JP2019064312A - シフトレバー位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シフトレバー位置検出装置を小形にする。【解決手段】シフトレバー位置検出装置は、縦方向と横方向に移動するシフトレバーの動きに応じて固定軸周りで回動する回動リンク28と、回動リンク28に装着された位置検出用磁石46A,46Bと、位置検出用磁石46A,46Bにより生じる磁束の向きに応じた値の信号を出力する磁気センサ36と、磁気センサ36の出力した信号に基づきシフトレバーの位置を検出する制御部を有する。【選択図】図6
Description
本発明は、車両のシフトレバーの位置を検出する装置に関する。
車両には、変速機の動作状態を選択するためのシフトレバーが備えられている。変速機が手動変速機の場合は、シフトレバーによってギア段が選択される。自動変速機の場合は、車両が前進する走行モード、後退走行するモード、エンジンブレーキを強くきかせるモード、中立状態などをシフトレバーにより選択する。
近年、シフトレバーの位置を電気信号として出力する装置が提案され、また実用化されている。図13に記載されたシフトレバー装置100は、シフトレバー102の動きに応じて並進移動する磁石104と、磁石104の磁束を検出する固定された磁気センサ106とを備えている。磁石104の位置に応じて変化する磁束を磁気センサ106により検出し、この検出値に基づきシフトレバー102の位置が検出される。図14には、磁石のX方向の移動範囲Rx、Y方向の移動範囲Ryが示されている。
下記特許文献1には、シフトレバーの動きに応じて並進移動する磁石(10)と、磁石(10)の位置を検出する固定されたホールIC(21〜23)が示されている。なお、上記の( )内の符号は、下記特許文献1にて用いられた符号であり、本願の実施形態で用いられる符号とは関連しない。
磁石が並進移動する場合、移動範囲が広くなり装置外形が大形化する。本発明は、シフトレバー位置検出装置の小形化を図る。
本発明に係るシフトレバー位置検出装置は、縦方向と横方向に移動するシフトレバーの動きに応じて固定軸周りで回動する回動リンクと、回動リンクに装着された位置検出用磁石と、位置検出用磁石により生じる磁束の向きに応じた値の信号を出力する少なくとも1つの磁気センサと、磁気センサの出力した信号に基づきシフトレバーの位置を検出する制御部とを有する。
位置検出用磁石は、回転平面内で、N極とS極が対向するように配置された1対の磁石であり、磁気センサは、回転平面内における位置が、1対の位置検出用磁石に挟まれる位置であることが好ましい。
回転リンクは係合溝を有し、シフトレバーは回転リンクの係合溝に係合する係合ピンを有することが好ましく、シフトレバーの動きに応じて係合ピンは係合溝内を移動しつつ、回動リンクを回動させることが好ましい。
磁気センサを複数個とし、基板の表裏に配置することができる。
位置検出用の磁石を固定軸周りで回動する回動リンクに装着することにより、磁石を並進移動する構成に比べて、装置を小形にすることができる。また、磁気センサが、固定軸周りで回動する回動リンクに装着された磁石の磁束を検出するものとしたことにより、シフトポジションごとに磁気センサを配置するのに比べセンサの数を減らすことができる。
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図1はシフトレバー位置検出装置10の外観を示す斜視図、図2はシフトレバー位置検出装置10の要部構成を示す分解斜視図、図3は、図1に示すA−A線による縦断面図である。なお、上下左右などの向きおよび方向を表す語句は、該当する図における向きおよび方向を示し、装置の使用態様における向きには関連しない。
シャフト12には不図示のシフトレバーが結合され、シャフト12は運転者のシフトレバーの操作に応じて移動する。シャフト12は、スライドブロック14に結合され、これらは一体に1つの平面内で移動する。以下、この平面をスライド平面と記す。スライドブロック14は、スライドブロック本体16とスライドブロック本体16の上下にそれぞれ固定される上側スライド板18、下側スライド板20を有する。スライドブロック14は、ケース22内に配置され、ケース22の上方の開口は上面蓋24により覆われる。上面蓋24には、シフトレバーの移動パターンに対応するパターン溝24aが形成されている。図3に示されるように、スライドブロック14は、ケース22の底面と上面蓋24に上下を挟まれて上下方向の動きを拘束され、上下方向に垂直な面内での移動のみ許容される。この面が前述のスライド平面である。
ケース22の下部には、ケース22に固定された固定軸26が設けられ、この固定軸26周りに回動可能に回動リンク28が配置されている。回動リンク28は、係合溝30aが設けられたガイド片30を有し、係合溝30aには、スライドブロック本体16に設けられ、下方に延びる係合ピン32が係合している。ケース22および回動リンク28の下には、基板34が配置されている。基板34の上面には、回動リンク28の下面に対向するように磁気センサ36が実装されている。磁気センサ36は、この磁気センサ36を通過する磁束の強さ、向きに応じて出力する電気信号の値が変化する。なお、磁気センサ36は、信頼性を確保するために複数個(この実施形態では4個)が配置されているが、1個のみでシフトレバーの位置検出は可能である。また、基板34の下面には、磁気センサ36を制御部38と電気的に接続するためのコネクタ40が実装されている。
複数個の磁気センサ36を基板34の上面および下面に配置するようにしてもよい。基板34の上面に磁気センサ36が配置される領域と、下面に配置される領域が背中合わせになるようにすることが好ましい。上面と下面にそれぞれ配置される磁気センサ36同士が、基板の同じ位置に、つまり基板を挟んで背中合わせの配置になるようにしてもよい。基板34の表裏に磁気センサ36を配置することにより、基板34の一面のみに同数の磁気センサ36を配置する場合に比べて、磁気センサ36を配置するための基板34上の領域を小さくすることができる。
図4は、回動リンク28と、基板34の、回動リンク28に対向する部分の詳細を示す断面図である。回動リンク28は、固定軸26に嵌合する筒状部42と、筒状部42の下方に結合された磁石保持部44と、筒状部42から半径方向外側に延びるガイド片30を有する。前述のようにガイド片30には、係合溝30aが設けられ、係合溝30aは半径方向に沿って延びている。磁石保持部44には、2個の磁石46が固定配置されている。2個の磁石46は、一方の磁石46AのS極と、他方の磁石46BのN極が対向するように間隔を空けて配置されている。回動リンク28の固定軸26周りの回動に伴って磁石46も回動する。磁石46は、固定軸26に直交する平面内で回動する。この平面を回動平面と記す。この実施形態においては、回動平面は前述のスライド平面と平行である。基板34上の磁気センサ36の回動平面における位置、つまり磁気センサ36を回動平面に正投影したときの位置は、磁石46に挟まれる位置となっている。
前述のように上面蓋24にはパターン溝24aが形成されており、シャフト12は、このパターン溝24aに沿って移動する。このパターン溝24aに従ったシフト操作パターン48が図5に示されている。この実施形態のシフト操作パターン48は、横方向の動きと縦方向の動きを組み合わせたパターンであり、小文字の「h」の形に類似するパターンである。
図5中の「H」の位置がホームポジション(以下、Hポジションと記す。)であり、シフトレバーを他のポジションに移動させた後、手を離すとシフトレバーはこのポジションに復帰する。Hポジションからシフトレバーを右に操作した位置が中立ポジション(以下、Nポジションと記す。)であり、原動機と駆動輪が切断され、原動機の動力が駆動輪に伝達されないポジションである。Nポジションから下にシフトレバーを操作した位置がドライブポジション(以下、Dポジションと記す。)であり、前進時のポジションである。Nポジションから上にシフトレバーを操作した位置がリバースポジション(以下、Rポジションと記す。)であり、後退時のポジションである。Hポジションから下にシフトレバーを操作した位置がブレーキポジション(以下、Bポジションと記す。)であり、アクセルペダルを戻したときにブレーキが強く作用するポジションである。
シャフト12がパターン溝24aに沿って動くと、シャフト12と一体のスライドブロック14、さらにはスライドブロックの一部である係合ピン32も同様の動きをする。したがって、係合ピン32も図5に示すh形のシフト操作パターン48で移動する。
図6および図7は、シフト操作パターン48に沿って移動する係合ピン32と、回動リンク28の回動位置を関連付けて示す図である。図6,7は、図1等の下方から見た状態を示しており、そのためシフト操作パターン48は、図5に示す形状とは左右反転した状態で示されている。図6の(a−1),(b−1),(c−1)および図7の(d−1),(e−1)では、係合ピン32と、係合溝30aの関係を明瞭にするために、磁石保持部44および磁石46を省略している。また、図6の(a−2),(b−2),(c−2)および図7の(d−2),(e−2)には、磁石46A,46Bと、磁気センサ36の位置関係が示されている。
図6の(a−1),(a−2)がHポジションの状態を示し、(b−1),(b−2)がNポジションの状態を示し、(c−1),(c−2)がDポジションの状態を示している。また、図7(d−1),(d−2)がRポジションの状態を示し、(e−1),(e−2)がBポジションの状態を示している。図示されるように、係合ピン32は、シフト操作パターン48に沿って移動すると、係合溝30aに対しても移動し、かつ回動リンク28および磁石46が回動する。各ポジションに対応して、磁石46A,46Bの回動位置が定まる。
磁石46A,46Bの回動と共に、磁石46B(N極)から磁石46A(S極)に向かう磁束も回動し、磁気センサ36を貫く磁束の向きも回動する。これによって、磁気センサ36が出力する電気信号の値が変化する。よって、磁気センサ36の出力値と、回動リンク28の回動位置およびシフトレバーの位置とを対応付けることができる。
図8〜10は、係合ピン32の位置(つまりシフトレバーの位置)と1つの磁気センサ36の出力値の関係を示す図である。図8は、係合ピン32がHポジションとNポジションの間に位置するときの磁気センサ36の出力値を示す図である。図において左端がHポジションであり、右端がNポジションである。図示されるように、Nポジションの出力値が、Hポジションの出力値より低くなっている。
図9は、係合ピン32がRポジションとDポジションの間に位置するときの磁気センサ36の出力値を示す図である。図において左端がRポジションであり、右端がDポジションであり、中間点がNポジションである。図示されるように、Nポジションの出力値が、Rポジションより低く、Dポジションより高くなっている。また、Rポジションの出力値は、Hポジションより低い。
図10は、係合ピン32がHポジションとBポジションの間に位置するときの磁気センサ36の出力値を示す図である。図において左端がBポジションであり、右端がHポジションである。図示されるように、Bポジションの出力値が、Hポジションの出力値より高くなっている。
制御部38は、磁気センサ36の出力値に基づき、シフトレバーの位置、さらにシフトレバーがどのポジションに操作されたかを判断する。
シフトレバーをHポジションからDポジションに操作した場合、磁気センサ36の出力値は、Nポジションに移動する過程で連続的に低下し、NポジションからDポジションに移動する過程でも更に連続的に低下する。これに対し、シフトレバーをHポジションからRポジションに操作した場合は、出力値は、Nポジションまでは低下するが、NポジションからRポジションへ移動する過程では、連続的に上昇する。この違いから、Dポジションへの操作か、Rポジションへの操作かが区別できる。
シフトレバーをHポジションからNポジションに操作した後、手を離すとHポジションに復帰する。この場合、磁気センサ36の出力値は、一旦低下した後、上昇し、元の値に復帰する。出力値が、低下の後、上昇するのは、Rポジションへの操作と同じであるが、上昇の終端の値がRポジションに比べて高くなるので、Nポジションへの操作であることが判断できる。
シフトレバーをHポジションからBポジションに操作した場合、磁気センサ36の出力値は、上昇する。これにより、他のポジションへの操作と区別ができる。
この実施形態と異なりシフトレバーが操作したポジションで固定される場合、各ポジションにおける磁気センサ36の出力値に基づきポジションを区別することができる。
図11は、磁石46A,46Bの移動範囲Rx,Ryを示している。磁石46A,46Bを回動することにより、並進移動の場合に比べて移動範囲が小さくなることが理解できる。
図12は、シフトレバーの縦横の移動を磁石の回動に変換する機構の他の例である。前述の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。図12の変換機構は、係合ピン32に旋回可能に結合されたスライドロッド50と、回動リンク28に結合され、円筒内壁面を有するスリーブ52を含む。スライドロッド50は、スリーブ52を貫通し、スリーブ52に対しスライド可能である。シフトレバーの操作により、係合ピン32が移動すると、スライドロッド50も移動するが、スライドロッド50はスリーブ52と係合しているために、係合ピン32を軸として旋回し、その方向が変化する。この方向の変化に合わせてスリーブ52および回動リンク28が回動する。回動リンク28の回動と共に、磁石46A,46Bも回動する。各ポジションにおける磁石46A,46Bの回動位置は、図6,7に示された位置と同じである。
上述の実施形態では、h形のシフト操作パターンについて説明したが、このパターンに限らず、横方向と縦方向の移動を組み合わせた他のパターン、例えば「H」形パターンに本発明を適用することもできる。
10 シフトレバー位置検出装置、12 シャフト、14 スライドブロック、16 スライドブロック本体、18 上側スライド板、20 下側スライド板、22 ケース、24 上面蓋、24a パターン溝、26 固定軸、28 回動リンク、30 ガイド片、30a 係合溝、32 係合ピン、34 基板、36 磁気センサ、38 制御部、40 コネクタ、42 筒状部42、44 磁石保持部、46 磁石、48 シフト操作パターン、50 スライドロッド、52 スリーブ。
Claims (4)
- 縦方向と横方向に移動するシフトレバーの動きに応じて固定軸周りで回動する回動リンクと、
回動リンクに装着された位置検出用磁石と、
位置検出用磁石により生じる磁束の向きに応じた値の信号を出力する少なくとも1つの磁気センサと、
磁気センサの出力した信号に基づきシフトレバーの位置を検出する制御部と、
を有する、シフトレバー位置検出装置。 - 請求項1に記載のシフトレバー位置検出装置であって、
位置検出用磁石は、回動平面内で、N極とS極が対向するように配置された1対の磁石であり、
磁気センサは、回動平面内における位置が、1対の位置検出用磁石に挟まれる位置である、
シフトレバー位置検出装置。 - 請求項1または2に記載のシフトレバー位置検出装置であって、
回動リンクは係合溝を有し、シフトレバーは回動リンクの係合溝に係合する係合ピンを有し、シフトレバーの動きに応じて係合ピンは係合溝内を移動しつつ、回動リンクを回動させる、
シフトレバー位置検出装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のシフトレバー位置検出装置であって、磁気センサの個数が複数であり、基板の表裏に配置される、シフトレバー位置検出装置。
Priority Applications (1)
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JP2017188724A JP2019064312A (ja) | 2017-09-28 | 2017-09-28 | シフトレバー位置検出装置 |
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WO2023008312A1 (ja) * | 2021-07-30 | 2023-02-02 | ミネベアミツミ株式会社 | シフト装置 |
WO2023008311A1 (ja) * | 2021-07-30 | 2023-02-02 | ミネベアミツミ株式会社 | シフト装置 |
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