JP2009170361A - レバースイッチ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このレバースイッチ装置は、車両に設けられた操作レバー200、第1のロータリノブ、及び第2のロータリノブの操作を通じてターンシグナルランプやヘッドライト等のスイッチングを操作する。ここでは、操作レバー200及び第2のロータリノブの操作に伴って変位する磁石301と、第1のロータリノブの操作に伴って変位する補助磁石306と、磁石301の磁界強度の大きさに応じた電圧を出力するGMRセンサ307a,307b,308a,308bと、補助磁石306の磁界の向きに応じた電圧を出力するMRセンサ309とを設ける。そして、これらセンサのそれぞれの出力電圧に基づいて操作レバー200等が操作された位置を検出する。
【選択図】図14
Description
まず、図1は、先の図24に対応する図として、本実施形態にかかるレバースイッチ装置の斜視構造を示したものである。
図2は、同レバースイッチ装置についてそのレバーユニット本体100の部分を分解した分解斜視構造を示したものである。
同図2に示されるように、このレバーユニット本体100では、そのケースが、下部が開口した中空箱体状に形成されたアッパケース110と、同アッパケース110の開口部に取り付けられるロアケース111との分割体として構成されている。そして、このケース内には、上記操作レバー200の基端部に設けられる軸部230を支持する部分として軸受け部120が設けられている。ここで、この軸受け部120は、ねじ123によって上記アッパケース110に締結されて固定されるロアカバー122と、このロアカバー122及び上記アッパケース110により狭持されるかたちで設けられるアッパカバー121とから構成されている。ここで、アッパカバー121は右側部及び下部が開口した中空箱体状に形成されるとともに、そのx軸方向の両側壁に貫通孔121bをそれぞれ有している。そして、この貫通孔121bには、上記操作レバー200の軸部230のx軸方向の両側面に形成される突出部230aが内側から摺動回転可能に嵌合されている。すなわち、操作レバー200は、突出部230aを支点としてy軸方向に回動可能に軸支されている。また、操作レバー200の軸部230の先端部には適宜のスプリング(図示略)によって外方に付勢される節度ピース230bが設けられており、この節度ピース230bの先端部がアッパカバー121の内周面に当接している。ちなみに、操作レバー200がy軸方向に回動する際に節度ピース230bがこのアッパカバー121の内周面に当接しつつy軸方向に回動することで、操作レバー200のy軸方向の操作について節度感が付与される構造となっている。また、このアッパカバー121には、その上面に突出部121aが形成されており、この突出部121aが上記アッパケース110の内周面に形成される凹部(図示略)に嵌合している。すなわち、アッパカバー121及び操作レバー200が、突出部121aを支点としてx軸方向に回動可能に軸支されている。また、このアッパカバー121には、その左側の部分に、スプリング133及び節度ピース132を収容するための収容空間121cが開口して形成されており、この収容空間121cにスプリング133を介して収容された節度ピース132が同スプリング133の弾性力により外方に付勢されている。そして、アッパケース110の左側の部分には、この節度ピース132が当接する節度部材131が取り付けられている。この節度部材131には、x軸方向に沿って略V字状の当接面131aが形成されており、操作レバー200がx軸方向に回動する際に節度ピース132が当接面131aに当接しつつx軸方向に回動することで、操作レバー200のx軸方向の操作について節度感が付与される構造となっている。一方、操作レバー200の軸部230は四角枠状に形成されており、その内部に操作レバー200のx軸方向及びy軸方向のそれぞれの傾動操作、第1のロータリノブ210のα軸方向の回動操作、及び第2のロータリノブ220のβ軸方向の回動操作を検出するための検出機構300が設けられている。そして、この検出機構300が、ねじ302よってロアカバー122に締結されて固定されている。
次に、図3を参照して、操作レバー200及び検出機構300の構造について詳細に説明する。
同図3に示されるように、操作レバー200では、上記第1のロータリノブ210に、上記操作レバー200の長手方向の中心軸mに沿った方向、すなわちx軸方向とy軸方向とに直交するz軸方向に延設される回転軸240が取り付けられている。また、この回転軸240の先端側の部分には、同回転軸240と一体となって矢印α1,α2で示す方向に回転するとともに、上記軸部230に相対回転可能に取り付けられる回転部231が連結されている。すなわち、第1のロータリノブ210が矢印α1,α2で示す方向に回動すると、同第1のロータリノブ210とともに回転軸240及び回転部231も矢印α1,α2で示す方向に回動する。ちなみに、この第1のロータリノブ210は、その矢印α1,α2で示す方向への操作について節度感を付与する構造を有している。また、回転軸240は、その中央部付近にx軸方向において互いに反対側に突出した2つの突出部241を有するとともに、上記第2のロータリノブ220に挿通されるかたちで配設されている。一方、第2のロータリノブ220には、斜方状の溝220aが形成されており、この溝220aに突出部241がそれぞれ嵌合している。そして、第2のロータリノブ220が矢印β1,β2で示す方向に回動する際、突出部241が溝220aに沿って移動し、これによって回転軸240がz軸方向に変位する。ちなみに、この第2のロータリノブ220も、そのβ軸方向への操作について節度感を付与する構造を有している。
同図4(a)に示されるように、この検出機構300では、基板305が、上記磁石301に対向する側に設けられる第1の基板305aと上記補助磁石306に対向する側に設けられる第2の基板305bとから構成されている。ここで、第1の基板305aの上記磁石301に対向する側の面には、同磁石301の磁界強度を検出する検出手段として、磁石301の磁界強度の大きさに応じた電圧を出力する4つの巨大磁気抵抗効果(GMR)センサ307a,307b,308a,308bがそれぞれ設けられている。ここで、これら4つのGMRセンサ307a,307b,308a,308bにあっては、上記操作レバー200が中立位置にあるときの磁石301の位置を中心として、一対のGMRセンサ307a,307bがx軸方向に沿って点対称に、また、一対のGMRセンサ308a,308bがy軸方向に沿って点対称にそれぞれ設けられている。一方、第2の基板305bの上記補助磁石306に対向する側の面には、同補助磁石306の磁界の向きを検出する補助検出手段として、同補助磁石306の磁界の向きに応じた電圧を出力する磁気抵抗効果(MR)センサ309が設けられている。ちなみに、上記補助磁石306は、このMRセンサ309とz軸方向に所定間隔をおいて配設されている。また、図4(b)に示すように、磁石301はz軸方向にN極、S極の順に磁極を有して全体として円筒状に形成されている。一方、図4(c)に示すように、補助磁石306はz軸方向にS極、N極の順に磁極を有する部分と、同じくz軸方向にN極、S極の順に磁極を有する部分とが接合されて全体として円筒状に形成されている。
ここで、図7(a),(b)は、上記検出機構300の断面構造及び第2のロータリノブ220の側面構造をそれぞれ示したものである。なお、同図7(a)では、第2のロータリノブ220が基準位置Pβ0にある状態での上記磁石301の端面の位置をポジションPz0にて示している。また、この図7(a)では、第2のロータリノブ220が基準位置Pβ0から上記矢印β1で示す方向にそれぞれ所定角度だけ回動した位置を回動位置Pβ1,Pβ2にて示している。なお、第2のロータリノブ220は、前述の節度を付与する機構等を通じて基準位置Pβ0及び回動位置Pβ1,Pβ2のそれぞれの位置でその位置が保持される。
・電圧値Vpz1及び電圧値Vpz2の中央値((Vpz1+Vpz2)/2)を閾値Vβ2として設定する。
ここで、図10は、レバースイッチ装置の上記ケース110,111を省略した部分についてその平面構造を示したものである。なお、同図10では、操作レバー200の中心軸mが中立位置にある状態をポジションP0として、同中心軸mが突出部121aを中心に矢印x1で示す方向に所定角度だけ傾いた状態(位置)をポジションPx1にて、さらに同ポジションPx1から矢印x1で示す方向に所定角度だけ傾いた状態(位置)をポジションPx2にてそれぞれ示している。また、同図10では、同じくポジションP0を中立位置として、操作レバー200の中心軸mが矢印x2で示す方向に所定角度だけ傾いた状態(位置)をポジションPx3にて、さらに同ポジションPx3から矢印x2で示す方向に所定角度だけ傾いた状態(位置)をポジションPx4にて示している。
・磁石301がポジションPx1に対応する位置にあるときの電圧値Vxd1及び電圧値Vxd0の中央値((Vxd1+Vxd0)/2)を閾値Vx3として設定する。
そして、上記車両制御装置400では、検出された出力電圧の差分値Vxdとこれら閾値Vx1〜Vx4とを比較することで、以下のようにして操作レバー200の中心軸mの矢印x1,x2で示す方向の位置を検出する。
ここで、図14は、レバースイッチ装置についてその部分断面構造を示したものである。なお、同図14では、これも操作レバー200の中心軸mが中立位置にある位置をポジションP0として、同中心軸mが突出部230aを中心に矢印y1で示す方向に所定角度だけ傾いた状態(位置)をポジションPy1にて、また、矢印y2で示す方向に所定角度だけ傾いた状態(位置)をポジションPy2にてそれぞれ示している。なお、同図14でも、先の図10と同様に、操作レバー200が基準位置で保持されている状態を示している。
そして、上記車両制御装置400では、検出された出力電圧の差分値Vydとこれら閾値Vy1,Vx2とを比較することで、以下のようにして操作レバー200の中心軸mの矢印y1,y2で示す方向の位置を検出する。
ここで、図17は、上記検出機構300の平面構造を示したものである。なお、同図17では、第1のロータリノブ210が基準位置Pα0にある状態での上記回転部231の導出部231aの位置をポジションPc0で示している。また、この図17では、第1のロータリノブ210が基準位置Pα0から上記矢印α1で示す方向にそれぞれ所定角度だけ回動した位置Pα1,Pα2,Pα3での導出部231aの位置をポジションPc1,Pc2,Pc3にて示している。なお、第1のロータリノブ210は、前述の節度を付与する機構等を通じて基準位置Pα0及び回動位置Pα1,Pα2,Pα3のそれぞれの位置でその位置が保持される。
同図18に示されるように、MRセンサ309の出力電圧Vαはサインカーブに近似する態様にて変化し、導出部231aがポジションPc0で示す位置にあるときに電圧値Vpc0を示すとともに、同導出部231aがポジションPc3で示す位置に近づくほど大きくなる。ここで、本実施形態にかかるレバースイッチ装置では、このようにして変化する出力電圧Vαに対し、以下のようにして閾値Vα1〜Vα3を設定するようにしている。
・導出部231aがポジションPc2で示す位置にあるときの電圧値Vpc2及び電圧値Vpc1の中央値((Vpc2+Vpc1)/2)を閾値Vα2として設定する。ちなみに、本実施形態にかかるレバースイッチ装置では、この閾値Vα2は「0(V)」となるように設定されている。
そして、上記車両制御装置400では、検出された出力電圧Vαとこれら閾値Vα1〜Vα3とを比較することで、以下のようにして第1のロータリノブ210の位置を検出する。
まず、図19は、操作レバー200、あるいは第2のロータリノブ220が操作された際に車両制御装置400を通じて実行される各種車載機器のスイッチング操作の制御手順についてその処理内容を示したものであり、以下、この図19を参照してその具体的な制御手順を詳述する。なお、これら図19に示す処理は、実際には所定の演算周期をもって繰り返し実行される。
同図19に示されるように、この制御ではまず、4つのGMRセンサ307a,307b,308a,308bの出力電圧の総和Vzsが算出され(ステップS1)、算出された出力電圧の総和Vzsから先の図9に例示したマップを参照しつつ第2のロータリノブ220の位置が検出される(ステップS2)。なおこの実施形態では、車両制御装置400内のROM等に図9に例示するようなマップが予め記憶されている。そして、この検出された第2のロータリノブ220の位置に基づいて車両のフォグランプ412のスイッチング操作が以下のようにして実行される(ステップS3)。
・第2のロータリノブ220の位置が回動位置Pβ1である旨が判断された場合。この場合には、フォグランプ412がオン操作される。
・操作レバー200の中心軸mの位置がポジションPy1,Py2で示すいずれかの位置である旨が判断された場合。この場合には、車両のディマスイッチ415がオン操作される。ちなみに、操作レバー200の中心軸mの位置がポジションPy1で示す位置である場合には、同操作レバー200の位置が基準位置まで自動復帰するため、車両のヘッドライト410が一時的に上向き操作される、いわゆるパッシング操作が実行される。
(1)磁石301の磁界強度をGMRセンサ307a,307b,308a,308bの出力電圧Vx1,Vx2,Vy1,Vy2として検出し、検出された出力電圧Vx1,Vx2,Vy1,Vy2に基づいて操作レバー200のx軸方向及びy軸方向のそれぞれ操作と第2のロータリノブ220のβ軸方向の操作とを検出するようにした。また、補助磁石306の磁界の向きをMRセンサ309の出力電圧Vαとして検出し、検出された出力電圧Vαに基づいて第1のロータリノブ210のα軸方向の操作を検出するようにした。これにより、運転者による操作レバー200及び第2のロータリノブ220の操作を合計4軸方向で検出することができるようになる。また、こうした4軸方向の操作を検出するための機構を、これら磁石301、補助磁石306、GMRセンサ307a,307b,308a,308b、及びMRセンサ309からなる検出機構300といった構成にまとめるようにした。このため、レバースイッチ装置としての設計の自由度を高めることができるようになる。
・上記実施形態では、操作レバー200がその基準位置及びポジションPx1〜Px4,Py2に対応するそれぞれの位置で保持される構造を有するレバースイッチ装置に本願発明を適用するようにした。これに代えて、例えば操作レバー200がポジションPx1〜Px4,Py2に対応するそれぞれの位置まで傾動するが、外力が除かれた場合には、同レバー200の位置が基準位置まで自動復帰される構造を有するレバースイッチ装置に本願発明を適用することも可能である。同様に、第1のロータリノブ210及び第2のロータリノブ220についても、外力が除かれた場合にそれらの位置が基準位置まで自動復帰されるレバースイッチ装置に本願発明を適用することも可能である。
Claims (6)
- 外力の印加に基づいて2軸方向に操作される操作レバーと、同操作レバーに設けられて外力の印加に基づいて前記操作レバーに対して相対的な位置が変化するかたちで1軸方向に操作される操作部とを備え、前記操作レバー及び前記操作部が操作されたそれぞれの位置に基づいて車載機器のスイッチングを操作するレバースイッチ装置において、
前記操作レバーの基端部に設けられて前記操作レバーの操作に伴って同操作レバーと一体となって前記2軸方向に沿って変位するとともに、前記操作部の操作に伴って前記2軸方向と直交する方向に沿って変位する磁石と、この磁石の変位に伴って同磁石との間の相対的な位置が変化するとともに、同磁石の磁界強度を検出する検出手段とを備え、この検出手段を通じて検出される前記磁石の磁界強度の大きさに基づいて前記操作レバー及び前記操作部が操作された位置を検出する
ことを特徴とするレバースイッチ装置。 - 請求項1に記載のレバースイッチ装置において、
前記操作レバーに設けられて外力の印加に基づいて前記操作レバーの長手方向の中心軸を中心に前記操作レバー及び前記操作部の各々に対して相対的な位置が変化するかたちで1軸方向に回転操作される回動部と、この回動部の回動に伴って同回動部と一体となって回動する補助磁石と、この補助磁石に対して相対回転するとともに、同補助磁石の磁界の向きを検出する補助検出手段とをさらに備え、前記補助検出手段を通じて検出される前記補助磁石の磁界の向きに基づいて前記回動部の回動方向の位置を検出し、この検出された位置に基づいて車載機器のスイッチングをさらに操作する
ことを特徴とするレバースイッチ装置。 - 前記検出手段は、前記磁石の磁界強度の大きさに応じた電圧を出力する4つの巨大磁気抵抗効果センサからなるとともに、これら4つの巨大磁気抵抗効果センサは、前記操作レバーが中立位置にあるときの前記磁石の位置を中心として前記2軸方向のそれぞれの方向に沿って点対称に一対ずつ設けられてなり、これら一対の巨大磁気抵抗効果センサの出力電圧の各値の差分値に基づいて前記操作レバーの2軸方向の位置を検出する
請求項1又は2に記載のレバースイッチ装置。 - 前記4つの巨大磁気抵抗効果センサの出力電圧の各値の総和の値に基づいて前記操作部の1軸方向の位置を検出する
請求項3に記載のレバースイッチ装置。 - 請求項2に記載のレバースイッチ装置において、
前記磁石に対して前記2軸方向に直交する方向に離間して配設される基板をさらに備え、前記検出手段が前記基板の前記磁石に対向する側の面に設けられるとともに、前記補助検出手段が同磁石に対向する側の面の反対側の面に設けられ、前記補助磁石が前記基板の前記磁石に対向する側の面の反対側の面から前記2軸方向に直交する方向に離間して配設されてなる
ことを特徴とするレバースイッチ装置。 - 前記基板が、前記磁石に対向する側に設けられる第1の基板と、前記補助磁石に対向する側に設けられる第2の基板とからなり、同第1の基板の前記磁石に対向する側の面に前記検出手段が設けられるとともに、同前記第2の基板の前記補助磁石に対向する側の面に前記補助検出手段が設けられ、これら第1の基板と第2の基板との間に前記磁石から発せられる磁場と前記補助磁石から発せられる磁場との干渉を抑制するための磁気シールド部材が設けられてなる
請求項5に記載のレバースイッチ装置。
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