JP5580132B2 - シフト装置 - Google Patents

Description

この発明は、シフト装置に関する。

近年、電力により走行可能とされる電気自動車やプラグインハイブリッド車が注目されている。この電気自動車やプラグインハイブリッド車等には、充電装置からの電力が充電される。具体的には、充電ケーブルの先端に設けられる給電プラグが電気自動車等の側面に設けられる充電口に挿し込まれる。これにより、充電装置からの電力が充電ケーブルを介して電気自動車等へ充電可能となる。充電が完了したときには、ユーザは給電プラグを充電口から抜き出したうえで、乗車して電気自動車等を走行させる。

ここで、充電完了後に給電プラグを充電口から抜き出す作業をユーザが忘れるおそれがある。給電プラグが充電口に挿し込まれた状態において、電気自動車等が走行された場合、給電プラグや充電口が破損するおそれがある。そこで、例えば、特許文献１に示されるように、給電プラグが充電口に挿し込まれた状態においては、シフトレバーのＰ位置（パーキング位置）からの操作が規制されるシフト装置が知られている。これにより、充電中の電気自動車等の走行が規制されて安全性が高まる。

特開平９−３２２３１３号公報

ところで、特許文献１に示されるシフト装置においては、シフトレバーのＰ位置からの動きを規制する規制機構を設ける必要がある。この規制機構は、例えばソレノイド及びロックバーを備える。このような規制機構はシフト装置の大型化の要因となっていた。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全性を確保しつつ、よりコンパクトに構成したシフト装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、車両の走行に係る操作を行うシフトレバーの操作位置を検出するポジションセンサと、外部電源からの電力を車両に供給する給電プラグの車両に設けられる充電口への挿入を検出する検知手段の検出結果に基づき、前記給電プラグが前記充電口に挿入されている旨認識したとき、前記ポジションセンサの検出結果に基づくシフトレバーの操作を無効とする制御装置とを備えたシフト装置において、前記制御装置は前記シフト装置内に構成されるシフトＥＣＵであって、シフトＥＣＵは、前記給電プラグが前記充電口に挿入されていない旨認識したときに前記シフトレバーの位置に係る情報を、その情報に基づき車両の走行に係る制御を行うボデーＥＣＵに出力し、前記給電プラグが前記充電口に挿入されている旨認識したときに前記シフトレバーの位置に係る情報を前記ボデーＥＣＵに出力せず、前記ボデーＥＣＵは、前記検知手段の検出結果に基づき給電プラグが挿入されている旨認識することを条件の一つとして車載バッテリへの充電を開始するとともに、前記検知手段の検出結果を受けられない場合には前記シフトＥＣＵが前記シフトレバーの操作を無効としているか否かに基づき前記給電プラグが挿入されているか否かを認識することをその要旨としている。

同構成によれば、給電プラグが充電口に挿入されているとき、シフトレバーの操作が無効とされる。よって、たとえ、給電プラグが充電口に挿入された状態で、シフトレバーがドライブ位置に操作された場合であっても、その操作は無効となるため、車両が走行することはない。これにより、シフトレバーの動きを規制する機構を設けることなく、コンパクトな構成を実現しつつ安全性を維持することができる。
また、シフトＥＣＵによって給電プラグが充電口に挿入されているか否かの認識がされるとともに、給電プラグが充電口に挿入されている旨認識したときには、シフトＥＣＵからボデーＥＣＵにシフトレバーの位置に係る情報は出力されない。よって、ボデーＥＣＵは、シフトＥＣＵからシフトレバーの位置に係る情報を受けたときにのみ、その情報の判断処理を行えばよい。すなわち、給電プラグが充電口に挿入されているときにはボデーＥＣＵにおいてシフトレバーの位置に係る情報に基づく判断処理は行われない。これにより、ボデーＥＣＵにおける判断処理の負担を減らすことができる。
さらに、断線等の故障によりボデーＥＣＵが検知手段から検出結果を受けられない場合であっても、シフトＥＣＵがシフトレバーの操作を無効としているか否かに基づき給電プラグが挿入されているか否かが認識される。具体的には、ボデーＥＣＵは、シフトレバーの操作を無効としている場合には給電プラグは充電口に挿入されている旨認識し、シフトレバーの操作を無効としていない場合には給電プラグは充電口に挿入されていない旨認識する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシフト装置において、前記シフトＥＣＵは、前記シフトレバーの操作を無効としているとき、前記ポジションセンサの検出結果に係る処理を休止することをその要旨としている。

同構成によれば、給電プラグが充電口に挿入されてシフトレバーの操作が無効とされているとき、シフトＥＣＵはポジションセンサの検出結果に係る処理を休止する。よって、無効とされているときのその処理に係る電力消費を低減することができる。

本発明によれば、シフト装置において、安全性を確保しつつ、よりコンパクトに構成することができる。

車両の構成図。 制御プログラムの処理手順を示すフローチャート。

以下、本発明にかかるシフト装置を具体化した第１の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。本例における車両は電力で走行する電気自動車である。
図１に示すように、充電装置４から交流電力が充電ケーブル５を介して車両１０に供給される。充電ケーブル５の先端には給電プラグ９が設けられ、同給電プラグ９は車両１０の側部に形成される充電口１０ａに挿し込まれる。

車両１０は、充電回路１２と、ボデーＥＣＵ(Electronic Control Unit)１１と、バッテリ１３と、モータ１４と、検知センサ１８と、シフト装置２０とを備える。充電回路１２は、充電ケーブル５を通じて車両１０に供給される交流電力を直流電力に変換して、その直流電力をバッテリ１３に供給する。これにより、バッテリ１３は充電される。ボデーＥＣＵ１１は、充電回路１２を通じてバッテリ１３の充電に係る制御を行う。また、ボデーＥＣＵ１１は、モータ１４をバッテリ１３からの電力に基づき駆動させる。これにより、車両の駆動輪は駆動して走行する。

検知センサ１８は、充電口１０ａに給電プラグ９が挿し込まれたことを検出し、その検出結果をボデーＥＣＵ１１及びシフト装置２０に出力する。ボデーＥＣＵ１１は、検知センサ１８の検出結果に基づき給電プラグ９が挿し込まれた旨認識したことを条件の一つとしてバッテリ１３への充電を開始する。

シフト装置２０は、シフトＥＣＵ(Electronic Control Unit)２１と、ポジションセンサ２２と、シフトレバー２３と、インジゲーター２５とを備える。シフトレバー２３は、Ｐ（パーキング）位置、Ｎ（ニュートラル）位置、Ｄ（ドライブ）位置及びＲ（リバース）位置の各位置にユーザにより操作される。本例においては、シフトレバー２３は、各位置に操作されたとき、その操作位置に保持されるステーショナリータイプである。ポジションセンサ２２は、シフトレバー２３が何れの位置に存在するかを検出し、その検出結果はシフトＥＣＵ２１に出力される。ポジションセンサ２２は、例えば磁気センサからなるが、光学式、マイクロスイッチ、静電容量式、接点式、可変抵抗式等であってもよい。シフトＥＣＵ２１は、ポジションセンサ２２の検出結果に基づきシフトレバー２３が存在する位置を認識する。そして、シフトＥＣＵ２１は、シフトレバー２３が存在する位置を、インジゲーター２５を通じてユーザに通知する。また、シフトＥＣＵ２１は不揮発性のメモリ２１ａを備え、同メモリ２１ａには後述する制御プログラムが記憶されている。

シフトＥＣＵ２１は、給電プラグ９が充電口１０ａに挿入されていない旨認識したとき、並びに給電プラグ９が充電口１０ａに挿入された旨認識した場合であってもシフトレバー２３がＤ位置又はＲ位置に存在している旨認識したとき操作有効モードとなる。シフトＥＣＵ２１は操作有効モードにおいて、シフトレバー２３が操作されたとき、その操作された位置を示す操作信号をボデーＥＣＵ１１に出力する。例えば、ボデーＥＣＵ１１は、Ｐ位置からＤ位置にシフトレバー２３が操作された旨の操作信号を受けると、モータ１４を停止状態から駆動許可状態に切り替える。この駆動許可状態においてブレーキペダルが離されてアクセルペダルが踏まれるとモータ１４は駆動する。これにより、車両１０は走行する。また、ボデーＥＣＵ１１は、Ｄ位置からＰ位置にシフトレバー２３が操作された旨の操作信号を受けると、モータ１４を駆動許可状態から停止状態に切り替える。これにより、車両１０の走行は規制される。

シフトＥＣＵ２１は、給電プラグ９が充電口１０ａに挿入されている旨認識し、かつシフトレバー２３がＰ位置若しくはＮ位置に存在している旨認識したとき操作無効モードとなる。この操作無効モードにおいては、シフトレバー２３が操作されても、その操作位置を示す操作信号をボデーＥＣＵ１１に出力しない。

具体的には、シフトＥＣＵ２１は操作無効モードにおいてはスリープモードに入り、ポジションセンサ２２の検出結果に係る処理判断を実行しない。よって、その分の消費電力を低減することができる。このとき、シフトＥＣＵ２１は、検知センサ１８の検出結果のみを処理判断して、給電プラグ９が充電口１０ａから引き抜かれた旨認識したとき、操作有効モードに戻る。例えば、操作無効モードにおいて、シフトレバー２３がＰ位置からＤ位置に切り替えられたとしても、ボデーＥＣＵ１１に操作信号が出力されず、モータ１４が駆動許可状態とされることはない。よって、車両１０が走行することはない。なお、シフトＥＣＵ２１は、現在何れのモードであるかを、インジゲーター２５を通じてユーザに通知する。

次に、シフトＥＣＵ２１が実行する動作モードの切り替えに係る制御プログラムについて説明する。当該プログラムは、図２に示すフローチャートに従って実行される。
まず、検知センサ１８を通じて給電プラグ９が充電口１０ａへ挿入されているか否かが認識される（Ｓ１０１）。給電プラグ９が充電口１０ａへ挿入されていない旨認識されたとき（Ｓ１０１でＮＯ）、操作有効モードとされ（Ｓ１０２）、制御プログラムは終了される。このモードにおいては、シフトレバー２３のＤ位置又はＲ位置への操作に基づき、車両１０は走行可能である。

給電プラグ９が充電口１０ａへ挿入されている旨認識されたとき（Ｓ１０１でＹＥＳ）、ポジションセンサ２２を通じてシフトレバー２３がＰ位置又はＮ位置に存在するか否かが判断される（Ｓ１０３）。シフトレバー２３がＰ位置又はＮ位置以外、すなわちＤ位置又はＲ位置に存在する旨認識されたとき（Ｓ１０３でＮＯ）、操作有効モードとされる（Ｓ１０２）。このように、シフトレバー２３がＤ位置又はＲ位置に存在するとき、操作有効モードとされることで、給電プラグ９が挿入された状態で有効にシフトレバー２３をＤ位置又はＲ位置からＰ位置又はＮ位置に操作することができる。シフトレバー２３がＰ位置又はＮ位置に存在する旨認識されたとき（Ｓ１０３でＹＥＳ）、操作無効モードとされる（Ｓ１０４）。この操作無効モードは給電プラグ９の挿入状態が維持される限り（Ｓ１０５でＹＥＳ）継続される。給電プラグ９が充電口１０ａから引き抜かれたとき（Ｓ１０５でＮＯ）、操作有効モードとされた後（Ｓ１０２）、制御プログラムは終了される。

ところで、本例においてはボデーＥＣＵ１１とは別にシフト装置２０にシフトＥＣＵ２１が設けられている。このため、ボデーＥＣＵ１１は検知センサ１８から検出結果が得られない故障時においてもシフトＥＣＵ２１を通じて給電プラグ９の挿入の有無を認識できる。

具体的には、ボデーＥＣＵ１１及び検知センサ１８間の接続線における図１において×で示される位置５０において断線したとする。このとき、ボデーＥＣＵ１１は検知センサ１８からの検出結果を受信できなくなる。ボデーＥＣＵ１１は、検知センサ１８からの入力がなくなったとき断線が生じたとして、シフトＥＣＵ２１を通じて操作有効モード及び操作無効モードの何れのモードにあるかを認識する。そして、ボデーＥＣＵ１１は、操作有効モードにある旨認識したとき給電プラグ９は充電口１０ａに挿入されていない旨判断し、操作無効モードにある旨認識したとき給電プラグ９は充電口１０ａに挿入されている旨判断する。また、ボデーＥＣＵ１１は、検知センサ１８から異常に大きい電流が入力されたとき接続線が短絡したとして上記同様に動作する。

ここで、図２に示すように、給電プラグ９が充電口１０ａに挿入された状態であっても、シフトレバー２３がＤ位置又はＲ位置にあれば（Ｓ１０３でＮＯ）、操作有効モードとされる。よって、この場合には、給電プラグ９が挿入されているのにも関わらず、上記故障時においてはボデーＥＣＵ１１により給電プラグ９が挿入されていない旨判断される。しかし、上述のように、ボデーＥＣＵ１１は、給電プラグ９の挿入の有無を充電開始の条件の一つとしているところ、Ｄ位置又はＲ位置にあるとき、充電が開始されないことは安全面においてむしろ好ましい。

以上、説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）給電プラグ９が充電口１０ａに挿入されていて、かつシフトレバー２３がＮ位置又はＰ位置にあるとき、シフトレバー２３の操作が無効とされる。よって、たとえ、給電プラグ９が充電口１０ａに挿入された状態で、シフトレバー２３がＤ位置に操作された場合であっても、その操作は無効となるため、車両１０が走行することはない。これにより、シフトレバー２３の操作を規制する機構を設けることなく、コンパクトな構成を実現しつつ安全性を維持することができる。

（２）給電プラグ９が充電口１０ａに挿入されているときには、シフトＥＣＵ２１からボデーＥＣＵ１１にシフトレバー２３の位置に係る情報（操作信号）は出力されない。よって、ボデーＥＣＵ１１は、シフトＥＣＵ２１からシフトレバー２３の位置に係る情報を受けて、その情報を処理判断したうえで、その操作を無効とするか否かの判断を行う必要がない。よって、ボデーＥＣＵ１１における処理判断の負担を減らすことができる。

ここで、ボデーＥＣＵ１１は、上記実施形態に説明した動作に限らず、各種車載機器の制御や各種制御装置との通信を行っており、その処理負担は大きい。よって、ボデーＥＣＵ１１の処理負担を低減することは、その他の制御の迅速化の観点からも有益である。

（３）断線等の故障によりボデーＥＣＵ１１が検知センサ１８から検出結果を受けられない場合であっても、シフトＥＣＵ２１がシフトレバー２３の操作を無効としているか否か、すなわち操作有効モード及び操作無効モードの何れであるかに基づき給電プラグ９が挿入されているか否かが認識される。具体的には、ボデーＥＣＵ１１は、シフトＥＣＵ２１が操作無効モードである場合には給電プラグ９は充電口１０ａに挿入されている旨認識し、シフトＥＣＵ２１が操作有効モードである場合には給電プラグは充電口１０ａに挿入されていない旨認識する。

このように、故障時にもボデーＥＣＵ１１によって給電プラグ９が挿入されているか否かの認識が可能となることで、給電プラグ９が挿入されているのにも関わらず、ボデーＥＣＵ１１によって給電プラグ９が挿入されていないと認識されて、バッテリ１３への充電が行われないことが防止される。

（４）操作無効モードにあるとき、シフトＥＣＵ２１はポジションセンサ２２の検出結果に係る処理判断を休止する。よって、操作無効モードにおけるその処理判断に係る電力消費を低減することができる。

（５）シフトＥＣＵ２１にはインジゲーター２５が設けられる。ここで、シフトＥＣＵ２１がボデーＥＣＵ１１に統合されている構成において、シフト装置２０にインジゲーター２５を設けようとすると、ポジションセンサ２２及びボデーＥＣＵ１１間、並びにボデーＥＣＵ１１及びインジゲーター２５間での信号のやり取りが必要となる。ここで、ボデーＥＣＵ１１は、シフト装置２０から比較的離れた位置に設けられるところ、それらの信号をやり取りする接続線は長くなる。その点、シフト装置２０に、シフトＥＣＵ２１及びインジゲーター２５が設けられることで、シフト装置２０でシステムを完結させることができる。また、インジゲーター２５及びシフトＥＣＵ２１間の通信距離を短くできるため、シフトレバー２３の操作に応じたインジゲーター２５の表示をより迅速に変更させることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記実施形態においては、シフトレバー２３は、各位置に操作されたとき、その操作位置に保持されるステーショナリータイプであった。しかし、シフトレバー２３が操作後に原位置（ホームポジション）に自動で復帰するモーメンタリタイプであってもよい。このタイプにおいては、例えばシフトレバー２３がＤ位置に操作されたとき、その後に原位置に復帰しても、シフトＥＣＵ２１はＤ位置である旨認識する。よって、図２のステップＳ１０３においては、現実にシフトレバー２３がＰ位置又はＮ位置に存在している必要はなく、上記のようにＰ位置又はＮ位置である旨認識されていればよい。

・上記実施形態においては、給電プラグ９の充電口１０ａへの挿入を検出する検知手段として検知センサ１８が設けられていた。しかし、給電プラグ９の充電口１０ａへの挿入の有無を検出可能であれば、検知手段はこれに限定されない。例えば、充電ケーブル５には、電力線のみならず、充電ケーブル５に設けられるスイッチ（図示略）の操作信号を車両１０に出力する図１に２点鎖線で示す信号線５１が設けられている。給電プラグ９が充電口１０ａへ挿入されると、充電ケーブル５の信号線５１と車両１０の信号線とが導通状態となる。ボデーＥＣＵ１１及びシフトＥＣＵ２１は、この信号線の導通状態に基づき、給電プラグ９の挿入の有無を検出する。

・上記実施形態においては、シフトＥＣＵ２１はボデーＥＣＵ１１から独立して設けられていたが、シフトＥＣＵ２１をボデーＥＣＵ１１に統合してもよい。この場合、ボデーＥＣＵ１１は、ポジションセンサ２２からの検出結果を直接受ける。そして、ボデーＥＣＵ１１は、検知センサ１８を通じて給電プラグ９が充電口１０ａに挿入されている旨認識しているとき、操作無効モードとなる。また、ボデーＥＣＵ１１は、検知センサ１８を通じて給電プラグ９が充電口１０ａに挿入されていない旨認識しているとき、並びに給電プラグ９が充電口１０ａに挿入された旨認識している場合であってもシフトレバー２３がＤ位置又はＲ位置に存在している旨認識したとき操作有効モードとなる。

・上記実施形態において、シフトＥＣＵ２１は操作無効モードにおいてはスリープモードに入り、ポジションセンサ２２の検出結果に係る処理判断を実行していなかった。しかし、操作無効モードにおいてもポジションセンサ２２の検出結果に係る処理判断を実行してもよい。この場合、シフトＥＣＵ２１は、シフトレバー２３がＰ位置等から操作されたとき、その操作は無効とされた旨の警告をインジゲーター２５を通じて行うことができる。

・上記実施形態においては、インジゲーター２５が設けられていたが、これを省略してもよい。
・上記実施形態においては、給電プラグ９が挿入された状態であっても（Ｓ１０１でＹＥＳ）、シフトレバー２３がＤ位置又はＲ位置にあるとき操作有効モードとされていた（Ｓ１０３でＮＯ及びＳ１０２）。しかし、シフトレバー２３の位置に関わらず、給電プラグ９が挿入されている旨認識されたときには操作無効モードとし、給電プラグ９が挿入されていない旨認識されたときには操作有効モードとしてもよい。この場合、図２のステップＳ１０３を省略できる。

・上記実施形態において車両１０は電気自動車であったが、電気及びガソリン双方で走行するハイブリッドカーであってもよい。また、電動バイクや電動で駆動される一人乗りのモビリティの操作系にも同様の効果が得られる。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）シフト装置において、前記シフトＥＣＵを通じてシフトレバーの位置を表示するインジゲーターを備えたこと。

同構成によれば、シフト装置にインジゲーターを設け、そのインジゲーターは同装置内のシフトＥＣＵによって制御される。

４…充電装置（外部電源）、９…給電プラグ、１０…車両、１０ａ…充電口、１１…ボデーＥＣＵ、２０…シフト装置、２１…シフトＥＣＵ、２２…ポジションセンサ、２３…シフトレバー、２５…インジゲーター。

Claims (2)

1. 車両の走行に係る操作を行うシフトレバーの操作位置を検出するポジションセンサと、
   外部電源からの電力を車両に供給する給電プラグの車両に設けられる充電口への挿入を検出する検知手段の検出結果に基づき、前記給電プラグが前記充電口に挿入されている旨認識したとき、前記ポジションセンサの検出結果に基づくシフトレバーの操作を無効とする制御装置とを備えたシフト装置において、
   前記制御装置は前記シフト装置内に構成されるシフトＥＣＵであって、
   シフトＥＣＵは、前記給電プラグが前記充電口に挿入されていない旨認識したときに前記シフトレバーの位置に係る情報を、その情報に基づき車両の走行に係る制御を行うボデーＥＣＵに出力し、前記給電プラグが前記充電口に挿入されている旨認識したときに前記シフトレバーの位置に係る情報を前記ボデーＥＣＵに出力せず、
   前記ボデーＥＣＵは、前記検知手段の検出結果に基づき給電プラグが挿入されている旨認識することを条件の一つとして車載バッテリへの充電を開始するとともに、前記検知手段の検出結果を受けられない場合には前記シフトＥＣＵが前記シフトレバーの操作を無効としているか否かに基づき前記給電プラグが挿入されているか否かを認識するシフト装置。
2. 請求項１に記載のシフト装置において、
   前記シフトＥＣＵは、前記シフトレバーの操作を無効としているとき、前記ポジションセンサの検出結果に係る処理を休止するシフト装置。

Images