(57)【要約】【課題】高精度のセンサを用いることなく複数のシフト位置を検出することを目的とする。【解決手段】複数のシフト位置が各々設けられると共に各々接続された複数のセレクト列Ａ１８ａ、セレクト列Ｂ１８ｂに沿って移動されるシフトレバー１２と、磁束の方向を検出する磁束方向検出素子２２と、セレクト列Ａ１８ａ、セレクト列Ｂ１８ｂに対応させた複数の方向へ磁束を発生すると共に、シフトレバー１２が移動されるセレクト列毎に異なる方向の発生磁束を磁束方向検出素子２２が検出するように配置し、かつシフト位置毎に磁束方向検出素子２２が検出する磁束の方向が各々異なるように配置された玉軸部２０と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシフト位置が各々設けられると共に各々接続された複数のセレクト列に沿って移動されるシフトレバーと、
磁束の方向を検出する検出部と、
前記セレクト列に対応させた複数の方向へ磁束を発生すると共に、前記シフトレバーが移動される前記セレクト列毎に異なる方向の発生磁束を前記検出部が検出するように配置し、かつ前記シフト位置毎に前記検出部が検出する磁束の方向が各々異なるように配置された磁束発生部と、
を含むシフト装置。
【請求項２】
前記検出部の検出結果に基づいて、前記シフト位置を特定して特定結果を出力する出力部を更に含む請求項１に記載のシフト装置。
【請求項３】
前記磁束発生部は、前記複数の方向に磁束を発生するように複数の磁石が埋め込まれた、シフトレバーを軸支する玉軸部である請求項１又は請求項２に記載のシフト装置。
【請求項４】
前記磁束発生部は、前記複数の方向に磁束を発生するように着磁された、シフトレバーを軸支する玉軸部である請求項１又は請求項２に記載のシフト装置。
【請求項５】
前記複数のセレクト列を車両前後方向に沿った列とし、各シフト位置を車両の左右方向に反転することで、右ハンドル用と左ハンドル用とに変更可能とされた請求項１〜４の何れか１項に記載のシフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト位置を選択するシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のシフト装置では、シフトレバーの下端に設けた磁性体と、磁性体の下方に設け、磁性体との間で磁界を形成するマグネットと、磁性体とマグネットの間に磁束の方向の変化を検出するＭＲＥ素子と、を設けることが提案されている。特許文献１では、シフトレバーが操作されることにより、マグネットから磁性体に向かう磁界が変化するので、磁界（磁束密度）の変化をＭＲＥ素子が検出することでシフト位置を検出している。
【０００３】
また、特許文献２に記載のシフト装置では、ジョイントボールを備えた保持装置と、保持装置のジョイントボールを支持するジョイントを介して旋回可能に支承されたセレクトレバーと、１つの信号発信器と２つのセンサとを有する角度測定装置と、を備えている。また、特許文献２では、角度測定装置がジョイント内に配置され、自動変速機に接続された制御装置に電気的に接続されている。
【０００４】
さらに、特許文献３に記載のシフト装置では、走行レンジ選択レバーに配設された１つの磁石と、該磁石から離間して配設された３軸式ホールセンサとを備えている。特許文献３では、３軸式ホールセンサが、３次元内の３軸式ホールセンサに対する磁石の相対位置を検知することにより、シフト位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３７８７０号公報
【特許文献２】特開２００８−５２０４８４号公報
【特許文献３】特開２０１２−５２２６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の技術では、単一の磁界の中で複数のシフト位置を検出するため、シフトレバー操作に伴うセンサ出力の変化が小さく、高精度のセンサが必要となるので、改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、高精度のセンサを用いることなく複数のシフト位置を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、複数のシフト位置が各々設けられると共に各々接続された複数のセレクト列に沿って移動されるシフトレバーと、磁束の方向を検出する検出部と、前記セレクト列に対応させた複数の方向へ磁束を発生すると共に、前記シフトレバーが移動される前記セレクト列毎に異なる方向の発生磁束を前記検出部が検出するように配置し、かつ前記シフト位置毎に前記検出部が検出する磁束の方向が各々異なるように配置された磁束発生部と、を含む。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、複数のセレクト列には、各々複数のシフト位置が設けられており、各々のセレクト列が接続され、セレクト列に沿ってシフトレバーが移動される。
【００１０】
そして、検出部は、磁束の方向を検出し、磁束発生部は、セレクト列に対応させた複数の方向へ磁束を発生する。そして、磁束発生部は、シフトレバーが移動されるセレクト列毎に異なる方向の発生磁束を検出部が検出するように配置し、かつシフト位置毎に検出部が検出する磁束の方向が各々異なるように配置されている。
【００１１】
このように構成することで、磁束方向を検出する際の分解能（各シフト位置における磁束方向の検出角度範囲）を大きくとることができるので、高精度のセンサを用いることなく複数のシフト位置を検出することが可能となる。
【００１２】
なお、検出部の検出結果に基づいて、前記シフト位置を特定して特定結果を出力する出力部を更に含むようにしてもよい。これにより変速機のギアの選択や、シフト位置の報知等が可能となる。
【００１３】
また、磁束発生部は、複数の方向に磁束を発生するように複数の磁石が埋め込まれた、シフトレバーを軸支する玉軸部を適用するようにしてもよい。或いは、複数の方向に磁束を発生するように着磁された、シフトレバーを軸支する玉軸部を適用するようにしてもよい。
【００１４】
また、複数のセレクト列を車両前後方向に沿った列とし、各シフト位置を車両の左右方向に反転することで、右ハンドル用と左ハンドル用とに変更可能としてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、高精度のセンサを用いることなく複数のシフト位置を検出することが可能となる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るシフト装置の外観図である。
【図２】（Ａ）は本実施形態に係るシフト装置のシフトレバーが移動する溝を示す図であり、（Ｂ）は本実施形態に係るシフト装置の要部の構成を示す側面図である。
【図３】（Ａ）は玉軸部内に磁石を設けた例を示す図であり、（Ｂ）は玉軸部を着磁した例を示す図である。
【図４】磁束方向検出素子が検出するシフト位置毎の磁束の方向を示す図である。
【図５】本実施形態に係るシフト装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】セレクト列Ａの各シフト位置で玉軸部から発生される磁束の方向を示す図であり、（Ａ）は「Ｈ」位置での磁束の方向を示し、（Ｂ）は「Ｂ」位置での磁束の方向を示す。
【図７】セレクト列Ｂの各シフト位置で玉軸部から発生される磁束の方向を示す図であり、（Ａ）は「Ｒ」位置での磁束の方向を示し、（Ｂ）は「Ｎ」位置での磁束の方向を示し、（Ｃ）は「Ｄ」位置での磁束の方向を示す。
【図８】本実施形態に係るシフト装置のコントローラで行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】左ハンドル用のシフト装置の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシフト装置の外観図である。また、図２（Ａ）は、本実施形態に係るシフト装置のシフトレバーが移動する溝を示す図であり、図２（Ｂ）は、本実施形態に係るシフト装置の要部の構成を示す側面図である。なお、図面では、シフト装置１０の前方をＦＲで示し、シフト装置１０の右方をＲＨで示し、シフト装置の上方をＵＰで示す。また、本実施形態に係るシフト装置１０は右ハンドル用として説明する。
【００１８】
本実施形態に係るシフト装置１０は、車両（自動車）に適用され、シフト装置１０によって変速機のギアの選択を行う。シフト装置１０は、前方、右方及び上方を、それぞれ車両前方、車両右方及び車両上方へ向けて配置されているものとして説明する。なお、シフト装置１０は、車室内のフロアに配置するようにしてもよいし、インストルメントパネルやステアリングコラム等に配置するようにしてもよい。
【００１９】
図１に示すように、シフト装置１０は、シフトレバー１２にシフトノブ１４が取り付けられている。乗員がシフトノブ１４を操作してシフトレバー１２を移動させることで、変速機のギアを選択することができる。
【００２０】
シフト装置１０は、カバー１６を備えている。カバー１６には、溝１８が形成されており、シフトレバー１２が、カバー１６に形成された溝１８に沿って移動可能とされている。
【００２１】
溝１８は、図２（Ａ）に示すように、前後方向に沿った２列のセレクト列Ａ１８ａ、セレクト列Ｂ１８ｂが形成されている。一方のセレクト列Ａ１８ａは、他方のセレクト列Ｂ１８ｂより短い長さとされ、他方のセレクト列Ｂ１８ｂの中央付近と一方のセレクト列Ａ１８ａの端部とが溝１８ｃによって接続されている。
【００２２】
本実施形態では、図２（Ａ）に示すように、一方のセレクト列Ａ１８ａの前方の端部が「Ｈ」位置、後方の端部が「Ｂ」位置とされ、他方のセレクト列Ｂ１８ｂの前方の端部が「Ｒ」位置、後方の端部が「Ｄ」位置、中央部が「Ｎ」位置とされている。すなわち、本実施形態では、「Ｈ」位置、「Ｂ」位置、「Ｒ」位置、「Ｄ」位置、及び「Ｎ」位置の各シフト位置にシフトレバー１２が移動可能とされる。
【００２３】
なお、溝１８の形状や、シフト位置は、上記に限るものではなく、例えば、階段状に溝が形成された所謂ゲートシフトを適用するようにしてもよいし、他の形状のものを適用するようにしてもよい。
【００２４】
シフトレバー１２は、図２（Ｂ）に示すように、磁束発生部としての玉軸部２０を備えている。玉軸部２０は、球形状とされ、図示しない保持部によって保持される。すなわち、玉軸部２０を中心としてシフトレバー１２が旋回することにより、カバー１６の溝１８に沿ってシフトレバー１２がガイドされるようになっている。なお、図示しない保持部は、車体側に設けてもよいし、シフト装置１０の筐体に設けるようにしてもよい。或いは、本実施形態とは反対に、保持部をシフトレバー１２側に設けて玉軸部２０を車体またはシフト装置１０の筐体側に設けるようにしてもよい。
【００２５】
また、シフト装置１０は、車体又はシフト装置１０の筐体における玉軸部２０に対向する位置に検出部としての磁束方向検出素子２２が設けられている。磁束方向検出素子２２は、例えば、ＭＲ−ＩＣや、磁気抵抗素子、ホール素子等を用いることができる。なお、上述のように、玉軸部２０を車体またはシフト装置１０の筐体側に設ける場合には、磁束方向検出素子２２はシフトレバー１２側に設ける。磁束方向検出素子２２への配線を考えると、移動するシフトレバー１２側ではなく、車体又はシフト装置１０の筐体側に磁束方向検出素子２２を設ける方が好ましい。
【００２６】
また、本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、玉軸部２０が、異なる複数方向（本実施形態では２方向）に磁束を発生し、玉軸部２０から発生される磁束を磁束方向検出素子２２が検出するようになっている。本実施形態では、玉軸部２０が、セレクト列に対応させた複数の方向へ磁束を発生する。また、玉軸部２０が、シフトレバーが移動されるセレクト列毎に異なる方向の発生磁束を磁束方向検出素子２２が検出するように配置し、かつシフト位置毎に磁束方向検出素子２２が検出する磁束の方向が各々異なるように配置されている。
【００２７】
具体的には、図２（Ｂ）に示すように、本実施形態の玉軸部２０が、第１磁束方向及び第２磁束方向の各々へ磁束を発生し、磁束方向検出素子２２が、シフトレバー１２の位置に応じて各々の方向の磁束を検出可能な位置に配置されている。本実施形態では、シフトレバー１２の位置がセレクト列Ａ１８ａの場合に第１磁束方向の磁束を磁束方向検出素子２２が検出し、セレクト列Ｂ１８ｂの場合に第２磁束方向の磁束を磁束方向検出素子２２が検出する位置関係とされている。さらに、各シフト位置にシフトレバー１２が移動された場合に、各々異なる方向の磁束を磁束方向検出素子２２が検出する位置関係とされている。
【００２８】
複数方向への磁束の発生方法としては、例えば、図３（Ａ）に示すように、玉軸部２０内に、複数の磁石（本実施形態では２つの磁石２４ａ、２４ｂ）を設けるようにしてもよいし、図３（Ｂ）に示すように、玉軸部２０を着磁するようにしてもよい。
【００２９】
このように構成することにより、本実施形態に係るシフト装置１０は、図４に示すように、磁束方向検出素子２２が検出する磁束がシフト位置毎に異なる方向の磁束を検出する。換言すれば、玉軸部２０と磁束方向検出素子２２の位置関係は、複数のシフト位置の各々のシフト位置毎に各々異なる方向に磁束を発生する位置関係になっている。
【００３０】
本実施形態では、磁束方向検出素子２２が検出する磁束方向が、「Ｄ」位置、「Ｎ」位置、「Ｒ」位置、「Ｈ」位置、「Ｂ」位置の順に角度（磁束方向検出素子２２の法線に対する角度）が大きくなっている。なお、各磁束方向は、磁束方向検出素子２２の法線に対する角度が、「Ｄ」位置の場合はａ度、「Ｎ」位置の場合はｂ度、「Ｒ」位置の場合はｃ度、「Ｈ」位置の場合はｄ度、「Ｂ」位置の場合はｅ度に設定されているものとする。
【００３１】
続いて、本実施形態に係るシフト装置１０の制御系の構成について説明する。図５は、本実施形態に係るシフト装置１０の制御系の構成を示すブロック図である。
【００３２】
シフト装置１０は、図５に示すように、コントローラ３０を備えている。コントローラ３０には、上述の磁束方向検出素子２２が接続されていると共に、変速機３２及びシフトインジケータ３４が接続されている。
【００３３】
コントローラ３０は、磁束方向検出素子２２の検出結果に基づいて、シフト位置を判定し、判定結果を変速機３２及びシフトインジケータ３４に出力する。例えば、コントローラ３０は、磁束方向検出素子２２の法線に対する磁束の方向の角度と、シフト位置とを定めた対応関係を予め記憶する。これにより、磁束方向検出素子２２によって検出された磁束の方向（角度）からシフト位置を判定することができる。
【００３４】
変速機３２は、コントローラ３０によって判定されたシフト位置に対応するギアを選択するためのアクチュエータ等を含み、コントローラ３０から出力された判定結果に対応するギアを選択するようにアクチュエータ等を駆動する。
【００３５】
シフトインジケータ３４は、コントローラ３０によって判定されたシフト位置に対応する表示を行う。例えば、「Ｄ」、「Ｎ」、「Ｒ」、「Ｈ」、「Ｂ」等の記号等を表示する。なお、シフトインジケータ３４は、ランプ等によってシフト位置を報知するものでもよいし、液晶等によってシフト位置を表す記号を表示するようにしてもよい。
【００３６】
次に上述のように構成された本実施形態に係るシフト装置１０の動作について説明する。図６は、セレクト列Ａ１８ａの各シフト位置で玉軸部２０から発生される磁束の方向を示す図であり、図６（Ａ）は「Ｈ」位置での磁束の方向を示し、図６（Ｂ）は「Ｂ」位置での磁束の方向を示す。また、図７は、セレクト列Ｂ１８ｂの各シフト位置で玉軸部２０から発生される磁束の方向を示す図であり、図７（Ａ）は「Ｒ」位置での磁束の方向を示し、図７（Ｂ）は「Ｎ」位置での磁束の方向を示し、図７（Ｃ）は「Ｄ」位置での磁束の方向を示す。
【００３７】
シフト装置１０のシフトレバー１２がホームポジションとされた「Ｈ」位置に存在する場合には、図６（Ａ）示すように、磁束方向検出素子２２が第１磁束方向の磁束を検出する。この時、磁束方向検出素子２２によって磁束の方向として角度ｄ度が検出される。
【００３８】
乗員によってシフトノブ１４が操作されてシフトレバー１２が「Ｈ」位置から後方の「Ｂ」位置に移動されると、図６（Ｂ）に示すように、磁束方向検出素子２２が第１磁束方向の磁束を検出する。この時、磁束方向検出素子２２によって磁束の方向として角度ｅ度が検出される。
【００３９】
また、「Ｈ」位置から乗員によってシフトノブ１４が操作されてシフトレバー１２が溝１８に沿って「Ｎ」位置へ移動された場合には、図７（Ｂ）に示すように、磁束方向検出素子２２が第２磁束方向の磁束を検出する。この時、磁束方向検出素子２２によって磁束の方向として角度ｂ度が検出される。
【００４０】
また、乗員によってシフトノブ１４が操作されてシフトレバー１２がセレクト列Ｂ１８ｂの前方側へ移動された場合には、図７（Ａ）に示すように、磁束方向検出素子２２が第２磁束方向の磁束を検出する。この時、磁束方向検出素子２２によって磁束の方向として角度ｃ度が検出される。
【００４１】
そして、乗員によってシフトノブ１４が操作されてシフトレバー１２がセレクト列Ｂ１８ｂの後方側へ移動された場合には、図７（Ｃ）に示すように、磁束方向検出素子２２が第２磁束方向の磁束を検出する。この時、磁束方向検出素子２２によって磁束の方向として角度ａ度が検出される。
【００４２】
このように、シフト位置毎に異なる磁束の方向を磁束方向検出素子２２が検出するので、コントローラ３０が磁束方向検出素子２２の検出結果に基づいて、シフト位置を判定することができる。また、玉軸部２０がセレクト列に対応させた複数の方向へ磁束を発生することで、単一の磁束でシフト位置を判定する場合よりも磁束方向の検出分解能（各シフト位置毎の磁束方向の角度範囲）を大きくとることができる。これにより、高精度のセンサを用いることなく各シフト位置を検出することができる。
【００４３】
続いて、コントローラ３０で行われる具体的な処理について説明する。図８は、本実施形態に係るシフト装置１０のコントローラ３０で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図８の処理は、車両の図示しないイグニッションスイッチがオンまたはアクセサリオンにされた場合に開始するものとする。
【００４４】
ステップ１００では、磁束方向検出素子２２の検出結果をコントローラ３０が取得してステップ１０２へ移行する。
【００４５】
ステップ１０２では、磁束方向検出素子２２によって検出された磁束の方向の角度がａ度であるか否かをコントローラ３０が判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１０４へ移行し、否定された場合にはステップ１０６へ移行する。
【００４６】
ステップ１０４では、コントローラ３０が、シフト位置を「Ｄ」位置と判定し、判定結果を変速機３２及びシフトインジケータ３４に出力してステップ１００に戻って上述の処理を繰り返す。
【００４７】
ステップ１０６では、磁束方向検出素子２２によって検出された磁束の方向の角度がｂ度であるか否かをコントローラ３０が判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１０８へ移行し、否定された場合にはステップ１１０へ移行する。
【００４８】
ステップ１０８では、コントローラ３０が、シフト位置を「Ｎ」位置と判定し、判定結果を変速機３２及びシフトインジケータ３４に出力してステップ１００に戻って上述の処理を繰り返す。
【００４９】
ステップ１１０では、磁束方向検出素子２２によって検出された磁束の方向の角度がｃ度であるか否かをコントローラ３０が判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１１２へ移行し、否定された場合にはステップ１１４へ移行する。
【００５０】
ステップ１１２では、コントローラ３０が、シフト位置を「Ｒ」位置と判定し、判定結果を変速機３２及びシフトインジケータ３４に出力してステップ１００に戻って上述の処理を繰り返す。
【００５１】
ステップ１１４では、磁束方向検出素子２２によって検出された磁束の方向の角度がｄ度であるか否かをコントローラ３０が判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１１６へ移行し、否定された場合にはステップ１１８へ移行する。
【００５２】
ステップ１１６では、コントローラ３０が、シフト位置を「Ｈ」位置と判定し、判定結果を変速機３２及びシフトインジケータ３４に出力してステップ１００に戻って上述の処理を繰り返す。
【００５３】
ステップ１１８では、磁束方向検出素子２２によって検出された磁束の方向の角度がｅ度であるか否かをコントローラ３０が判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１２０へ移行し、否定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理を繰り返す。
【００５４】
このようにコントローラ３０が処理を行うことで、磁束方向検出素子２２の検出結果からシフト位置を判定することができる。また、シフト位置を判定する際には、上述したように、玉軸部２０がセレクト列に対応させた複数の方向へ磁束を発生することで、シフト位置毎の磁束方向の検出分解能を大きくとることができる。これにより、高精度のセンサを用いることなく各シフト位置を検出することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、セレクト列に対応させた複数の方向に磁束を発生する玉軸部２０、及び磁束方向検出素子２２により、複数のシフト位置を検出することができるので、センサ数が増加することなく、安価なシフト装置を提供することができる。
【００５６】
なお、上記の実施形態では、セレクト列Ａ１８ａ及びセレクト列Ｂ１８ｂの２列のセレクト列を備える例を説明したが、これに限るものではなく、３列以上のセレクト列を備えてもよい。
【００５７】
また、上記の実施形態では、左ハンドル用のシフト装置１０として説明したが、図９に示すように、カバー１６の溝１８の形状を車両の左右方向に反転して、シフト位置の判定ロジックを変更すれば、右ハンドル用としても使用することができる。
【００５８】
また、上記の実施形態では特に言及しなかったが、本実施形態に係るシフト装置は、エンジンで走行する車両や、モータ及びエンジンを備えたハイブリッド車両、電気自動車等の何れに適用してもよい。
【００５９】
また、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    シフト装置
１２    シフトレバー
１８    溝
１８ａ    セレクト列Ａ
１８ｂ    セレクト列Ｂ
２０    玉軸部
２２    磁束方向検出素子
２４ａ、２４ｂ    磁石
３０    コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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