(57)【要約】【課題】センサ使用数の増加を伴わずにフェールセーフ機能を実現することができるシフト・バイ・ワイヤ変速システム用のシフトポジション検出装置を提供する。【解決手段】シフトレバーの各ポジションに対応させてセンサを配置し、シフトポジションをこれらのセンサにより検出するシフトポジション検出装置であって、シフトレバーのシフト操作と連動して回転する回転体１２と、この回転体上の異なる角度位置に配置された２種類の信号発生手段３、４と、前記回転体に対向させて配置され、これら２種類の信号発生手段の近接・離隔に応じてＨ・Ｍ・Ｌの３値を出力するセンサ５〜９と、各センサから出力されるＨ・Ｍ・Ｌの３値の組み合わせによりシフトポジションを判定するポジション検出回路と、からなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シフトレバーの各ポジションに対応させてセンサを配置し、シフトポジションをこれらのセンサにより検出するシフトポジション検出装置であって、
シフトレバーのシフト操作と連動して回転する回転体と、
この回転体上の異なる角度位置に配置された２種類の信号発生手段と、
前記回転体に対向させて配置され、これら２種類の信号発生手段の近接・離隔に応じてＨ・Ｍ・Ｌの３値を出力するセンサと、
各センサから出力されるＨ・Ｍ・Ｌの３値の組み合わせによりシフトポジションを判定するポジション検出回路と、
からなることを特徴とするシフトポジション検出装置。
【請求項２】
２種類の信号発生手段が磁石のＮ極とＳ極であり、センサがアナログホール素子であることを特徴とする請求項１記載のシフトポジション検出装置。
【請求項３】
センサが固定されたセンサ基板に同心円状に配置され、２種類の信号発生手段は各シフトポジションにおいて同時に２つのセンサと近接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のシフトポジション検出装置。
【請求項４】
シフトレバーのセレクト操作を検出するセレクト確認スイッチを備え、ポジション検出回路はセレクト確認スイッチからの出力と各センサからの出力とからマニュアルモードにおけるシフトポジションを判定する機能を備えたものであることを特徴とする請求項１記載のシフトポジション検出装置。
【請求項５】
ポジション検出回路は、各センサのうちの１個に異常が生じた場合には残りのセンサの出力に基づいてシフトポジションを検出して暫定運転を可能とする機能を備えたものであることを特徴とする請求項１記載のシフトポジション検出装置。
【請求項６】
ポジション検出回路は、各センサのうちの２個以上に異常が生じた場合には運転不可能とする機能を備えたものであることを特徴とする請求項５記載のシフトポジション検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシフトポジション検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シフトレバーの動きをポジションセンサで検出し、ポジションセンサからの信号に基づいてコンピュータ制御によるアクチュエータで変速操作を行うようにしたシフト・バイ・ワイヤ変速システムが知られている。
【０００３】
この変速システムにおいては、シフトレバーの操作位置を電気信号に置き換えるポジションセンサが必須であり、従来、磁界を発生する永久磁石と、磁界で覆われるように配置した複数のホール素子とからなるものが知られている（特許文献１）。
【０００４】
このような従来技術では、ホール素子の出力信号をＯＮ、ＯＦＦの何れかの信号として検出し、ＯＮとなっている２個または３個のホール素子の組み合わせによりポジション検知を行っている。ホール素子によるポジション検出を行う場合、１個のホール素子が故障してもポジション検出に支障を生じないように冗長回路を構成する必要がある。従って、例えば図１に示すように、５ポジションの検出を目的とし、かつ、フェールセーフ機能を備えるためには、７個のホール素子が必要であった。しかし、使用センサ数の増加は設置スペースの拡大につながるため、より少ないセンサ数でフェールセーフ機能を実現する技術への需要があった。
【特許文献１】特表２００４−５１６９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、センサ使用数の増加を伴わずにフェールセーフ機能を実現することができるシフト・バイ・ワイヤ変速システム用のシフトポジション検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本発明のシフトポジション検出装置は、シフトレバーの各ポジションに対応させてセンサを配置し、シフトポジションをこれらのセンサにより検出するシフトポジション検出装置であって、シフトレバーのシフト操作と連動して回転する回転体と、この回転体上の異なる角度位置に配置された２種類の信号発生手段と、前記回転体に対向させて配置され、これら２種類の信号発生手段の近接・離隔に応じてＨ・Ｍ・Ｌの３値を出力するセンサと、各センサから出力されるＨ・Ｍ・Ｌの３値の組み合わせによりシフトポジションを判定するポジション検出回路と、からなることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のシフトポジション検出装置において、２種類の信号発生手段が磁石のＮ極とＳ極であり、センサがアナログホール素子であることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のシフトポジション検出装置において、センサが固定されたセンサ基板に同心円状に配置され、２種類の信号発生手段は各シフトポジションにおいて同時に２つのセンサと近接する位置に配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１記載のシフトポジション検出装置において、シフトレバーのセレクト操作を検出するセレクト確認スイッチを備え、ポジション検出回路はセレクト確認スイッチからの出力と各センサからの出力とからマニュアルモードにおけるシフトポジションを判定する機能を備えたものであることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１記載のシフトポジション検出装置において、ポジション検出回路は、各センサのうちの１個に異常が生じた場合には残りのセンサの出力に基づいてシフトポジションを検出して暫定運転を可能とする機能を備えたものであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のシフトポジション検出装置において、ポジション検出回路は、各センサのうちの２個以上に異常が生じた場合には運転不可能とする機能を備えたものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るシフトポジション検出装置は、シフトレバーのシフト操作と連動して回転する回転体と、この回転体上の異なる角度位置に配置された２種類の信号発生手段と、前記回転体に対向させて配置され、これら２種類の信号発生手段の近接・離隔に応じてＨ・Ｍ・Ｌの３値を出力するセンサと、各センサから出力されるＨ・Ｍ・Ｌの３値の組み合わせによりシフトポジションを判定するポジション検出回路とを備えることにより、センサ使用数の増加を伴わずにフェールセーフ機能を実現することを可能とした。  
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、信号発生手段として磁石を採用することにより、信号発生手段を動作させる電気端子が不要となり、耐久性が向上する。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、センサを同心円状に配置することにより、シフトポジション検出装置の小型化が可能となる。
【００１５】
請求項５及び６記載の発明によれば、センサに異常が生じた場合、ポジション検出回路が、その異常レベルによって暫定運転可能または運転不可能と判断することにより、安全なフェールセーフ機能が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図２には、本発明のシフトポジション検出装置の概略構成図を示している。図３は、図２のＡ方向から見た側面図である。図２、３に示すギヤ１は、シフトレバー（図示せず）に連結されている。シフトレバーの動きは、ギヤ１，２を介して、永久磁石３、４を配置した回転体１２の回転方向の動きとして伝達される。シフトレバーは、従来周知の変速機の操作レバーと同様のパターンに従って前後、左右に傾動可能なように支持されている。シフトポジションは、例えば図４に示すように、パーキングポジション（P）、リバースポジション（Ｒ）、ニュートラルポジション（Ｎ）兼シフトアップポジション（＋）、ドライブポジション（Ｄ）、シフトダウンポジション（−）の各ポジションからなっている。
【００１７】
図２に示すように、本発明のシフトポジション検出装置は、Ｓ極の磁界を形成する永久磁石３及びＮ極の磁界を形成する永久磁石４を配置した回転体１２が、ギヤ２と連結軸１２を介してシフトレバー（図示せず）に連結され、永久磁石の磁極面と対向する位置に、アナログホール素子からなる複数のセンサ５〜９を設けたセンサ基板１０が配設されている。なお、本実施形態では、例えば、シフトレバーをＰポジションに移動した際にＳ極の磁界と対峙するセンサをＰセンサとし、センサ５をＮセンサ、センサ６をＲセンサ、センサ７をＰセンサ、センサ８を−センサ、センサ９をＤセンサと呼ぶ。
【００１８】
永久磁石３，４は、Ｓ極とＮ極の磁界をそれぞれ形成し、かつこれらの両磁界が影響しあわない角度を保つように、固定角度を持って配置されている。
【００１９】
センサ５〜９は、アナログホール素子からなり、永久磁石が形成する磁界により誘起される電圧をアナログデータとして検出することを特徴とする素子である。具体的には、図５に示すように、Ｎ極付近で形成される磁界により誘起される場合の電圧出力レベルをＨレベル、Ｓ極付近で形成される磁界により誘起される場合の電圧出力レベルをＬレベル、前記のいずれの磁界の影響も受けない場合の電圧出力レベルをＭレベルの３種に分類した信号を出力する。
【００２０】
図６には、各ポジション（Ｐ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、＋、−）が正常に検出される際のポジション検出マトリクスを示している。図７には、シフトレバーをＰポジションに操作した際の、永久磁石の位置を示し、図８には、シフトレバーを＋ポジションに操作した際の、永久磁石の位置を示している。なお、図６と図７に示す、セレクト確認スイッチ（Ｍ）は、シフトレバーを、例えば図４に示すシフトポジション配列において、Ｄ−Ｍ間で移動させることにより信号が切り替わる。
【００２１】
図７に示すように、シフトレバーがＰポジションにある状態では、永久磁石のＳ極４が形成する磁界をＰセンサ７が検出し、Ｎ極が形成する磁界３をＮセンサ５が検出する。残りの−センサ８、Ｒセンサ６、Ｄセンサ９は、Ｓ極４・Ｎ極３が形成する磁界の何れの影響も受けない。従って、シフトレバーがＰポジションにある場合、Ｐセンサ７はＬレベルの信号、Ｎセンサ５はＨレベルの信号、−センサ８・Ｒセンサ６・Ｄセンサ９は各々Ｍレベルの信号を出力する。セレクト確認スイッチ１１はＨレベルの信号を出力する。
【００２２】
次にシフトレバーをＰポジションからＤポジションに移動し、さらに、シフトアップ操作をするために、シフトレバーを例えば図４においてＤポジションの右側のＭポジションに移動させると、セレクト確認スイッチがＬレベルに切り替わる。その後、シフトレバーを＋方向に移動させてシフトアップ操作を行った場合、図８に示すように、永久磁石のＳ極４が形成する磁界をＮセンサ５が検出し、Ｎ極３が形成する磁界を−センサ８が検出する。残りのＰセンサ７、Ｒセンサ６、Ｄセンサ９は、Ｓ極４・Ｎ極３が形成する磁界の何れの影響も受けない。従って、シフトレバーが＋ポジション（Ｎポジションと共用）にある場合、Ｎセンサ５はＬレベルの信号、−センサ８はＨレベルの信号、Ｐセンサ７・Ｒセンサ６・Ｄセンサ９は各々Ｍレベルの信号を出力する。セレクト確認スイッチ１１はＬレベルの信号を出力する。
【００２３】
このように、本発明のシフトポジション検出装置では、全てのセンサ（Ｐセンサ７、Ｒセンサ６、Ｎセンサ５、Ｄセンサ９、−センサ８）をアナログデータ検出センサとして、これらの全てのセンサが検出したアナログデータを各々Ｌ・Ｈ・Ｍレベルの各信号として出力し、これらの出力信号に基づいてシフトポジションを検出することにより、少ないセンサ数でフェールセーフ機能を維持することが可能となる。例えば、図１に示すようにＯＮ／ＯＦＦのデジタル信号のＯＮ出力を検出してポジション位置の判断を行う際に、５ポジション検出にフェールセーフ機能を組み込んだ場合、７個のセンサが必要であったのに対し、本発明によれば５個のセンサで同様の５ポジション検出をフェールセーフ機能を実現することができる。
【００２４】
図９に、本発明のフェールセーフ機能を実現するポジション検出回路のシステムブロック図を示している。ポジション検出回路は、各センサのうちの１個に異常が生じた場合には残りのセンサの出力に基づいてシフトポジションを検出して暫定運転を可能とする機能を有する。また、各センサのうちの２個以上に異常が生じた場合には運転不可能とする機能を有する。このようにして、より安全性の向上したフェールセーフ機能を実現している。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のシフトポジション検出マトリクスである。
【図２】本発明装置の概略構成図である。
【図３】図２のＡ側面図である。
【図４】シフトパターンの一例を示す説明図である。
【図５】Ｓ極及びＮ極が形成する磁界により誘起される電圧出力レベルの説明図である。
【図６】本発明のシフトポジション検出マトリクスである。
【図７】シフトレバーがＰポジションにある場合のポジション検出説明図である。
【図８】シフトレバーが＋ポジションにある場合のポジション検出説明図である。
【図９】本発明のポジション検出回路のシステムブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、２  ギヤ
３、４  永久磁石
５〜９  センサ
１０  センサ基板
１１  セレクト確認スイッチ
１２  回転体
【図１】
2010120394.tif 000003
【図２】
2010120394.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010120394.tif 000006
【図５】
2010120394.tif 000007
【図６】
2010120394.tif 000008
【図９】
2010120394.tif 000009
【図７】
2010120394.tif 000010
【図８】
2010120394.tif 000011