<第1実施形態>
(1)全体構成
図1は、本発明の第1実施形態にかかる車両の車室前部の構成を示す図である。本図に示すように、車室前部には、車幅方向に延びるインストルメントパネル2が設けられている。インストルメントパネル2の運転席側(図1では左側)にはメータユニット3が設けられ、このメータユニット3の後方にはステアリングハンドル4が設けられている。インストルメントパネル2の車幅方向中央部から車両後方に向かってセンターコンソール5が設けられ、このセンターコンソール5上にシフト装置1が設けられている。
第1実施形態において、車両は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関からなるエンジン(図示省略)と、エンジンの出力軸に接続され、当該出力軸の回転を減速しつつ車輪に伝達する自動変速機50(図9)とを備えている。自動変速機50は、遊星歯車機構(図示省略)を含み、当該歯車機構によって実現される複数の減速比の中から車速やエンジン負荷等に応じた適切な減速比を自動的に選択する有段式の変速機(AT)である。この自動変速機50の変速レンジには、駆動力伝達が切断されるニュートラルレンジ(Nレンジ)と、駆動力伝達が切断された上に出力軸がロックされるパーキングレンジ(Pレンジ)と、車両を前進させる方向に駆動力を伝達するドライブレンジ(Dレンジ:前進走行レンジ)と、車両を後退させる方向に駆動力を伝達するリバースレンジ(Rレンジ:後退走行レンジ)とが存在する。加えて、この自動変速機50の変速レンジには、マニュアルレンジ(Mレンジ)が存在する。マニュアルレンジは、車両を前進させる方向に駆動力を伝達する変速レンジであり、その意味ではドライブレンジと同じである。ただし、マニュアルレンジの場合は、ドライブレンジにはない特有の機能として、シフト装置1(特にそのシフトレバー10)を用いて前進時の変速段をドライバーの意志で切り替える操作が可能になる。例えば、自動変速機50の変速段が多段化が進んだ前進8段である場合には、1〜8速の間で変速段を1段ずつ順に増やすアップシフト変速や、変速段を1段ずつ順に減らすダウンシフト変速の操作が可能になる。シフト装置1は、このように複数存在する自動変速機50の変速レンジの中から所望のレンジを選択するために操作されるものである。
図2は、シフト装置1を拡大して示す平面図である。この図2および先の図1に示すように、シフト装置1は、メイン操作部7と、パーキングスイッチ8と、インジケータ9とを備えている。なお、図2において、矢印Fは車両の前方を示し、矢印Lは車両の左方を示している。このことは、図2以降の他の図面でも同様である。
パーキングスイッチ8は、自動変速機50の変速レンジをパーキングレンジに切り替えるときに操作されるプッシュ式のボタンスイッチである。また、パーキングスイッチ8の上面には、「P」という文字の文字盤が設けられ、パーキングレンジが選択されるとLED等の光源により上記「P」の文字が強調表示されるようになっている。すなわち、パーキングスイッチ8は、パーキングレンジに切り替えるためのスイッチとしての機能だけでなく、パーキングレンジが選択されていることを表示するインジケータとしての機能も兼ね備えている。
メイン操作部7は、自動変速機50の変速レンジをパーキングレンジ以外のレンジ(つまりドライブ、リバース、ニュートラル、マニュアルのいずれかのレンジ)に切り替えるときに操作されるものである。詳しくは後述するが、第1実施形態におけるメイン操作部7は、シフトレバー10を前後方向および左右方向に傾動させる等の操作が可能である。このメイン操作部7に対する操作パターンの違いにより、自動変速機50の変速レンジがドライブ、リバース、ニュートラル、マニュアルのいずれかのレンジに切り替わるようになっている。
インジケータ9は、現在選択されている変速レンジを表示するものである。図2に例示されるインジケータ9の場合、リバースレンジを表す「R」、ニュートラルレンジを表す「N」、ドライブレンジを表す「D」の文字盤が、前方から順に設けられている。また、「D」の文字盤の左方に、マニュアルレンジを表す「M」の文字盤が設けられている。「M」の文字盤の後方には、変速段を1段増やすアップシフト変速を表す「+」の文字盤が設けられ、「M」の文字盤の前方には、変速段を1段減らすダウンシフト変速を表す「−」の文字盤が設けられている。そして、メイン操作部7の操作に応じてドライブ、リバース、ニュートラル、マニュアルのいずれかのレンジが選択されたときには、その選択中のレンジに対応した文字(R,N,D,Mのいずれか)が強調表示されるようになっている。
さらに、上記のようなインジケータ9による変速レンジの表示に加えて、第1実施形態では、メータユニット3にも変速レンジが表示されるようになっている。すなわち、メータユニット3は、その所定箇所(例えばスピードメータとタコメータとの間)に液晶画面等からなる表示部を有しており、その表示部に、選択中の変速レンジに対応した文字(P,R,N,D,M)が表示されるようになっている。
次に、シフト装置1のメイン操作部7の具体的構造について、図2〜図8を用いて説明する。これらの図に示すように、メイン操作部7は、シフトレバー10と、シフトレバー10を前後方向および左右方向に傾動可能に支持する本体部20とを有している。
シフトレバー10は、請求項にいう「操作部材」に相当するものであり、ドライバーにより把持されるシフトノブ11と、シフトノブ11から下方に延びる棒状のレバー部12と、レバー部12の下端に設けられた球体部13と、球体部13から斜め下方に突出するディテント用脚部14およびガイド用脚部15と、球体部13から一旦下方に延びた後に屈曲して前方に延びるように設けられた揺動子91とを有している。
シフトノブ11にはプッシュボタン40が設けられている。プッシュボタン40は、請求項にいう「スイッチ部」に相当するものであり、押圧操作されることで所定の信号を発信する接点(図示省略)を内蔵したプッシュ式のボタンスイッチである。シフトレバー10を操作するドライバーは、シフトノブ11を把持しながら、その手の親指等を用いてプッシュボタン40を押圧操作することが可能である。
ディテント用脚部14は、球体部13の下面から斜め下方に延びる中空状の脚本体14bと、脚本体14bの先端からさらに下方に突出する付勢部14aとを有している。付勢部14aは、脚本体14bの内部に設けられた圧縮スプリング(図示省略)により下方に押圧されている。このような付勢部14aは、圧縮スプリングを押し戻す上向きの力を受けて上昇し、その力が減少すると下降するというように、脚本体14bに対し進退自在に支持されている。
ガイド用脚部15は、球体部13の下面から斜め下方に延びる棒状の部材である。第1実施形態では、ディテント用脚部14が左側に傾斜しているのに対し、ガイド用脚部15は右側に傾斜するように設けられている。
本体部20は、上面が開口した箱状の筐体21と、筐体21の上面の開口を覆うように取り付けられるカバー部22とを有している。
カバー部22には、シフトレバー10のレバー部12が挿通される円形の挿通穴22aが形成されている。この挿通穴22aの内径は、レバー部12の外径よりも所定量大きい値に設定されている。
筐体21の内部には、シフトレバー10の球体部13を包み込んで支持するレバー支持部23が、その左右の連結部24を介して架設されている(図5参照)。レバー支持部23は、上面および下面が開口した中空状の部材であり、球体部13の外周面に沿うように形成された部分球面状の内周面を有している。このようなレバー支持部23に支持された球体部13は、レバー支持部23の内部で自在に回転することが可能である。
筐体21は、その下壁部に、V字状に傾斜した第1傾斜面部21aおよび第2傾斜面部21bを有している。第1傾斜面部21aは、シフトレバー10のディテント用脚部14と対向し、ディテント用脚部14の軸心と略直交する面に沿って形成されている。第2傾斜面部21bは、シフトレバー10のガイド用脚部15と対向し、ガイド用脚部15の軸心と略直交する面に沿って形成されている。
第1傾斜面部21aの上面には、下方に凹んだ部分球面状の球状受け面25aを有する誘導部材25が設けられている。球状受け面25aには、シフトレバー10のディテント用脚部14の先端部、つまり付勢部14aが、圧縮スプリングによる押圧力を受けて常時押し付けられている。
付勢部14aは、球状受け面25aの中心部(凹球面の底部)に当接しているときに脚本体14bから最も進出し、付勢部14aの当接位置が球状受け面25aの中心部から離れるほど、圧縮スプリングの押圧力に反して後退する。後退した付勢部14aは、圧縮スプリングにより球状受け面25aに強く押し付けられ、その押し付け力が、付勢部14aを球状受け面25aの中心部に戻そうとする力に変換される。このため、シフトレバー10に対し乗員の手による操作力(シフトレバー10を傾動させる力)が加えられていない状態では、シフトレバー10は、付勢部14aが球状受け面25aの中心部に位置する状態に保持される。このように付勢部14aが球状受け面25aの中心部に位置しているとき、シフトレバー10は鉛直方向に起立した姿勢となるが、以下では、この状態におけるシフトレバー10の位置を「ホーム位置」と称する。
一方で、上記ホーム位置にあるシフトレバー10が操作力を受けて所定の方向に傾動変位すると、付勢部14aが球状受け面25aの中心部から離間し、それに伴い上述したとおり、付勢部14aを球状受け面25aの中心部に戻そうとする力が発生する。このため、上記シフトレバー10に対する操作力が解除されると、シフトレバー10はおのずと上記ホーム位置に復帰することになる。
以上のように、第1実施形態では、凹状の部分球面からなる球状受け面25aと、これに常時押し付けられる付勢部14aとにより、変位後のシフトレバー10をホーム位置に自動的に復帰させるディテント機構30が構成されている。言い換えると、このようなディテント機構30を備えた第1実施形態のシフト装置1は、いわゆるモメンタリ式のシフト装置の部類に属する。
図5、図6に示すように、第2傾斜面部21bの上面には、平面視十字状に形成されたガイド溝97を有したガイド部材96が設けられている。具体的に、ガイド溝97は、前後方向に延びる第1溝部97Aと、左右方向に延びて第1溝部97Aと交差する第2溝部97Bとを有している。
ガイド溝97には、シフトレバー10のガイド用脚部15の先端部が摺動可能に嵌合されている。シフトレバー10は、このようにガイド用脚部15が十字形状のガイド溝97に嵌合された状態で上述したレバー支持部23により支持されることで、ガイド溝97に沿って前後方向および左右方向に傾動変位することが可能とされている。
図7(a)は、シフトレバー10が上記ホーム位置にあるときの状態を示している。シフトレバー10がホーム位置にあるとき、つまり、付勢部14aが球状受け面25aの中心部にあってシフトレバー10が鉛直方向に起立しているとき、ガイド用脚部15の先端部は、ガイド溝97の中央部、つまり第1溝部97Aと第2溝部97Bとの交差部分に配置される。
この状態から、図7(b)のようにシフトレバー10が前方に傾動変位すると、ガイド用脚部15の先端部が第1溝部97Aに沿って後方に移動する。また、図7(c)のようにシフトレバー10が後方に傾動変位すると、ガイド用脚部15の先端部が第1溝部97Aに沿って前方に移動する。そして、ガイド用脚部15が第1溝部97Aの後端部97Abに当接した時点で、シフトレバー10はそれ以上前方に変位することができなくなり、ガイド用脚部15が第1溝部97Aの前端部97Aaに当接した時点で、シフトレバー10はそれ以上後方に変位することができなくなる。言い換えると、シフトレバー10は、ガイド用脚部15が第1溝部97Aの前端部97Aaに当接する位置から後端部97Abに当接する位置までの範囲に限り、前後方向に自由に傾動変位することができる。なお、本体部20のカバー部22に設けられた挿通穴22aの内径は、ガイド用脚部15が第1溝部97Aの前端部97Aaから後端部97Abまで移動するのに伴うレバー部12の前後方向移動を許容し得る大きさに設定されている。
図8(a)は、図7(a)と同じくシフトレバー10がホーム位置にある状態を示している。
この状態から、図8(b)のようにシフトレバー10が左方に傾動変位すると、ガイド用脚部15の先端部が第2溝部97Bに沿って右方に移動する。また、図8(c)のようにシフトレバー10が右方に傾動変位すると、ガイド用脚部15の先端部が第2溝部97Bに沿って左方に移動する。そして、ガイド用脚部15が第2溝部97Bの右端部97Bbに当接した時点で、シフトレバー10はそれ以上左方に変位することができなくなり、ガイド用脚部15が第2溝部97Bの左端部97Baに当接した時点で、シフトレバー10はそれ以上右方に変位することができなくなる。言い換えると、シフトレバー10は、ガイド用脚部15が第2溝部97Bの左端部97Baに当接する位置から右端部97Bbに当接する位置までの範囲に限り、左右方向に自由に傾動変位することができる。なお、本体部20のカバー部22に設けられた挿通穴22aの内径は、ガイド用脚部15が第2溝部97Bの左端部97Baから右端部97Bbまで移動するのに伴うレバー部12の左右方向移動を許容し得る大きさに設定されている。
図3〜図5に示すように、筐体21の一側面部には、シフトレバー10の前後方向の変位量を検出する前後変位量センサ29が設けられている。具体的に、前後変位量センサ29は、シフトレバー10の前後方向の変位量として、シフトレバー10の球体部13から左右に突出する回転軸28(図5参照)の回転角を検出する。回転軸28は、レバー支持部23と筐体21の左右側壁との間に設けられた連結部24の内部を軸方向に延びるように設けられており、その一端部が前後変位量センサ29まで延びている。シフトレバー10が前後方向に傾動変位すると、その変位量に比例した角度だけ回転軸28が回転するとともに、その回転角度が前後変位量センサ29によって電気的に検出される。
図4および図5に示すように、本体部20の内部には、シフトレバー10の左右方向の変位量を検出する左右変位量センサ92が設けられている。具体的に、左右変位量センサ92は、シフトレバー10の左右方向の変位量として、筐体21の前壁部21c(図4参照)の内面に枢着された揺動部材93の揺動量を検出する。揺動部材93は、上下方向に長尺な板状部材からなり、その下部が揺動軸94を介して筐体21の前壁部21cに枢着されることにより、揺動軸94を中心にして左右方向に揺動可能に支持されている。揺動部材93の上下方向の中間部には、上下方向に長尺な長穴93aが形成されており、この長穴93aにはシフトレバー10の揺動子91の端部が挿入されている。このように長穴93aに挿入された揺動子91は、シフトレバー10が左右方向に傾動するのに伴い揺動部材93を逆方向に押動し、これに伴い左右方向に揺動する揺動部材93の上端部の揺動量が、左右変位量センサ92によって検出されるようになっている。
(2)制御系統
図9は、第1実施形態のシフト装置1に関する制御系統を示すブロック図である。本図に示されるコントローラ60は、周知のCPU、RAM、ROM等を含むマイクロコンピュータからなるもので、請求項にいう「制御手段」に相当するものである。すなわち、コントローラ60は、シフト装置1の操作状態に応じて自動変速機50の変速動作を制御する等の機能を有している。なお、図9ではコントローラ60が一体のブロックとして表されているが、コントローラ60は、例えば車体側と自動変速機50側とにそれぞれ分割して設けられた複数のマイクロコンピュータから構成されるものであってもよい。
コントローラ60は、上述したパーキングスイッチ8、前後変位量センサ29、左右変位量センサ92、プッシュボタン40、自動変速機50(より詳しくはその変速アクチュエータ50a)、インジケータ9、およびメータユニット3と電気的に接続されている。なお、自動変速機50の変速アクチュエータ50aとは、例えば、自動変速機50に内蔵されるクラッチやブレーキ等の摩擦締結要素の締結・解放を切り替えるソレノイドバルブ等のことである。
また、車両には、ブレーキペダルが踏み込み操作されているか否かを検出するためのブレーキセンサ(ブレーキスイッチ)42が設けられており、このブレーキセンサ42もコントローラ60と電気的に接続されている。
コントローラ60は、パーキングスイッチ8に内蔵された接点からの信号に応じてパーキングスイッチ8が押圧操作されたか否かを判定する。また、前後変位量センサ29からの信号に応じてシフトレバー10が前後方向のいずれに傾動操作されたか否かを判定する。また、左右変位量センサ92からの信号に応じてシフトレバー10が左右方向のいずれに傾動操作されたか否かを判定する。さらに、プッシュボタン40に内蔵された接点からの信号に応じてプッシュボタン40が押圧操作されたか否かを判定する。
コントローラ60には、左右変位量センサ92により検出された揺動部材93の揺動量(つまりシフトレバー10の左右方向の変位量)が電気信号として入力される。前後変位量センサ29は、シフトレバー10の前後方向の変位量として、回転軸28(図5参照)の回転角を検出する。
そして、このようにして判定されるシフト装置1の操作状態に基づいて、自動変速機50の変速レンジの切り替え制御や、マニュアルレンジにおける変速段の切り替え制御や、インジケータ9およびメータユニット3の表示制御(現在の変速レンジを表示する制御)等を実行する。
また、コントローラ60は、いわゆるシフトロック機能を有する。すなわち、コントローラ60は、ブレーキセンサ42からの信号に基づいてブレーキペダルがオフ状態である(ブレーキペダルが踏み込まれていない)ことが確認された場合に、パーキングレンジから他のレンジへの切り替えを禁止する機能を有している。
なお、以下では、コントローラ60のうち、特に、変速レンジを切り替える機能を発揮する要素のことをレンジ切り替え部60aといい、マニュアルレンジで変速段を切り替える機能を発揮する要素のことを変速段切り替え部60bという。
(3)変速パターン
以上のようなコントローラ60の制御の下、第1実施形態では、シフト装置1のシフトパターンが、図10(a)〜(e)および図11のように設定されている。以下、各図の内容について詳しく説明する。
(パーキングレンジからのシフトパターン)
図10(a)は、現在の変速レンジがパーキングレンジである状態から変速操作を開始した場合のシフトパターンを示している。本図において、中央に表記された「P」は、シフトレバー10がホーム位置に保持されているデフォルト状態でパーキングレンジが選択されていることを示している。また、この「P」の前方に表記された「N」は、シフトレバー10がホーム位置から前方に傾動操作されるとニュートラルレンジに切り替わることを示している。同様に、「P」の後方に表記された「N」は、シフトレバー10がホーム位置から後方に傾動操作されるとニュートラルレンジに切り替わることを示している。
さらに、前方側の「N」の右側に白抜き矢印(button push)を挟んで表記された「R」は、シフトレバー10の前方への傾動操作の後さらにプッシュボタン40が押圧操作されるとリバースレンジに切り替わることを示している。同様に、後方側の「N」の右側に白抜き矢印(button push)を挟んで表記された「D」は、シフトレバー10の後方への傾動操作の後さらにプッシュボタン40が押圧操作されるとドライブレンジに切り替わることを示している。
本図において、中央の「P」の左方と右方とに表記された「空」は、パーキングレンジが選択されている状態でシフトレバー10がホーム位置から左方に傾動操作されても右方に傾動操作されても、それらの操作が無効とされることを示している。操作が無効である場合、現在の変速レンジ(ここではパーキングレンジ)が維持された上で、例えばメータユニット3内の所定の表示部に、操作が無効である旨を報知するメッセージが表記される。
以上をまとめると、現在の変速レンジがパーキングレンジであるときのシフトパターンは、図11において「現レンジ」=「P」の列にも示されるとおり、
・前方へのレバー操作 → ニュートラルレンジ
・前方へのレバー操作&ボタンプッシュ → リバースレンジ
・後方へのレバー操作 → ニュートラルレンジ
・後方へのレバー操作&ボタンプッシュ → ドライブレンジ
・左方へのレバー操作 → 無効
・右方へのレバー操作 → 無効
のようになる。
なお、このようなシフトパターンにおいて、ドライブレンジに切り替えるためにシフトレバー10を「後方」に傾動操作することは、特許請求の範囲にいう「第1方向」への変位操作に相当し、リバースレンジに切り替えるためにシフトレバー10を「前方」に傾動操作することは、特許請求の範囲にいう「第2方向」への変位操作に相当する。
(リバースレンジからのシフトパターン)
図10(b)は、現在の変速レンジがリバースレンジである状態から変速操作を開始した場合のシフトパターンを示している。本図によれば、現在の変速レンジがリバースレンジであるときにシフトレバー10がホーム位置から前方に傾動操作されたり、さらにその状態からプッシュボタン40が押圧操作されても、それらの操作は無効とされる。
逆に、リバースレンジが選択されている状態でシフトレバー10がホーム位置から後方に傾動操作された場合には、変速レンジがリバースレンジからニュートラルレンジに切り替えられる。さらに、シフトレバー10の後方への傾動操作に加えてプッシュボタン40の押圧操作が行われた場合には、変速レンジがドライブレンジに切り替えられる。
また、シフトレバー10がホーム位置から左方または右方に傾動操作された場合には、それらの操作は無効とされる。
以上をまとめると、現在の変速レンジがリバースレンジであるときのシフトパターンは、図11において「現レンジ」=「R」の列にも示されるとおり、
・前方へのレバー操作 → 無効
・前方へのレバー操作&ボタンプッシュ → 無効
・後方へのレバー操作 → ニュートラルレンジ
・後方へのレバー操作&ボタンプッシュ → ドライブレンジ
・左方へのレバー操作 → 無効
・右方へのレバー操作 → 無効
のようになる。
(ニュートラルレンジからのシフトパターン)
図10(c)は、現在の変速レンジがニュートラルレンジである状態から変速操作を開始した場合のシフトパターンを示している。本図によれば、現在の変速レンジがニュートラルレンジであるときにシフトレバー10がホーム位置から前方または後方に傾動操作されても、変速レンジはニュートラルレンジのまま変化しない。なお、操作自体が無効(空)とされているわけではないので、メータユニット3には特にメッセージは表示されない。一方、ニュートラルレンジからリバースまたはドライブレンジに切り替えるには、上述した図10(a)のパターン(パーキングレンジからのシフトパターン)と同様の操作が必要である。すなわち、リバースレンジに切り替えるには、シフトレバー10の前方への傾動操作の後さらにプッシュボタン40の押圧操作を行う必要があり、ドライブレンジに切り替えるには、シフトレバー10の後方への傾動操作の後さらにプッシュボタン40の押圧操作を行う必要がある。
また、シフトレバー10がホーム位置から左方または右方に傾動操作された場合には、それらの操作は無効とされる。
以上をまとめると、現在の変速レンジがニュートラルレンジであるときのシフトパターンは、図11において「現レンジ」=「N」の列にも示されるとおり、
・前方へのレバー操作 → ニュートラルレンジ(現状維持)
・前方へのレバー操作&ボタンプッシュ → リバースレンジ
・後方へのレバー操作 → ニュートラルレンジ(現状維持)
・後方へのレバー操作&ボタンプッシュ → ドライブレンジ
・左方へのレバー操作 → 無効
・右方へのレバー操作 → 無効
のようになる。
(ドライブレンジからのシフトパターン)
図10(d)は、現在の変速レンジがドライブレンジである状態から変速操作を開始した場合のシフトパターンを示している。本図によれば、現在の変速レンジがドライブレンジであるときにシフトレバー10がホーム位置から後方に傾動操作されたり、さらにその状態からプッシュボタン40が押圧操作されても、それらの操作は無効とされる。逆に、シフトレバー10が前方に傾動操作された場合には、変速レンジがドライブレンジからニュートラルレンジに切り替えられ、シフトレバー10の前方への傾動操作の後さらにプッシュボタン40の押圧操作が行われた場合には、変速レンジがリバースレンジに切り替えられる。
シフトレバー10がホーム位置から左方に傾動操作された場合には、変速レンジがドライブレンジからマニュアルレンジに切り替えられる。これに対し、シフトレバー10がホーム位置から右方に傾動操作された場合には、その操作は無効とされる。
以上をまとめると、現在の変速レンジがドライブレンジであるときのシフトパターンは、図11において「現レンジ」=「D」の列にも示されるとおり、
・前方へのレバー操作 → ニュートラルレンジ
・前方へのレバー操作&ボタンプッシュ → リバースレンジ
・後方へのレバー操作 → 無効
・後方へのレバー操作&ボタンプッシュ → 無効
・左方へのレバー操作 → マニュアルレンジ
・右方へのレバー操作 → 無効
のようになる。
(マニュアルレンジからのシフトパターン)
図10(e)は、現在の変速レンジがマニュアルレンジである状態から変速操作を開始した場合のシフトパターンを示している。本図に示すように、現在の変速レンジがマニュアルレンジであるときにシフトレバー10がホーム位置から後方に傾動操作された場合には、変速段を1つ上げるアップシフト変速が実行される。これに対し、シフトレバー10がホーム位置から前方に傾動操作された場合には、変速段を1つ下げるダウンシフト変速が実行される。なお、シフトレバー10の前方または後方への傾動操作の後さらにプッシュボタン40が押圧操作された場合、プッシュボタン40の押圧操作については無効とされる(レバー操作は無効でないので、アップシフトまたはダウンシフトは実行される)。
シフトレバー10がホーム位置から右方に傾動操作された場合には、変速レンジがマニュアルレンジからドライブレンジに切り替えられる。これに対し、シフトレバー10がホーム位置から左方に傾動操作された場合には、その操作は無効とされる。
以上をまとめると、現在の変速レンジがドライブレンジであるときのシフトパターンは、図11において「現レンジ」=「M」の列にも示されるとおり、
・前方へのレバー操作 → ダウンシフト
・前方へのレバー操作&ボタンプッシュ → ダウンシフト(ボタンプッシュ無効)
・後方へのレバー操作 → アップシフト
・後方へのレバー操作&ボタンプッシュ → アップシフト(ボタンプッシュ無効)
・左方へのレバー操作 → 無効
・右方へのレバー操作 → ドライブレンジ
のようになる。
なお、図示を省略しているが、現在の変速レンジがいずれであるかにかかわらず、シフトレバー10をホーム位置に保持したままプッシュボタン40を押圧操作した場合、その押圧操作は無効とされる。
また、現在の変速レンジがいずれであるかにかかわらず、シフトレバー10をホーム位置から左方または右方に傾動操作した後さらにプッシュボタン40を押圧操作した場合、プッシュボタン40の押圧操作については無効とされる。
また、パーキングレンジ以外の変速レンジからパーキングレンジに切り替えたい場合には、シフトレバー10を用いずに、パーキングスイッチ8を押圧操作する。すなわち、現在の変速レンジがリバース、ニュートラル、ドライブ、マニュアルのいずれかのレンジであるときにパーキングスイッチ8を押圧操作すると、それだけで変速レンジがパーキングレンジに切り替わる。
そして、以上のような図10(a)〜(e)に示すシフトパターンに従ったシフトレバー10の操作は、図2に示したパーキングスイッチ8の「P」という文字およびインジケータ9に表された「R」、「N」、「D」、「M」、「+」、「−」の文字盤の配列に全体として擬似的に一致するようになっている。
(走行レンジ切り替え時の判定ロジック)
ここで、上述した変速パターンのうち、マニュアルレンジ以外のレンジからドライブレンジまたはリバースレンジに切り替えるケース(図10(a)〜(d)参照)において、そのような走行レンジへの切り替えを許可するか否かの判定手順について具体的に説明する。なお、ここでいう走行レンジとは、駆動力が車輪に伝達される(車両の走行を許可する)変速レンジのことであり、第1実施形態ではドライブレンジおよびリバースレンジのいずれかのことである。逆に、非走行レンジとは、車輪への駆動力伝達が切断される変速レンジのことであり、第1実施形態ではパーキングレンジおよびニュートラルレンジのいずれかのことである。
上述したように、変速レンジを非走行レンジ(パーキングレンジまたはニュートラルレンジ)から走行レンジ(ドライブレンジまたはリバースレンジ)に切り替えるには、図10(a)または(c)に示したように、シフトレバー10を前方または後方に傾動操作した上でさらにプッシュボタン40を押圧操作することが必要である。このとき、コントローラ60のレンジ切り替え部60aは、ドライブまたはリバースレンジに切り替えてよいか否かの判定を、少なくとも、前後変位量センサ29から得られるシフトレバー10の前後の変位量(前方または後方への回転角度)と、プッシュボタン40からの信号(ボタン押圧時に発せられる信号)の有無とに基づいて行う。すなわち、レンジ切り替え部60aは、(i)シフトレバー10の後方への変位量がある値を超えていること、(ii)プッシュボタン40からの信号入力があること、の2つの要件がともに成立したときに、ドライブレンジへの切り替えを許可する。また、(iii)シフトレバー10の前方への変位量がある値を超えていること、(iv)プッシュボタン40からの信号入力があること、(v)ブレーキペダルが踏み込まれていることを表す信号がブレーキセンサ42から入力されていること、の3つの要件がともに成立したときには、リバースレンジへの切り替えを許可する。
図12は、シフトレバー10に関する上記要件(i)(iii)の成立をどのように判定するのかを説明するためのグラフである。本グラフにおいて、横軸はシフトレバー10の変位量を、縦軸は前後変位量センサ29の出力値をそれぞれ表している。なお、横軸については、ドライブレンジに切り替わる方向(D方向)にシフトレバー10が変位したときの変位量を中心(変位量=0)よりも右側に示し、リバースレンジに切り替わる方向(R方向)にシフトレバー10が変位したときの変位量を中心よりも左側に示している。上述したように、第1実施形態では、ドライブレンジに切り替えたいときはシフトレバー10を後方に傾動操作し、リバースレンジに切り替えたいときはシフトレバー10を前方に傾動操作させるので、グラフ中のD方向とは後方のことであり、R方向とは前方のことである。
また、図12では、シフトレバー10を前後方向の限界まで(つまり図7(b)(c)のようにガイド用脚部15が第1溝部97Aの前後端部97Aa,97Abに当接するまで)変位させた場合の変位量を「変位限界」として示している。変位限界は、後方(D方向)側でも前方(R方向)側でも同一とされている。
図12のグラフに特性線Xとして示すように、前後変位量センサ29の出力値は、シフトレバー10がホーム位置から前後方向に傾動変位するのに伴い比例的に変化する。具体的には、シフトレバー10がホーム位置にあるときのセンサ出力をγとすると、シフトレバー10が後方(D方向)に傾動操作されたときのセンサ出力は、後方への変位量に比例して増大し(γよりも大きくなり)、シフトレバー10が前方(R方向)に傾動操作されたときのセンサ出力は、前方への変位量に比例して減少する(γよりも小さくなる)。
図12のグラフにおいて、シフトレバー10の後方(D方向)への変位量T1と、前方(R方向)への変位量T2とは、それぞれ、上記要件(i)(iii)の成立を判定するための閾値である。以下では、T1を第1閾値、T2を第2閾値とする。
レンジ切り替え部60aは、変位量センサ29の出力値が所定値αよりも大きくなると、シフトレバー10の後方への変位量が第1閾値T1を超えたことを認識し、そのことをもって、変速レンジをドライブレンジに切り替えるための上記要件(i)が成立したと判定する。そして、この要件(i)の成立に加えて、プッシュボタン40が押圧操作されて上記要件(ii)が成立した場合に、変速レンジをドライブレンジに切り替える。すなわち、第1閾値T1は、特許請求の範囲にいう「第1レンジ切替閾値」に相当する。
また、レンジ切り替え部60aは、変位量センサ29の出力値が所定値βよりも小さくなると、シフトレバー10の前方への変位量が第2閾値T2を超えたことを認識し、そのことをもって、変速レンジをリバースレンジに切り替えるための上記要件(iii)が成立したと判定する。そして、この要件(iii)の成立に加えて、プッシュボタン40が押圧操作されて要件(iv)が成立し、かつブレーキペダルが踏み込まれて要件(v)が成立した場合に、変速レンジをリバースレンジに切り替える。すなわち、第2閾値T2は、特許請求の範囲にいう「第2レンジ切替閾値」に相当する。
以上説明したことは、走行レンジ間での切り替え、つまり、リバースレンジからドライブレンジへの切り替えもしくはその逆方向の切り替えを行うときでも同様である。例えば、変速レンジをリバースレンジからドライブレンジに切り替えるときにはシフトレバー10を後方に傾動操作し、変速レンジをドライブレンジからリバースレンジに切り替えるときにはシフトレバー10を前方に傾動操作するが(図10(b)(d)参照)、それぞれの場合に用いられるシフトレバー10の変位量の閾値としては、上述した第1閾値T1および第2閾値T2が用いられる。
すなわち、現在の変速レンジがリバースレンジである場合(図10(b))は、シフトレバー10の後方への変位量が第1閾値T1を超えた状態でプッシュボタン40が押圧操作されたときに、変速レンジがリバースレンジからドライブレンジに切り替えられる。また、現在の変速レンジがドライブレンジである場合(図10(d))は、シフトレバー10の前方への変位量が第2閾値T2を超えた状態でプッシュボタン40が押圧操作されたときに、変速レンジがドライブレンジからリバースレンジに切り替えられる。
(マニュアルレンジでの変速段切り替え時の判定ロジック)
次に、マニュアルレンジにおいて、変速段の切り替えを許可するか否かの判定手順について具体的に説明する。
[逐一変速]
逐一変速とは、1回のシフトレバー10の傾動操作につき変速が1段ずつ行われる手動変速モードのことをいう。
上述したように、マニュアルレンジでは、変速段を1つ上げるアップシフト変速または1つ下げるダウンシフト変速を実行するには、図10(e)に示したように、シフトレバー10をホーム位置から後方または前方に傾動操作することが必要である。このとき、コントローラ60の変速段切り替え部60bは、変速段をアップシフトまたはダウンシフトしてよいか否かの判定を、前後変位量センサ29から得られるシフトレバー10の前後の変位量(前方または後方への回転角度)に基づいて行う。すなわち、変速段切り替え部60bは、マニュアルレンジにおいて、(v)シフトレバー10の後方への変位量がある値を超えていること、という要件が成立したときに、変速段のアップシフトを許可する。また、(vi)シフトレバー10の前方への変位量がある値を超えていること、という要件が成立したときに、変速段のダウンシフトを許可する。
ここで、図10(a)〜(e)に示すように、変速レンジをドライブレンジに切り替える際のシフトレバー10の傾動操作の方向と、マニュアルレンジで変速段をアップシフトする際のシフトレバー10の傾動操作の方向とは、共に後方で一致している。また、変速レンジをリバースレンジに切り替える際のシフトレバー10の傾動操作の方向と、マニュアルレンジで変速段をダウンシフトする際のシフトレバー10の傾動操作の方向とは、共に前方で一致している。
図12のグラフにおいて、シフトレバー10の後方(D方向)への変位量T3と、前方(R方向)への変位量T4とは、それぞれ、上記要件(v)(vi)の成立を判定するための閾値である。以下では、T3を第3閾値、T4を第4閾値とする。
変速段切り替え部60bは、変位量センサ29の出力値が所定値δよりも大きくなると、シフトレバー10の後方への変位量が第3閾値T3を超えたことを認識し、そのことをもって、マニュアルレンジで変速段をアップシフトするための上記要件(v)が成立したと判定し、変速段を1段アップシフトする(逐一アップシフト変速)。すなわち、第3閾値T3は、特許請求の範囲にいう「第1変速段切替閾値」に相当する。
また、変速段切り替え部60bは、変位量センサ29の出力値が所定値εよりも小さくなると、シフトレバー10の前方への変位量が第4閾値T4を超えたことを認識し、そのことをもって、マニュアルレンジで変速段をダウンシフトするための上記要件(vi)が成立したと判定し、変速段を1段ダウンシフトする(逐一ダウンシフト変速)。すなわち、第4閾値T4は、特許請求の範囲にいう「第2変速段切替閾値」に相当する。
ここで、図12から明らかなように、アップシフトへの変速段切り替え判定のための第3閾値T3は、ドライブレンジへのレンジ切り替え判定のための第1閾値T1よりも小さい値に設定されている(T3<T1)。同様に、ダウンシフトへの変速段切り替え判定のための第4閾値T4は、リバースレンジへのレンジ切り替え判定のための第2閾値T2よりも小さい値に設定されている(T4<T2)。
さらに、図12から明らかなように、アップシフトへの変速段切り替え判定のための第3閾値T3およびダウンシフトへの変速段切り替え判定のための第4閾値T4は、ドライブレンジへのレンジ切り替え判定のための第1閾値T1およびリバースレンジへのレンジ切り替え判定のための第2閾値T2のいずれよりも小さい同一の値に設定されている(T3=T4<T1,T2)。
[連続変速]
上述したように、本実施形態においては、自動変速機50は、燃費性能の向上のために、変速段を細かく選択できるように、前進8段というように多段化が進んでいる。マニュアルレンジは、ドライバーが好みに応じた変速段を選択できる自由度の高いことが特徴であるから、自動変速機50が多段化すると、1回のシフトレバー10の傾動操作につき変速が1段ずつ行われる逐一変速が煩わしく感じられることがある。
そこで、変速段切り替え部60bは、変位量センサ29の出力値が所定値δよりも大きくなると、シフトレバー10の後方への変位量が第3閾値T3を超えたことを認識し、そのことをもって、変速段を1段アップシフトし、かつ、その後、変位量センサ29の出力値が所定値αよりも大きい状態が所定の基準時間(図13に示すTaまたはTb)よりも長く継続された場合に、上記基準時間が経過する毎に、変速段を1段ずつアップシフトする(連続アップシフト変速)。すなわち、第1閾値T1は、「第1レンジ切替閾値」であると同時に、特許請求の範囲にいう「第1連続変速段切替閾値」にも相当する。
また、変速段切り替え部60bは、変位量センサ29の出力値が所定値εよりも小さくなると、シフトレバー10の前方への変位量が第4閾値T4を超えたことを認識し、そのことをもって、変速段を1段ダウンシフトし、かつ、その後、変位量センサ29の出力値が所定値βよりも小さい状態が所定の基準時間(図13に示すTaまたはTb)よりも長く継続された場合に、上記基準時間が経過する毎に、変速段を1段ずつダウンシフトする(連続ダウンシフト変速)。すなわち、第2閾値T2は、「第2レンジ切替閾値」であると同時に、特許請求の範囲にいう「第2連続変速段切替閾値」にも相当する。
図13は、上記マニュアルレンジにおける連続アップシフト変速または連続ダウンシフト変速を示すタイムチャートである。時刻Tstartで、変位量センサ29の出力値が所定値δよりも大きくなるまたは所定値εよりも小さくなると、変速段が現変速段から1段アップシフトまたはダウンシフトする。そして、その後、変位量センサ29の出力値が所定値αよりも大きいまたは所定値βよりも小さい状態のままで、基準時間TaまたはTbが経過すると、さらに変速段が1段アップシフトまたはダウンシフトする、という動作が繰り返される。
ここで、基準時間Taは、エンジン回転数が比較的低いとき(例えば1000rpm)に用いられ、比較的長い値(例えば1秒以上)に設定されている。一方、基準時間Tbは、エンジン回転数が比較的高いとき(例えば4000rpm)に用いられ、比較的短い値(例えば1秒未満)に設定されている。
(4)作用等
以上説明したように、第1実施形態にかかる車両用シフト装置1は、シフトレバー10と、シフトレバー10に設けられたプッシュボタン40と、シフトレバー10をホーム位置から後方および前方の2方向に変位可能に支持するとともに変位後のシフトレバー10をホーム位置に自動的に復帰させる本体部20と、シフトレバー10およびプッシュボタン40の操作に基づいて変速レンジおよび変速段を制御するコントローラ60とを備えている。
コントローラ60は、レンジ切り替え部60aと、変速段切り替え部60bとを備えている。
レンジ切り替え部60aは次のことを行う。
・パーキングレンジまたはニュートラルレンジにおいて、シフトレバー10がホーム位置から後方に変位操作され、その変位操作されたシフトレバー10の変位量が第1閾値T1を超えた状態でさらにプッシュボタン40が操作されたときに変速レンジをドライブレンジに切り替える。
・パーキングレンジまたはニュートラルレンジにおいて、シフトレバー10がホーム位置から前方に変位操作され、その変位操作されたシフトレバー10の変位量が第2閾値T2を超えた状態でさらにプッシュボタン40が操作されたときに変速レンジをリバースレンジに切り替える。
・ドライブレンジにおいて、シフトレバー10がホーム位置から左方に変位操作されたときに変速レンジをマニュアルレンジに切り替える。
変速段切り替え部60bは次のことを行う。
・マニュアルレンジが選択されている状態でシフトレバー10がホーム位置から後方に変位操作され、その変位操作されたシフトレバー10の変位量が第3閾値T3を超えた場合に、変速段を1段アップシフトさせ(逐一アップシフト変速)、その後にシフトレバー10の変位量が第1閾値T1を超えた状態が基準時間TaまたはTbよりも長く継続された場合に、上記基準時間TaまたはTbが経過する毎に変速段を1段アップシフトさせる(連続アップシフト変速)。
・マニュアルレンジが選択されている状態でシフトレバー10がホーム位置から前方に変位操作され、その変位操作されたシフトレバー10の変位量が第4閾値T4を超えた場合に、変速段を1段ダウンシフトさせ(逐一ダウンシフト変速)、その後にシフトレバー10の変位量が第2閾値T2を超えた状態が基準時間TaまたはTbよりも長く継続された場合に、上記基準時間TaまたはTbが経過する毎に変速段を1段ダウンシフトさせる(連続ダウンシフト変速)。
そして、第3閾値T3は第1閾値T1よりも小さい値に設定されている(T3<T1)。第4閾値T4は第2閾値T2よりも小さい値に設定されている(T4<T2)。
この構成によれば、シフトレバー10がホーム位置から後方または前方に変位しても、それだけではドライブレンジまたはリバースレンジに切り替わらず、その状態からさらにプッシュボタン40が押圧された段階ではじめてドライブレンジまたはリバースレンジに切り替わるので、シフトレバー10に誤って手が触れるなどの誤操作があったとしても、ドライブレンジまたはリバースレンジが選択されないため、ドライバーの意に反して車両が発進するような事態が回避され、車両の安全性を十分に確保することができる。
また、変速レンジをドライブレンジまたはリバースレンジに切り替えたいときは、まずシフトレバー10を後方または前方に変位操作し、その後、プッシュボタン40を操作すればよいので、操作の初期段階にかかる負担が少なく済み、ドライブレンジまたはリバースレンジへの切り替え操作を素早くかつ簡便に行うことができる。例えば、シフトレバー10よりもプッシュボタン40を先に操作させるシフトパターンを採用した場合は、プッシュボタン40の操作を維持しながらシフトレバー10を操作する必要があるが、本実施形態ではそうする必要がないので、シフトレバー10をしっかり握ることなく、比較的軽快な操作でシフトレバー10を動かすことができる。そして、このようにシフトレバー10を軽快に操作した後、最後にプッシュボタン40を操作すればドライブレンジまたはリバースレンジに切り替えることができるので、安全性を確保しながら優れた操作性を実現することができる。
一方、走行レンジへの切り替えのためにシフトレバー10を変位操作する方向と、マニュアルレンジで変速段をアップシフトまたはダウンシフトさせるためにシフトレバー10を変位操作する方向とが同じ後方または前方で一致する場合に、走行レンジへの切り替え時は、シフトレバー10の変位量が第1閾値T1または第2閾値T2を超えることが要件の1つとされ、マニュアルレンジでの変速時は、シフトレバー10の変位量が第3閾値T3または第4閾値T4を超えることが要件とされている。そして、第3閾値T3は第1閾値T1よりも小さい値に設定され(T3<T1)、第4閾値T4は第2閾値T2よりも小さい値に設定されている(T4<T2)。
そのため、マニュアルレンジでは、シフトレバー10を比較的短い距離傾動させるだけでアップシフト変速およびダウンシフト変速が行われる。そのため、素早い変速が享受でき、キビキビとした軽快でスポーティな走りが楽しめる。
さらに、マニュアルレンジにおけるアップシフトまたはダウンシフトは、シフトレバー10の変位量が相対的に小さい第3閾値T3または第4閾値T4を超えた場合に、1段ずつ実行される(逐一変速)他、その後にシフトレバー10の変位量が相対的に大きい第1閾値T1または第2閾値T2を超えた状態が基準時間TaまたはTbよりも長く継続された場合に、上記基準時間TaまたはTbが経過する毎に1段ずつ実行される(連続変速)ので、いちいちシフトレバー10をホーム位置に戻して変位操作し直さなくても、1回シフトレバー10を第1閾値T1または第2閾値T2を超えて変位操作し、その状態でシフトレバー10を保持しておけば、アップシフトまたはダウンシフトが連続して行われる。そのため、たとえ自動変速機50の多段化が進んでも、変速段の選択操作が簡単で済み、利便性および操作性に優れたシフト装置1が実現する。
以上により、本実施形態によれば、安全性を確保しながら、素早くかつ簡便に走行レンジを選択することができ、さらには、マニュアルレンジでのアップシフトおよびダウンシフトを素早く行うことが可能で、かつ自動変速機50の多段化にも対応し得る車両用シフト装置1が提供される。
本実施形態においては、第1閾値T1は第1レンジ切替閾値と第1連続変速段切替閾値とに兼用され、第2閾値T2は第2レンジ切替閾値と第2連続変速段切替閾値とに兼用されている。
この構成によれば、第1連続変速段切替閾値として第1閾値T1および第3閾値T3とは異なる別の値の閾値を設定したとき、および第2連続変速段切替閾値として第2閾値T2および第4閾値T4とは異なる別の値の閾値を設定したときに比べて、閾値の値の数を減らすことができる。そのため、制御の簡略化が図られる。
本実施形態においては、自動変速機50は、エンジンの出力軸に接続されており、エンジン回転数が低いほど基準時間は長い値に設定される(図13においてTa>Tb)。
エンジン回転数が低い状態は、ドライバーが一定速度で巡航しているようなときである。したがって、この構成によれば、そのような無理のない運転状態において、アップシフトまたはダウンシフトが比較的ゆっくりとしたペースで連続して行われるので、ドライバーの感覚に合う制御が実現する。
本実施形態においては、第3閾値T3および第4閾値T4は、第1閾値T1および第2閾値T2のいずれよりも小さい同一の値に設定されている(T3=T4<T1,T2)。
この構成によれば、第3閾値T3および第4閾値T4が第1閾値T1および第2閾値T2のいずれよりも小さく、かつ相互に同じ値であるから、マニュアルレンジにおいて、シフトレバー10をホーム位置から後方または前方に同じ変位量で変位操作したときに、アップシフト変速またはダウンシフト変速が起きる。そのため、マニュアルレンジにおけるアップシフト変速およびダウンシフト変速が同じタイミングで起きるので、ドライバーに変速操作の違和感を与えることが避けられる。
本実施形態においては、コントローラ60(レンジ切り替え部60a)は、ドライブレンジにおいて、シフトレバー10がホーム位置から左方に変位操作されたときに変速レンジをマニュアルレンジに切り替える。
この構成によれば、変速レンジを走行レンジに切り替えるときと同様、シフトレバー10の変位操作によって変速レンジをマニュアルレンジに切り替えることができる。そのため、ドライバーは同じシフトレバー10を用いた操作によって余計な負担なく容易にマニュアルレンジを選択することができる。
<第2実施形態>
以上説明した第1実施形態では、請求項にいう「操作部材」として前後左右4方向に傾動操作されるシフトレバー10を採用したが、操作部材は少なくとも特定の2方向に変位可能であればよく、その具体的構成は適宜変更可能である。その一例を第2実施形態として説明する。
第2実施形態の車両用シフト装置200は、図14〜図16に示すように、スライド操作部材210と、スライド操作部材210を前後方向にスライド自在に支持する本体部220とを有している。
スライド操作部材210は、請求項にいう「操作部材」に相当するものであり、特に図16に示すように、パソコンで用いられるマウスに似た形状の把持部211と、上端部が支軸219を介して把持部211に枢支された角柱状のレバー部212と、レバー部212の下端に設けられた球体部213と、球体部213から下方に延びるディテント用脚部214とを有している。
把持部211の前部上面には、プッシュ式のボタンスイッチからなるプッシュボタン240が設けられている。また、把持部211の前部左側面には、プッシュ式のボタンスイッチからなるマニュアルレンジスイッチ(Mレンジスイッチ)250が設けられている(図15参照)。
ディテント用脚部214は、脚本体214bと、図略の圧縮スプリングにより押圧された状態で脚本体214の先端から突設された付勢部214aとを有している。
本体部220は、箱状の筐体221と、筐体221の上面の開口を覆うように取り付けられたカバー部222とを有している。カバー部222には、スライド操作部材210のレバー部212が摺動可能に挿入されるスリット222aが形成されている。
筐体221の内部には、スライド操作部210の球体部213を包み込んで支持する支持部223が、前後の連結部224を介して架設されている。また、筐体221の下壁221aの上面には、凹球面状の球状受け面225aを有した誘導部材225が設けられている。そして、この誘導部材225の球状受け面225aに上記ディテント用脚部214の付勢部214aが押し付けられることにより、スライド操作部材210を所定のホーム位置(図16の状態)に自動的に復帰させるためのディテント機構230が構成されている。
以上のような本体部220に支持されたスライド操作部材210は、ドライバーから把持部211に加えられる操作力を受けて変位する。ただし、その変位方向は、カバー部222に設けられたスリット222aの延設方向、つまり前後方向のみに規制される。
ドライバーからの操作力に応じて把持部211がカバー部222の上面を前後方向にスライド移動すると、レバー部212が支軸219を中心に前後方向に傾くように傾動し、スリット222aの内部を前後方向に摺動する。つまり、スライド操作部材210は、レバー部212がスリット222aの前縁に当接する位置からスリット222aの後縁に当接する位置までの範囲に限り、前後方向に変位することができる。
上記のようなスライド操作部材210の変位操作後、把持部211に対する操作力が解除された場合、スライド操作部材210は、ホーム位置、つまり、レバー部212がスリット222aの中央に配置されかつ付勢部214aが球状受け面225aの中心部に配置される図16の状態に自動的に復帰させられる。
把持部211の裏面には、把持部211の前後方向の移動量を検出する変位量センサ229(図15参照)が設けられている。この変位量センサ229は、パソコン用の光学式マウスに用いられているのと同じもので、カバー部222の上面に光を照射するLED等の光源とその光源の照射面のイメージを読み取る撮像素子とを備えた光センサである。
以上のような第2実施形態のシフト装置200は、図17に示すように、先の第1実施形態のコントローラ60と同様のコントローラ60を有している。すなわち、コントローラ60は、レンジ切り替え部60aと、変速段切り替え部60bとを備えている。
レンジ切り替え部60aは、変位量センサ229による検出信号と、プッシュボタン240に内蔵された接点からの信号とを受け付け、それらの信号に基づいて自動変速機の変速レンジ(マニュアルレンジを除く)を制御する。この場合のシフトパターンとしては、先の第1実施形態と同様のパターン(ただし図10(a)〜(d)において中央の「P」「R」「N」「D」の左方と右方とに表記された「空」または「M」がないパターン)が採用される。
レンジ切り替え部60aは、Mレンジスイッチ250に内蔵された接点からの信号を受け付け、ドライブレンジが選択されているときにMレンジスイッチ250から信号が入力されると変速レンジをマニュアルレンジに切り替え、マニュアルレンジが選択されているときにMレンジスイッチ250から信号が入力されると変速レンジをドライブレンジに切り替える。
変速段切り替え部60bは、マニュアルレンジが選択されているときに変位量センサ229による検出信号を受け付け、その信号に基づいて自動変速機の変速段を制御する。
上記のようなドライブレンジまたはリバースレンジへの切り替え時にプッシュボタン240の押圧操作が受け付けられるには、スライド操作部材210の把持部211の前後方向の変位量が所定の閾値を超える必要がある。また、上記のようなマニュアルレンジにおける変速段の切り替え時にも、スライド操作部材210の把持部211の前後方向の変位量が所定の閾値を超える必要がある。
第2実施形態においても、この場合の閾値の設定の仕方は、先の第1実施形態と同様である。すなわち、スライド操作部材210の把持部211の変位量に関し、ドライブレンジへの切り替え時に用いられる変位量の閾値を第1閾値T1、リバースレンジへの切り替え時に用いられる変位量の閾値を第2閾値T2、アップシフト変速時に用いられる変位量の閾値を第3閾値T3、ダウンシフト変速時に用いられる変位量の閾値を第4閾値T4とすると、図12に示したように、第3閾値T3は第1閾値T1よりも小さい値に設定され(T3<T1)、第4閾値T4は第2閾値T2よりも小さい値に設定される(T4<T2)。
以上のような第2実施形態によれば、第1実施形態のときと同様、走行レンジへのレンジの切り替えは、安全性を確保しながら、素早くかつ簡便に走行レンジを選択することができ、一方、マニュアルレンジでの変速段の切り替えは、アップシフト変速およびダウンシフト変速が素早く行われて、軽快でスポーティな走りが実現する、車両用シフト装置200が提供される。
<その他の変形例>
上述した第1、第2実施形態では、請求項にいう「操作部材」として、前後左右4方向に傾動操作されるシフトレバー10、または前後2方向に傾動操作されるスライド操作部材210を採用したが、例えば、前後方向と左右いずれか一方との合計3方向に傾動可能な操作部材を採用してもよい。この場合は、ドライブレンジが選択されている状態で左右いずれか一方に操作部材が傾動操作されるとマニュアルレンジに切り替わり、その状態で再び上記一方の方向に操作部材が傾動操作されるとドライブレンジに切り替わるというようなシフトパターンを採用することができる。
ただし、操作部材は少なくとも特定の方向に変位可能であればよいので、変位する方向をいくつにするか、あるいは変位する方向をどの方向(前後、左右、斜め)に向けるかは、適宜変更することが可能である。
また、上記各実施形態では、請求項にいう「スイッチ部」としてプッシュ式のボタンスイッチ(プッシュボタン40または240)を採用したが、スイッチ部の具体例はこれに限られず、例えばトグルスイッチを採用してもよい。さらには、シフトノブ11あるいは把持部211に感圧センサを設けておき、所定圧力以上の入力にてスイッチ部操作があったと判定するようにしてもよい。
図12に符号T2’で示すように、リバースレンジ切り替え用の第2閾値の値をドライブレンジ切り替え用の第1閾値T1の値よりも大きくしてもよい(T2’>T1)。これにより、車両を後退させるリバースレンジへの切り替え時に、操作部材をより大きく操作することがドライバーに求められる。そのため、車両を後退させようとするドライバーに対しより慎重な操作を促すことができるので、安全性をより高めることができる。この場合、T3,T4<T1<T2’に設定される。
マニュアルレンジにおける連続変速時に、変速段を1段ずつではなく複数段ずつアップシフトまたはダウンシフトしてもよい。
第1実施形態において、第2実施形態で採用したようなMレンジスイッチ250を設けて、ドライブレンジが選択されているときにMレンジスイッチ250から信号が入力されると変速レンジをマニュアルレンジに切り替えるようにしてもよい。
マニュアルレンジにおける第1、第2連続変速段切替閾値として、第1、第2レンジ切替閾値T1,T2を兼用したが、第1、第2レンジ切替閾値T1,T2および第1、第2変速段切替閾値T3,T4とは異なる別の値の閾値を新たに設定してもよい。
図13において、エンジン回転数が高いほどダウンシフトの場合の基準時間は長い値に設定されてもよい。つまり、基準時間Ta(>Tb)をエンジン回転数が比較的高いときに用い、基準時間Tb(<Ta)をエンジン回転数が比較的低いときに用いるのである。エンジン回転数が高い状態で短時間のうちにダウンシフトが連続して行われるとエンジン回転数が過度に上昇して過回転域(レッドゾーン)に突入する可能性がある。したがって、この構成によれば、エンジン回転数が高い運転状態において、ダウンシフトが比較的ゆっくりとしたペースで連続して行われるので、オーバーレブの抑制が図られる。
変位操作された操作部材に関する物理量として、操作距離つまり変位量に代えて、または操作距離とともに、操作力を採用することもできる。これにより、操作部材を変位操作するときの操作部材の移動距離(ストローク)や操作力が上記閾値を超えたか否かにより、走行レンジへの切り替えや、マニュアルレンジでの変速段の1段ずつの切り替え(逐一変速)あるいは連続切り替え(連続変速)が実行される。そのため、マニュアルレンジでは、シフトレバー10を比較的小さな操作力で傾動させるだけでアップシフト変速およびダウンシフト変速が行われる。そのため、素早い変速が享受でき、キビキビとした軽快でスポーティな走りが楽しめる。操作部材の操作力を検出する手段としては、例えば、図6に示すガイド溝97の第1溝部97Aの前端部97Aaおよび後端部97Abに圧力センサを設け、この圧力センサでガイド用脚部15が第1溝部97Aの前端部97Aaおよび後端部97Abを押圧する力を検出すること等が提案される。
図6に示すガイド溝を前後方向に延びる溝部のみとすることにより、第1実施形態のレバー式で操作部材を前後2方向にのみ変位可能とすることもできる。その場合、第2実施形態で採用したようなMレンジスイッチ250を設けて、Mレンジスイッチ250により変速レンジをマニュアルレンジに切り替えることが好ましい。
また、上記各実施形態のシフト装置は、エンジン(内燃機関)と車輪との間に介設された有段式の自動変速機50の変速レンジを切り替え操作するものであったが、本発明が適用可能な変速機は、有段式の自動変速機に限られず、例えば無段変速機(CVT)であってもよい。
また、上記実施形態では、マニュアルレンジが選択されている状態でシフトレバー10(スライド操作部材210)が後方に変位操作されると変速段を上げるアップシフトが実行され、シフトレバー10(スライド操作部材210)が前方に変位操作されると変速段を下げるダウンシフトが実行されるようになっていたが、これとは逆の関係であってもよい。すなわち、シフトレバー10等の後方変位に伴ってダウンシフトが実行され、シフトレバー10等の前方変位に伴ってアップシフトが実行されるものであってもよい。
また、上記実施形態では、マニュアルレンジが選択されている状態でシフトレバー10(スライド操作部材210)が前方または後方に変位操作されたときのアップ/ダウンシフトの段数が1段ずつであったが、アップ/ダウンシフトの際に増減させる段数はこれに限られない。特に、近年は燃費改善等のために自動変速機の多段化が進んでおり、将来的にもこの傾向は続くものと考えられる。自動変速機がより多段化された場合(例えば10速やそれ以上に多段化された場合)、1段だけアップ/ダウンシフトしてもそのことがドライバーによってほとんど認識されず、操作感に乏しいものとなってしまう。そこで、このような場合には、ドライバーの操作に起因するアップ/ダウンシフトの段数を最低でも2段にすることが考えられる。例えば、マニュアルレンジでシフトレバー10を前方または後方に傾動させる操作が行われた場合に2段以上の逐一アップ/ダウンシフト変速または2段以上の連続アップ/ダウンシフト変速を実行することが考えられる。
また、上記実施形態は、いわゆる左ハンドル車についてのものであったが(図1参照)、右ハンドル車に本発明を適用することももちろん可能である。その場合、例えば、図10(a)〜(e)に示したシフトパターン等は、車両前後方向について左右逆に配置することが好ましい。