JP2011251612A - シフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフト部材の操作が完了したことを直感的に認識すると共に、シフト部材のシフト位置と車両のシフト位置との不一致を回避する。
【解決手段】シフト装置１０では、シフトレバー６０が「Ｈ」位置から操作されることで、変速機のシフト位置が変更される。ここで、シフトレバー６０が「Ｈ」位置から各シフト位置に操作された際には、シフトレバー駆動制御部１２０が、第１モータ８０又は第２モータ８４の駆動を制御することで、シフトレバー６０が操作されたシフト位置に所定時間保持される。これにより、シフトレバー６０の操作が完了したことを乗員が直感的に認識できる。また、シフトレバー６０は、操作されたシフト位置に所定時間保持された後に、「Ｈ」位置に自動的に復帰される。このため、シフトレバー６０のシフト位置と変速幾のシフト位置との不一致を回避できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のシフト位置を変更するシフト装置に関する。

シフト装置としては、バイワイヤ方式のシフト装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、シフト装置が、所謂ステーショナリ機構のものにされており、シフトノブが操作された際には、シフトノブが操作されたシフト位置に保持される。このため、操作者がシフトノブの操作が完了したことを直感的に認識できるという利点がある。

また、バイワイヤ方式のシフト装置には、所謂モーメンタリ機構のものがあり、シフトノブがホーム位置から操作された際には、シフトノブがホーム位置まで自動的に復帰される。このため、シフトノブが操作されたシフト位置とトランスミッションのシフト位置とが一致しない際でも、シフトノブのシフト位置とトランスミッションのシフト位置との不一致が生じないという利点がある。

ここで、シフト装置では、ステーショナリ機構の利点とモーメンタリ機構の利点との両方を備えることが好ましい。

特許第４２１７３９３号公報

本発明は、上記事実を考慮して、シフト部材の操作が完了したことを直感的に認識できると共に、シフト部材のシフト位置と車両のシフト位置との不一致を回避できるシフト装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のシフト装置は、所定位置から操作されることで車両のシフト位置が変更されるシフト部材と、前記シフト部材の操作状態を維持すると共に前記シフト部材を所定位置に復帰させる復帰手段と、を備えている。

請求項１に記載のシフト装置では、シフト部材が所定位置から操作されることで、車両のシフト位置が変更される。

ここで、復帰手段がシフト部材の操作状態を維持する。このため、シフト部材の操作が完了したことを直感的に認識できる。

さらに、復帰手段がシフト部材を所定位置に復帰させる。このため、シフト部材のシフト位置と車両のシフト位置との不一致を回避できる。

請求項２に記載のシフト装置は、請求項１に記載のシフト装置において、前記復帰手段は、前記シフト部材を操作状態に停止させた後に前記シフト部材を所定位置に復帰させる。

請求項２に記載のシフト装置では、復帰手段が、シフト部材を操作状態に停止させた後に、シフト部材を所定位置に復帰させる。このため、シフト部材の操作が完了したことを良好に直感的に認識できる。

請求項３に記載のシフト装置は、請求項１に記載のシフト装置において、前記シフト部材は、所定位置から第１操作位置と第２操作位置とへ操作可能にされ、かつ、前記復帰手段は、前記シフト部材を第１操作位置から所定位置へ復帰させる速度を前記シフト部材が第２操作位置から所定位置へ復帰される速度未満にする。

請求項３に記載のシフト装置では、シフト部材が、所定位置から第１操作位置と第２操作位置とへ操作可能にされている。

ここで、復帰手段が、シフト部材を第１操作位置から所定位置へ復帰させる速度を、シフト部材が第２操作位置から所定位置へ復帰される速度未満にする。

このため、シフト部材の第１操作位置に操作が完了したことを直感的に認識できる。

以上説明したように、本発明に係るシフト装置では、シフト部材の操作が完了したことを直感的に認識できると共に、シフト部材のシフト位置と車両のシフト位置との不一致を回避できる。

本発明の実施の形態に係るシフト装置を示す分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るシフト装置におけるシフトレバーの操作パターンを示す図である。 本発明の実施の形態に係るシフト装置におけるシフトレバーの主要部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るシフト装置の別例におけるシフトレバーの操作パターンを示す図である。

図１には、本発明の実施の形態に係る車両（自動車）のシフト装置１０が分解斜視図にて示されている。なお、図面では、車両前方を矢印ＦＲで示し、車両右方を矢印ＲＨで示し、車両上方を矢印ＵＰで示す。

図１に示す如く、シフト装置１０は、下側部分に、本体部としてのベース１２を備えており、ベース１２は車両の床にボルト等により締結固定されている。

図１及び図３に示す如く、ベース１２の中央部には、シフト部材としてのシフトレバー６０が配置されており、シフトレバー６０は、円筒状のレバーロッド６２を備えている。レバーロッド６２の長手方向中間部には、矩形筒状の支持部材６６が設けられており、レバーロッド６２は、支持部材６６内を貫通している。

支持部材６６の車両右側壁には、円柱状の支持軸７０が車両右側に向けて延出形成されている。一方、支持部材６６の車両左側壁には、円柱状の支持軸７２が車両左側に向けて延出形成されている。支持軸７０と支持軸７２とは同軸上に配置されており、支持軸７０及び支持軸７２は、ベース１２に立設された軸受壁１４Ａ及び軸受壁１４Ｂにホルダ４２によって回転可能に取付けられている。

支持部材６６の車両後側壁と車両前側壁との間には、円柱状の支持軸６８が掛け渡されており、レバーロッド６２は、支持軸６８が貫通されて、車両左右方向に回動可能に支持されている。これにより、シフトレバー６０が、車両左右方向（セレクト方向）に操作可能にされている。

また、支持軸７０と支持軸７２とが軸線周りに回転することにより、レバーロッド６２が支持軸６８を介して車両前後方向に回動される。これにより、シフトレバー６０が、車両前後方向（シフト方向）に操作可能にされている。

シフトレバー６０の長手方向中間部には、屈曲板状の回転部材７６が配置されており、回転部材７６の車両後側壁には、円柱状の支持軸７８が車両後側に向けて延出形成されている。支持軸７８は、ベース１２に設けられた円孔２２Ａに回転可能に支持されて、支持軸６８と同軸上に配置されている。

回転部材７６の車両下側壁には、長尺矩形状の長孔７６Ａが貫通形成されている。長孔７６Ａには、レバーロッド６２が挿通されており、長孔７６Ａの車両左右方向の寸法は、レバーロッド６２の外径より僅かに大きくされている。このため、レバーロッド６２が車両左右方向に回動されると、レバーロッド６２の外周面が長孔７６Ａの車両右側面又は車両左側面に当接して、レバーロッド６２と一体に回転部材７６が支持軸７８の軸線回りに回転される。また、長孔７６Ａの車両前後方向の寸法は、レバーロッド６２が車両前後方向に回動された際にレバーロッド６２の外周面が長孔７６Ａの車両前後側面に当接しない寸法にされている。このため、長孔７６Ａがレバーロッド６２の車両前後方向への回動を許容している。

図１に示す如く、レバーロッド６２の長手方向上側端には、シフトレバー６０を構成するシフトノブ１１０が固定されている。シフトノブ１１０の車両上側面には、図２に示すシフトレバー６０の操作パターンが図示されており、図２では、「Ｈ」位置がホーム位置（所定位置）を示し、「Ｎ」位置、「Ｒ」位置、「Ｄ」位置がそれぞれシフト位置としてのニュートラル位置、リバース位置、ドライブ位置を示し、「＋」位置、「−」位置がそれぞれシフト位置としてのシフトアップ位置、シフトダウン位置を示している。

図１に示す如く、レバーロッド６２の長手方向下側端部には、節度機構を構成する円柱状の節度ピン９８がレバーロッド６２の軸線方向に沿って挿入されると共に、節度機構を構成する図示しない圧縮コイルスプリングが挿入されている。節度ピン９８は、先端部が半球状に形成されており、圧縮コイルスプリングが節度ピン９８をレバーロッド６２の長手方向下側へ付勢して、節度ピン９８の先端部がレバーロッド６２の長手方向下側端から突出されている。

シフトレバー６０の車両下側には、節度機構を構成しかつ車両上側が開口した略直方体状のガイド部材９６が配置されており、ガイド部材９６はベース１２に固定されている。ガイド部材９６の底壁内側面には、図示しない節度面が形成されており、節度面には、前述した節度ピン９８の先端部が、圧縮コイルスプリングの付勢力によって圧接されている。

また、節度面は、シフトレバー６０の「Ｈ」位置に対応する部位が、シフトレバー６０の各シフト位置に対応する部位より車両下側に配置されており、シフトレバー６０が操作パターンに沿って「Ｈ」位置から離間するに従い、対応する節度面の部位が徐々に車両上側に配置されている。このため、シフトレバー６０が「Ｈ」位置から各シフト位置に操作される際には、節度ピン９８の節度面への圧接力（圧縮コイルスプリングの付勢力）が大きくされて、シフトレバー６０（レバーロッド６２）に「Ｈ」位置への復帰力が操作荷重として作用される。

シフトレバー６０の車両左側には、復帰手段を構成する第１モータ８０が配置されており、第１モータ８０は、自身の回転軸８１を車両後側に向けた状態で、車両前後方向に沿ってベース１２に固定されている。回転軸８１の先端部には、復帰手段を構成する円筒状のギヤ８２が固定されており、ギヤ８２には、外周部に平歯８６が形成されている。

第１モータ８０の車両後側には、復帰手段を構成するセンサ９２が配置されている。センサ９２は、第１モータ８０の回転軸８１に対向してベース１２に取付けられており、センサ９２は、回転軸８１の回転位置を検出する。

一方、回転部材７６の支持軸７８の先端部には、復帰手段を構成する略扇形状のギヤ５０の一端が固定されている。また、ギヤ５０の他端（円弧部）には、平歯５２が形成されており、平歯５２は、前述したギヤ８２に噛合している。これにより、第１モータ８０が回転することで、ギヤ８２とギヤ５０と回転部材７６とを介して、シフトレバー６０が車両左右方向に回動される。

シフトレバー６０の車両前側には、復帰手段を構成する第２モータ８４が配置されており、第２モータ８４は、自身の回転軸８５を車両右側に向けた状態で、車両左右方向に沿ってベース１２に固定されている。回転軸８５の先端部には、復帰手段を構成する円筒状のギヤ８７が固定されており、ギヤ８７には、外周部に平歯８８が形成されている。

第２モータ８４の車両右側には、復帰手段を構成するセンサ９０が配置されている。センサ９０は、第２モータ８４の回転軸８５に対向してベース１２に取付けられており、センサ９０は、回転軸８５の回転位置を検出する。

一方、シフトレバー６０の支持軸７０の先端部には、復帰手段を構成する略扇形状のギヤ５６の一端が固定されている。また、ギヤ５６の他端（円弧部）には、平歯５８が形成されており、平歯５８は、前述したギヤ８７に噛合している。これにより、第２モータ８４が回転することで、ギヤ８７とギヤ５６と支持軸６８とを介して、シフトレバー６０が車両前後方向に回動される。

さらに、第１モータ８０、第２モータ８４、センサ９０、センサ９２は復帰手段を構成するシフトレバー駆動制御部１２０に電気的に接続されている。シフトレバー駆動制御部１２０は、センサ９０及びセンサ９２から出力された検出信号に基づいて、ギヤ８２及びギヤ８７の回転位置（回転量を含む）を検出する。これにより、シフトレバー駆動制御部１２０は、シフトレバー６０の車両前後方向及び車両左右方向の回動位置を検出する。

また、シフトレバー駆動制御部１２０は、シフトレバー６０が「Ｈ」位置から各シフト位置に操作されたことを検出した後に、検出したシフトレバー６０の回動位置に基づいて、第１モータ８０及び第２モータ８４の駆動を制御するための駆動信号を第１モータ８０及び第２モータ８４へ出力する。このため、ギヤ８２及びギヤ８７の回転力が制御される。

一方、ベース１２の車両上側には、車両下側が開口した略直方体状のハウジング１００が配置されており、ハウジング１００は、シフトレバー６０の支持部材６６より下側部分を被覆してベース１２に固定されている。ハウジング１００の車両上側壁の中央部には、矩形状の貫通孔１０２が設けられており、貫通孔１０２には、レバーロッド６２が貫通されている。貫通孔１０２は、シフトレバー６０が車両前後方向及び車両左右方向に回動された際に、レバーロッド６２が干渉しない大きさに設けられている。

また、シフトレバー６０は車両の変速機（トランスミッション）に電気的に接続されており、シフトレバー６０が「Ｈ」位置から各シフト位置に操作された際には、シフトレバー６０のシフト位置を示す信号が変速機に出力されて、変速機のシフト位置（車両のシフト位置）が変更される構成となっている。さらに、車両の変速機は、車両の走行状態等に応じて自動的に適正なシフト位置に変更される構成となっている。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

乗員がシフトノブ１１０を把持して、シフトレバー６０が「Ｈ」位置から各シフト位置に操作された際には、変速機のシフト位置が変更されると共に、節度ピン９８の節度面への圧接力によりシフトレバー６０に「Ｈ」位置への復帰力が作用される。

シフトレバー６０を「Ｈ」位置から「Ｎ」位置へ操作する際には、シフトレバー６０を「Ｈ」位置から「Ｎ」位置（車両右側）へ回動させる。

シフトレバー６０を「Ｈ」位置から「Ｄ」位置又は「Ｒ」位置へ操作する際には、シフトレバー６０を、「Ｈ」位置から「Ｎ」位置（車両右側）へ回動させた後に、「Ｎ」位置から「Ｄ」位置（車両後側）又は「Ｒ」位置（車両前側）へ回動させる。

シフトレバー６０を「Ｈ」位置から「＋」位置又は「−」位置へ操作する際には、シフトレバー６０を、「Ｈ」位置から「＋」位置（車両前側）又は「−」位置（車両後側）へ回動させる。

シフトレバー６０が「Ｈ」位置から「Ｎ」位置へ回動される際には、レバーロッド６２が支持軸６８の軸線周りに回動されることで、レバーロッド６２と一体に回転部材７６が支持軸７８の軸線周りに回転されて、支持軸７８が回転される。これにより、ギヤ５０とギヤ８２とを介して、第１モータ８０の回転軸８１が回転される。

シフトレバー６０が「Ｎ」位置から「Ｄ」位置又は「Ｒ」位置へ回動される際には、支持軸６８と支持部材６６とを介して支持軸７０と支持軸７２とが軸線周りに回転される。支持軸７０が回転されることにより、ギヤ５６とギヤ８７とを介して、第２モータ８４の回転軸８５が回転される。

シフトレバー６０が「Ｈ」位置から「＋」位置又は「−」位置へ回動される際には、支持軸６８と支持部材６６とを介して支持軸７０と支持軸７２とが軸線周りに回転される。支持軸７０が回転されることにより、ギヤ５６とギヤ８７とを介して、第２モータ８４の回転軸８５が回転される。

センサ９２は、ギヤ８２及び第１モータ８０の回転軸８１の回転位置を検出し、検出信号をシフトレバー駆動制御部１２０へ出力する。また、センサ９０は、ギヤ８７及び第２モータ８４の回転軸８５の回転位置を検出し、検出信号をシフトレバー駆動制御部１２０へ出力する。

これにより、シフトレバー駆動制御部１２０は、シフトレバー６０の回動位置を検出し、シフトレバー６０のシフト位置を検出する。この際には、シフトレバー駆動制御部１２０は、シフトレバー６０のシフト位置に基づいて、第１モータ８０又は第２モータ８４へ駆動信号を出力する。具体的には、シフトレバー６０のシフト位置が「Ｎ」位置である際には、シフトレバー６０が車両右側へ回動される方向に、第１モータ８０が駆動される。また、シフトレバー６０のシフト位置が「Ｒ」位置又は「＋」位置である際には、シフトレバー６０が車両前側へ回動される方向に、第２モータ８４が駆動される。さらに、シフトレバー６０のシフト位置が「Ｄ」位置又は「−」位置である際には、シフトレバー６０が車両後側へ回動される方向に、第２モータ８４が駆動される。このため、シフトレバー６０が節度ピン９８の節度面への圧接力に拘わらず当該シフト位置に保持される。

シフトレバー６０が当該シフト位置に所定時間保持された後には、シフトレバー駆動制御部１２０は、第１モータ８０又は第２モータ８４の駆動を停止する。このため、シフトレバー６０が節度ピン９８の節度面への圧接力により自動的（自発的）に「Ｈ」位置へ復帰される。

ここで、上述の如く、シフトレバー６０が「Ｈ」位置から各シフト位置に操作された際には、シフトレバー駆動制御部１２０が、センサ９０及びセンサ９２からの検出信号に基づいて、第１モータ８０又は第２モータ８４の駆動を制御することで、シフトレバー６０が操作されたシフト位置に所定時間保持される。これにより、シフトレバー６０の操作が完了したことを乗員が直感的に認識できる。

また、上述の如く、シフトレバー６０は、操作されたシフト位置に所定時間保持された後に、「Ｈ」位置に自動的に復帰される。このため、例えば、将来、目的地まで自動で走行する自動運転システムの技術が確立した場合に、変速機のシフト位置が「Ｄ」位置と「Ｒ」位置とで自動制御で変更される際でも、シフトレバー６０は「Ｈ」位置に配置されて各シフト位置に配置されないため、シフトレバー６０のシフト位置と変速幾のシフト位置との不一致を回避できる。

なお、本実施の形態では、シフト装置１０がガイド部材９６を備える構成としたが、シフト装置１０がガイド部材９６を備えない構成としてもよい。この場合には、シフトレバー６０が車両左右方向又は車両前後方向に操作される際に、シフトレバー駆動制御部１２０は、第１モータ８０又は第２モータ８４の駆動を制御して、シフトレバー６０に回動される方向とは反対方向への回動力を操作荷重として作用させる。

さらに、この場合には、シフトレバー６０が各シフト位置に操作された際に、シフトレバー駆動制御部１２０は、第１モータ８０又は第２モータ８４を駆動又は停止することで、シフトレバー６０が各シフト位置に保持される。シフトレバー６０が各シフト位置に所定時間保持された後には、シフトレバー駆動制御部１２０は、第１モータ８０又は第２モータ８４の駆動を制御して、シフトレバー６０がＨ位置に復帰される。

さらに、本実施の形態では、シフトレバー６０が「Ｈ」位置から各シフト位置に操作された際に、節度ピン９８の節度面への圧接力によりシフトレバー６０に「Ｈ」位置への復帰力が作用されて、シフトレバー６０が「Ｈ」位置に復帰される。これに替えて、シフトレバー６０の「Ｈ」位置及び各シフト位置に対応するガイド部材９６の節度面の各部位が各々車両下側への凹部にされてもよい。これにより、シフトレバー６０が各シフト位置に操作された際には、節度ピン９８の節度面への圧接力によりシフトレバー６０が操作されたシフト位置に保持される。この場合には、シフトレバー６０が各シフト位置に所定時間保持された後に、シフトレバー駆動制御部１２０は、第１モータ８０又は第２モータ８４の駆動を制御して、シフトレバー６０が「Ｈ」位置に復帰される。

また、本実施の形態では、シフトレバー駆動制御部１２０が第１モータ８０や第２モータ８４の駆動を制御することで、シフトレバー６０が操作されたシフト位置に所定時間保持された後に、シフトレバー６０が「Ｈ」位置に復帰される。これに替えて、シフトレバー６０が各シフト位置に操作されて、ロック機構（ソレノイド等）によって、シフトレバー６０が操作されたシフト位置に所定時間ロックされた後に、ロック機構によるシフトレバー６０のロックを解除して、第１モータ８０や第２モータ８４の駆動又は節度ピン９８の節度面への圧接力によりシフトレバー６０が「Ｈ」位置に復帰されてもよい。

さらに、本実施の形態では、シフトレバー６０が各シフト位置に所定時間保持された後に、シフトレバー６０が「Ｈ」位置に復帰されるが、シフトレバー６０が各シフト位置に保持される時間は任意に設定することができる。例えば、シフトレバー６０が操作されたシフト位置に保持される時間を、車両の変速機のシフト位置が切替る時間（例えば、２秒以上３秒以下）以降に設定することができる。また、例えば、シフトレバー６０が「＋」位置及び「−」位置に保持される時間を、シフトレバー６０が「Ｎ」位置、「Ｄ」位置及び「Ｒ」位置に保持される時間よりも短く設定したり、シフトレバー６０が「＋」位置及び「−」位置に保持されない設定にすることができる。

また、本実施の形態では、シフトレバー６０が操作されたシフト位置に所定時間保持された後に、節度ピン９８の節度面への圧接力によりシフトレバー６０が「Ｈ」位置に復帰される。これに替えて、シフトレバー６０が操作されたシフト位置に所定時間保持された後に、又は、シフトレバー６０が操作されたシフト位置に保持されないで、シフトレバー駆動制御部１２０が、第１モータ８０及び第２モータ８４の駆動を制御して、シフトレバー６０を任意の速度でシフト位置から「Ｈ」位置に復帰させてもよい。

例えば、シフトレバー駆動制御部１２０が、シフトレバー６０を「Ｄ」位置、「Ｒ」位置、「＋」位置、「−」位置から「Ｈ」位置に復帰させる速度を、シフトレバー６０を「Ｎ」位置から「Ｈ」位置に復帰させる速度未満に制御する。これにより、シフトレバー６０の「Ｄ」位置、「Ｒ」位置、「＋」位置、「−」位置への操作が完了したことを直感的に認識できる。

また、例えば、シフトレバー駆動制御部１２０が、第１モータ８０及び第２モータ８４の駆動を制御して、シフトレバー６０を各シフト位置から「Ｈ」位置に復帰させる速度を変化させてもよい。具体的には、シフトレバー６０を「Ｈ」位置に復帰させる初期を後期に比し低速にしたり、シフトレバー６０を「Ｈ」位置に復帰させる際のシフトレバー６０の車両前後方向速度をシフトレバー６０の車両左右方向速度に比し速くしたり、シフトレバー６０を「Ｈ」位置に復帰させる途中でシフトレバー６０を一時停止させてもよい。

さらに、例えば、シフトレバー駆動制御部１２０が、第１モータ８０及び第２モータ８４の駆動を制御して、シフトレバー６０を低速で各シフト位置から「Ｈ」位置へ復帰させることで、シフトレバー６０が「Ｈ」位置に復帰される際に、シフトレバー６０の打音を低減できる。

また、本実施の形態では、シフトレバー６０が車両左右方向及び車両前後方向に回動されることで、シフトレバー６０のシフト位置が変更される。これに替えて、図４に示す如く、シフトレバー６０が車両前後方向のみへ回動されることによりシフトレバー６０のシフト位置が変更されてもよい（所謂「ストレートタイプ」のシフトレバー）。

さらに、本実施の形態では、シフト装置１０が、車両の床に配置されている。これに替えて、シフト装置１０は、車両の何れの位置に配置されてもよく、例えば、インストルメントパネルやステアリングコラム等に配置されてもよい。

５０ ギヤ（復帰手段）
５６ ギヤ（復帰手段）
６０ シフトレバー（シフト部材）
８０ 第１モータ（復帰手段）
８２ ギヤ（復帰手段）
８４ 第２モータ（復帰手段）
８７ ギヤ（復帰手段）
９０ センサ（復帰手段）
９２ センサ（復帰手段）
１２０ シフトレバー駆動制御部（復帰手段）

Claims (3)

1. 所定位置から操作されることで車両のシフト位置が変更されるシフト部材と、
   前記シフト部材の操作状態を維持すると共に前記シフト部材を所定位置に復帰させる復帰手段と、
   を備えたシフト装置。
2. 前記復帰手段は、前記シフト部材を操作状態に停止させた後に前記シフト部材を所定位置に復帰させる請求項１記載のシフト装置。
3. 前記シフト部材は、所定位置から第１操作位置と第２操作位置とへ操作可能にされ、かつ、前記復帰手段は、前記シフト部材を第１操作位置から所定位置へ復帰させる速度を前記シフト部材が第２操作位置から所定位置へ復帰される速度未満にする請求項１記載のシフト装置。

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