JP5607594B2 - ポジションセンサ - Google Patents

Description

本発明は、操作ポジションを検出するポジションセンサに関する。

変速機を備える車両では、シフトレバーの操作ポジションがポジションセンサによって検出され、その検出結果が変速機の接続状態に反映され、例えば、シフト操作によりドライブポジションが選択されたとき、変速機の接続状態が前進ギヤ段に切り換えられる。特許文献１には、車両前後方向であるシフト方向及び車幅方向であるセレクト方向に沿ってシフトレバーを操作できるよう、シフトゲートがＨ字タイプに設定され、このゲートに沿ったシフト操作を検出するポジションセンサについて開示されている。そして、上記文献によるものは、シフト側の磁石をシフト用の検出素子群で検出するとともに、セレクト側の磁石をセレクト用の検出素子群で検出し、各検出素子による検出信号の組み合わせに基づき、シフトレバーの操作ポジションを特定することとしている。

特開２００８−２３９０５７号公報（段落［００２９］、段落［００３１］等）

しかしながら、特許文献１に開示されているものでは、シフト側及びセレクト側といった２個の磁石が必要であるため、部品点数が多く、センサの大型化を招く虞がある。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、小型化を図ることが可能なポジションセンサを提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、磁束を発生する磁石及びその磁石に対向して配置され同磁石による磁束を検出する検出素子を備え、シフトレバーの操作に伴って前記磁石及び前記検出素子が相対的に変位するとともに、前記検出素子による検出信号の組み合わせに基づき、前記シフトレバーの操作ポジションを検出するポジションセンサにおいて、前記磁石は、前記シフトレバーの操作方向である第１の直線に沿って前記検出素子に対し相対的に変位されることで、その移動距離に対する前記検出素子の出力の変化が比例関係となる第１の着磁領域と、同じくシフトレバーの操作方向であるとともに前記第１の直線と平行で且つそれとは別の直線である第２の直線に沿って前記検出素子に対し相対的に変位されることで、その移動距離に対する前記検出素子の出力の変化が前記比例関係とは傾き正負逆の比例関係となる第２の着磁領域とを有し、前記検出素子は、前記第１の直線及び前記第２の直線と平行な一直線上に所定の間隔を有して３個以上設けられ、さらに、各検出素子による検出信号の組み合わせに基づき、前記シフトレバーの操作ポジションを特定する特定手段を備えることをその要旨としている。

同構成によると、第１の直線及び第２の直線と平行な一直線上に設けられた各検出素子による検出信号は、シフトレバーが第１の直線上の操作ポジションにある場合と、シフトレバーが第２の直線上の操作ポジションにある場合とで、大小関係が逆になる。例えば、第１の検出素子、第２の検出素子、第３の検出素子といった３個の検出素子による検出信号をそれぞれ第１の検出信号、第２の検出信号、第３の検出信号と規定すると、その大小関係が第１の検出信号＞第２の検出信号＞第３の検出信号、或いは、第１の検出信号＜第２の検出信号＜第３の検出信号となる。このため、まず各検出信号の大小関係に基づき、シフトレバーが第１の直線上にあるのか、それとも第２の直線上にあるのか、を特定できるとともに、次いで、各検出信号そのものの値に基づき、上記特定した直線上のどの操作ポジションにシフトレバーがあるのか、を特定できるようになる。そして、このように操作ポジションを特定するに際し、磁石の着磁態様に工夫を凝らすことで、当該磁石の数を増やすことなく、単一の磁石で対応できるようになる。従って、小型化を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポジションセンサにおいて、前記第１の着磁領域は、前記第１の直線に沿った第１端部から第２端部へ向かう表面側の磁極がＮ極、Ｓ極の順に設定されるとともに、同じく裏面側の磁極がＳ極、Ｎ極の順に設定され、前記第２の着磁領域は、前記第２の直線に沿った前記第１端部から前記第２端部へ向かう表面側の磁極がＳ極、Ｎ極の順に設定されるとともに、同じく裏面側の磁極がＮ極、Ｓ極の順に設定され、さらに、前記第１端部から前記第２端部へ向かって順に設定された２つの磁極間には、前記第１の着磁領域及び前記第２の着磁領域に跨る中実の態様で、磁束を発生しない非着磁部が介在されていることをその要旨としている。

同構成によると、磁束を発生しない非着磁部に組付け穴を設ける等の加工を施すことができ、また、そうした穴を着磁部に設けた場合には当該着磁部による磁束の特性が変化するが、本構成によるとそのような心配もない。尚、磁束が各検出素子に及ぼす影響の少ない場所に非着磁部を設けることで、各検出素子による検出信号を安定させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のポジションセンサにおいて、前記磁石が有する面のうち前記各検出素子に対向する面を当該磁石の表面と規定したとき、その磁石の表面には、前記第１の直線と直交する方向に所定の幅を有しつつ当該第１の直線に沿って、前記各検出素子から離間する方向に凸をなす第１の凹部が形成されるとともに、当該磁石の表面には、前記第２の直線と直交する方向に所定の幅を有しつつ当該第２の直線に沿って、前記各検出素子から離間する方向に凸をなす第２の凹部が形成され、さらに、前記第１の凹部及び前記第２の凹部には、前記第１の直線及び前記第２の直線と直交する方向である前記幅の方向に当該幅の拡大する凸をなす膨出部が形成されていることをその要旨としている。

同構成によると、磁石に第１の凹部及び第２の凹部を設けるとともに、各凹部に膨出部を設けることで、第１の直線或いは第２の直線に沿ったシフトレバーの操作が、当該直線と直交する方向に多少ずれても、各検出素子による検出信号の出力として同様のものが得られるようになり、すなわちシフト操作の許容幅を広げられる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のポジションセンサにおいて、前記膨出部のうち、隣りに着磁領域が存在する膨出部を第１の膨出部と規定するとともに、隣りに着磁領域が存在しない膨出部を第２の膨出部と規定し、前記第１の膨出部の曲率を前記第２の膨出部の曲率に対して大きく設定することをその要旨としている。

同構成によると、第１の膨出部の曲率を第２の膨出部の曲率に対して大きくすることで、磁石としての性能が向上され、シフト操作の許容範囲を広げることができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポジションセンサにおいて、前記第１の着磁領域及び前記第２の着磁領域は、前記第１の直線及び前記第２の直線と直交する方向に沿って並設され、その並設された方向に沿って、前記第２の着磁領域を挟んで前記第１の着磁領域の反対側には、前記第１の着磁領域と同様の着磁態様とされた第１の調整着磁部が設けられるとともに、当該並設された方向に沿って、前記第１の着磁領域を挟んで前記第２の着磁領域の反対側には、前記第２の着磁領域と同様の着磁態様とされた第２の調整着磁部が設けられることをその要旨としている。

同構成によると、第２の着磁領域を挟むようにして、第１の着磁領域及び第１の調整着磁部が設けられることで、当該第２の着磁領域周辺の磁束がいわば左右対称となる。また、第１の着磁領域を挟むようにして、第２の着磁領域及び第２の調整着磁部が設けられることで、当該第１の着磁領域周辺の磁束も左右対称となる。このため、第１の直線或いは第２の直線に沿ったシフトレバーの操作が、当該直線と直交する方向に多少ずれても、各検出素子による検出信号の出力として同様のものが得られるようになり、すなわちシフト操作の許容幅を広げられる。

請求項６に記載の発明は、磁束を発生する磁石及びその磁石に対向して配置され同磁石による磁束を検出する検出素子を備え、シフトレバーの操作に伴って前記磁石及び前記検出素子が相対的に変位するとともに、前記検出素子による検出信号の組み合わせに基づき、前記シフトレバーの操作ポジションを検出するポジションセンサにおいて、前記磁石は、前記シフトレバーの操作方向である第１の直線に沿って前記検出素子に対し相対的に変位されることで、その移動距離に対する前記検出素子の出力の変化が比例関係となる第１の着磁領域と、同じくシフトレバーの操作方向であるとともに前記第１の直線と平行で且つそれとは別の直線である第２の直線に沿って前記検出素子に対し相対的に変位されることで、その移動距離に対する前記検出素子の出力の変化が前記比例関係とは傾き正負逆の比例関係となる第２の着磁領域とを有し、前記第１の着磁領域及び前記第２の着磁領域は、前記第１の直線及び前記第２の直線と直交する方向に沿って並設され、その並設された方向に沿って、前記第２の着磁領域を挟んで前記第１の着磁領域の反対側には、前記第１の着磁領域と同様の着磁態様とされた第３の着磁領域が設けられ、前記検出素子は、前記第１の着磁領域に対向する一直線上と、前記第２の着磁領域に対向する一直線上とに分かれるかたちで、且つ、それらの直線に直交する直線上を避けるかたちで、合計３個以上設けられ、さらに、各検出素子による検出信号の組み合わせに基づき、前記シフトレバーの操作ポジションを特定する特定手段を備えることをその要旨としている。

同構成によると、特定手段による特定に際し、各検出素子による検出信号について、一方の列をなす検出素子群がＮ極（Ｓ極）を検出する場合の検出信号と、他方の列をなす検出素子群がＳ極（Ｎ極）を検出する場合の検出信号とを同じものとして扱うことで、全ての検出素子を一直線上に配置した場合と実質的に同じ作用が得られる。また、ポジションセンサのサイズについて、縦への大型化が回避され、コンパクト化が図られる。

本発明によれば、小型化を図ることができる。

本実施形態のポジションセンサによって検出される操作ポジションについて、その設定態様を示す概念図。 ポジションセンサの構成を示す側面図、及び、磁石の下面側を示す斜視図、及び、ホールＩＣの配置を示す基板の平面図。 磁石の表面側を示す斜視図、及び、磁石及びホールＩＣの配置関係を操作ポジション毎に示す概念図。 ホールＩＣによる出力電圧を示すグラフ。 ポジションセンサの電気的構成を示すブロック図。 他の実施形態のポジションセンサについて、磁石の構成を示す斜視図。 他の実施形態のポジションセンサについて、磁石の一部を表面側から見た図。 他の実施形態のポジションセンサについて、磁石の全体を表面側から見た図。 他の実施形態のポジションセンサについて、ホールＩＣによる出力電圧を示すグラフ。 他の実施形態のポジションセンサについて、磁石及び検出素子の配置関係を示す概念図。 他の実施形態のポジションセンサについて、磁石及び検出素子の配置関係を示す概念図。

以下、本発明を、車両変速機の接続状態を切り換えるためのシフト装置に適用されるとともに、このシフト装置が備えるシフトレバーの操作ポジションを検出するポジションセンサに具体化した一実施形態について説明する。尚、この種のシフト装置として、近年、シフトレバーと車両変速機とが機構的に分離されるとともに、上記シフトレバーによる機械的なシフト操作を電気的な操作信号に変換し、その操作信号によってアクチュエータを作動させ、このことにより、車両変速機の接続状態を切り換える、いわゆるシフトバイワイヤ方式によるものが提案されている。本実施形態のポジションセンサは、上記シフトバイワイヤ方式によるシフト装置に適用されたものであるが、本発明はこれに限定されず、シフトレバーと車両変速機とが機構的に連結されたシフト装置に適用されてもよい。また、シフト装置には、シフトポジションを選択後にシフトレバーから手を離してもシフトレバーが選択位置で保持されるステーショナリー型と、シフトポジションを選択後にシフトレバーから手を離すとシフトレバーが原点位置に戻るモメンタリー型とが存在する。本実施形態のポジションセンサは、モメンタリー型のシフト装置に適用されたものであるが、本発明はこれに限定されず、ステーショナリー型のシフト装置に適用されてもよい。

本実施形態のシフト装置は、運転席と助手席との間に配設されるとともに、このシフト装置が備えるシフトレバーは、運転者による操作側の端部にシフトノブが設けられ、また、シフトレバーの反対側の端部、すなわち最終端にポジションセンサが設けられている。そして、運転者がシフトノブを操作すると、このシフトノブの操作ポジションがポジションセンサで検出されるとともに、その検出結果が車両変速機の接続状態に反映される。

図１に示すように、シフトレバーは、シフトゲートに沿って、車両前後方向であるシフト方向及び車幅方向であるセレクト方向への操作が許容されるとともに、そのうちシフト方向への操作は、第１の直線に沿った操作及びその第１の直線と平行な第２の直線に沿った操作が許容されている。そして、上記第１の直線上には、リバースポジション、ニュートラルポジション、ドライブポジションといった３つの操作ポジションが設定されるとともに、上記第２の直線上には、ホームポジション、回生ブレーキポジションといった２つの操作ポジションが設定されている。

図２に示すように、ポジションセンサ１は、上記シフトレバーの操作に伴って同レバーと一体的に移動する単一の磁石１０、及び、その磁石１０の下面に対向して固定配置されるかたちで基板２０上に実装された３個のホールＩＣ２１〜２３を備えている。尚、上記ホールＩＣ２１〜２３は、前記第１の直線及び前記第２の直線と平行な一直線上に等間隔で設けられている。

図３に示すように、上記磁石１０の下面には、前記第１の直線と直交する方向に所定の幅を有しつつ当該第１の直線に沿って、各ホールＩＣ２１〜２３から離間する方向に凸をなす第１の凹部１１が形成されている。また、同様に、上記磁石１０の下面には、前記第２の直線と直交する方向に所定の幅を有しつつ当該第２の直線に沿って、各ホールＩＣ２１〜２３から離間する方向に凸をなす第２の凹部１２が形成されている。すなわち、上記第１の凹部１１及び上記第２の凹部１２は、前記第１の直線及び前記第２の直線と直交する方向に沿って並設されている。そして、上記第１の凹部１１を含むかたちで磁石１０の半分が第１の着磁領域１０Ａに、また、上記第２の凹部１２を含むかたちで磁石１０の残りの半分が第２の着磁領域１０Ｂとなるよう着磁されている。

ここで、上記磁石１０が有する面のうち各ホールＩＣ２１〜２３に対向する面、すなわち磁石１０の下面を当該磁石１０の表面と規定したとき、上記第１の着磁領域１０Ａは、前記第１の直線に沿った第１端部から第２端部へ向かう表面側の磁極がＮ極、Ｓ極の順に設定されるとともに、同じく裏面側の磁極がＳ極、Ｎ極の順に設定されている。また、同様に、上記第２の着磁領域１０Ｂは、前記第２の直線に沿った前記第１端部から前記第２端部へ向かう表面側の磁極がＳ極、Ｎ極の順に設定されるとともに、同じく裏面側の磁極がＮ極、Ｓ極の順に設定されている。

そして、こうした着磁態様のもと、上記シフトレバーが上記シフトゲートに沿って操作されると、磁石１０及びホールＩＣ２１〜２３の配置関係は、操作ポジション毎に図３に示す態様となり、また、そのときの各ホールＩＣ２１〜２３による出力電圧は図４に示す態様となる。

図４から理解されるように、上記シフトレバーが前記第１の直線に沿ってＲポジションからＮポジションを経由してＤポジションまで操作されるとき、各ホールＩＣ２１〜２３による出力電圧Ｖ１〜Ｖ３は、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３の大小関係が維持されつつ、それぞれの傾きが正の比例関係となる。これは、上記磁石１０の着磁態様のうち特に第１の着磁領域１０Ａが、当該磁石１０の移動距離に対する磁束密度の変化が比例関係となるよう設定され、また、各ホールＩＣ２１〜２３に対向する面の磁極が、前記第１端部から前記第２端部へ向かってＮ極、Ｓ極の順に設定されていることによる。尚、各ホールＩＣ２１〜２３は、図３のＤポジションにおいてホールＩＣ２１が配置される位置のように、Ｎ極の端部に近い位置に対向する程、より大きな電圧を出力し、図３のＲポジションにおいてホールＩＣ２３が配置される位置のように、Ｓ極の端部に近い位置に対向する程、より小さな電圧を出力する。

一方、上記シフトレバーが前記第２の直線に沿ってＨポジションからＢポジションまで操作されるとき、各ホールＩＣ２１〜２３による出力電圧Ｖ１〜Ｖ３は、この場合、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３の大小関係が維持されつつ、それぞれの傾きが負の比例関係となる。これは、上記磁石１０の着磁態様のうち特に第２の着磁領域１０Ｂが、当該磁石１０の移動距離に対する磁束密度の変化が上記比例関係とは傾き正負逆の比例関係となるよう設定され、また、各ホールＩＣ２１〜２３に対向する面の磁極が、前記第１端部から前記第２端部へ向かってＳ極、Ｎ極の順に設定されていることによる。

尚、各ホールＩＣ２１〜２３の間隔を本例によるように例えば等間隔とすることで、各出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の出力差が当該間隔に基づいて一義的に決まる。ここに図４の例では、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との出力差、及び、出力電圧Ｖ２と出力電圧Ｖ３との出力差がそれぞれ１Ｖであり、また、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ３との出力差は２Ｖである。

図５に示すように、上記各ホールＩＣ２１〜２３は、シフトバイワイヤ電子制御ユニット３０に電気的に接続されている。このシフトバイワイヤ電子制御ユニット３０は、上記各ホールＩＣ２１〜２３による出力電圧Ｖ１〜Ｖ３を監視するとともに、当該出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の組み合わせに基づき、上記シフトレバーの操作ポジションを特定する。

次に、ポジションセンサ１の作用について説明する。
車両ユーザによってシフトレバーが操作されていないとき、同レバーはＨポジションの選択位置にある。この場合、図４に示すように、ホールＩＣ２１による出力電圧Ｖ１が１．５Ｖに、また、ホールＩＣ２２による出力電圧Ｖ２が２．５Ｖに、さらに、ホールＩＣ２３による出力電圧が３．５Ｖとなる。シフトバイワイヤ電子制御ユニット３０は、まず出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の大小関係がＶ１＜Ｖ２＜Ｖ３であることに基づき、シフトレバーが第２の直線上にあることを特定するとともに、次いで、各出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の値に基づき、上記特定した第２の直線上のＨポジションにシフトレバーがあることを特定する。尚、シフトバイワイヤ電子制御ユニット３０は、各出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の出力差について、所定の許容差を考慮しつつ基準値に対する比較を行い、それによって各ホールＩＣ２１〜２３の故障判定を行う。そして、基準値に対し許容差を超えるかたちの出力差を得た場合、正しい出力差が得られている２個のホールＩＣによる出力電圧に基づいて操作ポジションを特定するとともに、出力差が大きくずれる要因となったホールＩＣの故障を判定する。

そして、シフトレバーがＨポジションからＮポジションを経由してＤポジションまで操作されると、このＤポジションの選択位置において、図４に示すように、ホールＩＣ２１による出力電圧Ｖ１が４．５Ｖに、また、ホールＩＣ２２による出力電圧Ｖ２が３．５Ｖに、さらに、ホールＩＣ２３による出力電圧が２．５Ｖとなる。この場合、シフトバイワイヤ電子制御ユニット３０は、まず出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の大小関係がＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３であることに基づき、シフトレバーが第１の直線上にあることを特定するとともに、次いで、各出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の値に基づき、上記特定した第１の直線上のＤポジションにシフトレバーがあることを特定する。そして、シフトバイワイヤ電子制御ユニット３０は、上記のように操作ポジションとしてＤポジションを特定したとき、変速機の接続状態を前進ギヤ段に切り換える。その結果、車両は前進走行できるようになる。

尚、上記ＨポジションやＤポジション以外の操作ポジションが選択される場合にも、上記原理に倣って、まず出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の大小関係に基づき、シフトレバーが第１の直線上にあるのか、それとも第２の直線上にあるのか、が特定される。次いで、各出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の値に基づき、上記特定された直線上のどの操作ポジションにシフトレバーがあるのか、が特定される。また、併せて、各出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の出力差について、基準値に対する比較が行われ、出力差が大きくずれているような場合には、それを根拠としてホールＩＣの故障が判定される。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）第１の直線及び第２の直線と平行な一直線上に設けられた各ホールＩＣ２１〜２３による出力電圧Ｖ１〜Ｖ３は、シフトレバーが第１の直線上の操作ポジションにある場合と、シフトレバーが第２の直線上の操作ポジションにある場合とで、大小関係が逆になる。このため、まず各出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の大小関係に基づき、シフトレバーが第１の直線上にあるのか、それとも第２の直線上にあるのか、を特定できるとともに、次いで、各出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の値に基づき、上記特定した直線上のどの操作ポジションにシフトレバーがあるのか、を特定できるようになる。そして、このように操作ポジションを特定するに際し、磁石の着磁態様に工夫を凝らすことで、当該磁石の数を増やすことなく、単一の磁石１０で対応できるようになる。従って、小型化を図ることができる。

（２）各ホールＩＣ２１〜２３の間隔を本例によるように例えば等間隔とすることで、出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の出力差が当該間隔に基づいて一義的に決まる。このため、上記出力差が大きくずれているような場合には、それを根拠としてホールＩＣの故障を判定できるようになる。

（３）出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の出力差が各ホールＩＣ２１〜２３の間隔に基づいて一義的に決まることを踏まえて、いずれか１個のホールＩＣの故障が判定された場合でも、本例によるように、ホールＩＣの数を例えば３個とすることで、残りの２個のホールＩＣを用いてシフトレバーの操作ポジションを検出できるようになる。

（４）５つの操作ポジションを検出するに際し、３個のホールＩＣ２１〜２３で足りるため、検出素子の数を減らすことができる。
（５）上記（４）に加え、ホールＩＣのような検出素子の出力端子の数に由来するハーネスの数を減らすことができる。

尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記実施形態では、第１の着磁領域１０Ａや第２の着磁領域１０Ｂについて、移動距離に対する磁束密度の変化が比例関係となるものを規定したが、移動距離に対する各ホールＩＣ２１〜２３の出力の変化が比例関係となるものが規定されてもよい。例えば、移動距離に対する磁束密度の変化が比例関係でなくても、各ホールＩＣ２１〜２３から出力される電圧の変化が比例関係となればよい。或いは、各ホールＩＣ２１〜２３から出力される電圧の変化そのものが比例関係でなくても、当該電圧に基づくシフトバイワイヤ電子制御ユニット３０による演算結果が比例関係となればよい。

・ホールＩＣのような検出素子は、第１の直線及び第２の直線と平行な一直線上に所定の間隔を有して４個以上設けられてもよい。同構成によると、いずれか１個の検出素子の故障が判定されても、残りの３個以上の検出素子を用いて操作ポジションを検出できるとともに、いずれか２個の検出素子の故障が判定されても、残りの２個以上の検出素子を用いて操作ポジションを検出できるようになる。すなわち、故障と判定された検出素子以外の残りの正常な検出素子の数が２個以上あれば、それらによる検出信号の大小関係に基づき、シフトレバーがいずれの直線上にあるのか特定できるとともに、次いで、各検出信号そのものの値に基づき、上記特定した直線上のどの操作ポジションにシフトレバーがあるのか特定できる。

・各検出素子は、必ずしも等間隔で設けられる必要はなく、例えば３個の検出素子が第１の直線及び第２の直線と平行な一直線上に１：２の間隔で設けられてもよい。同構成によるように間隔が１：２の場合にも、各検出素子による検出信号の出力差が当該間隔に基づいて一義的に決まるので、上記出力差が大きくずれているような場合には、それを根拠として検出素子の故障を判定できる。

・図６に示すように、第１の着磁領域１０Ａ及び第２の着磁領域１０Ｂが並設された方向に沿って、当該第２の着磁領域１０Ｂを挟んで第１の着磁領域１０Ａの反対側には、第１の着磁領域１０Ａと同様の着磁態様とされた第１の調整着磁部１０Ｃを設ける。また、前記並設された方向に沿って、第１の着磁領域１０Ａを挟んで第２の着磁領域１０Ｂの反対側には、第２の着磁領域１０Ｂと同様の着磁態様とされた第２の調整着磁部１０Ｄを設けるようにしてもよい。同構成によると、第２の着磁領域１０Ｂを挟むようにして、第１の着磁領域１０Ａ及び第１の調整着磁部１０Ｃが設けられることで、当該第２の着磁領域１０Ｂ周辺の磁束がいわば左右対称となる。また、第１の着磁領域１０Ａを挟むようにして、第２の着磁領域１０Ｂ及び第２の調整着磁部１０Ｄが設けられることで、当該第１の着磁領域１０Ａ周辺の磁束も左右対称となる。このため、第１の直線或いは第２の直線に沿ったシフトレバーの操作が、当該直線と直交する方向に多少ずれても、各ホールＩＣ２１〜２３による出力電圧Ｖ１〜Ｖ３として同様のものが得られるようになり、すなわちシフト操作の許容幅を広げられる。

・上記図６に示すように、第１の直線及び第２の直線に沿って、第１端部から第２端部へ向かって順に設定された２つの磁極間には、第１の着磁領域１０Ａ及び第２の着磁領域１０Ｂに加えて第１の調整着磁部１０Ｃ及び第２の調整着磁部１０Ｄにも跨る中実の態様で、磁束を発生しない非着磁部１０Ｅが介在されるようにしてもよい。同構成によると、磁束を発生しない非着磁部１０Ｅに組付け穴４０を設ける等の加工を施すことができ、また、そうした穴を着磁部に設けた場合には当該着磁部による磁束の特性が変化するが、本構成によるとそのような心配もない。尚、磁束が各ホールＩＣ２１〜２３に及ぼす影響の少ない場所に非着磁部１０Ｅを設けることで、各出力電圧Ｖ１〜Ｖ３を安定させることができる。ここで、上記実施形態では言及しなかったが、磁石１０の全体を磁粉入りのプラスチックで成形し、すなわち磁石１０をプラスチック磁石で構成し、非着磁部１０Ｅを除くかたちで着磁を行う等の製造方法を採用することが可能である。

・直前の二つの別例を援用して、第１の調整着磁部１０Ｃ及び第２の調整着磁部１０Ｄが設けられ、非着磁部１０Ｅについては割愛される態様の磁石１０を用いるようにしてもよい。或いは、非着磁部１０Ｅが設けられ、第１の調整着磁部１０Ｃ及び第２の調整着磁部１０Ｄについては割愛される態様の磁石１０を用いるようにしてもよい。

・図７に示すように、第１の凹部１１及び第２の凹部１２には、第１の直線及び第２の直線と直交する方向である幅の方向に当該幅の拡大する凸をなす膨出部１３が形成されるようにしてもよい。同構成によると、磁石１０に第１の凹部１１及び第２の凹部１２を設けるとともに、各凹部１１及び１２に膨出部１３を設けることで、第１の直線或いは第２の直線に沿ったシフトレバーの操作が、当該直線と直交する方向に多少ずれても、各ホールＩＣ２１〜２３による出力電圧Ｖ１〜Ｖ３として同様のものが得られるようになる。従って、シフト操作の許容幅を広げられる。

・上記別例に倣い膨出部が形成される構成に関連し、図８に示すように、隣りに着磁領域が存在する第１の膨出部１４の曲率と、隣りに着磁領域が存在しない第２の膨出部１５の曲率とを異ならせてもよい。この場合、第１の膨出部１４の曲率を第２の膨出部１５の曲率に対して大きくすることで、磁石としての性能が向上され、シフト操作の許容範囲を広げることができる。すなわち、自らの着磁領域の隣りに他の着磁領域が存在する場合、それらの境界付近の磁束が互いに打ち消し合うため、磁石としての性能が弱まる傾向にあるが、そうした境界に近い第１の膨出部１４の曲率を大きなものとすることで、磁石としての性能が補われる。

・図４に示すものとの比較において、例えば感度２倍の検出素子をホールＩＣ２２として用いることで、図９に示す態様の出力電圧が得られるようにしてもよい。この場合、ホールＩＣ２２による出力電圧Ｖ２について、「（Ｖ２−２．５）／２＋２．５」の式を用いて傾き半分の値を算出し、この値を操作ポジションの検出で用いることで、前記実施形態と同様の原理で操作ポジションが検出される。そして、こうした構成によると、ホールＩＣ２２による出力電圧Ｖ２の範囲が０．５Ｖ〜４．５Ｖといったように４Ｖとなり、前記実施形態によるそれに対して２倍の電圧範囲を有することになる。従って、電圧範囲が広がる分、耐ノイズ特性が向上する。

・検出素子は最も近接配置できる距離が予め規定されているので、一直線上に３個以上の検出素子を設ける場合には、その数が多くなる程、当該直線に沿ったポジションセンサの全長が大きくなり、いわば縦長となる。そこで、３個以上の検出素子を２列に分けるかたちで配置する構成を採用してもよい。図１０の例では、４個の検出素子２４〜２７を配置するに際し、第１の着磁領域１０Ａに対向する一直線上に当該素子２４〜２７を配置する代わりに、第１の着磁領域１０Ａに対向する一直線上に素子２５及び２７を配置するとともに、第２の着磁領域１０Ｂに対向する一直線上に素子２４及び２６を配置している。尚、素子２４〜２７は、第１の直線及び第２の直線に直交する一直線上には配置されない。そして、第２の着磁領域１０Ｂを挟んで第１の着磁領域１０Ａの反対側には、前記第１の着磁領域１０Ａと同様の着磁態様とされた第３の着磁領域１０Ｆが設けられる。

同構成によると、シフトバイワイヤ電子制御ユニット３０による演算に際し、素子２４〜２７による出力電圧について、素子２５及び２７がＮ極（Ｓ極）を検出する場合の電圧と、素子２４及び２６がＳ極（Ｎ極）を検出する場合の電圧とを同じものとして扱うことで、素子２４〜２７を一直線上に配置した場合と実質的に同じ作用が得られる。また、ポジションセンサのサイズについて、２列に分けて配置することで、素子２４と素子２６との間隔、及び、素子２５と素子２７との間隔をそれぞれ小さくすることができるため、縦への大型化が回避され、コンパクト化が図られる。尚、本例による原理を用いて、例えば図１１のように素子２４〜２７を配置することも可能であり、また、それ以外の態様も勿論可能である。

・検出素子は、磁束の変化を検出するに際し、その強弱を検出する点で優れるホールＩＣに限定されず、例えば、その向きを検出する点で優れる磁気抵抗素子等であってもよい。

・シフトレバーの操作に伴う磁石及び検出素子の相対的な変位の態様は、前記実施形態による磁石が可動で検出素子が固定の態様に限定されず、検出素子が可動で磁石が固定の態様であってもよい。尚、両者が可動の態様、例えば、同じ方向に異なる移動量で移動する態様、或いは、異なる方向に移動する態様等であってもよい。

・シフトパターンは、ｈ字パターンに限らず、Ｈ字パターン、或いは、シフト方向の中央以外にセレクト方向が設定されるパターン等であってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。

（イ）前記各検出素子は、前記第１の直線及び前記第２の直線と平行な一直線上に等間隔で設けられる請求項１〜５のいずれか一項に記載のポジションセンサ。同構成によるように、各検出素子の間隔を例えば等間隔とすることで、各検出素子による検出信号の出力差が当該間隔に基づいて一義的に決まる。このため、上記出力差が大きくずれているような場合には、それを根拠として検出素子の故障を判定できるようになる。

１…ポジションセンサ、１０…磁石、１０Ａ…第１の着磁領域、１０Ｂ…第２の着磁領域、１０Ｃ…第１の調整着磁部、１０Ｄ…第２の調整着磁部、１０Ｅ…非着磁部、１０Ｆ…第３の着磁領域、１１…第１の凹部、１２…第２の凹部、１３…膨出部、１４…第１の膨出部、１５…第２の膨出部、２０…基板、２１〜２３…ホールＩＣ（検出素子）、２４〜２７…検出素子、３０…シフトバイワイヤ電子制御ユニット（特定手段）、４０…組付け穴。

Claims (6)

1. 磁束を発生する磁石及びその磁石に対向して配置され同磁石による磁束を検出する検出素子を備え、シフトレバーの操作に伴って前記磁石及び前記検出素子が相対的に変位するとともに、前記検出素子による検出信号の組み合わせに基づき、前記シフトレバーの操作ポジションを検出するポジションセンサにおいて、
   前記磁石は、前記シフトレバーの操作方向である第１の直線に沿って前記検出素子に対し相対的に変位されることで、その移動距離に対する前記検出素子の出力の変化が比例関係となる第１の着磁領域と、同じくシフトレバーの操作方向であるとともに前記第１の直線と平行で且つそれとは別の直線である第２の直線に沿って前記検出素子に対し相対的に変位されることで、その移動距離に対する前記検出素子の出力の変化が前記比例関係とは傾き正負逆の比例関係となる第２の着磁領域とを有し、
   前記検出素子は、前記第１の直線及び前記第２の直線と平行な一直線上に所定の間隔を有して３個以上設けられ、
   さらに、各検出素子による検出信号の組み合わせに基づき、前記シフトレバーの操作ポジションを特定する特定手段を備える
   ことを特徴とするポジションセンサ。
2. 請求項１に記載のポジションセンサにおいて、
   前記第１の着磁領域は、前記第１の直線に沿った第１端部から第２端部へ向かう表面側の磁極がＮ極、Ｓ極の順に設定されるとともに、同じく裏面側の磁極がＳ極、Ｎ極の順に設定され、
   前記第２の着磁領域は、前記第２の直線に沿った前記第１端部から前記第２端部へ向かう表面側の磁極がＳ極、Ｎ極の順に設定されるとともに、同じく裏面側の磁極がＮ極、Ｓ極の順に設定され、
   さらに、前記第１端部から前記第２端部へ向かって順に設定された２つの磁極間には、前記第１の着磁領域及び前記第２の着磁領域に跨る中実の態様で、磁束を発生しない非着磁部が介在されている
   ことを特徴とするポジションセンサ。
3. 前記磁石が有する面のうち前記各検出素子に対向する面を当該磁石の表面と規定したとき、その磁石の表面には、前記第１の直線と直交する方向に所定の幅を有しつつ当該第１の直線に沿って、前記各検出素子から離間する方向に凸をなす第１の凹部が形成されるとともに、当該磁石の表面には、前記第２の直線と直交する方向に所定の幅を有しつつ当該第２の直線に沿って、前記各検出素子から離間する方向に凸をなす第２の凹部が形成され、
   さらに、前記第１の凹部及び前記第２の凹部には、前記第１の直線及び前記第２の直線と直交する方向である前記幅の方向に当該幅の拡大する凸をなす膨出部が形成されている
   請求項１又は２に記載のポジションセンサ。
4. 前記膨出部のうち、隣りに着磁領域が存在する膨出部を第１の膨出部と規定するとともに、隣りに着磁領域が存在しない膨出部を第２の膨出部と規定し、
   前記第１の膨出部の曲率を前記第２の膨出部の曲率に対して大きく設定する
   請求項３に記載のポジションセンサ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のポジションセンサにおいて、
   前記第１の着磁領域及び前記第２の着磁領域は、前記第１の直線及び前記第２の直線と直交する方向に沿って並設され、その並設された方向に沿って、前記第２の着磁領域を挟んで前記第１の着磁領域の反対側には、前記第１の着磁領域と同様の着磁態様とされた第１の調整着磁部が設けられるとともに、当該並設された方向に沿って、前記第１の着磁領域を挟んで前記第２の着磁領域の反対側には、前記第２の着磁領域と同様の着磁態様とされた第２の調整着磁部が設けられる
   ことを特徴とするポジションセンサ。
6. 磁束を発生する磁石及びその磁石に対向して配置され同磁石による磁束を検出する検出素子を備え、シフトレバーの操作に伴って前記磁石及び前記検出素子が相対的に変位するとともに、前記検出素子による検出信号の組み合わせに基づき、前記シフトレバーの操作ポジションを検出するポジションセンサにおいて、
   前記磁石は、前記シフトレバーの操作方向である第１の直線に沿って前記検出素子に対し相対的に変位されることで、その移動距離に対する前記検出素子の出力の変化が比例関係となる第１の着磁領域と、同じくシフトレバーの操作方向であるとともに前記第１の直線と平行で且つそれとは別の直線である第２の直線に沿って前記検出素子に対し相対的に変位されることで、その移動距離に対する前記検出素子の出力の変化が前記比例関係とは傾き正負逆の比例関係となる第２の着磁領域とを有し、
   前記第１の着磁領域及び前記第２の着磁領域は、前記第１の直線及び前記第２の直線と直交する方向に沿って並設され、その並設された方向に沿って、前記第２の着磁領域を挟んで前記第１の着磁領域の反対側には、前記第１の着磁領域と同様の着磁態様とされた第３の着磁領域が設けられ、
   前記検出素子は、前記第１の着磁領域に対向する一直線上と、前記第２の着磁領域に対向する一直線上とに分かれるかたちで、且つ、それらの直線に直交する直線上を避けるかたちで、合計３個以上設けられ、
   さらに、各検出素子による検出信号の組み合わせに基づき、前記シフトレバーの操作ポジションを特定する特定手段を備える
   ことを特徴とするポジションセンサ。