JP4800800B2 - シフト操作位置検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、互いに交差するシフト方向およびセレクト方向の２方向に操作されるシフトレバーの操作位置を検出するシフト操作位置検出装置に関する。

近年、変速機の操作システムとして、センサによって検出されたシフトレバーの操作位置を電気信号としてアクチュエータに伝達し、その伝達された電気信号に応じてアクチュエータを作動させて変速機の接続状態の切り替えを行う、いわゆるシフト・バイ・ワイアの採用が進められている。こうしたシフト・バイ・ワイアによる変速機操作システムでは、シフトレバー−変速機間の機械的リンケージが不要なため、シフトレバーの設置場所の選択の自由度が高くなっている。

一方、近年には、車載自動変速機用のシフトレバーとして、車両前後方向（シフト方向）および車両左右方向（セレクト方向）に二次元的に操作されるタイプのものが採用されるようにもなっている。こうしたシフトレバーとしては、例えばセレクト方向の操作により、従来からの「Ｐ（パーキング）」、「リバース（Ｒ）」、「ニュートラル（Ｎ）」、「ドライブ（Ｄ）」といった通常の変速機操作モードと、シフトポジションのアップ／ダウンを直接指示するマニュアル的な変速機操作モードとの切り替えを行うものが実用されている。

さて、上記のようなシフト・バイ・ワイアによる変速機操作を採用する場合、シフトレバーの操作位置の検出が必要となる。一般的には、そうしたシフトレバー操作位置の検出は、各操作位置毎に設けられたマイクロ・スイッチのオン／オフ切り替えを通じて行われている。ところが、上記のようなシフト方向およびセレクト方向に二次元的に操作されるシフトレバーの場合には、シフトレバーの操作位置の数が多く、操作位置毎にスイッチを設置すれば、部品点数が増大して、シフトレバー装置の大型化を招いてしまう。

そこで従来、シフト方向およびセレクト方向のシフトレバーの操作位置を、より少ないセンサ（スイッチ）で検出するシフト操作位置検出装置が提案されている。例えば図９に例示する操作位置検出装置では、シフト方向のシフトレバー２の操作量を非接触式センサ１０１により検出し、セレクト方向のシフトレバー２の操作位置をマイクロスイッチを用いた接触式センサ１０２により検知するようにしている。

この検出装置を採用するシフトレバー装置のシフトレバー２の基端部は、支持基台となる箱状のハウジング１の内部において傾動可能に軸支されている。ハウジング１の上面には、略Ｈ字状の透孔からなるシフトゲート４の形成されたカバープレート３が取り付けられており、運転者の把持するノブ５の設けられたシフトレバー２の先端部は、このシフトゲート４を挿通して上方に突出されている。

上記非接触式センサ１０１および接触式センサ１０２は、こうしたシフトレバー２の基端部にそれぞれ設けられている。より詳しくは、非接触式センサ１０１は、シフトレバー２の基端部に固定されたホールＩＣと、それに対向配置されるとともにハウジング１の内部に固定されたマグネットとを備えて構成されている。こうした非接触式センサ１０１では、ホールＩＣの固定されたシフトレバー２がシフト方向に傾動されると、ホールＩＣとマグネットとの相対位置が変化して、ホールＩＣの周囲の磁界が変化する。そしてその磁界の変化に伴うホールＩＣの出力値の大きさの変化から、シフト方向のシフトレバー２の操作位置が検出されるようになっている。また接触式センサ１０２は、セレクト方向におけるシフトレバー２の操作位置毎に設けられたマイクロスイッチによって構成されており、そのオン／オフ切り替えによりセレクト方向のシフトレバー２の操作位置が検出されるようになっている。

また特許文献１には、４つのホールＩＣを用いてシフトレバーの操作位置を検出する装置が記載されている。この検出装置では、４つのホールＩＣの検出する磁界の強／弱の組合せパターンがシフトレバーの操作位置毎に異なるように、ホールＩＣおよびマグネットを配置することで、各ホールＩＣの出力の組合せパターンから操作位置を特定するようにしている。
特開２００４−１３８２３５号公報

これら従来のシフト操作位置検出装置では確かに、全操作位置にマイクロスイッチを設置する場合よりも少数のセンサ又はスイッチで、シフト方向およびセレクト方向のシフトレバー操作位置を検出することが可能である。しかしながら、操作位置の特定に複数の信号が必要となり、その特定に係る信号処理が複雑となってしまっている。

例えば図９に例示した検出装置では、シフト方向のシフトレバー操作位置はホールＩＣの出力値の大きさから、セレクト方向のシフトレバー操作位置はマイクロスイッチのオン／オフ状態から、それぞれ個別に確認されている。すなわち、この検出装置では、シフトレバー操作位置の特定に、ホールＩＣの出力信号とマイクロスイッチのオン／オフ信号との２つの信号が最低必要となる。また上記文献１の検出装置では、検出磁界の強／弱の組合せパターンを操作位置の特定に用いるため、４つのホールＩＣの出力信号をそれぞれ個別に取得する必要がある。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、シフト方向およびセレクト方向のシフトレバーの操作位置を、より容易に検出することのできるシフト操作位置検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、互いに交差するシフト方向およびセレクト方向に操作されるシフトレバーの操作位置を検出するシフト操作位置検出装置において、前記シフト方向およびセレクト方向の双方について前記シフトレバーの操作量に対するセンサ出力の増減特性が相反する第１のセンサおよび第２のセンサと、前記第１のセンサのセンサ出力と前記第２のセンサのセンサ出力との差分を出力する差動回路と、を備えるようにしている。

上記構成では、シフト方向において第１のセンサのセンサ出力が増大（減少）する側にシフトレバーが操作されると、第２のセンサのセンサ出力は減少（増大）するようになる。そのため、セレクト方向の操作位置を一定に保持した状態でシフトレバーをシフト方向に操作すると、差動回路によって第１のセンサおよび第２のセンサのセンサ出力が差動増幅されて出力されるようになる。一方、セレクト方向においても第１のセンサのセンサ出力が増大（減少）する側にシフトレバーが操作されれば、第２のセンサのセンサ出力は減少（増大）するようになる。そのため、シフトレバーがセレクト方向に操作されると、シフト方向のシフトレバー操作量が同じでも、そのセレクト方向の操作に伴う両センサのセンサ出力の変化量を加算した分だけ、差動回路の出力は変化するようになる。

このように上記構成では、その差動回路の出力には、シフトレバーのシフト方向およびセレクト方向の双方の操作量が反映されるようになることから、その差動回路の出力値の大きさという単一の物理量のみでシフトレバーのシフト方向およびセレクト方向の操作位置を特定可能となる。なお、シフト方向およびセレクト方向のいずれにおいても、上記差動回路の出力は、第１のセンサおよび第２のセンサのセンサ出力を差動増幅したものとなるため、シフトレバー操作量に対するセンサ出力の変化率が比較的小さいセンサを用いても、大きい出力変化率を得ることができる。しかも、第１のセンサおよび第２のセンサとして、シフトレバー操作量に対するセンサ出力の増減特性のみ異なるだけで、基本的には同様のセンサを用いることが可能であり、検出装置の構成部品の種類の増加を抑えて製造コストを低減可能にもなる。

そして、こうしたシフト操作位置検出装置の第１のセンサおよび第２のセンサとしては、シフトレバーに設けられた可動部材と、同シフトレバーを可動支持するシフトレバー固定部に設けられた固定部材とを備えるとともに、それら可動部材および固定部材の間の距離に応じたセンサ出力を出力するものを採用することとしている。この場合、請求項２に記載のように、第１のセンサおよび第２のセンサの固定部材をそれぞれ、セレクト方向においてシフトレバーを挟んで互いに対向する位置に配設することで、セレクト方向のシフトレバー操作に対して相反する増減特性を両センサに持たせることができる。

また上記各構成のシフト操作位置検出装置において請求項３に記載のように、セレクト方向の操作位置を一定に保持した状態において、シフトレバーのシフト方向の操作量とセンサ出力とが線形関係となるように第１のセンサおよび第２のセンサの出力特性を設定すれば、シフト方向のシフトレバー操作量に対してリニアな出力特性が得られるようになり、操作位置の特定に係る信号処理やその調整が容易となる。

ちなみに、上記各構成のシフト操作位置検出装置の第１のセンサおよび第２のセンサは、例えば請求項４に記載のような磁界の変化を電気信号に変換して出力する磁気式センサにより構成することができる。

この発明によれば、シフト方向およびセレクト方向の双方の操作位置を単一の物理量として取得することができるため、シフトレバーの操作位置の検出をより容易に行うことができる。

以下、この発明にかかるシフト操作位置検出装置の一実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。なお本実施形態は、シフト・バイ・ワイアにて操作される車載自動変速装置の操作に用いられるシフトレバーの操作位置を検出する装置として構成されている。

図１は、この実施の形態にかかるシフト操作位置検出装置の採用されたシフトレバー装置の外観斜視構造を示したものである。同図１に示すように、シフトレバー２の支持基台となる箱状のハウジング１の上面には、略Ｈ字状の透孔からなるシフトゲート４の形成されたカバープレート３が取り付けられている。ハウジング１の内部には、シフトレバー２の基端部を傾動可能に支持する支持部７が設けられている。シフトレバー２は、運転者によって把持されるノブ５の設けられたシフトレバー２の先端部が、このシフトゲート４を挿通してハウジング１の上方に突出されている。

こうしたシフトレバー装置では、シフトレバー２は、上記シフトゲート４に沿って操作されるようになっている。より詳しくは、シフトゲート４は、シフト方向に延伸され、互いに平行な２つのシフトゲート、すなわちオートマチックシフトゲート４ａおよびマニュアルシフトゲート４ｂと、これらに直角に交差する方向に延伸されたセレクトゲート４ｃとから構成されている。なおオートマチックシフトゲート４ａとマニュアルシフトゲート４ｂとは、セレクトゲート４ｃによって連結されている。なお、ここでは、オートマチックシフトゲート４ａおよびマニュアルシフトゲート４ｂの延伸方向がシフト方向、セレクトゲート４ｃの延伸方向がセレクト方向となっている。

オートマチックシフトゲート４ａに沿っては、「Ｒ」（リターン）、「Ｎ」（ニュートラル）、「Ｄ」（ドライブ）の３つのシフトレバー操作位置が設定されている。またマニュアルシフトゲート４ｂに沿っては、「ｕｐ」（シフトアップ）、「ｎ」（ニュートラル）、「ｄｏｗｎ」（シフトダウン）の３つのシフトレバー操作位置が設定されている。ここで、シフトレバー２が上記「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、「ｕｐ」および「ｄｏｗｎ」の各操作位置に操作されると、これら各操作位置に対応するシフトポジションが設定される。その後、運転者によって上記シフトレバー２の把持が解除されると、同シフトレバー２は、基準位置であるマニュアルシフトゲート４ｂ上の操作位置「ｎ」に戻るが、上記設定されたシフトポジションはそのまま維持される。また、上記手動変速操作モードにおける「ｕｐ」と「ｄｏｗｎ」とのシフトレバー２の操作位置の切り替えは、自動変速操作モードにおける「Ｄ」の操作位置への操作後、すなわち「Ｄ」の操作位置に対応するシフトポジションにある時にのみ可能となっている。

次に、こうしたシフトレバー装置に採用される本実施の形態のシフトレバー操作位置検出装置の構成を説明する。同図１に示すように、シフトレバー２の傾動に際しての支点となる支持部７の上方には、ブロック状のセンサ固定部６が形成されている。このセンサ固定部６にあって、そのオートマチックシフトゲート４ａ側およびマニュアルシフトゲート４ｂ側の両側面には、例えば磁気抵抗素子やホールＩＣからなる磁電変換素子１１、１２がそれぞれ配設されている。一方、上記シフト装置のハウジング１内には、これら磁電変換素子１１、１２に対向するように、各磁電変換素子１１、１２にバイアス磁界を付与するマグネット２１、２２がそれぞれ配設されている。

ここで磁電変換素子１１、１２とともにシフトレバー２が操作されると、各々対向するマグネット２１、２２との相対位置が変化する。例えば、シフトレバー２がセレクトゲート４ｃに沿って上記オートマチックシフトゲート４ａに操作されると、磁電変換素子１１とマグネット２１とが近接し、磁電変換素子１２とマグネット２２とが離間するようになる。一方、シフトレバー２がセレクトゲート４ｃに沿って上記マニュアルシフトゲート４ｂに操作されると、磁電変換素子１１とマグネット２１とが離間し、磁電変換素子１２とマグネット２２とが近接するようになる。またシフトレバー２がオートマチックシフトゲート４ａ或いはマニュアルシフトゲート４ｂに沿ってシフト方向に操作されたときにも、磁電変換素子１１、１２とマグネット２１、２２との相対位置に変化が生じる。こうしたマグネット２１、２２に対する相対位置の変化によっては、各磁電変換素子１１、１２に付与されるバイアス磁界が変化することとなり、各磁電変換素子１１、１２の出力電圧（センサ出力）が変化されるようになる。

ちなみに、磁電変換素子１１、１２は共に同一規格の素子が採用されている。ただし、両磁電変換素子１１、１２は、内部に通電される制御電流の方向を基準としたときの、対向するマグネット２１、２２の付与するバイアス磁界の方向が互いに逆方向となるように設置されている。

なお、本実施の形態では、磁電変換素子１１およびマグネット２１によって上記「第１のセンサ」が、磁電変換素子１２およびマグネット２２によって上記「第２のセンサ」がそれぞれ構成されている。また磁電変換素子１１、１２がそれら第１のセンサおよび第２のセンサの上記「可動部材」に、マグネット２１、２２がそれら第１のセンサおよび第２のセンサの上記「固定部材」にそれぞれ対応する構成となっている。

図２は、こうしたシフト操作位置検出装置の電気的構成を示している。同図２に示すように、各磁電変換素子１１、１２の出力電圧Ｓａ、Ｓｂは、差動回路１３にそれぞれ入力される。差動回路１３は、入力された出力電圧Ｓａ、Ｓｂの差分（Ｓａ−Ｓｂ）を、シフトレバー操作位置の検出信号Ｓｃとして電子制御装置１４に出力する。電子制御装置１４は、その検出信号Ｓｃの電圧によりシフトレバー２の操作位置を把握するとともに、その操作位置に応じて変速機１５に指令信号を出力して、変速機１５内部の動力伝達経路の接続状態の切り替えを行わせる。

このように本実施形態では、電子制御装置１４は、差動回路１３の出力する検出信号Ｓｃのみに基づいてシフトレバー２の操作位置を特定している。すなわち、差動回路１３の出力する検出信号Ｓｃの電圧値という単一の物理量だけで、シフト方向およびセレクト方向に操作されるシフトレバー２の操作位置を把握することができるようになっている。以下、そうした操作位置の特定が可能な理由について、図３〜図５を併せ参照して説明する。なお、以下の説明では、シフト方向におけるシフトレバー２の操作量を、オートマチックシフトゲート４ａでの操作位置「Ｒ」から操作位置「Ｄ」に向かう側、或いはマニュアルシフトゲート４ｂでの操作位置「ｕｐ」から操作位置「ｄｏｗｎ」に向かう側を正として表すこととする。

図３は、シフトレバー２が上記オートマチックシフトゲート４ａに沿ってシフト方向に操作されるときの（ａ）磁電変換素子１１および（ｂ）磁電変換素子１２の各出力電圧Ｓａ、Ｓｂの変化を示している。

図３（ａ）に示されるように、磁電変換素子１１の出力電圧Ｓａは、操作位置「Ｒ」から操作位置「Ｄ」に向かって大きくなる。すなわち磁電変換素子１１は、操作位置「Ｄ」側を正とする上記シフト方向のシフトレバー操作量に対して正の出力特性を有している。一方、図３（ｂ）に示されるように、磁電変換素子１２の出力電圧Ｓｂは操作位置「Ｒ」から操作位置「Ｄ」に向かって減少する。すなわち、磁電変換素子１２は、操作位置「Ｄ」側を正とする上記シフト方向のシフトレバー操作量に対して負の出力特性を有している。なお、オートマチックシフトゲート４ａにシフトレバー２が位置されるときには、セレクト方向において、磁電変換素子１１とマグネット２１とが近接され、磁電変換素子１２とマグネット２２とが離間されることとなるため、磁電変換素子１１は、磁電変換素子１２よりも全体的に高い出力電圧を示すこととなる。

一方、図４は、シフトレバー２が上記マニュアルシフトゲート４ｂに沿ってシフト方向に操作されるときの（ａ）磁電変換素子１１および（ｂ）磁電変換素子１２の各出力電圧の変化を示している。このときにも、操作位置「ｄｏｗｎ」側を正とする上記シフト方向のシフトレバー操作量に対して、磁電変換素子１１は正の出力特性を、磁電変換素子１２は負の出力特性を、それぞれ示すようになる。ただし、このときには、セレクト方向において、磁電変換素子１１とマグネット２１とが離間され、磁電変換素子１２とマグネット２２とが近接されることとなるため、磁電変換素子１１は、磁電変換素子１２よりも全体的に低い出力電圧を示すこととなる。

ちなみに、これら図３および図４に示されるように、このシフト操作位置検出装置では、いずれのシフトゲート４ａ、４ｂにおいても、シフトレバー２のシフト方向の操作量と磁電変換素子１１、１２の出力電圧Ｓａ、Ｓｂとが線形関係を示すように設定されている。この設定は、マグネット２１、２２の発生するバイアス磁界等の調整によって行われている。

図５に、上記のような磁電変換素子１１、１２の出力電圧Ｓａ、Ｓｂの差分（Ｓａ−Ｓｂ）として、差動回路１３の出力する検出信号Ｓｃの変化態様を示す。なお、同図５（ａ）は、オートマチックシフトゲート４ａに沿ったシフト方向へのシフトレバー２の操作に対する検出信号Ｓｃの変化態様を、同図５（ｂ）は、マニュアルシフトゲート４ｂに沿ったシフト方向へのシフトレバー２の操作に対する検出信号Ｓｃの変化態様を、それぞれ示している。

まず同図５（ａ）に示されるように、オートマチックシフトゲート４ａでのシフト方向のシフトレバー２の操作に対して、差動回路１３は、操作位置「Ｒ」から操作位置「Ｄ」に向かって検出信号Ｓｃの電圧値が大となる、正の出力特性を示す。なお、出力電圧Ｓａ、Ｓｂが差動回路１３により差動増幅されて出力されるため、このときのシフトレバー２のシフト方向の操作量に対する検出信号Ｓｃの電圧値の変化率は、磁電変換素子１１、１２の出力電圧Ｓａ、Ｓｂの変化率よりも大きくなる。なお、同図５（ａ）では、操作位置「Ｒ」での検出信号Ｓｃの電圧値を「ａ」、操作位置「Ｎ」での検出信号Ｓｃの電圧値を「ｂ」、操作位置「Ｄ」での検出信号Ｓｃの電圧値を「ｃ」と表している（ａ＜ｂ＜ｃ）。

一方、同図５（ｂ）に示されるように、マニュアルシフトゲート４ｂでのシフト方向のシフトレバー２の操作に対しても差動回路１３は、操作位置「ｕｐ」から操作位置「ｄｏｗｎ」に向かって検出信号Ｓｃの電圧値が大となる、正の出力特性を示す。ただし上述したように、オートマチックシフトゲート４ａ時に比してマニュアルシフトゲート４ｂでは、磁電変換素子１１の出力電圧Ｓａは全体的に小となっており、磁電変換素子１２の出力電圧Ｓｂは全体的に大となっている。そのため、それら出力電圧Ｓａと出力電圧Ｓｂとの差分（Ｓａ−Ｓｂ）である検出信号Ｓｃの電圧値は、マニュアルシフトゲート４ｂ時にはオートマチックシフトゲート４ａ時に比して、全体的に大幅に小さくなる。なお、同図５（ｂ）では、操作位置「ｕｐ」での検出信号Ｓｃの電圧値を「ｄ」、操作位置「ｎ」での検出信号Ｓｃの電圧値を「ｅ」、操作位置「ｄｏｗｎ」での検出信号Ｓｃの電圧値を「ｆ」と表している（ｄ＜ｅ＜ｆ）。

なお、マニュアルシフトゲート４ｂにおけるシフトレバー２の操作位置「ｄｏｗｎ」での検出信号Ｓｃの電圧値ｆは、オートマチックシフトゲート４ａにおけるシフトレバー２の操作位置「Ｒ」での検出信号Ｓｃの電圧値ａよりも小さくされている（ｆ＜ａ）。このため、両シフトゲート４ａ、４ｂにおけるシフトレバー２の各操作位置は、検出信号Ｓｃの電圧値によって一義的に定まるようになり、例えばコンパレータ回路等を用いて、検出信号Ｓｃの電圧値を、各操作位置に対応するかたちで設定された閾値電圧と比較することで、各操作位置の特定を行うことができるようになる。

以上説明したように、この実施の形態にかかるシフト操作位置検出装置によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
（１）検出信号Ｓｃの電圧値という単一の物理量だけでシフト方向およびセレクト方向に操作されるシフトレバー２の操作位置を特定可能であり、操作位置の特定に係る複雑な信号処理が不要なため、シフトレバー２の操作位置の検出をより容易に行うことができる。

（２）差動回路１３によって両磁電変換素子１１、１２の出力電圧Ｓａ、Ｓｂが差動増幅されるため、シフトレバー２の操作量に対する検出信号Ｓｃの電圧値の変化率を、各磁電変換素子１１、１２の出力電圧Ｓａ、Ｓｂの変化率よりも大きくすることができ、操作位置検出精度を向上することができる。

（３）各磁電変換素子１１、１２をシフト方向のシフトレバー２の操作量に対して線形的な出力特性を示すように設定したことで、差動回路１３により出力される検出信号Ｓｃも同様に線形的な出力特性を示すようになっている。そのため、操作位置の特定に係る信号処理やその調整が容易となる。

（４）シフトレバー２の操作に対して両磁電変換素子１１、１２の出力電圧Ｓａ、Ｓｂは、その増減方向が逆である以外は同様の変化傾向を示すため、両出力電圧Ｓａ、Ｓｂの対比により、磁電変換素子１１、１２の誤検出や異常を容易に検出することができる。

（その他の実施の形態）
上記実施の形態では、シフトレバー２の操作位置の検出に用いるセンサとして、磁電変換素子１１、１２を用いた磁気式センサを採用するようにしていたが、光学式、圧電式、静電容量式等の他の検出原理に基づくセンサを採用して同様のシフト操作位置検出装置を具現することも可能である。要は、シフト方向およびセレクト方向の双方についてシフトレバー２の操作量に対するセンサ出力の増減特性が相反する２つのセンサと差動回路とを設け、それらの２つのセンサの差動出力を得るようにすれば、単一の信号（物理量）だけで操作位置を特定することが可能となる。

（変形例１）
まず、光学式のセンサを採用してシフト操作位置検出装置を構成する場合を説明する。図６（ａ）は、そうした場合のシフト操作位置検出装置の一構成例についてその模式的な平面構造を示している。なお、同図６（ａ）では、採用されるシフトレバー装置のハウジングおよびカバープレートの図示を省略するとともに、シフトゲートを破線にて示すようにしている。

同図６（ａ）に示すように、シフトレバー基端部に形成されたセンサ固定部６には、そのオートマチックシフトゲート４ａ側およびマニュアルシフトゲート４ｂ側の両側面に、光学式センサの素子部３１、３２がそれぞれ固定されている。両光学式センサの素子部３１、３２はそれぞれ、発光素子３１ａ、３２ａと光電変換素子である受光素子３１ｂ、３２ｂとの２つの素子を備えて構成されている。またセンサ固定部６の両側には、これら素子部３１、３２と対向して反射板４１、４２が、シフトレバーが傾動可能に指示されたハウジング１（図１参照）の内部に固定された状態でそれぞれ配設されている。

各発光素子３１ａ、３２ａの発生した光は、それぞれ対向する反射板４１、４２にて反射された後、その反射光が受光素子３１ｂ、３２ｂにて受光され、電気信号に変換されるようになっている。なお、シフトレバー２（図１参照）がセレクトゲート４ｃに沿ってセレクト方向に操作されると、各光学式センサの素子部３１、３２と反射板４１、４２との距離が変化し、その距離の変化によって受光素子３１ｂ、３２ｂの受光量が変化する。具体的には上記距離が大きくなるほど、受光素子３１ｂ、３２ｂの受光量は減少する。このとき、シフトレバー２のセレクト方向の操作に対して、両センサにおける素子部３１、３２、反射板４１、４２間の距離の増減傾向は反対となるため、受光素子３１ｂ、３２ｂの出力はセレクト方向のシフトレバー操作量に対して互いに相反する増減特性を有することとなる。

同図６（ｂ）には、同図６（ａ）の矢印Ａに対する反射板４１、４２の矢視図、すなわち反射板４１、４２の反射面の平面構造が示されている。同図６（ｂ）に示すように、上記２つの反射板４１、４２の反射面にはそれぞれ、光を反射する三角形の反射部４１ａ、４２ａがそれぞれ形成されるとともに、それ以外の部分は光を反射しない非反射部とされている。ここで反射板４１の反射部４１ａは、図中上方に向かってその横幅が減少するように、反射板４２の反射部４２ａは、図中上方に向かってその横幅が増大するようにそれぞれ形成されている。そしてこれにより、シフトレバー２のシフト方向の操作に対する受光素子３１ｂ、３２ｂの出力の増減傾向を互いに相反させている。

このように、上記のように光学式センサを採用した場合にも、図３、図４と同様の出力特性を有した２つのセンサ出力を得ることができる。そして差動回路を設けて上記両受光素子３１ｂ、３２ｂのセンサ出力の差動出力を得るようにすれば、その差動出力だけでシフトレバー２の操作位置を特定することが可能となる。

（変形例２）
次に、圧電式のセンサを採用する場合について説明する。図７は、そうした場合のシフト操作位置検出装置の一構成例についてその模式的な平面構造を示している。同図７においても、ハウジングおよびカバープレートの図示は省略されている。なお同図７において、図中上下方向がシフト方向、図中左右方向がセレクト方向となっている。

同図７に示されるように、シフトレバー基端部に形成されたセンサ固定部６の左右側面には、圧電変換素子５１、５２がそれぞれ固定されている。一方、シフトレバー２（図１参照）の支持基台となるハウジング１（図１参照）の内部には、圧電変換素子５１、５２の圧力感知面にそれぞれ対向して斜板６１、６２が固定されている。圧電変換素子５１、５２の圧力感知面には、セレクト方向に移動可能に配設された押圧ブロック７１がそれぞれ当接されている。また斜板６１、６２の斜面には、セレクト方向に移動可能に配設された摺接ブロック７３がそれぞれ摺接されている。そして押圧ブロック７１と摺接ブロック７３との間には、ばね７２が圧縮状態で介設されている。なお上記シフト方向に対する斜面の傾斜の向きは、斜板６１と斜板６２とで逆向きとされている。

ここでシフトレバー２をシフト方向およびセレクト方向に操作すると、セレクト方向における押圧ブロック７１、摺接ブロック７３間の距離が変化し、それらブロック間に介設されたばね７２の圧縮量が変化する。こうしたばね７２の圧縮量の変化を、その圧縮力に基づき押圧ブロック７１が圧力感知面に印加する圧力の変化として、圧電変換素子５１、５２が検出して電気信号として出力する。ここでシフト方向およびセレクト方向の双方についてのシフトレバー操作量に対する上記押圧ブロック７１、摺接ブロック７３間の距離の増減傾向は、圧電変換素子５１側と圧電変換素子５２側とで正反対となっている。そのため、こうした場合にも、図３、図４と同様の出力特性を有した２つのセンサ出力を得ることができ、差動回路を設けてそうした２つのセンサ出力の差動出力を得るようにすれば、その差動出力だけでシフトレバー２の操作位置を特定することが可能となる。

（変形例３）
次に静電容量式のセンサを採用する場合について説明する。図８（ａ）に、そうした場合のシフト操作位置検出装置の一構成例について、その平面構造を模式的に示す。同図８（ａ）においても、シフトレバー装置のハウジングおよびカバープレートの図示は省略している。なお同図８（ａ）において、図中上下方向がシフト方向、図中左右方向がセレクト方向となっている。

同図８（ａ）に示される検出装置では、シフトレバー基端部のセンサ固定部６のセレクト方向における両側面には、可動電極板８１、８２がそれぞれ固定されている。そしてハウジング（図１参照）の内部には、それら可動電極板８１、８２に対向して、固定電極板９１、９２がそれぞれ固定されている。そして、対向する可動電極板８１、８２と固定電極板９１、９２とは、対向面間の空気を絶縁層とするキャパシタを形成している。

ここで、同図８（ａ）の矢印Ｂについての矢視図を図８（ｂ）にそれぞれ示すように、各固定電極板９１、９２は、三角形状に形成されている。ただし、固定電極板９１が図中上方に向かって横幅が狭くなるように形成されているのに対して、固定電極板９２は図中下方に向かって横幅が狭くなるように形成されている。

ここでシフト方向にシフトレバー（図１参照）を操作すると、可動電極板８１、８２に対向する部分の固定電極板９１、９２の横幅が変化し、キャパシタの実質的な対向電極の面積が変化する。一方、セレクト方向にシフトレバー２を操作すると、キャパシタの対向電極を構成する可動電極板８１、８２と固定電極板９１、９２との間隔が変化する。そのため、シフト方向およびセレクト方向のシフトレバー操作により、可動電極板８１、８２と固定電極板９１、９２とによって構成される２つのキャパシタの静電容量が変化するようになる。

このとき、可動電極板８１と固定電極板９１とによって構成されるキャパシタと可動電極板８２と固定電極板９２とによって構成されるキャパシタとでは、上記固定電極板９１、９２の形状の違いにより、シフト方向のシフトレバー操作量に対する対向電極面積の増減傾向は逆となる。またセレクト方向のシフトレバー操作に伴う対向電極間隔の増減傾向も、両キャパシタでは逆となる。そのため、こうした場合にも、図３、図４と同様の出力特性を有した２つのセンサ出力を得ることができ、差動回路を設けてそうした２つのセンサ出力の差動出力を得るようにすれば、その差動出力だけでシフトレバー２の操作位置を特定することが可能となる。

なお、以上説明した発明の実施の形態およびその変形例１〜３に例示したシフト操作位置検出装置は、その構成を適宜変更して実施することができる。要は、シフト方向およびセレクト方向の双方について、シフトレバー操作量に対してセンサ出力の増減特性が互いに相反する２つのセンサと、それらのセンサ出力の差分を出力する差動回路とを設ければ、単一の信号として出力される単一の物理量だけで、シフトレバー操作位置を確定可能となる。

また本発明は、シフトゲートにおけるシフトレバー操作位置の配列態様やシフトゲートの形状が上記実施形態とは異なるシフトレバー装置にも適用可能である。要は、交差する２方向に対して２次元的に操作されるシフトレバー２の操作位置を検出する装置であれば、本発明を適用することができる。

この発明にかかるシフト操作位置検出装置の一実施の形態についてその斜視構造を模式的に示す斜視図。 同実施の形態の電気的構成を示すブロック図。 （ａ）および（ｂ）は同実施の形態においてシフトレバーがオートマチックシフトゲートに沿って操作されるときの各磁電変換素子の出力電圧の変化態様をそれぞれ示すグラフ。 （ａ）および（ｂ）は同実施の形態においてシフトレバーがマニュアルシフトゲートに沿って操作されるときの各磁電変換素子の出力電圧の変化態様をそれぞれ示すグラフ。 （ａ）および（ｂ）は同実施の形態においてシフトレバーがオートマチックシフトゲートおよびマニュアルシフトゲートにそれぞれ沿って操作されるときの差動回路の出力する検出信号の電圧値の変化態様を各示すグラフ。 上記実施の形態の変形例１について（ａ）はシフト操作位置検出装置の模式的な平面構造を、（ｂ）はそれに採用される反射板の平面構造をそれぞれ示す平面図。 上記実施の形態の変形例２に係るシフト操作位置検出装置の平面構造を模式的に示す平面図。 上記実施の形態の変形例３について（ａ）はシフト操作位置検出装置の模式的な平面構造を、（ｂ）はそれに採用される固定電極板の平面構造をそれぞれ示す平面図。 従来のシフト操作位置検出装置およびその周辺部の斜視構造を模式的に示す斜視図。

符号の説明

１…ハウジング、２…シフトレバー、３…カバープレート、４…シフトゲート、４ａ…オートマチックシフトゲート、４ｂ…マニュアルシフトゲート、４ｃ…セレクトゲート、５…ノブ、６…センサ固定部、７…支持部、１１、１２…磁電変換素子、１３…差動回路、１４…電子制御装置、１５…変速機、２１、２２…マグネット、３１、３２…素子部、３１ａ、３２ａ…発光素子、３１ｂ、３２ｂ…受光素子、４１、４２…反射板、４１ａ、４２ａ…反射部、５１、５２…圧電変換素子、６１、６２…斜板、７１…押圧ブロック、７２…ばね、７３…摺接ブロック、８１、８２…可動電極板、９１、９２…固定電極板、１０１…非接触式センサ、１０２…接触式センサ。

Claims (4)

1. 互いに交差するシフト方向およびセレクト方向に操作されるシフトレバーの操作位置を検出するシフト操作位置検出装置において、
   前記シフト方向およびセレクト方向の双方について前記シフトレバーの操作量に対するセンサ出力の増減特性が相反する第１のセンサおよび第２のセンサと、
   前記第１のセンサのセンサ出力と前記第２のセンサのセンサ出力との差分を出力する差動回路と、を備え、
   前記第１のセンサおよび前記第２のセンサはそれぞれ、前記シフトレバーに設けられた可動部材と、その可動部材に対向して設けられた固定部材とを備えるとともに、それら可動部材と固定部材との距離に応じたセンサ出力を出力する
   ことを特徴とするシフト操作位置検出装置。
2. 前記第１のセンサおよび前記第２のセンサの固定部材はそれぞれ、前記セレクト方向において前記シフトレバーを挟んで互いに対向する位置に配設される
   請求項１に記載のシフト操作位置検出装置。
3. 前記第１のセンサおよび前記第２のセンサの出力特性は、前記セレクト方向の操作位置を一定に保持した状態における前記シフトレバーの前記シフト方向の操作量とセンサ出力とが線形関係となるように設定されてなる
   請求項１又は２に記載のシフト操作位置検出装置。
4. 前記第１のセンサおよび前記第２のセンサは、磁界の変化を電気信号に変換して出力する磁気式センサとして構成される
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のシフト操作位置検出装置。

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