位置検出装置及びシフトレバー装置
【課題】検出手段が故障しても、位置検出に際して誤判定を生じ難くすることができる位置検出装置及びシフトレバー装置を提供する。
【解決手段】シフトレバー３に磁石を設け、装置本体２にＭＲ素子１を設けて、ＭＲセンサ１により磁石の磁界を検出することで、シフトレバー３の操作位置を判定する。シフトレバーはモーメンタリ式をとり、中立位置から他の位置に操作されると、その後、元の中立位置に自動で復帰する。また、ＭＲ素子１のセンサ出力で位置判定を行うに際して、シフトレバーが行きと帰りの動きをとるとき、ＭＲ素子１の出力が２回変化、つまり往復変化する。よって、ＭＲ素子１のセンサ出力が往復変化をとることを確認すると、シフトレバー３を操作有りと判定する。
【解決手段】シフトレバー３に磁石を設け、装置本体２にＭＲ素子１を設けて、ＭＲセンサ１により磁石の磁界を検出することで、シフトレバー３の操作位置を判定する。シフトレバーはモーメンタリ式をとり、中立位置から他の位置に操作されると、その後、元の中立位置に自動で復帰する。また、ＭＲ素子１のセンサ出力で位置判定を行うに際して、シフトレバーが行きと帰りの動きをとるとき、ＭＲ素子１の出力が２回変化、つまり往復変化する。よって、ＭＲ素子１のセンサ出力が往復変化をとることを確認すると、シフトレバー３を操作有りと判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部材の位置を検出する位置検出装置及びシフトレバー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品が移動した際の位置を見る位置検出技術（特許文献１，２等参照）が種々開発されている。この種の位置検出装置としては、検出素子として例えば磁気センサや光センサを使用し、これら検出素子から出力されるセンサ信号がＨレベル又はＬレベルのどちらをとるのかを見ること、つまりその時々のセンサ信号自体がどのような値をとっているのかのみを見ることにより、物品の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５４８６８号公報
【特許文献２】特開２００５−３６８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、センサ故障の一種には、例えばセンサ出力がＨレベルに張り付いてしまう電圧固着がある。仮に、前述したようなセンサの値のみで位置判定する場合、センサに電圧固着の故障が発生していると、例えば位置検出装置が物品の位置を確認しにいった際、その時点でセンサ出力が既にＨレベルに切り換わってしまっているので、物品が操作されていないにも拘らず、センサからはＨ信号が出力されてしまう。このため、センサが誤ったセンサ信号を出力するので、位置が誤判定される問題があった。
【０００５】
また、この種の位置検出装置では、検出素子が故障しても継続して位置検出が可能となるように、検出素子を複数搭載して重系にする場合がある。この場合、検出素子が１個故障しても継続した位置検出を可能（１個故障時継続操作可能）とし、１個故障時に次にもう１つ故障すると動作停止することを通知可能（２個故障時安全出力可能）とするには、（Ａ）１個故障した場合に正常素子が故障素子よりも数が多いこと、（Ｂ）２個故障した場合に故障素子が正常素子より数が多くならないことの２条件が成立しなければならない。よって、単純な構成の場合、検出素子が４つ必要、つまり４重系が必要となる。
【０００６】
しかし、前述したような１個故障時継続操作可能及び２個故障時安全出力可能とするには、単純に検出素子が４つも必要となるので、必要となる検出素子の個数が多くなってしまう問題があった。このように、検出素子の個数が多くなると、その分だけ装置サイズが大型化したり、或いは装置コストがアップしたりする問題に繋がるので、検出素子の個数をなるべく少なくしたいニーズがあった。
【０００７】
本発明の目的は、検出手段が故障しても、位置検出に際して誤判定を生じ難くすることができる位置検出装置及びシフトレバー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明では、操作部材の操作位置を検出する位置検出装置において、前記操作部材を操作した際に、自身に対して動く被検出部材との間の相対位置を検出する検出手段と、前記検出手段の出力が往復変化することを確認すると、前記操作部材を操作有りとして判定する操作判定手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、検出手段の出力信号から操作部材の位置を判定するに際して、出力信号の値のみで判定するのではなく、出力信号が例えばＬからＨに切り換わって更にＬに戻るような、いわゆる出力の往復変化を確認すると、操作部材を操作有りとして判定する。このため、もし仮に位置判定の前に検出手段の出力がＨやＬに張り付く電圧固着故障が発生した場合には、このとき検出手段から出力される出力信号では位置検出が行われないので、検出手段の故障を要因とする出力変化で、操作部材の操作位置判定が行われることがない。従って、操作位置の誤判定を生じ難くすることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記検出手段は、故障対応をとるためにメイン及びサブの位置付けで複数設けられ、前記操作判定手段は、複数の前記検出手段の少なくとも２つの出力が同時に切り換わることと、少なくとも１つの前記検出手段の出力が往復変化することのいずれかを確認すると、前記操作部材を操作有りと判定することを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、メイン及びサブの位置付けの一対の検出手段のうち、一方が故障したとしても、他方の検出手段の出力信号が往復変化をとれば、この往復変化を確認することを以て、操作部材を操作有りと判定する。このため、対をとる検出手段の一方が故障しても、継続して操作部材の操作位置を判定することが可能となる。
【００１２】
本発明では、前記操作部材は、互いに直交する第１操作方向と第２操作方向の２方向に操作可能であり、前記検出手段は、前記第１操作方向及び前記第２操作方向のそれぞれに設けられ、前記操作判定手段は、前記第１操作方向側の前記検出手段によって前記第１操作方向の位置を検出するとともに、前記第２操作方向側の前記検出手段によって前記第２操作方向の位置を検出することを要旨とする。
【００１３】
この構成によれば、操作部材が２方向に操作される装置に本構成を採用するので、操作部材が２方向に動く場合であっても、より正確に各方向の操作位置を判定することが可能となる。
【００１４】
本発明では、前記検出手段は、その出力が少なくとも２段階以上のレベル変化をとり、前記操作判定手段は、前記操作部材が同一方向に操作された過程で、前記検出手段の出力が、ある時間幅を満たした２段階以上のレベル変化をとることを確認すると、前記操作部材を操作有りと判定することを要旨とする。
【００１５】
この構成によれば、検出手段の出力が所定時間幅を満たしながら２段階変化して始めて操作有りと判定するので、単なるＨ／Ｌの変化で操作有無を判定する場合に比べて、操作有無を精度よく判定することが可能となる。
【００１６】
本発明では、シフトレバーを操作してシフト位置を切り換えるシフトレバー装置において、前記シフトレバーを操作した際に、自身に対して動く被検出部材との間の相対位置を検出する検出手段と、前記検出手段の出力が往復変化することを確認すると、前記シフトレバーを操作有りとして判定する操作判定手段とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、検出手段が故障しても、位置検出に際して誤判定を生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態においてシフトレバー装置の概略構成を示す断面図。
【図２】シフトレバーの操作位置パターンを示す説明図。
【図３】ＭＲ素子の配置パターンを示す配置図。
【図４】（ａ）はシフトレバーの操作態様を示す模式図、（ｂ）は位置判定の判定ロジックの概念を示す説明図。
【図５】（ａ）はＭＲ素子の回路構成を示す等価図、（ｂ）はＭＲ素子の出力信号を示す波形図。
【図６】位置検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図７】シフトレバーの位置判定時に使用する位置判定テーブル図。
【図８】シフトレバーを中立位置→Ｎ位置に操作した際のセンサ出力遷移を示す表。
【図９】２重系のＭＲ素子の１つが電圧Ｈｉ故障した際のセンサ出力遷移を示す表。
【図１０】２重系のＭＲ素子の１つが電圧Ｌｏ故障した際のセンサ出力遷移を示す表。
【図１１】第２実施形態においてセレクト側のＭＲ素子がＨｉ故障した際にシフトレバーを中立位置からＤ位置に操作したときのセンサ出力遷移を示す表。
【図１２】セレクト側のＭＲ素子がＬｏ故障した際にシフトレバーを中立位置からＤ位置に操作したときのセンサ出力遷移を示す表。
【図１３】シフト側のＭＲ素子がＨｉ故障した際にシフトレバーを中立位置からＤ位置に操作したときのセンサ出力遷移を示す表。
【図１４】シフト側のＭＲ素子がＬｏ故障した際にシフトレバーを中立位置からＤ位置に操作したときのセンサ出力遷移を示す表。
【図１５】（ａ）は別例におけるシフトレバーの操作態様を示す模式図、（ｂ）はＭＲ素子の配置パターンと、各位置での出力をまとめた表。
【図１６】（ａ）は別例におけるＭＲ素子の回路構成を示す等価図、（ｂ）はその出力信号を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明を車両の位置検出装置及びシフトレバー装置に具体化した第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
【００２０】
図１に示すように、シフトレバー装置２０には、装置本体２に対して略十字方向に傾倒操作可能なシフトレバー３が設けられている。装置本体２には、シフトレバー３の装置幅方向（セレクト方向Ｓ）の傾動を可能とするセレクト側軸部４が回動可能に取り付けられている。また、セレクト側軸部４には、シフトレバー３のレバー本体５が装置奥行き方向（シフト方向Ｍ）に傾動可能となるようにシャフト６により軸支されている。シフトレバー３は、セレクト側軸部４を軸心としてセレクト方向Ｓに傾倒可能であるとともに、シャフト６を軸心としてシフト方向Ｍに傾倒可能である。なお、シフトレバー３が操作部材に相当し、セレクト方向Ｓが第１操作方向に相当し、シフト方向Ｍが第２操作方向に相当する。
【００２１】
図２に示すように、シフトレバー３は、セレクト方向Ｓに沿って中立位置（ホーム位置）と、ニュートラル位置（Ｎ位置）とに操作可能である。また、シフトレバー３は、中立位置からシフト方向Ｍの下向きに沿って回生位置（Ｂ位置）に操作可能であり、かつニュートラル位置からリバース位置（Ｒ位置）又はドライブ位置（Ｄ位置）に操作可能である。回生位置は、回生ブレーキにより発電した電力で車両のバッテリを充電する位置である。シフトレバー３は、各位置に操作後に手を離すと、自動で中立位置に戻るモーメンタリ式となっている。
【００２２】
図３に示すように、シフトレバー装置２０には、シフトレバー３の操作位置を検出する位置検出装置７が設けられている。本例の位置検出装置７は、シフトレバー３の位置を見るセンサとしてＭＲ素子（Magneto Resistive素子）１を使用する。そして、図４に示すように、シフトレバー３の操作の行きと帰り（往復）で、センサ出力が例えば「Ｌ（Low）→Ｈ（High）」と切り換わった後に再度「Ｈ→Ｌ」をとること、つまりセンサ出力が２回変化したことを確認すると、シフトレバー３が操作有りと判定する装置である。ＭＲ素子１は、磁気抵抗効果（ＭＲＥ：Magneto Resistive Effect）によりセンシングを行う磁気センサの一種である。
【００２３】
この場合、シフトレバー３には、シフトレバー３がセレクト方向Ｓに操作された際に、シフトレバー３とともにセレクト方向Ｓに動くセレクト側磁石２１が設けられている。セレクト側磁石２１は、例えばセレクト側軸部４に取り付けられ、セレクト方向Ｓに沿う図３の矢印Ｙａ方向に往復移動される。セレクト側磁石２１は、図３の紙面手前側がＮ極、紙面奥側がＳ極となっている。なお、セレクト側磁石２１が被検出部材を構成する。
【００２４】
また、シフトレバー３には、シフトレバー３がシフト方向Ｍに操作された際に、シフトレバー３とともにシフト方向Ｍに動くシフト側磁石２２が設けられている。シフト側磁石２２は、例えばレバー本体５に取り付けられ、シフト方向Ｍに沿う図３の矢印Ｙｂ方向に往復動される。シフト側磁石２２は、図３の紙面手前側がＮ極、紙面奥側がＳ極となっている。なお、シフト側磁石２２が被検出部材を構成する。
【００２５】
装置本体２においてセレクト側磁石２１の磁界領域には、セレクト側磁石２１の磁界を検出する１組のセレクト側ＭＲ素子群１０が設けられている。本例のセレクト側ＭＲ素子群１０は、ＭＲ素子が１つ故障しても継続して位置検出が可能となるように、２つのセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ、つまり１組が２重系に形成されている。これらセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂは、セレクト側磁石２１から放射される磁界が同じ方向で付与されるように、セレクト方向Ｓの直交方向、つまりシフト方向Ｍに沿って一直線上に並び配置されている。なお、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂが検出手段を構成する。
【００２６】
セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ（他のＭＲ素子も同様）は、図５（ａ）に示すように、４つの磁気抵抗をブリッジ状に組んだ回路（ブリッジ回路）からなり、各組の磁気抵抗の中間端子同士の電位差をセンサ信号Ｓoutとして出力する。また、図５（ｂ）に示すように、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂは、自身に付与される磁界の変化に伴って出力電圧が交流波形（正弦波）の変化をとるセンサ信号Ｓoutを出力する。センサ信号Ｓoutは、例えば１周期が１８０度をとる信号となっている。そして、例えばセンサ信号Ｓoutが「０」以上の値をとれば、「Ｈ」と検出され、「０」未満の値をとれば、「Ｌ」と検出される。
【００２７】
図３に示すように、本例のセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂは、セレクト側磁石２１の磁界（磁界方向）によりセンサ出力のＨとＬとが切り換わる縦方向のラインを出力判定境界ラインＬａとすると、この出力判定境界ラインＬａがセレクト方向Ｓと直交する向きをとるように配置されている。また、これらセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂは、出力のＨ／Ｌが同じ向きをとり、互いに対向する磁気感知面において右側が「Ｈ」、左側が「Ｌ」を向くように配置されている。
【００２８】
装置本体２においてシフト側磁石２２の磁界領域には、シフト側磁石２２の磁界を検出する２組のシフト側ＭＲ素子群１１，１２が設けられている。本例の第１シフト側ＭＲ素子群１１及び第２シフト側ＭＲ素子群１２は、シフト方向Ｍに沿って並び配置されている。本例の場合、シフト方向Ｍの一方（リバース位置）の側の組を第１シフト側ＭＲ素子群１１とし、シフト方向Ｍの他方（ドライブ位置及びブレーキ位置）の側の組を第２シフト側ＭＲ素子群１２とする。よって、シフトレバー３がリバース位置にあるか否かを第１シフト側ＭＲ素子群１１で見るとともに、シフトレバー３がドライブ位置又はブレーキ位置にあるか否かを第２シフト側ＭＲ素子群１２で見る。
【００２９】
これらシフト側ＭＲ素子群１１，１２は、セレクト側ＭＲ素子群１０と同じく、１つが故障しても継続して位置検出が可能となるように、各１組が２つのＭＲ素子からなる２重系に形成されている。本例の場合、第１シフト側ＭＲ素子群１１は、２つの第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂから形成されている。これら第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂは、シフト側磁石２２から放射される磁界が同じ方向で付与されるように、シフト方向Ｍの直交方向、つまりセレクト方向Ｓに沿って一直線上に並び配置されている。なお、第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂが検出手段を構成する。
【００３０】
本例の第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂは、シフト側磁石２２の磁界（磁界方向）によりセンサ出力のＨとＬとが切り換わる左右方向のラインを出力判定境界ラインＬｂとすると、この出力判定境界ラインＬｂがシフト方向Ｍと直交する向きをとるように配置されている。また、第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂは、出力のＨ／Ｌが同じ向きをとり、互いに対向する磁気感知面において上側が「Ｈ」、下側が「Ｌ」を向くように配置されている。
【００３１】
また、第２シフト側ＭＲ素子群１２も、出力が２重系をとるために、２つの第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂから形成されている。これら第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂは、シフト側磁石２２から放射される磁界が同じ方向で付与されるように、シフト方向Ｍの直交方向、つまりセレクト方向Ｓに沿って一直線上に並び配置されている。なお、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂが検出手段を構成する。
【００３２】
本例の第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂは、シフト側磁石２２の磁界（磁界方向）によりセンサ出力のＨとＬとが切り換わる左右方向のラインを出力判定境界ラインＬｃとすると、この出力判定境界ラインＬｃがシフト方向Ｍと直交する向きをとるように配置されている。また、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂは、出力のＨ／Ｌが同じ向きをとり、互いに対向する磁気感知面において上側が「Ｌ」、下側が「Ｈ」を向くように配置されている。
【００３３】
第１シフト側ＭＲ素子群１１と第２シフト側ＭＲ素子群１２とは、シフト方向Ｍにおいて対称形状に配置されている。また、ＭＲ素子１０ａ，１１ａ，１２ａがメイン位置付けのＭＲ素子で、ＭＲ素子１０ｂ，１１ｂ，１２ｂ，がサブ位置付けのＭＲ素子となっている。さらに、これらＭＲ素子群１１，１２は、図３の紙面において十字線が乗っている面の中心、つまり紙面手前面の中心が感磁面となっている。
【００３４】
図６に示すように、位置検出装置７には、位置検出装置７のコントロールユニットとしてシフトＥＣＵ２３が設けられている。シフトＥＣＵ２３には、前述したセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ、第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂ及び第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂが接続されている。そして、シフトＥＣＵ２３は、これらＭＲ素子１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂから入力するセンサ出力を基にシフトレバー３の位置を判定し、シフトレバー３の操作位置が必要な他のＥＣＵに、位置判定結果を出力する。
【００３５】
シフトＥＣＵ２３のメモリ２４には、シフトレバー３の位置判定の際に使用する位置判定テーブル２５が記憶されている。図７に示すように、位置判定テーブル２５は、各ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂから求まるセレクト側、第１シフト側、第２シフト側の各々のセンサ出力と、シフトレバー３の各操作位置とを対応付けたテーブルとなっている。なお、位置判定テーブル２５が操作判定手段を構成する。
【００３６】
シフトＥＣＵ２３には、各ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂから求まるセンサ出力を基に位置判定テーブル２５を参照して、シフトレバー３の操作位置を判定する位置判定部２６が設けられている。本例の位置判定部２６は、メイン及びサブで対をなす２つのＭＲ素子１，１のセンサ出力が同時に変化すること、又は対をなす２つのＭＲ素子１，１の一方が変化をしなくても、他方のセンサ出力がＨ／Ｌの往復変化をとることの２条件のうち、いずれかが成立することを確認すると、シフトレバー３に操作有りと判定する。なお、ここで言う同時とは、若干の時間差も広義として含むものとする。また、位置判定部２６が位置判定手段を構成する。
【００３７】
位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂの２つのセンサ出力から割り出す出力をセレクトセンサ出力（Ｈ／Ｌの判定値）として取り込む。また、位置判定部２６は、第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂの２つのセンサ出力から割り出す出力を第１シフトセンサ出力（Ｈ／Ｌの判定値）としとて取り込むとともに、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂの２つのセンサ出力から割り出す出力を第２シフトセンサ出力（Ｈ／Ｌの判定値）として取り込む。そして、位置判定部２６は、これら３つのセンサ出力を基に位置判定テーブル２５を参照して、シフトレバー３の現在位置を判定する。位置判定部２６は、中立位置から操作されたシフトレバー３が操作位置を経由して元の中立位置に戻った時点で、判定位置を確定する。
【００３８】
次に、本例の位置検出装置７の動作を図８〜図１０に従って説明する。
まず、図８に示すように、ＭＲ素子１に故障が発生していない状況下で、シフトレバー３を中立位置からニュートラル位置に操作した場合を想定する。シフトレバー３が中立位置にある場合、全てのＭＲ素子１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのセンサ出力が「Ｌ」となる。本例の位置判定部２６は、センサ出力の往復値に関係なく、セレクトセンサ出力、第１シフトセンサ出力及び第２シフトセンサ出力の３つ全てが「Ｌ」であることを確認すると、シフトレバー３が中立位置にあると判定し、この位置をレバー操作位置判定の基準位置として認識する。
【００３９】
シフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に操作されると、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂがともに「Ｌ」から「Ｈ」に変化する。このとき、位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂのセンサ出力が同時に「Ｈ」に変化することを確認するので、このときのレバー操作を操作有りと判定し、セレクトセンサ出力を「Ｈ」と認識する。また、位置判定部２６は、セレクト方向センサ出力が「Ｈ」となり、第１シフト方向センサ出力が「Ｌ」となり、第２シフト方向センサ出力が「Ｌ」となることを確認するので、レバー位置をニュートラル位置と判定する。
【００４０】
続いて、図９に示すように、例えばセレクト側ＭＲ素子群１０の１つが、車両走行中にセンサ出力（電圧）がＨレベルで固着する故障（電圧Ｈｉ故障）が発生した場合を想定する。ここでは、セレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｈｉ故障した例を挙げる。セレクト側ＭＲ素子１０ａが走行中に電圧Ｈｉ故障すると、その時点でセレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力がＨレベルで固着する。これにより、車両走行中に、セレクト側ＭＲ素子１０ａからＨレベルのセンサ信号Ｓoutが出力される状態をとる。
【００４１】
このとき、セレクト側ＭＲ素子群１０では、２つのＭＲ素子１０ａ，１０ｂのうち１つのセンサ出力が、「Ｌ」から「Ｈ」に切り換わってしまう。しかし、本例の場合、２つのセンサ出力が同時に変化すること、又は一方のセンサ出力が往復変をとることのいずれかを位置判定条件としているので、セレクト側ＭＲ素子１０ａが１つだけ単に「Ｌ」から「Ｈ」に変化しただけでは、これを操作有りとは判定しない。よって、セレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｈｉ故障しても、位置判定部２６は、セレクトセンサ出力を「Ｌ」のままとし、シフトレバー３の検出位置を中立位置で保持する。
【００４２】
この故障状態でシフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に操作されると、セレクト側ＭＲ素子１０ｂには故障が発生していないので、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力は、それまでの「Ｌ」から「Ｈ」に切り換わる。このとき、位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が「Ｈ」に変化したことを認識するが、この時点では操作有りの判定条件を満たさないので、シフトレバー３の検出位置を中立位置のままで継続する。
【００４３】
シフトレバー３がニュートラル位置から手が離されると、モーメンタリ機能によってシフトレバー３が自動でニュートラル位置から中立位置に戻る動きをとる。このとき、セレクト側ＭＲ素子１０ｂは、それまでの「Ｈ」から「Ｌ」に変化する。つまり、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が「Ｌ→Ｈ→Ｌ」というように往復する変化をとる。このため、位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が往復するというレバー操作有りの判定条件を満足することを確認するので、この時点でセレクトセンサ出力を「Ｈ」と認識し、シフトレバー３の検出位置をニュートラル位置に変更する。
【００４４】
よって、走行中にセレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｈｉ故障していたとしても、故障していないもう１つのセレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が往復変化するか否かを確認することによって、シフトレバー３の操作位置を継続判定することが可能となる。従って、位置検出装置７に１個故障時継続判定可能機能が備わることになるので、２重系のＭＲ素子１，１の一方が故障したとしても、他方によって正しくレバー操作位置を判定することが可能となる。
【００４５】
また、位置判定部２６は、対をなしたセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂのうち、一方のセンサ出力が正常出力されず、他方のみが正常動作していることが分かるので、次にもう１つ素子故障が生じるとシフトレバー３を位置判定できないことが把握できる。よって、ＭＲ素子１が１個故障した旨をユーザに通知する安全出力機能を位置検出装置７に設けて、次にもう１つ素子故障が生じると安全に位置判定することができない旨を、例えば車両のインストルメントパネル等に出力することも可能である。
【００４６】
また、シフトレバー３が中立位置に復帰した際、セレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力は「Ｈ」のままとなっているが、対をなす一方のセレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力は「Ｌ」をとっているので、セレクトセンサ出力を「Ｌ」として取り込む。このため、シフトレバー３が中立位置に戻った際、位置判定部２６は、セレクトセンサ出力、第１シフトセンサ出力及び第２シフトセンサ出力の３つとも「Ｌ」となることを確認し、シフトレバー３が中立位置に戻ったことも同時に確認する。
【００４７】
続いて、図１０に示すように、例えばセレクト側ＭＲ素子１０ａの１つが、車両走行中にセンサ出力（電圧）がＬレベルで固着する故障（電圧Ｌｏ故障）が発生した場合を想定する。ここでも、セレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｌｏ故障した例を挙げる。セレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｌｏ故障すると、その時点でセレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力がＬレベルで張り付き、シフトレバー３をセレクト方向Ｓに操作しても、センサ出力が変化しない。
【００４８】
この故障状態でシフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に操作されると、セレクト側ＭＲ素子１０ｂには故障が発生していないので、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力は、それまでの「Ｌ」から「Ｈ」に切り換わる。このとき、セレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力は「Ｌ」のままをとるので、この時点では位置判定条件を満たさず、シフトレバー３の検出位置は中立位置のままで保持される。
【００４９】
シフトレバー３がモーメンタリ機能によって自動でニュートラル位置から中立位置に戻ると、正常素子であるセレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力は、それまでの「Ｈ」から「Ｌ」に変化する。よって、位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が「Ｌ→Ｈ→Ｌ」というように往復することを確認するので、この時点でシフトレバー３の操作があったことを確認する。そして、シフトレバー３の検出位置を、それまでの中立位置からニュートラル位置に変更する。
【００５０】
よって、走行中にセレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｌｏ故障しても、正常素子であるセレクト側ＭＲ素子１０ｂの出力が往復することにより、シフトレバー３の操作位置を正しく判定することが可能となる。また、このときも、位置判定部２６は、次にセンサ故障が発生すると正常に位置判定できなる通知、つまり安全出力通知をインストルメントパネルからユーザに通知するので、この種の通知も問題なく実行することが可能となる。
【００５１】
以上により、本例においては、ＭＲ素子１のセンサ出力が往復変化をとることを確認すると、シフトレバー３を操作有りとして判定する。このため、例えばレバー操作位置の判定開始前にＭＲ素子１が電圧固着故障していた場合には、この素子故障による電圧レベル変化で以て、シフトレバー３が操作有りとして判定されない。よって、ＭＲ素子１に故障が発生した際には、この素子故障を把握することが可能となるので、操作位置の誤判定を生じ難くすることが可能となる。
【００５２】
また、本例では、２重系のＭＲ素子１，１のセンサ出力が同時に変化すれば、シフトレバー３を操作有りと判定し、これら２つのセンサ出力の一方が変化しなくても、他方のセンサ出力が往復変化すれば、シフトレバー３を操作有りと判定する。このため、２重系のＭＲ素子１の一方が故障しても、正しくレバー位置を判定することが可能となる。また、２重系の一方のＭＲ素子１の故障が判明した時点で安全出力通知を行うようにすれば、その旨をユーザに通知することが可能となる。
【００５３】
このため、ＭＲ素子１が２重系であっても、１個故障時継続判定可能機能と安全出力機能とを満足することが可能となるので、２重系のＭＲ素子１で４重系相当のシステムを実現することが可能となる。よって、過度な重系をとらずに済むので、その分だけＭＲ素子１の搭載個数を減らすことが可能となり、ひいては位置検出装置７（シフトレバー装置２０）の小型化や、装置コストの削減などの効果を得ることが可能となる。
【００５４】
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）ＭＲ素子１のセンサ出力を基にシフトレバー３の位置判定を行うに際して、ＭＲ素子１が往復の出力変化をとることを確認すると、シフトレバー３を操作有りと判定する。このため、もし仮に位置判定の前にＭＲ素子１が電圧固着故障していたとしても、このときのＭＲ素子１から出力されるセンサ信号Ｓoutでは位置検出が行われないので、ＭＲ素子１の電圧固着故障を要因とする電圧変化で、シフトレバー３の操作位置を判定してしまうことがない。従って、シフトレバー３の操作位置が誤判定される確率を低く抑えることが可能となる。
【００５５】
（２）２重系のＭＲ素子１，１のうち、一方が例えば電圧固着故障したとしても、他方のセンサ出力が往復変化をとれば、シフトレバー３を操作有りと判定する。このため、２重系のＭＲ素子１の一方が故障しても、継続してシフトレバー３の操作位置を判定することができる。また、２重系のＭＲ素子１の１個が故障した場合、その旨を安全出力通知としてユーザに通知すれば、次にもう１つＭＲ素子１が故障すると、正常にレバー位置判定できなくなることをユーザに通知することができる。従って、１個故障時継続判定機能と安全出力機能との２機能を満足することが可能となるので、２重系のＭＲ素子１を使用して、４重系相当のシステムを実現することもできる。
【００５６】
（３）２重系のＭＲ素子１で４重系相当のシステムを実現可能となるので、その分だけ搭載するＭＲ素子１の個数を少なく抑えることができる。よって、装置小型化や装置コスト削減等の効果を得ることができる。
【００５７】
（４）シフトレバー３が十字方向に操作可能なシフトレバー装置２０に本例の位置検出装置７を採用するので、本例のようにシフトレバー３が十字方向に動く装置であっても、より正確に各方向の操作位置を判定することができる。
【００５８】
（５）シフトレバー３の操作位置をＨ／Ｌの２値により判定するので、アナログ式ではなくデジタル式によってレバー操作位置を判定することができる。
（６）シフトレバー３をモーメンタリ式としたので、シフトレバー３を傾倒操作した後にシフトレバー３から手を離せば、シフトレバー３を操作前のホーム位置に自動で戻すことができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図１１〜図１４に従って説明する。なお、第２実施形態は、シフトレバー３を中立位置からＤ位置（Ｒ位置）に操作した際の実際の動作を述べた実施形態である。よって、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。なお、本例は、位置判定部２６がシフト位置をリバース位置と判定している状況下を想定している。
【００６０】
図１１に示すように、シフトレバー３を中立→Ｎ→Ｄ→Ｎ→中立に操作するのに先立ち、セレクト側ＭＲ素子１０ａがＨｉ故障してセンサ出力が変化した場合を想定する。最初にシフトレバー３が中立位置に位置する際、セレクト側ＭＲ素子１０ａにＨｉ故障が発生すると、セレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力がＬからＨに切り換わる。このとき、位置判定部２６は、センサ出力が同時変化しないことを確認するため、このセンサ出力変化をレバー操作有りとして認識しない。
【００６１】
シフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に倒し操作されると、この状況下ではサブ側のセレクト側ＭＲ素子１０ｂのみ出力が変化する。よって、位置判定部２６は、センサ出力の同時変化を確認できず、このときのセンサ出力変化をレバー操作有りとして認識しない。
【００６２】
ニュートラル位置に到達したシフトレバー３がドライブ位置に倒し操作されると、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂの両方のセンサ出力がＬからＨに切り換わる。よって、位置判定部２６は、シフトレバー３がドライブ位置に操作されたことを認識する。但し、本例の場合は、シフトレバー３が中立位置に戻ったときに位置判定を確定するため、この時点での判定位置は、まだＲ位置のままである。
【００６３】
ドライブ位置に到達したシフトレバー３がニュートラル位置に戻し操作されると、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂのセンサ出力がともにＨからＬに戻る。そして、ニュートラル位置に到達したシフトレバー３が中立位置に戻ると、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力がＨからＬに戻る。位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ｂがＬになったこと確認するので、シフトレバー３が中立位置に戻ったことを認識し、この時点で位置判定をドライブ位置で確定する。つまり、シフトレバー３の操作位置をドライブ位置に確定する。
【００６４】
なお、ドライブ位置に到達したシフトレバー３をニュートラル位置に戻し操作した際、ニュートラル位置で長く止めると、判定位置をそれまでのドライブ位置からニュートラル位置に切り換える。よって、この状況下でシフトレバー３が中立位置に戻ると、位置判定部２６は、判定位置をニュートラル位置に確定する。従って、シフトレバー３の戻し操作時にシフトレバー３をニュートラル位置において一定時間止めると、判定位置がニュートラル位置として処理される。
【００６５】
また、図１２に示すように、シフトレバー３を中立→Ｎ→Ｄ→Ｎ→中立に操作するのに先立ち、セレクト側ＭＲ素子１０ａがＬｏ故障した場合であっても、問題なくシフトレバー３の判定位置がドライブ位置に確定されることが分かる。つまり、セレクト側ＭＲ素子１０ａがＬｏ故障しても、正しいレバー位置判定が可能となる。
【００６６】
続いて、図１３に示すように、位置判定部２６がシフト位置をリバース位置と判定している状況下において、シフトレバー３を中立→Ｎ→Ｄ→Ｎ→中立に操作するのに先立ち、
第２シフト側ＭＲ素子１２ａがＨｉ故障してセンサ出力が変化した場合を想定する。最初にシフトレバー３が中立位置に位置する際、第２シフト側ＭＲ素子１２ａにＨｉ故障が発生すると、第２シフト側ＭＲ素子１２ａのセンサ出力がＬからＨに切り換わる。このとき、位置判定部２６は、センサ出力が同時変化しないことを確認するため、このセンサ出力変化をレバー操作有りとして認識しない。
【００６７】
シフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に倒し操作されると、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂのセンサ出力がともにＬからＨに切り換わる。よって、位置判定部２６は、シフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に倒し操作されたことを認識する。
【００６８】
ニュートラル位置に操作したシフトレバー３がドライブ位置に倒し操作されると、この状況下では第２シフト側ＭＲ素子１２ａがＨｉ故障しているため、サブ側の第２シフト側ＭＲ素子１２ｂのみセンサ出力がＬからＨに切り換わる。しかし、このときの位置判定部２６は、センサ出力の同時変化を確認できないので、この時点ではレバー操作有りとは認識しない。
【００６９】
ドライブ位置に到達したシフトレバー３がニュートラル位置に戻し操作されると、第２シフト側ＭＲ素子１２ｂがＨからＬに切り換わる。このとき、位置判定部２６は、第２シフト側ＭＲ素子１２ｂのセンサ出力において出力の往復を確認するので、この出力変化の確認を以てレバー操作有りと判定する。つまり、位置判定部２６は、シフトレバー３の操作位置をドライブ位置に確定する。なお、この位置確定は、シフトレバー３が中立位置に戻ったときとしてもよい。
【００７０】
また、図１４に示すように、シフトレバー３を中立→Ｎ→Ｄ→Ｎ→中立に操作するのに先立ち、第２シフト側ＭＲ素子１２ａがＬｏ故障した場合であっても、問題なくシフトレバー３の操作位置がドライブ位置に確定されることが分かる。つまり、第２シフト側ＭＲ素子１２ａがＬｏ故障しても、正しいレバー位置判定が可能となる。
【００７１】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（６）の他に、以下の効果を得ることができる。
（７）位置判定部２６による判定位置がリバース位置の際、シフトレバー３を中立位置からドライブ位置に操作する状況下において、ＭＲセンサ１０ａ〜１２ａ，１０ｂ〜１２ｂにＨｉ故障やＬｏ故障が生じていても、正しいレバー位置判定を行うことができる。
【００７２】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・第１及び第２実施形態において、シフトレバー３の位置判定は、Ｈ及びＬの１段階のみの出力変化をとるＭＲ素子１を用いて行うことに限定されない。例えば、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、センサ出力がＬ→Ｍ（Middle）→Ｈのように２段階変化するＭＲ素子１ａ（いわゆる八方ＭＲセンサとも言う）を用いてシフトレバー３の操作位置を判定してもよい。なお、図１５（ａ），（ｂ）に示すＭＲ素子１ａは、対称配置の関係を持って２つ設けられることにより、２重系に形成されている。
【００７３】
ＭＲ素子１ａは、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、センサ出力の位相が互いに１／４周期（１／４波長）ずれた一対のブリッジ回路６１，６２からなり、これらブリッジ回路６１，６２の２出力がともに「Ｈ」をとれば「Ｈ」、センサ出力の一方が「Ｈ」で他方が「Ｌ」をとれば「Ｍ」、２出力がともに「Ｌ」をとれば「Ｌ」と判定される素子である。
【００７４】
この場合、ＭＲ素子１のセンサ出力が２段階変化して始めて、シフトレバー３が操作されたと判定するので、例えば単にセンサ出力のＨ／Ｌの変化を見る場合に比べて、より精度よくシフトレバー３の操作有無を判定することができる。また、操作位置を誤判定する確率も低くなるので、故障対策のためにＭＲ素子１ａを重系に配置する場合であっても、素子個数が過剰に多くなることがない。さらに、ＭＲ素子１ａの個数を少なく抑えることができれば、ＭＲ素子１ａとシフトＥＣＵ２３とを繋ぐハーネスを削減することもできる。
【００７５】
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１は、重系をとることに限定されない。例えば、ＭＲ素子１を単なる１重系とし、このＭＲ素子１のセンサ出力が往復変化をとるか否かを見ることのみで、レバー操作有無の判定を行ってもよい。
【００７６】
・第１及び第２実施形態において、シフトレバー３は、軸を支点に倒れる傾倒式に限定されず、例えばレールに沿って直線方向に往復動させるスライド式としてもよい。
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１のセンサ出力のＨ／Ｌの振り分けは、シフトＥＣＵ２３側で行うことに限らず、素子自体がＨ又はＬの２値信号を直に出力してもよい。
【００７７】
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１は、１周期が１８０度の交流波形信号を出力する素子に限定されず、１周期が３６０度や９０度をとるものを採用してもよい。
・第１及び第２実施形態において、検出手段は、ＭＲ素子１に限らず、例えばＧＭＲ（Giant Magneto Registance）やホール素子としてもよい。
【００７８】
・第１及び第２実施形態において、検出手段は、磁気センサに限らず、例えば光センサとしてもよい。
・第１及び第２実施形態において、位置判定テーブル２５のＨ／Ｌの組合せは、ＭＲ素子１の配置向きや磁石２１，２２の磁界向きに合わせて適宜変更可能である。
【００７９】
・第１及び第２実施形態において、レバー操作位置は、位置判定テーブル２５を参照して操作位置を特定する方式に限らず、種々の判定方式が採用可能である。
・第１及び第２実施形態において、シフトレバー３は、十字方向に操作可能なものに限定されず、例えば一直線方向にのみ操作可能なものとしてもよい。
【００８０】
・第１及び第２実施形態において、シフトレバー３の操作パターンは、小文字英字「ｈ」を左右反転させたものに限らず、例えば大文字英字「Ｈ」としてもよい。
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１の出力往復変化の境界は、Ｈ／Ｌの境目に限定されず、単なる所定値としてもよい。
【００８１】
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１は、２重系に限らず、３重系以上としてもよい。
・第１及び第２実施形態において、磁石２１，２２がシフトレバー３側に取り付けられ、ＭＲ素子１が装置本体２側に取り付けられることに限らず、この組合せを逆にしてもよい。
【００８２】
・第１及び第２実施形態において、位置検出装置７の搭載先は、シフトレバー装置２０に限らず、操作部材が可動する他の機器や装置としてもよい。
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。
【００８３】
（イ）請求項１〜４のいずれかにおいて、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記操作部材の操作方向に並ぶ複数の前記検出手段の組は、両者の真ん中を基準として点対称の向きをとって配置されている。
【００８４】
（ロ）請求項１〜４、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記検出手段は、磁界変化に応じて交流波形の出力信号を出力する第１検出回路と、当該第１検出回路に対して出力の位相が１／４周期ずれた第２検出回路とを備え、これら一対の検出回路の出力のＨ及びＬの組合せにより、前記２段階以上のレベル変化をとる信号を前記出力信号として出力する。
【符号の説明】
【００８５】
１…検出手段を構成するＭＲ素子、１ａ…検出手段を構成するＭＲ素子（八方型）、３…操作部材としてのシフトレバー、７…位置検出装置、１０ａ，１０ｂ…検出手段を構成するセレクト側ＭＲ素子、１１ａ，１１ｂ…検出手段を構成する第１シフト側ＭＲ素子、１２ａ，１２ｂ…検出手段を構成する第２シフト側ＭＲ素子、２０…シフトレバー装置、２１，２２…被検出部材としての磁石、２５…操作判定手段を構成する位置判定テーブル、２６…操作判定手段を構成する位置判定部、Ｓ…第１操作方向としてのセレクト方向、Ｍ…第２操作方向としてのシフト方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部材の位置を検出する位置検出装置及びシフトレバー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品が移動した際の位置を見る位置検出技術（特許文献１，２等参照）が種々開発されている。この種の位置検出装置としては、検出素子として例えば磁気センサや光センサを使用し、これら検出素子から出力されるセンサ信号がＨレベル又はＬレベルのどちらをとるのかを見ること、つまりその時々のセンサ信号自体がどのような値をとっているのかのみを見ることにより、物品の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５４８６８号公報
【特許文献２】特開２００５−３６８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、センサ故障の一種には、例えばセンサ出力がＨレベルに張り付いてしまう電圧固着がある。仮に、前述したようなセンサの値のみで位置判定する場合、センサに電圧固着の故障が発生していると、例えば位置検出装置が物品の位置を確認しにいった際、その時点でセンサ出力が既にＨレベルに切り換わってしまっているので、物品が操作されていないにも拘らず、センサからはＨ信号が出力されてしまう。このため、センサが誤ったセンサ信号を出力するので、位置が誤判定される問題があった。
【０００５】
また、この種の位置検出装置では、検出素子が故障しても継続して位置検出が可能となるように、検出素子を複数搭載して重系にする場合がある。この場合、検出素子が１個故障しても継続した位置検出を可能（１個故障時継続操作可能）とし、１個故障時に次にもう１つ故障すると動作停止することを通知可能（２個故障時安全出力可能）とするには、（Ａ）１個故障した場合に正常素子が故障素子よりも数が多いこと、（Ｂ）２個故障した場合に故障素子が正常素子より数が多くならないことの２条件が成立しなければならない。よって、単純な構成の場合、検出素子が４つ必要、つまり４重系が必要となる。
【０００６】
しかし、前述したような１個故障時継続操作可能及び２個故障時安全出力可能とするには、単純に検出素子が４つも必要となるので、必要となる検出素子の個数が多くなってしまう問題があった。このように、検出素子の個数が多くなると、その分だけ装置サイズが大型化したり、或いは装置コストがアップしたりする問題に繋がるので、検出素子の個数をなるべく少なくしたいニーズがあった。
【０００７】
本発明の目的は、検出手段が故障しても、位置検出に際して誤判定を生じ難くすることができる位置検出装置及びシフトレバー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明では、操作部材の操作位置を検出する位置検出装置において、前記操作部材を操作した際に、自身に対して動く被検出部材との間の相対位置を検出する検出手段と、前記検出手段の出力が往復変化することを確認すると、前記操作部材を操作有りとして判定する操作判定手段とを備えたことを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、検出手段の出力信号から操作部材の位置を判定するに際して、出力信号の値のみで判定するのではなく、出力信号が例えばＬからＨに切り換わって更にＬに戻るような、いわゆる出力の往復変化を確認すると、操作部材を操作有りとして判定する。このため、もし仮に位置判定の前に検出手段の出力がＨやＬに張り付く電圧固着故障が発生した場合には、このとき検出手段から出力される出力信号では位置検出が行われないので、検出手段の故障を要因とする出力変化で、操作部材の操作位置判定が行われることがない。従って、操作位置の誤判定を生じ難くすることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記検出手段は、故障対応をとるためにメイン及びサブの位置付けで複数設けられ、前記操作判定手段は、複数の前記検出手段の少なくとも２つの出力が同時に切り換わることと、少なくとも１つの前記検出手段の出力が往復変化することのいずれかを確認すると、前記操作部材を操作有りと判定することを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、メイン及びサブの位置付けの一対の検出手段のうち、一方が故障したとしても、他方の検出手段の出力信号が往復変化をとれば、この往復変化を確認することを以て、操作部材を操作有りと判定する。このため、対をとる検出手段の一方が故障しても、継続して操作部材の操作位置を判定することが可能となる。
【００１２】
本発明では、前記操作部材は、互いに直交する第１操作方向と第２操作方向の２方向に操作可能であり、前記検出手段は、前記第１操作方向及び前記第２操作方向のそれぞれに設けられ、前記操作判定手段は、前記第１操作方向側の前記検出手段によって前記第１操作方向の位置を検出するとともに、前記第２操作方向側の前記検出手段によって前記第２操作方向の位置を検出することを要旨とする。
【００１３】
この構成によれば、操作部材が２方向に操作される装置に本構成を採用するので、操作部材が２方向に動く場合であっても、より正確に各方向の操作位置を判定することが可能となる。
【００１４】
本発明では、前記検出手段は、その出力が少なくとも２段階以上のレベル変化をとり、前記操作判定手段は、前記操作部材が同一方向に操作された過程で、前記検出手段の出力が、ある時間幅を満たした２段階以上のレベル変化をとることを確認すると、前記操作部材を操作有りと判定することを要旨とする。
【００１５】
この構成によれば、検出手段の出力が所定時間幅を満たしながら２段階変化して始めて操作有りと判定するので、単なるＨ／Ｌの変化で操作有無を判定する場合に比べて、操作有無を精度よく判定することが可能となる。
【００１６】
本発明では、シフトレバーを操作してシフト位置を切り換えるシフトレバー装置において、前記シフトレバーを操作した際に、自身に対して動く被検出部材との間の相対位置を検出する検出手段と、前記検出手段の出力が往復変化することを確認すると、前記シフトレバーを操作有りとして判定する操作判定手段とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、検出手段が故障しても、位置検出に際して誤判定を生じ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態においてシフトレバー装置の概略構成を示す断面図。
【図２】シフトレバーの操作位置パターンを示す説明図。
【図３】ＭＲ素子の配置パターンを示す配置図。
【図４】（ａ）はシフトレバーの操作態様を示す模式図、（ｂ）は位置判定の判定ロジックの概念を示す説明図。
【図５】（ａ）はＭＲ素子の回路構成を示す等価図、（ｂ）はＭＲ素子の出力信号を示す波形図。
【図６】位置検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図７】シフトレバーの位置判定時に使用する位置判定テーブル図。
【図８】シフトレバーを中立位置→Ｎ位置に操作した際のセンサ出力遷移を示す表。
【図９】２重系のＭＲ素子の１つが電圧Ｈｉ故障した際のセンサ出力遷移を示す表。
【図１０】２重系のＭＲ素子の１つが電圧Ｌｏ故障した際のセンサ出力遷移を示す表。
【図１１】第２実施形態においてセレクト側のＭＲ素子がＨｉ故障した際にシフトレバーを中立位置からＤ位置に操作したときのセンサ出力遷移を示す表。
【図１２】セレクト側のＭＲ素子がＬｏ故障した際にシフトレバーを中立位置からＤ位置に操作したときのセンサ出力遷移を示す表。
【図１３】シフト側のＭＲ素子がＨｉ故障した際にシフトレバーを中立位置からＤ位置に操作したときのセンサ出力遷移を示す表。
【図１４】シフト側のＭＲ素子がＬｏ故障した際にシフトレバーを中立位置からＤ位置に操作したときのセンサ出力遷移を示す表。
【図１５】（ａ）は別例におけるシフトレバーの操作態様を示す模式図、（ｂ）はＭＲ素子の配置パターンと、各位置での出力をまとめた表。
【図１６】（ａ）は別例におけるＭＲ素子の回路構成を示す等価図、（ｂ）はその出力信号を示す波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明を車両の位置検出装置及びシフトレバー装置に具体化した第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
【００２０】
図１に示すように、シフトレバー装置２０には、装置本体２に対して略十字方向に傾倒操作可能なシフトレバー３が設けられている。装置本体２には、シフトレバー３の装置幅方向（セレクト方向Ｓ）の傾動を可能とするセレクト側軸部４が回動可能に取り付けられている。また、セレクト側軸部４には、シフトレバー３のレバー本体５が装置奥行き方向（シフト方向Ｍ）に傾動可能となるようにシャフト６により軸支されている。シフトレバー３は、セレクト側軸部４を軸心としてセレクト方向Ｓに傾倒可能であるとともに、シャフト６を軸心としてシフト方向Ｍに傾倒可能である。なお、シフトレバー３が操作部材に相当し、セレクト方向Ｓが第１操作方向に相当し、シフト方向Ｍが第２操作方向に相当する。
【００２１】
図２に示すように、シフトレバー３は、セレクト方向Ｓに沿って中立位置（ホーム位置）と、ニュートラル位置（Ｎ位置）とに操作可能である。また、シフトレバー３は、中立位置からシフト方向Ｍの下向きに沿って回生位置（Ｂ位置）に操作可能であり、かつニュートラル位置からリバース位置（Ｒ位置）又はドライブ位置（Ｄ位置）に操作可能である。回生位置は、回生ブレーキにより発電した電力で車両のバッテリを充電する位置である。シフトレバー３は、各位置に操作後に手を離すと、自動で中立位置に戻るモーメンタリ式となっている。
【００２２】
図３に示すように、シフトレバー装置２０には、シフトレバー３の操作位置を検出する位置検出装置７が設けられている。本例の位置検出装置７は、シフトレバー３の位置を見るセンサとしてＭＲ素子（Magneto Resistive素子）１を使用する。そして、図４に示すように、シフトレバー３の操作の行きと帰り（往復）で、センサ出力が例えば「Ｌ（Low）→Ｈ（High）」と切り換わった後に再度「Ｈ→Ｌ」をとること、つまりセンサ出力が２回変化したことを確認すると、シフトレバー３が操作有りと判定する装置である。ＭＲ素子１は、磁気抵抗効果（ＭＲＥ：Magneto Resistive Effect）によりセンシングを行う磁気センサの一種である。
【００２３】
この場合、シフトレバー３には、シフトレバー３がセレクト方向Ｓに操作された際に、シフトレバー３とともにセレクト方向Ｓに動くセレクト側磁石２１が設けられている。セレクト側磁石２１は、例えばセレクト側軸部４に取り付けられ、セレクト方向Ｓに沿う図３の矢印Ｙａ方向に往復移動される。セレクト側磁石２１は、図３の紙面手前側がＮ極、紙面奥側がＳ極となっている。なお、セレクト側磁石２１が被検出部材を構成する。
【００２４】
また、シフトレバー３には、シフトレバー３がシフト方向Ｍに操作された際に、シフトレバー３とともにシフト方向Ｍに動くシフト側磁石２２が設けられている。シフト側磁石２２は、例えばレバー本体５に取り付けられ、シフト方向Ｍに沿う図３の矢印Ｙｂ方向に往復動される。シフト側磁石２２は、図３の紙面手前側がＮ極、紙面奥側がＳ極となっている。なお、シフト側磁石２２が被検出部材を構成する。
【００２５】
装置本体２においてセレクト側磁石２１の磁界領域には、セレクト側磁石２１の磁界を検出する１組のセレクト側ＭＲ素子群１０が設けられている。本例のセレクト側ＭＲ素子群１０は、ＭＲ素子が１つ故障しても継続して位置検出が可能となるように、２つのセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ、つまり１組が２重系に形成されている。これらセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂは、セレクト側磁石２１から放射される磁界が同じ方向で付与されるように、セレクト方向Ｓの直交方向、つまりシフト方向Ｍに沿って一直線上に並び配置されている。なお、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂが検出手段を構成する。
【００２６】
セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ（他のＭＲ素子も同様）は、図５（ａ）に示すように、４つの磁気抵抗をブリッジ状に組んだ回路（ブリッジ回路）からなり、各組の磁気抵抗の中間端子同士の電位差をセンサ信号Ｓoutとして出力する。また、図５（ｂ）に示すように、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂは、自身に付与される磁界の変化に伴って出力電圧が交流波形（正弦波）の変化をとるセンサ信号Ｓoutを出力する。センサ信号Ｓoutは、例えば１周期が１８０度をとる信号となっている。そして、例えばセンサ信号Ｓoutが「０」以上の値をとれば、「Ｈ」と検出され、「０」未満の値をとれば、「Ｌ」と検出される。
【００２７】
図３に示すように、本例のセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂは、セレクト側磁石２１の磁界（磁界方向）によりセンサ出力のＨとＬとが切り換わる縦方向のラインを出力判定境界ラインＬａとすると、この出力判定境界ラインＬａがセレクト方向Ｓと直交する向きをとるように配置されている。また、これらセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂは、出力のＨ／Ｌが同じ向きをとり、互いに対向する磁気感知面において右側が「Ｈ」、左側が「Ｌ」を向くように配置されている。
【００２８】
装置本体２においてシフト側磁石２２の磁界領域には、シフト側磁石２２の磁界を検出する２組のシフト側ＭＲ素子群１１，１２が設けられている。本例の第１シフト側ＭＲ素子群１１及び第２シフト側ＭＲ素子群１２は、シフト方向Ｍに沿って並び配置されている。本例の場合、シフト方向Ｍの一方（リバース位置）の側の組を第１シフト側ＭＲ素子群１１とし、シフト方向Ｍの他方（ドライブ位置及びブレーキ位置）の側の組を第２シフト側ＭＲ素子群１２とする。よって、シフトレバー３がリバース位置にあるか否かを第１シフト側ＭＲ素子群１１で見るとともに、シフトレバー３がドライブ位置又はブレーキ位置にあるか否かを第２シフト側ＭＲ素子群１２で見る。
【００２９】
これらシフト側ＭＲ素子群１１，１２は、セレクト側ＭＲ素子群１０と同じく、１つが故障しても継続して位置検出が可能となるように、各１組が２つのＭＲ素子からなる２重系に形成されている。本例の場合、第１シフト側ＭＲ素子群１１は、２つの第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂから形成されている。これら第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂは、シフト側磁石２２から放射される磁界が同じ方向で付与されるように、シフト方向Ｍの直交方向、つまりセレクト方向Ｓに沿って一直線上に並び配置されている。なお、第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂが検出手段を構成する。
【００３０】
本例の第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂは、シフト側磁石２２の磁界（磁界方向）によりセンサ出力のＨとＬとが切り換わる左右方向のラインを出力判定境界ラインＬｂとすると、この出力判定境界ラインＬｂがシフト方向Ｍと直交する向きをとるように配置されている。また、第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂは、出力のＨ／Ｌが同じ向きをとり、互いに対向する磁気感知面において上側が「Ｈ」、下側が「Ｌ」を向くように配置されている。
【００３１】
また、第２シフト側ＭＲ素子群１２も、出力が２重系をとるために、２つの第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂから形成されている。これら第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂは、シフト側磁石２２から放射される磁界が同じ方向で付与されるように、シフト方向Ｍの直交方向、つまりセレクト方向Ｓに沿って一直線上に並び配置されている。なお、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂが検出手段を構成する。
【００３２】
本例の第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂは、シフト側磁石２２の磁界（磁界方向）によりセンサ出力のＨとＬとが切り換わる左右方向のラインを出力判定境界ラインＬｃとすると、この出力判定境界ラインＬｃがシフト方向Ｍと直交する向きをとるように配置されている。また、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂは、出力のＨ／Ｌが同じ向きをとり、互いに対向する磁気感知面において上側が「Ｌ」、下側が「Ｈ」を向くように配置されている。
【００３３】
第１シフト側ＭＲ素子群１１と第２シフト側ＭＲ素子群１２とは、シフト方向Ｍにおいて対称形状に配置されている。また、ＭＲ素子１０ａ，１１ａ，１２ａがメイン位置付けのＭＲ素子で、ＭＲ素子１０ｂ，１１ｂ，１２ｂ，がサブ位置付けのＭＲ素子となっている。さらに、これらＭＲ素子群１１，１２は、図３の紙面において十字線が乗っている面の中心、つまり紙面手前面の中心が感磁面となっている。
【００３４】
図６に示すように、位置検出装置７には、位置検出装置７のコントロールユニットとしてシフトＥＣＵ２３が設けられている。シフトＥＣＵ２３には、前述したセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ、第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂ及び第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂが接続されている。そして、シフトＥＣＵ２３は、これらＭＲ素子１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂから入力するセンサ出力を基にシフトレバー３の位置を判定し、シフトレバー３の操作位置が必要な他のＥＣＵに、位置判定結果を出力する。
【００３５】
シフトＥＣＵ２３のメモリ２４には、シフトレバー３の位置判定の際に使用する位置判定テーブル２５が記憶されている。図７に示すように、位置判定テーブル２５は、各ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂから求まるセレクト側、第１シフト側、第２シフト側の各々のセンサ出力と、シフトレバー３の各操作位置とを対応付けたテーブルとなっている。なお、位置判定テーブル２５が操作判定手段を構成する。
【００３６】
シフトＥＣＵ２３には、各ＭＲ素子１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂから求まるセンサ出力を基に位置判定テーブル２５を参照して、シフトレバー３の操作位置を判定する位置判定部２６が設けられている。本例の位置判定部２６は、メイン及びサブで対をなす２つのＭＲ素子１，１のセンサ出力が同時に変化すること、又は対をなす２つのＭＲ素子１，１の一方が変化をしなくても、他方のセンサ出力がＨ／Ｌの往復変化をとることの２条件のうち、いずれかが成立することを確認すると、シフトレバー３に操作有りと判定する。なお、ここで言う同時とは、若干の時間差も広義として含むものとする。また、位置判定部２６が位置判定手段を構成する。
【００３７】
位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂの２つのセンサ出力から割り出す出力をセレクトセンサ出力（Ｈ／Ｌの判定値）として取り込む。また、位置判定部２６は、第１シフト側ＭＲ素子１１ａ，１１ｂの２つのセンサ出力から割り出す出力を第１シフトセンサ出力（Ｈ／Ｌの判定値）としとて取り込むとともに、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂの２つのセンサ出力から割り出す出力を第２シフトセンサ出力（Ｈ／Ｌの判定値）として取り込む。そして、位置判定部２６は、これら３つのセンサ出力を基に位置判定テーブル２５を参照して、シフトレバー３の現在位置を判定する。位置判定部２６は、中立位置から操作されたシフトレバー３が操作位置を経由して元の中立位置に戻った時点で、判定位置を確定する。
【００３８】
次に、本例の位置検出装置７の動作を図８〜図１０に従って説明する。
まず、図８に示すように、ＭＲ素子１に故障が発生していない状況下で、シフトレバー３を中立位置からニュートラル位置に操作した場合を想定する。シフトレバー３が中立位置にある場合、全てのＭＲ素子１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのセンサ出力が「Ｌ」となる。本例の位置判定部２６は、センサ出力の往復値に関係なく、セレクトセンサ出力、第１シフトセンサ出力及び第２シフトセンサ出力の３つ全てが「Ｌ」であることを確認すると、シフトレバー３が中立位置にあると判定し、この位置をレバー操作位置判定の基準位置として認識する。
【００３９】
シフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に操作されると、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂがともに「Ｌ」から「Ｈ」に変化する。このとき、位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂのセンサ出力が同時に「Ｈ」に変化することを確認するので、このときのレバー操作を操作有りと判定し、セレクトセンサ出力を「Ｈ」と認識する。また、位置判定部２６は、セレクト方向センサ出力が「Ｈ」となり、第１シフト方向センサ出力が「Ｌ」となり、第２シフト方向センサ出力が「Ｌ」となることを確認するので、レバー位置をニュートラル位置と判定する。
【００４０】
続いて、図９に示すように、例えばセレクト側ＭＲ素子群１０の１つが、車両走行中にセンサ出力（電圧）がＨレベルで固着する故障（電圧Ｈｉ故障）が発生した場合を想定する。ここでは、セレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｈｉ故障した例を挙げる。セレクト側ＭＲ素子１０ａが走行中に電圧Ｈｉ故障すると、その時点でセレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力がＨレベルで固着する。これにより、車両走行中に、セレクト側ＭＲ素子１０ａからＨレベルのセンサ信号Ｓoutが出力される状態をとる。
【００４１】
このとき、セレクト側ＭＲ素子群１０では、２つのＭＲ素子１０ａ，１０ｂのうち１つのセンサ出力が、「Ｌ」から「Ｈ」に切り換わってしまう。しかし、本例の場合、２つのセンサ出力が同時に変化すること、又は一方のセンサ出力が往復変をとることのいずれかを位置判定条件としているので、セレクト側ＭＲ素子１０ａが１つだけ単に「Ｌ」から「Ｈ」に変化しただけでは、これを操作有りとは判定しない。よって、セレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｈｉ故障しても、位置判定部２６は、セレクトセンサ出力を「Ｌ」のままとし、シフトレバー３の検出位置を中立位置で保持する。
【００４２】
この故障状態でシフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に操作されると、セレクト側ＭＲ素子１０ｂには故障が発生していないので、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力は、それまでの「Ｌ」から「Ｈ」に切り換わる。このとき、位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が「Ｈ」に変化したことを認識するが、この時点では操作有りの判定条件を満たさないので、シフトレバー３の検出位置を中立位置のままで継続する。
【００４３】
シフトレバー３がニュートラル位置から手が離されると、モーメンタリ機能によってシフトレバー３が自動でニュートラル位置から中立位置に戻る動きをとる。このとき、セレクト側ＭＲ素子１０ｂは、それまでの「Ｈ」から「Ｌ」に変化する。つまり、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が「Ｌ→Ｈ→Ｌ」というように往復する変化をとる。このため、位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が往復するというレバー操作有りの判定条件を満足することを確認するので、この時点でセレクトセンサ出力を「Ｈ」と認識し、シフトレバー３の検出位置をニュートラル位置に変更する。
【００４４】
よって、走行中にセレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｈｉ故障していたとしても、故障していないもう１つのセレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が往復変化するか否かを確認することによって、シフトレバー３の操作位置を継続判定することが可能となる。従って、位置検出装置７に１個故障時継続判定可能機能が備わることになるので、２重系のＭＲ素子１，１の一方が故障したとしても、他方によって正しくレバー操作位置を判定することが可能となる。
【００４５】
また、位置判定部２６は、対をなしたセレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂのうち、一方のセンサ出力が正常出力されず、他方のみが正常動作していることが分かるので、次にもう１つ素子故障が生じるとシフトレバー３を位置判定できないことが把握できる。よって、ＭＲ素子１が１個故障した旨をユーザに通知する安全出力機能を位置検出装置７に設けて、次にもう１つ素子故障が生じると安全に位置判定することができない旨を、例えば車両のインストルメントパネル等に出力することも可能である。
【００４６】
また、シフトレバー３が中立位置に復帰した際、セレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力は「Ｈ」のままとなっているが、対をなす一方のセレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力は「Ｌ」をとっているので、セレクトセンサ出力を「Ｌ」として取り込む。このため、シフトレバー３が中立位置に戻った際、位置判定部２６は、セレクトセンサ出力、第１シフトセンサ出力及び第２シフトセンサ出力の３つとも「Ｌ」となることを確認し、シフトレバー３が中立位置に戻ったことも同時に確認する。
【００４７】
続いて、図１０に示すように、例えばセレクト側ＭＲ素子１０ａの１つが、車両走行中にセンサ出力（電圧）がＬレベルで固着する故障（電圧Ｌｏ故障）が発生した場合を想定する。ここでも、セレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｌｏ故障した例を挙げる。セレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｌｏ故障すると、その時点でセレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力がＬレベルで張り付き、シフトレバー３をセレクト方向Ｓに操作しても、センサ出力が変化しない。
【００４８】
この故障状態でシフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に操作されると、セレクト側ＭＲ素子１０ｂには故障が発生していないので、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力は、それまでの「Ｌ」から「Ｈ」に切り換わる。このとき、セレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力は「Ｌ」のままをとるので、この時点では位置判定条件を満たさず、シフトレバー３の検出位置は中立位置のままで保持される。
【００４９】
シフトレバー３がモーメンタリ機能によって自動でニュートラル位置から中立位置に戻ると、正常素子であるセレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力は、それまでの「Ｈ」から「Ｌ」に変化する。よって、位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力が「Ｌ→Ｈ→Ｌ」というように往復することを確認するので、この時点でシフトレバー３の操作があったことを確認する。そして、シフトレバー３の検出位置を、それまでの中立位置からニュートラル位置に変更する。
【００５０】
よって、走行中にセレクト側ＭＲ素子１０ａが電圧Ｌｏ故障しても、正常素子であるセレクト側ＭＲ素子１０ｂの出力が往復することにより、シフトレバー３の操作位置を正しく判定することが可能となる。また、このときも、位置判定部２６は、次にセンサ故障が発生すると正常に位置判定できなる通知、つまり安全出力通知をインストルメントパネルからユーザに通知するので、この種の通知も問題なく実行することが可能となる。
【００５１】
以上により、本例においては、ＭＲ素子１のセンサ出力が往復変化をとることを確認すると、シフトレバー３を操作有りとして判定する。このため、例えばレバー操作位置の判定開始前にＭＲ素子１が電圧固着故障していた場合には、この素子故障による電圧レベル変化で以て、シフトレバー３が操作有りとして判定されない。よって、ＭＲ素子１に故障が発生した際には、この素子故障を把握することが可能となるので、操作位置の誤判定を生じ難くすることが可能となる。
【００５２】
また、本例では、２重系のＭＲ素子１，１のセンサ出力が同時に変化すれば、シフトレバー３を操作有りと判定し、これら２つのセンサ出力の一方が変化しなくても、他方のセンサ出力が往復変化すれば、シフトレバー３を操作有りと判定する。このため、２重系のＭＲ素子１の一方が故障しても、正しくレバー位置を判定することが可能となる。また、２重系の一方のＭＲ素子１の故障が判明した時点で安全出力通知を行うようにすれば、その旨をユーザに通知することが可能となる。
【００５３】
このため、ＭＲ素子１が２重系であっても、１個故障時継続判定可能機能と安全出力機能とを満足することが可能となるので、２重系のＭＲ素子１で４重系相当のシステムを実現することが可能となる。よって、過度な重系をとらずに済むので、その分だけＭＲ素子１の搭載個数を減らすことが可能となり、ひいては位置検出装置７（シフトレバー装置２０）の小型化や、装置コストの削減などの効果を得ることが可能となる。
【００５４】
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）ＭＲ素子１のセンサ出力を基にシフトレバー３の位置判定を行うに際して、ＭＲ素子１が往復の出力変化をとることを確認すると、シフトレバー３を操作有りと判定する。このため、もし仮に位置判定の前にＭＲ素子１が電圧固着故障していたとしても、このときのＭＲ素子１から出力されるセンサ信号Ｓoutでは位置検出が行われないので、ＭＲ素子１の電圧固着故障を要因とする電圧変化で、シフトレバー３の操作位置を判定してしまうことがない。従って、シフトレバー３の操作位置が誤判定される確率を低く抑えることが可能となる。
【００５５】
（２）２重系のＭＲ素子１，１のうち、一方が例えば電圧固着故障したとしても、他方のセンサ出力が往復変化をとれば、シフトレバー３を操作有りと判定する。このため、２重系のＭＲ素子１の一方が故障しても、継続してシフトレバー３の操作位置を判定することができる。また、２重系のＭＲ素子１の１個が故障した場合、その旨を安全出力通知としてユーザに通知すれば、次にもう１つＭＲ素子１が故障すると、正常にレバー位置判定できなくなることをユーザに通知することができる。従って、１個故障時継続判定機能と安全出力機能との２機能を満足することが可能となるので、２重系のＭＲ素子１を使用して、４重系相当のシステムを実現することもできる。
【００５６】
（３）２重系のＭＲ素子１で４重系相当のシステムを実現可能となるので、その分だけ搭載するＭＲ素子１の個数を少なく抑えることができる。よって、装置小型化や装置コスト削減等の効果を得ることができる。
【００５７】
（４）シフトレバー３が十字方向に操作可能なシフトレバー装置２０に本例の位置検出装置７を採用するので、本例のようにシフトレバー３が十字方向に動く装置であっても、より正確に各方向の操作位置を判定することができる。
【００５８】
（５）シフトレバー３の操作位置をＨ／Ｌの２値により判定するので、アナログ式ではなくデジタル式によってレバー操作位置を判定することができる。
（６）シフトレバー３をモーメンタリ式としたので、シフトレバー３を傾倒操作した後にシフトレバー３から手を離せば、シフトレバー３を操作前のホーム位置に自動で戻すことができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図１１〜図１４に従って説明する。なお、第２実施形態は、シフトレバー３を中立位置からＤ位置（Ｒ位置）に操作した際の実際の動作を述べた実施形態である。よって、第１実施形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。なお、本例は、位置判定部２６がシフト位置をリバース位置と判定している状況下を想定している。
【００６０】
図１１に示すように、シフトレバー３を中立→Ｎ→Ｄ→Ｎ→中立に操作するのに先立ち、セレクト側ＭＲ素子１０ａがＨｉ故障してセンサ出力が変化した場合を想定する。最初にシフトレバー３が中立位置に位置する際、セレクト側ＭＲ素子１０ａにＨｉ故障が発生すると、セレクト側ＭＲ素子１０ａのセンサ出力がＬからＨに切り換わる。このとき、位置判定部２６は、センサ出力が同時変化しないことを確認するため、このセンサ出力変化をレバー操作有りとして認識しない。
【００６１】
シフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に倒し操作されると、この状況下ではサブ側のセレクト側ＭＲ素子１０ｂのみ出力が変化する。よって、位置判定部２６は、センサ出力の同時変化を確認できず、このときのセンサ出力変化をレバー操作有りとして認識しない。
【００６２】
ニュートラル位置に到達したシフトレバー３がドライブ位置に倒し操作されると、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂの両方のセンサ出力がＬからＨに切り換わる。よって、位置判定部２６は、シフトレバー３がドライブ位置に操作されたことを認識する。但し、本例の場合は、シフトレバー３が中立位置に戻ったときに位置判定を確定するため、この時点での判定位置は、まだＲ位置のままである。
【００６３】
ドライブ位置に到達したシフトレバー３がニュートラル位置に戻し操作されると、第２シフト側ＭＲ素子１２ａ，１２ｂのセンサ出力がともにＨからＬに戻る。そして、ニュートラル位置に到達したシフトレバー３が中立位置に戻ると、セレクト側ＭＲ素子１０ｂのセンサ出力がＨからＬに戻る。位置判定部２６は、セレクト側ＭＲ素子１０ｂがＬになったこと確認するので、シフトレバー３が中立位置に戻ったことを認識し、この時点で位置判定をドライブ位置で確定する。つまり、シフトレバー３の操作位置をドライブ位置に確定する。
【００６４】
なお、ドライブ位置に到達したシフトレバー３をニュートラル位置に戻し操作した際、ニュートラル位置で長く止めると、判定位置をそれまでのドライブ位置からニュートラル位置に切り換える。よって、この状況下でシフトレバー３が中立位置に戻ると、位置判定部２６は、判定位置をニュートラル位置に確定する。従って、シフトレバー３の戻し操作時にシフトレバー３をニュートラル位置において一定時間止めると、判定位置がニュートラル位置として処理される。
【００６５】
また、図１２に示すように、シフトレバー３を中立→Ｎ→Ｄ→Ｎ→中立に操作するのに先立ち、セレクト側ＭＲ素子１０ａがＬｏ故障した場合であっても、問題なくシフトレバー３の判定位置がドライブ位置に確定されることが分かる。つまり、セレクト側ＭＲ素子１０ａがＬｏ故障しても、正しいレバー位置判定が可能となる。
【００６６】
続いて、図１３に示すように、位置判定部２６がシフト位置をリバース位置と判定している状況下において、シフトレバー３を中立→Ｎ→Ｄ→Ｎ→中立に操作するのに先立ち、
第２シフト側ＭＲ素子１２ａがＨｉ故障してセンサ出力が変化した場合を想定する。最初にシフトレバー３が中立位置に位置する際、第２シフト側ＭＲ素子１２ａにＨｉ故障が発生すると、第２シフト側ＭＲ素子１２ａのセンサ出力がＬからＨに切り換わる。このとき、位置判定部２６は、センサ出力が同時変化しないことを確認するため、このセンサ出力変化をレバー操作有りとして認識しない。
【００６７】
シフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に倒し操作されると、セレクト側ＭＲ素子１０ａ，１０ｂのセンサ出力がともにＬからＨに切り換わる。よって、位置判定部２６は、シフトレバー３が中立位置からニュートラル位置に倒し操作されたことを認識する。
【００６８】
ニュートラル位置に操作したシフトレバー３がドライブ位置に倒し操作されると、この状況下では第２シフト側ＭＲ素子１２ａがＨｉ故障しているため、サブ側の第２シフト側ＭＲ素子１２ｂのみセンサ出力がＬからＨに切り換わる。しかし、このときの位置判定部２６は、センサ出力の同時変化を確認できないので、この時点ではレバー操作有りとは認識しない。
【００６９】
ドライブ位置に到達したシフトレバー３がニュートラル位置に戻し操作されると、第２シフト側ＭＲ素子１２ｂがＨからＬに切り換わる。このとき、位置判定部２６は、第２シフト側ＭＲ素子１２ｂのセンサ出力において出力の往復を確認するので、この出力変化の確認を以てレバー操作有りと判定する。つまり、位置判定部２６は、シフトレバー３の操作位置をドライブ位置に確定する。なお、この位置確定は、シフトレバー３が中立位置に戻ったときとしてもよい。
【００７０】
また、図１４に示すように、シフトレバー３を中立→Ｎ→Ｄ→Ｎ→中立に操作するのに先立ち、第２シフト側ＭＲ素子１２ａがＬｏ故障した場合であっても、問題なくシフトレバー３の操作位置がドライブ位置に確定されることが分かる。つまり、第２シフト側ＭＲ素子１２ａがＬｏ故障しても、正しいレバー位置判定が可能となる。
【００７１】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（６）の他に、以下の効果を得ることができる。
（７）位置判定部２６による判定位置がリバース位置の際、シフトレバー３を中立位置からドライブ位置に操作する状況下において、ＭＲセンサ１０ａ〜１２ａ，１０ｂ〜１２ｂにＨｉ故障やＬｏ故障が生じていても、正しいレバー位置判定を行うことができる。
【００７２】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・第１及び第２実施形態において、シフトレバー３の位置判定は、Ｈ及びＬの１段階のみの出力変化をとるＭＲ素子１を用いて行うことに限定されない。例えば、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、センサ出力がＬ→Ｍ（Middle）→Ｈのように２段階変化するＭＲ素子１ａ（いわゆる八方ＭＲセンサとも言う）を用いてシフトレバー３の操作位置を判定してもよい。なお、図１５（ａ），（ｂ）に示すＭＲ素子１ａは、対称配置の関係を持って２つ設けられることにより、２重系に形成されている。
【００７３】
ＭＲ素子１ａは、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、センサ出力の位相が互いに１／４周期（１／４波長）ずれた一対のブリッジ回路６１，６２からなり、これらブリッジ回路６１，６２の２出力がともに「Ｈ」をとれば「Ｈ」、センサ出力の一方が「Ｈ」で他方が「Ｌ」をとれば「Ｍ」、２出力がともに「Ｌ」をとれば「Ｌ」と判定される素子である。
【００７４】
この場合、ＭＲ素子１のセンサ出力が２段階変化して始めて、シフトレバー３が操作されたと判定するので、例えば単にセンサ出力のＨ／Ｌの変化を見る場合に比べて、より精度よくシフトレバー３の操作有無を判定することができる。また、操作位置を誤判定する確率も低くなるので、故障対策のためにＭＲ素子１ａを重系に配置する場合であっても、素子個数が過剰に多くなることがない。さらに、ＭＲ素子１ａの個数を少なく抑えることができれば、ＭＲ素子１ａとシフトＥＣＵ２３とを繋ぐハーネスを削減することもできる。
【００７５】
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１は、重系をとることに限定されない。例えば、ＭＲ素子１を単なる１重系とし、このＭＲ素子１のセンサ出力が往復変化をとるか否かを見ることのみで、レバー操作有無の判定を行ってもよい。
【００７６】
・第１及び第２実施形態において、シフトレバー３は、軸を支点に倒れる傾倒式に限定されず、例えばレールに沿って直線方向に往復動させるスライド式としてもよい。
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１のセンサ出力のＨ／Ｌの振り分けは、シフトＥＣＵ２３側で行うことに限らず、素子自体がＨ又はＬの２値信号を直に出力してもよい。
【００７７】
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１は、１周期が１８０度の交流波形信号を出力する素子に限定されず、１周期が３６０度や９０度をとるものを採用してもよい。
・第１及び第２実施形態において、検出手段は、ＭＲ素子１に限らず、例えばＧＭＲ（Giant Magneto Registance）やホール素子としてもよい。
【００７８】
・第１及び第２実施形態において、検出手段は、磁気センサに限らず、例えば光センサとしてもよい。
・第１及び第２実施形態において、位置判定テーブル２５のＨ／Ｌの組合せは、ＭＲ素子１の配置向きや磁石２１，２２の磁界向きに合わせて適宜変更可能である。
【００７９】
・第１及び第２実施形態において、レバー操作位置は、位置判定テーブル２５を参照して操作位置を特定する方式に限らず、種々の判定方式が採用可能である。
・第１及び第２実施形態において、シフトレバー３は、十字方向に操作可能なものに限定されず、例えば一直線方向にのみ操作可能なものとしてもよい。
【００８０】
・第１及び第２実施形態において、シフトレバー３の操作パターンは、小文字英字「ｈ」を左右反転させたものに限らず、例えば大文字英字「Ｈ」としてもよい。
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１の出力往復変化の境界は、Ｈ／Ｌの境目に限定されず、単なる所定値としてもよい。
【００８１】
・第１及び第２実施形態において、ＭＲ素子１は、２重系に限らず、３重系以上としてもよい。
・第１及び第２実施形態において、磁石２１，２２がシフトレバー３側に取り付けられ、ＭＲ素子１が装置本体２側に取り付けられることに限らず、この組合せを逆にしてもよい。
【００８２】
・第１及び第２実施形態において、位置検出装置７の搭載先は、シフトレバー装置２０に限らず、操作部材が可動する他の機器や装置としてもよい。
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。
【００８３】
（イ）請求項１〜４のいずれかにおいて、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記操作部材の操作方向に並ぶ複数の前記検出手段の組は、両者の真ん中を基準として点対称の向きをとって配置されている。
【００８４】
（ロ）請求項１〜４、前記技術的思想（イ）のいずれかにおいて、前記検出手段は、磁界変化に応じて交流波形の出力信号を出力する第１検出回路と、当該第１検出回路に対して出力の位相が１／４周期ずれた第２検出回路とを備え、これら一対の検出回路の出力のＨ及びＬの組合せにより、前記２段階以上のレベル変化をとる信号を前記出力信号として出力する。
【符号の説明】
【００８５】
１…検出手段を構成するＭＲ素子、１ａ…検出手段を構成するＭＲ素子（八方型）、３…操作部材としてのシフトレバー、７…位置検出装置、１０ａ，１０ｂ…検出手段を構成するセレクト側ＭＲ素子、１１ａ，１１ｂ…検出手段を構成する第１シフト側ＭＲ素子、１２ａ，１２ｂ…検出手段を構成する第２シフト側ＭＲ素子、２０…シフトレバー装置、２１，２２…被検出部材としての磁石、２５…操作判定手段を構成する位置判定テーブル、２６…操作判定手段を構成する位置判定部、Ｓ…第１操作方向としてのセレクト方向、Ｍ…第２操作方向としてのシフト方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部材の操作位置を検出する位置検出装置において、
前記操作部材を操作した際に、自身に対して動く被検出部材との間の相対位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力が往復変化することを確認すると、前記操作部材を操作有りとして判定する操作判定手段と
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、故障対応をとるためにメイン及びサブの位置付けで複数設けられ、
前記操作判定手段は、複数の前記検出手段の少なくとも２つの出力が同時に切り換わることと、少なくとも１つの前記検出手段の出力が往復変化することのいずれかを確認すると、前記操作部材を操作有りと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記操作部材は、互いに直交する第１操作方向と第２操作方向の２方向に操作可能であり、
前記検出手段は、前記第１操作方向及び前記第２操作方向のそれぞれに設けられ、
前記操作判定手段は、前記第１操作方向側の前記検出手段によって前記第１操作方向の位置を検出するとともに、前記第２操作方向側の前記検出手段によって前記第２操作方向の位置を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記検出手段は、その出力が少なくとも２段階以上のレベル変化をとり、
前記操作判定手段は、前記操作部材が同一方向に操作された過程で、前記検出手段の出力が、ある時間幅を満たした２段階以上のレベル変化をとることを確認すると、前記操作部材を操作有りと判定する
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位置検出装置。
【請求項５】
シフトレバーを操作してシフト位置を切り換えるシフトレバー装置において、
前記シフトレバーを操作した際に、自身に対して動く被検出部材との間の相対位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力が往復変化することを確認すると、前記シフトレバーを操作有りとして判定する操作判定手段と
を備えたことを特徴とするシフトレバー装置。
【請求項１】
操作部材の操作位置を検出する位置検出装置において、
前記操作部材を操作した際に、自身に対して動く被検出部材との間の相対位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力が往復変化することを確認すると、前記操作部材を操作有りとして判定する操作判定手段と
を備えたことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、故障対応をとるためにメイン及びサブの位置付けで複数設けられ、
前記操作判定手段は、複数の前記検出手段の少なくとも２つの出力が同時に切り換わることと、少なくとも１つの前記検出手段の出力が往復変化することのいずれかを確認すると、前記操作部材を操作有りと判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記操作部材は、互いに直交する第１操作方向と第２操作方向の２方向に操作可能であり、
前記検出手段は、前記第１操作方向及び前記第２操作方向のそれぞれに設けられ、
前記操作判定手段は、前記第１操作方向側の前記検出手段によって前記第１操作方向の位置を検出するとともに、前記第２操作方向側の前記検出手段によって前記第２操作方向の位置を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記検出手段は、その出力が少なくとも２段階以上のレベル変化をとり、
前記操作判定手段は、前記操作部材が同一方向に操作された過程で、前記検出手段の出力が、ある時間幅を満たした２段階以上のレベル変化をとることを確認すると、前記操作部材を操作有りと判定する
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位置検出装置。
【請求項５】
シフトレバーを操作してシフト位置を切り換えるシフトレバー装置において、
前記シフトレバーを操作した際に、自身に対して動く被検出部材との間の相対位置を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力が往復変化することを確認すると、前記シフトレバーを操作有りとして判定する操作判定手段と
を備えたことを特徴とするシフトレバー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２２５１６８（Ｐ２０１１−２２５１６８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９８７９１（Ｐ２０１０−９８７９１）
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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