtung 1A beispielhaft und genau mit Bezugnahme auf 11 beschrieben.
11 ist eine schematische Ansicht, die eine Anordnung der Positionserfassungsvorrichtung 1A zeigt. Teil (a) von 11 stellt eine Anordnung von Magnetsensoren S auf der Leiterplatte 10 dar. Teil (b) von 11 stellt eine Anordnung eines Permanentmagneten M auf dem Halterungselement 20 dar. Bezüglich der Anordnung der Magnetsensoren S sei angenommen, dass sich die Matrix 40e auf der Leiterplatte 10 befindet und vier Zeilen und vier Spalten enthält. Bezüglich der Anordnung des Permanentmagneten M sei angenommen, dass sich die Matrix 41e auf dem Halterungselement 20 befindet und vier Zeilen und vier Spalten enthält. Die Bereiche der Matrix 40e und die Bereiche der Matrix 41e weisen eine selbe Form und dieselben Maße auf. Wenn der Gangschaltungshebel 101 an der Position H steht, überlappen alle Bereiche der Matrix 41e jeweils alle entsprechenden Bereiche der Matrix 40e.
Angenommen, die Position N sei eine vorgegebene Position, wie oben beschrieben, so kann sich der Gangschaltungshebel 101 der Positionserfassungsvorrichtung 1A von der vorgegebenen Position zur Position H in einer ersten Richtung (nach links), zur Position R in einer zweiten Richtung (vorwärts) oder zur Position D in einer dritten Richtung (rückwärts) bewegen. Das Erfassungssystem enthält eine erste Erfassungsgruppe, eine zweite Erfassungsgruppe und eine dritte Erfassungsgruppe als dieselben wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform.
Auch ebenso wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform sind in einem Beispiel in 11 drei Magnetsensoren S jeder der Erfassungsgruppen gerade aufgereiht und bilden eine Erfassungsreihe. Das heißt, der erste Magnetsensor S1, der zweite Magnetsensor S2 und der dritte Magnetsensor S3 bilden die erste Erfassungsreihe L1. Der vierte Magnetsensor S4, der fünfte Magnetsensor S5 und der sechste Magnetsensor S6 bilden die zweite Erfassungsreihe L2. Der siebente Magnetsensor S7, der achte Magnetsensor S8 und der neunte Magnetsensor S9 bilden die dritte Erfassungsreihe L3. Die zweite Erfassungsreihe L2 ist von der dritten Erfassungsreihe L3 in der Vorn-Hinten-Richtung senkrecht zur ersten Richtung getrennt.
Weiter ist die zweite Erfassungsreihe L2 von der ersten Erfassungsreihe L1 in der zweiten Richtung (vorwärts) getrennt und überlappt die dritte Erfassungsreihe L3 die erste Erfassungsreihe L1, gesehen entlang der ersten Richtung. Im Folgenden ist eine Anordnung des Erfassungssystems genauer beschrieben.
Wie in Teil (a) von 11 dargestellt, sind alle neun Magnetsensoren S in jeweiligen Bereichen von sechzehn Bereichen A11 bis A44 in der Matrix 40e angeordnet. Mit anderen Worten, beliebige zwei oder mehr von neun Magnetsensoren S sind nicht im selben Bereich angeordnet.
Konkret sitzt der erste Magnetsensor S1 im Bereich A21, sitzt der zweite Magnetsensor S2 im Bereich A31 und sitzt der dritte Magnetsensor S1 im Bereich A41. Der erste Magnetsensor S1, der zweite Magnetsensor S2 und der dritte Magnetsensor S3 sind in der Vorn-Hinten-Richtung gerade aufgereiht und bilden die erste Erfassungsreihe L1. Der vierte Magnetsensor S4 sitzt im Bereich A12, der fünfte Magnetsensor S5 sitzt im Bereich A13, und der sechste Magnetsensor S6 sitzt im Bereich A14. Der vierte Magnetsensor S4, der fünfte Magnetsensor S5 und der sechste Magnetsensor S6 sind in der seitlichen Richtung gerade aufgereiht und bilden die zweite Erfassungsreihe L2. Der siebente Magnetsensor S7 sitzt im Bereich A42, der achte Magnetsensor S8 sitzt im Bereich A43, und der neunte Magnetsensor S9 sitzt im Bereich A44. Der siebente Magnetsensor S7, der achte Magnetsensor S8 und der neunte Magnetsensor S9 sind in der seitlichen Richtung gerade aufgereiht und bilden die dritte Erfassungsreihe L3.
Wie in Teil (b) von 11 dargestellt, ist der Permanentmagnet M eines Südpols auf dem Halterungselement 20 ausgebildet. Konkret ist der Permanentmagnet M eines Südpols an der ganzen Matrix 41e des Halterungselements 20 angebracht, das heißt, an allen sechzehn, in vier Zeilen und vier Spalten aufgeteilten Bereichen B11 bis B44 (einer gestrichelten Fläche in Teil (b) von 11). Um eine falsche Erfassung wirksam zu unterdrücken, ist ein Permanentmagnet eines Nordpols am Halterungselement 20 auf einem Teilbereich angebracht, der die Bereiche B11 bis B44 ausschließt (einem Teilbereich, der die Bereiche B11 bis B44 umgibt). Der Teilbereich kann einfach aus einem nichtmagnetischen Körper bestehen. Zur Verdeutlichung ist in Teil (b) von 11 eine Fläche, an der der Permanentmagnet M angebracht ist, etwas kleiner als die Matrix 41e. Jedoch können die Fläche, an der der Permanentmagnet M angebracht ist, und die Matrix 41e dieselben Maße aufweisen. Alternativ kann die Fläche, an der der Permanentmagnet M angebracht ist, etwas größer sein als die Matrix 41e.
Die so angeordnete Positionserfassungsvorrichtung 1A weist vorteilhafte Wirkungen auf, die ähnlich denen der Positionserfassungsvorrichtung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform sind. Das heißt, das Erfassungssystem der Positionserfassungsvorrichtung 1A stellt einen minimalen Hamming-Abstand von „drei“ sicher. Daher können höchstens zwei Fehler im Ausgang erkannt werden und kann höchstens ein Fehler im Ausgang korrigiert werden.
Wenn sich der Gangschaltungshebel 101 zwischen einer der Positionen zu einer anderen der Positionen bewegt, sind die Ausgänge von nur drei Magnetsensoren S zum Zeitpunkt des Abschlusses der Bewegung umgeschaltet. Weiter kann ein aktueller Ort des Gangschaltungshebels 101 (eine der Positionen oder ein Ort zwischen zwei der Positionen) auf Grundlage nacheinander erfasster Signalmuster bestimmt werden, ungeachtet der Zeitpunkte von Umschaltungen der drei Magnetsensoren S beim Bewegen des Gangschaltungshebels 101 von einer der Positionen zu einer anderen der Positionen. Daher kann die Positionserfassungsvorrichtung 1A, die das Erfassungssystem enthält, eine falsche Positionserfassung wirksam unterdrücken, die durch Ausgangswerte zu einer Zeit verursacht ist, wenn sich der Gangschaltungshebel 101 an einem Ort zwischen zwei der Positionen befindet.
In der obigen Beschreibung ist eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bei einer Gangschaltung vom H-Typ und einer Gangschaltung vom h-Typ angewendet. Jedoch sind Gangschaltungen, bei denen eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann, nicht auf die Gangschaltung vom H-Typ und eine Gangschaltung vom h-Typ beschränkt. Zum Beispiel kann eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bei einer Gangschaltung vom T-Typ angewendet werden, die ein Bedienungselement enthält, das von einer vorgegebenen Position zu einer beliebigen von drei Positionen in drei verschiedene Richtungen beweglich ist. Beispiele von Anordnungen von Gangschaltungen eines T-Typs enthalten eine Anordnung, bei der die Position B von der Gangschaltung 100A gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform weggelassen ist.
Richtungen, in die sich ein Bedienungselement von einer vorgegebenen Position bewegen kann, sind nicht auf drei Richtungen beschränkt. Zum Beispiel kann eine Positionserfassungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung bei einer Gangschaltung angewendet werden, die ein Bedienungselement enthält, das in vier oder mehr Richtungen beweglich ist. Auch in einem solchen Fall kann die Positionserfassungsvorrichtung 1 eine falsche Positionserfassung wirksam unterdrücken, die durch Ausgangswerte zu einer Zeit verursacht ist, wenn sich der Gangschaltungshebel an einem Ort zwischen zwei der Positionen befindet.
Eine Positionserfassungsvorrichtung in diesem Fall erfasst eine aktuelle Position eines Bedienungselements. Das Bedienungselement ist zwischen einer vorgegebenen Position und einer beliebigen von N Positionen in N unterschiedliche Richtungen zu bewegen, die voneinander verschieden sind. Die aktuelle Position ist eine aus der vorgegebenen Position und einer der N Positionen. N ist eine ganze Zahl gleich oder größer als drei. Die N Positionen enthalten eine erste Position und eine von der ersten Position verschiedene zweite Position. Die Positionserfassungsvorrichtung enthält ein Erfassungssystem, das enthält: einen zu erfassenden Teil; und 3N (das ist gleich N, multipliziert mit drei) Aufnehmer. Jeder der 3N Aufnehmer weist eine Auflösung von einem Bit auf, das einen von zwei verschiedenen Werten gemäß einer Positionsbeziehung jedes der 3N Aufnehmer bezüglich des zu erfassenden Teils angibt. Die 3N Aufnehmer enthalten drei erste Aufnehmer und drei zweite Aufnehmer, die jeweils verschieden von jedem der drei ersten Aufnehmer sind. Jeder der drei ersten Aufnehmer ist ausgelegt, einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der ersten Position hin umzuschalten. Jeder der drei zweiten Aufnehmer ist ausgelegt, einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der zweiten Position hin umzuschalten. Eine Positionserfassungsvorrichtung, die eine solche Anordnung enthält, kann dieselben vorteilhaften Wirkungen erreichen wie die oben beschriebenen.
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise angewendet werden bei einer Positionserfassungsvorrichtung für eine Gangschaltung, die durch einen Fahrer in einem Fahrzeug, wie etwa einem Automobil, zu betätigen ist.

Claims

Positionserfassungsvorrichtung, ausgelegt, eine aktuelle Position eines Bedienungselements zu erfassen, wobei das Bedienungselement zwischen einer vorgegebenen Position und einer beliebigen von N Positionen zu bewegen ist, die sich in N voneinander verschiedenen Richtungen befinden, wobei die aktuelle Position eine aus der vorgegebenen Position und einer der N Positionen ist, N eine ganze Zahl gleich oder größer als drei ist, die N Positionen eine erste Position und eine von der ersten Position verschiedene zweite Position enthalten, die Positionserfassungsvorrichtung ein Erfassungssystem umfasst, das enthält: einen zu erfassenden Teil; und 3N Aufnehmer, jeweils mit einer Auflösung von einem Bit, das einen von zwei verschiedenen Werten gemäß einer Positionsbeziehung jedes der 3N Aufnehmer bezüglich des zu erfassenden Teils angibt, wobei die 3N Aufnehmer drei erste Aufnehmer und drei jeweils von jedem der drei ersten Aufnehmer verschiedene zweite Aufnehmer enthalten, jeder der drei ersten Aufnehmer ausgelegt ist, einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der ersten Position hin umzuschalten, und jeder der drei zweiten Aufnehmer ausgelegt ist, einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der zweiten Position hin umzuschalten.
Positionserfassungsvorrichtung, ausgelegt, eine aktuelle Position eines Bedienungselements zu erfassen, wobei das Bedienungselement zwischen einer vorgegebenen Position und einer beliebigen von drei Positionen zu bewegen ist, die sich in drei Richtungen befinden, die jeweils voneinander verschieden sind, wobei die aktuelle Position eine aus der vorgegebenen Position und einer der drei Positionen ist, die drei Positionen eine erste Position und eine von der ersten Position verschiedene zweite Position enthalten, die Positionserfassungsvorrichtung ein Erfassungssystem umfasst, das enthält: einen zu erfassenden Teil; und neun Aufnehmer, jeweils mit einer Auflösung von einem Bit, das einen von zwei verschiedenen Werten gemäß einer Positionsbeziehung jedes der neun Aufnehmer bezüglich des zu erfassenden Teils angibt, wobei die neun Aufnehmer drei erste Aufnehmer und drei zweite Aufnehmer enthalten, die jeweils verschieden von jedem der drei ersten Aufnehmer sind, jeder der drei ersten Aufnehmer ausgelegt ist, einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der ersten Position hin umzuschalten, und jeder der drei zweiten Aufnehmer ausgelegt ist, einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der zweiten Position hin umzuschalten.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die neun Aufnehmer weiter drei dritte Aufnehmer enthalten, die jeweils verschieden von jedem der drei ersten Aufnehmer und der drei zweiten Aufnehmer sind, die drei Positionen weiter eine von der ersten Position und der zweiten Position verschiedene dritte Position enthalten, und die drei dritten Aufnehmer ausgelegt sind, einen Ausgang zwischen den beiden verschiedenen Werten auf eine Bewegung des Bedienungselements zwischen der vorgegebenen Position und der dritten Position hin umzuschalten.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die drei Richtungen eine erste Richtung, eine zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung und eine dritte Richtung enthalten, die der zweiten Richtung gegenüber liegt, sich die erste Richtung von der vorgegebenen Position zur ersten Position erstreckt, sich die zweite Richtung von der vorgegebenen Position zur zweiten Position erstreckt, und sich die dritte Richtung von der vorgegebenen Position zur dritten Position erstreckt.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die drei Richtungen eine erste Richtung, eine zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung und eine dritte Richtung enthalten, die der zweiten Richtung gegenüber liegt, das Erfassungssystem eine erste Erfassungsreihe, angeordnet entlang einer Richtung senkrecht zur ersten Richtung, eine zweite Erfassungsreihe, angeordnet entlang einer Richtung senkrecht zur zweiten Richtung, und eine dritte Erfassungsreihe enthält, angeordnet entlang einer Richtung senkrecht zur dritten Richtung und parallel zur zweiten Erfassungsreihe, in der ersten Erfassungsreihe die drei ersten Aufnehmer gerade aufgereiht sind, in der zweiten Erfassungsreihe die drei dritten Aufnehmer gerade aufgereiht sind, in der dritten Erfassungsreihe die drei zweiten Aufnehmer gerade aufgereiht sind und die zweite Erfassungsreihe von der dritten Erfassungsreihe in der Richtung senkrecht zur ersten Richtung getrennt ist.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zweite Erfassungsreihe von der ersten Erfassungsreihe in der zweiten Richtung getrennt ist und die dritte Erfassungsreihe von der ersten Erfassungsreihe in der dritten Richtung getrennt ist.
Positionserfassungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zweite Erfassungsreihe von der ersten Erfassungsreihe in der zweiten Richtung getrennt ist und die dritte Erfassungsreihe die erste Erfassungsreihe überlappt, gesehen entlang der ersten Richtung, oder die dritte Erfassungsreihe von der ersten Erfassungsreihe in der dritten Richtung getrennt ist und die zweite Erfassungsreihe die erste Erfassungsreihe überlappt, gesehen entlang der ersten Richtung.