JP5040784B2 - 変速操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステーブル機能とモーメンタリ機能とを備えた変速操作装置に関する。

従来の自動車等の車両の変速操作装置として、シフトレバーを所定位置で保持するステーブル機能による変速と、シフトレバーの変速入力後に中立位置に復帰させるモーメンタリ機能による変速と、を両方行えるようにした変速操作装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平２−８５４５号公報

しかしながら、上記従来の変速操作装置では、ステーブル変速用の第１のシフト路と、モーメンタリ変速用の第２のシフト路とを、所定間隔をあけて平行に二列設け、シフトレバーを、第１のシフト路と第２のシフト路との間で移動させるように構成されている。このため、シフトレバーの操作面が必然的に大型化してしまう。

そこで、本発明は、ステーブル機能とモーメンタリ機能とを有する変速操作装置の小型化を図ることを目的とする。

本発明は、変速操作装置に、レバー位置検出部で検出されたレバー位置に応じて、ステーブル機構とモーメンタリ機構とを選択的に切り換える切換機構を設け、ステーブル機構は、シフトレバーに節度感をもって作動させるための第１の操作力を与える第１のチェック機構を有するとともに、モーメンタリ機構は、シフトレバーに復帰位置に自動的に復帰させる第２の操作力を与える第２のチェック機構を有し、第１の操作力を第２の操作力より大きくしたたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、レバー位置に応じて、ステーブル機構による変速操作とモーメンタリ機構による変速操作とを、同列で切り換えることができるようになり、変速操作装置をより小型化することが可能となる。また、本発明によれば、ステーブル機構に設けた第１のチェック機構の第１の操作力を、モーメンタリ機構に設けた第２のチェック機構の第２の操作力より大きくしたので、シフトレバーから第１のチェック機構に至る操作力伝達経路を遮断するのみで、比較的容易にステーブル機構からモーメンタリ機構に切り換えることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかる変速操作装置の分解斜視図、図２は、変速操作装置の背面図、図３は、図２中III−III線に沿った断面図、図４は、図３中IV部を取り出して作動状態を示す断面図、図５は、図４中V部の拡大断面図、図６は、図３中VI−VI線に沿った拡大断面図、図７は、本実施形態にかかる変速操作装置のシステム概念図である。

図１〜図３に示すように、本実施形態にかかる変速操作装置１は、変速操作を行うシフトレバー２と、このシフトレバー２のシフト方向に配置した複数の変速段（図示省略）の選択時にシフトレバー２をその選択した位置に停止しておくステーブル機構３と、シフトレバー２の入力操作で変速して所定位置にシフトレバー２を自動復帰させるモーメンタリ機構４と、を備えている。

ここで、ステーブル機構３とは、シフトレバー２のステーブル機能を達成する構造部分であり、ステーブル機能とは、シフトレバー２をシフトした位置で保持して停止させておくことができる機能である。また、モーメンタリ機構４とは、シフトレバー２のモーメンタリ機能を達成する構造部分であり、モーメンタリ機能とは、シフトレバー２の入力操作（変速操作）後シフトレバー２を予め設定した復帰位置（例えば中立位置）に自動的に復帰させる機能である。

シフトレバー２は、挿通穴２２ａに嵌着した支軸２１を中心に図示省略した車体側に回動可能に取り付けたレバー基部２２と、このレバー基部２２から棒状に突出するレバー本体部２３と、を備えて構成してある。

ここで、本実施形態では、シフトレバー２の操作位置を検出するレバー位置検出部５と、検出されたレバー位置に応じてステーブル機構３とモーメンタリ機構４とを切り換える切換機構６と、を設けてある。

ステーブル機構３は、シフトレバー２に節度感をもって作動させるための第１の操作力を与える第１のチェック機構３１を備える一方、モーメンタリ機構４は、シフトレバー２を復帰位置に自動的に復帰させる第２の操作力を与える第２のチェック機構４１を備えている。そして、本実施形態では、第１のチェック機構３１による第１の操作力を、第２のチェック機構４１による第２の操作力より大きくしてある。

すなわち、第１のチェック機構３１は、シフトレバー２の複数の変速段に対応した回転位置に対応して、外周に複数の凹部３２ａを等間隔をもってギア歯状に形成した円板状の第１チェック３２と、一端部３３ａを車体側に固定して先端部３３ｂを第１チェック３２の外周に付勢力をもって圧接する板ばね状の第１チェックスプリング３３と、を備えて構成されている。そして、第１チェックスプリング３３によって第１のチェック機構３１に第１の操作力を付与するようになっている。また、第１チェック３２は、その中心部に形成した挿通穴３２ｃに上述した支軸２１を回転自在に嵌合してある。

第２のチェック機構４１は、レバー基部２２の上面に設けた第２チェック４２と、この第２チェック４２に対向して車体側に固定される第２チェックブロック４３と、を備えて構成されている。そして、第２チェック４２と第２チェックブロック４３との間には、シフトレバー２を所定の復帰位置（本実施形態では中立位置）に付勢力をもって自動的に復帰させる図示省略したスプリングを設けてある。そして、そのスプリングの付勢力によって第２のチェック機構４１に第２の操作力を付与するようになっている。

また、切換機構６は、シフトレバー２と第１のチェック機構３１との接続／遮断を切り換えて断続可能に同期させる同期部材６１と、この同期部材６１を駆動する駆動手段としてのソレノイド６２と、を備えている。

同期部材６１は、レバー基部２２に設けたガイド穴２２ｂに摺動自在に嵌合するスライド軸６１ａと、第１チェック３２に設けた溝穴３２ｂに係脱可能な係合ピン６１ｂと、を備えている。

ガイド穴２２ｂおよびスライド軸６１ａはそれぞれ所定間隔をもって一対設けてあり、一対のスライド軸６１ａ間にソレノイド６２を配置してある。また、係合ピン６１ｂも一対設けてあり、溝穴３２ｂは一対の係合ピン６１ｂの間隔をもって第１チェック３２の周方向に等間隔に複数形成されている。

ソレノイド６２は、図１に示すように、レバー基部２２に形成した矩形状の取付穴２２ｃに嵌着するとともに、図３に示すように、第１チェック３２方向に突出した出没ロッド６２ａを同期部材６１の挿通穴６１ｃに挿通してある。そして、出没ロッド６２ａを挿通穴６１ｃ内部でピン６２ｂを介して同期部材６１に連結してある。

レバー位置検出部５はセンサアセンブリ５１に内蔵してある。センサアセンブリ５１は車体側に固定してあり、その取付穴５２にレバー基部２２から支軸２１と同軸上に突出するセンサ連結軸２４を受容してある。なお、図１では、便宜上、支軸２１とセンサ連結軸２４とを分離して示してあるが、実際は図２に示すように一体として形成されている。

そして、センサ連結軸２４を介してシフトレバー２を操作した時の回転角を、センサアセンブリ５１の内部に設けたレバー位置検出部５に伝達して、変速段位置を検出するようになっている。

レバー位置検出部５によって検出した変速段位置は、図７に示すように、コントローラ７に出力するようになっている。このとき、コントローラ７には、トランスミッションの現在のギア位置の信号が入力されるとともに、トランスミッションが変速できる状態を検知するイグニッション信号が入力される。そして、ソレノイド６２には、コントローラ７から出力されるオン・オフの指令信号を入力するようになっている。

したがって、本実施形態にかかる変速操作装置１では、ソレノイド６２はピン６２ｂにて同期部材６１と連結して回動する。特に、本実施形態では、図５に示すように、挿通穴６１ｃの内周にピン６２ｂ位置に対応して球形突起６１ｄを設けることにより、ソレノイド６２と同期部材６１とをストレス無く回動可能となっている。

同期部材６１は、図４中破線に示すように、ソレノイド６２の動きに追随し、シフトレバー２のガイド穴２２ｂに嵌合したスライド軸６１ａを介して直動する。ソレノイド６２がコントローラ７の指示に従い、押し出し方向に作動するとき、同期部材６１の係合ピン６１ｂは第１チェック３２の溝穴３２ｂに進入し、シフトレバー２と第１チェック３２は係合する。

このとき、シフトレバー２に設けられている第２チェック４２〜第２チェックブロック４３により生成される第２の操作力は、第１チェック３２〜第１チェックスプリング３３により生成される第１の操作力よりも小さい。すなわち、シフトレバー２と第１チェック３２が係合した状態においては、（第１チェック３２〜第１チェックスプリング３３の第１の操作力）＞（第２チェック４２〜第２チェックブロック４３の第２の操作力）となる。

第１チェック３２〜第１チェックスプリング３３によるシフトレバー２の動きは、シフトレバー２を所定の位置で停止させるステーブルの機能をなし、第２チェック４２〜第２チェックブロック４３によるレバーの動きは、そのレンジの中間へ自動復帰させようとするモーメンタリの機能をなす。

第１の操作力が第２の操作力となる状態においては、レバーの動きはステーブルとなり、シフトレバー２は所定のレンジで停止する。また、ソレノイド６２がコントローラ７の指示に従い、出没ロッド６２ａが引き込み方向に作動するとき（ソレノイド６２に供給される電流が断たれることにより、自身に設置したスプリング等による装置で引き込むことも含む）、同期部材６１はシフトレバー２側にソレノイド６２と共に直動し、シフトレバー２と第１チェック３２は独立の位置関係になる。

このとき、シフトレバー２は第２チェック４２〜第２チェックブロック４３の作用のみにより動くことから、シフトレバー２はモーメンタリの動きとなり、シフトレバー２は所定の復帰位置（本実施形態では中立位置）へ自動的に復帰する。

また、ソレノイド６２と同期部材６１は回動可能であることから、シフトレバー２〜第１チェック３２が係合する際に生じる反力をピン６２ｂ部分でのモーメントとする。かつ、ソレノイド６２は第１チェック３２と直接係合せず、その反力はシフトレバー２と同期部材６１で分担することから、ソレノイド６２にこじり入力等の付加が無く、所定の機能を果たすことができる。

ここで、仮に、ソレノイド６２が反力を受ける場合、ソレノイド６２とピン６２ｂの根元部分で破壊することが容易に考え得る。また、シフトレバー２と同期部材６１の摺動部は、フリクションによる固着が考え得るため、図６に示すように、シフトレバー２のガイド穴２２ｂにＶ字型のレール２２ｄを設けて線接触として面圧変化を抑制するとともに、同期部材６１のスライド軸６１ａの断面形状を略楕円形状とすることで上下接触時の面圧変化を抑制している。

以上の構成により、本実施形態の変速操作装置１によれば、レバー位置検出部５によって検出したシフトレバー２の操作位置に応じて、切換機構６によってステーブル機構３とモーメンタリ機構４とを切り換えるようにしたので、ステーブル機構３とモーメンタリ機構４との切り換えをシフトレバー２をシフトする１列で行うことができるようになる。したがって、シフトレバー２の操作面を小型化することができ、ひいては、変速操作装置１のレイアウトがより容易になる。

また、本実施形態では、ステーブル機構３に設けた第１のチェック機構３１の第１の操作力を、モーメンタリ機構４に設けた第２のチェック機構４１の第２の操作力より大きくしたので、シフトレバー２から第１のチェック機構３１に至る操作力伝達経路を遮断するのみで、比較的容易にステーブル機構３からモーメンタリ機構４に切り換えることができる。

さらに、切換機構６は、シフトレバー２と第１のチェック機構３１との操作力伝達経路を断・続する同期部材６１と、この同期部材６１を断・続作動するソレノイド６２と、を備えて構成したので、ソレノイド６２によって同期部材６１を作動することで、シフトレバー２と第１のチェック機構３１との操作力伝達経路の接続／遮断を切り換えて、比較的簡素な構成によってステーブル機構３とモーメンタリ機構４とを切り換えることができるようになる。

（第２実施形態）図８は、本実施形態にかかる変速操作装置の操作面を（ａ）、（ｂ）のステーブル機能と（ｃ）のモーメンタリ機能で示す説明図、図９は、変速操作装置のシフトレバー位置を（ａ）のステーブル機能と（ｂ）のモーメンタリ機能で示す説明図、図１０は、変速操作装置の回路図、図１１は、シフトレバーの位置検出を行うロジックを示す説明図、図１２は、レバー位置検出部の取付状態を示す断面図、図１３は、図１０中XIII部の拡大断面図、図１４は、シフトロジック変更時のフローチャート、図１５は、シフトロジックがステーブル機能時のトランスミッション変速可能条件を検出するフローチャート、図１６は、トランスミッションの駐車位置移行条件を検出するフローチャートである。

図８、図９に示すように、本実施形態にかかる変速操作装置１Ａは、基本的に第１実施形態の変速操作装置１と同様の構成を備えている。ただし、図８に示すように、前進（Ｄ）と後退（Ｒ）の２レンジで構成した点が、上記第１実施形態と相違している。

すなわち、本実施形態の変速操作装置１Ａでは、図８（ａ）、（ｂ）および図９（ａ）に示すように、図示省略したトランスミッションを変速可能な状況下において、前進（Ｄ）と後退（Ｒ）のステーブル機能の２レンジで構成してある。そして、トランスミッションが変速不可の状況下においては、図８（ｃ）および図９（ｂ）に示すように、それらの間の中立位置（復帰位置）へシフトレバー２を自動的に復帰させるようになっている（すなわちモーメンタリ機能）。

また、この動作を実現するために、図１０に示す回路を構成し、そして、図１１に示すロジックをもってシフトレバー２の位置を検出するようになっている。なお、この場合は、ＯＮとＯＦＦが反転する例も含むものとする。

このようにしてシフトレバー２の検出ロジックを構成して擬似的に二重系を構築できるため、センサが１個故障した場合、若しくは電源が１系統に障害が生じた場合にも正しくシフトレバー２の位置を判定することができるとともに、前進と後退の逆転防止、また、走行段でのエンジン始動禁止を行うことができる。

また、本実施形態ではシフトレバー２の位置を精度良く検出するために、図１２、図１３に示すように、レバー位置検出部５は、レバー本体部２２に設けた係合凹部２５と、センサ本体部５ａに設けて係合凹部２５にほぼ密接して嵌合する球体係合部５ｂと、を備え、係合凹部２５と球体係合部５ｂとを介してレバー位置をセンサ本体部５ａに伝達するようにしてある。

すなわち、シフトレバー２の位置を正しくセンサ本体部５ａに伝達するために、レバー本体部２２に設けた係合凹部２５に、レバー位置検出部５に設けた球体係合部５ｂを嵌める構造を採用している。

また、球体係合部５ｂの支持部、つまり、球体係合部５ｂがセンサ本体部５ａに繋がる部分に、所定値以上の異常荷重が入力したした際に破壊される脆弱部としての剛性急変部５ｃを設けてある。

剛性急変部５ｃは、球体係合部５ｂをセンサ本体部５ａに繋げる連結部５ｄをセンサ本体部５ａよりも小径に形成して、その連結部５ｄをセンサ本体部５ａに角部Ｋを形成して連結することにより構成してある。そして、異常荷重の入力により角部Ｋに応力集中が発生して、剛性急変部５ｃが破壊されるようになっている。このとき、連結部５ｄには、モーメンタリ機能によって中立に自動復帰させるスプリング（図示省略）を設置して、その付勢力を作用させてある。

また、本実施形態にあってもイグニッションの状況に応じてシフトレバー２をステーブル機能とモーメンタリ機能とを切り換えることができ、その時の切り換えロジックのフローチャートを図１４によって説明する。

まず、ステップＳ１でイグニッションロック（IGN LOCK）、つまり、トランスミッションが駐車位置に設定した後、ステップＳ２でイグニッション（IGN）のＯＮ状態を検出（ＹＥＳ）し、ステップＳ３でパーキングブレーキ（PKB）のＯＮ状態を検出（ＹＥＳ）し、ステップＳ４でブレーキスイッチ（BRAKE）のＯＮ状態（制動状態）を検出（ＹＥＳ）し、ステップＳ５でエンジン（ENG）の始動（start）を検出（ＹＥＳ）した場合に、ステップＳ６でトランスミッションをニュートラル位置に移行させる。次に、ステップＳ７で車速の０Km/h（すなわち停車状態）を検出（ＹＥＳ）し、ステップＳ８でブレーキのＯＮ状態を検出（ＹＥＳ）した場合、ステップＳ９で走行レンジ（ＤレンジまたはＲレンジ）へのシフトを許可し、この場合はステーブル状態となる。

一方、ステップＳ２〜Ｓ５でＮＯを検出した場合はステップＳ１にリターンするとともに、ステップＳ７、Ｓ８でＮＯを検出した場合はステップＳ６にリターンし、これらの場合はいずれもモーメンタリ状態となる。

また、シフトロジックがステーブル状態の時のトランスミッション変速可能条件は図１５に示すフローチャートによって設定できる。

このトランスミッション変速可能条件は、ステップＳ１０でＤレンジにシフトした際に、ステップＳ１１でブレーキのＯＮ状態を検出し、ステップＳ１２で車速の０Km/hを検出した場合、ステップＳ１３によってＲレンジへの移行を許可する。なお、このフローチャートではＲレンジからＤレンジへの変速時も同様となる。さらに、トランスミッションが駐車位置への移行条件は図１６に示すフローチャートによって設定できる。

このトランスミッション駐車位置移行条件は、まず、ステップＳ２０でＤレンジにシフトした時に、ステップＳ２１でブレーキのＯＮ状態を検出し、ステップＳ２２で車速の０Km/hを検出し、ステップＳ２３でパーキングブレーキのＯＮ状態を検出した場合、ステップＳ２４によってイグニッションをロック状態に設定する。

以上説明したように、本実施形態では、ステーブル機能およびモーメンタリ機能を備えた変速操作装置１Ａについて、シフトレバーの前進位置（Ｄ）および後退位置（Ｒ）を設定してそれら各位置でのステーブル機能を与えるとともに、当該前進位置（Ｄ）および後退位置（Ｒ）とそれらの間の中立位置（復帰位置）との間でモーメンタリ機能を与えるようにした。このため、小型で操作の容易な変速操作装置１Ａを得ることができる。

また、本実施形態にかかる変速操作装置１Ａによれば、レバー位置検出部５は、レバー本体部２２に設けた係合凹部２５と、センサ本体部５ａに設けて係合凹部２５にほぼ密接して嵌合する球体係合部５ｂと、を介してレバー位置をセンサ本体部５ａに伝達するようにしてある。これにより、レバー本体部２２に対して被同期部材となるレバー位置検出部５側の係合部５ｂを球体とすることで、組み付ける際に発生するセンサ本体部５ａの傾きなどを抑制することが可能となり、また、点接触となるため係合部分の摩耗が小さくなり、さらには、管理寸法のバラ付きを吸収することができる。

また、球体係合部５ｂの支持部に、所定値以上の異常荷重が入力した際に破壊される脆弱部としての剛性急変部５ｃを設けてある。これにより、異常荷重がシフトレバー２とレバー位置検出部５との間に発生した際、剛性急変部５ｃを基点に破壊を起こして、連結部５ｄとセンサ本体部５ａとの間を速やかに破断させることにより安全に車両を停止できる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々に変形することができる。

本発明の第１実施形態にかかる変速操作装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態にかかる変速操作装置の背面図である。 図２中III−III線に沿った断面図である。 図３中IV部を取り出して作動状態を示す断面図である。 図４中V部の拡大断面図である。 図３中VI−VI線に沿った拡大断面図である。 本発明の第１実施形態にかかる変速操作装置のシステム概念図である。 本発明の第２実施形態にかかる変速操作装置の操作面を（ａ）、（ｂ）のステーブル機能と（ｃ）のモーメンタリ機能で示す説明図である。 本発明の第２実施形態にかかる変速操作装置のシフトレバー位置を（ａ）のステーブル機能と（ｂ）のモーメンタリ機能で示す説明図である。 本発明の第２実施形態にかかる変速操作装置の回路図である。 本発明の第２実施形態にかかるシフトレバーの位置検出を行うロジックを示す説明図である。 本発明の第２実施形態にかかるレバー位置検出部の取付状態を示す断面図である。 図１０中XIII部の拡大断面図である。 シフトロジック変更時のフローチャートである。 シフトロジックがステーブル機能時のトランスミッション変速可能条件を検出するフローチャートである。 トランスミッションの駐車位置移行条件を検出するフローチャートである。

符号の説明

１，１Ａ 変速操作装置
２ シフトレバー
２２ レバー本体部
２５ 係合凹部
３ ステーブル機構
３１ 第１のチェック機構
４ モーメンタリ機構
４１ 第２のチェック機構
５ レバー位置検出部
５ａ センサ本体部
５ｂ 球体係合部
５ｃ 剛性急変部
６ 切換機構
６１ 同期部材
６２ ソレノイド（駆動手段）

Claims (5)

1. 変速操作を行うシフトレバーと、前記シフトレバーの保持位置に応じて変速させるステーブル機構と、前記シフトレバーの復帰位置からの入力操作で変速させるモーメンタリ機構と、を備えた変速操作装置において、
   シフトレバーの操作位置を検出するレバー位置検出部と、
   前記レバー位置検出部で検出されたレバー位置に応じて、ステーブル機構とモーメンタリ機構とを選択的に切り換える切換機構と、を備え、
   前記ステーブル機構は、シフトレバーに節度感をもって作動させるための第１の操作力を与える第１のチェック機構を有するとともに、前記モーメンタリ機構は、シフトレバーに復帰位置に自動的に復帰させる第２の操作力を与える第２のチェック機構を有し、前記第１の操作力を前記第２の操作力より大きくした
   ことを特徴とする変速操作装置。
2. 前記切換機構は、シフトレバーと前記第１のチェック機構とを断続可能に同期させる同期部材と、前記同期部材を駆動する駆動手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の変速操作装置。
3. 前記シフトレバーに前進位置および後退位置を設定してステーブル機能を与え、それら前進位置および後退位置とそれらの間の復帰位置との間でモーメンタリ機能を与えるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の変速操作装置。
4. 前記レバー位置検出部は、レバー本体部に設けた係合凹部と、センサ本体部に設けて前記係合凹部にほぼ密接して嵌合する球体係合部と、を備え、係合凹部と球体係合部とを介してレバー位置をセンサ本体部に伝達することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の変速操作装置。
5. 前記球体係合部の支持部に脆弱部を設けたことを特徴とする請求項４に記載の変速操作装置。

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