JP2009035099A - 車両のシフトレバースイッチ - Google Patents

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康生 高田
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Abstract

【課題】簡単な構成により、信頼性及び耐久性を得ることのできる車両のシフトレバースイッチを提供する。
【解決手段】車両のステアリングホイールには、左,右シフトレバー10a,10bを一端に有するレバー本体11A,11Bを備えたシフトレバースイッチ10が取り付けられている。レバー本体11A,11Bの他端には、マグネット127A,127Bのピンが係着しており、レバー本体11A,11Bの回転方向に応じてマグネット127A,127Bが直線的に往復動する。マグネット127A,127Bの移動範囲の中間部にはセンサIC20a,20bがマグネット127A,127Bに対向配置されている。左シフトレバー10aを回転させると、マグネット127AがセンサIC20a,20bに接近し、センサIC20a,20bからスイッチ動作を示す出力信号が発生する。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両のシフトレバースイッチに関し、特に、車両のステアリングホイール周辺に設けられ、変速操作に用いられる車両のシフトレバースイッチに関する。
自動車には、変速操作のシフトスイッチをステアリングホイール周辺に配置して、運転者がステアリングホイールから手を離さずにシフト操作を可能とするステアマチックと称される変速操作装置を備えたものがある。
上記変速操作装置として、例えば、マニュアル変速手段が、ステアリングホイールのスポーク上に設けられた第1シフトスイッチと、このステアリングホイールのリング部より車両前方位置にパドル形状をなして設けられた第2シフトスイッチとから構成され、第1シフトスイッチまたは第2シフトスイッチを操作することによりマニュアル変速を行なう車両の変速操作装置がある(特許文献1)。
第1シフトスイッチまたはパドル形状の第2シフトスイッチがステアリングホイールのリング部近傍に設けられているため、ステアリングホイールのリング部から手を離すことなく第1シフトスイッチまたは第2シフトスイッチを操作し、シフトダウンまたはシフトアップが可能となり、操作性を向上させることができる。
しかし、特許文献1に示される変速操作装置のパドル形状のシフトスイッチは、各シフトスイッチの操作に応じて一対の接点が開閉する構造であるため、経過時間や使用頻度が増えるにつれて接点の磨耗、劣化等が生じ、スイッチの耐久性が低下し、信頼性が低下する。
そこで、無接点方式にして信頼性を向上させたスイッチの一例が、特許文献2に示されている。このスイッチは、操作部を構成するレバーに磁石を取り付け、この磁石に対向させ或いは磁石の進路に沿って磁気センサを配置し、レバーの移動に応じて磁気センサからオン/オフに対応した信号を出力させている。
特開2003−118417号公報 特開2001−351488号公報
しかし、特許文献2に示されるスイッチは、隣接する磁極が相互に異なるように複数の磁石を配置する必要があるために設計上の制約が生じ、シフトレバースイッチには適用しにくい。更に、シフトレバースイッチは、高温になりやすい車内に設置されるため、高温に弱いホール素子を用いると信頼性が得られない。
従って、本発明の目的は、簡単な構成により、信頼性及び耐久性を得ることのできる車両のシフトレバースイッチ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に、一端にシフトレバーを有すると共に、回動支点を有するようにして車両のステアリングコラムポストの周辺に設けられたスイッチレバー本体と、マグネット及び磁気センサを備え、前記シフトレバー本体の回動に応じて前記マグネットと前記磁気センサが相対移動することに基づいて出力信号を発生するスイッチ部と、を有することを特徴とする車両のシフトレバースイッチを提供する。
[2]前記マグネットは、前記シフトレバー本体の回動に連動して移動し、前記磁気センサは、前記マグネットの移動経路に沿って固定設置され、前記マグネットから付与される磁束の変化に応じて出力状態が変化することを特徴とする前記[1]に記載の車両のシフトレバースイッチであってもよい。
[3]前記磁気センサは、MR(Magneto Resistance Effect)センサまたはGMR(Giant Magneto Resistance Effect)センサであることを特徴とする前記[1]に記載の車両のシフトレバースイッチであってもよい。
本発明によると、簡単な構成により、信頼性及び耐久性を得ることのできる車両のシフトレバースイッチを提供することができる。
[本発明の実施の形態に係るシフトレバースイッチ]
図1は、本発明の実施の形態に係るシフトレバーの配置位置を説明するための斜視図である。
図2は、ステアリング部を運転者側から見た平面図である。
図3は、シフトレバースイッチを示す分解斜視図であり、図2の助手席右方向から見た状態を示している。
図4は、シフトレバースイッチのスイッチ部の主要部を下側から見た図である。なお、図4では左シフトレバー10aのみを図示し、右シフトレバー10bの図示を省略している。
図1に示すように、ステアリングホイール2は、運転席の前方のインストルメントパネルから突出するステアリングコラムポスト3に回転可能に支持されていると共に、ステアリングホイール2の周辺には車両の運転操作に必要な種々の操作装置が配置されており、例えば、方向指示装置、ワイパー装置、変速操作装置等に関連する方向指示用レバー、ワイパー用レバー、左シフトレバー10a及び右シフトレバー10b等が、運転者により容易に操作できる位置に配置されている。更に、ステアリングコラムポスト3の内部には、シフトレバースイッチ10の主要部が設置されている。
(シフトレバースイッチの構成)
図3に示すように、シフトレバースイッチ10は、パドル形状の左シフトレバー10a及び右シフトレバー10bと、左,右シフトレバー10a,10bが一端に取り付けられたレバー本体11A,11Bと、レバー本体11A,11Bの他端が取り付けられたスイッチ部12とを有して構成されている。この左,右シフトレバー10a,10bは、運転者の手動操作により、車両1に搭載される自動変速機を変速させるためのレバーであり、金属、例えば、アルミニウム及びその合金、ステンレス等により形成されている。
左,右シフトレバー10a,10bは、図2に示すように、ステアリングホイール2の左右の下側に設けられ、運転者がステアリングホイール2のリング部2aを手で把持した状態から指先でシフトレバースイッチ10を運転者側へ引くことができるように構成されている。
例えば、左シフトレバー10aを操作することにより自動変速機をシフトダウンし、また、右シフトレバー10bを操作することによりシフトアップするマニュアル変速ができるようになっている。
(スイッチ部の構成)
スイッチ部12は、ステアリングコラムポスト3に固定するための取付片120aを有した箱形の本体120と、左,右シフトレバー10a,10bを支持するシャフト121A,121Bと、長孔122A,122Bが設けられた基板123A,123Bと、基板123A,123Bの下方に配置された案内板124A,124Bと、案内板124A,124Bの長孔125A,125Bに嵌入するピン126A,126Bを有したマグネット127A,127Bと、マグネット127A,127Bを保持するホルダ128A,128Bと、カバー129A,129Bと、を備えて構成されている。
案内板124A,124B、ホルダ128A,128B及び基板123A,123Bは、ビス130A,130Bによって本体120に固定されている。
図4に示すように、基板123Aは、マグネット127Aの移動経路に沿ってセンサIC20a,20bを実装している。この構成は、基板123Bも同様である。センサIC20a,20bは同一仕様であり、それぞれは、磁気センサとしてのMR素子と、増幅回路、閾値設定回路、比較回路等を含む回路部(いずれも図示を省略)とを備えたICパッケージであり、所定レベル以上の磁束がMR素子に付与されたときに回路部から出力電圧が生じるように構成されている。なお、MR素子に代えて、GMR素子を用いることも可能である。
センサIC20a,20bの各端子は、図4に示すように、基板123Aに設けられた図示しない配線パターンを介してコネクタ131に接続される。コネクタ131は、接続されたケーブル132に検出信号を出力すると共に、ケーブル132を介して外部から受けた電源をセンサIC20a,20bに供給する。
(マグネットとセンサICの配置)
図5は、マグネット127AとセンサIC20a,20bの配置を示す図である。なお、図5においては、マグネット127AとセンサIC20a,20bの組み合わせによる左シフトレバー10a側の構成を示しているが、マグネット127BとセンサIC20a,20bの組み合わせによる右シフトレバー10b側の構成も同様になっている。
図5(a)は、センサIC20a,20bの検出面200a,200bをy方向に配設し、マグネット127Aをx方向から移動させる構成にしたものである。この場合、マグネット127AのN極とS極が、検出面200a,200bに対向するように配置する。なお、マグネット127Aは、図5(a)の構成において、N極とS極が入れ替わっていてもよい。
図5(b)は、センサIC20a,20bの検出面200a,200bに対し、マグネット127BのN極とS極が縦位置(z方向)になるようにしてセンサIC20a,20bに相対移動させる構成である。
(センサICの接続)
図6は、センサIC20a,20bの接続を示す図である。なお、図6においては、右シフトレバー10b側の接続は左側と同じであるため、図示を省略している。
センサIC20a,20bは、その出力端子がECU(電子制御ユニット)40の信号入力端子に接続されている。ECU(電子制御ユニット)40は、CPUを主体に構成されており、図示しない変速操作装置、点火装置、車速等を制御する回路を備えている。なお、センサIC20a,20b及びECU40の構成、プログラム等に応じて、センサIC20a,20bとECU40の間に波形整形回路、インバータ、アンプ等を設けた構成にする。
(シフトレバースイッチの組立)
次に、シフトレバースイッチ10の組立について説明する。まず、左シフトレバー10a及び右シフトレバー10bを本体120の所定位置に位置決めした後、シャフト121A,121Bにより左,右シフトレバー10a,10bを本体120に取り付ける。シャフト121A,121Bは、図示しないナットまたは先割れピン等(いずれも図示を省略)によって取り付ける。
次に、左,右シフトレバー10a,10bが取り付けられた本体120を裏返しにする。この状態のまま、左,右シフトレバー10a,10b上に、基板123A,123B、案内板124A,124B、マグネット127A,127B、ホルダ128A,128Bを順次配置する。
次に、基板123A,123B、案内板124A,124B、マグネット127A,127B、ホルダ128A,128Bを、ビス130A,130Bにより一括して本体120に取り付ける。最後に、カバー129A,129Bを取り付ける。
(シフトレバースイッチの動作)
次に、シフトレバースイッチ10の動作について説明する。ここでは、左シフトレバー10aを操作した場合について説明する。
図7は、シフトレバースイッチ10の動作を説明する図である。なお、図7においては、左シフトレバー10aについて図示しているが、右シフトレバー10bも同様に構成されている。
運転者が、自動車の走行中等において、左シフトレバー10aを、例えば、図3及び図7に示すA方向へ回転させる操作をすると、レバー本体11Aは、図3に示すシャフト121Aを中心に回転し、U字部110AはB方向へ回転し、マグネット127Aのピン126Aが長孔122A,125Aに沿って図4のC方向及び図7における左斜め下方向へ移動し、また、図5(a)に示すM方向へ移動する。即ち、マグネット127Aは、レバー本体11Aの回転に伴って直線移動する。
マグネット127Aが直線移動する過程で、センサIC20a,20bの検出面200a,200b(図5)に到達し、レバー本体11Aが更にA方向へ回転すると、マグネット127Aは最終的に図4、図5(a)及び図6に示す実線位置まで移動する。
マグネット127AがセンサIC20a,20bの対向位置に接近し、更に対向位置を通り過ぎるとき、センサIC20a,20bに内蔵の各MR素子の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化がセンサIC20a,20bの回路部によって電圧値に変換され、図6に示すように、2値化電圧Vd1,Vd2を出力する。
センサIC20a,20bの出力電圧Vd1,Vd2は、同一パターンであるが、配置が互いに逆向きであるため、マグネット127Aからの磁気ベクトルの向きが90°異なる。この結果、センサIC20aとセンサIC20bとでは、センサ検出出力が逆の波形になる。しかし、図5に示すy軸線の左右(E−F方向)で信号が変化することが分かれば、ECU40にとっては必要な情報が得られたことになる。そこで、信号反転等の波形処理をすることなく、センサIC20a,20bの出力電圧Vd1,Vd2をそのままECU40に出力している。なお、センサIC20bの出力がセンサIC20aと同位相であっても、ECU40はレベル変化をみて処理しているため、特に問題は生じない。
ECU40は、センサIC20a,20bの一方または両方に信号の変化が生じた場合、シフトレバースイッチ10の回転有りを判定し、出力電圧Vd1,Vd2に基づいて、車両の自動変速機をマニュアル変速させる制御を実行する。
OR素子32の出力電圧(検出信号Vd0)は、ECU40へ出力される。ECU40は、検出信号Vd0に基づいて、車両の自動変速機をマニュアル変速させる制御を実行する。
次に、運転者が、左シフトレバー10aから指をはずしてレバー操作を終了すると、左シフトレバー10aは図示しない復帰用のバネ等の付勢手段により初期位置に戻る。これに伴って、センサIC20a,20bの出力電圧は反転する。この変化に基づいて、ECU40は、車両の自動変速機を制御する。
以上の動作説明は、左シフトレバー10aを操作した場合であるが、右シフトレバー10bの操作においても、同様にしてレバー本体11Bの回転に対応した出力信号を生成することができる。
[実施の形態の効果]
(1)シフトレバースイッチ10が、マグネット127A,127BとセンサIC20a,20bを備えて構成されているため、非接触方式のスイッチを構成することができ、シフトレバースイッチ10を安定に動作させることができる。特に、車両のステアリング部は走行による振動が激しく、この周囲に装着されるスイッチとして本実施の形態に係るシフトレバースイッチを用いることで、信頼性および耐久性に優れたパドルシフト操作が可能となる。
(2)センサIC20a,20bは、磁気センサにMR素子を用いたことにより、ホール素子のように定電圧駆動や定電流駆動が必要なく、また、オフセット電圧等に対する対策も不要であるため、構成を簡単にすることができる。また、無接点であるため、耐久性を高めることができる。
(3)MR素子は、ホール素子に比べて温度特性に優れているため、高温になりやすい車両におけるスイッチへの適用に適しており、信頼性を高めることができる。
[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。
例えば、センサIC20a,20bを基板123A,123Bに固定設置し、マグネット127A,127Bを可動させたが、逆に、マグネット127A,127Bを基板123A,123Bに固定設置し、センサIC20a,20bを可動にしてもよい。
例えば、上記実施の形態においては、車両のシフトレバースイッチ10について示したが、マグネットによるマグネット127A,127BとセンサIC20a,20bとの組み合わせによる本発明のスイッチ機構は、非接触方式のスイッチに広く適用することができる。
また、スイッチ機構を光学式にすることもできる。この場合、マグネット127A,127BをLED等の光源とし、センサIC20a,20bに代えてフォトセンサ等のフォトセンサを用いた構成となる。
また、マグネット127AとセンサIC20a,20bは、図4、図5及び図6に示した配置、組み付け等に限定されるものではなく、マグネット127Aの移動に応じてセンサ出力が得られさえすれば、どのような配置及び組み付けであってもよい。
図1は、本発明の実施の形態に係るシフトレバースイッチの配置される位置を説明するための斜視図である。 図2は、ステアリング部を運転者側から見た平面図である。 図3は、シフトレバースイッチの分解斜視図である。 図4は、シフトレバースイッチのスイッチ部の主要部を下側から見た図である。 図5は、マグネットとセンサICの配置を示す図である。 図6は、センサIC20a,20bの接続を示す図である。 図7は、シフトレバースイッチの動作を説明する図である。
符号の説明
1 車両
2 ステアリングホイール
2a リング部
3 ステアリングコラムポスト
10 シフトレバースイッチ
10a 右シフトレバー
10b 左シフトレバー
11A,11B レバー本体
12 スイッチ部
IC20a,20b センサ
40 ECU
120 本体
120a 取付片
121A,121B シャフト
122A,122B 長孔
123A,123B 基板
124A,124B 案内板
125A,125B 長孔
126A,126B ピン
127A,127B マグネット
128A,128B ホルダ
129A,129B カバー
130A,130B ビス
131 コネクタ
132 ケーブル
200a,200b 検出面

Claims (3)

  1. 一端にシフトレバーを有すると共に、回動支点を有するようにして車両のステアリングコラムポストの周辺に設けられたスイッチレバー本体と、
    マグネット及び磁気センサを備え、前記シフトレバー本体の回動に応じて前記マグネットと前記磁気センサが相対移動することに基づいて出力信号を発生するスイッチ部と、
    を有することを特徴とする車両のシフトレバースイッチ。
  2. 前記マグネットは、前記シフトレバー本体の回動に連動して移動し、
    前記磁気センサは、前記マグネットの移動経路に沿って固定設置され、前記マグネットから付与される磁束の変化に応じて出力状態が変化することを特徴とする請求項1に記載の車両のシフトレバースイッチ。
  3. 前記磁気センサは、MR(Magneto Resistance Effect)センサまたはGMR(Giant Magneto Resistance Effect)センサであることを特徴とする請求項1に記載の車両のシフトレバースイッチ。
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