JP2008101932A

JP2008101932A - 磁気式位置検出装置

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Publication number: JP2008101932A
Application number: JP2006282550A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Kamikawa; 晃幸神川
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-05-01

Abstract

【課題】磁気式位置検出に関係する各種部品の部品点数を一層少なく抑えることができる磁気式位置検出装置を提供する。
【解決手段】セレクトレバー装置には、セレクトレバーの操作レンジを検出するレバー位置検出装置５が設けられる。このレバー位置検出装置５の構成としては、装置本体にバイアスマグネット６，７とそれと組を成す磁気抵抗センサ９，１０とを設け、セレクトレバーにカウンタマグネット８を設ける。セレクトレバーが操作されるとカウンタマグネット８もそれに伴って移動することから、磁気抵抗センサ９，１０に付与される磁界方向beが変わり、磁気抵抗センサ９，１０の出力が変化する。セレクトレバーのレンジ位置検出に際しては、これら２つの磁気抵抗センサ９，１０から得られる２つの検出信号と、これら検出信号の出力差分とを用いて行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、周囲に発生する磁界の磁界変化を検出することで、可動部材の移動位置（移動量、操作量等）を検出する磁気式位置検出装置に関する。

従来、オートマチック車（マニュアル式を兼ね備えた車両も含む）には、オートマチックトランスミッション（自動変速機）を操作するときの入力系としてセレクトレバーが設けられている。この種のセレクトレバーは、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ及びドライブレンジ等の各種操作位置に操作可能であって、マニュアル式を兼ね備えた車両においては、セレクトレバーを＋レンジに一段入れる度に変速機のギアが１つずつ上がり、セレクトレバーを−レンジに一段入れる度に変速機のギアが１つずつ減速する。

セレクトレバーには、その操作レンジ位置を検出する位置検出装置が設けられている。この種の位置検出装置としては、スイッチやセンサを用いた装置が広く使用され、その一例が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の技術は、セレクトレバーが複数の操作レンジに操作される場合であっても、判定が必要なセレクトレバーのポジション数に比べて、それよりも少ない数のスイッチで全てのレンジ位置を判定することを可能とする技術である。
特開２０００−１０８７０７号公報

ところで、特許文献１でも開示されるように、この種の位置検出装置においては、できるだけ少ない部品点数でセレクトレバーのレンジ位置検出できることが望まれており、昨今を問わず今日においても更なる部品点数削減が要望されていた。特に、磁石及び磁気センサを用いて位置検出を行う磁気式位置検出装置の場合、この種の磁石や磁気センサは高価であることから、磁気式位置検出装置を低コスト化するためにも、部品点数削減が特に必要になってくる。

本発明の目的は、磁気式位置検出に関係する各種部品の部品点数を一層少なく抑えることができる磁気式位置検出装置を提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、固定部材及び可動部材の一方に第１磁石を設け、これらの他方に複数の磁気センサを設け、前記固定部材及び前記可動部材のうち前記磁気センサを設けた側に、当該磁気センサと組を成すように同じ数の第２磁石を設け、前記可動部材の移動に伴い前記第１磁石及び前記磁気センサの間の位置関係が変わることで前記磁気センサに付与される磁界状態が変化し、当該磁界変化により値が変わる前記磁気センサの出力値を用いて前記可動部材の位置を検出する磁気式位置検出装置において、複数ある前記磁気センサの各出力値と、当該出力値の差である出力差分値とを用いて前記可動部材の位置を検出する位置判定手段を備えたことを要旨とする。

この構成によれば、各磁気センサの単独の出力値と、これら磁気センサ間の出力差分値とを用い、これら出力値と出力差分値との値の組み合わせにより、可動部材の位置を検出する。このため、例えば可動部材の位置検出に必要となる出力ごとに磁気センサを用意する場合に比べて磁気センサ及び第２磁石の数が少なく済み、例えば可動部材の位置検出に際して３出力が必要であっても、この場合は磁気センサ及び第２磁石が２つで済むことになり、可動部材の位置検出に際してこの時に必要となる部品点数を少なく抑えることが可能となる。

本発明では、前記各磁気センサは、磁界変化に対する前記出力値としてアナログ信号を出力し、前記位置判定手段は、前記磁気センサから取得した複数の前記アナログ信号と、これら当該アナログ信号の差から求まる前記出力差分値とを、予め設定された閾値を基準にハイレベル又はローレベルを決めるデジタル信号に各々変換し、複数の前記デジタル信号の信号レベルの組み合わせにより、前記可動部材の位置を検出することを要旨とする。

この構成によれば、磁気センサからは出力値としてアナログ信号が出力されるが、可動部材の位置検出に際しては、このアナログ信号をデジタル信号に変換してから位置検出に用いる。ところで、仮に磁気センサからの出力値をアナログ信号のままの生データで使用すると、例えば出力値が磁気式位置検出装置の使用外部環境の温度変化等によって変化してしまうと、位置検出に際してこの変動出力値を用いてしまっては正確な位置判定が行えないことになる。しかし、本構成のように磁気センサの出力をデジタル信号に置き換えて位置検出に用いれば、周囲温度変化による出力値変化はデジタル変換により吸収されることになり、アナログ信号に振幅変動が生じても可動部材の正しい位置検出を行うことが可能となり、高い位置検出精度を確保することが可能となる。

本発明では、複数の前記デジタル信号の信号組み合わせは、前記可動部材がある検出ポジションからその隣の検出ポジションに移動する際、複数の前記デジタル信号のうちの１つのみ信号レベルが切り換わることを要旨とする。

この構成によれば、可動部材が所定の検出ポジションからその隣の検出ポジションに移動する際、磁気センサから得られる複数のデジタル信号は、その中の１つのみＨＬレベルが切り換わる。ところで、可動部材が隣の検出ポジションに移動するに際し、複数のデジタル信号のＨＬレベルが切り換わってしまうと、この切り換わりタイミングは必ずしも同時とはならないことから、正確な位置検出精度を確保するには、例えば信号値を所定時間保持するなどの複雑な判定処理が必要となる。しかし、本構成を用いれば、１つのデジタル信号のＨＬレベルが切り換わったタイミングが位置切り換わりとして判定可能となることから、複雑な検出処理を用いなくても可動部材の位置検出が可能となる。

本発明では、前記磁気センサは、磁気感知体である磁気検出素子が同じ値の前記出力値を出力可能な状態で磁界検知面に複数組設けられ、前記位置判定手段は、前記磁気検出素子から取得した複数の前記出力値を用い、前記可動部材の位置を２重系で検出することを要旨とする。

この構成によれば、１つの磁気センサを２出力とし、これら２出力を用いて可動部材の位置検出を行うことから、磁気センサの故障等を見ることが可能となり、より一層高い位置検出精度を確保することが可能となる。

本発明によれば、磁気式位置検出に関係する各種部品の部品点数を一層少なく抑えることができる。

以下、本発明を具体化した磁気式位置検出装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
オートマチック車（マニュアル式を兼ね備えたオートマチック車も含む）には、車両のオートマチックトランスミッションを操作する際の入力系として図１に示すセレクトレバー装置１が設けられている。セレクトレバー装置１は、装置本体２に貫設された案内溝３から外部に飛び出た棒状のセレクトレバー４を有し、このセレクトレバー４を動かすことにより操作位置レンジを変更する。セレクトレバー装置１は、例えば車内フロア、インストルメントパネル、コラム等に配置されている。なお、装置本体２が固定部材に相当し、セレクトレバー４が可動部材に相当する。

セレクトレバー４は、複数の操作位置レンジ間を操作可能であって、本例においては一直線にスライド操作されることにより、端からＲレンジ、ＲＮレンジ、中立レンジ、ＤＮレンジ、Ｄレンジの順に５レンジ位置の間を直線操作可能である。これらレンジのうち、Ｒレンジが車両を後進させるリバース位置であり、Ｄレンジが車両を前進させるドライブ位置であり、中立位置が自動変速機のギアが入っていないニュートラル位置である。

また、ここで述べたＲＮレンジは、機能的にはＲレンジと同じであって、Ｒレンジにあるセレクトレバー４が不用意に中立レンジに入らないようにするために、セレクトレバー４がＲレンジからＲＮレンジに入っただけでは、ここから更に強く押し込まないとセレクトレバー４が中立位置に入らずにＲレンジに戻されるレンジである。逆に、セレクトレバー４を中立レンジからＲレンジに操作する際は、セレクトレバー４を強く押し込まなくともスムーズにセレクトレバー４がＲレンジに移動する。なお、ＤＮレンジもＲＮレンジと同様の機能を持ったレンジである。

セレクトレバー装置１には、セレクトレバー４のレンジ位置を検出する図２及び図３に示すレバー位置検出装置５が設けられている。レバー位置検出装置５として例えばＭＲＥ（磁気抵抗素子）式を用いた場合、装置本体２の内部には、周囲に磁界（磁場）を生成する２つのバイアスマグネット６，７が取り付け固定されている。これらバイアスマグネット６，７は、セレクトレバー４のレンジ位置を検出するに際して基礎となる磁界（磁場）を周囲に生成するマグネットである。これらバイアスマグネット６，７は、例えば焼結磁石等から成り、セレクトレバー４の移動方向（図２の矢印Ａ方向）に沿って並設されている。

セレクトレバー４には、バイアスマグネット６，７と対向する位置にカウンタマグネット８が取り付け固定されている。カウンタマグネット８は、例えば焼結磁石等から成るとともにセレクトレバー４と連れ動きし、２つのバイアスマグネット６，７によって生成される磁界を、自身の側に引き込むように働く。バイアスマグネット６，７及びカウンタマグネット８の着磁方向（図２の矢印Ｂ方向）は、セレクトレバー４の移動方向に対して直交する向きとなっている。なお、バイアスマグネット６，７が第２磁石に相当し、カウンタマグネット８が第１磁石に相当する。

バイアスマグネット６，７とカウンタマグネット８との間には、これらマグネット６〜８で生成される磁界Ｈの向き（磁界方向Ｈbe：図２及び図３参照）を検出する２つの磁気抵抗センサ９，１０が設けられている。これら磁気抵抗センサ９，１０は、バイアスマグネット６，７と各々組を成すとともに、バイアスマグネット６とカウンタマグネット８との間にあるものを第１磁気抵抗センサ９とし、バイアスマグネット７とカウンタマグネット８との間にあるものを第２磁気抵抗センサ１０とする。これら磁気抵抗センサ９，１０は、バイアスマグネット６，７及びカウンタマグネット８が並ぶ平面を検知面９ａ，１０ａとして磁界方向Ｈbeを検出し、その磁界方向Ｈbeに応じた検出信号を出力する。本例においては、第１磁気抵抗センサ９のセンサ出力を第１検出信号Ｓａ（図４及び図５参照）とし、第２磁気抵抗センサ１０のセンサ出力を第２検出信号Ｓｂ（図４及び図５参照）とする。

第１磁気抵抗センサ９は、図２に示すように４つ磁気抵抗Ｒ１〜Ｒ４から成るフルブリッジ回路１１ａが検知面９ａに形成された検出素子であって、磁気抵抗Ｒ１，Ｒ４のペアと磁気抵抗Ｒ２，Ｒ３のペアとを９０度間隔で配置するとともにこれらのペアに同じ電圧を印加し、ペアを成す磁気抵抗Ｒ１，Ｒ４の中点と磁気抵抗Ｒ２，Ｒ３の中点との差分電圧を第１検出信号Ｓａとして出力する。第１磁気抵抗センサ９の第１検出信号Ｓａは、例えば磁気抵抗Ｒ１，Ｒ４と磁気抵抗Ｒ２，Ｒ３の中点を通る検知面９ａ上の垂直線を角度基準線Ｌａとすると、角度基準線Ｌａに対して成す磁界角度θｈが−４５度（１３５度）の時に最大値（ピーク）を、磁界角度θｈが＋４５度の時に最小値（ボトム）をとる図５に示すような周期が１８０度のアナログ信号波形出力をとる。なお、第２磁気抵抗センサ１０も第１磁気抵抗センサ９と同様の構造をとることから、詳細については省略する。

バイアスマグネット６，７、カウンタマグネット８及び磁気抵抗センサ９，１０は、カウンタマグネット８がその移動範囲において一端から他端に移動する際に、検出信号Ｓａ，Ｓｂの出力電圧値がトップ値とボトム値を取り得る交流波をとるような位置関係で配置されている。また、バイアスマグネット６，７、カウンタマグネット８及び磁気抵抗センサ９，１０は、検出信号Ｓａ，Ｓｂの各々の位相が互いに数十度程度（本例においては約４０度程度）ずれる位置関係で配置されている。なお、磁気抵抗センサ９，１０が磁気センサに相当し、検知面９ａが磁界検知面に相当し、フルブリッジ回路１１ａが磁気検出素子（磁気感知体）を構成する。

セレクトレバー装置１には、レバー位置検出系のコンピュータユニットとして図４に示すレバー位置判定ＥＣＵ１２が設けられている。レバー位置判定ＥＣＵ１２は、入力側が磁気抵抗センサ９，１０に接続され、磁気抵抗センサ９，１０から取得する検出信号Ｓａ，Ｓｂを用いてセレクトレバー４のレンジ位置を判定する。本例においては、第１検出信号Ｓａ及び第２検出信号Ｓｂの出力電圧値と、これら検出信号Ｓａ，Ｓｂの出力差分Ｓｘとを用いてセレクトレバー４の位置判定を行う。レバー位置判定ＥＣＵ１２は、他の各種ＥＣＵからレバー位置判定結果の要求を受け付けると、必要に応じてそのレバー位置判定結果を各種ＥＣＵに送り出す。なお、検出信号Ｓａ，Ｓｂが出力値に相当し、出力差分Ｓｘが出力差分値に相当する。

次に、本例のセレクトレバー装置１の動作を説明する。
例えば、ステアリングホイール横のキーシリンダに車両キーが挿し込まれてそれがエンジンスタート位置に回されたり、或いはスイッチ操作式のエンジンスタートシステムを備えた車両でエンジンスタートスイッチがオン操作されたりしたとする。このとき、レバー位置判定ＥＣＵ１２が起動を開始し、セレクトレバー４がその時々においてＲレンジ、ＲＮレンジ、中立レンジ、ＤＮレンジ及びＤレンジの何れに位置するかを判定するレバー位置判定動作を、エンジンが停止状態となるまで逐次実施する。

レバー位置判定ＥＣＵ１２は、アナログ信号である第１検出信号Ｓａをオンオフのデジタル信号に変換する際の電圧閾値として第１切換閾値Ｋａを持つとともに、第２検出信号Ｓｂについても同様の閾値として第２切換閾値Ｋｂを持っている。レバー位置判定ＥＣＵ１２は、第１磁気抵抗センサ９から第１検出信号Ｓａを入力すると、図６に示すように入力電圧が第１切換閾値Ｋａよりも低ければＨレベル、入力電圧が第１切換閾値Ｋａ以上となればＬレベルとなる第１矩形波信号Ｒａに第１検出信号Ｓａを変換し、第２磁気抵抗センサ１０から入力する第２検出信号Ｓｂについても同様（但し、ＨＬレベルは逆）の信号変換処理を行い、第２検出信号Ｓｂを第２矩形波信号Ｒｂに変換する。

レバー位置判定ＥＣＵ１２は、センサ２出力を矩形波信号変換処理することに加え、第１検出信号Ｓａと第２検出信号Ｓｂとの電圧出力差分をとり、この時に求めた出力差分Ｓｘ（＝Ｓａ−Ｓｂ）が、この差分用の電圧閾値として設定された差分切換閾値Ｋｘ以上となればＨレベル、一方で差分切換閾値Ｋｘよりも低ければＬレベルとなる差分矩形波信号Ｒｘに変換する。レバー位置判定ＥＣＵ１２は、第１矩形波信号Ｒａ、第２矩形波信号Ｒｂ及び差分矩形波信号ＲｘのＨＬレベルの組み合わせを見ることにより、その時のセレクトレバー４のレンジ位置を認識する。なお、これら切換閾値Ｋａ〜Ｋｘは、セレクトレバー４の位置判定を見る際の最低限必要なエリアを図６の二点鎖線に示すエリアとした場合、この位置判定エリア以外に位置するように設定されている。また、差分切換閾値Ｋｘは検出信号Ｓａ，Ｓｂの振幅の±基準点としている。

例えば、セレクトレバー４がＤレンジにある場合、第１検出信号Ｓａは第１切換閾値Ｋａよりも低いことから、第１矩形波信号ＲａがＨレベルをとり、第２検出信号Ｓｂは第２切換閾値Ｋｂよりも低いことから、第２矩形波信号ＲｂがＬレベルをとり、出力差分Ｓｘは差分切換閾値Ｋｘよりも低いことから、差分矩形波信号ＲｘがＬレベルをとる。レバー位置判定ＥＣＵ１２は、第１矩形波信号ＲａがＨレベル、第２矩形波信号ＲｂがＬレベル、差分矩形波信号ＲｘがＬレベルの信号組み合わせを入力すると、これを以てセレクトレバー４がＤレンジにあると認識する。

続いて、セレクトレバー４がＤレンジからＤＮレンジに操作されると、このレバー位置変化に伴い、磁気抵抗センサ９，１０に付与される磁界方向Ｈbeも図３の二点鎖線で示すように変化する。このとき、第１矩形波信号Ｒａ及び第２矩形波信号Ｒｂはそのままのレベルで、差分矩形波信号ＲｘのみがＬレベルからＨレベルに切り替わる。レバー位置判定ＥＣＵ１２は、第１矩形波信号ＲａがＨレベル、第２矩形波信号ＲｂがＬレベル、差分矩形波信号ＲｘがＨレベルの信号組み合わせを入力すること、これを以てセレクトレバー４がＤＮレンジにあると認識する。そして、セレクトレバー４が中立レンジ、ＲＮレンジ及びＲレンジに位置する場合も、同様の方式でレバー位置判定が行われる。

従って、本例においては、セレクトレバー４の５つのレンジ位置を検出するに際し、磁気抵抗センサとバイアスマグネットが２つで済むことから、レバー位置判定に際して必要となる部品点数が少なく済む。よって、レバー位置検出装置５ひいてはセレクトレバー装置１の小型化や、部品に要するコスト削減に効果がある。特に、この種のマグネットや磁気抵抗センサは部品が高価であることから、本例のようにこれら部品の点数を削減可能となることは、コスト面において非常に効果が高い。

また、セレクトレバー４のレンジ位置が切り換わるに際しては、第１矩形波信号Ｒａ、第２矩形波信号Ｒｂ及び差分矩形波信号Ｒｘの３出力のうちの１つのみＨＬレベルが切り替わる信号組み合わせをとっている。ここで、これら３出力のうちの２出力がレンジ切り換わり位置で変わってしまうと、ＨＬレベルの切り換わりは必ずしも同一とはならないことから、レバー位置判定がうまくいかず、レバー位置判定に際して複雑な判定処理が必要となる可能性もある。しかし、本例においてはレンジ位置の切り換わりに際し、３出力のうちの１出力のみが変化することから、レバー位置判定を複雑な判定処理を用いずとも判定することが可能となる。

また、磁気抵抗センサ９，１０にフルブリッジ回路１１ａを２つ組み込むことにより２信号出力とし、レバー位置判定を２重系としてもよい。これを第１磁気抵抗センサ９で説明すると、図７に示すように検知面９ａに対のフルブリッジ回路１１ａ，１１ｂを形成する。これらフルブリッジ回路１１ａ，１１ｂは、ともに４つの磁気抵抗Ｒ１〜Ｒ４をブリッジ状に組み込んだ回路であって、検知面９ａの中央寄りの位置において配置向きが互いに１８０度傾いた状態で配置されている。第１磁気抵抗センサ９は、これらフルブリッジ回路１１ａ，１１ｂから同じ出力波形を持つ第１検出信号Ｓａを出力可能であり、これは第２磁気抵抗センサ１０も同様である。

ここで、これら２つのフルブリッジ回路１１ａ，１１ｂが同じ出力波形を取り得るのは、以下の理由からである。本例のような配置位置でバイアスマグネット６，７、カウンタマグネット８及び磁気抵抗センサ９，１０を配置すると、第１磁気抵抗センサ９の検知面９ａ上においては、図７に示すように検知面９ａの中心位置を中心点とした円形内で、安定した磁気ベクトルが生じる。言い換えれば、第１磁気抵抗センサ９の検知面９ａ上に生じる磁界成分は、これら検知面９ａにおいて点対称の状態で発生する。従って、フルブリッジ回路１１ａ，１１ｂを中央寄りの位置に、しかも配置向きを互いに１８０度ずれた状態で配置すれば、これらフルブリッジ回路１１ａ，１１ｂからは同じ出力波形の検出信号Ｓａが出力されることになる。

レバー位置判定ＥＣＵ１２は、これら対のフルブリッジ回路１１ａ，１１ｂを有する磁気抵抗センサ９，１０から入力した検出信号Ｓａ，Ｓｂを用い、２重系でセレクトレバー４の操作位置を算出する。この２重系判定処理としてレバー位置判定ＥＣＵ１２は、第１磁気抵抗センサ９について通常の状態においては一方のフルブリッジ回路１１ａからの入力信号を用いてセレクトレバー４のレンジ位置を求める。レバー位置判定ＥＣＵ１２は、レンジ位置判定とともにフルブリッジ回路１１ａ，１１ｂ間で電圧差が生じるか否かも逐次監視し、これらの間に電圧差が生じると、第１磁気抵抗センサ９に故障が発生したと認識し、強制的にレバー位置検出装置５の作動を停止する。また、この２重系判定処理は第２磁気抵抗センサ１０についても同様に行われる。なお、フルブリッジ回路１１ｂが磁気検出素子（磁気感知体）を構成する。

従って、対を成すフルブリッジ回路１１ａ，１１ｂを持つ第１磁気抵抗センサ９及び第２磁気抵抗センサ１０を用いて２重系によりセレクトレバー４のレンジ位置を判定する方式を用いれば、これら磁気抵抗センサ９，１０の故障有無を判定することも可能となる。このため、レバー位置検出装置５が故障した際には、このレバー位置検出装置５の作動を止めてレンジ位置検出を強制的に停止することから、レンジ位置が誤検出される可能性が低くなり、レバー位置検出装置５の高い信頼性を確保することが可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）磁気抵抗センサ９，１０の各々の単独出力である検出信号Ｓａ，Ｓｂと、これら検出信号Ｓａ，Ｓｂの出力差分Ｓｘとの信号組み合わせにより、セレクトレバー４のレンジ位置を検出するので、セレクトレバー４の５つの操作位置レンジを検出するに際し、必要となる磁気抵抗センサとバイアスマグネットとが各々２つずつで済む。このため、少ない部品でセレクトレバーの操作位置レンジを検出することができる。

（２）この種のレバー位置検出装置５においては、周囲の使用環境変化によって自身が高温になったりすることがあり、このような状態になると、磁気抵抗センサ９，１０の出力特性にも影響が生じる場合があり、その一例としては例えば磁気抵抗センサ９，１０の検出信号Ｓａ，Ｓｂであるアナログ信号の振幅スケールが通常よりも小さくなったりするなどの影響が生じる可能性も否定できない。ここで、例えば磁気抵抗センサ９，１０の検出信号Ｓａ，Ｓｂや出力差分Ｓｘそのものの値を使用してセレクトレバー４のレンジ位置を検出することも考えられるが、この方法を用いると、検出信号Ｓａ，Ｓｂに振幅スケール変化が生じた場合、正確なレンジ位置検出ができず、これは大きな問題となる。しかし、本例のように検出信号Ｓａ，Ｓｂや出力差分Ｓｘをデジタル信号に変換してこのデジタル信号を用いてセレクトレバー４のレンジ位置検出を行えば、デジタル信号変換時に振幅スケール変化が吸収されることになるので、レンジ位置検出に際して正確な位置検出精度を確保することができる。

（３）セレクトレバー４が所定のレンジ位置からその隣のレンジ位置に移動する際、第１矩形波信号Ｒａ、第２矩形波信号Ｒｂ及び差分矩形波信号ＲｘのＨＬレベルは、その中の１つのみ切り換わる。このため、仮にこれら信号Ｒａ〜Ｒｘのうち２つのＨＬレベルが切り換わるとしてしまうと、その切り換わりタイミングを２つ同時にするのは部品配置位置や設計上、難しいことから、例えば２つのうち先に切り換わった信号値をラッチしておくなどの複雑なレバー位置判定処理が必要となり、実用化するのは現実的でない。しかし、本例のようにレンジ位置切り換わりの際には、３つの信号Ｒａ〜Ｒｘのうち１つのみ切り換わるようにすれば、この信号切り換わり時点をレバー位置切り換わりタイミングとして認識することが可能となるので、複雑なレバー位置判定処理を用いなくとも、セレクトレバー４のレンジ位置を検出することができる。

（４）磁気抵抗センサ９，１０に設けるフルブリッジ回路１１ａを対とすることにより、これら磁気抵抗センサ９，１０を２重系対応のセンサとすれば、セレクトレバー４のレンジ位置検出に際し、これら磁気抵抗センサ９，１０の故障有無を判定することもできる。このため、レバー位置検出装置５が故障した際には、このレバー位置検出装置５の作動を止めてレンジ位置検出を強制的に停止すれば、レンジ位置の誤検出が発生難くなり、レバー位置検出装置５の高い信頼性を確保することができる。

なお、実施形態はこれまでの構成に限定されず、以下の態様に変更してもよい。
・磁気抵抗センサ９，１０は、必ずしもパッケージが別々の別部品であることに限定されない。例えば、図８に示すように１つのパッケージ３１内にある一つの基板３２に、第１磁気抵抗センサ９のフルブリッジ回路１１ａ（２重系も含む）と第２磁気抵抗センサ１０のフルブリッジ回路３３ａ（２重系も含む）とを設けることにより、２つの磁気抵抗センサ９，１０を一部品としてもよい。２つの磁気抵抗センサ９，１０を一部品化する程度であれば、通常用いていたパッケージをそのまま使用可能であることから、大幅な設計変更無く磁気抵抗センサ９，１０を一部品化することができ、更なる部品点数削減や部品コスト削減に効果がある。

・セレクトレバー４の操作方向は、装置本体２の長さ方向に案内溝３が延びる縦方向に限定されず、これは案内溝３が装置本体２の幅方向に延びる横方向でもよい。また、セレクトレバー４の操作方向は、案内溝３が真っ直ぐ延びる一直線式に限らず、縦方向溝と横方向溝とを組み合わせて成る交差式でもよい。

・セレクトレバー４がレンジ操作される際、これとともにカウンタマグネット８もこれに同期して動くが、この時のカウンタマグネット８の移動は、直線運動や円弧運動のどちらの動きをとってもよい。

・カウンタマグネット８がセレクトレバー４に取り付けられ、磁気抵抗センサ９，１０（バイアスマグネット６，７）が装置本体２に取り付けられることに限定されず、この組み合わせは逆でもよい。

・バイアスマグネット６，７及び磁気抵抗センサ９，１０の数は、必ずしも各々２つに限定されず、セレクトレバー４のレンジ数に合わせ、例えば３つや４つ設けてもよい。
・磁気センサは、必ずしもＭＲＥから成る磁気抵抗センサに限らず、磁界変化を検出できるものであれば、その種類は特に問わない。

・本例のレバー位置検出装置５は、必ずしも車両のセレクトレバー装置１に採用されることに限定されず、固定部材に対して移動する可動部材の位置を検出するものであれば、その採用対象は特に限定されない。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（１）請求項１〜４のいずれか一項において、前記磁気センサ及び前記第２磁石は各々組を成して２つずつ設けられ、前記磁気センサは、磁界変化に対する前記出力値として周期が１８０度の当該出力値を、少なくとも５位置の検出ポジションを可能となる位相差で出力する。この場合、５位置の検出ポジションを検出するに際し、磁気センサと第２磁石とが２つずつで済むことから、部品数削減やコスト削減に非常に効果が高い。

一実施形態におけるセレクトレバー装置の外観を示す斜視図。レバー位置検出装置の概略構成を示す斜視図。マグネットから磁気抵抗センサに付与される磁界状態を示す模式図。レバー位置検出装置の電気的構成を示すブロック図。磁気抵抗センサが出力する検出信号を示す波形図。磁気抵抗センサの検出信号をデジタル変換した後のタイミングチャート。磁気抵抗センサを２重系とした際の概略構成を示す平面図。別例における磁気抵抗センサの概略構成を説明するための模式図。

符号の説明

２…固定部材としての装置本体、４…可動部材としてのセレクトレバー、６，７…第２磁石としてのバイアスマグネット、８…第１磁石としてのカウンタマグネット、９，１０…磁気センサとしての磁気抵抗センサ、９ａ，１０ａ…検知面、１１ａ，１１ｂ，３３ａ…磁気検出素子としてのフルブリッジ回路、１２…位置判定手段としてのレバー位置判定ＥＣＵ、Ｈ…磁界、Ｓａ，Ｓｂ…出力値としての検出信号、Ｓｘ…差分値としての出力差分、Ｋａ〜Ｋｘ…閾値。

Claims

固定部材及び可動部材の一方に第１磁石を設け、これらの他方に複数の磁気センサを設け、前記固定部材及び前記可動部材のうち前記磁気センサを設けた側に、当該磁気センサと組を成すように同じ数の第２磁石を設け、前記可動部材の移動に伴い前記第１磁石及び前記磁気センサの間の位置関係が変わることで前記磁気センサに付与される磁界状態が変化し、当該磁界変化により値が変わる前記磁気センサの出力値を用いて前記可動部材の位置を検出する磁気式位置検出装置において、
複数ある前記磁気センサの各出力値と、当該出力値の差である出力差分値とを用いて前記可動部材の位置を検出する位置判定手段を備えたことを特徴とする磁気式位置検出装置。
前記各磁気センサは、磁界変化に対する前記出力値としてアナログ信号を出力し、前記位置判定手段は、前記磁気センサから取得した複数の前記アナログ信号と、これら当該アナログ信号の差から求まる前記出力差分値とを、予め設定された閾値を基準にハイレベル又はローレベルを決めるデジタル信号に各々変換し、複数の前記デジタル信号の信号レベルの組み合わせにより、前記可動部材の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の磁気式位置検出装置。
複数の前記デジタル信号の信号組み合わせは、前記可動部材がある検出ポジションからその隣の検出ポジションに移動する際、複数の前記デジタル信号のうちの１つのみ信号レベルが切り換わることを特徴とする請求項２に記載の磁気式位置検出装置。
前記磁気センサは、磁気感知体である磁気検出素子が同じ値の前記出力値を出力可能な状態で磁界検知面に複数組設けられ、前記位置判定手段は、前記磁気検出素子から取得した複数の前記出力値を用い、前記可動部材の位置を２重系で検出することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の磁気式位置検出装置。