位置検出装置
【課題】センサ自体の故障か、又は断線故障かを容易に判定することが可能な位置検出装置を提供すること。
【解決手段】シフトレバー８の下端部に連結される多極マグネット板１６と、前記多極マグネット板１６の下方に該多極マグネット板１６と対向するように配置された矩形状の非磁性体からなる基板１８と、前記基板１８の上面に配置された第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４と、前記基板１８に設けられ前記第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中の少なくともいずれか一つのセンサ出力信号を反転させる信号反転回路２０とを備える。
【解決手段】シフトレバー８の下端部に連結される多極マグネット板１６と、前記多極マグネット板１６の下方に該多極マグネット板１６と対向するように配置された矩形状の非磁性体からなる基板１８と、前記基板１８の上面に配置された第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４と、前記基板１８に設けられ前記第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中の少なくともいずれか一つのセンサ出力信号を反転させる信号反転回路２０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動変速機のシフトレバーを移動操作したときのシフト位置等を検出することが可能な位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される自動変速機のシフト装置において、近年、装置の小型化や操作力の低減化を図るために、いわゆるシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置が提案されている。このシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置は、運転者がシフトレバーを操作したときのシフト位置をセンサによって検出し、その検出信号に基づいて駆動されるアクチュエータで自動変速機（オートマチックトランスミッション：ＡＴ）のレンジを切り換えるという、電気的制御によってＡＴのレンジ（レンジポジション）を切り換える構成が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、このようなシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置に関し、特許文献２には、シフトレバーの下端に設けられたマグネット板に対向する位置に、検出した磁束密度の強弱に対応してオン／オフ信号を出力するＯＮ／ＯＦＦセンサ（Ｓ１、Ｓ３）と、検出した磁束密度の大きさに対応した出力値を出力するリニアセンサ（Ｒ２）とを備えた自動変速機のシフト装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３４１５４２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４７３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シフト位置中において、シフトレバーを操作したときのシフト位置を検出する複数のセンサが全て同一出力信号を出力するシフト位置が存在する場合、前記複数のセンサからの検出信号に基づいてアクチュエータを駆動させる制御装置（ＥＣＵ）は、例えば、カプラーが外れた断線故障であるか否かを判定することが困難である。
【０００５】
例えば、特許文献２の図５を参照すると、右上の「Ｒ位置」（リバースレンジ）では、全ての磁気センサ（Ｓ１〜Ｓ４、Ｒ１、Ｒ２）がマグネット板のＳ極領域に存在するため、各磁気センサの出力信号は、全てオフ信号となる。ここで、断線故障に起因して、全ての磁気センサ（Ｓ１〜Ｓ４、Ｒ１、Ｒ２）がオフ信号を出力する場合があり、各磁気センサからの検出信号に基づいてシフト位置を判断する制御装置では、この出力信号が「Ｒ位置」と同様の出力信号であると判定し、常に、「Ｒ位置」にあると看做されることにより、シフト位置検出手段が故障していることを判定することが困難となる。
【０００６】
この場合、各磁気センサの配置を変更することで、全ての磁気センサがオフ信号を出力しないようにすることが考えられるが、基板上における各磁気センサのレイアウトの問題や、磁気センサの個数が現状よりも増加して部品点数が増大する等、全ての磁気センサがオフ信号を出力しないようにすることは容易でない。
【０００７】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、センサ自体の故障か、又は断線故障かを容易に判定することが可能な位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、操作移動される操作部材と、前記操作部材の移動に対応して移動自在に設けられる被検出部と、前記被検出部の移動位置を検出する複数の検出部とを備え、前記複数の検出部の全てが前記移動位置の少なくとも一つで同様の状態を検出する操作部材の位置検出装置において、前記複数の検出部は、前記検出部が検出した位置情報を反転させる反転手段を有する少なくとも一つの検出部と、前記検出部が検出した位置情報をそのまま出力する他の検出部とを共に備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、複数の検出部の全てが操作部材の移動位置の少なくとも一つで同様の状態を検出するものにおいて、複数の検出部の中に、反転手段によって位置情報（出力信号）が反転される少なくとも１個の検出部が含まれるため、例えば、断線故障等によってある移動位置のときに複数の検出部が全て同一の位置情報（出力信号）を出力する場合と比較して、断線故障の場合と異なる位置情報パターン（出力信号パターン）を出力して峻別することができる。この結果、センサ自体の故障か、又は断線故障かを容易に判定することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、検出部が、被検出部の移動位置に対応してオン信号又はオフ信号を出力する磁気センサによって構成され、各磁気センサのオン信号の数とオフ信号の数とが操作部材の各移動位置の全てで複数となり、且つ各移動位置同士の各磁気センサの出力状態を比較したときに各磁気センサの出力が複数異なるように反転手段を有する磁気センサと前記反転手段を有さない磁気センサとがそれぞれ配置されるとよい。
【００１１】
このように配置されることにより、本発明では、操作部材の移動位置のすべての位置において、位置情報パターンにおけるオン信号の数とオフ信号の数を複数とすることができ、複数の検出部のオン状態での故障又はオフ状態での故障の両方の場合に冗長性を持たせることができる。
【発明の効果】
【００１２】
センサ自体の故障か、又は断線故障かを容易に判定することが可能な位置検出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシフト位置検出装置が組み込まれた自動変速機のシフト装置の概略構成図、図２は、前記自動変速機のシフト装置の斜視図、図３は、本実施形態に係るシフト位置検出装置の概略縦断面図である。
【００１４】
図１に示されるように、自動変速機（以下、ＡＴと略称する）１には、制御装置（ＥＣＵ）２を介してシフト装置３が電気的に接続されている。このＡＴ１は、トルクコンバータ４を介してエンジン５の図示しないエンジン出力軸に連結されている。ＡＴ１の油圧制御部６には、ＡＴ１のレンジ切り換えを行うための電動アクチュエータ７が設けられている。油圧制御部６及び電動アクチュエータ７は、制御装置２からの制御信号に基づいて駆動制御される。
【００１５】
制御装置２は、図示しない車両の車室内に設けられたシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置３と電気的に接続されている。シフト装置３には、シフトレバー（操作部材）８（図２参照）のシフト位置を検出し、前記シフト位置に対応した検出信号を出力するシフト位置検出装置（位置検出装置）１０が設けられる。前記シフト位置検出装置１０から出力された検出信号は、前記制御装置２に入力される。前記制御装置２は、前記検出信号に基づいて、油圧制御部６及び電動アクチュエータ７に制御信号を出力して両者を駆動制御する。
【００１６】
ＡＴ１のシフトレンジは、本実施形態において、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジ、Ｈ（ホームポジション）レンジを有している。なお、ＡＴ１がＮレンジに選択された場合には、ＡＴ１のエンジン５側と駆動輪側との回転駆動力の伝達が遮断された中立状態に設定され、また、Ｐレンジに選択された場合には、エンジン５側と駆動輪側との回転駆動力の伝達が遮断された中立状態に設定されると共に、図示しないパーキングロック機構が作動してＡＴ１の出力軸１ａを機械的にロックする。
【００１７】
図２に示されるように、シフト装置３は、ケーシング３ａと、前記ケーシング３ａの上部側開口部を閉塞するアッパカバー３ｂとによって構成される。前記アッパカバー３ｂには、シフトパターンを形成するシフト溝９が設けられており、このシフト溝９には、シフトレバー８が挿通されて前記シフト溝９に沿って変位可能に設けられている。なお、図２に示されるシフト溝９は、後記する右ハンドル仕様を例示したものである（図４（ａ）参照）。また、シフト装置３は、例えば、運転席近傍の図示しないフロアの上面や、運転席と助手席との間の図示しないインストルメントパネル（センタパネル）であって運転席近傍の傾斜面に配置されている。
【００１８】
シフト溝９は、車両の前後方向（ケーシング３ａの長手方向）に沿って延在する直線状の第１長溝９ａと、前記第１長溝９ａの中央部から略直交する方向に分岐する第２長溝９ｂと、前記第２長溝９ｂの終端部に連続し前記第１長溝９ａと所定間隔離間して略平行に延在する第３長溝９ｃとを有する。
【００１９】
この場合、第１長溝９ａの略中央部であって第２長溝９ｂに連結される部位がＮ（ニュートラル）位置、前記第１長溝９ａの下方側の一端部がＤ（ドライブ）位置、前記第１長溝９ａの上方側の他端部がＲ（リバース）位置、前記第２長溝９ｂに連続する側と反対側であって第３長溝９ｃの終端部がＨ（ホームポジション）位置である。前記Ｎ、Ｄ、Ｒ、Ｈの各位置に対応して、アッパカバー３ｂの上面には、「Ｎ」、「Ｄ」、「Ｒ」、「Ｈ」の記号が表示されている。なお、前記シフト溝９における前記「Ｎ」、「Ｄ」、「Ｒ」、「Ｈ」の各位置は、前記ＡＴ１のＮレンジ、Ｄレンジ、Ｒレンジ、Ｈレンジにそれぞれ対応するように設けられている。
【００２０】
また、前記Ｒレンジに近接するアッパカバー３ｂの上部側には、プッシュボタン方式のＰ（パーキング）操作ボタン１１が設けられている。
【００２１】
シフト装置３のケーシング３ａ内には、シフトレバー８をシフト溝９（第１〜第３長溝９ａ〜９ｃ）に沿って摺動自在に支持する図示しない摺動支持機構と、前記シフトレバー８を第１長溝９ａ内のいずれかの位置に操作した後、操作者がシフトレバー８から手を放すことにより、中立位置であるＨ位置に自動的に復帰させる図示しない復帰機構とが設けられている。なお、このとき、シフトレバー８がＨ位置に復帰した状態であっても、ＡＴ１は、Ｎレンジ、Ｄレンジ又はＲレンジに保持されている。
【００２２】
Ｐ操作ボタン１１を押すＰ（パーキング）時には、シフトレバー８がＨ位置に保持されている。
【００２３】
また、図２及び図３に示されるように、シフト装置３のケーシング３ａ内には、シフトレバー８の移動操作によるシフト位置（シフトポジション）を検出するためのシフト位置検出装置１０が設けられている。
【００２４】
このシフト位置検出装置１０は、図３に示されるように、マグネット支持部材１２の凹部１４内に固定支持された被検出部としての四角形状の多極マグネット板１６と、前記多極マグネット板１６の下方に該多極マグネット板１６と対向するように配置された矩形状の非磁性体からなる単一の基板１８と、前記基板１８の上面に配置された複数の検出部としての複数の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４（図５参照）と、前記基板１８に設けられ、前記第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中の少なくともいずれか一つのセンサ出力信号を反転させる信号反転回路２０を備える。
【００２５】
前記信号反転回路２０は、検出部（第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４）が検出した位置情報（センサ出力信号）を反転させる反転手段として機能するものであり、本実施形態では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からなる４個のセンサ中、後記するように、少なくとも任意の一つのセンサ出力信号が反転されるように設けられている（図７参照）。
【００２６】
なお、信号反転回路２０は、公知のノット回路（論理回路）によって構成され、出力信号が反転される任意のセンサと制御装置２との間で電気的に接続される。
【００２７】
前記信号反転回路２０の作用を例示すると、例えば、第１オン／オフセンサＳ１からオン信号（「１」）が出力されたとき、信号反転回路２０によって前記オン信号（「１」）がオフ信号（「０」）に反転され、前記反転されたオフ信号（「０」）が第１オン／オフセンサＳ１の出力信号として制御装置２に入力される。一方、前記とは逆に、第１オン／オフセンサＳ１からオフ信号（「０」）が出力されたとき、信号反転回路２０によって前記オフ信号（「０」）がオン信号（「１」）に反転され、前記反転されたオン信号（「１」）が第１オン／オフセンサＳ１の出力信号として制御装置２に入力される。
【００２８】
図３に示されるように、マグネット支持部材１２の上面に設けられた連結部１２ａには、シフトレバー８の下端部が連結されている。また、マグネット支持部材１２には、ガイド部材２１の下面に摺動自在に配置され、マグネット支持部材１２の内側に固定された前記多極マグネット板１６は、シフトレバー８のシフト操作に対応し基板１８に対して平行状態（対向状態）で移動自在に設けられる。なお、前記連結部１２ａには、シフトレバー８の下端部に設けられた図示しない球状部が摺動自在に挿入される筒状孔部（図示せず）が形成され、前記球状部と筒状孔部との摺動構造によってシフトレバー８の揺動運動を平行移動に変換することができる。
【００２９】
図４（ａ）は、右ハンドル仕様の車両に用いられるシフト溝パターンの平面図、図４（ｂ）は、左ハンドル仕様の車両に用いられるシフト溝パターンの平面図である。
【００３０】
本実施形態では、図４（ａ）に示される右ハンドル仕様のシフト溝パターンに沿って説明しているが、図４（ｂ）に示される左ハンドル仕様のシフト溝パターンにも適用できることは勿論である。この場合、右ハンドル仕様と左ハンドル仕様とでは、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４がそれぞれ所定位置に配置された同一の基板１８が用いられ、右ハンドル仕様の場合と左ハンドル仕様の場合とで前記同一の基板１８を周方向に沿って１８０度だけ回転させて使用することができる。
【００３１】
なお、図４において、右ハンドル仕様の場合、ホームポジションを「ＨＲ」と表示し、左ハンドル仕様の場合、ホームポジションを「ＨＬ」と表示している。また、「Ｈ２」、「Ｈ３」は、それぞれ、Ｈ（ＨＲ、ＨＬ）位置とＮ位置との間の中間位置をそれぞれ示している。前記中間位置では、シフトレバー８が「Ｈ２」位置及び「Ｈ３」位置で保持されることがなく、図示しない復帰機構の弾性力によってホームポジションであるＨ位置に戻されるように構成されている。
【００３２】
図５（ａ）は、本実施形態における第１〜第４オン／オフセンサの配置状態を示す平面図、図５（ｂ）は、本実施形態における多極マグネット板のＮ極とＳ極の配置状態を示す透過平面図である。
【００３３】
図５（ａ）に示されるように、本実施形態では、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４が略田型状に近接配置されている。すなわち、第１オン／オフセンサＳ１と第３オン／オフセンサＳ３、及び、第２オン／オフセンサＳ２と第４オン／オフセンサＳ４は、それぞれ、車幅方向（図５（ａ）中の左右横方向）に沿って近接配置されると共に、第１オン／オフセンサＳ１と第２オン／オフセンサＳ２、及び、第３オン／オフセンサＳ３と第４オン／オフセンサＳ４は、車両の前後方向（図５（ａ）中の上下縦方向）に沿って近接配置されている。
【００３４】
また、図５（ｂ）に示されるように、多極マグネット板１６は、シフトレバー８側から見た透過図において、時計回り方向に四角形状の４つのマグネット１６ａ〜１６ｄのそれぞれの一角部が一点で略接するようにマグネット支持部材１２に接着されている。板状で四角形状からなる４つのマグネット１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、図５（ｂ）中の左上のＳ極から時計回り方向に沿ってＮ極、Ｓ極、Ｎ極の順に配置されている。
【００３５】
第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、それぞれ、検出した磁石（マグネット）のＮ極又はＳ極の磁束密度の強弱に対応してオン／オフ信号を出力するスイッチ動作タイプの公知のホールセンサ（磁気センサ）からなる。本実施形態では、多極マグネット板１６のＳ極領域（網点領域参照）が対向位置にあって、Ｓ極の磁束密度が所定値よりも強い場合にオン信号（「１」）を出力する。一方、多極マグネット板１６のＳ極領域が対向位置になくＮ極領域（白地領域参照）が対向位置にあるとき、Ｓ極の磁束密度が所定値よりも弱いか若しくは略零の場合にオフ信号（「０」）を出力する（図７参照）。この場合、第１〜第４オン／オフセンサ（検出部）Ｓ１〜Ｓ４の全てが、シフトレバー８の移動位置の少なくとも１つで同様の状態を検出するとは、前記シフトレバー８の各シフト位置（Ｒ、Ｎ、Ｈ、Ｄの各位置）のそれぞれにおいて、検出した磁石（マグネット）のＮ極又はＳ極の磁束密度の強弱に対応して、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４が、オン／オフ信号をそれぞれ出力する中で、少なくとも１つの移動位置で第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４の全てがオン信号又はオフ信号をそれぞれ出力することをいう。
【００３６】
なお、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、それぞれ、検出した磁石のＮ極又はＳ極の磁束密度の強さに対応した出力電圧をリニアに出力する公知のホールセンサ（磁気センサ）を用いてもよい。この場合、多極マグネット板１６のＳ極領域が対向位置にあるとき、出力電圧に対応してＨ（ハイ）信号（「１」）を出力し、一方、多極マグネット板１６のＳ極領域が対向位置になくＮ極領域が対向位置にあるとき、出力電圧に対応してＬ（ロー）信号（「０」）を出力するようにしてもよい。
【００３７】
本実施形態に係るシフト位置検出装置１０は、以上のように構成され、シフトレバー８をシフト操作したときの各シフト位置（Ｒ、Ｎ、Ｈ、Ｄの各位置）における第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４と多極マグネット板１６（マグネット１６ａ〜１６ｄ）との相対的な位置関係は、図６に示されるようになる。なお、シフトレバー８の下端部に設けられた多極マグネット板１６は、シフトレバー８の中間部に設けた揺動自在な図示しない摺動支持機構によってシフト操作方向と逆方向に移動する。
【００３８】
すなわち、図６に示されるように、シフトレバー８のＨ（ＨＲ）位置を基準にすると、シフトレバー８のＮ位置では、第１オン／オフセンサＳ１が多極マグネット板１６の左下のＮ極領域（白地領域）に位置し、第２オン／オフセンサＳ２が左上のＳ極領域（網点領域）に位置し、第３オン／オフセンサＳ３が右下のＳ極領域（網点領域）に位置し、第４オン／オフセンサＳ４が右上のＮ極領域（白地領域）に位置する。
【００３９】
シフトレバー８のＤ位置では、第１及び第２オン／オフセンサＳ１、Ｓ２が、共に左下のＮ極領域（白地領域）に位置し、第３及び第４オン／オフセンサＳ３、Ｓ４が、共に右下のＳ極領域（網点領域）に位置する。シフトレバー８のＲ位置では、第１及び第２オン／オフセンサＳ１、Ｓ２が、共に左上のＳ極領域（網点領域）に位置し、第３及び第４オン／オフセンサＳ３、Ｓ４が、共に右上のＮ極領域（白地領域）に位置する。シフトレバー８のＨ（ＨＲ）位置では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４の全てが、右下のＳ極領域（網点領域）に位置する。なお、図６中では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４が配置された基板１８を省略して、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４と多極マグネット板１６との相対的な位置関係を示している。
【００４０】
これにより、シフトレバー８をシフト操作したときの各シフト位置（Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｈ）における第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からの出力信号は、図７（ｂ）に示されるようになる。なお、図７のセンサ出力において、前記したように、「１」はオン信号、「０」はオフ信号をそれぞれ示している。
【００４１】
ここで、図７（ａ）は、信号反転回路２０を設けることがなく、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４の出力信号をそのままの状態で出力した信号パターンの参考例を便宜的に示したものである。
【００４２】
参考までに図７（ａ）の信号パターンを概略説明すると、センサ出力信号を反転させないでそのまま出力した場合、例えば、シフトレバー８のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「０」、「０」、「１」、「１」）を制御装置２に出力し、また、シフト位置がＮ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「０」、「１」、「１」、「０」）を制御装置２に出力する（図６中における網点領域がオン信号「１」、白地領域がオフ信号「０」となる）。制御装置２は、入力されるこれらの検出信号に基づいてシフト位置がＤ位置又はＮ位置であると認識することができる。
【００４３】
図７（ｂ）は、信号反転回路２０によって、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中の少なくとも一つのセンサの出力信号を反転させた場合の信号パターンを示したものである。図７（ｂ）中において、「反転センサ」とは、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中のどのセンサの出力信号を反転させたかをそれぞれ示したものである。以下、図７（ａ）と対比しながら、図７（ｂ）の信号パターンについて説明する。
【００４４】
先ず、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、任意の１個のセンサ出力信号のみを反転させた場合について説明する。
【００４５】
第１オン／オフセンサＳ１の出力信号のみを信号反転回路２０によって反転させた場合、シフトレバー８のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「１」、「０」、「１」、「１」）を制御装置２に出力する。参考例である図７（ａ）の信号パターンと比較して諒解されるように、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号のみがオフ信号（「０」）からオン信号（「１」）に反転されている（「０→１」、「０」、「１」、「１」）。
【００４６】
また、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号のみを信号反転回路２０によって反転させた場合であって、シフトレバー８のシフト位置がＮ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「１」、「１」、「１」、「０」）を制御装置２に出力する。参考例である図７（ａ）の信号パターンと比較して諒解されるように、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号のみがオフ信号（「０」）からオン信号（「１」）に反転されている（「０→１」、「１」、「１」、「０」）。
【００４７】
同様にして、第２オン／オフセンサＳ２、第３オン／オフセンサＳ３、又は、第４オン／オフセンサＳ４の各出力信号のみを信号反転回路２０によって反転させ、シフトレバー８の各シフト位置に対応した出力信号が出力される（「Ｓ２反転」の欄、「Ｓ３反転」の欄、「Ｓ４反転」の欄参照）。
【００４８】
続いて、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、任意の２個のセンサ出力信号を反転させた場合について説明する。この場合、「Ｓ１−Ｓ２反転」、「Ｓ１−Ｓ３反転」、「Ｓ１−Ｓ４反転」、「Ｓ２−Ｓ３反転」、「Ｓ２−Ｓ４反転」、「Ｓ３−Ｓ４反転」の６通りの組み合わせが考えられる。なお、４個中の任意の３個のセンサ出力信号を反転させる場合は、前述した任意の１個のセンサ出力反転させる場合と同一の信号パターンとなる。
【００４９】
第１オン／オフセンサＳ１及び第３オン／オフセンサＳ３の出力信号をそれぞれ信号反転回路２０によって反転させた場合（太枠、且つ網点領域の欄参照）、シフトレバー８のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「１」、「０」、「０」、「１」）を制御装置２に出力する。参考例である図７（ａ）の信号パターンと比較して諒解されるように、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号がオフ信号（「０」）からオン信号（「１」）に反転されると共に、第３オン／オフセンサＳ３の出力信号がオン信号（「１」）からオフ信号（「０」）に反転されている（「０→１」、「０」、「１→０」、「１」）。
【００５０】
また、第２オン／オフセンサＳ２及び第４オン／オフセンサＳ４の出力信号をそれぞれ信号反転回路２０によって反転させた場合（太枠、且つ網点領域の欄参照）、シフトレバー８のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「０」、「１」、「１」、「０」）を制御装置２に出力する。参考例である図７（ａ）の信号パターンと比較して諒解されるように、第２オン／オフセンサＳ２の出力信号がオフ信号（「０」）からオン信号（「１」）に反転されると共に、第４オン／オフセンサＳ４の出力信号がオン信号（「１」）からオフ信号（「０」）に反転されている（「０」、「０→１」、「１」、「１→０」）。
【００５１】
本実施形態では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４の全てのセンサがシフトレバー８の各シフト位置の少なくとも一つで同様の状態を検出するものにおいて、複数の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中に、信号反転回路２０によって出力信号が反転される少なくとも１個のセンサが含まれるため、例えば、断線故障等によってあるシフト位置のときに第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４が全て同一の出力信号（「０」、「０」、「０」、「０」）を出力する場合と比較して、図７（ｂ）に示されるような断線故障の場合と異なる信号パターンを出力して峻別することができる。この結果、制御装置２は、センサ自体の故障か、又は断線故障かを容易に判定することができる。
【００５２】
換言すると、断線故障した場合、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からの出力信号が（「０」、「０」、「０」、「０」）となるが、本実施形態では、信号反転回路２０を設けて少なくとも一つのセンサの出力信号が反転されることにより、図７（ｂ）の信号パターンから諒解されるように、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からの出力信号が（「０」、「０」、「０」、「０」）となる信号パターンが皆無となる。なお、シフトレバー８がシフト位置ではなく、シフト途中の中間位置にあるＨ２位置及びＨ３位置のときは、除かれる。この結果、制御装置２は、断線故障を確実且つ容易に判別することができる。
【００５３】
なお、図７（ｂ）の信号パターンに示されるように、「Ｓ１−Ｓ２反転」のシフト位置がＲ位置のとき、「Ｓ２−Ｓ３反転」のシフト位置がＮ位置のとき、及び、「Ｓ３−Ｓ４反転」のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からの出力信号がそれぞれ同一で、（「０」、「０」、「０」、「０」）となり、この場合も除かれる。
【００５４】
図８は、図７（ｂ）に示されるような信号パターンにおいて、任意の１個又は２個のセンサの出力信号を反転させた場合において、シフトレバー８の各シフト位置における信号数（オン信号の数）を表示したものである。
【００５５】
例えば、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号を反転させたＤ位置では、オン信号（「１」）の数が３つ（「１」、「０」、「１」、「１」）であり、Ｎ位置ではその数が３つ（「１」、「１」、「１」、「０」）、Ｒ位置ではその数が１つ（「０」、「１」、「０」、「０」）、Ｈ（ＨＲ）位置ではその数が３つ（「０」、「１」、「１」、「１」）である。
【００５６】
また、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号及び第３オン／オフセンサＳ３の出力信号をそれぞれ反転させた場合（「Ｓ１−Ｓ３反転」の欄参照）、Ｈ２、Ｈ３の中間位置を除いたシフト位置において、各シフト位置の信号数（オン信号の数）がオール２となっている。
【００５７】
さらに、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、第２オン／オフセンサＳ２の出力信号及び第４オン／オフセンサＳ４の出力信号をそれぞれ反転させた場合（「Ｓ２−Ｓ４反転」の欄参照）、Ｈ２、Ｈ３の中間位置を除いたシフト位置において、各シフト位置の信号数（オン信号の数）がオール２となっている。
【００５８】
このように、本実施形態では、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号及び第３オン／オフセンサＳ３の出力信号をそれぞれ反転させた場合（「Ｓ１−Ｓ３反転」の欄参照）や、第２オン／オフセンサＳ２の出力信号及び第４オン／オフセンサＳ４の出力信号をそれぞれ反転させた場合（「Ｓ２−Ｓ４反転」の欄参照）のように、シフトレバー８のシフト位置のすべての位置において、出力信号のオン信号（「１」）の数とオフ信号（「０」）の数を複数とすることができ、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４のオン状態での故障又はオフ状態での故障の両方の場合に冗長性を持たせることができる。
【００５９】
換言すると、信号反転回路２０を用いて任意のセンサの出力信号を反転させた場合、その出力信号のオン信号数とオフ信号数とに偏りがあると（何れか一方が単数であると）、信号数が少ない側の故障判定に冗長性を持たせることができなくなるため、第１〜第４Ｓ１〜Ｓ４のオン信号数とオフ信号数とがシフトレバー８のシフト位置の全てにおいて複数となり、且つ各シフト位置同士における各オン／オフセンサの出力状態を比較したときに各オン／オフセンサの出力が複数異なるように設定されるとよい。
【００６０】
さらに、本実施形態では、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中の任意の１個のセンサが仮に故障した場合であっても、その信号パターンの組み合わせが他の信号パターンにないため、制御装置２は、複数のセンサ中、任意の１個のセンサ自体の故障を確実且つ容易に判定することができる。
【００６１】
すなわち、図７（ｂ）に示される信号パターンにおいて、例えば、「Ｓ１−Ｓ３反転」が選択されたとき、つまり、「Ｓ１−Ｓ３反転」という信号反転回路２０の設定でシフト位置検出装置１０が構成されたとき、仮に、第１オン／オフセンサＳ１が故障した場合、その出力信号は、（「０」、「０」、「０」、「１」）となるが、この「Ｓ１−Ｓ３反転」の各シフト位置における信号パターンにおいて（「０」、「０」、「０」、「１」）の信号パターンが他に存在しないため（「Ｓ１−Ｓ３反転」の横欄参照）、制御装置２は、第１オン／オフセンサＳ１の故障と判定することができる。この結果、本実施形態では、センサ自体が故障しているのか、又は断線故障しているのかのいずれかを判断し、制御装置２がセンサ自体の故障であると判定した後、さらに、センサ自体の故障であっても、複数のセンサ中、任意の１個のセンサの故障を判定（特定）することができる。しかも、任意の１個のセンサが故障していても、シフトレバー８の各シフト位置を検出することができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からなる４個のセンサを用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、複数のセンサ（検出部）であって、信号反転回路２０によって出力信号が反転される少なくとも一つのセンサ（検出部）と出力信号が反転されることがなくそのまま出力信号が出力される他のセンサ（他の検出部）とによって構成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係るシフト位置検出装置が組み込まれた自動変速機のシフト装置の概略構成図である。
【図２】前記自動変速機のシフト装置の斜視図である。
【図３】本実施形態に係るシフト位置検出装置の概略縦断面図である。
【図４】（ａ）は、右ハンドル仕様の車両に用いられるシフト溝パターンの平面図、（ｂ）は、左ハンドル仕様の車両に用いられるシフト溝パターンの平面図である。
【図５】（ａ）は、本実施形態における第１〜第４オン／オフセンサの配置状態を示す平面図、（ｂ）は、本実施形態における多極マグネット板のＮ極とＳ極の配置状態を示す透過平面図である。
【図６】シフトレバーの各シフト位置における第１〜第４オン／オフセンサと多極マグネット板との相対的な位置関係を示す透過平面図である。
【図７】（ａ）は、信号反転回路を設けることがなく、第１〜第４オン／オフセンサの出力信号をそのままの状態で出力した信号パターンの参考例を示す説明図、（ｂ）は、信号反転回路によって、第１〜第４オン／オフセンサ中の少なくとも一つのセンサの出力信号を反転させた場合の信号パターンを示す説明図である。
【図８】図８は、図７（ｂ）に示されるような信号パターンにおいて、任意の１個又は２個のセンサの出力信号を反転させた場合において、シフトレバーの各シフト位置における信号数（オン信号の数）を表示した説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
８ シフトレバー（操作部材）
１０ シフト位置検出装置（位置検出装置）
１６ 多極マグネット板（被検出部）
２０ 信号反転回路（反転手段）
Ｓ１〜Ｓ４ 第１〜第４オン／オフセンサ（検出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動変速機のシフトレバーを移動操作したときのシフト位置等を検出することが可能な位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される自動変速機のシフト装置において、近年、装置の小型化や操作力の低減化を図るために、いわゆるシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置が提案されている。このシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置は、運転者がシフトレバーを操作したときのシフト位置をセンサによって検出し、その検出信号に基づいて駆動されるアクチュエータで自動変速機（オートマチックトランスミッション：ＡＴ）のレンジを切り換えるという、電気的制御によってＡＴのレンジ（レンジポジション）を切り換える構成が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、このようなシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置に関し、特許文献２には、シフトレバーの下端に設けられたマグネット板に対向する位置に、検出した磁束密度の強弱に対応してオン／オフ信号を出力するＯＮ／ＯＦＦセンサ（Ｓ１、Ｓ３）と、検出した磁束密度の大きさに対応した出力値を出力するリニアセンサ（Ｒ２）とを備えた自動変速機のシフト装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３４１５４２号公報
【特許文献２】特開２００６−３４７３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シフト位置中において、シフトレバーを操作したときのシフト位置を検出する複数のセンサが全て同一出力信号を出力するシフト位置が存在する場合、前記複数のセンサからの検出信号に基づいてアクチュエータを駆動させる制御装置（ＥＣＵ）は、例えば、カプラーが外れた断線故障であるか否かを判定することが困難である。
【０００５】
例えば、特許文献２の図５を参照すると、右上の「Ｒ位置」（リバースレンジ）では、全ての磁気センサ（Ｓ１〜Ｓ４、Ｒ１、Ｒ２）がマグネット板のＳ極領域に存在するため、各磁気センサの出力信号は、全てオフ信号となる。ここで、断線故障に起因して、全ての磁気センサ（Ｓ１〜Ｓ４、Ｒ１、Ｒ２）がオフ信号を出力する場合があり、各磁気センサからの検出信号に基づいてシフト位置を判断する制御装置では、この出力信号が「Ｒ位置」と同様の出力信号であると判定し、常に、「Ｒ位置」にあると看做されることにより、シフト位置検出手段が故障していることを判定することが困難となる。
【０００６】
この場合、各磁気センサの配置を変更することで、全ての磁気センサがオフ信号を出力しないようにすることが考えられるが、基板上における各磁気センサのレイアウトの問題や、磁気センサの個数が現状よりも増加して部品点数が増大する等、全ての磁気センサがオフ信号を出力しないようにすることは容易でない。
【０００７】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、センサ自体の故障か、又は断線故障かを容易に判定することが可能な位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、操作移動される操作部材と、前記操作部材の移動に対応して移動自在に設けられる被検出部と、前記被検出部の移動位置を検出する複数の検出部とを備え、前記複数の検出部の全てが前記移動位置の少なくとも一つで同様の状態を検出する操作部材の位置検出装置において、前記複数の検出部は、前記検出部が検出した位置情報を反転させる反転手段を有する少なくとも一つの検出部と、前記検出部が検出した位置情報をそのまま出力する他の検出部とを共に備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、複数の検出部の全てが操作部材の移動位置の少なくとも一つで同様の状態を検出するものにおいて、複数の検出部の中に、反転手段によって位置情報（出力信号）が反転される少なくとも１個の検出部が含まれるため、例えば、断線故障等によってある移動位置のときに複数の検出部が全て同一の位置情報（出力信号）を出力する場合と比較して、断線故障の場合と異なる位置情報パターン（出力信号パターン）を出力して峻別することができる。この結果、センサ自体の故障か、又は断線故障かを容易に判定することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、検出部が、被検出部の移動位置に対応してオン信号又はオフ信号を出力する磁気センサによって構成され、各磁気センサのオン信号の数とオフ信号の数とが操作部材の各移動位置の全てで複数となり、且つ各移動位置同士の各磁気センサの出力状態を比較したときに各磁気センサの出力が複数異なるように反転手段を有する磁気センサと前記反転手段を有さない磁気センサとがそれぞれ配置されるとよい。
【００１１】
このように配置されることにより、本発明では、操作部材の移動位置のすべての位置において、位置情報パターンにおけるオン信号の数とオフ信号の数を複数とすることができ、複数の検出部のオン状態での故障又はオフ状態での故障の両方の場合に冗長性を持たせることができる。
【発明の効果】
【００１２】
センサ自体の故障か、又は断線故障かを容易に判定することが可能な位置検出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシフト位置検出装置が組み込まれた自動変速機のシフト装置の概略構成図、図２は、前記自動変速機のシフト装置の斜視図、図３は、本実施形態に係るシフト位置検出装置の概略縦断面図である。
【００１４】
図１に示されるように、自動変速機（以下、ＡＴと略称する）１には、制御装置（ＥＣＵ）２を介してシフト装置３が電気的に接続されている。このＡＴ１は、トルクコンバータ４を介してエンジン５の図示しないエンジン出力軸に連結されている。ＡＴ１の油圧制御部６には、ＡＴ１のレンジ切り換えを行うための電動アクチュエータ７が設けられている。油圧制御部６及び電動アクチュエータ７は、制御装置２からの制御信号に基づいて駆動制御される。
【００１５】
制御装置２は、図示しない車両の車室内に設けられたシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置３と電気的に接続されている。シフト装置３には、シフトレバー（操作部材）８（図２参照）のシフト位置を検出し、前記シフト位置に対応した検出信号を出力するシフト位置検出装置（位置検出装置）１０が設けられる。前記シフト位置検出装置１０から出力された検出信号は、前記制御装置２に入力される。前記制御装置２は、前記検出信号に基づいて、油圧制御部６及び電動アクチュエータ７に制御信号を出力して両者を駆動制御する。
【００１６】
ＡＴ１のシフトレンジは、本実施形態において、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジ、Ｈ（ホームポジション）レンジを有している。なお、ＡＴ１がＮレンジに選択された場合には、ＡＴ１のエンジン５側と駆動輪側との回転駆動力の伝達が遮断された中立状態に設定され、また、Ｐレンジに選択された場合には、エンジン５側と駆動輪側との回転駆動力の伝達が遮断された中立状態に設定されると共に、図示しないパーキングロック機構が作動してＡＴ１の出力軸１ａを機械的にロックする。
【００１７】
図２に示されるように、シフト装置３は、ケーシング３ａと、前記ケーシング３ａの上部側開口部を閉塞するアッパカバー３ｂとによって構成される。前記アッパカバー３ｂには、シフトパターンを形成するシフト溝９が設けられており、このシフト溝９には、シフトレバー８が挿通されて前記シフト溝９に沿って変位可能に設けられている。なお、図２に示されるシフト溝９は、後記する右ハンドル仕様を例示したものである（図４（ａ）参照）。また、シフト装置３は、例えば、運転席近傍の図示しないフロアの上面や、運転席と助手席との間の図示しないインストルメントパネル（センタパネル）であって運転席近傍の傾斜面に配置されている。
【００１８】
シフト溝９は、車両の前後方向（ケーシング３ａの長手方向）に沿って延在する直線状の第１長溝９ａと、前記第１長溝９ａの中央部から略直交する方向に分岐する第２長溝９ｂと、前記第２長溝９ｂの終端部に連続し前記第１長溝９ａと所定間隔離間して略平行に延在する第３長溝９ｃとを有する。
【００１９】
この場合、第１長溝９ａの略中央部であって第２長溝９ｂに連結される部位がＮ（ニュートラル）位置、前記第１長溝９ａの下方側の一端部がＤ（ドライブ）位置、前記第１長溝９ａの上方側の他端部がＲ（リバース）位置、前記第２長溝９ｂに連続する側と反対側であって第３長溝９ｃの終端部がＨ（ホームポジション）位置である。前記Ｎ、Ｄ、Ｒ、Ｈの各位置に対応して、アッパカバー３ｂの上面には、「Ｎ」、「Ｄ」、「Ｒ」、「Ｈ」の記号が表示されている。なお、前記シフト溝９における前記「Ｎ」、「Ｄ」、「Ｒ」、「Ｈ」の各位置は、前記ＡＴ１のＮレンジ、Ｄレンジ、Ｒレンジ、Ｈレンジにそれぞれ対応するように設けられている。
【００２０】
また、前記Ｒレンジに近接するアッパカバー３ｂの上部側には、プッシュボタン方式のＰ（パーキング）操作ボタン１１が設けられている。
【００２１】
シフト装置３のケーシング３ａ内には、シフトレバー８をシフト溝９（第１〜第３長溝９ａ〜９ｃ）に沿って摺動自在に支持する図示しない摺動支持機構と、前記シフトレバー８を第１長溝９ａ内のいずれかの位置に操作した後、操作者がシフトレバー８から手を放すことにより、中立位置であるＨ位置に自動的に復帰させる図示しない復帰機構とが設けられている。なお、このとき、シフトレバー８がＨ位置に復帰した状態であっても、ＡＴ１は、Ｎレンジ、Ｄレンジ又はＲレンジに保持されている。
【００２２】
Ｐ操作ボタン１１を押すＰ（パーキング）時には、シフトレバー８がＨ位置に保持されている。
【００２３】
また、図２及び図３に示されるように、シフト装置３のケーシング３ａ内には、シフトレバー８の移動操作によるシフト位置（シフトポジション）を検出するためのシフト位置検出装置１０が設けられている。
【００２４】
このシフト位置検出装置１０は、図３に示されるように、マグネット支持部材１２の凹部１４内に固定支持された被検出部としての四角形状の多極マグネット板１６と、前記多極マグネット板１６の下方に該多極マグネット板１６と対向するように配置された矩形状の非磁性体からなる単一の基板１８と、前記基板１８の上面に配置された複数の検出部としての複数の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４（図５参照）と、前記基板１８に設けられ、前記第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中の少なくともいずれか一つのセンサ出力信号を反転させる信号反転回路２０を備える。
【００２５】
前記信号反転回路２０は、検出部（第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４）が検出した位置情報（センサ出力信号）を反転させる反転手段として機能するものであり、本実施形態では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からなる４個のセンサ中、後記するように、少なくとも任意の一つのセンサ出力信号が反転されるように設けられている（図７参照）。
【００２６】
なお、信号反転回路２０は、公知のノット回路（論理回路）によって構成され、出力信号が反転される任意のセンサと制御装置２との間で電気的に接続される。
【００２７】
前記信号反転回路２０の作用を例示すると、例えば、第１オン／オフセンサＳ１からオン信号（「１」）が出力されたとき、信号反転回路２０によって前記オン信号（「１」）がオフ信号（「０」）に反転され、前記反転されたオフ信号（「０」）が第１オン／オフセンサＳ１の出力信号として制御装置２に入力される。一方、前記とは逆に、第１オン／オフセンサＳ１からオフ信号（「０」）が出力されたとき、信号反転回路２０によって前記オフ信号（「０」）がオン信号（「１」）に反転され、前記反転されたオン信号（「１」）が第１オン／オフセンサＳ１の出力信号として制御装置２に入力される。
【００２８】
図３に示されるように、マグネット支持部材１２の上面に設けられた連結部１２ａには、シフトレバー８の下端部が連結されている。また、マグネット支持部材１２には、ガイド部材２１の下面に摺動自在に配置され、マグネット支持部材１２の内側に固定された前記多極マグネット板１６は、シフトレバー８のシフト操作に対応し基板１８に対して平行状態（対向状態）で移動自在に設けられる。なお、前記連結部１２ａには、シフトレバー８の下端部に設けられた図示しない球状部が摺動自在に挿入される筒状孔部（図示せず）が形成され、前記球状部と筒状孔部との摺動構造によってシフトレバー８の揺動運動を平行移動に変換することができる。
【００２９】
図４（ａ）は、右ハンドル仕様の車両に用いられるシフト溝パターンの平面図、図４（ｂ）は、左ハンドル仕様の車両に用いられるシフト溝パターンの平面図である。
【００３０】
本実施形態では、図４（ａ）に示される右ハンドル仕様のシフト溝パターンに沿って説明しているが、図４（ｂ）に示される左ハンドル仕様のシフト溝パターンにも適用できることは勿論である。この場合、右ハンドル仕様と左ハンドル仕様とでは、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４がそれぞれ所定位置に配置された同一の基板１８が用いられ、右ハンドル仕様の場合と左ハンドル仕様の場合とで前記同一の基板１８を周方向に沿って１８０度だけ回転させて使用することができる。
【００３１】
なお、図４において、右ハンドル仕様の場合、ホームポジションを「ＨＲ」と表示し、左ハンドル仕様の場合、ホームポジションを「ＨＬ」と表示している。また、「Ｈ２」、「Ｈ３」は、それぞれ、Ｈ（ＨＲ、ＨＬ）位置とＮ位置との間の中間位置をそれぞれ示している。前記中間位置では、シフトレバー８が「Ｈ２」位置及び「Ｈ３」位置で保持されることがなく、図示しない復帰機構の弾性力によってホームポジションであるＨ位置に戻されるように構成されている。
【００３２】
図５（ａ）は、本実施形態における第１〜第４オン／オフセンサの配置状態を示す平面図、図５（ｂ）は、本実施形態における多極マグネット板のＮ極とＳ極の配置状態を示す透過平面図である。
【００３３】
図５（ａ）に示されるように、本実施形態では、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４が略田型状に近接配置されている。すなわち、第１オン／オフセンサＳ１と第３オン／オフセンサＳ３、及び、第２オン／オフセンサＳ２と第４オン／オフセンサＳ４は、それぞれ、車幅方向（図５（ａ）中の左右横方向）に沿って近接配置されると共に、第１オン／オフセンサＳ１と第２オン／オフセンサＳ２、及び、第３オン／オフセンサＳ３と第４オン／オフセンサＳ４は、車両の前後方向（図５（ａ）中の上下縦方向）に沿って近接配置されている。
【００３４】
また、図５（ｂ）に示されるように、多極マグネット板１６は、シフトレバー８側から見た透過図において、時計回り方向に四角形状の４つのマグネット１６ａ〜１６ｄのそれぞれの一角部が一点で略接するようにマグネット支持部材１２に接着されている。板状で四角形状からなる４つのマグネット１６ａ〜１６ｄは、それぞれ、図５（ｂ）中の左上のＳ極から時計回り方向に沿ってＮ極、Ｓ極、Ｎ極の順に配置されている。
【００３５】
第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、それぞれ、検出した磁石（マグネット）のＮ極又はＳ極の磁束密度の強弱に対応してオン／オフ信号を出力するスイッチ動作タイプの公知のホールセンサ（磁気センサ）からなる。本実施形態では、多極マグネット板１６のＳ極領域（網点領域参照）が対向位置にあって、Ｓ極の磁束密度が所定値よりも強い場合にオン信号（「１」）を出力する。一方、多極マグネット板１６のＳ極領域が対向位置になくＮ極領域（白地領域参照）が対向位置にあるとき、Ｓ極の磁束密度が所定値よりも弱いか若しくは略零の場合にオフ信号（「０」）を出力する（図７参照）。この場合、第１〜第４オン／オフセンサ（検出部）Ｓ１〜Ｓ４の全てが、シフトレバー８の移動位置の少なくとも１つで同様の状態を検出するとは、前記シフトレバー８の各シフト位置（Ｒ、Ｎ、Ｈ、Ｄの各位置）のそれぞれにおいて、検出した磁石（マグネット）のＮ極又はＳ極の磁束密度の強弱に対応して、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４が、オン／オフ信号をそれぞれ出力する中で、少なくとも１つの移動位置で第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４の全てがオン信号又はオフ信号をそれぞれ出力することをいう。
【００３６】
なお、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、それぞれ、検出した磁石のＮ極又はＳ極の磁束密度の強さに対応した出力電圧をリニアに出力する公知のホールセンサ（磁気センサ）を用いてもよい。この場合、多極マグネット板１６のＳ極領域が対向位置にあるとき、出力電圧に対応してＨ（ハイ）信号（「１」）を出力し、一方、多極マグネット板１６のＳ極領域が対向位置になくＮ極領域が対向位置にあるとき、出力電圧に対応してＬ（ロー）信号（「０」）を出力するようにしてもよい。
【００３７】
本実施形態に係るシフト位置検出装置１０は、以上のように構成され、シフトレバー８をシフト操作したときの各シフト位置（Ｒ、Ｎ、Ｈ、Ｄの各位置）における第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４と多極マグネット板１６（マグネット１６ａ〜１６ｄ）との相対的な位置関係は、図６に示されるようになる。なお、シフトレバー８の下端部に設けられた多極マグネット板１６は、シフトレバー８の中間部に設けた揺動自在な図示しない摺動支持機構によってシフト操作方向と逆方向に移動する。
【００３８】
すなわち、図６に示されるように、シフトレバー８のＨ（ＨＲ）位置を基準にすると、シフトレバー８のＮ位置では、第１オン／オフセンサＳ１が多極マグネット板１６の左下のＮ極領域（白地領域）に位置し、第２オン／オフセンサＳ２が左上のＳ極領域（網点領域）に位置し、第３オン／オフセンサＳ３が右下のＳ極領域（網点領域）に位置し、第４オン／オフセンサＳ４が右上のＮ極領域（白地領域）に位置する。
【００３９】
シフトレバー８のＤ位置では、第１及び第２オン／オフセンサＳ１、Ｓ２が、共に左下のＮ極領域（白地領域）に位置し、第３及び第４オン／オフセンサＳ３、Ｓ４が、共に右下のＳ極領域（網点領域）に位置する。シフトレバー８のＲ位置では、第１及び第２オン／オフセンサＳ１、Ｓ２が、共に左上のＳ極領域（網点領域）に位置し、第３及び第４オン／オフセンサＳ３、Ｓ４が、共に右上のＮ極領域（白地領域）に位置する。シフトレバー８のＨ（ＨＲ）位置では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４の全てが、右下のＳ極領域（網点領域）に位置する。なお、図６中では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４が配置された基板１８を省略して、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４と多極マグネット板１６との相対的な位置関係を示している。
【００４０】
これにより、シフトレバー８をシフト操作したときの各シフト位置（Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｈ）における第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からの出力信号は、図７（ｂ）に示されるようになる。なお、図７のセンサ出力において、前記したように、「１」はオン信号、「０」はオフ信号をそれぞれ示している。
【００４１】
ここで、図７（ａ）は、信号反転回路２０を設けることがなく、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４の出力信号をそのままの状態で出力した信号パターンの参考例を便宜的に示したものである。
【００４２】
参考までに図７（ａ）の信号パターンを概略説明すると、センサ出力信号を反転させないでそのまま出力した場合、例えば、シフトレバー８のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「０」、「０」、「１」、「１」）を制御装置２に出力し、また、シフト位置がＮ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「０」、「１」、「１」、「０」）を制御装置２に出力する（図６中における網点領域がオン信号「１」、白地領域がオフ信号「０」となる）。制御装置２は、入力されるこれらの検出信号に基づいてシフト位置がＤ位置又はＮ位置であると認識することができる。
【００４３】
図７（ｂ）は、信号反転回路２０によって、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中の少なくとも一つのセンサの出力信号を反転させた場合の信号パターンを示したものである。図７（ｂ）中において、「反転センサ」とは、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中のどのセンサの出力信号を反転させたかをそれぞれ示したものである。以下、図７（ａ）と対比しながら、図７（ｂ）の信号パターンについて説明する。
【００４４】
先ず、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、任意の１個のセンサ出力信号のみを反転させた場合について説明する。
【００４５】
第１オン／オフセンサＳ１の出力信号のみを信号反転回路２０によって反転させた場合、シフトレバー８のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「１」、「０」、「１」、「１」）を制御装置２に出力する。参考例である図７（ａ）の信号パターンと比較して諒解されるように、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号のみがオフ信号（「０」）からオン信号（「１」）に反転されている（「０→１」、「０」、「１」、「１」）。
【００４６】
また、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号のみを信号反転回路２０によって反転させた場合であって、シフトレバー８のシフト位置がＮ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「１」、「１」、「１」、「０」）を制御装置２に出力する。参考例である図７（ａ）の信号パターンと比較して諒解されるように、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号のみがオフ信号（「０」）からオン信号（「１」）に反転されている（「０→１」、「１」、「１」、「０」）。
【００４７】
同様にして、第２オン／オフセンサＳ２、第３オン／オフセンサＳ３、又は、第４オン／オフセンサＳ４の各出力信号のみを信号反転回路２０によって反転させ、シフトレバー８の各シフト位置に対応した出力信号が出力される（「Ｓ２反転」の欄、「Ｓ３反転」の欄、「Ｓ４反転」の欄参照）。
【００４８】
続いて、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、任意の２個のセンサ出力信号を反転させた場合について説明する。この場合、「Ｓ１−Ｓ２反転」、「Ｓ１−Ｓ３反転」、「Ｓ１−Ｓ４反転」、「Ｓ２−Ｓ３反転」、「Ｓ２−Ｓ４反転」、「Ｓ３−Ｓ４反転」の６通りの組み合わせが考えられる。なお、４個中の任意の３個のセンサ出力信号を反転させる場合は、前述した任意の１個のセンサ出力反転させる場合と同一の信号パターンとなる。
【００４９】
第１オン／オフセンサＳ１及び第３オン／オフセンサＳ３の出力信号をそれぞれ信号反転回路２０によって反転させた場合（太枠、且つ網点領域の欄参照）、シフトレバー８のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「１」、「０」、「０」、「１」）を制御装置２に出力する。参考例である図７（ａ）の信号パターンと比較して諒解されるように、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号がオフ信号（「０」）からオン信号（「１」）に反転されると共に、第３オン／オフセンサＳ３の出力信号がオン信号（「１」）からオフ信号（「０」）に反転されている（「０→１」、「０」、「１→０」、「１」）。
【００５０】
また、第２オン／オフセンサＳ２及び第４オン／オフセンサＳ４の出力信号をそれぞれ信号反転回路２０によって反転させた場合（太枠、且つ網点領域の欄参照）、シフトレバー８のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４は、出力信号（「０」、「１」、「１」、「０」）を制御装置２に出力する。参考例である図７（ａ）の信号パターンと比較して諒解されるように、第２オン／オフセンサＳ２の出力信号がオフ信号（「０」）からオン信号（「１」）に反転されると共に、第４オン／オフセンサＳ４の出力信号がオン信号（「１」）からオフ信号（「０」）に反転されている（「０」、「０→１」、「１」、「１→０」）。
【００５１】
本実施形態では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４の全てのセンサがシフトレバー８の各シフト位置の少なくとも一つで同様の状態を検出するものにおいて、複数の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中に、信号反転回路２０によって出力信号が反転される少なくとも１個のセンサが含まれるため、例えば、断線故障等によってあるシフト位置のときに第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４が全て同一の出力信号（「０」、「０」、「０」、「０」）を出力する場合と比較して、図７（ｂ）に示されるような断線故障の場合と異なる信号パターンを出力して峻別することができる。この結果、制御装置２は、センサ自体の故障か、又は断線故障かを容易に判定することができる。
【００５２】
換言すると、断線故障した場合、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からの出力信号が（「０」、「０」、「０」、「０」）となるが、本実施形態では、信号反転回路２０を設けて少なくとも一つのセンサの出力信号が反転されることにより、図７（ｂ）の信号パターンから諒解されるように、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からの出力信号が（「０」、「０」、「０」、「０」）となる信号パターンが皆無となる。なお、シフトレバー８がシフト位置ではなく、シフト途中の中間位置にあるＨ２位置及びＨ３位置のときは、除かれる。この結果、制御装置２は、断線故障を確実且つ容易に判別することができる。
【００５３】
なお、図７（ｂ）の信号パターンに示されるように、「Ｓ１−Ｓ２反転」のシフト位置がＲ位置のとき、「Ｓ２−Ｓ３反転」のシフト位置がＮ位置のとき、及び、「Ｓ３−Ｓ４反転」のシフト位置がＤ位置のとき、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からの出力信号がそれぞれ同一で、（「０」、「０」、「０」、「０」）となり、この場合も除かれる。
【００５４】
図８は、図７（ｂ）に示されるような信号パターンにおいて、任意の１個又は２個のセンサの出力信号を反転させた場合において、シフトレバー８の各シフト位置における信号数（オン信号の数）を表示したものである。
【００５５】
例えば、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号を反転させたＤ位置では、オン信号（「１」）の数が３つ（「１」、「０」、「１」、「１」）であり、Ｎ位置ではその数が３つ（「１」、「１」、「１」、「０」）、Ｒ位置ではその数が１つ（「０」、「１」、「０」、「０」）、Ｈ（ＨＲ）位置ではその数が３つ（「０」、「１」、「１」、「１」）である。
【００５６】
また、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号及び第３オン／オフセンサＳ３の出力信号をそれぞれ反転させた場合（「Ｓ１−Ｓ３反転」の欄参照）、Ｈ２、Ｈ３の中間位置を除いたシフト位置において、各シフト位置の信号数（オン信号の数）がオール２となっている。
【００５７】
さらに、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、第２オン／オフセンサＳ２の出力信号及び第４オン／オフセンサＳ４の出力信号をそれぞれ反転させた場合（「Ｓ２−Ｓ４反転」の欄参照）、Ｈ２、Ｈ３の中間位置を除いたシフト位置において、各シフト位置の信号数（オン信号の数）がオール２となっている。
【００５８】
このように、本実施形態では、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中、第１オン／オフセンサＳ１の出力信号及び第３オン／オフセンサＳ３の出力信号をそれぞれ反転させた場合（「Ｓ１−Ｓ３反転」の欄参照）や、第２オン／オフセンサＳ２の出力信号及び第４オン／オフセンサＳ４の出力信号をそれぞれ反転させた場合（「Ｓ２−Ｓ４反転」の欄参照）のように、シフトレバー８のシフト位置のすべての位置において、出力信号のオン信号（「１」）の数とオフ信号（「０」）の数を複数とすることができ、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４のオン状態での故障又はオフ状態での故障の両方の場合に冗長性を持たせることができる。
【００５９】
換言すると、信号反転回路２０を用いて任意のセンサの出力信号を反転させた場合、その出力信号のオン信号数とオフ信号数とに偏りがあると（何れか一方が単数であると）、信号数が少ない側の故障判定に冗長性を持たせることができなくなるため、第１〜第４Ｓ１〜Ｓ４のオン信号数とオフ信号数とがシフトレバー８のシフト位置の全てにおいて複数となり、且つ各シフト位置同士における各オン／オフセンサの出力状態を比較したときに各オン／オフセンサの出力が複数異なるように設定されるとよい。
【００６０】
さらに、本実施形態では、４個の第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４中の任意の１個のセンサが仮に故障した場合であっても、その信号パターンの組み合わせが他の信号パターンにないため、制御装置２は、複数のセンサ中、任意の１個のセンサ自体の故障を確実且つ容易に判定することができる。
【００６１】
すなわち、図７（ｂ）に示される信号パターンにおいて、例えば、「Ｓ１−Ｓ３反転」が選択されたとき、つまり、「Ｓ１−Ｓ３反転」という信号反転回路２０の設定でシフト位置検出装置１０が構成されたとき、仮に、第１オン／オフセンサＳ１が故障した場合、その出力信号は、（「０」、「０」、「０」、「１」）となるが、この「Ｓ１−Ｓ３反転」の各シフト位置における信号パターンにおいて（「０」、「０」、「０」、「１」）の信号パターンが他に存在しないため（「Ｓ１−Ｓ３反転」の横欄参照）、制御装置２は、第１オン／オフセンサＳ１の故障と判定することができる。この結果、本実施形態では、センサ自体が故障しているのか、又は断線故障しているのかのいずれかを判断し、制御装置２がセンサ自体の故障であると判定した後、さらに、センサ自体の故障であっても、複数のセンサ中、任意の１個のセンサの故障を判定（特定）することができる。しかも、任意の１個のセンサが故障していても、シフトレバー８の各シフト位置を検出することができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、第１〜第４オン／オフセンサＳ１〜Ｓ４からなる４個のセンサを用いて説明しているが、これに限定されるものではなく、複数のセンサ（検出部）であって、信号反転回路２０によって出力信号が反転される少なくとも一つのセンサ（検出部）と出力信号が反転されることがなくそのまま出力信号が出力される他のセンサ（他の検出部）とによって構成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係るシフト位置検出装置が組み込まれた自動変速機のシフト装置の概略構成図である。
【図２】前記自動変速機のシフト装置の斜視図である。
【図３】本実施形態に係るシフト位置検出装置の概略縦断面図である。
【図４】（ａ）は、右ハンドル仕様の車両に用いられるシフト溝パターンの平面図、（ｂ）は、左ハンドル仕様の車両に用いられるシフト溝パターンの平面図である。
【図５】（ａ）は、本実施形態における第１〜第４オン／オフセンサの配置状態を示す平面図、（ｂ）は、本実施形態における多極マグネット板のＮ極とＳ極の配置状態を示す透過平面図である。
【図６】シフトレバーの各シフト位置における第１〜第４オン／オフセンサと多極マグネット板との相対的な位置関係を示す透過平面図である。
【図７】（ａ）は、信号反転回路を設けることがなく、第１〜第４オン／オフセンサの出力信号をそのままの状態で出力した信号パターンの参考例を示す説明図、（ｂ）は、信号反転回路によって、第１〜第４オン／オフセンサ中の少なくとも一つのセンサの出力信号を反転させた場合の信号パターンを示す説明図である。
【図８】図８は、図７（ｂ）に示されるような信号パターンにおいて、任意の１個又は２個のセンサの出力信号を反転させた場合において、シフトレバーの各シフト位置における信号数（オン信号の数）を表示した説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
８ シフトレバー（操作部材）
１０ シフト位置検出装置（位置検出装置）
１６ 多極マグネット板（被検出部）
２０ 信号反転回路（反転手段）
Ｓ１〜Ｓ４ 第１〜第４オン／オフセンサ（検出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作移動される操作部材と、前記操作部材の移動に対応して移動自在に設けられる被検出部と、前記被検出部の移動位置を検出する複数の検出部とを備え、前記複数の検出部の全てが前記移動位置の少なくとも一つで同様の状態を検出する操作部材の位置検出装置において、
前記複数の検出部は、前記検出部が検出した位置情報を反転させる反転手段を有する少なくとも一つの検出部と、前記検出部が検出した位置情報をそのまま出力する他の検出部とを共に備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の位置検出装置において、
前記検出部は、前記被検出部の移動位置に対応してオン信号又はオフ信号を出力する磁気センサからなり、各磁気センサのオン信号の数とオフ信号の数とが前記操作部材の各移動位置の全てで複数となり、且つ前記各移動位置同士の前記磁気センサの出力状態を比較したときに前記各磁気センサの出力が複数異なるように前記反転手段を有する磁気センサと前記反転手段を有さない磁気センサとがそれぞれ配置されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１】
操作移動される操作部材と、前記操作部材の移動に対応して移動自在に設けられる被検出部と、前記被検出部の移動位置を検出する複数の検出部とを備え、前記複数の検出部の全てが前記移動位置の少なくとも一つで同様の状態を検出する操作部材の位置検出装置において、
前記複数の検出部は、前記検出部が検出した位置情報を反転させる反転手段を有する少なくとも一つの検出部と、前記検出部が検出した位置情報をそのまま出力する他の検出部とを共に備えることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の位置検出装置において、
前記検出部は、前記被検出部の移動位置に対応してオン信号又はオフ信号を出力する磁気センサからなり、各磁気センサのオン信号の数とオフ信号の数とが前記操作部材の各移動位置の全てで複数となり、且つ前記各移動位置同士の前記磁気センサの出力状態を比較したときに前記各磁気センサの出力が複数異なるように前記反転手段を有する磁気センサと前記反転手段を有さない磁気センサとがそれぞれ配置されることを特徴とする位置検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１０７３７６（Ｐ２０１０−１０７３７６Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８００８９（Ｐ２００８−２８００８９）
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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