(57)【要約】【課題】小型化及び低コスト化を妨げることなく外乱磁界に対する柔軟な対応を可能にした磁気式位置検出装置を提供すること。【解決手段】磁気式位置検出装置は、磁界を発生させる磁石４と、磁界の向きを検出可能な磁気センサ６とを備える。そして、シフトレバー２の自動或いは手動の操作に伴って磁石４及び磁気センサ６が相対的に変位するとともに、磁気センサ６から送出された電気信号の評価を通じてシフトレバー２の操作位置をシフトＥＣＵ７によって特定する。磁石４に由来する磁界の強さを基準値として記憶するメモリ８を備え、シフトＥＣＵ７は、外乱磁界発生時のように磁界の強さが基準値でないとき、磁界の向きが変化してもフェールセーフとして、シフトレバー２の操作位置を判定しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を発生させる磁石と、磁界の向きを検出可能な磁気センサとを備え、操作部材の自動或いは手動の操作に伴って前記磁石及び前記磁気センサが相対的に変位するとともに、前記磁気センサから送出された電気信号の評価を通じて前記操作部材の操作位置を制御手段によって特定する磁気式位置検出装置において、
前記磁石に由来する磁界の強さを基準値として記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、磁界の強さが前記基準値でないとき、フェールセーフを実行する
ことを特徴とする磁気式位置検出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記フェールセーフとして、前記操作部材の操作位置の判定をしない
請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
【請求項３】
前記磁石として、前記操作部材の操作に連動する玉軸の中心に平行磁界を発生させるために対向に配置された２つの磁石を備え、その対向に配置された前記２つの磁石の間に前記磁気センサを備える
請求項１又は２に記載の磁気式位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部材の自動或いは手動の操作に伴う磁界の向きの変化を検出して操作部材の操作位置を検出する磁気式位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、磁気式位置検出装置の一例である角度測定装置が開示されている。この角度測定装置は、自動車に用いられるシフト装置に設けられ、変速機の作動状態を切り替えるために操作されるセレクトレバーの操作角度を検出するべく、車体に固定されたジョイントボールに永久磁石が設けられ、そのジョイントボールの形状に合致する球面状の切欠きを有するハウジングに磁気センサが設けられている。
【０００３】
そして、ハウジングに取り付けられたセレクトレバーが、その先端部に固定されたシフトノブを通じて操作されると、ハウジングがジョイントボールを中心にして旋回することに伴い、永久磁石に対し磁気センサが変位する。このときの磁界の向きの変化が磁気センサによって検出され、その磁気センサから送出された電気信号の評価を通じて、セレクトレバーの操作角度が制御装置によって一義的に特定される。その結果、制御装置による制御のもと、変速機がセレクトレバーの操作角度に応じて規定のシフト状態へ作動させられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５２０４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両に限らず、磁気式位置検出装置を用途に応じて様々な機器に搭載することが想定されるが、機器の都合もあり、必ずしも外乱磁界を避けられるとは限らない。仮に、金属体を用いた磁気シールドを使用すれば、外乱磁界の影響を抑制できることになるが、その反面、部品点数が増えて小型化できない、或いはコストが高騰する懸念がある。
【０００６】
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、小型化及び低コスト化を妨げることなく外乱磁界に対する柔軟な対応を可能にした磁気式位置検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する磁気式位置検出装置は、磁界を発生させる磁石と、磁界の向きを検出可能な磁気センサとを備え、操作部材の自動或いは手動の操作に伴って前記磁石及び前記磁気センサが相対的に変位するとともに、前記磁気センサから送出された電気信号の評価を通じて前記操作部材の操作位置を制御手段によって特定する磁気式位置検出装置において、前記磁石に由来する磁界の強さを基準値として記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、磁界の強さが前記基準値でないとき、フェールセーフを実行する。
【０００８】
この構成によれば、内蔵された磁石に由来する磁界の強さを基準値として記憶しておくことで、磁界の強さが基準値でない場合には、外乱磁界の影響を受けていると判断できることになる。この場合、外乱磁界の影響を受けていない場合との差別化を図りつつ、フェールセーフを実行することで、外乱磁界による誤検出の防止が可能になる等、外乱磁界に柔軟に対応できる。尚、外乱磁界の影響を抑制するための工夫を凝らす代わりに、外乱磁界を避けられないものとしてそれに対応するための工夫を凝らした本構成によれば、磁気シールドが不要となり、その分、小型化及び低コスト化が可能になる。
【０００９】
上記磁気式位置検出装置について、前記制御手段は、前記フェールセーフとして、前記操作部材の操作位置の判定をしないこととしてもよい。
この構成によれば、外乱磁界発生時には、磁界の向きが変化しても操作部材の操作位置の判定をしないフェールセーフを実行することで、外乱磁界による誤検出を防止できる。
【００１０】
上記磁気式位置検出装置について、前記磁石として、前記操作部材の操作に連動する玉軸の中心に平行磁界を発生させるために対向に配置された２つの磁石を備え、その対向に配置された前記２つの磁石の間に前記磁気センサを備えることとしてもよい。
【００１１】
いわゆるバイワイヤ方式のシフト装置には超小型化のニーズがあり、しかも、シフトレバーの操作角が大きくても１０°と非常に小さく、その操作量を精度高く検出することが要求される。この要求を満たすためには、遊び等から発生するガタとシフトレバーの操作とを正確に識別できるような工夫が必要となる。この点、本構成によれば、玉軸の中心に平行磁界が確保されるため、玉軸にガタが発生しても影響を受けず、いわゆるロバスト性が高くなる。したがって、検出精度を向上できる。よって、バイワイヤ方式による超小型シフト装置に適用する場合に有利となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、小型化及び低コスト化を妨げることなく外乱磁界に柔軟に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】磁気式位置検出装置の原理図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、磁気式位置検出装置の一実施の形態について説明する。本例の磁気式位置検出装置は、ジョイスティック型の超小型シフト装置に適用される。
図１に示すように、シフト装置１は、操作部材であるシフトレバー２と、シフトレバー２の操作に連動する玉軸３とを備え、玉軸３がその形状に合致する球面状の切欠を有するハウジング（図示略）によって該玉軸３の中心を回転中心としてシフトレバー２と一体で旋回可能に支持されている。尚、ハウジングには、シフトレバー２を案内するシフトゲートが形成され、シフトレバー２は、そのシフトゲートに沿って最大で約１０°だけ傾ける操作が可能となっている。
【００１５】
玉軸３には、その中心を挟んで対向に配置された２つの磁石４がインサートされている。尚、磁石４をインサートする工法に代えて、磁石４を玉軸３に固定或いは挿入して後付けする工法を採用してもよい。対向する２つの磁石４によって玉軸３の中心付近には平行磁界が得られる。
【００１６】
玉軸３には、その表面の一部に形成された開口から該玉軸３の内部に向かって所要の広さを持つ空間が設定され、その空間内に基板５が玉軸３とは常に非接触の状態で挿入されている。尚、基板５はハウジングに固定されている。
【００１７】
基板５の上面には、磁気センサ６が実装されている。磁気センサ６は、対向する２つの磁石４の間の中央位置に設けられている。磁気センサ６は、対向する２つの磁石４による平行磁界の範囲内に設けられていることになる。本例の磁気センサ６は、磁界の向きを検出可能で、且つ、磁界の強さを検出可能なホールＩＣである。磁気センサ６には、制御手段であるシフトＥＣＵ７が電気的に接続されている。
【００１８】
そして、シフトレバー２の操作に連動して玉軸３が旋回すると、磁気センサ６に対し対向する２つの磁石４が変位する。これにより、磁気センサ６を通過する磁界の向きが変化する。磁気センサ６から送出された電気信号の評価を通じてシフトレバー２の操作位置がシフトＥＣＵ７によって一義的に特定される。
【００１９】
シフトＥＣＵ７は、記憶手段であるメモリ８を備えている。メモリ８には、対向する２つの磁石４に由来する磁界の強さが基準値として記憶されている。基準値となる磁界の強さは、外乱磁界の影響を受けていない通常時の磁界の強さであって、そうした環境下において磁気センサ６から送出される電気信号の評価を通じてシフトＥＣＵ７により基準値が設定される。
【００２０】
また、シフトＥＣＵ７は、基準値を設定する時以外にも、磁気センサ６を通じて磁界の強さを監視しつつ、磁界の強さを基準値と比較する。そして、磁界の強さが基準値である場合、つまり外乱磁界の影響を受けていない通常時には、磁界の向きの変化に応じてシフトレバー２の操作位置を判定する。一方、磁界の強さが基準値でない場合、つまり外乱磁界発生時には、磁界の向きが変化してもフェールセーフとして、シフトレバー２の操作位置を判定しない。
【００２１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）内蔵された磁石４に由来する磁界の強さを基準値として記憶しておくことで、磁界の強さが基準値でない場合には、外乱磁界の影響を受けていると判断できることになる。この場合、外乱磁界の影響を受けていない場合との差別化を図りつつ、フェールセーフを実行することで、外乱磁界に柔軟に対応できる。
【００２２】
（２）金属体を用いた磁気シールドを使用する等のように外乱磁界の影響を抑制するための工夫を凝らす代わりに、外乱磁界を避けられないものとしてそれに対応するための工夫を凝らしたため、磁気シールドが不要となり、その分、小型化及び低コスト化が可能になる。
【００２３】
（３）上記（１）及び（２）により、小型化及び低コスト化を妨げることなく外乱磁界に柔軟に対応できる。
（４）外乱磁界発生時には、磁界の向きが変化してもシフトレバー２の操作位置の判定をしないフェールセーフを実行することで、外乱磁界による誤検出を防止できる。
【００２４】
（５）いわゆるバイワイヤ方式のシフト装置には超小型化のニーズがあり、しかも、シフトレバーの操作角が大きくても１０°と非常に小さく、その操作量を精度高く検出することが要求される。この要求を満たすためには、遊び等から発生するガタとシフトレバーの操作とを正確に識別できるような工夫が必要となる。この点、本構成によれば、玉軸３の中心に平行磁界が確保されるため、玉軸３にガタが発生しても影響を受けず、いわゆるロバスト性が高くなる。したがって、検出精度を向上できる。よって、バイワイヤ方式による超小型シフト装置に適用する場合に有利となる。
【００２５】
（６）磁界の向きと強さを共に検出可能なホールＩＣを磁気センサ６として採用することで、２種類の磁気センサを備える必要がないため、装置全体をコンパクトにできる。
（７）玉軸３の中心付近に平行磁界を得ることで、その場所を外乱磁界の影響を受けにくい場所とすることができる。
【００２６】
（８）玉軸３内の奥まった所に磁気センサ６を搭載することで、外乱磁界の影響を抑制できる。
尚、上記実施の形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
【００２７】
・メモリ８に記憶する基準値を一の値としてもよい。この構成によれば、磁界の強さが一の値による基準値である場合に限り、シフトレバー２の操作位置を判定し、それ以外の場合にはフェールセーフを実行することになる。つまり、少しでも外乱磁界の影響を受けていればフェールセーフが実行されるため、外乱磁界による誤検出をより確実に防止できる。
【００２８】
・メモリ８に記憶する基準値に幅を持たせてもよい。この構成によれば、外乱磁界が発生している場合でも、その影響を上記（７）や（８）等による構造的な工夫により、ある程度相殺できたときには、磁界の強さが基準値の幅の範囲内に収まるため、シフトレバー２の操作位置を判定し、それ以外のときにはフェールセーフを実行することになる。つまり、外乱磁界の影響を構造的な工夫を伴っても相殺しきれなかった場合に限り、フェールセーフが実行されるため、必要以上のフェールセーフを回避できる。尚、要求される仕様に応じて基準値の幅の広さを任意に設定してもよい。
【００２９】
また、磁界の強さを基準値と比較するに際し、磁界の強さが基準値の範囲の上限を超えた場合に限りフェールセーフを実行してもよいし、磁界の強さが基準値の範囲の下限を下回った場合に限りフェールセーフを実行してもよい。或いは、磁界の強さが基準値の範囲の上限を超えた場合又は磁界の強さが基準値の範囲の下限を下回った場合にフェールセーフを実行してもよい。
【００３０】
・定期的に或いはユーザ操作を契機に、メモリ８に記憶する基準値を更新してもよい。この構成によれば、経年変化により磁石４に由来する磁界の強さが変動しても、それに追従できる。
【００３１】
・磁界の向きを検出可能な第１の磁気センサとは別に、磁界の強さを検出可能な第２の磁気センサを備えてもよい。そして、第１の磁気センサを基板５の上面に実装するとともに、第２の磁気センサを基板５の下面に実装する等、対向する２つの磁石４による平行磁界の範囲内に双方の磁気センサを配置してもよい。この構成によれば、上記（５）の効果を奏する他、外乱磁界の影響を受けにくい平行磁界の範囲内における磁界の強さを測定できるようになる。したがって、基準値の設定を的確に行える他、その基準値との比較を通じて外乱磁界の有無を正確に判定できる。
【００３２】
・２つの磁石４を対向に配置することで平行磁界を得る構成に限らず、平行磁界を前提とせず、内蔵された磁石に由来する磁界の向きの変化を検出してシフトレバー２の操作位置を判定する構成に本発明を広く適用してもよい。
【００３３】
・シフトレバー２は、操作解除に伴い原点位置に自動復帰するモーメンタリ式或いは新たに操作されるまで操作位置を保持するステーショナリ式のいずれであってもよい。
・シフトレバー２の操作に伴う磁石４及び磁気センサ６の相対的な変位の態様は、上記実施の形態による磁石４が可動で磁気センサ６が固定の態様に限定されず、磁気センサ６が可動で磁石４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。
【００３４】
・シフト装置１の他、ゲーム機或いは各種操作装置に本発明の磁気式位置検出装置を適用してもよい。尚、シフトレバー２のように手動で操作される操作部材の操作位置を検出する磁気式位置検出装置に限らず、電動ミラーのように自動で操作される操作部材の操作位置を検出する磁気式位置検出装置に本発明を適用してもよい。例えば、車両のミラーの傾きの検出等の位置検出に本発明の磁気式位置検出装置を適用できることになる。
【００３５】
次に、上記実施の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）磁気式位置検出装置において、前記磁気センサは、磁界の向きを検出可能で、且つ、磁界の強さを検出可能なホールＩＣであること。
【００３６】
この構成によれば、磁界の向きと強さを共に検出可能なホールＩＣを磁気センサとして採用することで、２種類の磁気センサを備える必要がないため、装置全体をコンパクトにできる。
【００３７】
（ロ）磁気式位置検出装置において、磁界の向きを検出可能な前記磁気センサである第１の磁気センサとは別に、磁界の強さを検出可能な第２の磁気センサを備え、前記平行磁界の範囲内に前記第２の磁気センサを配置したこと。
【００３８】
この構成によれば、外乱磁界の影響を受けにくい平行磁界の範囲内における磁界の強さを測定できるようになる。したがって、基準値の設定を的確に行える他、その基準値との比較を通じて外乱磁界の有無を正確に判定できる。
【符号の説明】
【００３９】
１…シフト装置（磁気式位置検出装置を適用）、２…シフトレバー（操作部材）、３…玉軸、４…磁石、５…基板、６…磁気センサ、７…シフトＥＣＵ（制御手段）、８…メモリ（記憶手段）。
【図１】
2018189512.tif 000003