<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、エンジンの駆動力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(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(後退走行レンジ)とが存在する。シフト装置1は、このように複数存在する自動変速機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、パーキングレンジを表す「P」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「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と、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とを兼ね備えている。
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、前後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。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)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7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。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、前後方向に延びるガイド溝27を有したガイド部材26が設けられている。ガイド溝27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がガイド溝27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27に沿って前後方向にのみ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27の前後方向の中央に配置される。
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の先端部がガイド溝27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の先端部がガイド溝27に沿って前方に移動する。そして、ガイド用脚部15がガイド溝27の後端部27b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がガイド溝27の前端部27a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がガイド溝27の前端部27aに当接する位置から後端部27b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がガイド溝27の前端部27aから後端部27b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変位量センサ29(請求項にいう「変位量検出部」に相当)が設けられている。具体的に、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の内部を左右方向に延びるように設けられており、その一端部が変位量センサ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、その回転角度が変位量センサ29によって電気的に検出される。
(2)制御系統
図8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、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8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、変位量センサ29、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、判定部60a、レンジ切替部60b、およびタイマー部60cを機能的に有している。
判定部60aは、パーキングスイッチ8、シフトレバー10、およびプッシュボタン40のそれぞれの操作状態を判定するものである。例えば、判定部60a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、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を判定するとともに、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。
レンジ切替部60bは、判定部60aにより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、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)等を実行するものである。
また、レンジ切替部60bは、いわゆるシフトロック機能をも発揮する。すなわち、レンジ切替部60b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。
タイマー部60cは、請求項にいう「時間計測部」に相当するもので、CPUのクロック周波数に基づいて時間を計測する等の機能を有している。
(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9(a)〜(d)および図10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9(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。
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10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
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、請求項にいう「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、請求項にいう「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9(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。本図において、中央の「R」の前方に表記された「空」と、さらにその右側に表記された「空」は、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がホーム位置から前方に傾動操作され、あるいは、その状態からさらにプッシュボタン40が押圧操作されても、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(ここではリバースレンジ)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。
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。
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10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
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9(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9(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。
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10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
のようになる。
(ドライブレンジからのシフトパターン)
図9(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。
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10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
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、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。
(走行レンジ切り替え時の判定ロジック)
ここで、走行レンジへの切り替えを許可するか否かの判定ロジック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9(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、シフトレバー10の傾動操作の継続時間と、プッシュボタン40の接点からの信号(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。
具体的に、当実施形態において、コントローラ60は、(i)シフトレバー10が後方に傾動操作されたことが変位量センサ29により検出されかつその状態がある時間以上継続されたこと、(ii)プッシュボタン40の接点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が前方に傾動操作されたことが変位量センサ29により検出されかつその状態がある時間以上継続されたこと、(iv)プッシュボタン40の接点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11は、ドライブレンジへの切り替え時の制御動作を示すフローチャートであり、図12は、リバースレンジへの切り替え時の制御動作を示すフローチャートである。なお、これらのフローチャートに示す処理がスタートする前提として、現在の変速レンジは非走行レンジ(パーキングレンジまたはニュートラルレンジ)であるものとする。以下、図11および図12における処理を順に説明する。
図11(ドライブレンジ切り替え用のフローチャート)に示す処理がスタートすると、コントローラ60の判定部60aは、変位量センサ29から入力される信号(回転軸28の回転角を表す信号)に基づいて、シフトレバー10の後方への変位量が予め定められた閾値X1を超えているか否かを判定する(ステップS1)。閾値X1は、シフトレバー10が後方への変位限界(つまり図7(c)のようにガイド用脚部15がガイド溝27の前端部27aに当接する位置)まで到達した時点での変位量よりも僅かに小さい値に設定されている。このため、上記ステップS1での判定は、少なくともシフトレバー10が後方への変位限界まで操作されたときにYESとなる。
上記ステップS1でYESと判定されてシフトレバー10の後方への変位量が閾値X1を超えていることが確認された場合、コントローラ60のタイマー部60cは、フラグF1が「0」であるか否かを判定する(ステップS2)。フラグF1は、後述するステップS3によるタイマーのカウント中に「1」とされるもので、初期値は「0」である。したがって、ステップS2での最初の判定はYESとなる。
上記ステップS2でYESと判定されてF1=0であることが確認された場合、コントローラ60のタイマー部60cは、タイマーのカウントを開始するとともに(ステップS3)、上記フラグF1に「1」を入力する(ステップS4)。なお、ステップS3でカウントされる時間は、シフトレバー10の後方への変位量が閾値X1を超えている時間であり、シフトレバー10の後方への傾動操作が継続されている時間(操作継続時間)を意味する。
一方、上記タイマーのカウントが既に開始されていてF1=1となっている場合には、上記ステップS2での判定はNOとなる。すると、上記ステップS3,S4の処理が飛ばされて、次のステップS5に移行する。
上記ステップS4でF1=1とされた後、もしくは上記ステップS2での判定がNOとなった場合(既にF1=1である場合)、コントローラ60の判定部60aは、上記タイマー部60cによりカウントされた時間が、予め定められた第1基準時間T1以上になったか否かを判定する(ステップS5)。
第1基準時間T1は0を超える所定の値(例えば0.1〜0.5秒)に設定される。このため、上記ステップS5での少なくとも最初の判定はNOとなる。判定がNOの場合、以後の処理が飛ばされてリターンされる。
一方、上記ステップS5でYESと判定されて上記カウント時間が第1基準時間T1以上になったことが確認された場合(つまりシフトレバー10の後方への傾動操作が第1基準時間T1以上継続されたことが確認された場合)、コントローラ60の判定部60aは、プッシュボタン40の接点から入力される信号の有無に基づいて、プッシュボタン40が押圧操作されたか否かを判定する(ステップS6)。
上記ステップS6でNOと判定されてプッシュボタン40が押圧操作されていないことが確認された場合は、以後の処理が飛ばされてリターンされる。
一方、上記ステップS6でYESと判定されてプッシュボタン40が押圧操作されたことが確認された場合、コントローラ60のレンジ切替部60bは、自動変速機50の変速アクチュエータ50aを駆動することにより、自動変速機50の変速レンジを、現在選ばれている非走行レンジ(パーキングレンジまたはニュートラルレンジ)からドライブレンジに切り替える(ステップS7)。
上記ドライブレンジへの切り替え後は、上記タイマー部60cによるタイマーのカウント値がリセットされ(ステップS8)、一連の処理が終了する。
次に、図12のフローチャートに基づいて、リバースレンジへの切り替え時の制御動作について説明する。図12に示す処理がスタートすると、コントローラ60の判定部60aは、変位量センサ29から入力される信号(回転軸28の回転角を表す信号)に基づいて、シフトレバー10の前方への変位量が予め定められた閾値X2を超えているか否かを判定する(ステップS11)。閾値X2は、シフトレバー10が前方への変位限界(つまり図7(b)のようにガイド用脚部15がガイド溝27の後端部27bに当接する位置)まで到達した時点での変位量よりも僅かに小さい値に設定されている。このため、上記ステップS11での判定は、少なくともシフトレバー10が前方への変位限界まで操作された場合にYESとなる。
上記ステップS11でYESと判定されてシフトレバー10の前方への変位量が閾値X2を超えていることが確認された場合、コントローラ60のタイマー部60cは、フラグF2が「0」であるか否かを判定する(ステップS12)。フラグF2は、後述するステップS13によるタイマーのカウント中に「1」とされるもので、初期値は「0」である。したがって、ステップS12での最初の判定はYESとなる。
上記ステップS12でYESと判定されてF2=0であることが確認された場合、コントローラ60のタイマー部60cは、タイマーのカウントを開始するとともに(ステップS13)、上記フラグF2に「1」を入力する(ステップS14)。なお、ステップS13でカウントされる時間は、シフトレバー10の前方への変位量が閾値X2を超えている時間であり、シフトレバー10の前方への傾動操作が継続されている時間(操作継続時間)を意味する。
一方、上記タイマーのカウントが既に開始されていてF2=1となっている場合には、上記ステップS12での判定はNOとなる。すると、上記ステップS13,S14の処理が飛ばされて、次のステップS15に移行する。
上記ステップS14でF2=1とされた後、もしくは上記ステップS12での判定がNOとなった場合(既にF2=1である場合)、コントローラ60の判定部60aは、上記タイマー部60cによりカウントされた時間が、予め定められた第2基準時間T2以上になったか否かを判定する(ステップS15)。ここでの判定に用いられる第2基準時間T2は、上述した図11(ドライブレンジ切り替え用のフローチャート)のステップS5で用いられる第1基準時間T1よりも長く設定されている(T2>T1)。
第2基準時間T2は第1基準時間よりも長い所定の値(例えば0.5〜1秒)に設定される。このため、上記ステップS15での少なくとも最初の判定はNOとなる。判定がNOの場合、以後の処理が飛ばされてリターンされる。
一方、上記ステップS15でYESと判定されて上記カウント時間が第2基準時間T2以上になったことが確認された場合(つまりシフトレバー10の前方への傾動操作が第2基準時間T2以上継続されたことが確認された場合)、コントローラ60の判定部60aは、プッシュボタン40の接点から入力される信号の有無に基づいて、プッシュボタン40が押圧操作されたか否かを判定する(ステップS16)。
上記ステップS16でNOと判定されてプッシュボタン40が押圧操作されていないことが確認された場合は、以後の処理が飛ばされてリターンされる。
一方、上記ステップS16でYESと判定されてプッシュボタン40が押圧操作されたことが確認された場合、コントローラ60のレンジ切替部60bは、自動変速機50の変速アクチュエータ50aを駆動することにより、自動変速機50の変速レンジを、現在選ばれている非走行レンジ(パーキングレンジまたはニュートラルレンジ)からリバースレンジに切り替える(ステップS17)。
上記リバースレンジへの切り替え後は、上記タイマー部60cによるタイマーのカウント値がリセットされ(ステップS18)、一連の処理が終了する。
なお、詳しい説明は省略するが、以上説明したような制御動作は、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に行われる。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9(b)(d)参照)、それぞれの場合に必要なシフトレバー10の操作継続時間(基準時間)としては、上述した第1基準時間T1および第2基準時間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9(b))は、シフトレバー10の後方への変位量が閾値X1を超えた状態が第1基準時間T1以上継続され、かつプッシュボタン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9(d))は、シフトレバー10の前方への変位量が閾値X2を超えた状態が第2基準時間T2(>T1)以上継続し、かつプッシュボタン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。
(4)作用等
以上説明したように、第1実施形態にかかるシフト装置1では、シフトレバー10をホーム位置から後方に傾動変位させる操作が第1基準時間T1以上継続されかつプッシュボタン40の押圧操作が行われた場合に、変速レンジがドライブレンジに切り替えられる一方、シフトレバー10をホーム位置から前方に傾動変位させる操作が第1基準時間T1よりも長い第2基準時間T2以上継続されかつプッシュボタン40の押圧操作が行われた場合に、変速レンジがリバースレンジに切り替えられる。このような構成のシフト装置1によれば、安全性を確保しつつ比較的簡便に走行レンジを選択することが可能になる。
すなわち、上記第1実施形態では、例えば非走行レンジ(パーキングレンジまたはニュートラルレンジ)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または後方に傾動変位しても、ニュートラルレンジに切り替わるだけで、その状態でさらにプッシュボタン40が押圧されない限り走行レンジ(ドライブレンジまたはリバースレンジ)に切り替わらないので、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。
ここで、上記第1実施形態とは異なる安全対策として、走行レンジへの切り替え時に、プッシュボタン40を最初に押圧操作するように要求することも考えられる。すなわち、シフトレバー10がホーム位置にある状態から、まずプッシュボタン40を押圧し、その押圧を維持したままシフトレバー10を傾動させるという操作が行われた場合に、走行レンジへの切り替えを許可することが考えられる。しかしながら、このようにすると、プッシュボタン40を押圧するためにシフトノブ11をしっかり握ったままシフトレバー10を傾動操作する必要があるので、簡便な操作によって軽快にシフトチェンジをしたいドライバーにとっては煩わしさを感じる要因となり得る。
これに対し、上記第1実施形態では、変速レンジを走行レンジ(ドライブレンジまたはリバースレンジ)に切り替えたいときは、まずシフトレバー10を傾動操作し、その上でプッシュボタン40を押圧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む。すなわち、最初からプッシュボタン40の押圧を要求する上述したケースとは異なり、プッシュボタン40を押圧しながらシフトレバー10を操作する必要がないので、シフトレバー10をしっかり握る必要がなく、比較的簡便な操作でシフトレバー10を軽快に変位させることができる。そして、このようにシフトレバー10を軽快に変位させた後、最後にプッシュボタン40を押圧すれば走行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。
さらに、上記第1実施形態では、ドライブレンジに切り替えるためにシフトレバー10が後方に傾動操作されたときは、その後方への傾動操作が第1基準時間T1以上継続されたことを条件に、プッシュボタン40の押圧操作が受け付けられてドライブレンジに切り替わるのに対し、リバースレンジに切り替えるためにシフトレバー10が前方に傾動操作されたときは、その前方への傾動操作が第1基準時間T1よりも長い第2基準時間T2以上継続されなければプッシュボタン40の押圧操作が受け付けられない(リバースレンジへの切り替えが許可されない)。このように、リバースレンジへの切り替え時に要求されるシフトレバー10の操作継続時間(第2基準時間T2)が、ドライブレンジへの切り替え時に要求されるシフトレバー10の操作継続時間(第1基準時間T1)よりも長く設定されていれば、車両を後退させるリバースレンジへの切り替え時に、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。
より具体的に、上記第1実施形態では、シフトレバー10の操作継続時間をカウントするために、変位量センサ29により検出されるシフトレバー10の変位量が所定の閾値(X1またはX2)を超えている時間がタイマー部60cによりカウントされるようになっている。このような構成によれば、シフトレバー10が前方または後方のいずれに傾動操作されたかをシフトレバー10の変位量の検出値に基づき確実に認識できるとともに、当該変位量が所定の閾値を超えた時間をカウントすることにより、シフトレバー10の操作継続時間を適正かつ確実に測定することができる。
<第2実施形態>
図13は、本発明の第2実施形態にかかるシフト装置を示すブロック図である。この第2実施形態のシフト装置は、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40の押圧操作を受け付けられる状態になったことをドライバーに報知する報知手段70を備えている点で、先の第1実施形態のシフト装置1とは相違する。なお、これ以外の構成は第1実施形態のシフト装置1と同様である。図13において、報知手段70以外の構成要素に対し第1実施形態(図1〜図10)と同一の符号を付しているのはこのためである。
報知手段70は、ドライブレンジへの切り替えのためにホーム位置から後方に傾動操作されたシフトレバー10の操作継続時間が第1基準時間T1以上になったとき、および、リバースレンジへの切り替えのためにホーム位置から前方に傾動操作されたシフトレバー10の操作継続時間が第2基準時間T2(>T1)以上になったときに、それぞれドライバーに対し所定の報知を行う。報知の具体的手段は特に問わないが、何らかの効果音をスピーカ等から発してもよいし、メータユニット3に何らかの文字またはメッセージ等を表示してもよい。
例えば、現在の変速レンジがパーキングレンジまたはニュートラルレンジである場合に(図9(a)(c)参照)、ドライブレンジに切り替えようとしたドライバーがシフトレバー10を後方に傾動操作したとすると、その後方への変位量が閾値X1を超えている状態が第1基準時間T1以上継続したときに、報知手段70が作動する。同様に、現在の変速レンジがリバースレンジである場合にも(図9(b)参照)、シフトレバー10の後方への変位量が閾値X1を超えている状態が第1基準時間T1以上継続したときに、報知手段70が作動する。
また、例えば、現在の変速レンジがパーキングレンジまたはニュートラルレンジである場合に、リバースレンジに切り替えようとしたドライバーがシフトレバー10を前方に傾動操作したとすると、その前方への変位量が閾値X2を超えている状態が第2基準時間T2(>T1)以上継続したときに、報知手段70が作動する。同様に、現在の変速レンジがドライブレンジである場合にも(図9(d)参照)、シフトレバー10の前方への変位量が閾値X2を超えている状態が第2基準時間T2以上継続したときに、報知手段70が作動する。
以上のような第2実施形態の構成によれば、シフトレバー10の傾動操作の継続時間が第1基準時間T1または第2基準時間T2以上になったときに作動する報知手段70からの報知に基づき、ドライバーは、プッシュボタン40の押圧操作が受け付けられる状態になったこと、つまり、追加でプッシュボタン40を押圧しさえすれば変速レンジがドライブレンジまたはリバースレンジに切り替わることを認識することができる。これにより、プッシュボタン40を押圧すべきタイミングが分かり易くなるので、シフト装置の操作性をより向上させることができる。
<第3実施形態>
図14〜図20は、本発明の第3実施形態にかかるシフト装置100の機械的または電気的構成を示す図である。先の第1実施形態のシフト装置1は、パーキングレンジ、リバースレンジ、ニュートラルレンジ、およびドライブレンジの4種類の間で変速レンジを切り替るものであったが、第3実施形態のシフト装置100は、これら4種類のレンジに加えて、マニュアルレンジへの切り替えをも可能としたものである。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、シフトレバー10を用いて前進時のギヤ段を故意に切り替える操作が可能になる。例えば、自動変速機50のギヤ段が前進6段である場合には、1〜6速の間でギヤ段を順に増やすアップシフトや、ギヤ段を順に減らすダウンシフトの操作が可能になる。
上記のようにマニュアルレンジが追加されたことに伴い、第3実施形態のインジケータ109(図14)には、第1実施形態のインジケータ9(図2)と異なり、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」の文字盤に加えて、マニュアルレンジを表す「M」の文字盤が設けられている。
また、第3実施形態では、メイン操作部107の構造についても第1実施形態のものとは異なっている。具体的に、第3実施形態のメイン操作部107では、ドライブレンジからマニュアルレンジへの切り替えまたはその逆方向の切り替えを可能にするため、シフトレバー10が前後方向だけでなく左右方向にも傾動可能に支持されている。この点を除いては、基本的に先の第1実施形態のメイン操作部7と同様であるから、以下では、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
第3実施形態のメイン操作部107は、第1実施形態のメイン操作部7と同様に、シフトレバー10と、シフトレバー10を傾動可能に支持する本体部20とを有している。ただし、第1実施形態とは異なる点として、第3実施形態のシフトレバー10は、シフトノブ11、レバー部12、球体部13、ディテント用脚部14、およびガイド用脚部15に加えて、揺動子91を有している。揺動子91は、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ている。
また、第3実施形態の本体部20には、ガイド用脚部15が嵌合するガイド溝97を有したガイド部材96が設けられている。このガイド溝97は、第1実施形態のガイド溝27と異なり、平面視十字状に形成されている。
具体的に、ガイド溝97は、前後方向に延びる第1溝部97Aと、第1溝部97Aと直交するように左右方向に延びる第2溝部97Bとを有している。このような十字形状のガイド溝97にガイド用脚部15が摺動自在に嵌合することにより、シフトレバー10は、前後方向および左右方向にそれぞれ傾動可能に支持されている。
図18(a)は、シフトレバー10が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18(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18(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。
図19(a)は、図18(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19(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19(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。
図15および図16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を逆方向に押動する。そして、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。
図20のブロック図に示すように、左右変位量センサ92はコントローラ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。なお、図20に示される前後変位量センサ29は、先の第1実施形態の変位量センサ29と同じものであり、シフトレバー10の前後方向の変位量として、回転軸28(図16)の回転角を検出するものである。
コントローラ60は、前後変位量センサ29および左右変位量センサ92から入力される回転角および揺動量の検出信号、およびプッシュボタン40に内蔵された接点からの信号に基づいて、シフトレバー10およびプッシュボタン40の操作状態を判定するとともに、判定した操作状態に基づいて自動変速機50の変速レンジ(またはギヤ段)を制御する。なお、図20のブロック図では、先の第1実施形態のブロック図(図8)に倣って、操作状態の判定を行う機能を発揮する要素のことを判定部60a、変速レンジ(またはギヤ段)を制御する機能を発揮する要素のことをレンジ切替部60b、時間を計測する機能を発揮する要素のことをタイマー部60cとしている。
次に、上記のようなコントローラ60により行われる変速制御のパターンを、図21(a)〜(e)および図22を用いて説明する。
(パーキングレンジからのシフトパターン)
図21(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。本図に示すように、現在の変速レンジがパーキング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ると、変速レンジがニュートラルレンジに切り替わる。また、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、変速レンジがドライブレンジに切り替わり、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、変速レンジがリバースレンジに切り替わる。
一方、現在の変速レンジがパーキングレンジであるときにシフトレバー10がホーム位置から左方または右方に傾動操作されると、その操作は無効とされる。つまり、現在の変速段(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ドライブレンジであるときのシフトパターンは、図22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 → 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。
(リバースレンジからのシフトパターン)
図21(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。本図に示すように、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、あるいは、その状態からさらにプッシュボタン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、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22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21(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。本図に示すように、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。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、シフトレバー10の前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、変速レンジがリバース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ニュートラルレンジであるときのシフトパターンは、図22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21(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。本図に示すように、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、あるいは、その状態からさらにプッシュボタン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がホーム位置から前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、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22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21(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、ギヤ段を1つ上げるアップシフトが実行される。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、ギヤ段を1つ下げるダウンシフトが実行される。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(ただし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マニュアルレンジであるときのシフトパターンは、図22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。
(走行レンジ切り替え時の判定ロジック)
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21(a)〜(d)参照)において、その切り替えを実行するか否かの判定は、先の第1実施形態と同様、シフトレバー10の傾動操作の継続時間と、プッシュボタン40の接点からの信号(ボタン押圧時に発せられる信号)の有無とに基づいて行われる。すなわち、図11および図12に示したフローチャートと同様、ホーム位置から後方に傾動操作されたシフトレバー10の変位量が閾値X1を超えている状態が第1基準時間T1以上継続しかつプッシュボタン40が押圧操作されたことが確認された時点で、変速レンジがドライブレンジに切り替えられる。また、ホーム位置から前方に傾動操作されたシフトレバー10の変位量が閾値X2を超えている状態が第2基準時間T2以上継続しかつプッシュボタン40が押圧操作されたことが確認された時点で、変速レンジがリバースレンジに切り替えられる。この場合において、リバースレンジへの切り替え時に用いられる第2基準時間T2は、ドライブレンジへの切り替え時に用いられる第1基準時間T1よりも長く設定される。
以上のような第3実施形態によれば、第1実施形態のときと同様、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比較的簡便に行うことが可能になるとともに、リバースレンジへの切り替え時にドライバーに慎重な操作を促すことにより、安全性をより高められる等の利点がある。
<第4実施形態>
上述した第1〜第3実施形態では、シフトレバー10の操作継続時間を、シフトレバー10の前方または後方への変位量が所定の閾値(X1またはX2)を超えている時間をカウントすることによって測定したが、操作継続時間の測定方法はこれに限られない。例えば、シフトレバー10に対し前方または後方に加えられた操作力を検出する操作力検出部を設け、この操作力検出部の検出値に基づいて上記操作継続時間を計測するようにしてもよい。ここでは、その一例を第4実施形態として説明する。
上記操作力検出部としては、シフトレバー10に加わる操作力に関連する物理量を検出できるものであればよく、種々のセンサを採用し得るが、第4実施形態では、図23に示すような圧力センサ301,302を上記操作力検出部として採用している。
図23は、シフトレバー10の動きをガイドする部分(ガイド機構)の構造を示しており、先の第1実施形態における図6に対応している。圧力センサ301,302は、シフトレバー10のガイド用脚部15が摺動するガイド溝27に設けられており、ガイド用脚部15から受ける圧力を検出することにより、シフトレバー10に加わる操作力を検出する。なお、図23においてガイド溝27が前後方向にのみ延びていることから明らかなように、第4実施形態のシフト装置では、シフトレバー10が前後方向(2方向)にのみ傾動変位可能であり、この点において第1実施形態に示したシフト装置1と同様である。ただし、第3実施形態のシフト装置100のように、シフトレバー10を前後左右の4方向に傾動変位可能としたものにも、上記圧力センサ301,302と同様のセンサを設けることが可能である。
圧力センサ301は、ガイド溝27の前端部27aに設けられており、シフトレバー10が後方への変位限界(つまりガイド用脚部15がガイド溝27の前端部27aに当接する位置)まで傾動操作されたときにガイド用脚部15から受ける圧力を検出する。もう一方の圧力センサ302は、ガイド溝27の後端部27bに設けられており、シフトレバー10が前方への変位限界(つまりガイド用脚部15がガイド溝27の後端部27bに当接する位置)まで傾動操作されたときにガイド用脚部15から受ける圧力を検出する。
この第4実施形態において、ドライブレンジまたはリバースレンジへの切り替えを許可するか否かは、上記第1実施形態等と同様に、シフトレバー10の操作継続時間と、プッシュボタン40の押圧操作の有無とに基づき決定される。ただし、第4実施形態では、シフトレバー10の操作継続時間として、圧力センサ301,302の検出値に基づくシフトレバー10の操作力が所定の閾値を越えている時間がカウントされ、そのカウント時間に基づいてドライブレンジまたはリバースレンジへの切り替えを許可するか否かが判定される。
具体的に、第4実施形態では、シフトレバー10への後方への操作力(圧力センサ301により検出される圧力)が所定の閾値を超えた状態が第1基準時間T1以上継続しかつプッシュボタン40が押圧操作されたことが確認された場合に、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への前方への操作力(圧力センサ302により検出される圧力)が所定の閾値を超えた状態が第2基準時間T2以上継続しかつプッシュボタン40が押圧操作されたことが確認された場合に、変速レンジがドライブレンジに切り替えられる。この場合において、リバースレンジへの切り替え時に用いられる第2基準時間T2は、ドライブレンジへの切り替え時に用いられる第1基準時間T1よりも長く設定される。
以上のような第4実施形態の構成によれば、第1実施形態のときと同様、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比較的簡便に行うことが可能になるとともに、リバースレンジへの切り替え時にドライバーに慎重な操作を促すことにより、安全性をより高めることができる。加えて、シフトレバー10が前方または後方のいずれに傾動操作されたかをシフトレバー10の操作力(ここでは圧力センサ301,302により検出される圧力)の検出値に基づき確実に認識できるとともに、当該操作力が所定の閾値を超えた時間をカウントすることにより、シフトレバー10の操作継続時間を適正かつ確実に測定することができる。
<第5実施形態>
以上説明した第1〜第4実施形態では、請求項にいう「操作部材」として前後2方向(もしくは前後左右の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。ここでは、その一例を第5実施形態として説明する。
第5実施形態のシフト装置200は、図24〜図26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、当実施形態では、パソコンで用いられるマウス(ポインター)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。
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214b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、スライド操作部材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26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26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25)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5実施形態のシフト装置200は、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(図示省略)を有している。コントローラは、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(図9、図10)が採用される。
例えば、パーキング、リバース、ニュートラルのいずれかのレンジからドライブレンジに切り替えるには、スライド操作部材210の把持部211を後方にスライド操作した上で、プッシュボタン240を押圧操作する(図9(a)(b)(c))。また、パーキング、ニュートラル、ドライブのいずれかのレンジからリバースレンジに切り替えるには、スライド操作部材210の把持部211を前方にスライド操作した上で、プッシュボタン240を押圧操作する(図9(a)(b)(d))。
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の前後方向の傾動操作が所定の基準時間以上継続される必要がある。第5実施形態においても、この場合の基準時間の設定の仕方は、先の第1実施形態と同様である。すなわち、ドライブレンジへの切り替え時に必要なシフトレバー10の後方への操作継続時間を第1基準時間T1、リバースレンジへの切り替え時に必要なシフトレバー10の前方への操作継続時間を第2基準時間T2とすると、第2基準時間T2の方が第1基準時間T1よりも長く設定される(図11参照)。
以上のような第5実施形態によれば、第1実施形態のときと同様、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比較的簡便に行うことが可能になるとともに、リバースレンジへの切り替え時にドライバーに慎重な操作を促すことにより、安全性をより高められる等の利点がある。
<その他の変形例>
上述した第1〜第4実施形態では、シフトレバー10を前後2方向に傾動可能、もしくは前後左右の4方向に傾動可能としたが、例えば、前後方向と左右いずれか一方との合計3方向に傾動可能としてもよい。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シフトレバー10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シフトレバー10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、シフトレバー10は2つ以上の方向に変位可能であればよいので、2つ以上のいくつの方向に変位させるか、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、求められる性能や法規等に応じて種々変更され得る。このことは、操作部材としてスライド操作部材210を用いる第5実施形態でも同様である。
また、上記第3実施形態では、車両が左ハンドル車(図1参照)であることを前提に、図21(a)〜(e)に示したようなシフトパターンを採用したが、車両が右ハンドル車である場合には、図示のパターンに対し左右対称の関係になるように、つまり図21(d)のマニュアルレンジ(M)の位置と図22(e)のドライブレンジ(D)の位置とがそれぞれ中央の「D」「M」を挟んで逆側に配置されるようにシフトパターンを変更することが望ましい。
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、ドライバーの指から入力される圧力の大きさに基づいてスイッチ操作の有無を検出する感圧センサを「スイッチ部」として用いてもよい。
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、例えば無段式の変速機(CVT)であってもよい。さらには、電気自動車に用いられる変速機のように、前進/後退を電気的に切り替えるものにも本発明を適用することができる。