JP2009014408A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの磁気センサが故障しても、故障する以前と同じ数の位置検出が可能な位置検出装置を提供する。
【解決手段】第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄは、バイアスマグネット１３２Ｂによるバイアス磁界が付加されている。第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄは、カウンターマグネット１３２Ａの位置に基づいて出力された出力電圧をしきい値１４１に基づいて「Ｈ」と「Ｌ」の出力信号に分け、ＥＣＵ１４は、その「Ｈ」と「Ｌ」の組合せによって、カウンターマグネット１３２Ａの位置を判断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、位置検出装置に関し、特にセンサの出力信号の組合せによって対象物の位置を検出する位置検出装置に関する。

従来の技術として、シフトレバーの変位に連動して変位するマグネット板と、対面して配置された板状の磁性体である一対の磁性板を有する第１のヨーク及び第２のヨークと、マグネット板の磁石から生じる磁束密度の変化を計測するための磁気検出素子とを備えた位置センサが知られている（例えば、特許文献１）。

このマグネット板は、非磁性体である非磁性部分と、磁性体である磁石体とが、周方向に交互に配置された略扇状の板状部材からなっている。また、第１及び第２のヨークは、所定の間隙である第１及び第２の隙間を設けた状態で一対の磁性板を保持する第１及び第２のブリッジ部を備えている。

この位置センサによると、シフトレバーの変位によってマグネット板が変位し、第１又は第２のヨークに収容される磁石体の数に応じて磁気検出素子で検出される磁束密度が段階的に変化するので、検出された磁束密度に基づいたシフトレバーのシフトポジションを検出することが可能になる。
特開２００７−４０７２２号公報

しかし、従来の位置センサによると、磁気検出素子が故障したとき、シフトポジションの検出が不可能であった。

従って、本発明の目的は、１つの磁気センサが故障しても、故障する以前と同じ数の位置検出が可能な位置検出装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、基板と、前記基板の裏面に設けられ、ドーナツ形状を有し、バイアス磁界を発生するバイアスマグネットと、前記バイアスマグネットの中空部分に対応する前記基板の表面に設けられ、磁力線の向きの変化に基づいた出力電圧を出力する４つの磁気センサと、前記磁力線の向きを変化させる磁性体と、前記４つの磁気センサの出力する前記出力電圧の組合せに基づいて５ポジションの前記磁性体の位置を検出する検出部と、を備えたことを特徴とする位置検出装置を提供する。

このような構成によれば、１つの磁気センサが故障しても、故障する以前と同じ数の位置検出が可能な位置検出装置を提供することができる。

以下に、本発明の位置検出装置の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明していく。

[実施の形態]
（車両１の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る車両内部の概略構成図である。車両１は、スピードメーター、タコメーター及び燃料計等を有するメーターパネル１０と、図示しないコラムシャフトを介して車両１の進行方向を変更するステアリング１１と、コラムシャフトの周囲に設けられたコラムカバー１２と、コラムカバー１２に設けられ、レバー１３３の位置によって後述する駆動部のギヤトレーンの接続状態を切替えることができる位置検出装置としてのコラムシフト１３とを備えて概略構成されている。ギヤトレーンは、レバー１３３の位置によって、駐車（パーキング）Ｐ、後進（リバース）Ｒ、前進（ドライブ）Ｄ、及び中立（ニュートラル）Ｎの各接続状態に切替えられるようになっており、レバー１３３は、略十字形状の溝に沿って移動し、略十字形状の溝の中央は、後述する初期位置Ａとなっている。

（コラムシフト１３の構成）
図２（ａ）は、本発明の実施の形態に係るコラムカバーの内部におけるコラムシフトの平面図であり、図２（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るコラムカバーの内部におけるコラムシフトの側面図であり、図３は、本発明の実施の形態に係るコラムシフトのブロック図である。図２（ａ）は、中心点Ａを原点として垂直方向をＹ軸、水平方向をＸ軸とし、図２（ｂ）は、レバー１３３の中心を通る中心線Ｂと基板１３０の表面との交点を原点として、垂直方向をＺ軸、水平方向をＸ軸としており、いずれも上側及び右側が正となっている。

コラムシフト１３は、第１〜４のＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサ１３１Ａ〜１３１Ｄが設置された基板１３０と、磁力線の変化に応じた出力電圧を出力する第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄと、レバー１３３の先端に設けられ、図２（ｂ）に示す基板１３０側をＳ極、レバー１３３との接続側にＮ極を有する磁性体であるカウンターマグネット１３２Ａと、先端にカウンターマグネット１３２Ａが設けられたレバー１３３と、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄにバイアス磁界を付加し、飽和磁界にするバイアスマグネット１３２Ｂとを有し、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄから出力された後述する出力信号「Ｈ」又は「Ｌ」の組合わせに基づいて駆動部１５に指示信号を出力する検出部としてのＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１４を備えて構成されている。

ＥＣＵ１４は、後述するシフトマップ１４１を有しており、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄがしきい値１４１に基づいて出力する「Ｈ」又は「Ｌ」を示す出力信号の組合わせとシフトマップ１４１を比較して、カウンターマグネット１３２Ａの位置を判断する。なお、本実施の形態において、出力信号「Ｈ」及び「Ｌ」の判断は、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄ側で行うようにしているが、ＥＣＵ１４がしきい値１４１を有し、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄの出力電圧に基づいて「Ｈ」及び「Ｌ」を判断するようにしても良い。

（カウンターマグネット１３２Ａについて）
カウンターマグネット１３２Ａは、直径がｒ１（例えば１０ｍｍ）で厚みがＴ１（例えば４ｍｍ）の円柱形状で、基板１３０の表面から距離ｄ１（例えば１ｍｍ）離れて図示しない支持機構によって支持されたレバー１３３の先端に配置されている。カウンターマグネット１３２Ａは、レバー１３３の先端に設けられているが、これに限定されず、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄが磁力線の変化を検出できる位置であれば良い。なお、カウンターマグネット１３２Ａが、円柱状であるのは、磁力線が放射線状に均等に出て安定しているからである。更に、カウンターマグネット１３２Ａは、操作者が、ポジションＲ、Ｄ、Ｐ、Ｎ及び初期位置の何れかにレバー１３３を操作したとき、操作されたポジションに対応した後述する位置１〜４及び初期位置Ａの５ポジションに移動するよう構成されている。

図４は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットの移動に関する概略図である。図４における矢印Ｒ、Ｐ、Ｄ及びＮは、カウンターマグネット１３２Ａの移動方向を表している。位置１は、図１に示すポジションＲにレバー１３３が操作されたことを、位置２は、ポジションＮにレバー１３３が操作されたことを、位置３は、ポジションＤにレバー１３３が操作されたことを、位置４は、ポジションＰにレバー１３３が操作されたことを、初期位置Ａは、図１に示すコラムシフト１３の略十字形状の溝の中央にレバー１３３が操作されたことを表している。第１及び第２の方向２、３は、ＭＲセンサを横切る磁力線の方向を表している。また、各位置をＸ及びＹ座標値（Ｘ、Ｙ）で表すと、位置１は（０、１０）、位置２は（１０、０）、位置３は（０、−１０）、位置４は（−１０、０）、初期位置Ａは（０、０）（単位はｍｍ）となる。

（バイアスマグネット１３２Ｂについて）
図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係るバイアスマグネットがある場合の磁力線を表した概略図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るバイアスマグネットがある場合の第３のＭＲセンサを横切る磁力線を表した概略図である。図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係るバイアスマグネットが無い場合の磁力線の動きを表す概略図であり、図６（ｂ）は、バイアスマグネットが無い場合の第３のＭＲセンサを横切る磁力線を表した概略図である。図７（ａ）は、本発明の実施の形態に係るバイアスマグネットがある場合の磁力線の動きを表す概略図であり、図７（ｂ）は、バイアスマグネットがある場合の第３のＭＲセンサを横切る磁力線を表した概略図である。

バイアスマグネット１３２Ｂは、直径がｒ２（例えば２０ｍｍ）で厚みがＴ２（例えば３ｍｍ）、幅がＷ２（例えば３ｍｍ）のドーナツ形状で、基板１３０の裏面に設けられている。着磁の方向は、図２（ｂ）に示すように基板１３０に接する側をＮ極としている。この着磁方向は、これに限定されず、カウンターマグネット１３２Ａの着磁方向が、反転するならば、バイアスマグネット１３２Ｂの着磁方向も反転していれば良い。また、磁力の大きさは、カウンターマグネット１３２Ａの方が、バイアスマグネット１３２Ｂに比べて大きく、およそ４倍程度である。

異方性磁気抵抗センサである第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄが、磁力線の角度の変化に基づいた安定した出力を行うためには、常にある一定の方向からの安定した磁力線（飽和磁界）を各ＭＲセンサに印加し、磁気抵抗値を最大にする必要があり、本実施の形態において、基板１３０の表面のバイアスマグネット１３２Ｂの中空部分に対応した領域は、カウンターマグネット１３２Ａの方向に安定した磁界が発生しているため、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄを設置するには好適である。

一例として、図６（ａ）に示すようにバイアスマグネット１３２Ｂを設けない場合、カウンターマグネット１３２Ａの移動に伴い、例えば、図６（ｂ）に示す第３のＭＲセンサ１３１Ｃを横切る磁力線１３４の数が、図５（ｂ）の磁力線１３４に比べて減少する。ＭＲセンサは、磁気抵抗の増減で出力電圧が変化するため、磁力線１３４の角度が変化しない場合でも、ＭＲセンサを横切る磁力線１３４の数が減ると磁気抵抗が小さくなり、正確な磁力線１３４の角度の変化を検出できなくなる可能性がある。

しかし、図７（ａ）に示すようにバイアスマグネット１３２Ｂを設けた場合、カウンターマグネット１３２Ａが移動しても、例えば、図７（ｂ）に示す第３のＭＲセンサ１３１Ｃを横切る磁力線１３４は、図７（ｂ）に示すようになり、図５（ｂ）に示す磁力線１３４からの変化が少ないので、磁力線１３４の角度の変化に基づいた出力電圧の出力が可能になる。

（第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄについて）
図８（ａ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＸ軸方向の移動に対する第１のＭＲセンサの出力電圧に関する図であり、図８（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＹ軸方向の移動に対する第１のＭＲセンサの出力電圧に関する図ある。図９（ａ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＸ軸方向の移動に対する第２のＭＲセンサの出力電圧に関する図であり、図９（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＹ軸方向の移動に対する第２のＭＲセンサの出力電圧に関する図ある。図１０（ａ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＸ軸方向の移動に対する第３のＭＲセンサの出力電圧に関する図であり、図１０（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＹ軸方向の移動に対する第３のＭＲセンサの出力電圧に関する図ある。図１１（ａ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＸ軸方向の移動に対する第４のＭＲセンサの出力電圧に関する図であり、図１１（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＹ軸方向の移動に対する第４のＭＲセンサの出力電圧に関する図ある。図８〜１１は、図２（ａ）におけるカウンターマグネット１３２Ａの中心点Ａを原点として、カウンターマグネット１３２Ａが、Ｘ軸（―１０〜＋１０ｍｍ）、Ｙ軸（―１０〜＋１０ｍｍ）を移動した際の出力電圧を図にしたものであり、各第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄが出力する最大電圧は、例えば、１００ｍＶで、しきい値１４１は、例えば７５ｍＶである。なお、バイアス磁界を付加されているため、カウンターマグネット１３２Ａが、無い状態であっても、例えば、１５ｍＶの出力電圧が出力される。

第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄは、その内部にＳｉ、Ｎｉ及びＦｅ等の強磁性金属を主成分として薄膜形成されたＭＲ素子を有している。また、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄは、図２（ａ）に示すように、一辺がＷ１（例えば１ｍｍ）で高さがｄ２（例えば０．５ｍｍ）であり、Ｘ軸及びＹ軸から距離Ｌ２（例えば５ｍｍ）の点を中心として基板１３０に設置され、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄとカウンターマグネット１３２Ａの間隔は、例えば、０．５ｍｍである。また、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄは、それぞれが４つのＭＲ素子によってブリッジ回路が形成されている。

第１のＭＲセンサ１３１Ａは、カウンターマグネット１３２Ａが位置２及び位置３にあるとき、言い換えるならば、ほぼバイアスマグネット１３２Ｂの磁界のみが作用するとき、図４に示す第１の方向２から磁力線１３４が第１のＭＲセンサ１３１Ａを横切り、このとき、Ｘ軸及びＹ軸の出力電圧は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように最大値でほぼ一定になる。また、第２の方向３を磁力線１３４が横切るときのカウンターマグネット１３２Ａの位置は、位置１と位置４であり、このとき、カウンターマグネット１３２Ａの移動に基づいて第１のＭＲセンサ１３１Ａを横切る磁力線１３４の角度が変化するので、Ｘ軸及びＹ軸の出力電圧は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように最大値から最小値へと変化する。

第２のＭＲセンサ１３１Ｂは、カウンターマグネット１３２Ａが位置３及び位置４にあるとき、言い換えるならば、ほぼバイアスマグネット１３２Ｂの磁界のみが作用するとき、図４に示す第２の方向３から磁力線１３４が第２のＭＲセンサ１３１Ｂを横切り、このとき、Ｘ軸及びＹ軸の出力電圧は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように最大値でほぼ一定になる。また、第１の方向２を磁力線１３４が横切るときのカウンターマグネット１３２Ａの位置は、位置１と位置２であり、このとき、カウンターマグネット１３２Ａの移動に基づいて第２のＭＲセンサ１３１Ｂを横切る磁力線１３４の角度が変化するので、Ｘ軸及びＹ軸の出力電圧は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように最大値から最小値へと変化する。

第３のＭＲセンサ１３１Ｃは、カウンターマグネット１３２Ａが位置１及び位置４にあるとき、言い換えるならば、ほぼバイアスマグネット１３２Ｂの磁界のみが作用するとき、図４に示す第１の方向２から磁力線１３４が第３のＭＲセンサ１３１Ｃを横切り、このとき、Ｘ軸及びＹ軸の出力電圧は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように最大値でほぼ一定になる。また、第２の方向３を磁力線１３４が横切るときのカウンターマグネット１３２Ａの位置は、位置２と位置３であり、このとき、カウンターマグネット１３２Ａの移動に基づいて第３のＭＲセンサ１３１Ｃを横切る磁力線１３４の角度が変化するので、Ｘ軸及びＹ軸の出力電圧は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように最大値から最小値へと変化する。

第４のＭＲセンサ１３１Ｄは、カウンターマグネット１３２Ａが位置１及び位置２にあるとき、言い換えるならば、ほぼバイアスマグネット１３２Ｂの磁界のみが作用するとき、図４に示す第２の方向３から磁力線１３４が第４のＭＲセンサ１３１Ｄを横切り、このとき、Ｘ軸及びＹ軸の出力電圧は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように最大値でほぼ一定になる。また、第１の方向２を磁力線１３４が横切るときのカウンターマグネット１３２Ａの位置は、位置３と位置４であり、このとき、カウンターマグネット１３２Ａの移動に基づいて第４のＭＲセンサ１３１Ｄを横切る磁力線１３４の角度が変化するので、Ｘ軸及びＹ軸の出力電圧は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように最大値から最小値へと変化する。なお、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄは、内部にしきい値１４１を有している。

（シフトマップ１４１について）
図１２（ａ）は、本発明の実施の形態に係るシフトマップの図の一例であり、図１２（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るＭＲセンサが故障したときのシフトマップの図の一例である。シフトマップ１４１は、カウンターマグネット１３２Ａの位置に対応した「Ｈ」と「Ｌ」の２値の組合せを表したものである。なお、第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄは、図８〜１１において、しきい値１４１よりも出力電圧が高いとき、「Ｈ」に対応した信号を出力し、しきい値１４１よりも出力電圧が低いとき、「Ｌ」に対応した信号を出力し、ＥＣＵ１４１は、図１２（ａ）、（ｂ）に示す「Ｈ」と「Ｌ」の組合せとシフトマップ１４１に基づいて、カウンターマグネット１３２Ａの位置を判断する。

（動作）
以下に本実施の形態のコラムシフトの動作を図１から図１２を参照しながら詳細に説明する。

（位置１の検出）
操作者が、図１に示すレバー１３３を操作し、ポジションＲにレバー１３３を操作したとき、レバー１３３及びその先端に設けられたカウンターマグネット１３２Ａは、図４に示す位置１（１０、０）に移動する。

カウンターマグネット１３２Ａが、位置１に移動したとき、図８〜１１の第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１ＤのＹ軸の正成分の出力電圧としきい値１４１に基づいて、第１のＭＲセンサ１３１Ａは出力信号「Ｌ」、第２のＭＲセンサ１３１Ｂは出力信号「Ｌ」、第３のＭＲセンサ１３１Ｃは出力信号「Ｈ」、第４のＭＲセンサ１３１Ｄは出力信号「Ｈ」をＥＣＵ１４に出力し、ＥＣＵ１４は、各出力信号の組合わせをシフトマップ１４１と対応させ、カウンターマグネット１３２Ａが位置１にあると判断する。また、ＥＣＵ１４は、位置１すなわちレバー１３３が、ポジションＲに位置すると判断し、駆動部１５にポジションＲに応じた命令を送信する。

（位置２の検出）
操作者が、図１に示すレバー１３３を操作し、ポジションＮにレバー１３３を操作したとき、レバー１３３及びその先端に設けられたカウンターマグネット１３２Ａは、位置２（１０、０）に移動する。

カウンターマグネット１３２Ａが、位置２に移動したとき、図８〜１１の第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１ＤのＸ軸の正成分の出力電圧としきい値１４１に基づいて、第１のＭＲセンサ１３１Ａは出力信号「Ｈ」、第２のＭＲセンサ１３１Ｂは出力信号「Ｌ」、第３のＭＲセンサ１３１Ｃは出力信号「Ｈ」、第４のＭＲセンサ１３１Ｄは出力信号「Ｌ」をＥＣＵ１４に出力し、ＥＣＵ１４は、各出力信号の組合わせをシフトマップ１４１と対応させ、カウンターマグネット１３２Ａが位置２にあると判断する。また、ＥＣＵ１４は、位置２すなわちレバー１３３が、ポジションＮに位置すると判断し、駆動部１５にポジションＮに応じた命令を送信する。

（位置３の検出）
操作者が、図１に示すレバー１３３を操作し、ポジションＤにレバー１３３を操作したとき、レバー１３３及びその先端に設けられたカウンターマグネット１３２Ａは、位置３（０、−１０）に移動する。

カウンターマグネット１３２Ａが、位置３に移動したとき、図８〜１１の第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１ＤのＹ軸の負成分の出力電圧としきい値１４１に基づいて、第１のＭＲセンサ１３１Ａは出力信号「Ｈ」、第２のＭＲセンサ１３１Ｂは出力信号「Ｈ」、第３のＭＲセンサ１３１Ｃは出力信号「Ｌ」、第４のＭＲセンサ１３１Ｄは出力信号「Ｌ」をＥＣＵ１４に出力し、ＥＣＵ１４は、各出力信号の組合わせをシフトマップ１４１と対応させ、カウンターマグネット１３２Ａが位置３にあると判断する。また、ＥＣＵ１４は、位置３すなわちレバー１３３が、ポジションＤに位置すると判断し、駆動部１５にポジションＤに応じた命令を送信する。

（位置４の検出）
操作者が、図１に示すレバー１３３を操作し、ポジションＰにレバー１３３を操作したとき、レバー１３３及びその先端に設けられたカウンターマグネット１３２Ａは、位置４（−１０、０）に移動する。

カウンターマグネット１３２Ａが、位置４に移動したとき、図８〜１１の第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１ＤのＸ軸の負成分の出力電圧としきい値１４１に基づいて、第１のＭＲセンサ１３１Ａは出力信号「Ｌ」、第２のＭＲセンサ１３１Ｂは出力信号「Ｈ」、第３のＭＲセンサ１３１Ｃは出力信号「Ｌ」、第４のＭＲセンサ１３１Ｄは出力信号「Ｈ」をＥＣＵ１４に出力し、ＥＣＵ１４は、各出力信号の組合わせをシフトマップ１４１と対応させ、カウンターマグネット１３２Ａが位置４にあると判断する。また、ＥＣＵ１４は、位置４すなわちレバー１３３が、ポジションＰに位置すると判断し、駆動部１５にポジションＰに応じた命令を送信する。

（初期位置Ａの検出）
操作者が、図１に示すレバー１３３を操作し、初期位置Ａにレバー１３３を操作したとき、レバー１３３及びその先端に設けられたカウンターマグネット１３２Ａは、初期位置Ａ（０、０）に移動する。

カウンターマグネット１３２Ａが、初期位置Ａに移動したとき、図８〜１１の第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１ＤのＸ軸及びＹ軸の出力電圧としきい値１４１に基づいて、第１のＭＲセンサ１３１Ａは出力信号「Ｈ」、第２のＭＲセンサ１３１Ｂは出力信号「Ｈ」、第３のＭＲセンサ１３１Ｃは出力信号「Ｈ」、第４のＭＲセンサ１３１Ｄは出力信号「Ｈ」をＥＣＵ１４に出力し、ＥＣＵ１４は、各出力信号の組合わせをシフトマップ１４１と対応させ、カウンターマグネット１３２Ａが初期位置Ａにあると判断する。また、ＥＣＵ１４は、レバー１３３が、初期位置Ａに位置すると判断し、駆動部１５に初期位置Ａに応じた命令を送信する。

（１つのＭＲセンサが故障した場合）
本実施の形態におけるコラムシフト１３（位置検出装置）は、４つあるＭＲセンサのうち、１つが故障した場合においても、残りの３つのＭＲセンサを用いて正しく５ポジションを判断することができる。

例えば、第３のＭＲセンサ１３１Ｃが故障したとする。第１〜４のＭＲセンサ１３１Ａ〜１３１Ｄの出力信号を（Ｈ、Ｈ、Ｈ、Ｈ）と書き表すと、カウンターマグネット１３２Ａが位置１にあるとき、図１２（ｂ）に示すように、出力信号は、（Ｌ、Ｌ、故障、Ｈ）となる。図１２（ｂ）から明らかなように、出力信号（Ｌ、Ｌ、故障、Ｈ）の組合せは、この組合せしかないので、ＥＣＵ１４は、出力信号（Ｌ、Ｌ、故障、Ｈ）が得られたときは、カウンターマグネット１３２Ａが位置１にあると判断する。

同様に、カウンターマグネット１３２Ａが位置３にあるとき、図１２（ｂ）に示すように、出力信号は、（Ｈ、Ｈ、故障、Ｌ）となり、ＥＣＵ１４は、出力信号（Ｈ、Ｈ、故障、Ｌ）の組合せが位置３しか無いことから、カウンターマグネット１３２Ａは、位置３にあると判断する。他の位置にあってもやはり同様に組合せは、１つずつしかないので、ＥＣＵ１４は、正確に位置を判断することができる。
（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によると、「Ｈ」と「Ｌ」の２値の組合せでカウンターマグネット１３２Ａの位置を判断するので、外部磁場の影響を受けにくく、更に、１つのＭＲセンサが故障しても、故障する以前と同じ数の位置検出が可能になる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の実施の形態に係る車両内部の概略構成図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係るコラムカバーの内部におけるコラムシフトの平面図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るコラムカバーの内部におけるコラムシフトの側面図である。 本発明の実施の形態に係るコラムシフトのブロック図である。 本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットの移動に関する概略図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係るバイアスマグネットがある場合の磁力線を表した概略図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るバイアスマグネットがある場合の第３のＭＲセンサを横切る磁力線を表した概略図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係るバイアスマグネットが無い場合の磁力線の動きを表す概略図であり、（ｂ）は、バイアスマグネットが無い場合の第３のＭＲセンサを横切る磁力線を表した概略図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係るバイアスマグネットがある場合の磁力線の動きを表す概略図であり、（ｂ）は、バイアスマグネットがある場合の第３のＭＲセンサを横切る磁力線を表した概略図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＸ軸方向の移動に対する第１のＭＲセンサの出力電圧に関する図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＹ軸方向の移動に対する第１のＭＲセンサの出力電圧に関する図ある。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＸ軸方向の移動に対する第２のＭＲセンサの出力電圧に関する図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＹ軸方向の移動に対する第２のＭＲセンサの出力電圧に関する図ある。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＸ軸方向の移動に対する第３のＭＲセンサの出力電圧に関する図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＹ軸方向の移動に対する第３のＭＲセンサの出力電圧に関する図ある。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＸ軸方向の移動に対する第４のＭＲセンサの出力電圧に関する図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカウンターマグネットのＹ軸方向の移動に対する第４のＭＲセンサの出力電圧に関する図ある。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係るシフトマップの図の一例であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るＭＲセンサが故障したときのシフトマップの図の一例である。

符号の説明

１…車両、２…第１の方向、３…第２の方向、１０…メーターパネル、１１…ステアリング、１２…コラムカバー、１３…コラムシフト、１４…ＥＣＵ、１５…駆動部、１３０…基板、１３１…しきい値、１３１Ａ…第１のＭＲセンサ、１３１Ｂ…第２のＭＲセンサ、１３１Ｃ…第３のＭＲセンサ、１３１Ｄ…第４のＭＲセンサ、１３２Ａ…カウンターマグネット、１３２Ｂ…バイアスマグネット、１３３…レバー、１４１…シフトマップ、Ｌ…距離、Ｔ１、Ｔ２…厚み、Ｗ１、Ｗ２…幅、ｄ１、ｄ２…高さ、ｒ１、ｒ２…直径、

Claims (3)

1. 基板と、
   前記基板の裏面に設けられ、ドーナツ形状を有し、バイアス磁界を発生するバイアスマグネットと、
   前記バイアスマグネットの中空部分に対応する前記基板の表面に設けられ、磁力線の向きの変化に基づいた出力電圧を出力する４つの磁気センサと、
   前記磁力線の向きを変化させる磁性体と、
   前記４つの磁気センサの出力する前記出力電圧の組合せに基づいて５ポジションの前記磁性体の位置を検出する検出部と、
   を備えたことを特徴とする位置検出装置。
2. 前記検出部は、前記４つの磁気センサのうち、何れか３つの前記磁気センサの前記出力電圧の組合せに基づいて前記５ポジションの前記磁性体の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記磁気センサは、磁気抵抗センサであることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。

Images