JP2007118699A - シフトレバーユニット - Google Patents

Abstract

【課題】磁気ノイズ等の外乱に強く、動作信頼性の高いシフトレバーユニットを提供すること。
【解決手段】シフトレバーユニット１は、各シフトポジションに応じたポジション信号を出力し得るように複数、配置した光センサと、光センサに対して光を供給するための発光部と、発光部から光センサに向かう光の伝達経路の連通あるいは遮断を切り替えるための導光部材１１とを有している。導光部材１１は、シフトレバー２１の操作に応じて変位することにより伝達経路を切り替えるように構成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、シフト・バイ・ワイヤシステムを採用した自動車に適用するシフトレバーユニットに関する。

従来より、シフトレバーを介して選択したシフトポジションに応じた電気信号を出力するように構成したシフトレバーユニットがある。このようなシフトレバーユニットとしては、例えば、磁気センサを利用してシフトポジションを検知するものがある（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、上記従来のシフトレバーユニットでは、次のような問題がある。すなわち、シフトポジションの検知に磁気センサを利用したシフトレバーユニットでは、周囲の電子部品等から発生する磁気ノイズ等に起因して、上記磁気センサに誤作動を生じるおそれがあり、防磁構造が必須となっていたという問題があった。

特開２００４−３５３８２８号公報

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、磁気ノイズ等の外乱に強く、動作信頼性の高いシフトレバーユニットを提供しようとするものである。

本発明は、シフトレバーの操作位置であるシフトポジションを表すポジション信号を出力するように構成したシフトレバーユニットであって、
上記各シフトポジションに応じた上記ポジション信号を出力し得るように複数、配置した光センサと、
該光センサに対して光を供給するための発光部と、
該発光部から上記光センサに向かう光の伝達経路の連通あるいは遮断を切り替えるための導光部材とを有しており、
該導光部材は、上記シフトレバーの操作に応じて変位することにより上記伝達経路を切り替えるように構成してあることを特徴とするシフトレバーユニットにある（請求項１）。

本発明のシフトレバーユニットは、上記シフトポジションを検知するためのセンサとして上記光センサを備えたものである。このシフトレバーユニットでは、上記発光部から上記光センサに至る光の上記伝達経路を、上記導光部材を用いて連通あるいは遮断することで上記各シフトポジションを検知している。

上記シフトレバーユニットでは、上記光センサを利用して上記シフトポジションを検知している。そのため、周囲の電子部品などから発生する磁気ノイズ等の外乱の影響を受けるおそれが少ない。したがって、上記シフトレバーユニットを適用すれば、磁気ノイズ等の外乱に対して信頼性高く動作し得るシフト・バイ・ワイヤシステムを構築し得る。

以上のように、本発明のシフトレバーユニットは、磁気ノイズ等の外乱に対する動作信頼性が高い優れた特性を備えたものである。

本発明における上記シフトレバーユニットとしては、各シフトポジションを略直線的に配置したシフトパターンのものや、各シフトポジションを２次元的に配置したシフトパターンのものなど様々な態様のものがある。上記光センサとしては、フォトダイオード、フォトトランジスタ、ＣｄＳセル等がある。さらに、上記発光部としては、ＬＥＤ、ＥＬ、豆球（ランプ）等がある。

なお、上記導光部材による上記伝達経路の連通とは、上記光センサの検知しきい値を超える光を伝達することを意味している。また、上記導光部材による上記伝達経路の遮断とは、上記光センサの検知しきい値を下回るように光の伝達を遮断することを意味している。

また、上記シフトレバーユニットは、上記光センサと上記発光部とを略同一面上に配置してあると共に、上記導光部材に対面する検出基板を有しており、
上記導光部材は、上記発光部が出力する光を上記光センサに向けて反射することにより上記伝達経路を連通させる反射領域と、上記発光部が出力する光を上記光センサに向けて反射せず上記伝達経路を遮断する非反射領域とを、上記検出基板に対面する側の表面に設けたものであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記検出基板に対して対面するように上記導光部材を配置するという比較的、単純な構造により、動作信頼性の高い上記シフトレバーユニットを構成することができる。なお、上記非反射領域としては、例えば、光を散乱する領域や、光を吸収する領域や、光を透過する領域等がある。

また、上記シフトレバーユニットは、上記光センサを配置したセンサ基板と、該センサ基板に対して所定の間隙を空けて対面すると共に上記発光部を設けた発光基板とを有しており、
上記導光部材は、上記所定の間隙に配置してあり、かつ、上記発光基板側から上記センサ基板側に向けて光を透過することにより上記伝達経路を連通させる透光領域と、上記発光部材側から上記センサ基板側への光を遮断することにより上記伝達経路を遮断する遮光領域とを設けたものであることが好ましい（請求項３）。

この場合には、上記センサ基板と上記発光基板とが対面する上記所定の間隙に配置した上記導光部材により、上記発光基板側から上記センサ基板側に供給される光を確実性高く制御することができる。そして、上記発光基板側から上記センサ基板側に供給される光を確実性高く制御できれば、上記シフトレバーユニットの動作信頼性を一層、向上することができる。

また、上記発光基板の上記発光部は、複数の上記光センサに対応する単一の面発光光源よりなることが好ましい（請求項４）。
この場合には、複数の上記光センサについて上記発光部を共用することで、上記発光部の数を低減でき、部品点数を抑制することができる。なお、上記面発光光源としては、例えば、ＥＬなどの面発光デバイスや、冷陰極管あるいはＬＥＤと導光板との組み合わせ等を採用することができる。

また、上記発光部は、上記各シフトポジションを示すポジションマーカーを照明するためのものであることが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記ポジションマーカーを照明するためのデバイスを上記発光部として活用することにより、上記シフトレバーユニットの部品点数を抑制でき、その製品コストを低減することができる。

（実施例１）
本例は、光センサを利用したシフトレバーユニット１に関する例である。この内容について、図１〜図５を用いて説明する。
本例のシフトレバーユニット１は、図１〜図４に示すごとく、シフトレバー２１の操作位置であるシフトポジションを表すポジション信号を出力するように構成したものである。
このシフトレバーユニット１は、各シフトポジションに応じたポジション信号を出力し得るように複数、配置した光センサ１３１と、該光センサ１３１に対して光を供給するための発光部１２１と、該発光部１２１から光センサ１３１に向かう光の伝達経路の連通あるいは遮断を切り替えるための導光部材１１とを有している。
この導光部材１１は、シフトレバー２１の操作に応じて変位することにより伝達経路を切り替えるように構成してある。
以下、この内容について詳しく説明する。

本例のシフトレバーユニット１は、図１〜図３に示すごとく、先端にグリップハンドル２１２を有すると共に他方の端部に回転軸２１１を設けたシフトレバー２１と、ニュートラルやリバース（後退）やパーキングなどのシフトポジションの位置を表示したポジションプレート２２１を含むアッパーハウジング２２と、このアッパーハウジング２２を保持する保持ブロック２３とを有する。保持ブロック２３は、シフトレバー２１の回転軸２１１を軸支するガイド穴２３０を設けてなる。

本例のシフトレバーユニット１は、図１〜図３に示すごとく、ガイド穴２３０に内挿した回転軸２１１を中心としてシフトレバー２１が回動するように構成したものである。そして、このシフトレバーユニット１によれば、シフトポジションとしてパーキングレンジ（Ｐレンジ）、リバースレンジ（Ｒレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、ドライブレンジ（Ｄレンジ）、セカンドレンジ（２ｎｄレンジ）、ローレンジ（１ｓｔレンジ）を選択することができる。

アッパーハウジング２２は、図１〜図３に示すごとく、保持ブロック２３と所定の間隙を設けて対面する下面に発光基板１２を保持している。一方、保持ブロック２３は、発光基板１２に対面する上面にセンサ基板１３を保持している。シフトレバーユニット１は、アッパーハウジング２２と保持ブロック２３との隙間に、発光基板１２とセンサ基板１３とが対面する間隙２２０を形成しており、この間隙２２０に略平板状の導光部材１１を収容している。

発光基板１２は、図１、図２及び図４に示すごとく、ガラスエポキシよりなる基板の表面に、発光部１２１としての発光ダイオード（ＬＥＤ。以下、ＬＥＤ１２１という。）を略一直線上に配置したものである。発光基板１２は、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２ｎｄレンジ、ローレンジに対応する６つのＬＥＤ１２１を有している。センサ基板１３は、ガラスエポキシよりなる基板の表面に、フォトトランジスタよりなる光センサ１３１を略一直線上に配置したものである。

センサ基板１３は、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２ｎｄレンジ、ローレンジに対応する６つの光センサ１３１を有している。センサ基板１３では、発光基板１２の各ＬＥＤ１２１に対面するよう、それぞれの光センサ１３１を配置してある。なお、発光部１２１としては、本例のＬＥＤに代えて、ランプ、ＥＬ等を採用することができる。また、光センサ１３１としては、本例のフォトトランジスタに代えて、フォトダイオード、ＣｄＳセル等を採用することができる。

導光部材１１は、図１、図２及び図４に示すごとく、相互に対面するＬＥＤ１２１と光センサ１３１との組み合わせのうちのいずれかを選択し、当該ＬＥＤ１２１から対応する光センサ１３１に向かう光の伝達経路を連通させるものである。本例では、導光部材１１の表面に設けた１カ所の貫通孔よりなる透光領域１１０（以下、貫通孔１１０という。）を介して、いずれかの伝達経路を選択的に連通させた。一方、導光部材１１における上記貫通孔１１０以外の部分である遮光領域１１１を介して、対面するＬＥＤ１２１と光センサ１３１との間の伝達経路が遮断される。

導光部材１１は、図１、図２及び図４に示すごとく、保持ブロック２３の内周面に設けた進退溝２３１に収容される両側部１１８と、シフトレバー２１の胴部との係合部１１７とを有している。すなわち、本例の導光部材１１は、シフトレバー２１の操作に応じて従動し、上記進退溝２３１に沿って進退するように構成してある。この導光部材１１は、上記貫通孔１１０を介して、発光基板１２側のＬＥＤ１２１とセンサ基板１３側の光センサ１３１との組み合わせのうちのいずれかをシフトポジションに応じて選択し、選択したＬＥＤ１２１から光センサ１３１に向かう光の伝達経路を連通させるように構成してある。

次に、上記のように構成したシフトレバーユニット１の動作について説明する。
図２、図３及び図４に示すごとく、シフトレバー２１がＮレンジ２１ｎに位置すると、発光基板１２のＬＥＤ１２１ｎとセンサ基板の光センサ１３１ｎとが、導光部材１１の貫通孔１１０を介して対面する。これにより、ＬＥＤ１２１ｎと光センサ１３１ｎとの間の光の伝達経路が連通され、一方、他の伝達経路が導光部材１１によって遮蔽される。このとき、シフトレバーユニット１は、光センサ１３１ｎのオン信号、及び他の光センサ１３１ｐ、ｒ、ｄ、ｓ、ｌのオフ信号に基づくポジション信号を出力する。本例のシフトレバーユニット１は、上記のように、シフトポジションに応じたポジション信号を出力する。

以上のように、本例のシフトレバーユニット１は、光センサ１３１を利用して構成したものである。光センサ１３１の出力信号に基づくポジション信号は、例えば、外部の磁気ノイズ等の外乱に影響を受けるおそれが少なく、信頼性が高いものである。

なお、複数のＬＥＤ１２１を配置した本例の発光基板１２に代えて、例えば、図５に示すごとく、ＥＬなどの面発光デバイスや、冷陰極管あるいはＬＥＤと導光板との組み合わせによる面発光光源を上記発光部１２１として採用することも良い。この場合には、複数の光センサ１３１について発光部１２１を共用することで、発光基板１２を構成する部品点数を低減し得る。
さらになお、各シフトポジションに対応して２個１組の発光部１２１と、２個１組の光センサ１３１とを配置することも良い。この場合には、光センサ１３１あるいは発光部１２１等のトラブルに対するフェイルセーフ機能を高めることができる。

また、図６に示すごとく、ＥＬなどの両面発光デバイスよりなる発光部１２１を含む発光基板１２１をアッパーハウジング２２の内部、ポジションプレート２２１の下側に配置すると共に、アッパーハウジング２２の下面に貫通孔２２２を設けた例である。このシフトレバーユニット１では、ポジションプレート２２１のバックランプとしての発光基板１２１を活用してシフトポジションの検知を実施することができる。

（実施例２）
本例は、実施例１のシフトレバーユニットを基にして、導光部材１１の構成を変更したものである。この内容について、図７を用いて説明する。
本例のセンサ基板１３は、略一直線上に配置した６個の光センサ１３１に隣接して、それぞれ、発光部１２１を配置したものである。本例の導光部材１１は、実施例１の貫通孔（図４における符号１１０。）に代えて、光を反射する反射領域１１３を有している。この導光部材１１における反射領域１１３を除く非反射領域１１４は、発光部１２１の光を散乱するように構成してある。なお、非反射領域１１４としては、本例のごとく光を散乱する領域のほか、光を吸収する領域や、光を透過する領域等であっても良い。

本例のシフトレバーユニット１は、上記の構成に基づいて、発光部１２１のみを配置した実施例１の発光基板（図１、図２及び図４における符号１２。）を省略すると共に、光センサ１３１と発光部１２１とを配置したセンサ基板１３を採用したものである。このシフトレバーユニット１によれば、センサ基板１３と導光部材１１との組み合わせにより各シフトポジションを検知できる。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。

（実施例３）
本例は、実施例１のシフトレバーユニットを基にして、ハミング符号よりなるポジション信号を出力するように変更した例である。この内容について、図８及び図９を用いて説明する。
本例のシフトレバーユニット１の発光基板１２は、ＥＬパネルよりなる面発光デバイスを発光部１２１として備えている。また、本例のセンサ基板１３は、シフトレバー（図１〜図３における符号２１。）の操作方向、すなわち、導光部材１１の進退方向に略直交する一直線上に７個の光センサ１３１〜１３７を配置したものである。そして、本例の導光部材１１は、発光基板１２から光センサ１３１〜１３７に向かう光の伝達経路を連通する貫通孔よりなる透光領域１１０（以下、貫通孔１１０という。）と、上記伝達経路を遮断する遮光領域１１１とをシフトポジション毎に設けたものである。

本例のシフトレバーユニット１によれば、図９に示すごとく、各シフトポジションに応じたポジション信号を出力できる。なお、同図の各行は、Ｐレンジ、Ｒレンジ等のシフトポジションを表し、各列は、各光センサ１３１〜１３７を表している。そして、同図では、各シフトポジションにおける各光センサの１（オン信号）あるいは０（オフ信号）の出力信号を示してある。同図から知られるように、本例のシフトレバーユニット１が出力するポジション信号は、ハミング符号系列をなす７ビットのデジタル信号である。

ハミング符号系列よりなるポジション信号に基づけば、１カ所の光センサのトラブルによる誤りを訂正して正しいポジション信号を復元でき、２カ所の光センサのトラブルを検知することができる。なお、ハミング符号に代えて、ＢＣＨ符号等の誤り訂正符号を採用するのも良い。

以上のように、本例のシフトレバーユニット１は、ハミング符号よりなるポジション信号を採用することでフェイルセーフ機能を一層、向上したものである。
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。

実施例１における、シフトレバーの操作方向に直交する断面のシフトレバーユニットの構造を示す断面図。 実施例１における、シフトレバーの操作方向に沿う断面のシフトレバーユニットの構造を示す断面図。 実施例１における、シフトレバーユニットを示す上面図。 実施例１における、Ｎレンジにおけるセンサ基板、導光部材、及び発光基板の状態を示す説明図。 実施例１における、他のセンサ基板、導光部材、及び発光基板の組み合わせを示す説明図。 実施例１における、他のシフトレバーユニットを示す断面図。 実施例２における、センサ基板及び導光部材を示す説明図。 実施例３における、センサ基板、導光部材、及び発光基板を示す説明図。 実施例３における、シフトポジション毎のポジション信号を示す説明図。

符号の説明

１ シフトレバーユニット
１１ 導光部材
１１０ 透光領域
１１１ 遮光領域
１１３ 反射領域
１１４ 非反射領域
１２ 発光基板
１２１ 発光部
１３ センサ基板
１３１ 光センサ
２１ シフトレバー
２２ アッパーハウジング
２３ 保持ブロック

Claims (5)

1. シフトレバーの操作位置であるシフトポジションを表すポジション信号を出力するように構成したシフトレバーユニットであって、
   上記各シフトポジションに応じた上記ポジション信号を出力し得るように複数、配置した光センサと、
   該光センサに対して光を供給するための発光部と、
   該発光部から上記光センサに向かう光の伝達経路の連通あるいは遮断を切り替えるための導光部材とを有しており、
   該導光部材は、上記シフトレバーの操作に応じて変位することにより上記伝達経路を切り替えるように構成してあることを特徴とするシフトレバーユニット。
2. 請求項１において、上記シフトレバーユニットは、上記光センサと上記発光部とを略同一面上に配置してあると共に、上記導光部材に対面する検出基板を有しており、
   上記導光部材は、上記発光部が出力する光を上記光センサに向けて反射することにより上記伝達経路を連通させる反射領域と、上記発光部が出力する光を上記光センサに向けて反射せず上記伝達経路を遮断する非反射領域とを、上記検出基板に対面する側の表面に設けたものであることを特徴とするシフトレバーユニット。
3. 請求項１において、上記シフトレバーユニットは、上記光センサを配置したセンサ基板と、該センサ基板に対して所定の間隙を空けて対面すると共に上記発光部を設けた発光基板とを有しており、
   上記導光部材は、上記所定の間隙に配置してあり、かつ、上記発光基板側から上記センサ基板側に向けて光を透過することにより上記伝達経路を連通させる透光領域と、上記発光部材側から上記センサ基板側への光を遮断することにより上記伝達経路を遮断する遮光領域とを設けたものであることを特徴とするシフトレバーユニット。
4. 請求項３において、上記発光基板の上記発光部は、複数の上記光センサに対応する単一の面発光光源よりなることを特徴とするシフトレバーユニット。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、上記発光部は、上記各シフトポジションを示すポジションマーカーを照明するためのものであることを特徴とするシフトレバーユニット。

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