JP4899693B2 - シフトレバー位置検出装置 - Google Patents

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Description

この発明は、自動変速機のシフトレバー位置検出装置に関するものである。
従来の自動車等の車両には自動変速機を搭載しているものがあり、この自動変速機ではPレンジ(パーキング位置),Rレンジ(リバース位置),Nレンジ(ニュートラル位置),Dレンジ(ドライブ位置)等の切替操作をシフトレバーにより行うようにしているのが普通である。
このような車両では、各レンジのシフトレバーによる切替位置をポジションスイッチ(位置検出センサ)でそれぞれ検出するようにしたシフトレバー位置検出装置を設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−353827号公報
しかしながら、このシフトレバー位置検出装置では、複数のレンジに対応する数のポジションスイッチを設けて、複数のポジションスイッチ(位置検出センサ)のON・OFFの組み合わせでシフトレバーによる切替位置を検出するようにしていたため、2つのスイッチが故障した場合、シフトレバーによる切替位置を検出できないという問題があった。
そこで、この発明は、複数の位置検出センサのうち2つが故障した場合でも、シフトレバーによる切替位置を検出できるシフトレバー位置検出装置を提供することを目的とするものである。
そこで、この発明は、 自動変速機における任意の3つの変速レンジのシフトレバーによる切替位置を5つのセンサによりそれぞれ検出するようにしたシフトレバー位置検出装置であって、前記5つのセンサのうち3つは前記各変速レンジを検出する変速位置検出センサであり、前記5つのセンサのうち残りの2つは、前記3つの変速位置検出センサに隣接する2つの変速レンジの内、どちらか一方のレンジになったら検出信号を出力するエリア検出センサであるシフトレバー位置検出装置としたことを特徴とする。
この構成によれば、複数の位置検出センサのうち2つが故障した場合でも、シフトレバーによる切替位置を検出できる。
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は自動変速機のシフトレバー装置1を概略的に示したものである。尚、このシフトレバー装置1には、周知の構成が採用できるのでその詳細な説明は省略する。
このシフトレバー装置1は、図1に示したように、シフトレバー2と、このシフトレバー2の取付部をカバーするハウジング3を有する。そして、このハウジング3の上面には、図1中左右(車両前後方向)に延びるガイドスリット3aが形成されていると共に、このガイドスリット3aに沿って変速レンジの位置を示すPレンジ(パーキング位置),Rレンジ(リバース位置),Nレンジ(ニュートラル位置),Dレンジ(ドライブ位置)等が附されている。
また、シフトレバー2は、上部がガイドスリット3aから上方に突出していると共に、上下方向の中間部がハウジング3内の図示を省略したブラケットに図2の支持軸2aを中心に左右に傾動操作可能に装着されている。
このシフトレバー2の下端部と図1のハウジング3との間には、図2に示したようなシフトレバー2の切替位置を検出する非接触式の位置検出装置4が配設されている。尚、この位置検出装置4については、Pレンジを除いた状態で、Rレンジ,Nレンジ,Dレンジを用いて基本的な原理について以下に説明する。また、Pレンジを含めた実施例については後述する。
この位置検出装置4は、図2に示したようにシフトレバー2の下端部に形成したスリット状切欠2bを有する。このスリット状切欠2bは、下端及び車幅方向に開放していると共に、上下に延びている。
また、位置検出装置4は、図2に示したように左右(車両前後方向)に延びるガイド部材5を有する。このガイド部材5は、図1のハウジング3内に配設されていると共に、シフトレバー装置1の図示しないベースプレートに固定されている。このガイド部材5には左右(車両前後方向)に延びるガイドスリット6が形成されている。
更に、位置検出装置4は、このガイドスリット6内に図2中左右方向(車両前後方向)に移動自在に挿入させられたガイド軸7を有する。このガイド軸7は、スリット状切欠2bにも上下動可能に挿入されている。これにより、シフトレバー2を矢印A1で示したように車両前後方向に傾動操作したとき、ガイド軸7はスリット状切欠2b及びガイドスリット6の作用により矢印A2で示したように前後に平行移動させられるようになっている。
また、位置検出装置4は、ガイド部材5及び図1のハウジング3の下方には配設されたセンサ基板8を有する。このセンサ基板8には5つ(複数)のポジションセンサPs1〜Ps5が左右(車両前後方向)に間隔をおいて設けられている。このポジションセンサPs1〜Ps5にはホール素子が用いられている。
この複数のポジションセンサPs1〜Ps5のうち、奇数の位置のポジションセンサPs1,Ps3,Ps5は変速位置検出センサとして図3に示したように変速レンジであるRレンジ,Nレンジ,Dレンジにそれぞれ対応させられている。
しかも、図3では、偶数のポジションセンサPs2は中間位置検出センサ(エリア検出センサ)としてポジションセンサPs1,Ps3間に対応して配設され、偶数の位置のポジションセンサPs4は中間位置検出センサ(エリア検出センサ)としてポジションセンサPs3,Ps5間に対応して配設されている。これによりポジションセンサPs1〜Ps5はW字状(千鳥状)に配列されている。
尚、ポジションセンサPs1〜Ps5はW字状ではなく直線的に配列しても良い。この場合には、偶数のポジションセンサPs2はポジションセンサPs1,Ps3間に配設され、偶数の位置のポジションセンサPs4はポジションセンサPs3,Ps5間に配設されることになる。
更に、センサ基板8上には、図2に示したようにガイド軸7と一体に設けられたマグネット(磁石)Mが被検出部材として配設されている。このマグネットMは、図3に示したように図中上下(車幅方向)に細長く設けられていて、ガイド軸7と一体に左右(車両前後方向)に平行移動させられたときに、一部がポジションセンサPs1〜Ps5の一つの上に順次移動可能に設けられている。
尚、図2において、シフトレバー2が左側又は右側に大きく傾動操作されて、マグネットMがポジションセンサPs1,Ps5まで移動させられるときに、ガイド軸7がスリット状切欠2bから外れてしまうような長さにスリット状切欠2bが図示されている。これは図示の便宜上模式的に示したものであって、実際には、シフトレバー2が左側又は右側に大きく傾動操作されて、マグネットMがポジションセンサPs1,Ps5まで移動させられても、ガイド軸7がスリット状切欠2bから外れないように設計されるものである。
また、図5に示したように、ポジションセンサPs1〜Ps5に用いられているホール素子は、磁界を検出する検出部Sと、検出部Sの両端に設けられた電圧印加用の端子a,bと、出力端子cをそれぞれ有している。尚、端子bはアースEに接続されている。
しかも、シフトレバー2がRレンジに位置させられて、図3のマグネットMがポジションセンサPs1上に位置させられたときに、マグネットMの磁界が図4のエリアAに示したように作用してポジションセンサPs1,Ps2により検出されるように設定されている。
また、シフトレバー2がNレンジに位置させられて、図3のマグネットMがポジションセンサPs3上に位置させられたときに、マグネットMの磁界が図4のエリアCに示したように作用してポジションセンサPs2,Ps3により検出されるように設定されている。
更に、シフトレバー2がDレンジに位置させられて、図3のマグネットMがポジションセンサPs5上に位置させられたときに、マグネットMの磁界が図4エリアEに示したように作用してポジションセンサPs4,Ps5により検出されるように設定されている。尚、エリアBはエリアA,Cの重なる部分であり、エリアDはエリアC,Eの重なる部分である。
そして、図5に示したように奇数の位置のポジションセンサPs1,Ps3,Ps5の端子aには電源B1から所定の電圧が印加され、偶数の位置のポジションセンサPs2,Ps4には電源B2から所定の電圧が印加されるようになっている。これにより、検出部Sに電力が供給可能となっている。
更に、図5では、ポジションセンサPs1〜Ps5の出力は、出力1〜5で示してある。このポジションセンサPs1〜Ps5は、検出部SがマグネットMの磁界を検出していないときには、OFFして出力端子cから出力(Low)を出力するようになっている。また、ポジションセンサPs1〜Ps5は、検出部SがマグネットMの磁界を検出すると、ONして出力端子cから出力(High)を出力するようになっている。このようなポジションセンサPs1〜Ps5の出力は、上述したシフトレバー2がいずれの変速レンジ(Rレンジ,Nレンジ,Dレンジ)にあるかで、次の表1に示すよう設定されている。
Figure 0004899693
この表1から分かるように、ポジションセンサPs1が故障しても、例えば全てのRレンジ,Nレンジ,DレンジでON(High)又はOFF(Low)になったとしても、ポジションセンサPs2〜Ps5はRレンジ,Nレンジ,Dレンジでそれぞれ異なる組み合わせの出力をするので、シフトレバー2がRレンジ,Nレンジ,Dレンジのいずれにあるかを確実に検出できる。
また、ポジションセンサPs1,Ps2が故障しても、例えば全てのRレンジ,Nレンジ,DレンジでON(High)又はOFF(Low)になったとしても、ポジションセンサPs3〜Ps5はRレンジ,Nレンジ,Dレンジでそれぞれ異なる組み合わせの出力をするので、シフトレバー2がRレンジ,Nレンジ,Dレンジのいずれにあるかを確実に検出できる。このようなシフトレバー2がRレンジ,Nレンジ,Dレンジのいずれにあるかの検出は、ポジションセンサPs1〜Ps5の内のいずれの2つが故障していても、確実に行うことができる。
尚、Rレンジ,Nレンジ,DレンジにおけるポジションセンサPs1〜Ps5の出力の組み合わせの判断は図示を省略した演算制御回路(演算制御手段)により実行される。
(変形例1)
また、上述した例では、ポジションセンサPs1〜Ps5は、検出部SがマグネットMの磁界を検出したときに、ONして出力端子cから出力(High)を出力するようにした例を示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、表2に示したように、ポジションセンサPs1〜Ps5は、検出部SがマグネットMの磁界を検出したときに、OFFして出力端子cから出力(Low)を出力し、検出部SがマグネットMの磁界を検出していないときに、ONして出力端子cから出力(High)を出力するように設定しても良い。
Figure 0004899693
(変形例2)
また、以上説明した実施例では、シフトレバー2の変速操作に連動して平行移動するマグネットMによりポジションセンサPs1〜Ps5がON・OFFするようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。
例えば、図6に示したように、ハウジング3の側壁3a(ガイドスリット3と略平行な側壁)に位置検出装置10を設けた構成とすることもできる。この位置検出装置10は、図7に示したようにシフトレバー2と一体のマグネットMを有する。このマグネットMは、図7,図8に示したようにシフトレバー2と一体に支持軸2aを中心に矢印A1で示したように車両前後方向に傾動させられるようになっている。尚、支持軸2aはマグネットMの下端部に位置している。
尚、図6の位置検出装置10は、図2に示したセンサ基板8と実質的に略同じセンサ基板及び接続関係とできるので、図6の位置検出装置10において図2のセンサ基板8と同一の部分又は類似する部分には図2に示したセンサ基板8に附した符号と同一の符号を附して、その説明を省略する。また、ポジションセンサPs1〜Ps5による位置検出の条件も上述した実施例と同じであるので、その説明も省略する。
(変形例3)
また、図5ではポジションセンサPs1〜Ps5にホール素子を用いたが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、ポジションセンサPs1〜Ps5として図9(a),(b)に示した接触式のマイクロスイッチを用いても良い。この場合、図2のマグネットMに代えてスイッチ押圧板11を用い、このスイッチ押圧板11をシフトレバー2の車両前後方向への傾動操作により車両前後方向に平行移動させて、スイッチ押圧板11によりポジションセンサPs1〜Ps5であるマイクロスイッチをON・OFF操作させるようにする。
この場合も、ポジションセンサPs1〜Ps5の接続関係及びON・OFF条件は上述した実施例と実質的に同じであるので、その説明は省略する。尚、ポジションセンサPs1〜Ps5の出力は、出力1〜5として取り出される。この出力1〜5の部分には図示しない抵抗が設けられ、出力1〜5はその抵抗の両端間の電位を検出することで得られる。
(変形例4)
また、図5ではポジションセンサPs1〜Ps5にホール素子を用いたが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、ポジションセンサPs1〜Ps5として、図5に示したホール素子に代えて図11に示した接触式の一対の固定接点C1,C2を用いても良い。この場合、マグネットMに代えて可動接点板12を用い、この可動接点板12をシフトレバー2の車両前後方向への傾動操作により車両前後方向に平行移動させて、ポジションセンサPs1〜Ps5の一対の固定接点C1,C2を可動接点板12の導電部材12a〜12cによりON・OFF操作させるようにする。
この場合も、ポジションセンサPs1〜Ps5の接続関係及びON・OFF条件は上述した実施例と同じであるので、その説明は省略する。尚、ポジションセンサPs1〜Ps5の出力は、出力1〜5として取り出される。この出力1〜5の部分には図示しない抵抗が設けられ、出力1〜5はその抵抗の両端間の電位を検出することで得られる。
尚、図11(a)中、可動接点板12の導電部材12a〜12cは二点鎖線で示した位置ではポジションセンサPs2〜Ps4をONさせ、可動接点板12の導電部材12b,12cは左側の破線で示した位置ではポジションセンサPs1,Ps2をONさせ、可動接点板12の導電部材12b,12cは右側の破線で示した位置ではポジションセンサPs4,Ps5をONさせるようになっている。
(変形例5)
更に、図7ではポジションセンサPs1〜Ps5に図5に示したホール素子を用いたが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、ポジションセンサPs1〜Ps5として、図5に示したホール素子に代えて変形例4と同様に図12に示した接触式の一対の固定接点C1,C2を用いると共に、図7に示したシフトレバー2と一体のマグネットMを可動接点板12に代えた構成としても良い。
この場合には、可動接点板12をシフトレバー2の車両前後方向への傾動操作により車両前後方向に傾動させると、ポジションセンサPs1〜Ps5の一対の固定接点C1,C2を可動接点板12により変形例4と同様にON・OFF操作させることができる。
この場合も、ポジションセンサPs1〜Ps5のON・OFF条件は上述した実施例と同じであるので、その説明は省略する。尚、ポジションセンサPs1〜Ps5の出力は、出力1〜5として取り出される。この出力1〜5の部分には図示しない抵抗が設けられ、その抵抗の両端間の電位を検出することで得られる。
以上説明した実施例では、変速レンジとしてPレンジを除いた状態で、Rレンジ,Nレンジ,Dレンジを用いて基本的な原理について説明したが、実際には以下に説明するようにPレンジを含めた状態で変速レンジの変速切替位置を検出するようにする。
この実施例では、図13に示したように、上述した図3のポジションセンサPs1〜Ps5に加えて、ホール素子を用いたポジションセンサPs6,Ps7をPレンジ用として更に設けている。このポジションセンサPs6はPレンジの変速位置を検出する変速位置検出センサとして用いられ、ポジションセンサPs7はポジションセンサPs6,Ps1間に中間位置検出センサとして配設されている。
この構成では、表3に示したようにポジションセンサPs1〜Ps7がON(High),OFF(Low)させられる。
Figure 0004899693
この表3から分かるように、ポジションセンサPs1が故障しても、例えば全てのRレンジ,Nレンジ,DレンジでON(High)又はOFF(Low)になったとしても、ポジションセンサPs2〜Ps7はRレンジ,Nレンジ,Dレンジでそれぞれ異なる組み合わせの出力をするので、シフトレバー2がRレンジ,Nレンジ,Dレンジのいずれにあるかを確実に検出できる。
また、ポジションセンサPs1,Ps2が故障しても、例えば全てのRレンジ,Nレンジ,DレンジでON(High)又はOFF(Low)になったとしても、ポジションセンサPs3〜Ps7はRレンジ,Nレンジ,Dレンジでそれぞれ異なる組み合わせの出力をするので、シフトレバー2がRレンジ,Nレンジ,Dレンジのいずれにあるかを確実に検出できる。このようなシフトレバー2がRレンジ,Nレンジ,Dレンジのいずれにあるかの検出は、ポジションセンサPs1〜Ps7の内のいずれの2つが故障していても、確実に行うことができる。
尚、Rレンジ,Nレンジ,DレンジにおけるポジションセンサPs1〜Ps7の出力の組み合わせの判断は図示を省略した演算制御回路(演算制御手段)により実行される。
また、上述した例では、ポジションセンサPs1〜Ps7は、検出部SがマグネットMの磁界を検出したときに、ONして出力端子cから出力(High)を出力するようにした例を示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、表4に示したように、ポジションセンサPs1〜Ps7は、検出部SがマグネットMの磁界を検出したときに、OFFして出力端子cから出力(Low)を出力し、検出部SがマグネットMの磁界を検出していないときに、ONして出力端子cから出力(High)を出力するように設定しても良い。
Figure 0004899693
更に、この実施例では、ポジションセンサPs1〜Ps7にホール素子を用いているが、ポジションセンサPs1〜Ps7としてはマイクロスイッチや固定接点C1,C2を用いた接触式のものであっても良い。
以上説明したように、この発明の実施の形態のシフトレバー位置検出装置は、自動変速機における任意の3つの変速レンジ(R,N,D)のシフトレバー2による切替位置を5つのセンサ(ポジションセンサPs1〜Ps5)によりそれぞれ検出するようにしている。しかも、前記5つのセンサ(ポジションセンサPs1〜Ps5)のうち3つは前記変速レンジを検出する変速位置検出センサ(ポジションセンサPs1,Ps3,Ps5)である。また、前記5つのセンサ(ポジションセンサPs1〜Ps5)のうち残りの2つは、隣接する2つの変速レンジの内、どちらか一方のレンジになったら検出信号を出力するエリア置検出センサ(ポジションセンサPs2,Ps4)である。
この構成によれば、複数の位置検出センサ(Ps1〜Ps5)のうち2つが故障した場合でも、シフトレバー2による切替位置を確実に検出できる。
また、この発明の実施の形態のシフトレバー位置検出装置において、前記5つの位置検出センサ(ポジションセンサPs1〜Ps5)は千鳥状に配列されている。
この構成によれば、位置検出センサの配置を簡素化できると共に、製品精度の向上を図ることができる。
更に、この発明の実施の形態のシフトレバー位置検出装置において、前記変速位置検出センサ(ポジションセンサPs1,Ps3,Ps5)とエリア検出センサ(ポジションセンサPs2,Ps4)とは異なる電源B1,B2により動作させられるようになっている。
この構成によれば、奇数側の変速位置検出センサ(ポジションセンサPs1,Ps3,Ps5)と偶数側のエリア検出センサ(ポジションセンサPs2,Ps4)電源系(電源B1,B2)が独立しているので、電源系の一方が故障しても、他方の電源系が故障していなければ、この電源系で動作させられる位置検出センサによりシフトレバー2の切替位置を検出することができる場合もある。そして、この場合には、車両の走行を継続することができる。
この発明に係るシフトレバー位置検出装置を備えるシフトレバー装置の概略説明図である。 図1のシフトレバー装置に用いられるシフトレバー位置検出装置の一例を示す概略説明図である。 図2のポジションセンサとマグネットとの配置を示す概略平面図である。 図3のマグネットの磁界とポジションセンサ及び変速レンジ(変速位置)との関係を示す説明図である。 図2,図3のポジションセンサにホール素子を用いたときの配線図である。 シフトレバー装置に用いられるシフトレバー位置検出装置の他の例を示す概略説明図である。 図6のシフトレバー装置に用いられるシフトレバー位置検出装置の一例を示す概略説明図である。 図7のマグネットとポジションセンサ及び変速レンジ(変速位置)との関係を示す説明図である。 (a)はシフトレバー装置に用いられるシフトレバー位置検出装置の更に他の例を示す概略平面図、(b)は(a)のポジションセンサの配置を側面から概略的に見た説明図である。 図9のポジションセンサにマイクロスイッチを用いたときの配線図である。 (a)はシフトレバー装置に用いられるシフトレバー位置検出装置の更に他の例を示す配線図、(b)は(a)のポジションセンサの配置を側面から概略的に見た説明図である。 シフトレバー装置に用いられるシフトレバー位置検出装置の更に他の例を示す概略説明図である。 この発明に係るシフトレバー位置検出装置の実施例を説明するための概略平面図である。
符号の説明
1・・・シフトレバー装置
2・・・シフトレバー
Ps1,Ps3,Ps5・・・ポジションセンサ(変速位置検出センサ)
Ps2,Ps4・・・ポジションセンサ(エリア検出センサ)
R,N,D・・・レンジ(変速レンジ)
B1,B2・・・電源

Claims (3)

  1. 自動変速機における任意の3つの変速レンジのシフトレバーによる切替位置を5つのセンサによりそれぞれ検出するようにしたシフトレバー位置検出装置であって、
    前記5つのセンサのうち3つは前記各変速レンジを検出する変速位置検出センサであり、前記5つのセンサのうち残りの2つは、前記3つの変速位置検出センサに隣接する2つの変速レンジの内、どちらか一方のレンジになったら検出信号を出力するエリア検出センサであることを特徴とするシフトレバー位置検出装置。
  2. 請求項1に記載のシフトレバー位置検出装置において、前記5つのセンサは千鳥状に配列されていることを特徴とするシフトレバー位置検出装置。
  3. 請求項1又は2に記載のシフトレバー位置検出装置において、前記変速位置検出センサとエリア検出センサとは異なる電源により動作させられることを特徴とするシフトレバー位置検出装置。
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