JP3719079B2 - シフト操作装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の選択位置のいずれかを選択するためのシフト操作装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
車両に搭載される制御対象装置、例えば自動変速機には、歯車変速機構と摩擦係合装置とを有する自動変速機がある。このような構成の自動変速機においては、摩擦係合装置の係合・解放を制御することにより、その変速比を変更することができる。このような構成の自動変速機においては、複数の制御態様に対応する複数の被選択位置、つまりシフトポジションを選択的に切り換えることが可能であり、各シフトポジション毎に、設定可能な変速比の範囲が異なる。このシフトポジションの切り換えは、シフト操作装置の操作によりおこなわれる。
【0003】
このような自動変速機の制御に用いられるシフト操作装置の一例が特開平6−28942号公報に記載されている。この公報に記載されたダイヤル式シフトスイッチは、回転自在のダイヤルを操作することにより、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、S(セコンドギア)レンジ、L(ローギア)レンジの各シフトポジションを選択的することができる。そして、Rレンジが選択された場合は、自動変速機により後進段が設定され、Dレンジが選択された場合は、自動変速機の変速比が第1速ないし第3速以上の変速段の範囲で制御され、Sレンジが選択された場合は、自動変速機の変速比が第2速以下に制御され、Lレンジが選択された場合は、自動変速機の変速比が第1速に固定される。
【0004】
このような、ダイヤル式シフトスイッチの操作により選択されるレンジを判断するために、各レンジに対応する数だけスイッチが設けられている。また、各スイッチが、信号線を介してコントローラにそれぞれ接続されている。そして、ダイヤルの回転動作にともない、各信号線を介してコントローラに入力されるシフト位置指定信号に基づいて、シフトポジションの選択が判断され、その判断結果に基づいて、シフトポジションが実際に変更される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報のシフト操作装置においては、各シフトポジションに対応する数だけのスイッチが設けられており、これらのスイッチのオン・オフ信号に基づいてシフトポジションの選択が判断されるように構成されている。このため、設定可能なシフトポジションの数と同じ数だけ信号線を設けなければならない。その結果、シフト装置の部品点数が増加し、製造コストが上昇するという問題があった。
【0006】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、複数の被選択位置を選択的に変更する操作を判断するための信号線の数を、可及的に低減することのできるシフト操作装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するため請求項1の発明は、車両の制御対象装置を制御する複数の制御態様に対応して複数の被選択位置が設定され、この複数の被選択位置を切り換えるために前記車両に設けられ、かつ、相対回転可能に構成された第1部材および第2部材を備えたシフト操作装置において、前記第1部材および前記第2部材が前記車両に設けられており、前記第1部材または第2部材のいずれか一方が固定され、かつ、他方が回転可能に設けられているとともに、前記第1部材または前記第2部材のいずれか一方に設けられ、かつ、複数の被選択位置のそれぞれに対応して、前記相対回転方向に配列された複数の位置指示部と、前記第1部材または前記第2部材のうち、前記複数の位置指示部が設けられていない方の部材に対して前記相対回転方向に配列され、かつ、前記各位置指示部との相対位置に感応して信号を出力する少なくとも2つの検知部と、前記少なくとも2つの検知部から出力される信号に基づいて、前記複数の制御態様の選択状態を判断する判別装置とを備えていることを特徴とするものである。
【0008】
請求項1の発明によれば、少なくとも2つの検知部から出力される信号に基づいて、複数の制御態様の選択状態が判断される。したがって、検知部を少なくとも2個設ければ複数の制御態様の選択状態を判断することができ、部品点数の削減による製造コストの低減を図ることができる。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、前記第1部材と前記第2部材とが、基準点を中心とする360度以上の範囲で相対回転可能に構成されているとともに、前記車両が所定の状態にある場合は、前記検知部から信号が出力された場合でも、前記制御対象装置を制御するために実際に設定されている制御態様を、前記検知部の信号に対応する制御態様に変更することを禁止する制御態様変更禁止装置を備えていることを特徴とするものである。
【0010】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明と同様の作用が生じる他、第1部材と第2部材との相対回転方向に指向性がなく、第1部材と第2部材との相対位置と、実際に設定されている制御態様との対応関係を、一義的に判断しにくい。また、第1部材と第2部材との相対位置を、実際に設定されている制御態様に対応する位置に復帰させる操作が不要となる。
【0011】
請求項3の発明は、請求項2の構成に加えて、前記実際に設定されている制御態様を表示する表示装置を備えていることを特徴とするものである。
【0012】
請求項3の発明によれば、請求項2の発明と同様の作用が生じる他、実際に設定されている制御態様が、他の制御態様に変更されることなく、そのまま継続されていることが、ドライバーにより認識される。
【0013】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図1は、この発明に係るシフト操作装置S1を有する車両Veの制御回路を示すブロック図、図2は、シフト装操作置の具体的な構成例を示す図である。まず、図1に示す車両は、駆動力源としてのエンジン1を有しており、このエンジン1としては内燃機関、例えばガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはLPGエンジンなどを用いることができる。このエンジン1の出力側には変速機2が配置されている。変速機2は、歯車変速機構(図示せず)、およびクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置(図示せず)を有している。また、変速機2の摩擦係合装置の係合・解放を制御するための油圧制御装置3が設けられている。油圧制御装置3は電気的に制御されるもので、油圧制御装置3は各種のソレノイドバルブなど(図示せず)を備えている。
【0014】
ところで、変速機2および油圧制御装置3を制御するために、複数のシフトポジションを選択的に設定可能である。この実施形態においては、P(パーキング)ポジション、R(リバース)ポジション、N(ニュートラル)ポジション、D(ドライブ)ポジションのいずれかを選択的に設定することができる。PポジションおよびRポジションは、いわゆる非駆動ポジションである。この非駆動ポジションが選択された場合は、変速機2の入力側にトルクが入力された場合でも、このトルクが変速機2の出力側には伝達されない。
【0015】
これに対して、RポジションおよびDポジションは、いわゆる駆動ポジションである。この駆動ポジションが選択された場合は、変速機2の入力側のトルクが変速機2の出力側に伝達される。ところで、RポジションとDポジションとでは、変速機2により設定される変速比の範囲(つまりレンジ)が異なる。まず、Rポジションでは、変速機2の変速比が単一の変速比に固定される。これに対して、Dポジションでは、複数の変速比、例えば第1速ないし第4速などの変速段を設定することができる。
【0016】
前記油圧制御装置3を制御するための電子制御装置(ECU)4が設けられている。電子制御装置4は、演算処理装置(CPUまたはMPU)および記憶装置(RAMおよびROM)ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。そして、この電子制御装置4には、変速機2の変速比を制御するための変速線図が記憶されている。この変速線図は、車両の状態、例えば車速およびアクセル開度をパラメータとして変速機2の変速比を制御するためのものである。
【0017】
この電子制御装置4に対しては、アクセル開度センサ5の信号、イグニッションスイッチ6の信号、フットブレーキスイッチ7の信号、変速機2の出力軸回転数センサ8の信号などが入力されている。この出力軸回転数センサ8の信号に基づいて、車速が求められる。そして、電子制御装置4に入力される信号に基づいて、油圧制御装置3に対する信号が出力され、変速機2が制御されるように構成されている。そして、Dポジションが選択されている場合は、車両の状態が電子制御装置4により判断され、油圧制御装置3により変速機2の変速比が自動的に制御される。
【0018】
つぎに、上記各シフトポジションを選択的に変更するためのシフト操作装置S1を、図2に基づいて説明する。このシフト操作装置S1は、例えばインストルメントパネル(図示せず)に取り付けることができる。シフト操作装置S1は、固定的に設けられた壁部9と、壁部9から運転席側に向けて突出された円柱形状の突起部9Aと、突起部9Aの外周に取り付けられたリングダイヤル10とを有している。この壁部9とリングダイヤル10とは、突起部9Aの中心に設定された基準点A1を中心として、360度以上の範囲で相対回転可能に構成されている。
【0019】
また、壁部9側には、2個以上であり、かつ、シフトポジション数未満の接点が設けられている。この実施形態では、2個の接点11,12が設けられている。2つの接点11,12は、基準点A1を中心とする同一円周上に配置されている。つまり、2個の接点11,12は、壁部9とリングダイヤル10との相対移動方向に沿って配置されている。また、2個の接点11,12は、電源13の陽極に対して並列に接続されているとともに、電源13の陰極がアース14に接続されている。さらに、2つの接点11,12と電源13の陽極との間における電圧を、別個に検出する電圧検出回路15,16が設けられており、電圧検出回路15,16の検出信号が、信号線15A,16Aを介して電子制御装置4に入力されるように構成されている。
【0020】
さらに、壁部9におけるリングダイヤル10の外周側には、4つのシフトポジションランプ17,〜20が設けられている。ここでは、シフトポジションランプ17がPポジションに対応し、シフトポジションランプ18がRポジションに対応し、シフトポジションランプ19がNポジションに対応し、シフトポジションランプ20がDポジションに対応している。4つのシフトポジションランプ17,〜20は、基準点A1と各シフトポジションランプ17,〜20とを結び、かつ、相互に隣接する線分(図示せず)同士のなす角度が、ほぼ45度となる位置に配置されている。これら4つのシフトポジションランプ17,〜20の点灯・消灯は、電子制御装置4により制御されるように構成されている。
【0021】
一方、リングダイヤル10は円筒形状に構成されており、リングダイヤル10の円筒部10Aの開口端には、複数、具体的には全部のシフトポジション数以上の数のアース接点が設けられている。この実施形態では、8個のアース接点21,〜28が設けられている。各アース接点21,〜28は、基準点A1を中心とする同一円周上に配置されている。つまり、各アース接点21,〜28は、壁部9とリングダイヤル10との相対移動方向に沿って配置されている。また、各アース接点21,〜28は、基準点A1と各アース接点21,〜28とを結び、かつ、相互に隣接する線分(図示せず)同士のなす角度が、ほぼ45度となる位置に配置されている。さらに、各アース接点21,〜28がアース14に接続されている。
【0022】
上記のように構成されたシフト操作装置S1においては、リングダイヤル10の回転により、2つの接点11,12と各アース接点21,〜28とが、それぞれ別個に導通・非導通状態になることが可能である。なお、2つの接点11,12が、円周方向において隣接する各アース接点同士の間に位置した状態で、リングダイヤル10に対する操作力が発生していない場合に、リングダイヤル10の回転を規制するための回転規制装置(図示せず)が設けられている。
【0023】
ここで、実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、変速機2および油圧制御装置3がこの発明の制御対象装置に相当し、各シフトポジションがこの発明の複数の被選択位置に相当し、各シフトポジションにおける変速比の制御内容がこの発明の複数の制御態様に相当し、壁部9およびリングダイヤル10がこの発明の第1部材および第2部材に相当し、各アース接点21,〜28がこの発明の位置指示部に相当し、2個の接点11,12がこの発明の検知部に相当し、電子制御装置4がこの発明の判別装置および制御態様変更禁止装置に相当し、シフトポジションランプ11,〜14がこの発明の表示装置に相当する。
【0024】
つぎに、車両Veの動作および制御について説明する。まず、イグニッションキー(図示せず)がオンされると、シフトポジションランプ11,〜14のうち、実際に設定されているシフトポジションに相当するシフトポジションランプが点灯される。以後、シフトポジションの切り換え操作は、基本的にはリングダイヤル10の操作に基づいておこなわれる。
【0025】
ここで、ドライバーはシフトポジションランプ11,〜14を目視しており、リングダイヤル10の回転方向および回転量に基づいて、シフトポジションの切り換え操作をおこなうことができる。例えば、Nポジションが実際に設定され、かつ、シフトポジションランプ19が点灯している状態において、シフトポジションをDポジションに切り換える場合について説明する。この場合は、リングダイヤル10を時計方向に回転させることになる。
【0026】
まず、Nポジジョンが設定されている状態では、2つの接点11,12と、各アース接点21,〜28とが図2の位置関係にある。つぎに、リングダイヤル10を時計回りに回転させると、アース接点22と接点10とが導通(直接接触)し、ついで、アース接点22と接点11とが導通され、その後、アース接点22と接点11,12とが非導通状態になる。
【0027】
上記のようにリングダイヤル10が操作されて、各アース接点22と各接点11,12とが導通されると、各接点11,12のうち導通状態となった接点に対応する電気回路に電流が流れる。各電気回路の電圧は電圧検出回路15,16により検出されているため、その電圧の変化に基づいて、2個の接点11,12が両方ともアース接点と導通された回数、および1個のアース接点に対して接点11,12が導通された順序が判断される。そして、1個のアース接点に対して各接点11,12が導通した順序に基づいてリングダイヤル10の回転方向が判断され、2個の接点11,12が両方ともアース接点と導通した回数に基づいて、リングダイヤル10の回転量が判断される。
【0028】
これに対して、NポジションからRポジションまたはPポジションに切り換える場合について説明する。この場合は、リングダイヤル10を反時計方向に回転させる。すると、アース接点23と接点12とが導通され、ついで、アース接点23と接点11とが導通され、その後、アース接点23と接点11,12とが非導通状態となる。上記のようにリングダイヤル10が操作されると、各アース接点と各接点11,12とが順次導通され、前述と同様にしてリングダイヤル10の回転量が判断される。
【0029】
このように、リングダイヤル10の回転方向および回転量の判断結果に基づいて、ドライバーが、現在のシフトポジションからどのシフトポジションに変更しようとしているのかが判断される。そして、変更前のシフトポジションランプが消灯され、かつ、変更後のシフトポジションに相当するシフトポジションランプが点灯されるとともに、現在のシフトポジションから変更操作に対応するシフトポジションに切り換えられる。
【0030】
ところで、この実施形態においては、壁部9とリングダイヤル10とが、基準点A1を中心として360以上の範囲で相対回転可能に構成されている。このため、Dポジションが実際に設定されている状態から、さらにリングダイヤル10が時計方向に回転させることも可能である。このような操作をおこなうと、アース接点21,27・・・の順で、各アース接点と2個の接点11,12とが前述と同様にして導通・非導通状態となるが、この場合は、各アース接点に対して2個の接点11,12が共に導通した回数、および各アース接点に対して2個の接点11,12導通された順序の操作信号がキャンセルされ、Dポジションを継続する。
【0031】
上記と同様の理由により、Pポジションが実際に設定されている状態から、さらにリングダイヤル10を反時計方向に回転させることも可能である。このような操作をおこなうと、アース接点24,25・・・の順で、各アース接点と2個の接点12,11との導通・非導通が繰り返されるが、この場合は各アース接点に対する2個の接点12,11の導通順序に対応するシフトポジションの変更はおこなわず、Pポジションが継続される。
【0032】
以上のように、この実施形態においては、各アース接点と2つの接点11,12との相対位置関係が所定の状態になったこと、具体的には、各アース接点と2つの接点11,12との導通・非導通の回数、および導通の順序により、シフトポジションの選択状態を判断している。つまり、設定可能なシフトポジション数未満の数、具体的には2個の信号線15A,16Aのみを設けるだけで、シフトポジションの変更を判断することができ、信号配線を節約することができる。したがって、部品点数が低減され、シフト操作装置S1の製造コストを抑制することができる。
【0033】
また、この実施形態においては、車両Veの状態が所定の状態にある場合は、リングダイヤル10によりシフトポジションの変更操作が発生した場合でも、電子制御装置4によりこのシフトポジション変更指示をキャンセルし、現在設定されているシフトポジションを継続する制御、つまりキャンセル制御をおこなうことができる。
【0034】
このキャンセル制御の一例としては、Dポジションが実際に設定され、かつ、車両Veが走行している場合に、シフトポジションを変更する操作がおこなわれたとしても、電子制御装置4によりこのシフトポジションの変更指示をキャンセルして、Dポジションを継続する制御が挙げられる。このキャンセル制御に際しては、Dポジションに対応するシフトポジションランプ20が継続して点灯される。なお、キャンセル制御表示ランプ(図示せず)などにより、キャンセル制御を実行していることを、ドライバーに告知することもできる。このように、キャンセル制御表示ランプを設けることにより、リングダイヤル10を操作してもシフトポジションを変更できない状況が、システムの故障でないことを、ドライバーが認識することができる。
【0035】
ところでキャンセル制御をおこなうと、リングダイヤル10の操作内容と、実際に設定されるシフトポジションとが相違することになる。しかし、この実施形態においては、壁部9とリングダイヤル10とが360度以上の範囲で相対回転可能に構成されている。つまり、リングダイヤル10の操作方向に指向性がなく、リングダイヤル10の操作位置と、実際に設定されているシフトポジションとの対応関係を、一義的に判断しにくい構成になっている。
【0036】
このため、キャンセル制御により、リングダイヤル10の操作位置と、実際に設定されているシフトポジションとの対応関係に相違(言い換えれば不一致)が発生したとしても、ドライバーが格別の違和感を持つことがない。このため、リングダイヤル10を、実際に設定されているシフトポジションに対応する位置に復帰させる操作が不要となり、ドライバーの負担する操作を軽減することができる。さらに、リングダイヤル10を操作しても、シフトポジションが実際には変更されない、という事態を回避するため、リングダイヤル10の回転を防止するロック機構などを、予め設ける必要もなく、シフト操作装置S1の構造を簡略化することができる。
【0037】
つぎに、この実施形態の他の構成例を説明する。まず、2個の接点11,12を、そのオフ状態において、隣接していないアース端子同士の間に位置されるように、壁部9に配置することもできる。つまり、この実施形態においては、1個のアース接点と2個の接点11,12とが同時に導通することなく、1個の接点に対する2個の接点11,12の導通・非導通が、異なるタイミングで発生するように、2個の接点11,12が配置されていればよい。
【0038】
また、2つの接点11,12を一組として、2つの接点11,12を複数組設けることもできる。これら複数組の接点11,12は、基準点A1を中心とする同一円周上に、それぞれ円周方向の異なる位相に配置される。このように、2つの接点11,12を複数組設けた場合は、1組の接点11,12がフェールした場合でも、正常に機能する他の組の接点11,12の導通・非導通の順序により、シフトポジションの変更意図を判断することができる。
【0039】
さらに、壁部9に設けられる接点を3個にすることもできる。このように構成すれば、いずれか1個の接点がフェールした場合でも、他の2個の接点の導通・非導通の回数、および導通の順序により、リングダイヤル10の回転方向および回転量を判断することができる。
【0040】
さらにまた、2つの接点11,12をリングダイヤル10側に設け、各アース接点21,〜28を壁部9側に設けることもできる。この場合、2つの接点11,12が、基準点A1を中心とする同一円周上に配置され、各アース接点21,〜28が、基準点A1を中心とする同一円周上に配置される。
【0041】
さらにまた、壁部9側を回転可能に構成し、リングダイヤル10を固定的に設けることもできる。さらにまた、シフトポジションランプ17,〜20を、壁部9の突起部9Aに配置することもできる。
【0042】
さらにこの実施形態の他の制御例について説明する。Pポジションが実際に設定されている場合は、フットブレーキスイッチ7がオンされている場合に限り、シフトポジションの変更操作に対応する制御をおこなうように構成することができる。また、車両Veが所定車速以上で走行している状態においては、リングダイヤル10の操作により、現在のシフトポジションからRポジションに変更する意図が発生した場合でも、シフトポジションの変更指示をキャンセルして、現在のシフトポジションを継続するように構成することもできる。このような制御をおこなう場合、上記の所定車速は予め電子制御装置4に記憶されている。
【0043】
なお、この実施形態において、位置指示部と検知部とを、常時非接触の状態であり、かつ、その相対位置に感応して検知部から信号が出力される機能部品もしくは機能材料などにより構成することもできる。この位置指示部と検知部との組合せの具体例としては、金属片と渦電流センサとの組合せ、金属片と静電容量型近接センサとの組合せ、反射部材とフォトインタラプタとの組合せ、反射部材とレーザインジケータとの組合せなどが挙げられる。
【0044】
また、この実施形態を、シフトレバーが軸を支点として所定角度範囲で揺動可能に構成されているシフト操作装置に対して適用することもできる。この場合は、シフトレバーまたはシフトレバーを支持するブラケットのいずれか一方に、上記の2つの接点を設け、いずれか他方にアース接点を設ける。そして、シフトレバーおよびブラケットが、この発明の第1部材および第2部材に相当する。
【0045】
さらに、この実施形態において、駆動力源としてエンジンに代えて電動機を搭載することもできる。さらに、駆動力源として、エンジンおよび電動機を搭載することもできる。また、この実施形態において、変速機として、変速比を連続的(無段階)に制御することのできる無段変速機を用いることもできる。また、表示装置は、シフトポジションランプに代えて、ブザー、チャイムなどの音声出力機能を有する表示装置を用いることもできる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明によれば、少なくとも2つの検知部から出力される信号に基づいて、複数の制御態様の選択状態が判断される。したがって、検知部を少なくとも2個設ければ複数の制御態様の選択状態を判断することができ、部品点数の削減による製造コストの低減を図ることができる。
【0047】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明と同様の効果を得られる他、第1部材と第2部材との相対回転方向に指向性がなく、第1部材と第2部材との相対位置と、実際に設定されている制御態様との対応関係を、一義的に判断しにくい。また、第1部材と第2部材との相対位置を、実際に設定されている制御態様に対応する位置に復帰させる操作が不要となる。したがって、ドライバーの操作を軽減することができる。さらに、第1部材と第2部材とを相対回転させても、制御態様が実際には変更されない、という事態を回避するため、各部材同士の相対回転を防止するロック機構などを、予め設ける必要もなく、シフト操作装置の構造を簡略化することができる。
【0048】
請求項3の発明によれば、請求項2の発明と同様の作用が生じる他、実際に設定されている制御態様が、他の制御態様に変更されることなく、そのまま継続されていることが、ドライバーにより認識される。したがって、ドライバーは制御態様が切り換えられていないことに対して、違和感を持つことが回避される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明を適用した車両の制御回路を示すブロック図である。
【図2】 この発明のシフト操作装置の模式的な側面図である。
【符号の説明】
2…変速機、 3…油圧制御装置、 4…電子制御装置、 9…パネル、 10…リングダイヤル、 11,12…接点、 15A,16A…信号線、 17,〜20…シフトポジションランプ、 21,〜28…アース接点、 S1…シフト操作装置、 Ve…車両。
Claims (3)
- 車両の制御対象装置を制御する複数の制御態様に対応して複数の被選択位置が設定され、この複数の被選択位置を切り換えるために前記車両に設けられ、かつ、相対回転可能に構成された第1部材および第2部材を備えたシフト操作装置において、
前記第1部材および前記第2部材が前記車両に設けられており、前記第1部材または第2部材のいずれか一方が固定され、かつ、他方が回転可能に設けられているとともに、
前記第1部材または前記第2部材のいずれか一方に設けられ、かつ、複数の被選択位置のそれぞれに対応して、前記相対回転方向に配列された複数の位置指示部と、
前記第1部材または前記第2部材のうち、前記複数の位置指示部が設けられていない方の部材に対して前記相対回転方向に配列され、かつ、前記各位置指示部との相対位置に感応して信号を出力する少なくとも2つの検知部と、
前記少なくとも2つの検知部から出力される信号に基づいて、前記複数の制御態様の選択状態を判断する判別装置と
を備えていることを特徴とするシフト操作装置。 - 前記第1部材と前記第2部材とが、基準点を中心とする360度以上の範囲で相対回転可能に構成されているとともに、
前記車両が所定の状態にある場合は、前記検知部から信号が出力された場合でも、前記制御対象装置を制御するために実際に設定されている制御態様を、前記検知部の信号に対応する制御態様に変更することを禁止する制御態様変更禁止装置を備えていることを特徴とする請求項1に記載のシフト操作装置。 - 前記実際に設定されている制御態様を表示する表示装置を備えていることを特徴とする請求項2に記載のシフト操作装置。
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