JP4921398B2

JP4921398B2 - 操作位置検出装置及びシフト装置

Info

Publication number: JP4921398B2
Application number: JP2008045007A
Authority: JP
Inventors: 嘉広木村
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2028-02-26
Also published as: JP2009204355A

Description

本発明は、操作位置検出装置及び該操作位置検出装置を備えたシフト装置に関する。

従来、シフト装置には、変速機の接続状態を切り替えるための複数のシフトモードを有するものがある。例えば、特許文献１に記載のシフト装置は、自動変速機の各ポジション（Ｄ：ドライブやＲ：リバース等）の切替が可能な通常モードと、各段の変速ギヤをシーケンシャル（段階的）に切替可能なマニュアルモードとの２つのシフトモードを備えている。そして、そのシフトパターンは、これら両シフトモード及びその切替に対応するＨ型に設定されている。

具体的には、このシフト装置において、シフトレバーの配置されたシフトゲートは、上記二つのシフトモードに対応するとともに略平行に延びる第１及び第２ゲートと、これらと直交する第３ゲートとにより形成されており、シフトレバーは、これら各ゲートに沿って移動可能に設けられている。また、このシフト装置は、シフトレバーの操作位置を検出するための操作位置検出装置を備えている。この、操作位置検出装置は、シフトレバーと連結されそのシフト操作により第１及び第２ゲートの延伸方向に揺動する第１揺動部材と、そのセレクト操作により第３ゲートの延伸方向に揺動する第２揺動部材と、これら第１及び第２揺動部材の揺動をそれぞれ検出する二つの非接触式の回転検出センサとを備えている。そして、第１の回転検出センサで第１部材の揺動角度を検出することにより各シフトモードにおけるシフト操作位置を検知し、第２の回転検出センサで第２部材の揺動角度を検出することによりセレクト操作位置を検知するように構成されている。

また、シフトレバーの操作位置の検出の信頼性が確保されるよう、各回転検出センサには各方向におけるシフトレバーの操作をそれぞれ個別に検知するセンサエレメントが２つずつ設けられている。このため、例えばセンサエレメントの故障やノイズ等により、シフトレバーが操作されていない状態において一方のセンサエレメントからの検出信号（出力電圧）が変化してしまった場合、２つのセンサエレメントからの検出信号に基づいて、該検出信号の変化が、センサエレメントの故障やノイズ等によるものと判断することが可能となっている。
特開２００３−１５４８６９号公報

ところで、車両への搭載性の観点から車両に搭載される各種装置への小型化の要求は依然として高く、シフト装置についても例外ではない。しかしながら、従来の回転検出センサを用いた操作位置検出装置は、シフトレバーの移動方向につき一つの回転検出センサが必要となるため、上述したように互いに直交する２方向に操作されるシフトレバーの操作位置を検出するためには、少なくとも二つの回転検出センサが必要となる。このため、回転検出センサの設置スペースやその配線スペースをシフト装置における複数箇所で確保する必要があり、このことはシフト装置の小型化の妨げとなってしまう。また、シフトレバーの操作位置の検出信頼性確保の観点から、操作位置検出装置には入力操作位置に対する高い検出信頼性が要求される。なお、このような操作位置検出装置は、シフト装置に限らず、互いに直交する２軸回りで回転操作するもの全般について適用可能であり、この場合にも前述と同様の課題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、入力操作位置の検出信頼性を確保しつつ小型化が可能な操作位置検出装置及びそれを用いたシフト装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、操作部材の操作に伴い磁気検出手段の検知面に作用する磁界の方向を変化させ、該磁界の方向に応じて前記磁気検出手段から出力される電気信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する操作位置検出装置であって、同一平面上に設定された複数の所定位置間を前記操作部材の操作に応じて移動可能に設けられるとともにその移動平面に交差する方向に着磁された被検出体と、前記被検出体の移動平面に沿うように配置される複数の前記磁気検出手段と、複数の前記磁気検出手段の前記検知面に作用する磁界の方向に応じて出力される前記電気信号の組み合わせに基づいて前記被検出体が複数の所定位置のうち何れにあるかを検出する検出手段とを備え、前記磁気検出手段は、前記被検出体が互いに隣り合う前記所定位置間を移動する間に、前記検知面に作用する磁界の方向が変化する位置に少なくとも２つ配置されるとともに、複数の前記磁気検出手段は、前記被検出体が移動する際のその移動中心を挟んで対をなすように配置され、さらに、前記被検出体は、第１の方向と、該第１の方向に直交する第２の方向とに移動可能に設けられ、前記被検出体が前記第１の方向に沿って移動する際の前記被検出体の移動中心の一側に配置される第１磁気検出手段、及び前記移動中心の他側に配置され前記第１磁気検出手段と前記第２の方向で対をなす第２磁気検出手段と、前記被検出体が前記第１の方向に沿って移動する際の前記被検出体の移動中心の一側に配置され前記第１磁気検出手段と前記第１の方向で対をなす第３磁気検出手段、及び前記移動中心の他側に配置され前記第２磁気検出手段と前記第１の方向で対をなす第４磁気検出手段とを備えることをその要旨とする。

本発明によれば、複数の前記磁気検出手段の検知面に作用する磁界の方向に応じて出力される電気信号の組み合わせに基づいて、被検出体が複数の所定位置のうち何れにあるかが検出される。被検出体は、同一平面上に設定された複数の所定位置間を移動するため、複数の磁気検出手段を被検出体の移動平面に沿うように配置して入力装置における操作位置検出装置の集中化を図ることが可能となり、当該入力装置の小型化が可能となる。また、少なくとも２つの磁気検出手段が、被検出体が互いに隣り合う所定位置間を移動する間に検知面に作用する磁界の方向が変化する位置に配置されるため、被検出体が所定位置間を移動する際には少なくとも２つの磁気検出手段から出力される電気信号が変化する。ここで、例えば故障や、ノイズ等による検出誤差によって各磁気検出手段から出力された電気信号の組み合わせの内、１つの磁気検出手段から出力された電気信号だけが変化する虞がある。この点、本発明では、磁気検出手段は、被検出体が所定位置間を移動する際には少なくとも２つの磁気検出手段から出力される電気信号が変化するように配置されているため、１つの磁気検出手段から出力された電気信号だけが変化した場合は、該変化が被検出体の移動に基づくものではないと判断することができる。このため、例えば磁気検出手段の故障や、ノイズ等による検出誤差によって変化することにより操作部材の位置が誤判断されてしまうことを防止することができる。従って、この操作位置検出装置を用いることにより、入力操作位置の検出信頼性を確保しつつ、小型化が可能となる。

尚、前述したように、被検出体は、その移動平面に交差する方向に着磁されているため、磁気検出手段の検知面を含む平面において被検出体の移動中心を挟んで対をなす２つの領域において、被検出体によって付与される磁束の方向が、その中心よりもその移動方向一側の領域と他側の領域とでそれぞれ異なる。このため、磁気検出手段を本発明のように配置することで、当該被検出体の移動に伴い、被検出体の移動中心を挟んで対をなす磁気検出手段に付与される磁束の方向が変化する。従って、被検出体が所定位置間を移動する際には少なくとも２つの磁気検出手段から出力される電気信号が変化する。このため、１つの磁気検出手段から出力された電気信号が変化した場合は、該変化が被検出体の移動に基づくものではないと判断することができる。
さらに、第１の方向に沿った複数箇所に前記所定位置を設定することができるとともに、該第１の方向に直交する第２の方向に沿った複数箇所に前記所定位置を設定することができる。このため、該所定位置を操作部材の操作パターンに応じて選択することにより、複数種類の操作パターンに対応することができる。よって、汎用性が向上する。

請求項２に記載の発明は、シフトゲートに沿って設定された複数の操作位置に操作される操作部材と、前記操作部材の操作位置を検出する操作位置検出装置とを備え、該操作位置検出装置の検出結果に基づいて車両の変速機の接続状態を切り替えるシフト装置であって、請求項１に記載の前記操作位置検出装置を備えることをその要旨とする。

本発明によれば、請求項１と同様の作用が得られることにより、当該シフト装置の小型化を図ることができる。

本発明によれば、入力操作の信頼性を確保しつつ小型化が可能な操作位置検出装置及びそれを用いたシフト装置を得ることができる。

以下、本発明を、電気制御によって車両の自動変速機の接続状態を切り換えるバイワイヤ方式のシフト装置に具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、シフト装置１は、ステアリングホイールＷが設置されるステアリングコラム２に設置されている。このシフト装置１は、ステアリングコラム２の左側面の開口部２ａから突出する操作部材としてのシフトレバー３と、ステアリングコラム２の内部において開口部２ａに対応するように配設されるシフト装置本体４とを備えている。シフトレバー３の基端部はシフト装置本体４に支持され、その先端部には運転者が把持する操作ノブ３ａが形成されている。操作ノブ３ａには、パーキングスイッチ３ｂが設けられている。

図２に示すように、シフトレバー３は、前記開口部２ａを覆うようにして前記ステアリングコラム２に固定されたシフトパネル５を備えている。シフトレバー３は、シフトパネル５に穿設されたシフトゲート６に沿って、同シフトゲート６内の複数箇所に設定された各シフト位置の間を移動可能に設けられている。具体的には、シフトゲート６は、Ｔ型のものであり、前記ステアリングコラム２の周方向に沿って上下方向（以下、シフト方向という。）に延びる第１ゲート６ａと、該第１ゲート６ａの略中央部分から車両前側へ同第１ゲート６ａと直交する方向（以下、セレクト方向という。）に延びる第２ゲート６ｂとからなる。第２ゲート６ｂの長さは、第１ゲート６ａの略半分程度の長さとなっている。なお、シフト方向が第１の方向に相当し、セレクト方向が第２の方向に相当する。

本実施形態では、第２ゲート６ｂの車両前側の端部に相当する位置Ａが中立位置「Ｔ」、第２ゲート６ｂと第１ゲート６ａとが交差する位置Ｂがニュートラル位置「Ｎ」、第１ゲート６ａの上側の端部に相当する位置Ｃがリバース位置「Ｒ」、第１ゲート６ａの下端部に相当する位置Ｄがドライブ位置「Ｄ」に設定されている。シフトレバー３は、シフト装置本体４によって中立位置Ａに弾性保持されており、該中立位置Ａから各シフト位置Ｂ〜Ｄへ操作された後その操作力が解除されると、再び中立位置Ａに復帰する。運転者は、該操作ノブ３ａを把持してシフトレバー３を後側へ引き寄せ、中立位置Ａからニュートラル位置Ｂに操作してから、同シフトレバー３を上側のリバース位置Ｃ若しくは下側のドライブ位置Ｄに操作する。

図３に示すように、シフト装置本体４は、ステアリングコラム２の内部に固定されるケース７を備えている。このケース７は、車両前側に開口する略箱体状に形成され当該ケース７の車両後側（ステアリングホイールＷ側）の部位を構成するロアケース７ａと、該ロアケース７ａの車両前側に該ロアケース７ａの開口部を覆うようにして固着される車両後側に開口する略箱体状に形成されたアッパケース７ｂとから構成されている。ロアケース７ａ及びアッパケース７ｂは、マグネシウムダイキャストにより形成されている。図４に示すように、運転席側から見てケース７内の右下側（図４において左下側）の部位には、コネクタ部８が設けられている。このコネクタ部８は、ケース７の外部に開口する有底角筒状をなすとともに、アッパケース７ｂの下側の部位に設けられた開口部７ｃを介して車両前側に突出している。コネクタ部８には、その底面から導出される態様にてコネクタ端子８ａが設けられている。

次に、ケース７内に設けられたシフトレバー３の支持構造について説明する。
図５に示すように、シフトレバー３の基端部には、当該シフトレバー３の軸方向に沿って伸びる略直方体状のブロック１１が当該シフトレバー３と一体的に設けられている。ブロック１１は、左右方向に開口した略四角筒状のブラケット１２を介してケース７に支持されている。

具体的には、このブロック１１は、ブラケット１２に左右方向に挿入配置されている。ブロック１１には、断面円形状の挿通孔１１ａがシフト方向に貫通形成されている。挿通孔１１ａは、ブロック１１の中央よりも左側（図５において右側）の部位に設けられている。ブラケット１２の上側と下側の壁部１２ａ，１２ｂには、断面円形状の貫通孔１２ｃが設けられている。各貫通孔１２ｃは、ブラケット１２にブロック１１が収容された状態において前記挿通孔１１ａに対応する部位にそれぞれ設けられている。そして、ブロック１１がブラケット１２内に挿通孔１１ａと貫通孔１２ｃとが一致するように配置された状態で、これらに第１回転軸１３が図中下側から挿通されている。第１回転軸１３は、ブロック１１の挿通孔１１ａに固定され、ブラケット１２の貫通孔１２ｃに回動自在に支持されている。このため、図６に示すように、ブロック１１（シフトレバー３）は、ブラケット１２に対して第１回転軸１３の中心軸である第１軸線Ｌ１を中心にセレクト方向に回動自在とされている（図６参照）。

ここで、同図６に示すように、ブロック１１の後側面において第１回転軸１３よりもシフトレバー３と反対側（図６において左側）の部位には、車両後側に突出するストッパー部１１ｂが設けられている。このため、該ストッパー部１１ｂがブラケット１２の後側の壁部１２ｄの内側面に当接することにより、ブロック１１の、第１回転軸１３を中心とした車両後側（図６において反時計回り方向）への回動が規制される。また、ブラケット１２の前側（図６において上側）の壁部のシフトレバー３とは反対側の部位には、切り欠き部１２ｅが形成されている。このため、ブロック１１の、前記第１軸線Ｌ１を中心とした車両前側（図６において時計回り方向）への回動が許容される。

同図６に示すように、ブラケット１２の後外側面の左側（図６において右側）の部位には、車両後側に延びる略円柱状の第２回転軸部１２ｆが立設されている。第２回転軸部１２ｆは、その中心軸が前記第１回転軸１３の中心軸である第１軸線Ｌ１と直角に交わるように形成されている。また、同ブラケット１２の後外側面において第２回転軸部１２ｆよりも右側（図６において左側）の部位には、前記第２軸線Ｌ２を中心とする円弧状の弧状凸部１２ｇが形成されている。一方、ケース７（ロアケース７ａ）の後側の底部７ｄには、第２回転軸部１２ｆに対応する断面円形状の軸受凹部７ｅが形成されている。また、ケース７（アッパケース７ｂ）の前側の底部７ｄにおいて、弧状凸部１２ｇに対応する部位に、該弧状凸部１２ｇよりも広い範囲の弧状凹部７ｆが形成されている。そして、アッパケース７ｂ及びロアケース７ａが互いに固定された状態で、第２回転軸部１２ｆ及び弧状凸部１２ｇがそれぞれ軸受凹部７ｅ及び弧状凹部７ｆに支持されることで、ブラケット１２は第２回転軸部１２ｆの中心軸である第２軸線Ｌ２を中心にシフト方向に回動自在に支持されている（図５参照）。

従って、シフトレバー３は、ケース７に対してシフトゲート６に沿って第１軸線Ｌ１を中心にセレクト方向に回動すると共に、該第１軸線Ｌ１と直交する第２軸線Ｌ２を中心にシフト方向（ステアリングコラムの周方向）に回動する。また、上述したように第１回転軸１３を中心としたケース７に対するブロック１１の車両後側への回動が規制されるため、シフトレバー３の第１軸線Ｌ１を中心としたセレクト方向における車両前側への回動が規制されている。

また、図５に示すように、ブロック１１の右側（図５において左側）の端部には、シフトレバー３とは反対側に開口するピース保持部１４が凹設されている。ピース保持部１４は、断面円形状に形成されており、その内周面には、その軸方向に沿って延びる直線状の線状溝部１４ａが凹設されている。ピース保持部１４には、スプリング１５とディテントピン１６とが、当該ピース保持部１４の底側から順に配置されている。

スプリング１５の一端部は、ピース保持部１４の底部に設けられたスプリング保持部１４ｂに保持され、その他端部は、ディテントピン１６の端面に設けられた保持凹部１６ａに保持されている。ディテントピン１６は、スプリング１５の弾性力により、ピース保持部１４から突出する方向へ常時付勢されている。

ディテントピン１６においてスプリング保持部１４ｂが設けられた部位は、ピース保持部１４の内径と略等しい外径を有する断面円形状に形成されている。ディテントピン１６は、前記ブロック１１のストッパー部１１ｂがブラケット１２の後側の壁部１２ｄの内側面に当接した状態で、当該ディテントピン１６の中心軸線が前記第１軸線Ｌ１及び第２軸線Ｌ２の交点でそれらに対して直交するように、ピース保持部１４に保持されている。ディテントピン１６においてスプリング保持部１４ｂが設けられた部位の外周面には、当該ディテントピン１６の軸方向に沿って延びる直線状の線状凸部１６ｂが設けられている。ディテントピン１６は、該線状凸部１６ｂが前記線状溝部１４ａに配置された状態でピース保持部１４に保持される。これにより、ディテントピン１６は、ブロック１１に対する回転を規制される。ディテントピン１６は、同ブロック１１に対してその軸方向で摺動可能に保持されている。

同図５に示すように、ディテントピン１６の先端側（図５において左側）の部分には、前記スプリング保持部１４ｂが設けられた部位よりも小さな外径を有する断面円形状の嵌合部１６ｃが設けられている。嵌合部１６ｃの先端面１６ｄは、先端側に突出する半球状に形成されており、該先端面１６ｄの頂部に対応する部位には、当該ディテントピン１６の軸方向に沿って延びる四角柱状の連結部１６ｅが設けられている。

嵌合部１６ｃは、前記ケース７の底部７ｄに固定されたディテント１７のガイド凹部１７ａ内に挿入されており、該ガイド凹部１７ａの底面１７ｂに対して摺動可能に当接している。連結部１６ｅは、該ガイド凹部１７ａの底面１７ｂに設けられたガイド孔１７ｃに挿通されており、その先端側の部位は該ガイド孔１７ｃを介してディテント１７のブラケット１２とは反対側に突出している。

図７に示すように、ガイド凹部１７ａは、ディテントピン１６側から見て略Ｔ型に形成されており、シフトレバー３の前記第２軸線Ｌ２を中心とした回動方向に沿ってシフト方向に延びるシフト方向案内部１８ａと、該シフト方向案内部１８ａの略中央部分からシフトレバー３の前記第１回転軸１３を中心とした回動方向に沿って後側へ延びるセレクト方向案内部１８ｂとを備えている。ガイド孔１７ｃは、該ガイド凹部１７ａと同様略Ｔ型に形成されている。

ガイド凹部１７ａの底面１７ｂは、図８に示すようにシフト方向案内部１８ａの中央に向かうほど、また、図９に示すようにセレクト方向案内部１８ｂの先端側（後側）に向かうほど前記ブロック１１から離間するように傾斜している。

ここで、例えば、図１０に示すように、シフトレバー３が前記中立位置Ａからセレクト方向にあるニュートラル位置Ｂに操作され、ブロック１１のシフトレバー３とは反対側の端部が前記第１回転軸１３を中心として前側に回転すると、ディテントピン１６の嵌合部１６ｃがセレクト方向案内部１８ｂに沿って前記ブロック１１の内端部の変位方向へ変位する。このとき、嵌合部１６ｃがセレクト方向案内部１８ｂに沿ってブロック１１の内端部の変位方向へ変位するにつれて、該ガイド凹部１７ａの底面１７ｂにおいて嵌合部１６ｃの先端面１６ｄが当接する部位と、ブロック１１との間の距離がしだいに小さくなる。このため、ディテントピン１６は、スプリング１５の付勢力に抗してブロック１１のピース保持部１４に進入する側へ変位する。この状態において操作力が解除されると、ディテントピン１６の嵌合部１６ｃは、スプリング１５の弾性力により、ガイド凹部１７ａの底面１７ｂにおいて嵌合部１６ｃの先端面１６ｄが当接する部位と、ブロック１１との間の距離が大きくなるよう、セレクト方向案内部１８ｂに沿って、セレクト方向案内部１８ｂの先端部へ移動する。これにより、シフトレバー３が中立位置Ａに復帰する。

一方、図１１に示すように、シフトレバー３がニュートラル位置Ｂからシフト方向にあるリバース位置Ｃ若しくはドライブ位置Ｄにさらに操作され、ブロック１１が前記第２軸線Ｌ２を中心として下側若しくは上側に回転すると、ディテントピン１６の嵌合部１６ｃがシフト方向案内部１８ａに沿って前記ブロック１１の内端部の変位方向へ変位する。このとき、嵌合部１６ｃがシフト方向案内部１８ａに沿って、ブロック１１の内端部の変位方向へ変位するにつれて、該ガイド凹部１７ａの底面１７ｂにおいて嵌合部１６ｃの先端面１６ｄが当接する部位と、ブロック１１との間の距離がしだいに小さくなる。このため、ディテントピン１６は、スプリング１５の付勢力に抗してブロック１１のピース保持部１４に進入する側へ変位する。この状態において操作力が解除されると、ディテントピン１６の嵌合部１６ｃは、スプリング１５の弾性力により、ガイド凹部１７ａの底面１７ｂにおいて嵌合部１６ｃの先端面１６ｄが当接する部位と、ブロック１１との間の距離が大きくなるよう、シフト方向案内部１８ａに沿って、シフト方向案内部１８ａとセレクト方向案内部１８ｂとが交わる位置へ移動し、さらにセレクト方向案内部１８ｂの先端部へ移動する。これにより、シフトレバー３が中立位置Ａに復帰する。つまり、スプリング１５で弾性支持されたディテントピン１６と、ディテント１７のガイド凹部１７ａとによって、シフトレバー３を中立位置Ａに保持するとともにシフトレバー３への操作力が解除された際に、同シフトレバー３を中立位置Ａに復帰させる復帰機構が構成されている。

また、シフトレバー３が中立位置Ａからリバース位置Ｃ及びドライブ位置Ｄへ操作される際、シフトレバー３は、シフトゲート６のニュートラル位置Ｂを通過し、ディテントピン１６はシフト方向案内部１８ａとセレクト方向案内部１８ｂとの間の角部を乗り越える。このため、運転者は、シフトレバー３の操作時に節度感を得ることができる。つまり、スプリング１５で弾性支持されたディテントピン１６と、ディテント１７のガイド凹部１７ａとによって、シフトレバー３の各シフト位置に操作する際の操作感を与える節度機構とが構成されている。

次に、上記のように構成したシフトレバー３の操作位置としてのシフト位置を検出する操作位置検出手段としての操作位置検出装置２０について説明する。
図５及び図６に示すように、前記ディテントピン１６の先端部には、マグネットホルダ２１が連結されている。マグネットホルダ２１は、略四角形板状に形成されており、ケース７の底部７ｄにおいて前記ディテント１７のシフトレバー３とは反対側に固定されたスライダー２２により、ディテントピン１６の軸方向に交差する平面方向に沿って移動可能に支持されている。

マグネットホルダ２１には、ディテントピン挿通孔２１ａが形成されている。マグネットホルダ２１のディテントピン１６側の面においてディテントピン挿通孔２１ａの周囲には、略円筒状のディテントピン係合部２１ｂが設けられている。ディテントピン係合部２１ｂの先端側の部位には、その開口部を覆うようにして連結部材２１ｃが固定されている。連結部材２１ｃには、前記ディテントピン挿通孔２１ａに対応する部位に係合孔２１ｄが設けられている。係合孔２１ｄは、ディテントピン１６の連結部１６ｅに対応する断面四角形状に形成されており、該連結部１６ｅは、係合孔２１ｄに沿って軸方向に変位可能に挿通される。ディテントピン１６の連結部１６ｅは係合孔２１ｄに挿通されている。このため、ディテントピン１６は、その移動平面Ｑに沿った方向においてマグネットホルダ２１と係合する。従って、シフトレバー３が操作され、ディテントピン１６の連結部１６ｅが変位すると、前記移動平面Ｑに沿った方向においてマグネットホルダ２１がその変位方向へ変位する。

マグネットホルダ２１のディテントピン１６とは反対側の面には、略円筒状のマグネット保持部２１ｅが設けられている。マグネット保持部２１ｅの内側には、操作位置検出装置２０を構成する被検出体としてのマグネット２３が固定されている。また、ケース７の底部７ｄにおいてスライダー２２のシフトレバー３とは反対側の部位には、操作位置検出装置２０を構成する磁気センサモジュール２４が設けられている。マグネット２３は、略円柱状に形成されており、前記移動平面Ｑに直交する方向に着磁されている。マグネット２３は、磁気センサモジュール２４側がＳ極、それとは反対側がＮ極となっている。磁気センサモジュール２４は、略平板状に形成され、マグネット２３の移動平面Ｑと平行に設けられている。

図１２に示すように、磁気センサモジュール２４は、略四角形板状に形成された基板３０上に実装されており、スライダー２２に固定されている。磁気センサモジュール２４は、４つの磁気検出手段としての磁気抵抗素子３１〜３４を、その周辺回路とともにパッケージ化したものであり、全体として略四角形板状に形成されている。各磁気抵抗素子３１〜３４は、マグネット２３が移動する際のその移動中心（中心Ｍの移動軌跡）を挟んで対をなすように配置されている。具体的には、第１磁気抵抗素子３１は同図１２における左上側の角部に、第２磁気抵抗素子３２は同図１２における左下側の角部に、第３磁気抵抗素子３３は同図１２における右上側の角部に、第４磁気抵抗素子３４は同図１２における右下側の角部にそれぞれ設けられている。即ち、磁気抵抗素子３４は、略四角形板状に形成されたリードフレーム３０ａの角部にそれぞれ設けられている。磁気センサモジュール２４は、図１２における左右方向が前後方向になるように、また、同図１２における上下方向がシフト方向となるようにスライダー２２に固定されている。また、磁気センサモジュール２４は、ケース７内において、当該磁気センサモジュール２４の中心位置とシフトレバー３が中立位置Ａに配置された場合のマグネット２３の中心Ｍとが一致するように配置されている。なお、第１〜第４磁気抵抗素子３１〜３４が、第１〜第４磁気検出手段に相当する。

本実施の形態では、上述したように、マグネット２３は、移動平面Ｑに直交する方向に着磁されているため、磁気抵抗素子３１〜３４の検知面３１ａ〜３４ａを含む平面Ｑ１には、該マグネット２３の中心軸を中心とする放射状の磁束が形成される。従って、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、マグネット２３の中心軸に対して右上側の領域にある第３磁気抵抗素子３３と左下側の領域にある第２磁気抵抗素子３２には、矢印Ａ１方向に沿った方向の磁界が付与される。また、マグネット２３の中心軸に対して左上側の領域にある第１磁気抵抗素子３１と右下側の領域にある第４磁気抵抗素子３４には、矢印Ａ２方向に沿った方向の磁界が付与される。即ち、磁気抵抗素子３１〜３４の検知面３１ａ〜３４ａを含む平面Ｑ１においてマグネット２３の移動中心を挟んで対をなす２つの領域において、マグネット２３によって付与される磁束の方向が、その中心Ｍよりもその移動方向一側の領域と他側の領域とでそれぞれ異なる。

各磁気抵抗素子３１〜３４は、その検知面３１ａ〜３４ａに入射する磁束の方向に応じた出力電圧（電気信号）を出力する。本実施の形態では、各磁気抵抗素子３１〜３４は、図１２に示す矢印Ａ１方向に沿った方向の磁界が付与された場合にＬレベル、図１２に示す矢印Ａ２方向に沿った方向の磁界が付与された場合にＨレベルの電気信号を出力する。

図１３に示すように、各磁気抵抗素子３１〜３４は、車両側のコネクタに対する前記コネクタ部８の連結に基づきそのコネクタ端子８ａが車両側のコネクタ端子に接続されることで、シフト装置１の外部に設けられた検出手段としてのコントローラ３５にそれぞれ個別に電気的に接続される。また、前記パーキングスイッチ３ｂは、磁気抵抗素子３１と同様、車両側のコネクタに対する前記コネクタ部８の連結に基づき、コントローラ３５に電気的に接続される。

コントローラ３５は、具体的には図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータユニットであり、各磁気抵抗素子３１〜３４から出力される電気信号Ｓ１〜Ｓ４の組み合わせに基づいて、前記移動平面Ｑにおけるマグネット２３の位置を検出し、シフトレバー３の位置を検出する。また、コントローラ３５は、パーキングスイッチ３ｂから出力される操作信号Ｓ５に基づいて該パーキングスイッチ３ｂの押圧操作を検出する。そして、コントローラ３５は、その検出結果に基づいて、図示しない車両の自動変速機の接続状態を切り替える。

また、コントローラ３５は、各磁気抵抗素子３１〜３４の出力電圧の変化がシフトレバー３の操作によるものか否かを各磁気抵抗素子３１〜３４からの出力電圧に基づいて判断する。そして、該出力電圧の変化がシフトレバー３によるものでないと判断した場合、コントローラ３５は、前記自動変速機の接続状態をニュートラルに切り替える旨の制御信号を前記自動変速機に出力する。

次に、このように構成されるシフト装置の作用について説明する。
本実施の形態のマグネット２３は、移動平面Ｑに直交する方向に着磁されているため、磁気抵抗素子３１〜３４の検知面３１ａ〜３４ａを含む平面Ｑ１には、該マグネット２３の中心軸を中心とする放射状の磁束が形成される。このため、磁気抵抗素子３１〜３４の検知面３１ａ〜３４ａを含む平面Ｑ１においてマグネット２３の移動中心を挟んで対をなす２つの領域において、マグネット２３によって付与される磁束の方向が、その中心Ｍよりもその移動方向一側の領域と他側の領域とでそれぞれ異なる。磁気抵抗素子３１〜３４は、マグネット２３が移動する際のその移動中心（中心Ｍの移動軌跡）を挟んで対をなすように配置されているため、当該マグネット２３の移動に伴い、マグネット２３の移動中心を挟んで対をなす磁気抵抗素子３１〜３４に付与される磁束の方向が変化する。

例えばシフトレバー３が中立位置Ａにある場合、図１４に示すように、マグネット２３の中心Ｍは、セレクト方向において第１磁気抵抗素子３１と第３磁気抵抗素子３３との間であって、シフト方向において第３磁気抵抗素子３３と第４磁気抵抗素子３４との間の位置Ｐ５に配置される。このため、第１磁気抵抗素子３１には図１２に示す矢印Ａ２方向の磁束が、第２磁気抵抗素子３２には矢印Ａ１方向の磁束が、第３磁気抵抗素子３３には矢印Ａ１方向の磁束が、第４磁気抵抗素子３４には矢印Ａ２方向の磁束がそれぞれ付与される。従って、この場合、第１磁気抵抗素子３１の出力電圧Ｓ１はＨレベル、第２磁気抵抗素子３２の出力電圧Ｓ２はＬレベル、第３磁気抵抗素子３３の出力電圧Ｓ３はＬレベル、第４磁気抵抗素子３４の出力電圧Ｓ４はＨレベルとなる。

また、シフトレバー３がニュートラル位置Ｂに操作されると、マグネット２３の中心Ｍは、セレクト方向において第１磁気抵抗素子３１及び第２磁気抵抗素子３２よりも前側であって、シフト方向において第３磁気抵抗素子３３と第４磁気抵抗素子３４との間の位置Ｐ２に配置される。このため、第１磁気抵抗素子３１には図１２に示す矢印Ａ１方向の磁束が、第２磁気抵抗素子３２には矢印Ａ２方向の磁束が、第３磁気抵抗素子３３には矢印Ａ１方向の磁束が、第４磁気抵抗素子３４には矢印Ａ２方向の磁束がそれぞれ付与される。従って、この場合、第１磁気抵抗素子３１の出力電圧Ｓ１はＬレベル、第２磁気抵抗素子３２の出力電圧Ｓ２はＨレベル、第３磁気抵抗素子３３の出力電圧Ｓ３はＬレベル、第４磁気抵抗素子３４の出力電圧Ｓ４はＨレベルとなる。

また、シフトレバー３がリバース位置Ｃに操作されると、マグネット２３の中心Ｍは、セレクト方向において第１磁気抵抗素子３１及び第２磁気抵抗素子３２よりも前側であって、シフト方向において第２磁気抵抗素子３２及び第４磁気抵抗素子３４よりも下側の位置Ｐ３に配置される。このため、第１磁気抵抗素子３１には図１２に示す矢印Ａ１方向の磁束が、第２磁気抵抗素子３２には矢印Ａ１方向の磁束が、第３磁気抵抗素子３３には矢印Ａ１方向の磁束が、第４磁気抵抗素子３４には矢印Ａ１方向の磁束がそれぞれ付与される。従って、この場合、第１磁気抵抗素子３１の出力電圧Ｓ１はＬレベル、第２磁気抵抗素子３２の出力電圧Ｓ２はＬレベル、第３磁気抵抗素子３３の出力電圧Ｓ３はＬレベル、第４磁気抵抗素子３４の出力電圧Ｓ４はＬレベルとなる。

また、シフトレバー３がドライブ位置Ｄに操作されると、マグネット２３の中心Ｍは、セレクト方向において第１磁気抵抗素子３１及び第２磁気抵抗素子３２よりも前側であって、シフト方向において第１磁気抵抗素子３１及び第３磁気抵抗素子３３よりも上側の位置Ｐ１に配置される。このため、第１磁気抵抗素子３１には図１２に示す矢印Ａ２方向の磁束が、第２磁気抵抗素子３２には矢印Ａ２方向の磁束が、第３磁気抵抗素子３３には矢印Ａ２方向の磁束が、第４磁気抵抗素子３４には矢印Ａ２方向の磁束がそれぞれ付与される。従って、この場合、第１磁気抵抗素子３１の出力電圧Ｓ１はＨレベル、第２磁気抵抗素子３２の出力電圧Ｓ２はＨレベル、第３磁気抵抗素子３３の出力電圧Ｓ３はＨレベル、第４磁気抵抗素子３４の出力電圧Ｓ４はＨレベルとなる。

このように、図１５に示すように、シフトレバー３の位置Ａ〜Ｄのそれぞれにおいて、各磁気抵抗素子３１〜３４の検知面３１ａ〜３４ａに付与される磁束の方向の組み合わせが全て異なるため、コントローラ３５は、各磁気抵抗素子３１〜３４からの検出信号の組み合わせに基づいて、シフトレバー３の操作位置を検知可能となる。

また、シフトレバー３が中立位置Ａとニュートラル位置Ｂとの間を操作される際、マグネット２３は、シフト方向で対をなす第１磁気抵抗素子３１及び第２磁気抵抗素子３２を越えて移動するため、該第１磁気抵抗素子３１の出力電圧Ｓ１と第２磁気抵抗素子３２の出力電圧Ｓ２とが変化する。また、シフトレバー３がニュートラル位置Ｂとリバース位置Ｃとの間を操作される際、マグネット２３は、セレクト方向で対をなす第２磁気抵抗素子３２及び第４磁気抵抗素子３４を越えて移動するため、該第２磁気抵抗素子３２の出力電圧Ｓ２と第４磁気抵抗素子３４の出力電圧Ｓ４とが変化する。また、シフトレバー３がニュートラル位置Ｂとドライブ位置Ｄとの間を操作される際、マグネット２３は、セレクト方向で対をなす第１磁気抵抗素子３１及び第３磁気抵抗素子３３を越えて移動するため、該第１磁気抵抗素子３１の出力電圧Ｓ１と第３磁気抵抗素子３３の出力電圧Ｓ３とが変化する。即ち、シフトレバー３が各位置へ操作される際、４つの磁気抵抗素子３１〜３４の内、２つの磁気抵抗素子３１〜３４の出力電圧Ｓ１〜Ｓ４が変化するようになっている。

このため、例えばシフトレバー３が中立位置にある状態で磁気抵抗素子３１〜３４の故障や、ノイズ等による検出誤差によって、各磁気抵抗素子３１〜３４から出力される電気信号Ｓ１〜Ｓ４のうち１つの出力電圧Ｓ１〜Ｓ４だけが変化した場合は、コントローラ３５は、各磁気抵抗素子３１〜３４からの出力電圧に基づいて、該出力電圧の変化がシフトレバー３の操作によるものではないと判断することができるようになる。出力電圧の変化がシフトレバー３の操作によるものではないと判断した場合、コントローラ３５は、前記自動変速機の接続状態をニュートラルに切り替える旨の制御信号を前記自動変速機に出力し、前記自動変速機の接続状態をニュートラルに切り替える。このように、シフト装置１は、安全側に動作する。このため、例えば磁気抵抗素子３１〜３４の故障や、ノイズ等による検出誤差によって磁気抵抗素子３１〜３４の出力電圧が変化することによりシフト位置が誤判断されて前記変速機が不用意に切り替えられてしまうことを防止することができる。

また、第１磁気抵抗素子３１及び第２磁気抵抗素子３２は、マグネット２３がセレクト方向に沿って移動する際のマグネット２３の移動中心（マグネット２３の中心Ｍの移動軌跡）を挟んでシフト方向で対をなすように配置されている。また、第３磁気抵抗素子３３は、マグネット２３がシフト方向に沿って移動する際のマグネット２３の移動中心を挟んで第１磁気抵抗素子３１とセレクト方向で対をなすように配置されている。また、第４磁気抵抗素子３４は、マグネット２３がシフト方向に沿って移動する際のマグネット２３の移動中心を挟んで第２磁気抵抗素子３２とセレクト方向で対をなすように配置されている。このため、図１４及び図１５に示すように、セレクト方向及びシフト方向においてそれぞれ複数箇所におけるマグネット２３の位置毎に各磁気抵抗素子３１〜３４の出力電圧Ｓ１〜Ｓ４の組み合わせが異なる。このため、セレクト方向及びシフト方向においてそれぞれ複数箇所におけるマグネット２３の位置を、各磁気抵抗素子３１〜３４の出力電圧Ｓ１〜Ｓ４の組み合わせに基づいて検出することができる。なお、本実施の形態では、４つの磁気抵抗素子３１〜３４によって、７箇所（Ｐ１〜Ｐ７）のマグネット２３の位置を検出することが可能となっている。このため、この７箇所（Ｐ１〜Ｐ７）の内からシフトレバー３の操作パターンに応じて該操作位置に対応するマグネット２３の位置を選択することにより、本実施の形態のようなＴ型のみに限らず、ｈ型、Ｈ型、十字型等の複数種類の操作パターンに対応することができる。

次に、上記実施の形態の作用効果を以下に記載する。
（１）複数の前記磁気抵抗素子３１〜３４の検知面３１ａ〜３４ａに作用する磁界の方向に応じて出力される電気信号（出力電圧）Ｓ１〜Ｓ４の組み合わせに基づいて、マグネット２３が複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ７のうち何れにあるかが検出される。マグネット２３は、同一平面上に設定された複数の所定位置Ｐ１〜Ｐ７間を移動するため、複数の磁気抵抗素子３１〜３４をマグネット２３の移動平面Ｑに沿うように配置してシフト装置１における操作位置検出装置２０の集中化を図ることが可能となり、当該シフト装置１の小型化が可能となる。また、少なくとも２つの磁気抵抗素子３１〜３４が、マグネット２３が互いに隣り合う所定位置Ｐ１〜Ｐ７間を移動する間に検知面３１ａ〜３４ａに作用する磁界の方向が変化する位置に配置されるため、マグネット２３が所定位置Ｐ１〜Ｐ７間を移動する際には少なくとも２つの磁気抵抗素子３１〜３４から出力される電気信号Ｓ１〜Ｓ４が変化する。ここで、例えば故障や、ノイズ等による検出誤差によって各磁気抵抗素子３１〜３４から出力された電気信号Ｓ１〜Ｓ４の組み合わせの内、１つの磁気抵抗素子３１〜３４から出力された電気信号Ｓ１〜Ｓ４が変化する場合がある。本実施の形態では、磁気抵抗素子３１〜３４は、マグネット２３が所定位置Ｐ１〜Ｐ７間を移動する際には少なくとも２つの磁気抵抗素子３１〜３４から出力される電気信号Ｓ１〜Ｓ４が変化するように配置されているため、１つの磁気抵抗素子３１〜３４から出力された電気信号Ｓ１〜Ｓ４が変化した場合は、該変化がマグネット２３の移動に基づくものではないと判断することができる。このため、例えば磁気抵抗素子３１〜３４の故障や、ノイズ等による検出誤差によって変化することによりシフトレバー３の位置が誤判断されてしまうことを防止することができる。従って、この操作位置検出装置２０を用いることにより、入力操作位置の検出信頼性を確保しつつ、小型化が可能となる。

（２）４つの磁気抵抗素子３１〜３４は、マグネット２３が移動する際のその移動中心を挟んで対をなすように配置されている。前述したように、マグネット２３は、その移動平面Ｑに直交する方向に着磁されているため、磁気抵抗素子３１〜３４の検知面３１ａ〜３４ａを含む平面Ｑ１においてマグネット２３の移動中心（中心Ｍの移動軌跡）を挟んで対をなす２つの領域において、マグネット２３によって付与される磁束の方向が、その中心Ｍよりもその移動方向一側の領域と他側の領域とでそれぞれ異なる。このため、磁気抵抗素子３１〜３４を本実施の形態のように配置することで、当該マグネット２３の移動に伴い、マグネット２３の移動中心を挟んで対をなす磁気抵抗素子３１〜３４に付与される磁束の方向が変化する。従って、マグネット２３が所定位置Ｐ１〜Ｐ７間を移動する際には少なくとも２つの磁気抵抗素子３１〜３４から出力される電気信号Ｓ１〜Ｓ４が変化する。このため、１つの磁気抵抗素子３１〜３４から出力された電気信号Ｓ１〜Ｓ４が変化した場合は、該変化がマグネット２３の移動に基づくものではないと判断することができる。

（３）４つの磁気抵抗素子３１〜３４により、シフト方向に沿った複数箇所に前記所定位置Ｐ１〜Ｐ７を設定することができるとともに、該シフト方向に直交する第２の方向に沿った複数箇所に前記所定位置Ｐ１〜Ｐ７を設定することができる。このため、該所定位置Ｐ１〜Ｐ７間をシフトレバー３の操作パターンに応じて選択することにより、複数種類の操作パターンに対応することができる。よって、汎用性が向上する。

（４）４つの磁気抵抗素子３１〜３４は、１つの基板３０上に設けられ、シフト装置１における操作位置検出装置２０の集中化が図られるため、当該シフト装置１の小型化が可能となる。

（５）シフトレバー３を支持する支持機構（ブラケット１２等）と復帰機構（スプリング１５、ディテントピン１６、ディテント１７）とが、シフトレバー３の軸方向に並んで設けられ、集中化が図られているため、シフト装置１のより一層の小型化が可能となる。

尚、本実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、４つの磁気抵抗素子３１〜３４を１つのパッケージとして一体に構成したが、個別にパッケージされた４つの磁気抵抗素子３１〜３４を用いてもよい。

・上記実施の形態では、磁気抵抗素子３１〜３４を同一平面上に配置したが、このような態様に限定されない。例えば、基板３０の表側と裏側とに設けてもよい。
・上記実施の形態では、各磁気抵抗素子３１〜３４の間の間隔が一定となるように配置したが、このような態様に限定されず、シフトパターンに応じて適宜変更してもよい。

・上記実施の形態では、４つの磁気抵抗素子３１〜３４を用いたが、２つ以上の複数であれば、磁気抵抗素子の数は、適宜変更可能である。
・上記実施の形態では、シフトレバー３が中立位置にある場合に、マグネット２３の中心Ｍと磁気センサモジュール２４の中心位置とが一致するように設けたが、このような態様に限定されず、例えば、シフトレバー３がニュートラル位置にある場合にマグネット２３の中心Ｍと磁気センサモジュール２４の中心位置とが一致するように設けてもよい。

・上記実施の形態では、マグネット２３を略円柱状に形成したが、各磁気抵抗素子３１〜３４の検知面３１ａ〜３４ａを含む平面Ｑ１における磁束の方向が、その移動中心よりもその移動方向に沿った一側の領域と他側の領域との間で変化するように着磁されていればマグネット２３の形状は、例えば角柱状や円環状等に適宜変更可能である。

・上記実施の形態では、マグネット２３を移動平面Ｑに直交する方向に着磁したが、移動平面Ｑに交差する方向に着磁すれば、必ずしも移動平面Ｑに直交していなくてもよい。
・上記実施の形態では、マグネット２３の磁気センサモジュール２４側をＳ極、それとは反対側をＮ極としたが、逆方向に着磁してもよい。

・上記実施の形態では、磁気センサモジュール２４をスライダー２２に固定したが、このような態様に限定されず、例えばケース７に固定してもよい。
・上記実施の形態では、シフトパターンがＴ型となるシフト装置１に具体化したが、例えばシフトパターンがｈ型、Ｈ型、十字型となるシフト装置１に具体化してもよい。

・上記実施の形態では、シフト装置１のシフトレバー３にパーキングスイッチ３ｂを設けたが、例えばインストルメントパネル等にパーキングスイッチを設けるようにしてもよい。

・上記実施の形態では、コラムシフト装置に具体化したが、フロアシフト装置や、センターコンソールやインストルメントパネル等に設けられるシフト装置に具体化してもよい。また、シフト装置１以外の各種車載機器に対応する入力装置や、車載機器以外の装置に対応する入力装置に具体化してもよい。

シフト装置の配設態様を示す斜視図。シフトゲートとシフトポジションとの関係を概略的に示す模式図。シフト装置の概略斜視図。シフト装置本体を車両前側から見た平面図。シフト装置本体の一部の断面図。図５のＥ−Ｅ線断面図。図５のＦ−Ｆ線断面図。図７のＧ−Ｇ線断面図。シフト装置本体の一部の拡大図。シフト装置の動作を説明するための断面図。シフト装置の動作を説明するための断面図。（ａ）は磁気センサモジュールの平面図、（ｂ）はマグネット及び磁気センサモジュールの位置関係を説明するための側面図。シフト装置の電気的構成を示すブロック図。操作位置検出装置の作用を説明するための平面図。マグネットの位置と各磁気抵抗素子から出力される電気信号の組み合わせとの関係を示す説明図。

符号の説明

１…シフト装置、３…操作部材としてのシフトレバー、６…シフトゲート、２０…操作位置検出装置、２３…被検出体としてのマグネット、３０…基板、３１〜３４…磁気検出手段としての第１〜第４磁気抵抗素子、３１ａ〜３４ａ…検知面、３５…検出手段としてのコントローラ、Ｍ…磁石の中心、Ｐ１〜Ｐ７…位置、Ｑ…移動平面、Ｑ１…検知面を含む平面、Ｓ１〜Ｓ４…電気信号。

Claims

操作部材の操作に伴い磁気検出手段の検知面に作用する磁界の方向を変化させ、該磁界の方向に応じて前記磁気検出手段から出力される電気信号に基づいて前記操作部材の操作位置を検出する操作位置検出装置であって、
同一平面上に設定された複数の所定位置間を前記操作部材の操作に応じて移動可能に設けられるとともにその移動平面に交差する方向に着磁された被検出体と、
前記被検出体の移動平面に沿うように配置される複数の前記磁気検出手段と、
複数の前記磁気検出手段の前記検知面に作用する磁界の方向に応じて出力される前記電気信号の組み合わせに基づいて前記被検出体が複数の所定位置のうち何れにあるかを検出する検出手段とを備え、
前記磁気検出手段は、前記被検出体が互いに隣り合う前記所定位置間を移動する間に、前記検知面に作用する磁界の方向が変化する位置に少なくとも２つ配置されるとともに、複数の前記磁気検出手段は、前記被検出体が移動する際のその移動中心を挟んで対をなすように配置され、
さらに、前記被検出体は、第１の方向と、該第１の方向に直交する第２の方向とに移動可能に設けられ、
前記被検出体が前記第１の方向に沿って移動する際の前記被検出体の移動中心の一側に配置される第１磁気検出手段、及び前記移動中心の他側に配置され前記第１磁気検出手段と前記第２の方向で対をなす第２磁気検出手段と、
前記被検出体が前記第１の方向に沿って移動する際の前記被検出体の移動中心の一側に配置され前記第１磁気検出手段と前記第１の方向で対をなす第３磁気検出手段、及び前記移動中心の他側に配置され前記第２磁気検出手段と前記第１の方向で対をなす第４磁気検出手段とを備えることを特徴とする操作位置検出装置。
シフトゲートに沿って設定された複数の操作位置に操作される操作部材と、前記操作部材の操作位置を検出する操作位置検出装置とを備え、該操作位置検出装置の検出結果に基づいて車両の変速機の接続状態を切り替えるシフト装置であって、
請求項１に記載の前記操作位置検出装置を備えることを特徴とするシフト装置。