JP4820699B2 - シフトレバー装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のシフト操作を運転者に行わせるシフトレバー装置に関し、詳しくは、所謂バイワイヤ式のシフトレバー装置に関する。

従来、オートマチック自動車（車両）用のシフトレバー装置には、メカニカルなリンク機構を利用したシフトチェンジ手段が用いられていた。しかし、近年、急速に進展する車載機器の電子化の要請に応じるため、シフトレバーが位置するシフト位置をセンサを用いて特定するとともに、当該センサの出力信号に応じて所定のアクチュエータを駆動し、シフトチェンジを行う所謂バイワイヤ式のシフトレバー装置が提案されている。

このシフトレバー装置によれば、運転席とエンジンルームとの間に大型且つ複雑なリンク機構を必要とせず、電気的配線を備えるだけでよいため、オートマチック自動車の設計の自由度が格段に高められる。

このようなシフトレバー装置の内で、シフトレバーの基端部にクラッチ部材を介して回動部材が連結され、該回動部材から発せられる磁気をＭＲＥ（Magneto-resistance effect；磁気抵抗効果）センサ（磁気検知素子）を用いて検出し、該磁気の強度に基づきシフトレバーのシフト位置を特定するようにした技術が特許文献１に開示されている。
特開２００３−１５４８６９号公報、図１、第３５段落等

ところが、前記したシフトレバー装置によれば、ＭＲＥセンサの検出対象がシフトレバーに回動部材を介して連結された磁石であるため、当該シフトレバー及び回動部材、回動部材と磁石の組み付け誤差等によってシフトレバーのシフト位置の特定に誤りが生じる虞がある。また、それら回動部材やシフトレバーと別体化された磁石によって構造が複雑化し、シフトレバー装置の簡素化と小型化が困難となる。また、シフトレバーや回動部材は通常鉄等の強磁性体からなるため、それら強磁性体の存在によってＭＲＥセンサによる前記磁石からの磁気の検出を阻害する虞がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、シフトレバーから発せられ、磁気検出センサによって検出された磁気に基づいて前記シフトレバーのシフト位置が正確に特定できるとともに、装置の簡素化と小型化が図れるシフトレバー装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両に備えられ、第１の磁性部材を一体的に有するとともに前記車両の変速機のシフトレンジを切り換えるべく操作されるシフトレバーと、該シフトレバーを支持するハウジングと、シフトレバーのシフト位置を検出するための磁気検出センサと、を備え、前記ハウジングには、所定のパターンに形成され、前記車両のシフト位置に前記シフトレバーを案内して位置させる案内手段が設けられたシフトレバー装置において、前記案内手段の近傍に配設された第２の磁性部材をさらに備え、前記第１の磁性部材及び前記第２の磁性部材の少なくとも一方が磁石により構成され、磁気検出センサが前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材との間に位置することで、前記第１及び第２の磁性部材の協働により生じる磁気変化を検出し、当該検出された磁気変化に基づき前記シフトレバーが位置するシフト位置が特定されるようにし、さらに、前記シフトレバーを回動自在に支持する支持部材と、前記磁気検出センサ及び第２の磁性部材が配設される回路基板と、を備え、前記回路基板は、前記シフトレバーと常時略直交するように車両に設けられ、該回路基板が、前記支持部材よりも前記シフトレバーの操作先端部に近い位置に設けられていること、を要旨とする。

上記請求項１の構成によれば、シフトレバー（第１の磁性部材）と第２の磁性部材との間に磁気検出センサが位置する（第１の磁性部材と第２の磁性部材との間に磁気検出センサが挟み込まれる）ことによって、回動部材やシフトレバーと別体化された磁石等の介在部材を介することなく直接シフトレバーの位置に基づいてそのシフト位置が特定される。この結果、シフトレバーと前記介在部材の組み付け誤差に由来するシフト位置の特定についての誤りが効果的に解消され、シフト位置の特定が正確に行えるようになる（シフト位置の特定の精度が高められる）。また、上記請求項１の構成によれば、シフトレバーが磁気検出センサの検出対象である第１の磁性部材を一体的に有するため、シフトレバーによって第１の磁性部材と第２の磁性部材との間に形成される磁気の検出が阻害されることがなく、これによってもシフトレバーのシフト位置の特定の精度が高められる。また、このように第１の磁性部材がシフトレバーに一体化され、該シフトレバーと別体化された回動部材や磁石を備えないため、装置の構造が簡素化し、それとともに小型化が実現されるようになる。しかも、上記請求項１の構成によれば、シフトレバー（第１の磁性部材）と第２の磁性部材との間に位置するように磁気検出センサを配置することのみで、シフトレバーのシフト位置が正確に特定できるので、ハウジングに設定される多様なシフトパターン（シフトレバーの案内パターン）に柔軟に対応できるようになり、シフトレバー装置の簡素化・小型化が図れる等の該シフトレバー装置の設計の自由度が高められるようになる。
特に、上記請求項１の構成によれば、シフトレバーから発生する磁気を検出する位置が、シフトレバーの回動中心となる支持部材よりもシフトレバーの操作先端部により近い位置に設定されるので、シフトレバーの移動量が大きくなる分、該シフトレバーが位置するシフト位置間の距離が見かけ上大きくなり、磁気検出センサ（ＭＲＥセンサ）を通る磁気が各シフト位置ごとに磁気検出センサに対してなす角度間の差分が明確になるため、シフトレバーのシフト位置の特定がより正確なものとなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシフトレバー装置において、前記磁気検出センサとしてＭＲＥセンサ又はホール素子センサを備えること、を要旨とする。
上記請求項２の構成によれば、ＭＲＥセンサ又はホール素子センサによって、第１の磁性部材及び第２の磁性部材間に発生する磁気を検出する磁気検出センサが構成されるので、これらセンサを第１及び第２の磁性部材の間に配設することで、両部材間に発生する磁気に基づきシフトレバーのシフト位置が簡単且つ正確に特定できるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のシフトレバー装置において、前記シフトレバーが、それ単独で前記第１の磁性部材であること、を要旨とする。
上記請求項３の構成によれば、シフトレバーが、それ単独で第１の磁性部材であるので、シフトレバーの一部に第１の磁性部材を設ける場合と比較して、使用する部品の点数が少なくなり、シフトレバー装置の製作が簡単化されるとともに、その製造コストが削減できるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のシフトレバー装置において、各シフト位置が、縦方向及び横方向の複数個からなるマトリクス状に配列されているとともに、前記磁気検出センサ及び第２の磁性部材が、前記マトリクスの縦方向及び横方向の各方向にそれぞれ沿うように、各方向について各１組ずつ計２組配設され、それらの組み合わせにより前記シフトレバーが位置するシフト位置が特定されること、を要旨とする。

上記請求項４の構成によれば、シフトレバーが位置するシフト位置が、縦方向及び横方向の複数個からなるマトリクス状に配列されている場合に、磁気検出センサ及び第２の磁性部材を、前記マトリクスの縦方向及び横方向の各方向にそれぞれ沿うように、各方向について各１組ずつ計２組配設することで、磁気検出センサ及び第２の磁性部材の使用部品点数を最小限としつつ、しかも、シフトレバーのシフト位置の特定が確実に行えるようになる。

本発明によれば、シフトレバーから発せられ、磁気検出センサによって検出された磁気に基づいて前記シフトレバーのシフト位置が正確に特定できるとともに、装置の簡素化と小型化が図れるシフトレバー装置が提供できるようになる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。本実施形態のシフトレバー装置は、オートマチック自動車（以下、単に「車両」という。）に設けられるものであって、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、前記車両のインストルメントパネルに備えられ、該車両の変速機のシフトレンジを切り換えるべく操作されるシフトレバー１２と、該シフトレバー１２を支持するとともに、そのシフト位置１１ｃを表示するハウジング１１とを備えている。

前記ハウジング１１は、図１（ａ）又は図１（ｂ）に示すように、全体として中空の直方体形状に形成されており、上側に配置される第１のガイドゲート１０１と、下側に配置される第２のガイドゲート１０２とから構成されている。該第１のガイドゲート１０１は、中空の直方体形状に形成され、シフトレバー１２のシフト方向及びセレクト方向にそれぞれ辺々を沿わせる矩形状のシフト位置表示面１１ａと、該シフト位置表示面１１ａに上下に対向した底面１１ｂとを備えている。前記したシフト位置表示面１１ａには、車両のシフト位置１１ｃ，…（図１（ａ）参照）を表示する「Ｒ（リバース）」、「Ｎ（ニュートラル）」、「Ｄ（ドライブ）」、「Ｐ（パーキング）」、及び「Ｂ（回生ブレーキ）」の各装飾文字１１ｃ´が印字されている。また、前記したシフト位置表示面１１ａ及び底面１１ｂには、所定のシフトパターン（ゲートパターン）に形成され、シフトレバー１２が遊挿されるとともに、当該シフトレバー１２を案内して各シフト位置１１ｃに位置させる上下一対の案内スリット(案内手段)１１ｄ，１１ｅが設けられている。尚、図１（ａ）では、前記した「所定のシフトパターン」は、シフト方向及びセレクト方向にそれぞれ伸びる縦横の線分からなる「Ｈ字」形のパターンに形成されている。また、図１（ｂ）では、前記した第２のガイドゲート１０２は、有底四角筒状に形成され、その四角形状の開口部１０２ａが第１のガイドゲート１０１の底面１１ｂの外形に一致するように、当該第１のガイドゲート１０１に対して接合されている。

前記シフトレバー１２は、磁性を有する鉄―クロム合金によって形成され、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、円柱棒状とされている。そして、それ単独で磁性を有する磁性部材（第１の磁性部材）を構成している。尚、図１（ａ）に示すシフトレバー１２には、その操作先端部に円錐台形状のノブ１２ａが一体的に取り付けられ、このノブ１２ａの上面（運転者に正対する面）には、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、「Ｐ」、及び「Ｂ」の各シフト位置１１ｃに対応する装飾文字が、シフトレバー１２の操作方向を示す矢印とともに印字されている。また、図１（ｂ）に示すシフトレバー１２は、ハウジング１１の内部（近傍）に設けられた円筒状支持部材１６ａ（支持部材）に支持され、該円筒状支持部材１６ａを支点（回動中心）としてハウジング１１（第１のガイドゲート１０１）に対して回動自在とされている。詳述すると、前記した第２のガイドゲート１０２に備えられ、シフト方向に対向するように配された側板１０２ｂ，１０２ｃに円柱棒状の軸部材１６がセレクト方向に回転可能に挿通されるとともに、該軸部材１６の中央部に前記円筒状支持部材１６ａが外嵌装着されている。この円筒状支持部材１６ａの上側面には、半円柱状部材１６ｂが一体的に固着されており、該半円柱状部材１６ｂに、シフトレバー１２の基端部に取り付けられた基端部材１２ｂが軸部材１６の軸方向（セレクト方向）に回動可能に枢着されている。このような構成によって、図１（ａ）に示すように、シフトレバー１２が、前記軸部材１６及び円筒状支持部材１６ａを介してハウジング１１に対してセレクト方向に回動可能とされるとともに、円筒状支持部材１６ａに固着された半円柱状部材１６ｂを介してハウジング１１に対してシフト方向に回動可能とされている。さらに、ノブ１２ａの上面に印字された装飾文字及び矢印の表示に従ってシフトレバー１２を操作すると、当該シフトレバー１２を案内スリット１１ｄ，１１ｅに遊挿させた状態で所望のシフト位置１１ｃ，…に位置させることができるようになっている。

前記第１のガイドゲート１０１には、図１（ａ）及び図１（ｂ）を参照して、エポキシ樹脂（非磁性材料）からなり、電子部品が配設される回路基板１３が取り付けられている。さらに詳しくは、該回路基板１３は、全体として角張ったＵ字形状をなし、シフト方向に延びる左右一対の板材部とセレクト方向に延びる板材部とからなる。そして、ガイドゲート１０１の底面１１ｂに対して下方からねじ部材１３ａ，・・・（図１（ａ）では底面１１ｂの四隅に対応して各１本のねじ部材１３ａを使用する。）を介して案内スリット１１ｅを取り囲むように取り付けられている。また、この回路基板１３は、第１のガイドゲート１０１の底面１１ｂと第２のガイドゲート１０２とによって閉塞された空間内に完全に収容されている（図１（ｂ）参照）。尚、図１（ｂ）に示すシフトレバー１２は、上述のようにハウジング１１（車両）に設けられた回路基板１３に対して、常時略直交した状態で移動するようにされている。また、該回路基板１３は、前記した半円柱状部材１６ｂよりもシフトレバー１２の操作先端部（ノブ１２ａ）に近い位置に設けられている。この回路基板１３には、図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図２を参照して、案内スリット１１ｅの近傍に位置するように第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂ（第２の磁性部材）が配設されている。詳述すると、第１の磁石部材１４ａは、シフト方向に延びる左右一対の板材部の内、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の各装飾文字１１ｃ´，…に沿う側の板材部上に配設されているとともに、第２の磁石部材１４ｂは、セレクト方向に延びる板材部の上に配設されている。

前記複数のシフト位置１１ｃ，…は、図１（ａ）及び図２に示すように、縦方向（シフト方向）及び横方向（セレクト方向）の複数個からなるマトリクス状に配列されている。詳しくは、該シフト位置１１ｃ，…は、前記した角張ったＵ字形状の回路基板１３に囲まれ、「Ｈ字」形のパターンとされた案内スリット１１ｅ内に配置されるともに、横方向（セレクト方向）に２行、縦方向（シフト方向）に３列の２行３列のマトリクス状に配列されている。即ち、縦方向（シフト方向）第１行に、「Ｐ」（横方向（セレクト方向）第１列）、「Ｂ」（横方向（セレクト方向）第３列）の各シフト位置１１ｃ，１１ｃが配置されている。また、縦方向（シフト方向）第２行に、「Ｒ」（横方向（セレクト方向）第１列）、「Ｎ」（横方向（セレクト方向）第２列）、「Ｄ」（横方向（セレクト方向）第３列）の各シフト位置１１ｃ，１１ｃ，１１ｃが配置されている。

本実施形態のシフトレバー装置は、図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図２に示すように、第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂを、それぞれシフトレバー１２と第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂとの間に位置するように回路基板１３上に配設する点に特徴を有する。この回路基板１３の回路構成については、図３に示すように、第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂの出力側が、シフト位置ＥＣＵ１７の入力側に電気的に接続されている。これにより、第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂからの出力電圧（電圧値Ｖｏｕｔ）がシフト位置ＥＣＵ１７に入力され、該シフト位置ＥＣＵ１７において、各出力電圧値Ｖｏｕｔの比較や評価がなされる。さらに、シフト位置ＥＣＵ１７の出力側が、動力制御ＥＣＵ１８に接続され、該動力制御ＥＣＵ１８の出力側が、自動変速機１９とエンジン２０に電気的に接続されている。これにより、シフト位置ＥＣＵ１７による前記した比較・評価結果に基づいて特定されたシフトレバー１２のシフト位置１１ｃを含む出力情報が動力制御ＥＣＵ１８に入力され、当該出力情報に従い、この動力制御ＥＣＵ１８によって自動変速機１９が制御され、シフトレンジの変更が機械的に行われる。

これら第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂは、磁気を検出するセンサ素子であって、シフトレバー１２のシフト位置１１ｃを検出するためのセンサ素子である。詳しくは、該ＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂは、所定方向の磁気の変化を検出するセンサ素子である。このようなＭＲＥセンサには、従来周知のように、所定方向の磁気の強度に応じて抵抗値ｒ［Ω］が変化する線状の薄膜強磁性金属（以下、「エレメント」という。）が単数、又は、互いに方向が直交するように複数（２個又は４個、４個の場合はブリッジ状に）組み合わされて配置されている。そして、この抵抗値ｒ［Ω］が電気的に出力電圧値Ｖｏｕｔ［Ｖ］に変換され、外部（シフト位置ＥＣＵ１７）へ出力される。

さらに詳述すると、前記第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂは、図４（ａ）に示すように、基本的に同一の特性を備える第１及び第２のエレメント１０５ａ，１０５ｂを２個組み合わせ、互いに直交させつつ直列に結線して用いる。この場合、第１のエレメント１０５ａ（抵抗値ｒ_１）に対して最も大きな抵抗値変化をもたらす垂直方向の磁気は、第２のエレメント１０５ｂ（抵抗値ｒ_２）に対し、最小の抵抗値変化をもたらす磁気の方向となる。具体的には、第１及び第２のエレメント１０５ａ，１０５ｂの無磁気中の抵抗値をいずれもｒ_０［Ω］、抵抗変化量をそれぞれΔｒ_１［Ω］，Δｒ_２［Ω］、該抵抗変化量の最大値をいずれもΔｒ_ｍａｘ［Ω］、各エレメント１０５ａ，１０５ｂを流れる電流の方向が磁気（の方向）に対してなす角度（方向角）をφ［°］で各々表すことにする。すると、第１及び第２のエレメント１０５ａ，１０５ｂの各抵抗値ｒ_１，ｒ_２［Ω］は、それぞれ、下式（１）、（２）で計算される。

ｒ_１＝ｒ_０−Δｒ_１＝ｒ_０−Δｒ_ｍａｘ×ｓｉｎ^２φ ・・・式（１）
ｒ_２＝ｒ_０−Δｒ_２＝ｒ_０−Δｒ_ｍａｘ×ｃｏｓ^２φ ・・・式（２）
各ＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂの等価回路（ハーフブリッジ）は、図４（ｂ）で示されるようになり、その出力電圧値Ｖｏｕｔ［Ｖ］は、Ｖｃｃ［Ｖ］を電源電圧として、下式（３）で計算される。

Ｖｏｕｔ＝ｒ_１／（ｒ_１＋ｒ_２）×Ｖｃｃ ・・・式（３）
上式（３）に前記した式（１）、（２）を代入し、整理すると、
Ｖｏｕｔ＝（ｒ_０−Δｒ_ｍａｘ×ｓｉｎ^２φ）／（２×ｒ_０−Δｒ） ・・・式（４）
＝Ｖｃｃ／２＋Ｋ×ｃｏｓ（２×φ） ・・・式（５）
ここで、Ｋ＝Δｒ_ｍａｘ／{２×（２×ｒ_０−Δｒ_ｍａｘ）}×Ｖｃｃ。

上式（５）について、横軸に方向角φ［°］、縦軸に出力電圧値Ｖｏｕｔ［Ｖ］をとり、図４（ｃ）にグラフにして示す。このように、所定方向（方向角φ［°］）の磁気の強度が変わると出力電圧値Ｖｏｕｔが変わるので、逆に、出力電圧値Ｖｏｕｔを測定することで、方向角φ［°］が検出されるようになる。

図２に戻り、本実施形態では、第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂ、並びに、第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂが、複数のシフト位置１１ｃ，…から構成される２行３列のマトリクスの縦方向及び横方向の各方向にそれぞれ沿うように、各方向について各１組ずつ計２組配設され、それらの組み合わせによりシフトレバー１２のシフト位置１１ｃが決定されるようになっている。詳述すると、前記磁石部材１４ａ及びＭＲＥセンサ１５ａは、図５（ａ）に示すように、シフトレバー１２が「Ｄ」で示されるシフト位置１１ｃにあるときは、シフト方向に沿う直線ｌ１と、第１のＭＲＥセンサ１５ａを通って第１の磁石部材１４ａ（の中心）と各シフト位置１１ｃ（の中心）とを結ぶ線分との傾斜角θ（以下、単に「傾斜角θ」という。）がθ_１となるように配設されている。同様に、シフトレバー１２が「Ｎ」、「Ｒ」で示される各シフト位置１１ｃ，１１ｃにあるときは、それぞれ傾斜角θ＝θ_２、傾斜角θ＝θ_３となるように、且つ、シフトレバー１２が「Ｂ」、「Ｐ」で示される各シフト位置１１ｃ，１１ｃにあるときは、それぞれ傾斜角θ＝θａ、傾斜角θ＝θｂとなるように配設されている。ここで、各傾斜角θの関係は、ψ_１＜θ_１＜θａ＜θ_２＜θｂ＜θ_３＜ψ_４であって、且つθ_２−θ_１＝θ_３−θ_２＝Δθ（定数）、θａ＜（θ_１＋θ_２）／２（＝ψ_２）、θｂ＞（θ_２＋θ_３）／２（＝ψ_３）である。ここで、図５（ａ）中、傾斜角θ＝ψ_１＝９０°、傾斜角θ＝ψ_４＝１８０°、傾斜角θ＝θ_２＝１３５°である。一方、前記ＭＲＥセンサ１５ｂ及び磁石部材１４ｂは、図５（ｂ）に示すように、シフトレバー１２が「Ｄ」で示されるシフト位置１１ｃにあるときは、シフト方向に沿う直線ｌ２と、第２のＭＲＥセンサ１５ｂを通って第２の磁石部材１４ｂ（の中心）と各シフト位置１１ｃ（の中心）とを結ぶ線分との傾斜角α（以下、単に「傾斜角α」という。）がα_１となるように配設されている。同様に、シフトレバー１２が「Ｎ」、「Ｒ」で示される各シフト位置１１ｃ，１１ｃにあるときは、それぞれ傾斜角α＝α_２、傾斜角α＝α_３となるように、且つ、シフトレバー１２が「Ｂ」、「Ｐ」で示される各シフト位置１１ｃ，１１ｃにあるときは、それぞれ傾斜角α＝α_４、傾斜角α＝α_５となるように配設されている。ここで、各傾斜角αの関係は、ψ_１´（＝９０°）＜α_４＜α_５＜α_３＜α_２＜α_１＜ψ_２´（＝１８０°）であって、且つα_１＋α_４＝α_３＋α_５＝１８０°である。

本実施形態のシフトレバー装置は、以上のように構成され、第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂの第１及び第２のエレメント１０５ａ，１０５ｂを通過する磁気の強度に応じて、該エレメント１０５ａ，１０５ｂの各抵抗値ｒ_１，ｒ_２が変化する。更にそれに応じて各ＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂの出力電圧値Ｖｏｕｔが変わる特性を利用してシフトレバー１２の各シフト位置１１ｃを特定している。詳しくは、第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂ及び第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂを、上述した傾斜角θ、α（図５（ａ）及び図５（ｂ）参照）が、各エレメント１０５ａ，１０５ｂを流れる電流の方向が磁気（の方向）に対してなす角度である方向角φ（図４（ｃ）参照）に一致するように回路基板１３上に配設する。これにより、第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂとシフトレバー１２との間に生じ、且つ第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂを通過する磁気が当該ＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂによって検出され、当該磁気の強度に基づいて、方向角φ［°］、即ち、シフトレバー１２のシフト位置１１ｃ，…が特定されるようになっている。尚、本実施形態では、図４（ｃ）に示した方向角φと出力電圧値Ｖｏｕｔとの関係グラフにおいて、９０°＜φ＜１８０°の範囲の略リニア領域を所定方向の磁気（の変化）の検出、つまり、シフトレバー１２のシフト位置１１ｃ，…の特定に用いている。

この特定方法についてさらに詳述すると、図２を参照して、運転者がノブ１２ａ（図１（ａ）参照）を把持してシフトレバー１２を操作し、案内スリット１１ｅ（１１ｄ）を通して各シフト位置１１ｃに位置させる。例えば、シフトレバー１２を「Ｎ」で示されるシフト位置１１ｃから「Ｄ」で示されるシフト位置１１ｃに位置させたときは、図５（ａ）及び図６（ａ）を参照して、傾斜角θはθ_２からθ_１となり、第１のＭＲＥセンサ１５ａの出力電圧値ＶｏｕｔはＶｏｕｔ_２からＶｏｕｔ_１となる。また、このとき、図５（ｂ）及び図６（ｂ）を参照して、傾斜角αはα_２からα_１となり、第２のＭＲＥセンサ１５ｂの出力電圧値ＶｏｕｔはＶｏｕｔ_２´からＶｏｕｔ_１´となる。

ここで、第１のＭＲＥセンサ１５ａの出力範囲（該出力領域は図４（ｃ）の略リニア領域に対応する。）は、図６（ａ）を参照して、当該第１のＭＲＥセンサ１５ａの出力電圧値Ｖｏｕｔに応じて３つの範囲、即ち、Ｖ_０≦Ｖｏｕｔ＜Ｖ_１の「Ｌ（低電圧）」の範囲、Ｖ_１≦Ｖｏｕｔ＜Ｖ_２の「Ｍ（中電圧）」の範囲、Ｖ_２≦Ｖｏｕｔ＜Ｖ_３の「Ｈ（高電圧）」の範囲にそれぞれ区分している。ここに、Ｖ_０、Ｖ_１、Ｖ_３、Ｖ_３は、傾斜角θがそれぞれψ_１（＝９０°）、ψ_２（＝（θ_１＋θ_２）／２）、ψ_３（＝（θ_２＋θ_３）／２）、ψ_４（＝１８０°）となるときの第１のＭＲＥセンサ１５ａの出力電圧値である。

一方、第２のＭＲＥセンサ１５ｂの出力範囲（該出力領域は図４（ｃ）の略リニア領域に対応する。）は、図６（ｂ）を参照して、当該第２のＭＲＥセンサ１５ｂの出力電圧値Ｖｏｕｔに応じて２つの範囲、即ち、Ｖ_０´≦Ｖｏｕｔ＜Ｖｓの「Ｌ（低電圧）」の範囲、Ｖｓ≦Ｖｏｕｔ＜Ｖ_１´の「Ｈ（高電圧）」の範囲にそれぞれ区分している。ここに、Ｖ_０´、Ｖｓ、Ｖ_１´は、前記した傾斜角αがそれぞれψ_１´（＝９０°）、ψ_２´（＝１３５°）、ψ_３´（＝１８０°）となるときの第２のＭＲＥセンサ１５ｂの出力電圧値である。

したがって、このシフトレバー１２が「Ｄ」のシフト位置１１ｃに位置する場合、ψ_１≦θ_１＜ψ_２（Ｖ_０≦Ｖｏｕｔ＜Ｖ_１）、且つ、ψ_２´≦α_１＜ψ_３´（Ｖ_ｓ≦Ｖｏｕｔ＜Ｖ_１´）となる。このため、第１のＭＲＥセンサ１５ａの出力範囲では、「Ｌ（低電圧）」の範囲（図６（ａ）参照）となり、第２のＭＲＥセンサ１５ｂの出力範囲では、「Ｈ（高電圧）」の範囲（図６（ｂ）参照）にそれぞれ属することになる。

これと同様にして、シフトレバー１２を「Ｂ」、「Ｎ」、「Ｐ」、「Ｒ」で示される各シフト位置１１ｃに位置させた場合についても、各場合に属する第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂの出力範囲の組み合わせが決定される。その結果を下表１に纏めて示す。

上表１より、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、「Ｐ」、及び「Ｂ」のシフト位置１１ｃ，…については、各シフト位置１１ｃが属する第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂの出力範囲の組み合わせがそれぞれ異なるので、該出力範囲の組み合わせに基づいてシフトレバー１２のシフト位置１１ｃが特定されるようになる。例えば、当該ＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂの出力電圧値ＶｏｕｔがそれぞれＶ_１≦Ｖｏｕｔ＜Ｖ_２、Ｖｓ≦Ｖｏｕｔ＜Ｖ_１´となり、該出力範囲の組み合わせが「Ｍ（中電圧）」、「Ｈ（高電圧）」と決定されれば、シフトレバー１２のシフト位置１１ｃが「Ｎ（ニュートラル）」であることが特定されることになる。

以上説明したように、本実施形態のシフトレバー装置によれば、次のような作用・効果を得ることができる。
（１）第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂとシフトレバー１２との間にそれぞれ第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂを位置させる（第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂとシフトレバー１２との間に第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂが挟み込まれる）。これによって、回動部材やシフトレバー１２と別体化された磁石等の介在部材を介することなく直接シフトレバー１２の位置に基づきそのシフト位置１１ｃが特定される。この結果、シフトレバー１２と前記介在部材の組み付け誤差に由来するシフト位置１１ｃの特定の誤りが効果的に解消される。この結果、シフト位置１１ｃの特定が正確に行えるようになる（シフト位置の特定の精度が高められる）。また、本実施形態によれば、シフトレバー１２自体が第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂの検出対象であるため、当該シフトレバー１２によって第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂとシフトレバー１２との間に形成される磁気の検出が阻害されることがなく、これによってもシフトレバー１２のシフト位置１１ｃの特定の精度が高められる。また、このようにシフトレバー１２自体が磁性部材であり、当該シフトレバー１２と別体化された回動部材や磁石を備えないため、装置の構造が簡素化し、それとともに小型化が実現されるようになる。しかも、本実施形態によれば、シフトレバー１２と前記磁石部材１４ａ，１４ｂとの間に位置するようにそれぞれ前記ＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂを配置することのみで、シフトレバー１２のシフト位置１１ｃが正確に特定できる。このため、ハウジング１１に設定される多様なシフトパターン（シフトレバーの案内パターン）に柔軟に対応できるようになり、シフトレバー装置の簡素化・小型化が図れる等の該シフトレバー装置の設計の自由度が高められるようになる。

（２）第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂによって、第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂ及びシフトレバー１２間に発生する磁気を検出する磁気検出センサが構成される。このため、これらセンサを第１及び第２の磁性部材の間に配設することで、当該検出された磁気の方向に基づきシフトレバー１２のシフト位置１１ｃが簡単且つ正確に特定できるようになる。

（３）シフトレバー１２が、それ単独で磁性を有する鉄―クロム合金からなるので、シフトレバー１２の一部に磁性部材を設ける場合と比較して、使用する部品の点数が少なくなり、シフトレバー装置の製作が簡単化されるとともに、その製造コストが削減できるようになる。

（４）シフトレバー１２から第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂに向けて発生する磁気を検出する位置が、シフトレバー１２の回動中心となる円筒状支持部材１６ａよりもシフトレバー１２の操作先端部（ノブ１２ａ）により近い位置に設定される。このため、シフトレバー１２の移動量が大きくなる分、該シフトレバー１２が位置するシフト位置１１ｃ，１１ｃ間の距離が見かけ上大きくなる。そして、第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂを通る磁気が各シフト位置１１ｃごとに磁気検出センサに対してなす角度間の差分が明確になり、シフトレバー１２のシフト位置１１ｃの特定がより正確なものとなる。

（５）シフトレバー１２が位置するシフト位置１１ｃが、縦方向（シフト方向）及び横方向（セレクト方向）の２行３列からなるマトリクス状に配列され、第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂ及び第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂを、当該マトリクスの縦方向及び横方向の各方向にそれぞれ沿うように、各方向について各１組ずつ計２組配設する。これにより、前記磁石部材１４ａ，１４ｂ及びＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂの使用部品点数を最小限としつつ、しかも、シフトレバー１２のシフト位置１１ｃの特定が確実に行えるようになる。

尚、上記実施形態は以下のように変形してもよい。
・上記実施形態では、ハウジング１１は、車両のインストルメントパネル（インパネ）とは別体の部材として記載したが、当該ハウジング１１は、車両のインパネと一体化されていても勿論よい。即ち、車両のインパネの一部が、当該ハウジング１１の機能を備えるものであってもよい。これによっても、上記実施形態の作用効果と同様の作用効果が得られる。

・上記実施形態では、磁気検出センサとしてＭＲＥセンサを用いたが、該ＭＲＥセンサと同様に、所定方向の磁気の変化を検出するセンサであるホール素子センサを磁気検出センサとして用いることもできる。これによっても、上記実施形態の作用効果と同様の作用効果が得られる。

・上記実施形態では、複数のシフト位置１１ｃ，…によって構成されるマトリクスの縦方向及び横方向の各方向にそれぞれ沿うように各１組ずつ合計２組のＭＲＥセンサ（第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂ、磁気検出センサ）及び第２の磁性部材（第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂ）を配設した。しかし、これに限られず、当該ＭＲＥセンサ及び第２の磁性部材は、例えば、各シフト位置１１ｃに対応してそれぞれ１個ずつ配設することもできる。

・上記実施形態では、ハウジング１１に設定したシフトパターンは、「Ｈ字」形のパターンとしたが、該シフトパターンは、これに限られず、階段状のパターンや、「ｈ字」形のパターン等、その他の多様なパターンであってもよい。

・上記実施形態では、シフトレバー装置は、車両のインストルメントパネルに備えられるものとしたが、これに限られず、その他の箇所、例えば、ステアリングコラムに備えられるものであってもよい。

・上記実施形態では、第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂ、並びに、第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂを、セレクト方向及びシフト方向の各方向について各１組ずつ計２組配設した。しかし、このように各方向について同数の組になっていなくともよい。例えば、セレクト方向について１組、シフト方向について２組の計３組配設してもよい。

・上記実施形態では、第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂ、並びに、第１及び第２のＭＲＥセンサ１５ａ，１５ｂを、セレクト方向及びシフト方向の各方向について各１組ずつ計２組配設したが、このようにセレクト方向及びシフト方向の各方向について各１組ずつ配設されていなくともよく、例えば、セレクト方向又はシフト方向のいずれか一方向のみに１組配設されていてもよく、さらには、上記実施形態のようにシフト方向の片側だけでなく両側に配設されていてもよい。

・上記実施形態では、例えば、一組のＭＲＥセンサ１５ａ（磁気検出センサ）と第１の磁石部材１４ａの組内の個数比は、１対１としたが、これに限られず、組内の個数比は、磁気検出センサが複数個に対して第２の磁性部材が１個の関係（例、組内の個数比が２対１、３対１）であってもよい。

・上記実施形態では、シフトレバー１２を磁性を有する鉄―クロム合金によって形成したが、これに限られず、磁性を有するものであれば、他の鉄系の金属等で形成してもよい。

・上記実施形態では、第１及び第２の磁石部材１４ａ，１４ｂ（第２の磁性部材）を磁石で構成し、シフトレバー１２（第１の磁性部材）は、磁石で構成することなく鉄―クロム合金で構成した。しかし、それに限られず、第２の磁性部材を、磁性を有する鉄―クロム合金等の磁性金属で構成し、第１の磁性部材としてシフトレバー１２の一部を磁石（シフトレバー１２の一部に磁石を埋め込む等）で構成することもできる。あるいは、当該第１及び第２の磁性部材の両方を磁石で構成することもできる。

（ａ）は、本発明の実施形態に係るシフトレバー装置の構成を示す斜視図、（ｂ）は、同シフトレバー装置の構成を示す断面図。 本発明の実施形態に係るシフトレバー装置のシフトパターン（シフト位置の配列状態）と、第１及び第２のＭＲＥセンサと第１及び第２の磁石部材の配置状態を示す平面図。 本発明の実施形態に係る第１及び第２のＭＲＥセンサ及びその関連装置の回路ブロック図。 （ａ）は、各ＭＲＥセンサにおける第１及び第２のエレメントの接続状態を示す模式図、（ｂ）は、各ＭＲＥセンサの等価回路図、（ｃ）は、各ＭＲＥセンサの方向角φと出力電圧値Ｖｏｕｔとの関係を示すグラフ図。 （ａ）は、第１のＭＲＥセンサ及び第１の磁石部材（シフト方向）から見た各シフト位置の傾斜角θを示す説明図、（ｂ）は、第２のＭＲＥセンサ及び第２の磁石部材（セレクト方向）から見た各シフト位置の傾斜角αを示す説明図。 （ａ）は、第１のＭＲＥセンサ及び第１の磁石部材（シフト方向）から見た各シフト位置の方向角（傾斜角）θと同ＭＲＥセンサから出力される主力電圧値Ｖｏｕｔとの関係を示すグラフ図、（ｂ）は、第２のＭＲＥセンサ及び第２の磁石部材（セレクト方向）から見た各シフト位置の方向角（傾斜角）αと同ＭＲＥセンサから出力される主力電圧値Ｖｏｕｔとの関係を示すグラフ図。

符号の説明

１１…ハウジング、１１ｃ…シフト位置、１１ｄ，１１ｅ…案内スリット（案内手段）、１２…シフトレバー（第１の磁性部材）、１４ａ、１４ｂ…第１及び第２の磁石部材（第２の磁性部材）、１５ａ，１５ｂ…第１及び第２のＭＲＥセンサ（磁気検出センサ）。

Claims (4)

1. 車両に備えられ、第１の磁性部材を一体的に有するとともに前記車両の変速機のシフトレンジを切り換えるべく操作されるシフトレバーと、該シフトレバーを支持するハウジングと、シフトレバーのシフト位置を検出するための磁気検出センサと、を備え、
   前記ハウジングには、所定のパターンに形成され、前記車両のシフト位置に前記シフトレバーを案内して位置させる案内手段が設けられたシフトレバー装置において、
   前記案内手段の近傍に配設された第２の磁性部材をさらに備え、
   前記第１の磁性部材及び前記第２の磁性部材の少なくとも一方が磁石により構成され、磁気検出センサが前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材との間に位置することで、前記第１及び第２の磁性部材の協働により生じる磁気変化を検出し、当該検出された磁気変化に基づき前記シフトレバーが位置するシフト位置が特定されるようにし、
   さらに、前記シフトレバーを回動自在に支持する支持部材と、
   前記磁気検出センサ及び第２の磁性部材が配設される回路基板と、を備え、
   前記回路基板は、前記シフトレバーと常時略直交するように車両に設けられ、
   該回路基板が、前記支持部材よりも前記シフトレバーの操作先端部に近い位置に設けられていることを特徴とするシフトレバー装置。
2. 請求項１に記載のシフトレバー装置において、
   前記磁気検出センサとしてＭＲＥセンサ又はホール素子センサを備えるシフトレバー装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のシフトレバー装置において、
   前記シフトレバーが、それ単独で前記第１の磁性部材であるシフトレバー装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のシフトレバー装置において、
   各シフト位置が、縦方向及び横方向の複数個からなるマトリクス状に配列されているとともに、前記磁気検出センサ及び第２の磁性部材が、前記マトリクスの縦方向及び横方向の各方向にそれぞれ沿うように、各方向について各１組ずつ計２組配設され、
   それらの組み合わせにより前記シフトレバーが位置するシフト位置が特定されるシフトレバー装置。

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