WO2023008312A1 - シフト装置 - Google Patents

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WO2023008312A1
WO2023008312A1 PCT/JP2022/028372 JP2022028372W WO2023008312A1 WO 2023008312 A1 WO2023008312 A1 WO 2023008312A1 JP 2022028372 W JP2022028372 W JP 2022028372W WO 2023008312 A1 WO2023008312 A1 WO 2023008312A1
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WO
WIPO (PCT)
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axis direction
magnet
shift lever
magnetic sensor
shift
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/028372
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
信二 小池
薫 西口
繁 櫻井
崇 三ツ井
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ミネベアミツミ株式会社 filed Critical ミネベアミツミ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K20/00—Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles
    • B60K20/02—Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles of initiating means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques

Definitions

  • the present disclosure relates to a shift device.
  • a magnet that moves according to the swing of the shift lever in the shift direction and a magnetic sensor that detects changes in magnetic flux due to the movement of the magnet are provided, and the operating position of the shift lever in the shift direction is determined based on the detection result of the magnetic sensor.
  • a shift device that determines is known.
  • the present disclosure provides a shift device with improved accuracy in determining the operating position of the shift lever.
  • a shift lever As the shift lever is operated in the first operation direction, the shift lever moves along a first imaginary plane parallel to the XY plane along a trajectory substantially parallel to the X-axis direction, and the shift lever is operated in the second operation direction.
  • a shift device is provided in which the magnetic sensor is arranged to be tilted with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction when viewed from the front in the Z-axis direction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a shift device according to an embodiment with a harness and a housing removed;
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the main part of the shift device according to the embodiment from a different direction from that of FIG. 2;
  • 4 is an enlarged view of a part of the main part shown in FIG. 3;
  • FIG. FIG. 5 is a view showing a part of the main part shown in FIG. 4 from a different direction from that of FIG. 4 with the circuit board removed;
  • FIG. 4 is a perspective view showing a guide groove that guides the shift lever; It is a figure which shows typically the positional relationship of a magnetic sensor and a shift lever by the planar view in a Y-axis direction.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the main part of the shift device according to the embodiment from a different direction from that of FIG. 2;
  • 4 is an enlarged view of a part of the main part shown in FIG. 3;
  • FIG. 5 is a view showing
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an operation of a shift lever in a select direction as viewed from the side in the X-axis direction;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method of converting three-dimensional spatial coordinate data into two-dimensional coordinate data;
  • FIG. 3 is a diagram showing a first arrangement form of magnets that move in curved trajectories along the XY plane and the ZY plane, and magnetic sensors that are arranged along the X-axis direction when viewed from the front in the Z-axis direction;
  • FIG. 11 is a diagram showing a trajectory of two-dimensional coordinate data obtained by angle conversion of spatial coordinate data in the first arrangement form of FIG.
  • FIG. 10 A second arrangement form of magnets that move along the XY plane and the ZY plane along curved trajectories and magnetic sensors that are arranged tilted with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction when viewed from the front in the Z-axis direction.
  • FIG. 4 is a diagram showing;
  • FIG. 13 is a diagram showing a trajectory of two-dimensional coordinate data obtained by angle conversion of spatial coordinate data in the second arrangement form of FIG. 12;
  • FIG. 4 is a diagram showing;
  • FIG. 13 is a diagram showing a trajectory of two-dimensional coordinate data obtained by angle conversion of spatial coordinate data in the second arrangement form of FIG. 12;
  • FIG. 4 is a diagram showing; 15 is a diagram showing the trajectory of two-dimensional coordinate data obtained by angle conversion of spatial coordinate data in the third arrangement form of FIG. 14;
  • FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining a method of determining whether the operating position is the D side operating position or the M side operating position; It is a figure which shows the locus
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method of determining an operation position according to one-dimensional distance data r;
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are orthogonal to each other.
  • the XY plane, ZY plane, and ZX plane are virtual planes parallel to the X-axis direction and Y-axis direction, virtual planes parallel to the Y-axis direction and Z-axis direction, and virtual planes parallel to the Z-axis direction and X-axis direction, respectively. represents Further, the movement of the magnet along the plane is not limited to the movement of the magnet completely parallel to the plane, and may include the movement of the magnet substantially parallel to the plane.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a shift device according to one embodiment.
  • a shift device 1 shown in FIG. 1 is an operating device used in an automatic transmission or the like mounted on a vehicle.
  • the shift device 1 determines the operating position of the shift lever 11 by means of a magnetic sensor 21, which will be described later.
  • the range of the automatic transmission can be switched according to the operating position determined (specified) by the shift device 1 .
  • the shift device 1 includes a shift lever 11, a housing 10 and a harness 12.
  • the housing 10 accommodates internal components of the shift device 1 .
  • the harness 12 is a member for transmitting electrical signals between the internal circuit of the housing 10 and the external circuit of the housing 10 .
  • the harness 12 for example, transmits information on the operating position determined by a determination circuit 25 to be described later to an external circuit of the housing 10 .
  • the external circuit of the housing 10 outputs a signal for switching the range of the transmission according to the operating position indicated by the information acquired via the harness 12, for example.
  • the external circuit of the housing 10 causes the indicator to display the operating position indicated by the information acquired via the harness 12, for example.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the shift device 1 shown in FIG. 1 with the harness 12 and the housing 10 removed.
  • the shift device 1 includes a shift lever 11 , a housing 10 and a harness 12 as well as a lever holder 16 , a base 13 and a circuit board 18 .
  • the shift lever 11 is a user-operable lever.
  • the shift lever 11 is held by the lever holder 16 and the housing 10 so as to be able to swing around a swing center 17 within the lever holder 16 .
  • the housing 10 holds the shift lever 11 swingably by holding a lever holder 16 in its substantially central portion.
  • the direction in which the shift lever 11 can swing is restricted to the direction guided by the guide groove 14 provided in the base 13 . Specifically, in a plan view in the Y-axis direction, the select direction in which the upper end of the shift lever 11 (the positive end in the Y-axis direction) moves along the Z-axis direction and the upper end of the shift lever 11 move along the Z-axis direction.
  • the direction in which the shift lever 11 can swing is regulated as well as the shift direction in which it moves along the X-axis direction.
  • the lever holder 16 is provided below (negative side in the Y-axis direction) with respect to the upper end (positive side end in the Y-axis direction) of the shift lever 11, and swings the shift lever 11 about a swing center 17 as a fulcrum. keep it possible.
  • the lever holder 16 is integrated with the shift lever 11 by inserting the shift lever 11 therein.
  • the lever holder 16 is generally formed in a substantially spherical shape.
  • the base 13 is a pedestal provided with guide grooves 14 .
  • the guide groove 14 guides the shift lever 11 to a plurality of operating positions.
  • a lower end 15 (negative end in the Y-axis direction) of the shift lever 11 is inserted into the guide groove 14 .
  • the circuit board 18 is arranged so that the board surface of the circuit board 18 is parallel to the XY plane.
  • the circuit board 18 is housed in the housing 10 .
  • FIG. 3 is a perspective view showing a main part of the shift device 1 shown in FIG. 2 from a different direction from that of FIG.
  • the shift device 1 has a magnetic sensor 21 and a determination circuit 25 .
  • the magnetic sensor 21 and determination circuit 25 are mounted on the circuit board 18 .
  • FIG. 4 is an enlarged view of a part of the main part shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view showing a part of the main part shown in FIG. 4 from a different direction from FIG. 4 with the circuit board 18 removed.
  • the magnetic sensor 21 is arranged on the circuit board 18 as a detection member that detects the swinging direction of the shift lever 11 .
  • the magnetic sensor 21 is arranged at a position capable of facing the magnet 19 (see FIG. 5) held by the magnet holder 20 .
  • the magnetic sensor 21 detects the strength (or magnetic flux density) of the magnetic field generated by the magnet 19 and the orientation of the magnetic field using a Hall element.
  • the magnetic sensor 21 is a three-dimensional magnetic sensor that detects changes in the magnetic field vector by the magnet 19 and outputs spatial coordinate data that changes according to the position of the magnet 19 .
  • the magnetic sensor 21 detects a magnetic field component Bx representing the X-axis direction component of the magnetic field intensity, a magnetic field component By representing the Y-axis direction component of the magnetic field intensity, and a magnetic field component representing the Z-axis direction component of the magnetic field intensity. Detect Bz.
  • the magnetic sensor 21 outputs the detected magnetic field components Bx, By, Bz as spatial coordinate data (Bx, By, Bz).
  • the format in which the magnetic sensor 21 outputs the spatial coordinate data (Bx, By, Bz) is not particularly limited, but examples include serial communication, pulse width modulation, analog voltage, and the like.
  • the magnetic sensor 21 detects magnetic field components Bx, By, and Bz according to three mutually orthogonal reference directions.
  • the magnetic sensor 21 is, for example, an integrated circuit molded into a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the magnetic sensor 21 outputs the magnetic field vector component detected in the longitudinal direction of the magnetic sensor 21 as the magnetic field component Bx, and outputs the magnetic field vector component detected in the lateral direction of the magnetic sensor 21 as the magnetic field component By , and the magnetic field vector component detected in the height direction (thickness direction) of the magnetic sensor 21 is output as the magnetic field component Bz.
  • the number of magnetic sensors 21 is not limited to one, and may be plural in order to ensure sensor redundancy.
  • two magnetic sensors 21A, 21B are shown.
  • Both of the magnetic sensors 21A and 21B are three-dimensional magnetic sensors that output spatial coordinate data that change according to the position of the magnet 19.
  • the magnet holder 20 is a part integrated with the shift lever 11 and the lever holder 16.
  • the magnet holder 20 protrudes from the lever holder 16 to the positive side in the Z-axis direction so as to be perpendicular to the shift lever 11 .
  • the magnet holder 20 holds the magnet 19 arranged at the tip on the positive side in the Z-axis direction.
  • the magnet 19 is fixed to the tip of the magnet holder 20 on the positive side in the Z-axis direction by a non-magnetic clip 26 .
  • the magnet 19 has one of its N pole and S pole magnetized on the first main surface facing the magnetic sensor 21, and the other magnetic pole on the second main surface opposite to the first main surface. magnetized. Alternatively, it may be magnetized such that the N pole and S pole face the magnetic sensor 21 . In this case, since the magnetic flux changes sharply at the boundary between the poles, it is conceivable to design the detection logic in consideration of this change, or to use only the regions in which the directions of the magnetic lines of force are the same.
  • the magnet 19 is cylindrical in shape, it may be ring-shaped, angular, spherical, or the like.
  • the determination circuit 25 determines the operating position of the shift lever 11 based on the spatial coordinate data (Bx, By, Bz) output from the magnetic sensor 21.
  • the determination circuit 25 may determine the operation position using a known determination method, or may determine the operation position using a determination method described later.
  • the determination circuit 25 is, for example, a microcomputer having a memory and a processor such as a CPU (Central Processing Unit).
  • the function of the determination circuit 25 is realized by the processor operating according to the program stored in the memory.
  • the function of the determination circuit 25 may be realized by FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
  • FIG. 6 is a perspective view showing the guide groove 14 that guides the shift lever 11.
  • the guide groove 14 is formed on the surface of the base 13 on the positive side in the Y-axis direction.
  • the guide groove 14 is a groove that opens upward (positive side in the Y-axis direction), and is formed in a substantially H shape in a plan view in the Y-axis direction.
  • the guide groove 14 includes a first shift groove 22 extending substantially in the X-axis direction and a second shift groove 23 extending substantially in the X-axis direction on the negative side of the first shift groove 22 in the Z-axis direction. , and a select groove 24 extending substantially in the Z-axis direction.
  • the select groove 24 connects intermediate portions of the first shift groove 22 and the second shift groove 23 in the X-axis direction.
  • the first shift groove 22, the second shift groove 23, and the select groove 24 guide the lower end portion 15 of the shift lever 11 so that the shift lever 11 can swing about the swing center 17 in the select direction or the shift direction. .
  • the guide grooves 14 are, for example, R position (reverse), D position (driving), H position (home position, neutral position), M position (manual operation position), + position (shift up), - position (shift down). guides the lower end portion 15 of the shift lever 11 so as to restrict the swinging range of the shift lever 11 to the shift position of .
  • the shift lever 11 is operated to the D side operating position (R position, D position, H position, etc.)
  • the lower end portion 15 moves along the first shift groove 22 in the shift direction.
  • M side operating position M position, + position, - position, etc.
  • the lower end portion 15 moves along the second shift groove 23 in the shift direction.
  • the shift lever 11 is operated between the D-side operating position arrangement and the M-side operating position arrangement, the lower end portion 15 moves along the select groove 24 in the select direction.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the positional relationship between the magnetic sensor 21 and the shift lever 11 in plan view in the Y-axis direction.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the operation of the shift lever in the select direction as viewed from the side in the X-axis direction.
  • the magnet 19 moves along the first imaginary plane p1 parallel to the XY plane. along a trajectory substantially parallel to the X-axis direction.
  • the shift lever 11 moves in the D side shift direction
  • the shift lever 11 swings (rotates) about the swing center 17 along the XY plane passing through the swing center 17 .
  • the magnet 19 moves along the first imaginary plane p1 along a trajectory substantially parallel to the X-axis direction.
  • the D side shift direction is an example of the first operation direction of the shift lever 11 .
  • the magnet 19 moves to the second virtual plane p1, which is different from the first imaginary plane p1. It moves on a trajectory substantially parallel to the X-axis direction along the virtual plane p2.
  • the second virtual plane p2 is inclined (intersects) with respect to the first virtual plane p1 in this example.
  • the shift lever 11 moves in the M side shift direction
  • the shift lever 11 is tilted to the positive side in the Z-axis direction with respect to the XY plane passing through the swing center 17, and the swing center 17 is used as a fulcrum. Swing (rotate).
  • the shift lever 11 rotates in this way, the magnet 19 moves in a locus substantially parallel to the X-axis direction along the second imaginary plane p2.
  • the M side shift direction is an example of the second operation direction of the shift lever 11 .
  • the shift lever 11 moves in the select direction from the arrangement of the M-side operating positions to the arrangement of the D-side operating positions or from the arrangement of the D-side operating positions to the arrangement of the M-side operating positions, the shift lever 11 moves around the pivot center 17. It swings (rotates) about the swing center 17 along the ZY plane through which it passes. When the shift lever 11 rotates in this way, the magnet 19 moves in a curved trajectory along the ZY plane passing through the swing center 17 .
  • the select direction is an example of a third operation direction of the shift lever 11 .
  • the length of the Z-axis direction component of the distance from the magnetic sensor 21 to the magnet 19 positioned along the first virtual plane p1 before the operation in the select direction is the second distance after the operation in the select direction from the magnetic sensor 21. It is shorter than the length of the Z-axis direction component of the distance to the magnet 19 positioned along the virtual plane p2.
  • the magnetic sensor 21 outputs first spatial coordinate data (Bx1, By1, Bz1) corresponding to the position of the magnet 19 moving on a trajectory substantially parallel to the X-axis direction along the first virtual plane p1.
  • the determination circuit 25 specifies (determines) the operation position corresponding to the first spatial coordinate data (Bx1, By1, Bz1) acquired from the magnetic sensor 21 among the D side operation positions (R position, D position, H position, etc.). )do.
  • the magnetic sensor 21 outputs second spatial coordinate data (Bx2, By2, Bz2) corresponding to the position of the magnet 19 moving on a trajectory substantially parallel to the X-axis direction along the second virtual plane p2.
  • the determination circuit 25 specifies (determines) the operation position corresponding to the second spatial coordinate data (Bx2, By2, Bz2) acquired from the magnetic sensor 21 among the M side operation positions (M position, + position, - position, etc.). )do.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method of converting three-dimensional spatial coordinate data into two-dimensional coordinate data.
  • the determination circuit 25 converts the three-dimensional spatial coordinate data B (Bx, By, Bz) output from the magnetic sensor 21 into two-dimensional first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ).
  • the first angle data ⁇ is the declination angle of the ZX coordinates (Bz, Bx) in the ZX orthogonal coordinate system.
  • the first angle data ⁇ is a half line extending from the origin O of the ZX orthogonal coordinate system to the positive side of the Z axis, and a half line (two-dimensional vector) extending from the origin O of the ZX orthogonal coordinate system to the ZX coordinates (Bz, Bx). represents the angle between
  • a relational expression is established. "atan2" is the arctangent function that takes two arguments.
  • the determination circuit 25 calculates the first angle data ⁇ by Equation 1 based on the magnetic field component Bz in the Z-axis direction and the magnetic field component Bx in the X-axis direction detected by the magnetic sensor 21, for example.
  • the second angle data ⁇ is the declination angle of the ZY coordinates (Bz, By) in the ZY orthogonal coordinate system. That is, the second angle data ⁇ consists of a half line extending from the origin O of the ZY orthogonal coordinate system to the positive side of the Z axis, and a half line extending from the origin O of the ZY orthogonal coordinate system to the ZY coordinates (Bz, By) (two-dimensional vector).
  • the determination circuit 25 calculates the second angle data ⁇ by Equation 2 based on the magnetic field component Bz in the Z-axis direction and the magnetic field component By in the Y-axis direction detected by the magnetic sensor 21, for example.
  • the two-dimensional first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) determined by the first angle data ⁇ and the second angle data ⁇ are coordinate data corresponding to the position of the magnet 19 and coordinate data corresponding to the operating position of the shift lever 11. is. Therefore, the determination circuit 25 can determine (specify) the operation position corresponding to the two-dimensional first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) determined by the first angle data ⁇ and the second angle data ⁇ among the plurality of operation positions. .
  • the accuracy of determining the operating position may be degraded.
  • FIG. 10 shows the magnet 19 moving along the XY plane and the ZY plane along a curved trajectory, and the magnetic sensor 21 (21A, 21B) arranged along the X-axis direction when viewed from the front in the Z-axis direction. It is a figure which shows a 1st arrangement
  • the magnetic sensors 21 (21A, 21B) are arranged so that the detection reference direction of the magnetic field component Bx is parallel to the X-axis direction.
  • the magnet 19 moves along the XY plane (first imaginary plane p1) along a trajectory t1 substantially parallel to the X-axis direction (a trajectory slightly curved in the Y-axis direction).
  • the range in which the magnet 19 moves in the Y-axis direction is narrower than the range in which the magnet 19 moves in the X-axis direction. Therefore, in the form of FIG. 10 in which the magnetic sensor 21 is arranged along the X-axis direction when viewed from the front in the Z-axis direction, when the magnet 19 moves along the trajectory t1, the range in which the first angle data ⁇ fluctuates is While it is relatively wide, the range in which the second angle data ⁇ fluctuates is narrow (see FIG. 11).
  • FIG. 11 shows the first two-dimensional coordinate data ( ⁇ , ⁇ ). Plotted points on the trajectory shown in FIG. 11 correspond to respective operation positions. As shown in FIG. 11, when the operating position changes in the D side shift direction and when the operating position changes in the M side shift direction, the change width of the second angle data ⁇ is greater than the change width of the first angle data ⁇ . is also narrow. Therefore, in the first arrangement form of FIG. 10, the accuracy with which the determination circuit 25 determines the operating position of the shift lever 11 based on the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) may decrease.
  • FIG. 12 shows a magnet 19 that moves in a curved trajectory along the XY plane and the ZY plane, and a magnetic sensor 21 ( 21A, 21B) and a second arrangement form.
  • the magnetic sensor 21 (21A, 21B) is arranged such that the detection reference direction of the magnetic field component Bx is inclined with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the magnet 19 moves along the XY plane (first imaginary plane p1) along a trajectory t1 substantially parallel to the X-axis direction (a trajectory slightly curved in the Y-axis direction).
  • the range in which the magnet 19 moves in the Y-axis direction is narrower than the range in which the magnet 19 moves in the X-axis direction.
  • the first angle data ⁇ and the range in which the second angle data ⁇ fluctuates are relatively wide (see FIG. 13).
  • FIG. 13 shows two-dimensional first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ). Plotted points on the trajectory shown in FIG. 13 correspond to respective operation positions. As shown in FIG. 13, both when the operating position changes in the D side shift direction and when the operating position changes in the M side shift direction, the change width of the first angle data ⁇ and the change width of the second angle data ⁇ are wide. Therefore, in the second arrangement form of FIG. 12, the determination circuit 25 can determine the operation position corresponding to the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) with high accuracy. For example, the possibility of erroneously determining the operating position of the shift lever 11 as an operating position adjacent to the actual operating position is reduced, and a decrease in the accuracy of determining the operating position is suppressed.
  • FIG. 14 shows a magnet 19 that moves in a curved trajectory along the XY plane and the ZY plane, and a magnetic sensor 21 ( 21A, 21B) and a third configuration.
  • the magnetic sensor 21 (21A, 21B) is arranged such that the detection reference direction of the magnetic field component Bx is inclined with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the magnet 19 moves along the XY plane (first imaginary plane p1) along a trajectory t1 substantially parallel to the X-axis direction (a trajectory slightly curved in the Y-axis direction).
  • the range in which the magnet 19 moves in the Y-axis direction is narrower than the range in which the magnet 19 moves in the X-axis direction.
  • the first angle data ⁇ and the range in which the second angle data ⁇ fluctuates are relatively wide (see FIG. 15).
  • FIG. 15 shows the first two-dimensional coordinate data ( ⁇ , ⁇ ). Plotted points on the trajectory shown in FIG. 15 correspond to respective operation positions. As shown in FIG. 15, both when the operating position changes in the D side shift direction and when the operating position changes in the M side shift direction, the change width of the first angle data ⁇ and the change width of the second angle data ⁇ are wide. Therefore, in the third arrangement form of FIG. 14, the determination circuit 25 can determine the operation position corresponding to the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) with high accuracy. For example, the possibility of erroneously determining the operating position of the shift lever 11 as an operating position adjacent to the actual operating position is reduced, and a decrease in the accuracy of determining the operating position is suppressed.
  • the magnetic sensor 21 is arranged in the X-axis direction when viewed from the front in the Z-axis direction in order to suppress deterioration in the accuracy of determination of the operating position based on the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ). and the Y-axis direction by 10° or more.
  • the magnetic sensor 21 is preferably arranged at an angle of 20° or more with respect to each of the X-axis direction and the Y-axis direction when viewed from the front in the Z-axis direction, and more preferably at an angle of 30° or more. is more preferred. 12 and 14, the magnetic sensor 21 is arranged at an angle of 45° with respect to each of the X-axis direction and the Y-axis direction when viewed from the front in the Z-axis direction.
  • the magnetic sensor 21 is arranged so that at least a portion of the magnetic sensor 21 overlaps with the magnet 19 when the shift lever 11 is in the predetermined operating position as described above when viewed from the front in the Z-axis direction. .
  • the magnetic sensor 21 is arranged in a region where the magnetic flux density is relatively high, so the detection accuracy of the magnetic field vector of the magnet 19 is improved. Therefore, the determination circuit 25 can determine the operating position of the shift lever 11 with high accuracy based on the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) obtained by the magnetic sensor 21 .
  • the magnetic sensor 21 is arranged so that the outer shape of the magnetic sensor 21 does not protrude from the magnet 19 when viewed from the front in the Z-axis direction. As a result, the magnetic sensor 21 is arranged in a region where the magnetic flux density is higher, so the detection accuracy of the magnetic field vector of the magnet 19 is improved. Therefore, the determination circuit 25 can more accurately determine the operating position of the shift lever 11 based on the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) obtained by the magnetic sensor 21 .
  • the plurality of magnetic sensors 21A and 21B are arranged so that the outer shapes of the plurality of magnetic sensors 21A and 21B do not protrude from the magnet 19 when viewed from the front in the Z-axis direction.
  • both the magnetic sensor 21A and the magnetic sensor 21B are arranged in a region where the magnetic flux density is higher, so the detection accuracy of the magnetic field vector of the magnet 19 is improved. Therefore, the determination circuit 25 can more accurately determine the operating position of the shift lever 11 based on the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) obtained by the magnetic sensor 21 .
  • the range in which the plotted points representing the D-side operating position fluctuate is wider than the range in which the plotted points representing the M-side operating position fluctuate. That is, the magnet 19 moves along the second virtual plane p2 along a trajectory substantially parallel to the X-axis direction in the first range in which the magnet 19 moves along the first virtual plane p1 along a trajectory substantially parallel to the X-axis direction. may be wider than the second range for
  • the first range is an example of the range in which the magnet 19 moves before the shift lever 11 is operated in the select direction (an example of the third operation direction). In the examples shown in FIGS. This corresponds to the range over which the magnet 19 moves when moving in the side shift direction.
  • the second range is an example of the range in which the magnet 19 moves after the shift lever 11 is operated in the select direction. In the examples shown in FIGS. 19 corresponds to the moving range.
  • the shortest distance d1 from the center 19d of the magnet 19 positioned along the first imaginary plane p1 on the D side to the magnetic sensor 21 in a front view in the Z-axis direction is 2 It is longer than the shortest distance d2 from the center 19m of the magnet 19 located along the virtual plane p2 to the magnetic sensor 21 . If the shortest distance d1 is longer than the shortest distance d2, as shown in FIG. 15, the trajectory of the plurality of plotted points representing the D-side operating position will be greatly curved, and the determination accuracy of the D-side operating position may decrease. be.
  • a method of determining an operation position using linear approximation may result in a decrease in the accuracy of determination of the D-side operation position.
  • the shortest distance d1 from the center 19d of the magnet 19 positioned along the first imaginary plane p1 on the D side to the magnetic sensor 21 in front view in the Z-axis direction is It is shorter than the shortest distance d2 from the center 19m of the magnet 19 located along the second imaginary plane p2 on the M side to the magnetic sensor 21 .
  • the trajectory of the plurality of plotted points representing the M-side operating position approaches a straight line
  • the trajectory of the plurality of plotted points representing the D-side operating position also approaches a straight line. approach a straight line.
  • the magnetic sensors 21 are located along the first imaginary plane p1 on the D side from the magnet 19 positioned along the first virtual plane p1 on the D side in a front view in the Z-axis direction. It is arranged so that the outer shape does not protrude.
  • the magnetic sensor 21 is arranged in a region with a higher magnetic flux density, the detection accuracy of the magnetic field vector of the magnet 19 is improved, and the deterioration of the determination accuracy of the D side operation position and the M side operation position can be further suppressed. can be done.
  • the determination circuit 25 converts the three-dimensional spatial coordinate data B (Bx, By, Bz) output from the magnetic sensor 21 into a two-dimensional first coordinate data determined by the first angle data ⁇ and the second angle data ⁇ . Convert to coordinate data ( ⁇ , ⁇ ).
  • the determination circuit 25 calculates the first angle data ⁇ and the second angle data ⁇ using the above equations 1 and 2, and the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) representing the position of the operating position in two-dimensional data. to derive
  • both the trajectory of the plurality of plot points representing the D-side operating positions and the trajectory of the plurality of plot points representing the M-side operating positions approximate a straight line.
  • the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) transitions along the primary approximate straight line L1
  • the shift lever 11 is moved in the M side shift direction.
  • the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) transitions along the first-order approximation straight line L2.
  • the determination circuit 25 determines whether the operating position of the shift lever 11 is the operating position in the D side shift direction (D side operating position) according to the region where the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) is located in the ⁇ orthogonal coordinate system. It is determined whether the operation position is in the side shift direction (M side operation position). For example, the determination circuit 25 compares the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) derived in step S10 with a predetermined intermediate line L3 (see FIG. 16) to determine whether the operating position of the shift lever 11 is the D side operating position. or the M side operation position.
  • the intermediate line L3 is an example of a threshold line that partitions the two-dimensional orthogonal coordinate system, and in this example, is a linear straight line with a slope Aj and an intercept Bj.
  • the two coefficients Aj and Bj that determine the intermediate line L3 are values derived in advance by prior calibration. Pre-calibration for deriving intermediate line L3 (coefficients Aj, Bj) will be described later.
  • the determination circuit 25 determines whether the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) derived in step S10 is in the area (D side area) where the D side operation positions are distributed with respect to the intermediate line L3, and whether the M side operation position is It is determined whether it is in the distributed area (M side area). In the example shown in FIG. 16, regarding the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) derived in step S10, if " ⁇ -(Aj ⁇ +Bj)" is a positive value, the determination circuit 25 determines the current position of the shift lever 11. The operating position is determined to be the D side operating position.
  • the determination circuit 25 determines that the current operating position of the shift lever 11 is the M side. Determined as the operating position.
  • the determination circuit 25 converts the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) derived in step S10 into second coordinate data ( ⁇ C , ⁇ C ) on one of the four quadrants of the ⁇ two-dimensional orthogonal coordinate system.
  • Read the calibration value for FIG. 17 illustrates a case where first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) is converted into second coordinate data ( ⁇ C , ⁇ C ) on the first quadrant by the calibration values read in step S30.
  • the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) is converted into second coordinate data ( ⁇ C , ⁇ C ) on one of the second, third and fourth quadrants.
  • the determination circuit 25 reads the first calibration value for calibration of the D side operation position when it is determined to be the D side operation position in step S20. On the other hand, when the determination circuit 25 determines that the position is the M side operation position in step S20, the determination circuit 25 reads the second calibration value for calibration of the M side operation position.
  • Step S40 (correction by calibration value)>
  • the determination circuit 25 corrects the first angle data ⁇ and the second angle data ⁇ derived in step S10 using the calibration values a, b, and k read in step S30 using the following correction formulas c1 and c2.
  • First coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) are converted into second coordinate data ( ⁇ C , ⁇ C ).
  • the correction formulas c1 and c2 are applied to a plurality of first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) positioned along a first-order approximation straight line L of the ⁇ two-dimensional orthogonal coordinate system. It is a correction formula for converting into a plurality of second coordinate data ( ⁇ C , ⁇ C ) located in the first quadrant along the linear approximate straight line L C of 1.
  • Step S50 conversion to one-dimensional data (distance from origin O)>
  • Step S60 determination of operation position
  • the determination circuit 25 derives the distance data r from among the plurality of operating positions in step S50.
  • the operation position corresponding to the obtained distance data r can be identified.
  • the determination circuit 25 identifies (determines) the operating position of the shift lever 11 according to the distance data r derived in step S50.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining a method of determining an operating position according to one-dimensional distance data r.
  • FIG. 18 illustrates a case where the current operating position of the shift lever 11 is identified from among the three M side operating positions of the M position, + position and - position.
  • the determination circuit 25 determines which of the three M-side operating positions the shift lever 11 is operating in accordance with the magnitude of the distance data r derived in step S50. For example, the determination circuit 25 compares the distance data r derived in step S50 with a plurality of different determination threshold values to determine which of the three M side operation positions the shift lever 11 is operated. determine.
  • the multiple different determination thresholds are predetermined values.
  • the different determination thresholds are also changed. Therefore, different decision thresholds are determined after the calibration values are derived.
  • the determination circuit 25 determines the + position when the distance data r is less than the first determination threshold, and M If the distance data r is greater than or equal to the second determination threshold value, it is determined as a -position. Similarly, the determination circuit 25 determines the D side operating position.
  • the determination circuit 25 converts the distance data r in the operation in the D side shift direction to a first threshold value (for example, the above-mentioned first decision threshold and second decision threshold).
  • the determination circuit 25 identifies the D-side operation position by comparing the distance data r for the operation in the D-side shift direction with the first threshold value.
  • the distance data r at the time of operation in the M side shift direction is used as a second threshold value (for example, the above-described first determination threshold and second decision threshold).
  • the determination circuit 25 identifies the M-side operation position by comparing the distance data r for the operation in the M-side shift direction with the second threshold value.
  • the operation position determination algorithm can be constructed simply.
  • the origin O is an example of a reference point of the ⁇ two-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the determination circuit 25 determines the operating position according to the distance data r from the origin O, but it does not determine the operating position according to the distance data r from a point near the origin O (another example of the reference point).
  • Pre-calibration is preferably performed on each shift device, but the results of pre-calibration performed on some shift devices may be reflected on other shift devices.
  • the determination circuit 25 acquires the spatial coordinate data (Bx, By, Bz) of all the operating positions from the magnetic sensor 21, and determines the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) of the plurality of D side operating positions and the plurality of M side operating positions. First coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) of the operating position are derived.
  • the determination circuit 25 derives an approximate straight line L1 by linearly approximating the trajectories of the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) of the plurality of D-side operation positions, and calculates the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) of the plurality of M-side operation positions. By linearly approximating the trajectory of ⁇ ), an approximate straight line L2 is derived.
  • the determination circuit 25 sets a straight line sandwiched between the approximate straight line L1 and the approximate straight line L2 in the predetermined ⁇ plane as the intermediate line L3.
  • the determination circuit 25 determines two coefficients Aj and Bj that specify the intermediate line L3 such that the intermediate line L3 is a line segment sandwiched between the approximate straight lines L1 and L2 in the predetermined ⁇ plane. do.
  • the determination circuit 25 linearly approximates the trajectory of the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) of the plurality of D-side operation positions to derive the slope a and the intercept b of the approximate straight line L1. Then, the determination circuit 25 converts the plurality of first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) located along the approximation straight line L1 to the plurality of second coordinates located in the first quadrant along the primary first approximation straight line LC1. Derive the first calibration values a,b,k to convert to the data ( ⁇ C , ⁇ C ).
  • the linear first approximation line L C1 is a line segment passing through the origin O and having a slope of 1.
  • k is a calibration value for correcting so that the plurality of second coordinate data ( ⁇ C , ⁇ C ) exist in the first quadrant.
  • the above correction equations c1, c2 for the calibration of the D-side operating position are defined by the first calibration values a, b, k.
  • the determination circuit 25 derives the slope a and the intercept b of the approximation straight line L2 by linearly approximating the trajectories of the first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) of the plurality of M-side operation positions. Then, the determination circuit 25 converts the plurality of first coordinate data ( ⁇ , ⁇ ) located along the approximation straight line L2 to the plurality of second coordinates located in the first quadrant along the primary second approximation straight line LC2. Derive the second calibration values a,b,k to convert to the data ( ⁇ C , ⁇ C ).
  • the first-order second approximation line L C2 is a line segment passing through the origin O and having a slope of 1.
  • k is a calibration value for correcting so that the plurality of second coordinate data ( ⁇ C , ⁇ C ) exist in the first quadrant.
  • the correction formulas c1 and c2 for calibrating the M-side operating position are defined by the second calibration values a, b, and k.
  • the shift device is not limited to a transmission, and may be applied to a combination switch device such as a turn signal switch device or a wiper switch device.
  • the magnetic sensor is not limited to a sensor using a Hall element, and may be a sensor using other elements such as a magnetoresistive element.
  • X for the X axis
  • Y for the Y axis
  • Z for the Z axis
  • the direction substantially parallel to the direction in which the magnet moves as the shift lever is operated in the first operating direction or the second operating direction is simply defined as the X-axis direction.
  • the XY plane is simply defined as a plane substantially parallel to the direction in which the magnet moves along with the operation in the operating direction
  • the Z-axis direction is defined as the direction perpendicular to the XY plane.

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Abstract

シフトレバーと、前記シフトレバーの第１操作方向への操作に伴って、ＸＹ平面に平行な第１仮想平面に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動し、前記シフトレバーの第２操作方向への操作に伴って、前記第１仮想平面とは異なる第２仮想平面に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する磁石と、前記磁石の位置に応じて変化する空間座標データを出力する磁気センサと、前記空間座標データに基づいて、前記シフトレバーの操作ポジションを判定する判定回路と、を備え、前記磁気センサは、Ｚ軸方向での正面視で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置された、シフト装置。

Description

シフト装置
　本開示は、シフト装置に関する。
　従来、シフトレバーのシフト方向の揺動に従って移動する磁石と、磁石の移動による磁束の変化を検出する磁気センサとを備え、磁気センサの検出結果に基づいて、シフトレバーのシフト方向における操作ポジションを判定するシフト装置が知られている。
特開２０１７－０９５０４１号公報
　近年、磁石の位置に応じて変化する空間座標データを出力する磁気センサ（三次元磁気センサ）によって、シフトレバーの操作ポジションを判定するシフト装置の開発が進んでいる。しかしながら、シフトレバーの操作ポジションの判定に三次元磁気センサを使用する場合、操作ポジションの判定精度が低下することがある。
　本開示は、シフトレバーの操作ポジションの判定精度を向上させたシフト装置を提供する。
　本開示の一態様では、
　シフトレバーと、
　前記シフトレバーの第１操作方向への操作に伴って、ＸＹ平面に平行な第１仮想平面に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動し、前記シフトレバーの第２操作方向への操作に伴って、前記第１仮想平面とは異なる第２仮想平面に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する磁石と、
　前記磁石の位置に応じて変化する空間座標データを出力する磁気センサと、
　前記空間座標データに基づいて、前記シフトレバーの操作ポジションを判定する判定回路と、を備え、
　前記磁気センサは、Ｚ軸方向での正面視で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置された、シフト装置が提供される。
　本開示の一態様によれば、シフトレバーの操作ポジションの判定精度を向上できる。
一実施形態に係るシフト装置を示す斜視図である。 一実施形態に係るシフト装置を、ハーネス及び筐体を取り除いて示す斜視図である。 一実施形態に係るシフト装置の要部を図２とは別方向から示す斜視図である。 図３に示す要部の一部を拡大した図である。 図４に示す要部の一部を、回路基板を取り除いて、図４とは別方向から示す図である。 シフトレバーをガイドするガイド溝を示す斜視図である。 磁気センサとシフトレバーの位置関係をＹ軸方向での平面視で模式的に示す図である。 シフトレバーのセレクト方向の操作をＸ軸方向での側面視で模式的に示す図である。 三次元の空間座標データを二次元の座標データに変換する方法を説明するための図である。 ＸＹ平面及びＺＹ平面に沿って曲線状の軌跡で移動する磁石と、Ｚ軸方向での正面視でＸ軸方向に沿って配置された磁気センサとの第１配置形態を示す図である。 図１０の第１配置形態において、空間座標データの角度変換により得られた二次元座標データの軌跡を示す図である。 ＸＹ平面及びＺＹ平面に沿って曲線状の軌跡で移動する磁石と、Ｚ軸方向での正面視でＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置された磁気センサとの第２配置形態を示す図である。 図１２の第２配置形態において、空間座標データの角度変換により得られた二次元座標データの軌跡を示す図である。 ＸＹ平面及びＺＹ平面に沿って曲線状の軌跡で移動する磁石と、Ｚ軸方向での正面視でＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置された磁気センサとの第３配置形態を示す図である。 図１４の第３配置形態において、空間座標データの角度変換により得られた二次元座標データの軌跡を示す図である。 操作ポジションがＤ側操作ポジションかＭ側操作ポジションかを判別する方法を説明するための図である。 キャリブレーション前後の二次元座標データの軌跡を示す図である。 一次元の距離データｒに応じて操作ポジションを判定する方法を説明するための図である。
　以下、図面を参照して、本開示に係る実施形態について説明する。なお、理解の容易のため、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、実施形態の作用及び効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＺＹ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。また、磁石が平面に沿って移動するとは、磁石が平面に完全に平行移動することに限られず、磁石が平面に略平行に移動することを含んでよい。
　図１は、一実施形態に係るシフト装置を示す斜視図である。図１に示すシフト装置１は、車両に搭載される自動変速機等に使用される操作装置である。シフト装置１は、シフトレバー１１の操作ポジションを後述の磁気センサ２１によって判定する。シフト装置１によって判定（特定）された操作ポジションに応じて、自動変速機のレンジの切り替えが可能となる。
　シフト装置１は、シフトレバー１１、筐体１０及びハーネス１２を備える。筐体１０は、シフト装置１の内部部品を収容する。ハーネス１２は、筐体１０の内部回路と筐体１０の外部回路との間で電気信号を伝送するための部材である。ハーネス１２は、例えば、後述の判定回路２５によって判定された操作ポジションの情報を筐体１０の外部回路に伝送する。
　筐体１０の外部回路は、例えば、ハーネス１２を介して取得した情報が示す操作ポジションに応じて、変速機のレンジを切り替える信号を出力する。筐体１０の外部回路は、例えば、ハーネス１２を介して取得した情報が示す操作ポジションをインジケータに表示させる。
　図２は、図１に示すシフト装置１を、ハーネス１２及び筐体１０を取り除いて示す斜視図である。シフト装置１は、シフトレバー１１、筐体１０及びハーネス１２の他に、レバーホルダ１６、ベース１３及び回路基板１８を備える。
　シフトレバー１１は、ユーザが操作可能なレバーである。シフトレバー１１は、レバーホルダ１６内の揺動中心１７を支点として揺動可能なように、レバーホルダ１６及び筐体１０に保持されている。筐体１０は、その略中央部分にレバーホルダ１６を保持することによりシフトレバー１１を揺動可能に保持する。シフトレバー１１が揺動可能な方向は、ベース１３に設けられたガイド溝１４にガイドされた方向に規制されている。具体的には、Ｙ軸方向での平面視において、シフトレバー１１の上端部（Ｙ軸方向の正側端部）がＺ軸方向に沿って移動するセレクト方向と、シフトレバー１１の上端部がＸ軸方向に沿って移動するシフト方向とに、シフトレバー１１の揺動可能な方向は、規制されている。
　レバーホルダ１６は、シフトレバー１１の上端部（Ｙ軸方向の正側端部）に対して下方（Ｙ軸方向の負側）に設けられ、揺動中心１７を支点としてシフトレバー１１を揺動可能に保持する。レバーホルダ１６は、シフトレバー１１が挿入されることによりシフトレバー１１と一体化されている。レバーホルダ１６は、その外表面が肉抜きされているが、全体的に略球形状に形成されている。
　ベース１３は、ガイド溝１４が設けられた台座である。ガイド溝１４は、シフトレバー１１を複数の操作ポジションにガイドする。シフトレバー１１の下端部１５（Ｙ軸方向の負側端部）は、ガイド溝１４に挿入されている。
　回路基板１８は、回路基板１８の板面がＸＹ平面と平行となるように配置されている。回路基板１８は、筐体１０に収容される。
　図３は、図２に示すシフト装置１の要部を図２とは別方向から示す斜視図である。シフト装置１は、磁気センサ２１及び判定回路２５を備える。磁気センサ２１及び判定回路２５は、回路基板１８に実装されている。
　図４は、図３に示す要部の一部を拡大した図である。図５は、図４に示す要部の一部を、回路基板１８を取り除いて、図４とは別方向から示す図である。
　磁気センサ２１は、シフトレバー１１の揺動方向を検出する検出部材として、回路基板１８に配置されている。磁気センサ２１は、磁石ホルダ２０により保持された磁石１９（図５参照）に対向可能な位置に配置されている。磁気センサ２１は、磁石１９による磁界の強さ（磁束密度でもよい）と磁界の向きをホール素子により検出する。
　磁気センサ２１は、磁石１９による磁界ベクトルの変化を検出し、磁石１９の位置に応じて変化する空間座標データを出力する三次元磁気センサである。三次元磁気センサを採用することで、三つの移動方向成分の検出に複数個必要となる一次元磁気センサに比べて、センサの使用個数の削減やセンサの配置スペースの縮小ができるので、シフト装置全体の小型化や低コスト化を図ることができる。磁気センサ２１は、磁界の強さのＸ軸方向成分を表す磁界成分Ｂｘ、磁界の強さのＹ軸方向成分を表す磁界成分Ｂｙ、及び、磁界の強さのＺ軸方向成分を表す磁界成分Ｂｚを検出する。磁気センサ２１は、検出された磁界成分Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚを、空間座標データ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）として出力する。磁気センサ２１が空間座標データ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）を出力する形式は、特に限定されないが、例えば、シリアル通信、パルス幅変調、アナログ電圧などが挙げられる。
　磁気センサ２１は、互いに直交する三方向の基準方向に従って、磁界成分Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚを検出する。磁気センサ２１は、例えば、外形が略直方体状にモールドされた集積回路である。この例では、磁気センサ２１は、磁気センサ２１の長手方向で検出された磁界ベクトル成分を、磁界成分Ｂｘとして出力し、磁気センサ２１の短手方向で検出された磁界ベクトル成分を、磁界成分Ｂｙとして出力し、磁気センサ２１の高さ方向（厚さ方向）で検出された磁界ベクトル成分を、磁界成分Ｂｚとして出力する。
　磁気センサ２１の個数は、センサの冗長性を確保するため、一つに限られず、複数でもよい。この例では、２つの磁気センサ２１Ａ，２１Ｂが示されている。磁気センサ２１Ａ，２１Ｂは、いずれも、磁石１９の位置に応じて変化する空間座標データを出力する三次元磁気センサである。
　磁石ホルダ２０は、シフトレバー１１及びレバーホルダ１６と一体化された部分である。磁石ホルダ２０は、シフトレバー１１に対して直角になるようにレバーホルダ１６からＺ軸方向の正側に突出する。磁石ホルダ２０は、Ｚ軸方向の正側の先端部に配置された磁石１９を保持する。磁石１９は、非磁性体のクリップ２６によって、磁石ホルダ２０のＺ軸方向の正側の先端部に固定される。
　磁石１９は、Ｎ極とＳ極のうち、一方の磁極が磁気センサ２１と対向する第１主面に着磁され、他方の磁極が第１主面とは反対側の第２主面に着磁されている。あるいは、Ｎ極とＳ極が磁気センサ２１と対向するように着磁されていてもよい。この場合、極の境目においては急峻な磁束の変化となるため、この変化を考慮して検出ロジックを組む、または、磁力線の方向が同じ領域だけを使うなどの方法が考えられる。なお、磁石１９は円柱状の外形のものを用いているが、リング状、角状、球状等でもよい。
　判定回路２５（図３参照）は、磁気センサ２１から出力された空間座標データ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）に基づいて、シフトレバー１１の操作ポジションを判定する。判定回路２５は、公知の判定方法を用いて操作ポジションを判定してもよいし、後述の判定方法を用いて操作ポジションを判定してもよい。
　判定回路２５は、例えば、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを有するマイクロコンピュータである。判定回路２５の機能は、メモリに記憶されたプログラムによってプロセッサが動作することにより実現される。判定回路２５の機能は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）によって実現されてもよい。
　図６は、シフトレバー１１をガイドするガイド溝１４を示す斜視図である。ガイド溝１４は、ベース１３のＹ軸方向の正側の表面に形成されている。ガイド溝１４は、上側（Ｙ軸方向の正側）へ開放する溝であり、Ｙ軸方向での平面視で略Ｈ形状に形成されている。具体的には、ガイド溝１４は、略Ｘ軸方向に延伸する第１シフト溝２２と、第１シフト溝２２のＺ軸方向の負側において略Ｘ軸方向に延伸する第２シフト溝２３と、略Ｚ軸方向に延伸するセレクト溝２４と、を有する。セレクト溝２４は、第１シフト溝２２及び第２シフト溝２３の各々のＸ軸方向中間部同士を接続する。第１シフト溝２２、第２シフト溝２３及びセレクト溝２４は、シフトレバー１１が揺動中心１７を支点としてセレクト方向又はシフト方向に揺動できるように、シフトレバー１１の下端部１５をガイドする。
　ガイド溝１４は、例えば、Ｒポジション（後退）、Ｄポジション（走行）、Ｈポジション（ホーム位置、中立位置）、Ｍポジション（手動操作位置）、＋ポジション（シフトアップ）、－ポジション（シフトダウン）のシフトポジションにシフトレバー１１の揺動範囲を規制するように、シフトレバー１１の下端部１５をガイドする。シフトレバー１１がＤ側操作ポジション（Ｒポジション、Ｄポジション、Ｈポジションなど）に操作されるときは、下端部１５は第１シフト溝２２に沿ってシフト方向に移動する。シフトレバー１１がＭ側操作ポジション（Ｍポジション、＋ポジション、－ポジションなど）に操作されるときは、下端部１５は第２シフト溝２３に沿ってシフト方向に移動する。シフトレバー１１がＤ側操作ポジションの配列とＭ側操作ポジションの配列との間で操作されるときは、下端部１５はセレクト溝２４に沿ってセレクト方向に移動する。
　図７は、磁気センサ２１とシフトレバー１１の位置関係をＹ軸方向での平面視で模式的に示す図である。図８は、シフトレバーのセレクト方向の操作をＸ軸方向での側面視で模式的に示す図である。
　Ｄ側操作ポジションの配列に沿った第１シフト方向（以下、"Ｄ側シフト方向"ともいう）へのシフトレバー１１の操作に伴って、磁石１９は、ＸＹ平面に平行な第１仮想平面ｐ１に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する。例えば、シフトレバー１１がＤ側シフト方向に移動するとき、シフトレバー１１は、揺動中心１７を通るＸＹ平面に沿って、揺動中心１７を支点に揺動（回転移動）する。シフトレバー１１がこのように回転移動すると、磁石１９は、第１仮想平面ｐ１に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する。Ｄ側シフト方向は、シフトレバー１１の第１操作方向の一例である。
　Ｍ側操作ポジションの配列に沿った第２シフト方向（以下、"Ｍ側シフト方向"ともいう）へのシフトレバー１１の操作に伴って、磁石１９は、第１仮想平面ｐ１とは異なる第２仮想平面ｐ２に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する。第２仮想平面ｐ２は、この例では、第１仮想平面ｐ１に対して傾斜（交差）する。例えば、シフトレバー１１がＭ側シフト方向に移動するとき、シフトレバー１１は、揺動中心１７を通るＸＹ平面に対してＺ軸方向の正側に傾いた状態で、揺動中心１７を支点に揺動（回転移動）する。シフトレバー１１がこのように回転移動すると、磁石１９は、第２仮想平面ｐ２に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する。Ｍ側シフト方向は、シフトレバー１１の第２操作方向の一例である。
　シフトレバー１１がＭ側操作ポジションの配列からＤ側操作ポジションの配列へ又はＤ側操作ポジションの配列からＭ側操作ポジションの配列へセレクト方向に移動するとき、シフトレバー１１は、揺動中心１７を通るＺＹ平面に沿って、揺動中心１７を支点に揺動（回転移動）する。シフトレバー１１がこのように回転移動すると、磁石１９は、揺動中心１７を通るＺＹ平面に沿って、曲線状の軌跡で移動する。セレクト方向は、シフトレバー１１の第３操作方向の一例である。
　この例では、磁気センサ２１からセレクト方向の操作前に第１仮想平面ｐ１に沿って位置する磁石１９までの距離のＺ軸方向成分の長さは、磁気センサ２１からセレクト方向の操作後に第２仮想平面ｐ２に沿って位置する磁石１９までの距離のＺ軸方向成分の長さよりも短い。
　シフトレバー１１のＤ側シフト方向への操作に伴って、磁石１９が第１仮想平面ｐ１に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動すると、磁気センサ２１によって検出される磁界ベクトルが変化する。磁気センサ２１は、第１仮想平面ｐ１に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する磁石１９の位置に対応する第１空間座標データ（Ｂｘ１，Ｂｙ１，Ｂｚ１）を出力する。判定回路２５は、Ｄ側操作ポジション（Ｒポジション、Ｄポジション、Ｈポジションなど）のうち、磁気センサ２１から取得した第１空間座標データ（Ｂｘ１，Ｂｙ１，Ｂｚ１）に対応する操作ポジションを特定（判定）する。
　シフトレバー１１のＭ側シフト方向への操作に伴って、磁石１９が第２仮想平面ｐ２に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動すると、磁気センサ２１によって検出される磁界ベクトルが変化する。磁気センサ２１は、第２仮想平面ｐ２に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する磁石１９の位置に対応する第２空間座標データ（Ｂｘ２，Ｂｙ２，Ｂｚ２）を出力する。判定回路２５は、Ｍ側操作ポジション（Ｍポジション、＋ポジション、－ポジションなど）のうち、磁気センサ２１から取得した第２空間座標データ（Ｂｘ２，Ｂｙ２，Ｂｚ２）に対応する操作ポジションを特定（判定）する。
　図９は、三次元の空間座標データを二次元の座標データに変換する方法を説明するための図である。判定回路２５は、磁気センサ２１から出力された三次元の空間座標データＢ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）を、第１角度データαと第２角度データβで決まる二次元の第１座標データ（α，β）に変換する。
　第１角度データαは、ＺＸ直交座標系におけるＺＸ座標（Ｂｚ，Ｂｘ）の偏角である。第１角度データαは、ＺＸ直交座標系の原点ＯからＺ軸の正側に延びる半直線と、ＺＸ直交座標系の原点ＯからＺＸ座標（Ｂｚ，Ｂｘ）に延びる半直線（二次元ベクトル）との間の角度を表す。第１角度データαは、
　　　α＝atan2（Ｂｚ，Ｂｘ）　　　・・・式１
という関係式が成立する。"atan2"は、二つの引数を取るアークタンジェント関数である。判定回路２５は、例えば、磁気センサ２１により検出されたＺ軸方向の磁界成分Ｂｚ及びＸ軸方向の磁界成分Ｂｘに基づいて、式１により第１角度データαを算出する。
　第２角度データβは、ＺＹ直交座標系におけるＺＹ座標（Ｂｚ，Ｂｙ）の偏角である。つまり、第２角度データβは、ＺＹ直交座標系の原点ＯからＺ軸の正側に延びる半直線と、ＺＹ直交座標系の原点ＯからＺＹ座標（Ｂｚ，Ｂｙ）に延びる半直線（二次元ベクトル）との間の角度を表す。第２角度データβは、
　　　β＝atan2（Ｂｚ，Ｂｙ）　　　・・・式２
という関係式が成立する。判定回路２５は、例えば、磁気センサ２１により検出されたＺ軸方向の磁界成分Ｂｚ及びＹ軸方向の磁界成分Ｂｙに基づいて、式２により第２角度データβを算出する。
　第１角度データαと第２角度データβで決まる二次元の第１座標データ（α，β）は、磁石１９の位置に対応した座標データであり、シフトレバー１１の操作ポジションに対応した座標データである。したがって、判定回路２５は、複数の操作ポジションのうち、第１角度データαと第２角度データβで決まる二次元の第１座標データ（α，β）に対応する操作ポジションを判定（特定）できる。
　しかしながら、磁気センサ２１の配置形態によっては、操作ポジションの判定精度が低下することがある。
　図１０は、ＸＹ平面及びＺＹ平面に沿って曲線状の軌跡で移動する磁石１９と、Ｚ軸方向での正面視でＸ軸方向に沿って配置された磁気センサ２１（２１Ａ，２１Ｂ）との第１配置形態を示す図である。磁気センサ２１（２１Ａ，２１Ｂ）は、磁界成分Ｂｘの検出基準方向がＸ軸方向に平行になるように配置されている。Ｚ軸方向での正面視において、磁石１９は、ＸＹ平面（第１仮想平面ｐ１）に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡ｔ１（Ｙ軸方向に僅かに湾曲した軌跡）で移動するので、磁石１９がＹ軸方向に移動する範囲は、磁石１９がＸ軸方向に移動する範囲に比べて狭い。そのため、Ｚ軸方向での正面視で磁気センサ２１がＸ軸方向に沿って配置された図１０の形態では、磁石１９が軌跡ｔ１で移動するとき、第１角度データαが変動する範囲は、比較的広いのに対し、第２角度データβが変動する範囲は、狭い（図１１参照）。
　図１１は、図１０の第１配置形態において、磁気センサ２１から出力された三次元の空間座標データＢ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）の角度変換により得られた二次元の第１座標データ（α，β）の軌跡を示す図である。図１１に示す軌跡上のプロット点は、各操作ポジションに対応する。図１１に示すように、Ｄ側シフト方向で操作ポジションが変わる場合も、Ｍ側シフト方向で操作ポジションが変わる場合も、第２角度データβの変化幅は、第１角度データαの変化幅よりも狭い。そのため、図１０の第１配置形態では、判定回路２５が第１座標データ（α，β）に基づいてシフトレバー１１の操作ポジションを判定する精度は、低下することがある。
　図１２は、ＸＹ平面及びＺＹ平面に沿って曲線状の軌跡で移動する磁石１９と、Ｚ軸方向での正面視でＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置された磁気センサ２１（２１Ａ，２１Ｂ）との第２配置形態を示す図である。磁気センサ２１（２１Ａ，２１Ｂ）は、磁界成分Ｂｘの検出基準方向がＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置されている。Ｚ軸方向での正面視において、磁石１９は、ＸＹ平面（第１仮想平面ｐ１）に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡ｔ１（Ｙ軸方向に僅かに湾曲した軌跡）で移動するので、磁石１９がＹ軸方向に移動する範囲は、磁石１９がＸ軸方向に移動する範囲に比べて狭い。しかしながら、Ｚ軸方向での正面視で磁気センサ２１がＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置された図１２の形態では、磁石１９が軌跡ｔ１で移動するとき、第１角度データαが変動する範囲も、第２角度データβが変動する範囲も、比較的広い（図１３参照）。
　図１３は、図１２の第２配置形態において、磁気センサ２１から出力された三次元の空間座標データＢ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）の角度変換により得られた二次元の第１座標データ（α，β）の軌跡を示す図である。図１３に示す軌跡上のプロット点は、各操作ポジションに対応する。図１３に示すように、Ｄ側シフト方向で操作ポジションが変わる場合も、Ｍ側シフト方向で操作ポジションが変わる場合も、第１角度データαの変化幅及び第２角度データβの変化幅は、広い。そのため、図１２の第２配置形態では、判定回路２５は、第１座標データ（α，β）に対応する操作ポジションを高精度に判定できる。例えば、シフトレバー１１の操作ポジションを実際の操作ポジションに隣接する操作ポジションと誤判定する可能性は低減し、操作ポジションを判定精度の低下が抑制される。
　図１４は、ＸＹ平面及びＺＹ平面に沿って曲線状の軌跡で移動する磁石１９と、Ｚ軸方向での正面視でＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置された磁気センサ２１（２１Ａ，２１Ｂ）との第３配置形態を示す図である。磁気センサ２１（２１Ａ，２１Ｂ）は、磁界成分Ｂｘの検出基準方向がＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置されている。Ｚ軸方向での正面視において、磁石１９は、ＸＹ平面（第１仮想平面ｐ１）に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡ｔ１（Ｙ軸方向に僅かに湾曲した軌跡）で移動するので、磁石１９がＹ軸方向に移動する範囲は、磁石１９がＸ軸方向に移動する範囲に比べて狭い。しかしながら、Ｚ軸方向での正面視で磁気センサ２１がＸ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置された図１４の形態では、磁石１９が軌跡ｔ１で移動するとき、第１角度データαが変動する範囲も、第２角度データβが変動する範囲も、比較的広い（図１５参照）。
　図１５は、図１４の第３配置形態において、磁気センサ２１から出力された三次元の空間座標データＢ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）の角度変換により得られた二次元の第１座標データ（α，β）の軌跡を示す図である。図１５に示す軌跡上のプロット点は、各操作ポジションに対応する。図１５に示すように、Ｄ側シフト方向で操作ポジションが変わる場合も、Ｍ側シフト方向で操作ポジションが変わる場合も、第１角度データαの変化幅及び第２角度データβの変化幅は、広い。そのため、図１４の第３配置形態では、判定回路２５は、第１座標データ（α，β）に対応する操作ポジションを高精度に判定できる。例えば、シフトレバー１１の操作ポジションを実際の操作ポジションに隣接する操作ポジションと誤判定する可能性は低減し、操作ポジションを判定精度の低下が抑制される。
　第１座標データ（α，β）に基づく操作ポジションの判定の精度低下を抑制する点で、図１２，１４に示すように、磁気センサ２１は、Ｚ軸方向での正面視で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して１０°以上傾けて配置されているのが好ましい。磁気センサ２１は、Ｚ軸方向での正面視で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して２０°以上傾けて配置されているのがより好ましく、３０°以上傾けて配置されているのがさらに好ましい。図１２，１４では、磁気センサ２１は、Ｚ軸方向での正面視で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに対して４５°傾けて配置されている。
　図１２，１４では、磁気センサ２１は、シフトレバー１１が上記のような所定の操作ポジションにあるとき、Ｚ軸方向での正面視で、磁石１９と少なくとも一部が重なるように配置されている。これにより、磁気センサ２１は、磁束密度が比較的高い領域に配置されるので、磁石１９の磁界ベクトルの検出精度が向上する。よって、判定回路２５は、磁気センサ２１により得られた第１座標データ（α，β）に基づいて、シフトレバー１１の操作ポジションを高精度に判定できる。
　図１２，１４では、磁気センサ２１は、Ｚ軸方向での正面視で、磁気センサ２１の外形が磁石１９からはみ出ないように配置されている。これにより、磁気センサ２１は、磁束密度がより高い領域に配置されるので、磁石１９の磁界ベクトルの検出精度が向上する。よって、判定回路２５は、磁気センサ２１により得られた第１座標データ（α，β）に基づいて、シフトレバー１１の操作ポジションをより高精度に判定できる。
　図１２，１４では、複数の磁気センサ２１Ａ，２１Ｂは、Ｚ軸方向での正面視で、複数の磁気センサ２１Ａ，２１Ｂの外形が磁石１９からはみ出ないように配置されている。これにより、磁気センサ２１Ａも磁気センサ２１Ｂも、磁束密度がより高い領域に配置されるので、磁石１９の磁界ベクトルの検出精度が向上する。よって、判定回路２５は、磁気センサ２１により得られた第１座標データ（α，β）に基づいて、シフトレバー１１の操作ポジションをより高精度に判定できる。
　図１３，１５に示すように、Ｄ側操作ポジションを表すプロット点が変動する範囲は、Ｍ側操作ポジションを表すプロット点が変動する範囲よりも広い。つまり、磁石１９が第１仮想平面ｐ１に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する第１範囲が、磁石１９が第２仮想平面ｐ２に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する第２範囲よりも広い場合がある。第１範囲は、シフトレバー１１のセレクト方向（第３操作方向の一例）への操作前に磁石１９が移動する範囲の一例であり、図１２～図１５に示す例では、シフトレバー１１がＤ側シフト方向に移動するときに磁石１９が移動する範囲に相当する。第２範囲は、シフトレバー１１のセレクト方向への操作後に磁石１９が移動する範囲の一例であり、図１２～図１５に示す例では、シフトレバー１１がＭ側シフト方向に移動するときに磁石１９が移動する範囲に相当する。
　図１４に示す例では、Ｚ軸方向での正面視で、Ｄ側の第１仮想平面ｐ１に沿って位置する磁石１９の中心１９ｄから、磁気センサ２１までの最短距離ｄ１は、Ｍ側の第２仮想平面ｐ２に沿って位置する磁石１９の中心１９ｍから、磁気センサ２１までの最短距離ｄ２に比べて長い。最短距離ｄ１が最短距離ｄ２に比べて長いと、図１５に示すように、Ｄ側操作ポジションを表す複数のプロット点の軌跡の湾曲が大きくなり、Ｄ側操作ポジションの判定精度が低下することがある。例えば、湾曲した軌跡は、一次直線で近似することが難しいので、後述の判定方法のように、直線近似を利用して操作ポジションを判定する方法では、Ｄ側操作ポジションの判定精度が低下することがある。
　これに対し、図１２に示す例では、Ｚ軸方向での正面視で、Ｄ側の第１仮想平面ｐ１に沿って位置する磁石１９の中心１９ｄから、磁気センサ２１までの最短距離ｄ１は、Ｍ側の第２仮想平面ｐ２に沿って位置する磁石１９の中心１９ｍから、磁気センサ２１までの最短距離ｄ２に比べて短い。最短距離ｄ１が最短距離ｄ２に比べて短いと、図１３に示すように、Ｍ側操作ポジションを表す複数のプロット点の軌跡は直線に近づき、Ｄ側操作ポジションを表す複数のプロット点の軌跡も直線に近づく。これにより、後述の判定方法のように、直線近似を利用して操作ポジションを判定すると、Ｄ側操作ポジション及びＭ側操作ポジションの判定精度の低下を抑えることができる。図１２に示す例では、磁気センサ２１（２１Ａ，２１Ｂ）は、Ｚ軸方向での正面視で、Ｄ側の第１仮想平面ｐ１に沿って位置する磁石１９から磁気センサ２１（２１Ａ，２１Ｂ）の外形がはみ出ないように配置されている。これにより、磁気センサ２１は、磁束密度がより高い領域に配置されるので、磁石１９の磁界ベクトルの検出精度が向上し、Ｄ側操作ポジション及びＭ側操作ポジションの判定精度の低下をより抑えることができる。
　次に、図１６～図１８を参照して、直線近似を利用して操作ポジションを判定する方法の好適な例について説明する。
　＜ステップＳ１０（第１座標データ（α，β）の算出）＞
　図１６において、判定回路２５は、磁気センサ２１から出力された三次元の空間座標データＢ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）を、第１角度データαと第２角度データβで決まる二次元の第１座標データ（α，β）に変換する。判定回路２５は、上記の式１及び式２を用いて、第１角度データαと第２角度データβを算出し、操作ポジションの位置を二次元データで表す第１座標データ（α，β）を導出する。
　上述の通り、図１２に示すような配置形態では、Ｄ側操作ポジションを表す複数のプロット点の軌跡も、Ｍ側操作ポジションを表す複数のプロット点の軌跡も、直線に近づく。図１６に示す例では、シフトレバー１１をＤ側シフト方向に操作すると、第１座標データ（α，β）は、一次の近似直線Ｌ１に沿って遷移し、シフトレバー１１をＭ側シフト方向に操作すると、第１座標データ（α，β）は、一次の近似直線Ｌ２に沿って遷移する。
　＜ステップＳ２０（Ｄ側とＭ側の判別）＞
　判定回路２５は、αβ直交座標系で第１座標データ（α，β）が位置する領域に応じて、シフトレバー１１の操作ポジションがＤ側シフト方向の操作ポジション（Ｄ側操作ポジション）なのかＭ側シフト方向の操作ポジション（Ｍ側操作ポジション）なのかを判別する。例えば、判定回路２５は、ステップＳ１０で導出した第１座標データ（α，β）を所定の中間線Ｌ３（図１６参照）と比較することで、シフトレバー１１の操作ポジションが、Ｄ側操作ポジションなのかＭ側操作ポジションなのかを判別する。
　中間線Ｌ３は、二次元直交座標系を区画する閾値線の一例であり、この例では、傾きＡｊで切片Ｂｊの一次直線である。中間線Ｌ３を決める二つの係数Ａｊ，Ｂｊは、事前のキャリブレーションにより予め導出される値である。中間線Ｌ３（係数Ａｊ，Ｂｊ）の導出のための事前キャリブレーションについては後述する。
　判定回路２５は、ステップＳ１０で導出した第１座標データ（α，β）が、中間線Ｌ３に対して、Ｄ側操作ポジションが分布する領域（Ｄ側領域）にあるのか、Ｍ側操作ポジションが分布する領域（Ｍ側領域）にあるのかを判別する。図１６に示す例では、判定回路２５は、ステップＳ１０で導出した第１座標データ（α，β）に関して、「β－（Ａｊ×α＋Ｂｊ）」が正の値の場合、シフトレバー１１の現在の操作ポジションはＤ側操作ポジションと判定する。一方、判定回路２５は、ステップＳ１０で導出した第１座標データ（α，β）に関して、「β－（Ａｊ×α＋Ｂｊ）」が負の値の場合、シフトレバー１１の現在の操作ポジションはＭ側操作ポジションと判定する。
　＜ステップＳ３０（キャリブレーション値の参照）＞
　判定回路２５は、ステップＳ１０で導出した第１座標データ（α，β）を、αβ二次元直交座標系の四象限のうち一の象限上の第２座標データ（αＣ，βＣ）に変換するためのキャリブレーション値を読み込む。図１７は、第１座標データ（α，β）が、ステップＳ３０で読み込んだキャリブレーション値によって、第一象限上の第２座標データ（αＣ，βＣ）に変換される場合を例示する。他の変換例として、第１座標データ（α，β）は、第二象限、第三象限及び第四象限のうちの一の象限上の第２座標データ（αＣ，βＣ）に変換されてもよい。
　判定回路２５は、ステップＳ２０でＤ側操作ポジションと判定された場合、Ｄ側操作ポジションのキャリブレーション用の第１キャリブレーション値を読み込む。一方、判定回路２５は、ステップＳ２０でＭ側操作ポジションと判定された場合、Ｍ側操作ポジションのキャリブレーション用の第２キャリブレーション値を読み込む。
　＜ステップＳ４０（キャリブレーション値による補正）＞
　判定回路２５は、ステップＳ３０で読み込んだキャリブレーション値ａ,ｂ,ｋにより、ステップＳ１０で導出した第１角度データα及び第２角度データβを下記の補正式ｃ１，ｃ２で補正することで、第１座標データ（α，β）を第２座標データ（αＣ，βＣ）に変換する。
　　αＣ＝α＋ｋ　　　・・・式ｃ１
　　βＣ＝β／ａ－ｂ／ａ＋ｋ　　　・・・式ｃ２
　補正式ｃ１，ｃ２は、図１７に示すように、αβ二次元直交座標系の一次の近似直線Ｌに沿って位置する複数の第１座標データ（α，β）を、原点Ｏを通り傾きが１の一次の近似直線ＬＣに沿って第一象限に位置する複数の第２座標データ（αＣ，βＣ）に変換するための補正式である。
　＜ステップＳ５０（一次元データ（原点Ｏからの距離）への変換）＞
　判定回路２５は、αβ二次元直交座標系の原点Ｏから、ステップＳ４０で得られた第２座標データ（αＣ，βＣ）までの距離（＝√（αＣ ２＋βＣ ２））を算出することで、第２座標データ（αＣ，βＣ）を一次元の距離データｒに変換する。
　＜ステップＳ６０（操作ポジションの判定）＞
　距離データｒは、磁石１９の位置に対応した一次元データであり、シフトレバー１１の操作ポジションに対応した一次元データであるので、判定回路２５は、複数の操作ポジションのうち、ステップＳ５０で導出された距離データｒに対応する操作ポジションを特定できる。このように、判定回路２５は、ステップＳ５０で導出された距離データｒに応じて、シフトレバー１１の操作ポジションを特定（判定）する。
　図１８は、一次元の距離データｒに応じて操作ポジションを判定する方法を説明するための図である。図１８は、Ｍポジション、＋ポジション及び－ポジションの３つのＭ側操作ポジションの中から、シフトレバー１１の現在の操作ポジションを特定する場合を例示する。判定回路２５は、ステップＳ５０で導出された距離データｒの大小に応じて、シフトレバー１１の操作ポジションが、３つのＭ側操作ポジションのうちのどの操作ポジションなのかを判別する。例えば、判定回路２５は、ステップＳ５０で導出された距離データｒを複数の異なる判定閾値と比較することで、シフトレバー１１の操作ポジションが、３つのＭ側操作ポジションのうちのどの操作ポジションなのかを判別する。
　複数の異なる判定閾値は、予め決められた値である。第１の座標データ（α，β）から第２の座標データ（αＣ，βＣ）に変換するためのキャリブレーション値が変わると、複数の異なる判定閾値も変わる。そのため、複数の異なる判定閾値は、キャリブレーション値が導出された以後に決められる。
　図１８に示す例では、例えば、判定回路２５は、距離データｒが第１判定閾値未満の場合、＋ポジションと判定し、距離データｒが第１判定閾値以上第２判定閾値未満の場合、Ｍポジションと判定し、距離データｒが第２判定閾値以上の場合、－ポジションと判定する。同様に、判定回路２５は、Ｄ側操作ポジションを判定する。
　判定回路２５は、Ｄ側シフト方向への操作のときの距離データｒを、Ｄ側シフト方向への操作のときの操作ポジション（Ｄ側操作ポジション）の判定用の第１閾値（例えば、上述の第１判定閾値及び第２判定閾値）と比較する。判定回路２５は、Ｄ側シフト方向への操作のときの距離データｒを第１閾値と比較することで、Ｄ側操作ポジションを特定する。一方、Ｍ側シフト方向への操作のときの距離データｒを、Ｍ側シフト方向への操作のときの操作ポジション（Ｍ側操作ポジション）の判定用の第２閾値（例えば、上述の第１判定閾値及び第２判定閾値）と比較する。判定回路２５は、Ｍ側シフト方向への操作のときの距離データｒを第２閾値と比較することで、Ｍ側操作ポジションを特定する。
　このように、本実施形態では、三次元の空間座標データを最終的に一次元の距離データに変換することで、操作ポジションの判定閾値の設定が容易になる。これにより、キャリブレーション値を判定閾値に反映させることも容易になる。また、操作ポジションの判定アルゴリズムをシンプルに構築できる。
　なお、原点Ｏは、αβ二次元直交座標系の基準点の一例である。判定回路２５は、原点Ｏからの距離データｒに応じて操作ポジションを判定しているが、原点Ｏの近傍点（基準点の他の一例）からの距離データｒに応じて操作ポジションを判定してもよい。
　次に、事前キャリブレーションについて説明する。事前キャリブレーションは、個々のシフト装置で行われることが好ましいが、一部のシフト装置で行われた事前キャリブレーションの結果が他のシフト装置に反映されてもよい。
　判定回路２５は、全ての操作ポジションの空間座標データ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）を磁気センサ２１から取得し、複数のＤ側操作ポジションの第１座標データ（α，β）と、複数のＭ側操作ポジションの第１座標データ（α，β）とを導出する。判定回路２５は、複数のＤ側操作ポジションの第１座標データ（α，β）の軌跡を直線近似することで近似直線Ｌ１を導出し、複数のＭ側操作ポジションの第１座標データ（α，β）の軌跡を直線近似することで近似直線Ｌ２を導出する。判定回路２５は、所定のαβ平面内において、近似直線Ｌ１と近似直線Ｌ２との間に挟まれる直線を中間線Ｌ３として設定する。判定回路２５は、所定のαβ平面内において、中間線Ｌ３が近似直線Ｌ１と近似直線Ｌ２との間に挟まれる線分となるように、中間線Ｌ３を特定する二つの係数Ａｊ，Ｂｊを決定する。
　一方、判定回路２５は、複数のＤ側操作ポジションの第１座標データ（α，β）の軌跡を直線近似することで、近似直線Ｌ１の傾きａ及び切片ｂを導出する。そして、判定回路２５は、近似直線Ｌ１に沿って位置する複数の第１座標データ（α，β）を、一次の第１近似直線ＬＣ１に沿って第一象限に位置する複数の第２座標データ（αＣ，βＣ）に変換するための第１キャリブレーション値ａ,ｂ,ｋを導出する。一次の第１近似直線ＬＣ１は、原点Ｏを通り、傾きが１の線分である。ｋは、複数の第２座標データ（αＣ，βＣ）が第一象限に存在するように補正するためのキャリブレーション値である。Ｄ側操作ポジションのキャリブレーション用の上記の補正式ｃ１，ｃ２は、第１キャリブレーション値ａ,ｂ,ｋによって定義される。
　同様に、判定回路２５は、複数のＭ側操作ポジションの第１座標データ（α，β）の軌跡を直線近似することで、近似直線Ｌ２の傾きａ及び切片ｂを導出する。そして、判定回路２５は、近似直線Ｌ２に沿って位置する複数の第１座標データ（α，β）を、一次の第２近似直線ＬＣ２に沿って第一象限に位置する複数の第２座標データ（αＣ，βＣ）に変換するための第２キャリブレーション値ａ,ｂ,ｋを導出する。一次の第２近似直線ＬＣ２は、原点Ｏを通り、傾きが１の線分である。ｋは、複数の第２座標データ（αＣ，βＣ）が第一象限に存在するように補正するためのキャリブレーション値である。Ｍ側操作ポジションのキャリブレーション用の上記の補正式ｃ１，ｃ２は、第２キャリブレーション値ａ,ｂ,ｋによって定義される。
　以上、実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。
　例えば、シフト装置は、変速機用に限られず、ターンシグナルスイッチ装置やワイパースイッチ装置などのコンビネーションスイッチ装置に適用されてもよい。
　また、磁気センサは、ホール素子を利用するセンサに限られず、磁気抵抗素子などの他の素子を利用するセンサでもよい。
　また、Ｘ軸の"Ｘ"、Ｙ軸の"Ｙ"、Ｚ軸の"Ｚ"は、互いに直交する３軸を区別するための単なるラベルである。シフトレバーの第１操作方向又は第２操作方向への操作に伴って磁石が移動する方向に略平行な方向を、Ｘ軸方向と定義したにすぎず、シフトレバーの第１操作方向又は第２操作方向への操作に伴って磁石が移動する方向に略平行な平面をＸＹ平面と定義したにすぎず、そのＸＹ平面に垂直な方向をＺ軸方向と定義したにすぎない。
　本国際出願は、２０２１年７月３０日に出願した日本国特許出願第２０２１－１２５７１６号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０２１－１２５７１６号の全内容を本国際出願に援用する。
　１　シフト装置
　１０　筐体
　１１　シフトレバー
　１２　ハーネス
　１３　ベース
　１４　ガイド溝
　１５　下端部
　１６　レバーホルダ
　１７　揺動中心
　１８　回路基板
　１９　磁石
　２０　磁石ホルダ
　２１，２１Ａ，２１Ｂ　磁気センサ
　２２　第１シフト溝
　２３　第２シフト溝
　２４　セレクト溝
　２５　判定回路
　２６　クリップ
　ｐ１　第１仮想平面
　ｐ２　第２仮想平面

Claims (6)

  1. 　シフトレバーと、
    　前記シフトレバーの第１操作方向への操作に伴って、ＸＹ平面に平行な第１仮想平面に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動し、前記シフトレバーの第２操作方向への操作に伴って、前記第１仮想平面とは異なる第２仮想平面に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する磁石と、
    　前記磁石の位置に応じて変化する空間座標データを出力する磁気センサと、
    　前記空間座標データに基づいて、前記シフトレバーの操作ポジションを判定する判定回路と、を備え、
    　前記磁気センサは、Ｚ軸方向での正面視で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して傾けて配置された、シフト装置。
  2. 　前記磁石が前記第１仮想平面に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する第１範囲は、前記磁石が前記第２仮想平面に沿ってＸ軸方向に略平行な軌跡で移動する第２範囲よりも広く、
    　Ｚ軸方向での正面視で、前記第１仮想平面に沿って位置する前記磁石の中心から前記磁気センサまでの最短距離は、前記第２仮想平面に沿って位置する前記磁石の中心から前記磁気センサまでの最短距離に比べて短い、請求項１に記載のシフト装置。
  3. 　前記磁気センサは、前記シフトレバーが所定の操作ポジションにあるとき、Ｚ軸方向での正面視で、前記磁石と少なくとも一部が重なるように配置された、請求項２に記載のシフト装置。
  4. 　前記磁石は、前記シフトレバーの第３操作方向への操作に伴って、ＺＹ平面に沿って曲線状の軌跡で移動し、
    　前記第１範囲は、前記第３操作方向への操作前に前記磁石が移動する範囲であり、
    　前記第２範囲は、前記第３操作方向への操作後に前記磁石が移動する範囲である、請求項２に記載のシフト装置。
  5. 　前記磁石は、前記シフトレバーの第３操作方向への操作に伴って、ＺＹ平面に沿って曲線状の軌跡で移動する、請求項１に記載のシフト装置。
  6. 　前記磁気センサから前記第３操作方向の操作前に位置する前記磁石までの距離のＺ軸方向成分の長さは、前記磁気センサから前記第３操作方向の操作後に位置する前記磁石までの距離のＺ軸方向成分の長さよりも短い、請求項４に記載のシフト装置。
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