JP5797442B2

JP5797442B2 - シフト操作用スイッチ装置

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Publication number: JP5797442B2
Application number: JP2011081623A
Authority: JP
Inventors: 山本　誠; 山本　　誠
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2015-10-21
Anticipated expiration: 2031-04-01
Also published as: JP2012214163A

Description

本発明は、シフト操作用のスイッチ装置に関し、特に、押しボタン式のシフト操作用スイッチ装置に関する。

従来、自動車の自動変速機であるシフト装置は、一般にシフトレバーを操作することにより自動変速機の操作を行なっているが、近年、この自動変速機の操作を電気的に行なうことでシフト操作を行なう、いわゆる、バイワイヤ方式のシフト装置が提案されている。

例えば、パームレストとその周辺にプッシュボタンスイッチが配置されて設けられたシフト操作用スイッチ装置がある（例えば、特許文献１参照。）。このシフト操作用スイッチ装置は、プッシュボタンスイッチとして、親指位置に対応するＲボタンスイッチ、人指し指位置に対応するＰボタンスイッチ、中指位置に対応するＮボタンスイッチ、薬指位置に対応するＤボタンスイッチが設けられている。

このシフト操作用スイッチ装置によれば、誤操作防止用のＳボタンスイッチが小指位置と対応する位置に設けられ、Ｒ、Ｐ、Ｎ、Ｄの各ボタンスイッチのいずれかと誤操作防止用のＳボタンスイッチとの２つの信号により、制御部により変速機の接続状態を切換えるので、操作ミスや落下物による誤操作を防止することができるとされている。

特開２００２−２５４９５０号公報

しかし、従来のシフト操作用スイッチ装置は、例えば、Ｄレンジで走行中に、他のボタンスイッチ、例えば、Ｐボタンスイッチを押すことが可能である。上記のＳボタンスイッチが同時に押された状態でない場合は有効なシフト操作とされないので、安全上は問題ないが、シフト操作時の安心感を得られない場合があった。また、誤操作を抑制するプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ装置が要望されていた。

従って、本発明の目的は、車両の走行中等において誤操作を抑制できるプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ装置を提供することにある。

［１］本発明は、複数のプッシュボタンにより車両のシフト装置のシフト位置を選択するスイッチ部と、前記スイッチ部のプッシュ操作による前記プッシュボタンの押し込み量を検出する操作状態検出部と、前記プッシュボタンへの押し込み量が所定量以上である場合に、当該プッシュボタンをロック位置に引き込み、前記シフト位置に応じて、引き込まれた前記プッシュボタン以外の前記プッシュボタンへのプッシュ操作を禁止するロック動作を制御するロック制御部と、を有することを特徴とするシフト操作用スイッチ装置を提供する。

［２］前記ロック制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンの初期位置でのプッシュ操作を禁止するロック状態に制御することを特徴とする上記［１］に記載のシフト操作用スイッチ装置であってもよい。

［３］また、前記ロック制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンを引き込み位置まで引き込んでプッシュ操作を禁止するロック状態に制御することを特徴とする上記［１］に記載のシフト操作用スイッチ装置であってもよい。

本発明によれば、車両の走行中等において誤操作を抑制できるプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ装置を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の車両内での配置例を示す配置図である。図２は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の外観を示す図１の部分拡大図である。図３は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のブロック構成図である。図４は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の初期位置における縦断面（図２のＡＡ断面図）である。図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の磁束の状態を示した電磁アクチュエータ２５０Ｂの横断面（図４のＢＢ断面図）であり、図５（ｂ）は、磁束の状態を示した電磁アクチュエータ３５０Ｂの横断面（図４のＣＣ断面図）である。図６は、引き込み開始位置Ｘ１までＤボタンを押込んだときの図２のＡＡ断面図であり、コイルが非通電状態においてＤボタン及びスライド軸に作用する力の力関係を示す縦断面である。図７は、引き込み開始位置Ｘ１までＤボタンを押込んだときの図２のＡＡ断面図であり、コイルが通電状態においてＤボタン及びスライド軸に作用する力の力関係を示す縦断面である。図８は、引き込みロック位置Ｘ２までＤボタンが引き込まれたときの図２のＡＡ断面図であり、コイルが通電状態においてＤボタン及びスライド軸に作用する力の力関係を示す縦断面である。図９は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のボタンの押込み量Ｘと操作荷重ｆとの関係を示す図である。図１０は、初期位置でプッシュ操作を禁止するロック動作をする場合の、コイルへの通電により発生する磁極の状態を示す図２のＤＤ断面図（又はＥＥ断面図）である。図１１は、本発明の第１の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の初期位置でのロック動作（初期位置ロック動作）を示すフローチャートである。図１２は、自動引き込み動作をする場合の、初期位置におけるコイルへの通電により発生する磁極の状態を示す図２のＤＤ断面図（又はＥＥ断面図）である。図１３は、引き込みロック位置Ｘ２までＰボタンが引き込まれたときの図２のＤＤ断面図である。図１４は、本発明の第２の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の引き込み位置まで引き込んでのロック動作（自動引き込みロック動作）を示すフローチャートである。

（第１の実施の形態）
（本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００の車両内での配置例を示す配置図である。本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００は、プッシュボタンにより車両１０のシフト装置５０のシフト位置を選択するスイッチ部２００と、スイッチ部２００のプッシュ操作を禁止するロック動作を制御するロック制御部３００と、を有して概略構成されている。

図２は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のスイッチ部２００の外観を示す図１の部分拡大図である。このスイッチ部２００は、図１に示すように、例えば、車両１０のインスツルメントパネル２０やセンタークラスタ３０に備えられる。また、ステアリング４０又はその周囲に配置される構成でもよい。

シフト操作用スイッチ装置１００は、例えば、車両がシフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、スイッチ部２００のシフト位置のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作を禁止するロック動作を行なう。例えば、車両がシフト位置のＤレンジで所定速度以上で走行している場合において、スイッチ部のＰレンジ及びＲレンジのプッシュボタンの初期位置でのプッシュ操作を禁止してロック状態（初期位置ロック動作）にしたり、Ｐレンジ及びＲレンジのプッシュボタンを引き込み位置まで引き込んでプッシュ操作を禁止するロック状態（自動引き込みロック動作）にしたりする。これにより、車両走行中にプッシュ操作が禁止される操作を操作者に呈示し、誤操作しないという安心感を付与することができる。

シフト装置５０のシフト位置は、車両１０の走行モードを選択（セレクト）する位置であって、図２で示すスイッチ部２００の各プッシュボタンであるＰボタン２１０Ａ、Ｒボタン２１０Ｂ、Ｎボタン２１０Ｃ、Ｄボタン２１０Ｄに対応した、例えば、Ｐレンジ（パーキングレンジ）、Ｒレンジ（リバースレンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）Ｄレンジ（ドライブレンジ）等のレンジからなる。また、プッシュ操作が禁止される操作は、例えば、車両１０が所定の速度以上（例えば、一定速度である時速１１ｋｍ／ｈ以上）で走行している場合に、ＤレンジからＰレンジまたはＲレンジへシフト位置を選択する（レンジを切り替える）操作である。

図３は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のブロック構成図である。スイッチ部２００は、シフトＥＣＵ（Electronic Control Unit）４００に接続されて、後述するボタンの押込み量Ｘに対応してリニアエンコーダ２６０の出力Ｖ_ＰＸ、Ｖ_ＲＸ、Ｖ_ＮＸ、Ｖ_ＤＸを出力し、また、シフトＥＣＵ４００からコイルへの通電制御電流Ｉ_１Ｐ、Ｉ_１Ｒ、Ｉ_１Ｎ、Ｉ_１Ｄ、Ｉ_２Ｐ、Ｉ_２Ｒ、Ｉ_２Ｎ、Ｉ_２Ｄが供給される。

シフトＥＣＵ４００は、シフト操作用スイッチ装置１００の各プッシュボタン２１０Ａ〜２１０Ｄの操作荷重を制御して操作者に呈示する操作反力を制御するロック制御部３００を備える。また、シフトＥＣＵ４００は、シフト装置５０及びエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０と接続されている。

シフト装置５０は、車両１０のオートマチックトランスミッションであり、シフトレンジの切替えを行なうシフト切替えアクチュエータ５２、シフト位置を検出するシフト位置検出部５４等を備えている。シフト切替えアクチュエータ５２は、シフトＥＣＵ４００から送出されるシフト切替え信号Ｖｃに基づいて動作し、ギヤトレーンの接続状態を切替えることにより、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ等のレンジ切替え、すなわち、車両１０のシフトチェンジを行なう。また、シフト位置検出部５４は、切替えられたシフト位置を検出して、そのシフト位置をシフト位置信号ＶｓｈとしてシフトＥＣＵ４００に送出する。

エンジンＥＣＵ６０は、図示省略するエンジン装置に接続されて種々のエンジン制御を行なうが、シフトＥＣＵ４００に対して、エンジンの回転数等から車速を検出して車速信号Ｖｓを送出する。

図４は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の初期位置における縦断面（図２のＡＡ断面図）である。また、図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の磁束の状態を示した電磁アクチュエータ２５０Ｂの横断面（図４のＢＢ断面図）であり、図５（ｂ）は、磁束の状態を示した電磁アクチュエータ３５０Ｂの横断面（図４のＣＣ断面図）である。以下、図４及び図５に基づいて、図２で示すスイッチ部２００のＤボタン２１０Ｄの部分の構成と動作を説明するが、他のボタン２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃについても同様の構成である。

操作者がプッシュ操作するＤボタン２１０Ｄは、上部がパネル２２０の外部に突出した状態で設けられている。Ｄボタン２１０Ｄには、非磁性材料で形成されたスライド軸２１２Ｄが取り付けられており、このスライド軸２１２Ｄは、ベース２３０に取り付けられた非磁性材料で形成されたスライドガイドポール２４０Ｄのガイド穴２４１Ｄに沿ってスライド移動可能に支持されている。Ｄボタン２１０Ｄの下面２１１Ｄとスライドガイドポール２４０Ｄの上面２４２Ｄの間にはスプリング２１６Ｄが設けられている。これにより、操作者がＤボタン２１０Ｄをプッシュ操作するとスプリング力により反力を受け、図４に示す初期位置に復帰する構成とされている。

スライド軸２１２Ｄの中央付近には、その軸方向と直交する方向、すなわち、円筒面を貫通するようにマグネット（永久磁石）２１４Ｄ、３１４Ｄが２段に亘って埋設され固定されている。マグネット２１４Ｄ、３１４Ｄは、例えば、ネオジウム磁石が使用でき、図５に示すように、その貫通方向に着磁されている。但し、マグネット２１４Ｄと３１４Ｄは、図４に示すように、互いに異なる方向に着磁された状態で装着されている。Ｎ極、Ｓ極の磁石端面は、スライド軸２１２Ｄの円筒面と略面一とされている。尚、マグネット２１４Ｄ、３１４ＤのＮ極、Ｓ極が一定の方向を維持するように、スライド軸２１２Ｄの回転方向には、図示省略する回転規制部が設けられている。

図４に示すように、マグネット２１４Ｄと同じ高さの位置（初期位置Ｘ＝０）に電磁アクチュエータ２５０Ｄが設けられている。また、この下段に、同様の構成を持つ電磁アクチュエータ３５０Ｄが設けられている。これらの電磁アクチュエータ２５０Ｄ、３５０Ｄは、それぞれヨーク２５２Ｄ、３５２Ｄと電磁コイル２５４Ｄ、３５４Ｄとから構成されている。それぞれの電磁アクチュエータ２５０Ｄ、３５０Ｄは、図４、５に示すように、同じ構成のものが向かい合わせで組み合せられてそれぞれ一対として使用される。

ヨーク２５２Ｄ、３５２Ｄは、ケイ素鋼板等の高透磁率材料で形成されている。マグネット２１４Ｄ、３１４ＤのＮ極（Ｓ極）に対向する部分にはセンターポール部２５２Ｄａ、３５２Ｄａが形成され、一対の電磁アクチュエータのもう一方に磁路が通じるように周囲にヨークが曲設されて、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれ略Ｅ字形状に形成されている。すなわち、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、センターポール部２５２Ｄａ、３５２Ｄａおよび側部２５２Ｄｂ、３５２Ｄｂは、それぞれ基部２５２Ｄｃ、３５２Ｄｃに一体的に接続されて、略Ｅ字形状に形成されている。センターポール部２５２Ｄａ、３５２Ｄａから基部２５２Ｄｃ、３５２Ｄｃを通って両側の側部２５２Ｄｂ、３５２Ｄｂへは磁路を形成し、一対のヨーク２５２Ｄ、３５２Ｄおよびマグネット２１４Ｄ、３１４Ｄにより、ギャップ部Ｇｐを介して略閉じた磁路が形成される。

センターポール部２５２Ｄａ、３５２Ｄａには、電磁コイル２５４Ｄ、３５４Ｄがその周囲を巻回するように設けられている。電磁コイル２５４Ｄ、３５４Ｄは、銅線あるいはアルミ線等が多数回だけ巻回されてコイル形状に形成され、センターポール部２５２Ｄａ、３５２Ｄａを取り巻くように装着されている。この電磁コイル２５４Ｄ、３５４Ｄに通電すると、右ねじの法則に従って、コイルを貫通する方向にヨーク２５２Ｄ、３５２Ｄ内に磁束が発生する。

プッシュ操作によるＤボタン２１０Ｄの押込み量Ｘを検出するために、スライド軸２１２Ｄに設けられたリニアスケール２６１Ｄとスライドガイドポール２４０Ｄに設けられた光学部２６２Ｄによりリニアエンコーダ２６０Ｄが形成されている。光学部２６２Ｄから発光された光をリニアスケール２６１Ｄで反射し、この反射光を光学部２６２Ｄで受光することで、スライド軸２１２Ｄの移動量、すなわち、Ｄボタン２１０Ｄの押込み量Ｘを検出する。この押込み量Ｘは、例えば初期位置をゼロとして出力（電圧Ｖ_ＤＸ）される。

（Ｄボタンのプッシュ操作による押込み後ロック動作）
図６は、引き込み開始位置Ｘ１までＤボタンを押込んだときの図２のＡＡ断面図であり、コイルが非通電状態においてＤボタン及びスライド軸に作用する力の力関係を示す縦断面である。図７は、引き込み開始位置Ｘ１までＤボタンを押込んだときの図２のＡＡ断面図であり、コイルが通電状態においてＤボタン及びスライド軸に作用する力の力関係を示す縦断面である。図８は、引き込みロック位置Ｘ２までＤボタンが引き込まれたときの図２のＡＡ断面図であり、コイルが通電状態においてＤボタン及びスライド軸に作用する力の力関係を示す縦断面である。Ｄボタン２１０Ｄをプッシュ操作すると、図６に示すように、押込み量ＸだけＤボタン２１０Ｄおよびスライド軸２１２Ｄが下方向に移動する。このときプッシュ操作に要する操作荷重ｆは、スプリング２１６Ｄによる復帰力ｆｓとマグネット２１４Ｄ、３１４Ｄの初期位置への復帰力ｆ１〔Ｉ＝０〕、ｆ２〔Ｉ＝０〕との和である。

ここで、マグネット２１４Ｄ、３１４Ｄの初期位置Ｘ＝０への復帰力ｆ１〔Ｉ＝０〕、ｆ２〔Ｉ＝０〕は、図５（ａ）、（ｂ）に示したヨーク２５２Ｄ、３５２Ｄの中の磁束が、マグネット２１４Ｄ、３１４ＤのＮ極から図に示す矢印に沿ってＳ極に還流する永久磁石により磁路を形成し、それぞれギャップＧｐを最小にするよう吸引力が発生することによる。

Ｄボタン２１０Ｄのプッシュ操作による押込み後ロック動作では、引き込み開始位置Ｘ１までＤボタンを押込むと、それ以降は磁気力により引き込みロック位置Ｘ２まで引き込まれる。すなわち、リニアエンコーダ２６０Ｄにより、押込み量Ｘ＞Ｘ１を検出すると、シフトＥＣＵ４００のロック制御部３００から各コイルへ通電制御電流Ｉ_１Ｄ、Ｉ_２Ｄが供給される。電磁アクチュエータ２５０Ｄ、３５０Ｄは、図７に示すように、マグネット２１４Ｄ、３１４Ｄに反発するようにそれぞれのヨーク２５２Ｄ、３５２Ｄを磁化する。これにより、図７で示すように、押込み量Ｘが増大する方向に電磁力ｆ１〔Ｉ（ｘ）〕と電磁力ｆ２〔Ｉ（ｘ）〕がマグネット２１４Ｄ、３１４Ｄにそれぞれ作用する。

電磁力ｆ１〔Ｉ（ｘ）〕は、マグネット２１４Ｄが電磁アクチュエータ２５０Ｄから受ける反発力と、電磁アクチュエータ３５０Ｄから受ける吸引力の和である。また、電磁力ｆ２〔Ｉ（ｘ）〕は、マグネット３１４Ｄが電磁アクチュエータ２５０Ｄから受ける吸引力と、電磁アクチュエータ３５０Ｄから受ける反発力の和である。いずれも図７の下方向の力である。

押込み量Ｘが引き込みロック位置Ｘ２に達すると、マグネット２１４Ｄには、図８に示すように、電磁力ｆ１〔Ｉ（ｘ）〕が下向きに作用すると共に、マグネット２１４Ｄとヨーク３５２Ｄ間に強い吸引力が作用する。また、マグネット３１４Ｄには、電磁アクチュエータ３５０Ｄから反発する電磁力ｆ２〔Ｉ（ｘ）〕が下向きに作用する。これらの力の総和とスプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓが吊り合って、図８に示す、引き込みロック位置Ｘ２でロック（保持）される。

図９は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のボタンの押込み量Ｘと操作荷重ｆとの関係を示す図である。上記説明したように、押込み量ＸがＸ１までの非通電区間では、ボタンの操作荷重ｆは、スプリング２１６Ｂに抗して増加するが、引き込み開始位置Ｘ１以降の通電区間では、電磁力ｆ１〔Ｉ（ｘ）〕及びｆ２〔Ｉ（ｘ）〕が下向きに作用するので、引き込みロック位置Ｘ２まで引き込まれる。引き込みロック位置Ｘ２を過ぎた区間では、マグネット２１４Ｄと電磁アクチュエータ３５０Ｄ間の吸引力が強く作用して引き込みロック位置Ｘ２への復元力となるので、Ｄボタン２１０Ｄは引き込みロック位置Ｘ２でロック（保持）される。尚、電磁アクチュエータ２５０Ｄ、３５０Ｄへの通電量を増加させることにより引き込みロック位置Ｘ２への引き込み力及び保持力を増大することが可能である。

（Ｐボタン、Ｒボタンの初期位置でのロック動作）
図１０は、初期位置でプッシュ操作を禁止するロック動作をする場合の、コイルへの通電により発生する磁極の状態を示す図２のＤＤ断面図（又はＥＥ断面図）である。Ｐボタン２１０Ａ、Ｒボタン２１０Ｂは、Ｄボタン２１０Ｄがロック状態であって車両が所定の条件下（例えば、車速１１ｋｍ/ｈ以上等）では、初期位置Ｘ＝０でプッシュ操作を禁止するロック状態とされる。以下、Ｐボタン２１０Ａのロック動作について説明するが、Ｒボタン２１０Ｂについても同様である。

Ｐボタンを初期位置でロック動作する場合は、電磁アクチュエータ２５０Ａにおいて、ロック制御部３００から電磁コイル２５４Ａへ通電制御電流Ｉ_１Ｐが供給され、図１０に示すように、マグネット２１４Ａが吸引力を受けるようにヨーク２５２Ａが磁化される。この吸引力は、ギャップＧｐを最小にするよう作用するので、マグネット２１４Ａとヨーク２５２Ａは対向した状態で初期位置に自動復帰する状態でロック（保持）される。

同様に、電磁アクチュエータ３５０Ａにおいて、ロック制御部３００から電磁コイル３５４Ａへ通電制御電流Ｉ_２Ｐが供給され、図１０に示すように、マグネット３１４Ａが吸引力を受けるようにヨーク３５２Ａが磁化される。この吸引力は、ギャップＧｐを最小にするよう作用するので、マグネット３１４Ａとヨーク３５２Ａは対向した状態で初期位置に自動復帰する状態でロック（保持）される。

上記示した電磁コイルへの通電は、いずれか一方としてもロック動作は可能であり、また、通電制御電流Ｉ_１Ｐ、Ｉ_２Ｐを増大させることで保持力を増大させることも可能である。

（Ｐボタン、Ｒボタンの初期位置でのロック動作の制御）
図１１は、本発明の第１の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の初期位置でのロック動作（初期位置ロック動作）を示すフローチャートである。

（Ｓｔｅｐ１）
スイッチ部２００の初期位置ロック動作フローがスタートすると、まず、ロック制御部３００は、ボタン押込み量がＸ＞Ｘ１かどうか判断する。この判断は、各ボタン２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄについて行なわれる。Ｘ＞Ｘ１と判断された場合はＳｔｅｐ２へ進み、Ｘ＞Ｘ１と判断されない場合はＳｔｅｐ１を繰り返す。

（Ｓｔｅｐ２）
Ｘ＞Ｘ１と判断されたボタンに対応する電磁アクチュエータ２５０、３５０にそれぞれ通電制御を行なうことにより、引き込みロック位置Ｘ２まで引き込み動作を行なう。

（Ｓｔｅｐ３）
ロック制御部３００は、ボタン押込み量がＸ＝Ｘ２かどうか判断する。Ｘ＝Ｘ２と判断された場合はＳｔｅｐ４へ進み、Ｘ＝Ｘ２と判断されない場合はＳｔｅｐ２へ戻って通電制御を繰り返し行なう。このＳｔｅｐ３の完了時点で、各ボタン２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄのいずれかが引き込みロック位置Ｘ２でロック（保持）される。シフトＥＣＵ４００は、シフト切替え信号Ｖｃをシフト装置５０に出力して、シフト切替えアクチュエータ５２により車両１０のシフトチェンジが行なわれる。

（Ｓｔｅｐ４）
ロック制御部３００は、Ｄボタン２１０Ｄが選択されたかどうかを判断する。この判断は、Ｘ＝Ｘ２の判断がＤボタン２１０Ｄに対応したリニアエンコーダ２６０Ｄの出力信号Ｖ_ＤＸによりなされたかどうかにより行なわれる。Ｄボタン２１０Ｄが選択されたと判断された場合はＳｔｅｐ５へ進み、Ｄボタン２１０Ｄが選択されたと判断されない場合はロック動作フローを終了する。

（Ｓｔｅｐ５）
ロック制御部３００は、エンジンＥＣＵ６０から入力される車両１０の車速信号Ｖｓにより、走行速度が一定速度以上（例えば、１１ｋｍ/ｈ以上）かどうかを判断する。走行速度が一定速度以上と判断された場合はＳｔｅｐ７へ進み、一定速度以上と判断されない場合はＳｔｅｐ６へ進む。

（Ｓｔｅｐ６）
ロック制御部３００は、Ｄボタン２１０Ｄ以外が選択されたかどうかを判断する。Ｄボタン２１０Ｄ以外が選択されたと判断された場合はロック動作フローを終了し、Ｄボタン２１０Ｄ以外が選択されたと判断されない場合はＳｔｅｐ５へ戻って判断を繰り返す。

（Ｓｔｅｐ７）
Ｄボタン２１０Ｄが選択され、かつ、走行速度が一定速度以上の場合は、Ｐボタン２１０ＡおよびＲボタン２１０Ｂを初期位置Ｘ＝０でロック（保持）する。以下、Ｐボタン２１０Ａのロック動作について説明するが、Ｒボタン２１０Ｂについても同様である。すなわち、前に説明したように、電磁アクチュエータ２５０Ａ、３５０Ａへ通電制御を行ない、マグネット２１４Ａとヨーク２５２Ａ、マグネット３１４Ａとヨーク３５２Ａが対向した状態で初期位置に自動復帰する状態でロック（保持）する。この初期位置でのロック動作により、Ｐボタン２１０ＡおよびＲボタン２１０Ｂのプッシュ操作が禁止される。

（Ｓｔｅｐ８）
ロック制御部３００は、Ｎボタン２１０Ｃが選択されたかどうかを判断する。Ｎボタン２１０Ｃが選択されたと判断された場合はロック動作フローを終了し、Ｎボタン２１０Ｃが選択されたと判断されない場合はＳｔｅｐ５へ戻って判断を繰り返す。

以上の一連の初期位置ロック動作フローは、車両の停車中および走行中に常時実行される。

（第２の実施の形態）
（Ｐボタン、Ｒボタンの自動引き込みによる引き込みロック位置Ｘ２でのロック動作）
図１２は、自動引き込み動作をする場合の、初期位置におけるコイルへの通電により発生する磁極の状態を示す図２のＤＤ断面図（又はＥＥ断面図）である。また、図１３は、引き込みロック位置Ｘ２までＰボタンが引き込まれたときの図２のＤＤ断面図である。Ｐボタン２１０Ａ、Ｒボタン２１０Ｂは、Ｄボタン２１０Ｄがロック状態であって車両が所定の条件下（例えば、車速１１ｋｍ/ｈ以上等）では、初期位置Ｘ＝０から引き込みロック位置Ｘ＝Ｘ２まで自動引き込みが行なわれて、引き込みロック位置Ｘ＝Ｘ２においてプッシュ操作を禁止するロック状態とされる。以下、Ｐボタン２１０Ａのロック動作について説明するが、Ｒボタン２１０Ｂについても同様である。

図１２に示すように、初期位置Ｘ＝０において、シフトＥＣＵ４００のロック制御部３００から各コイルへ通電制御電流Ｉ_１Ｐ、Ｉ_２Ｐが供給される。電磁アクチュエータ２５０Ａ、３５０Ａは、図１２に示すように、マグネット２１４Ａ、３１４Ａに反発するようにそれぞれのヨーク２５２Ａ、３５２Ａを磁化する。これにより、図１２で示すように、押込み量Ｘが増大する方向に電磁力ｆ１〔Ｉ（ｘ）〕と電磁力ｆ２〔Ｉ（ｘ）〕がマグネット２１４Ａ、３１４Ａにそれぞれ作用する。

ここで、電磁力ｆ１〔Ｉ（ｘ）〕は、マグネット２１４Ａが電磁アクチュエータ２５０Ａから受ける反発力と、電磁アクチュエータ３５０Ａから受ける吸引力の和である。また、電磁力ｆ２〔Ｉ（ｘ）〕は、マグネット３１４Ａが電磁アクチュエータ２５０Ａから受ける吸引力と、電磁アクチュエータ３５０Ａから受ける反発力の和である。従って、初期位置Ｘ＝０においては、マグネット２１４Ａが電磁アクチュエータ３５０Ａから受ける吸引力をスプリング２１６Ｄによる復帰力ｆｓよりも大きくするように、通電制御電流Ｉ_１Ｐ、Ｉ_２Ｐを設定することで自動引き込み動作を開始できる。初期位置Ｘ＝０を脱して下方向へ自動引き込み動作を開始すれば、電磁アクチュエータ２５０Ａから受ける反発力およびマグネット３１４Ａが電磁アクチュエータ３５０Ａから受ける反発力により、容易に引き込みロック位置Ｘ＝Ｘ２方向へ引き込み動作が継続できる。

図１３の引き込みロック位置Ｘ２まで移動した状態では、シフトＥＣＵ４００のロック制御部３００から電磁コイル２５４Ａ、３５４Ａへ通電制御電流Ｉ_１Ｐ、Ｉ_２Ｐが供給されている。押込み量Ｘが引き込みロック位置Ｘ２に達した状態では、マグネット２１４Ａには、図１３に示すように、電磁力ｆ１〔Ｉ（ｘ）〕が下向きに作用すると共に、マグネット２１４Ａとヨーク３５２Ａ間に強い吸引力が作用する。また、マグネット３１４Ａには、電磁アクチュエータ３５０Ａから反発する電磁力ｆ２〔Ｉ（ｘ）〕が下向きに作用する。これらの力の総和とスプリング２１６Ａによる復帰力ｆｓが吊り合って、図１３に示す、引き込みロック位置Ｘ２でロック（保持）される。

（Ｐボタン、Ｒボタンの自動引き込みによる引き込みロック位置Ｘ２でのロック動作の制御）
図１４は、本発明の第２の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の引き込み位置まで引き込んでのロック動作（自動引き込みロック動作）を示すフローチャートである。

（Ｓｔｅｐ１１）
スイッチ部２００の自動引き込みによるロック動作フローがスタートすると、まず、ロック制御部３００は、ボタン押込み量がＸ＞Ｘ１かどうか判断する。この判断は、各ボタン２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄについて行なわれる。Ｘ＞Ｘ１と判断された場合はＳｔｅｐ２へ進み、Ｘ＞Ｘ１と判断されない場合はＳｔｅｐ１１を繰り返す。

（Ｓｔｅｐ１２）
Ｘ＞Ｘ１と判断されたボタンに対応する電磁アクチュエータ２５０、３５０にそれぞれ通電制御を行なうことにより、引き込みロック位置Ｘ２まで引き込み動作を行なう。

（Ｓｔｅｐ１３）
ロック制御部３００は、ボタン押込み量がＸ＝Ｘ２かどうか判断する。Ｘ＝Ｘ２と判断された場合はＳｔｅｐ１４へ進み、Ｘ＝Ｘ２と判断されない場合はＳｔｅｐ１２へ戻って通電制御を繰り返し行なう。このＳｔｅｐ１３の完了時点で、各ボタン２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄのいずれかが引き込みロック位置Ｘ２でロック（保持）される。シフトＥＣＵ４００は、シフト切替え信号Ｖｃをシフト装置５０に出力して、シフト切替えアクチュエータ５２により車両１０のシフトチェンジが行なわれる。

（Ｓｔｅｐ１４）
ロック制御部３００は、Ｄボタン２１０Ｄが選択されたかどうかを判断する。この判断は、Ｘ＝Ｘ２の判断がＤボタン２１０Ｄに対応したリニアエンコーダ２６０Ｄの出力信号Ｖ_ＤＸによりなされたかどうかにより行なわれる。Ｄボタン２１０Ｄが選択されたと判断された場合はＳｔｅｐ１５へ進み、Ｄボタン２１０Ｄが選択されたと判断されない場合はロック動作フローを終了する。

（Ｓｔｅｐ１５）
ロック制御部３００は、エンジンＥＣＵ６０から入力される車両１０の車速信号Ｖｓにより、走行速度が一定速度以上（例えば、１１ｋｍ/ｈ以上）かどうかを判断する。走行速度が一定速度以上と判断された場合はＳｔｅｐ１７へ進み、一定速度以上と判断されない場合はＳｔｅｐ１６へ進む。

（Ｓｔｅｐ１６）
ロック制御部３００は、Ｄボタン２１０Ｄ以外が選択されたかどうかを判断する。Ｄボタン２１０Ｄ以外が選択されたと判断された場合はロック動作フローを終了し、Ｄボタン２１０Ｄ以外が選択されたと判断されない場合はＳｔｅｐ１５へ戻って判断を繰り返す。

（Ｓｔｅｐ１７）
Ｄボタン２１０Ｄが選択され、かつ、走行速度が一定速度以上の場合は、Ｐボタン２１０ＡおよびＲボタン２１０Ｂを自動引き込みによる引き込みロック位置Ｘ２ででロック（保持）する。以下、Ｐボタン２１０Ａのロック動作について説明するが、Ｒボタン２１０Ｂについても同様である。すなわち、前に説明したように、初期位置Ｘ＝０において、シフトＥＣＵ４００のロック制御部３００から各コイルへ通電制御電流Ｉ_１Ｐ、Ｉ_２Ｐを供給して自動引き込み動作を開始させる。ロック位置Ｘ２まで移動した状態で、引き込みロック位置Ｘ２でのロック（保持）を行なう。この引き込みロック位置Ｘ２でのロック動作により、Ｐボタン２１０ＡおよびＲボタン２１０Ｂのプッシュ操作が禁止される。

（Ｓｔｅｐ１８）
ロック制御部３００は、Ｎボタン２１０Ｃが選択されたかどうかを判断する。Ｎボタン２１０Ｃが選択されたと判断された場合はロック動作フローを終了し、Ｎボタン２１０Ｃが選択されたと判断されない場合はＳｔｅｐ１５へ戻って判断を繰り返す。

以上の一連の自動引き込みによるロック動作フローは、車両の停車中および走行中に常時実行される。

（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００によれば、次のような効果を有する。
（１）シフトＥＣＵ４００のロック制御部３００が、シフト位置に応じてレンジ切り替え操作を禁止するようＰボタン、Ｒボタンをロック（保持）する。すなわち、Ｐボタン、Ｒボタンを初期位置でプッシュ操作を禁止するロック（保持）状態とする。これにより、ユーザは、シフト位置の変更を禁止されているボタン操作が出来なくなり、適切なシフト操作を行なうことが可能となる。
（２）また、Ｐボタン、Ｒボタンを引き込みロック位置Ｘ２まで引き込んだ状態でプッシュ操作を禁止するロック（保持）状態とする。これにより、ユーザは、シフト位置の変更を禁止されているボタン操作が出来なくなり、適切なシフト操作を行なうことが可能となる。
（３）また、車両の走行中に操作を禁止する、あるいは、操作しにくい構造にすることにより、ユーザに誤操作できない安心感を与えることができる。これにより、車両の走行中等において誤操作を抑制できるプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ装置を提供することが可能となる。

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。本実施の形態では、車両１０がエンジンＥＣＵ６０を備えたものとして説明したが、ＨＶ（ハイブリッド車）、ＥＶ（電気自動車）への適用も可能である。ＨＶ（ハイブリッド車）の場合は、エンジンＥＣＵ６０がハイブリッド制御用のモータＥＣＵに置き換わるが、エンジンおよびモータのレンジ切り替え操作を行なうためのシフト操作用スイッチ装置として本発明が適用可能である。また、ＥＶ（電気自動車）の場合は、シフト装置５０、エンジンＥＣＵ６０が電気制御のためのモータ、モータＥＣＵにそれぞれ置き換わるが、モータのレンジ切り替え操作を行なうためのシフト操作用スイッチ装置として本発明が適用可能である。

これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…車両
２０…インスツルメントパネル
３０…センタークラスタ
４０…ステアリング
５０…シフト装置
５２…シフト切替えアクチュエータ
５４…シフト位置検出部
６０…エンジンＥＣＵ
１００…シフト操作用スイッチ装置
２００…スイッチ部
２１０…ボタン
２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄ…Ｐボタン、Ｒボタン、Ｎボタン、Ｄボタン
２１１、２１１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…下面
２１２、２１２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…スライド軸
２１４、２１４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…マグネット
２１６、２１６Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…スプリング
２２０…パネル
２３０…ベース
２４０、２４０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…スライドガイドポール
２４１、２４１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…ガイド穴
２４２、２４２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…上面
２５０、２５０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…電磁アクチュエータ
２５２、２５２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…ヨーク
２５２Ａａ、２５２Ｂａ、２５２Ｃａ、２５２Ｄａ…センターポール部
２５２Ａｂ、２５２Ｂｂ、２５２Ｃｂ、２５２Ｄｂ…側部
２５２Ａｃ、２５２Ｂｃ、２５２Ｃｃ、２５２Ｄｃ…基部
２５４、２５４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…電磁コイル
２６０、２６０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…リニアエンコーダ
２６１、２６１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…リニアスケール
２６２、２６２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…光学部
３００…ロック制御部
３５０、３５０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…電磁アクチュエータ
３５２、３５２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…ヨーク
３５２Ａａ、３５２Ｂａ、３５２Ｃａ、３５２Ｄａ…センターポール部
３５２Ａｂ、３５２Ｂｂ、３５２Ｃｂ、３５２Ｄｂ…側部
３５２Ａｃ、３５２Ｂｃ、３５２Ｃｃ、３５２Ｄｃ…基部
３５４、３５４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…電磁コイル
４００…シフトＥＣＵ

Claims

複数のプッシュボタンにより車両のシフト装置のシフト位置を選択するスイッチ部と、
前記スイッチ部のプッシュ操作による前記プッシュボタンの押し込み量を検出する操作状態検出部と、
前記プッシュボタンへの押し込み量が所定量以上である場合に、当該プッシュボタンをロック位置に引き込み、前記シフト位置に応じて、引き込まれた前記プッシュボタン以外の前記プッシュボタンへのプッシュ操作を禁止するロック動作を制御するロック制御部と、
を有することを特徴とするシフト操作用スイッチ装置。
前記ロック制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンの初期位置でのプッシュ操作を禁止するロック状態に制御することを特徴とする請求項１に記載のシフト操作用スイッチ装置。
前記ロック制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンを引き込み位置まで引き込んでプッシュ操作を禁止するロック状態に制御することを特徴とする請求項１に記載のシフト操作用スイッチ装置。