JP6671038B2

JP6671038B2 - 変速機の入力装置

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Inventors: 藤井　健司; 健司藤井
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Description

本発明は、たとえば、変速機のレンジおよび変速の入力操作を行うための変速機の入力装置に関する。

従来の変速機の入力装置として、たとえば、特許文献１の車両用シフト操作装置は、通常のシフトモードにおいてレンジを切り替えるためのダイヤルノブ、およびスポーツシフトモードに切り替えるためのシフトレバー装置を備えている。このスポーツシフトモードでは、シフトレバーを操作することによりシフトアップおよびシフトダウンなどの変速が行われる。

特開２０１０−１３７６２３号公報

上記特許文献１の車両用シフト操作装置では、通常のシフトモードにおけるレンジの切り換え操作をダイヤルノブによって行い、スポーツシフトモードにおける変速操作をシフトレバー装置によって行っている。このように、レンジの切り換え操作および変速操作についてダイヤルノブとシフトレバー装置とで持ち変える必要があり、操作性に劣る。また、ダイヤルノブとは別にシフトレバー装置を車両に取り付ける必要があり、コストが嵩む。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、操作性に優れ、コストの削減が図られる変速機の入力装置を提供することを目的としている。

本発明のある態様に係る変速機の入力装置は、回転および押下による操作者の操作を行うためのノブと、前記ノブの回転を検出する回転検出部と、前記ノブの押下を検出する押下検出部と、前記回転検出部および前記押下検出部の検出結果に基づいて、前記操作者による変速操作を受け付けない第１前進走行レンジと前記変速操作を受け付ける第２前進走行レンジとのレンジの切り換え、および、前記第２前進走行レンジにおける変速を行う制御部と、を備え、前記制御部は、前記第１前進走行レンジにおいて前記ノブに所定の操作が行われた場合、前記第２前進走行レンジに前記レンジを切り換え、前記第２前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されている状態で前記ノブが回転された場合、前記ノブの回転に基づいて変速するよう構成されている。

この構成によれば、ノブの押下および回転の組み合せによってレンジの切り換えおよび変速を行うことができ、レンジを切り換えるノブとは別に、変速専用の装置が必要なく、コストの上昇を抑制できると共に、これらを持ち変える必要がなく、操作性に優れる。

変速機の入力装置では、前記制御部は、少なくとも前記第１前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されたことを条件として前記第２前進走行レンジに前記レンジを切り換えるよう構成されていてもよい。この構成によれば、ノブの押下によって第２前進走行レンジへの切り換えおよび第２前進走行レンジにおける変速を行え、ノブの押下を行わない他の操作と区別することができる。

変速機の入力装置では、前記レンジは、前記第１前進走行レンジおよび前記第２前進走行レンジに加えて、少なくとも後退走行レンジおよびニュートラルレンジを有し、前記制御部は、前記第２前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されている状態で他の前記レンジへの回転操作を制限するよう構成されていてもよい。この構成によれば、どのレンジで押下操作が有効であるのか、操作者が認識し易い。

変速機の入力装置では、前記制御部は、前記第２前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されている状態で前記ノブが回転された場合、前記ノブの基準位置から所定の回転角度までの回転操作の繰り返し回数または前記所定の回転角度での維持時間に基づいて変速するように構成されていてもよい。この構成によれば、操作者は直感的に変速操作を行うことができる。

変速機の入力装置では、前記レンジは、前記第１前進走行レンジおよび前記第２前進走行レンジに加えて、少なくとも後退走行レンジおよびニュートラルレンジを有し、前記制御部は、前記第２前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されている状態で他の前記レンジへの回転操作を制限するよう構成されていてもよい。この構成によれば、第２前進走行レンジにおける変速時に他のレンジへの回転操作を制限することにより、操作者の意図に反して他のレンジへ切り替わることを防止することができる。

変速機の入力装置では、前記ノブの回転範囲を制御する回転制御部をさらに備え、前記制御部は、前記第２前進走行レンジ以外のレンジにおいて前記ノブが押下されていない状態で前記ノブが回転された場合、前記ノブの回転に基づいて前記レンジを切り換え、前記第２前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されている状態で前記ノブが回転された場合、前記ノブの回転範囲を前記ノブが押下されていない状態における前記ノブの前記第２前進走行レンジの回転範囲よりも狭くするように前記回転制御部を制御するように構成されていてもよい。

この構成によれば、ノブが押下されている状態におけるノブの回転範囲が、ノブが押下されていない状態におけるノブの回転範囲よりも狭く設定される。これにより、ノブが押下されている状態における変速操作と、ノブが押下されていない状態におけるレンジ切り換え操作とが区別されるため、誤操作を防止することができる。

本発明は、以上に説明した構成を有し、操作性に優れ、コストの削減が図られる変速機の入力装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の上記目的、他の目的、特徴および利点は、添付図面を参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る変速機の入力装置を概略的に示す斜視図である。図２は、図１の入力装置を概略的に示す分解斜視図である。図３は、図１の入力装置を上方から視た図である。図４は、図１の入力装置の構成を示す機能ブロック図である。図５Ａ〜図５Ｆは、図１の入力装置の動作方法を説明するための図である。図６は、図１の入力装置の動作方法の一例を示すフローチャートである。図７は、本発明の実施の形態１の変形例に係る変速機の入力装置の動作方法の一例を示すフローチャートである。図８は、本発明の実施の形態２に係る変速機の入力装置を上方から視た図である。図９Ａ〜図９Ｉは、図８の入力装置の動作方法を説明するための図である。図１０は、図８の入力装置の動作方法の一例を示すフローチャートの一部である。図１１は、図１０の残り部分のフローチャートである。図１２は、本発明の実施の形態２の変形例に係る変速機の入力装置の動作方法の一例を示すフローチャートである。図１３は、図１２の残り部分のフローチャートである。図１４Ａ〜図１４Ｉは、本発明の実施の形態３に係る変速機の入力装置の動作方法を説明するための図である。図１５は、図１４の入力装置の動作方法の一例を示すフローチャートの一部である。図１６は、図１５の残り部分のフローチャートである。図１７は、本発明の実施の形態３の変形例に係る変速機の入力装置の動作方法の一例を示すフローチャートの一部である。図１８は、図１７の残り部分のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、説明の便宜上、ケースに対しノブ側を上と称し、その反対を下と称する。ただし、変速機の入力装置の取付方向は任意であり、この取付方向によれば、必ずしもケースに対しノブが上に位置しているとは限らない。

（実施の形態１）
まず、実施の形態に係る変速機の入力装置１０について、図１を参照して説明する。この入力装置１０は、操作者の操作によって車両の変速機（図示せず）に対してレンジおよびギアの段位を入力するためのセレクタであり、車両のフロントおよびセンターコンソールなどに設けられており、ノブ２０、回転軸部３０、回転制御部４０および回転検出部５０を備えている。ノブ２０は柱形状の回転軸部３０の上に接続され、回転軸部３０は筒形状の回転制御部４０の内側を貫通し、回転検出部５０は回転制御部４０の下部に配置されている。

次に、入力装置１０の構成について、図２を参照してさらに詳細に説明する。入力装置１０は、ノブ２０、回転軸部３０、回転制御部４０および回転検出部５０に加えて、押下検出部６０、押下禁止部７０および節度部８０を備えている。ノブ２０は、回転および押下による操作者の操作がなされる部分であって、たとえば、円柱形状および角柱形状などの柱形状を有している。

回転軸部３０は、上下方向に延びる棒状部材であって、その上端にノブ２０が接続されており、ノブ２０と共に回転および上下動する。回転軸部３０の外周面には複数（この実施の形態では、４つ）の突起３１が設けられている。突起３１は、回転軸部３０の周方向に互いに均等な間隔を空けて、回転軸部３０の中心軸に対して放射線状に突出している。

回転制御部４０は、ノブ２０および回転軸部３０の回転を許可および禁止することが可能であって、たとえば、電磁ブレーキが用いられ、アーマチュア４１、電磁石４２およびヨーク４３を備えている。アーマチュア４１は、鉄などの磁性材料から成り、中央に開口が設けられた環状部、および環状部の開口の縁から上側に立ち上がる円筒状の内筒部を有している。内筒部の内周面には上下方向に延びる溝４４が、複数（この実施の形態では、４本）、設けられている。この溝４４には回転軸部３０の突起３１が嵌り、回転軸部３０とアーマチュア４１が接続される。

電磁石４２は、導線のコイルから成り、外部からの供給された電力により磁力を発生させる。電磁石４２は、円筒形状および角筒形状などの筒形状を有し、その中心に設けられた開口を回転軸部３０が貫通する。電磁石４２は、アーマチュア４１よりも下方に設けられ、その上面はアーマチュア４１の下面に対向している。

ヨーク４３は、鉄などの磁性材料から成り、電磁石４２の磁力を強める部材であって、円筒形状および角筒形状などの筒形状を有し、電磁石４２を収容する環状溝が設けられている。ヨーク４３は、環状溝に収容された電磁石４２の内周面、外周面および下面を被覆し、その電磁石４２はヨーク４３の上面から露出する。

このような電磁石４２およびヨーク４３はケースなどに固定され、電磁石４２に電力が供給されていない場合、電磁石４２およびヨーク４３に対して回転軸部３０は回転可能である。一方、電磁石４２に電力が供給されている場合、電磁石４２はその磁力によりアーマチュア４１を引き付けて、これに接続される回転軸部３０の回転を禁止することができる。

回転検出部５０は、回転軸部３０の回転角度を検出する装置であって、主歯車５１、第１歯車５２、第２歯車５３および検出素子５４を有している。主歯車５１は、たとえば、外周面に複数の歯が設けられた円板形状であって、その径は回転軸部３０の径より大きい。主歯車５１は、その中心が回転軸部３０の中心軸に一致するように、その上面に回転軸部３０の下端が接続されており、回転軸部３０の回転に伴い主歯車５１は回転する。

第１歯車５２および第２歯車５３は、外周面に複数の歯が設けられた円板形状であって、その径は互いに異なる。第１歯車５２および第２歯車５３は、各歯が主歯車５１の歯に噛み合うように、主歯車５１の側方に設けられており、主歯車５１の回転に伴い回転する。第１歯車５２および第２歯車５３のそれぞれには磁石が取り付けられており、磁石は第１歯車５２および第２歯車５３の各回転により第１歯車５２および第２歯車５３の軸を中心に回転する。

検出素子５４は、第１歯車５２の磁石の磁場を検知する磁気抵抗素子から成り、第１歯車５２の回転を検出する第１検出素子と、第２歯車５３の磁石の磁場を検知する磁気抵抗素子から成り、第２歯車５３の回転を検出する第２検出素子とから構成されている。この検出素子５４によって検出された第１歯車５２および第２歯車５３の回転に基づいて主歯車５１ならびにこれに接続される回転軸部３０およびノブ２０の絶対的な回転角度が得られる。なお、絶対的なノブ２０の回転角度が必要ない場合、第１歯車５２および第２歯車５３の両方は必要なく、そのいずれか一方のみが設けられていればよい。また、回転検出部５０はこの構成に限定されず、ロータリーエンコーダなど公知の技術を用いてもよい。

押下検出部６０は、ノブ２０の押下を検出するセンサであり、その構成は限定されず公知の技術を用いることができる。たとえば、押下検出部６０は、ノブ２０またはこれに接続される回転軸部３０または主歯車５１の上下方向の位置を検知する赤外線センサなどの非接触式センサであってもよいし、主歯車５１よりも下方に配置されており、ノブ２０が押下された際にこれに伴い下方に移動した主歯車５１に押されるスイッチなどの接触式センサであってもよい。

押下禁止部７０は、ノブ２０の押下を禁止する器具であって、たとえば、アクチュエータが接続されたスティックピンが用いられる。押下禁止部７０は主歯車５１よりも下方に設けられ、アクチュエータによってスティックピンが主歯車５１の下に差し込まれて、主歯車５１の下方への移動を妨げ、主歯車５１に回転軸部３０を介して接続されるノブ２０が下方に移動しないようにしてノブ２０の押下を禁止する。一方、押下禁止部７０は、アクチュエータによりスティックピンが主歯車５１の下から除かれると、主歯車５１は下方へ移動可能となって、ノブ２０の押下禁止を解除する。

節度部８０は、ノブ２０が回転される際に所定回転角度ごとに節度感を発生させる装置であって、たとえば、ノブ２０が所定の回転位置にあるときに力覚などを操作者に与えることにより節度感を生じさせる。たとえば、節度部８０は、円筒形状および角筒形状などの筒形状であって、その中心に設けられた開口を回転軸部３０が貫通しており、回転軸部３０は節度部８０に対して回転する。この回転軸部３０が所定角度回転する毎に、節度部８０が回転軸部３０に力などを与えることによって、回転軸部３０を介して操作者に付与される。

次に、入力装置１０の表示について、図３を参照して説明する。入力装置１０はケース９０に設けられており、このうちのノブ２０はケース９０の表面から突出しており、その他はケース９０内に収容されている。ケース９０の表面には、レンジを示すラベル９１、および現在、設定されているレンジおよびギアの段位を示す表示部９２が設けられている。

ラベル９１は、ノブ２０の周囲に設けられており、たとえば、Ｐ、Ｒ、Ｎ、ＤおよびＳとケース９０に記されている。このうちのＰ、Ｒ、ＮおよびＤは、ノブ２０の周方向に等間隔に配置されており、Ｓはノブ２０の径方向にＤと並んで配置されている。ノブ２０が操作者によって回転および押下の操作がなされることにより、ケース９０に対してノブ２０が回転および上下動して、レンジがＰ、Ｒ、Ｎ、ＤおよびＳのいずれかのレンジに設定される。

Ｐは、パーキングレンジであって、変速機の駆動軸がロックされた非走行レンジである。Ｎレンジは、ニュートラルレンジであって、変速機において動力が車輪に伝達されない非走行レンジである。Ｒレンジは、リバースレンジであって、車両が後退する後退走行レンジである。Ｄレンジは、車両が前進するドライブレンジであって、操作者の操作を受け付けない第１前進走行レンジであり、車速およびエンジンの回転速度などに応じてギアの段位が自動的に切り替えられるオートマチックモードである。Ｓレンジは、車両が前進するスポーツレンジであって、操作者の操作を受け付ける第１前進走行レンジであり、操作者の操作によってギアの段位が手動式で切り替えられるマニュアルモードである。

表示部９２は、たとえば、デジタル表示であって、現在、設定されているレンジおよびギアの段位が文字および数字で表示される。なお、表示部９２は、ノブ２０が設けられたケース９０に配置されているが、この配置はこれに限定されない。たとえば、表示部９２は、スピードメータおよびオドメータなどが設けられたメータパネル（図示せず）に配置されていてもよい。

次に、入力装置１０に備えられる制御部１００について、図４を参照して説明する。制御部１００は、回転検出部５０および押下検出部６０の検出結果に基づいてレンジの切り換えおよび第２前進走行レンジにおける変速を行う装置であって、ＣＰＵ等の演算部１０１と、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶部１０２とを備え、回転制御部４０、押下禁止部７０、表示部９２、回転検出部５０および押下検出部６０、ならびに、変速機の制御部２００に電気的に接続されている。なお、制御部１００は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。

記憶部１０２には、レンジの切り換えおよび変速を制御する基本プログラム、ならびに、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１０１は、記憶部１０２に記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、各種動作を制御する。たとえば、制御部１００は、ノブ２０が押下または回動された場合、第１前進走行レンジから第２前進走行レンジに切り換え、ノブ２０が押下されている状態で回転された場合、ノブ２０の回転に基づいて変速比を切り換え、第２前進走行レンジにおいて変速する。

次に、入力装置１０の動作方法について、図５Ａ〜図６を参照して説明する。この入力装置１０の動作方法は制御部１００により制御される。なお、図５Ａ〜図５Ｆにおいて、ノブ２０の上面には、説明の便宜上、現在のレンジの設定位置を示すための棒状の印を点線で示しているが、このような印はノブ２０に設けられていなくてもよい。

また、この実施の形態では、ノブ２０が押下されていない状態で回転されることによりＳレンジ以外のＰレンジからＤレンジまでのレンジが切り替えられ、ノブ２０が押下されることによりＤレンジからＳレンジへ切り替えられ、ノブ２０が押下されなくなることによりＳレンジからＤレンジへ切り替えられ、ノブ２０が押下されている状態で回転されることによりＳレンジにおける変速がなされる。このように、ノブ２０の押下によってＤレンジとＳレンジとのレンジの切り換え（押下レンジ切り換え）が行われ、ノブ２０の回転によってＰレンジからＤレンジまでのレンジの切り替え（回転レンジ切り換え）、およびＳレンジにおける変速が行われる。

この回転レンジ切り替えにノブ２０が用いられる場合、図５Ａの一点鎖線の矢印に示すノブ２０の回転範囲（レンジ切り換え用範囲）は、所定角度（α度）ごとにレンジの範囲が区切られている。ここでは、時計回り（右方向）を＋とし、反時計回り（左方向）を−とし、エンジンの始動時におけるノブ２０の位置を初期値（０度）とする。この初期値から−α／２度から＋α／２度までの範囲がＰレンジの範囲であり、＋α／２度から＋３α／２度までの範囲がＲレンジの範囲であり、＋３α／２度から＋５α／２度までの範囲がＮレンジの範囲であり、＋５α／２度から＋７α／２度までの範囲がＤレンジおよびＳレンジの範囲である。この各範囲にノブ２０を回転することにより、ＰレンジからＤレンジまでのレンジが切り替えられる。

また、Ｓレンジにおける変速にノブ２０が用いられる場合、図５Ｃの一点鎖線の矢印に示すノブ２０の回転範囲（変速用範囲）は、Ｓレンジの範囲（たとえば、＋５α／２度から＋７α／２度までの角度範囲）であり、この基準位置は変速用範囲の中心（この実施の形態では、＋６α／２）である。この変速用範囲でノブ２０が回転されることにより、変速される。

具体的には、まず、図５Ａに示すように、操作者が車両のフットブレーキ（図示せず）を踏んでエンジンを始動すると(ステップＳ１：ＹＥＳ)、制御部１００は、レンジをＰレンジに設定し、このレンジの信号を変速機の制御部２００に出力する(ステップＳ２)。これに応じて、変速機がＰレンジに対応する状態に設定される。

また、制御部１００は、表示部９２にＰの文字を表示する。これにより、現在、設定されているレンジがＰレンジであることを操作者が認識することができる。

さらに、制御部１００は、回転制御部４０を制御して、図５Ａの矢印に示すようにノブ２０の回転範囲をＰレンジからＤレンジまでの範囲（レンジ切り換え用範囲）に設定する。これにより、操作者はノブ２０を回転することによって、ＰレンジからＲレンジ、ＮレンジおよびＤレンジのいずれかのレンジを切り換えることができる。また、この際、制御部１００は、押下禁止部７０を制御して、ノブ２０の押下を禁止する(ステップＳ２)。

続いて、制御部１００は、ノブ２０が回転されて、レンジがＤレンジに切り換えられたか否かを判定する(ステップＳ３)。レンジがＤレンジでない場合には(ステップＳ３：ＮＯ)、制御部１００は、操作者の操作によって入力されたレンジに設定し、また、設定されたレンジを表示部９２に表示すると共に、Ｄレンジへの切り換えの判定を継続する(ステップＳ３)。

一方、図５Ｂに示すように、レンジがＤレンジである場合には(ステップＳ３：ＹＥＳ)、制御部１００は、Ｄレンジに設定し、また、Ｄの文字を表示部９２に表示する(ステップＳ４)。さらに、制御部１００は、ノブ２０の押下禁止を解除するように押下禁止部７０を制御する(ステップＳ４)。これにより、操作者がノブ２０を押下できるようになり、制御部１００はノブ２０の押下を判定する(ステップＳ５)。ここで、ノブ２０が押下されない状態において(ステップＳ５：ＮＯ)、Ｄレンジが維持されていれば(ステップＳ６：ＹＥＳ)、押下の判定を継続する(ステップＳ５)。一方、ノブ２０が押下されずに(ステップＳ５：ＮＯ)、レンジがＤレンジから他のレンジに切り換えられれば(ステップＳ６：ＮＯ)、制御部１００は押下を禁止して(ステップＳ７)、ステップＳ３の処理に戻る。

これに対して、図５Ｃに示すように、ノブ２０が押下されると(ステップＳ５：ＹＥＳ)、レンジをＳレンジに設定して、また、Ｓの文字を表示部９２に表示する(ステップＳ８)。これにより、操作者の回転操作によって変速を行えるようになり、ノブ２０は回転レンジ切り換え用から変速用に変更される。この際、制御部１００は、回転制御部４０を制御して、ノブ２０の回転範囲を、図５Ｂの矢印に示すＰレンジからＤレンジまでの回転レンジ切り換え用範囲から、図５Ｃの矢印に示すＳレンジの変速用範囲へ変更する。

このように、ノブ２０が押下された状態では、変速用範囲の基準位置から±α／２の角度範囲、つまり、＋５α／２度から＋７α／２度までの角度範囲（変速用範囲）でしかノブ２０が回転できないようになる。また、この時、節度部８０によってノブ２０は右方向又は左方向への回転操作に対し基準位置に復帰するように所定の力が付与されている。

ここで、レンジをＳレンジに設定した後に(ステップＳ８)、ノブ２０が回転されなければ(ステップＳ９：ＮＯ)、制御部１００は、引き続きノブ２０が押下されているか否かを判定する(ステップＳ１０)。そして、ノブ２０が押下されている状態であれば(ステップＳ１０：ＹＥＳ)、ノブ２０の回転の判定を継続して行う(ステップＳ９)。

これに対して、図５Ｄに示すように、操作者がノブ２０を押下したまま基準位置から右方向に所定角度（この実施の形態では、＋７α／２度の位置まで）回転すると(ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ１１：ＹＥＳ)、制御部１００は、たとえば、段位を３速から４速に変速して、シフトアップする(ステップＳ１２)。

一方、図５Ｅに示すように、操作者がノブ２０を押下したまま基準位置から左方向に所定角度（この実施の形態では、＋５α／２度の位置まで）回転すると(ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ１１：ＮＯ)、制御部１００は、たとえば、段位を３速から２速に変速して、シフトダウンする(ステップＳ１３)。

そして、ノブ２０が所定角度まで回転された後に、制御部１００はノブ２０が変速用範囲の基準位置に戻されたか否かを判定する(ステップＳ１４)。ここで、ノブ２０が基準位置に戻されていない状態で(ステップＳ１４：ＮＯ)、ノブ２０が押下されたままであれば(ステップＳ１５：ＹＥＳ)、ノブ２０が変速用範囲の基準位置に戻されるか否かの判定を継続する(ステップＳ１４)。

これに対し、ノブ２０が基準位置に戻されて(ステップＳ１４：ＹＥＳ)、引き続きノブ２０が押下されていれば(ステップＳ１０：ＹＥＳ)、制御部１００は、ステップＳ９〜Ｓ１５の処理を繰り返す。これにより、ノブ２０の基準位置から所定角度までの回転操作の繰り返し回数（回転回数）および方向に応じて段位が切り換えられて、シフトアップおよびシフトダウンがなされる(ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３)。

一方、図５Ｆに示すように、ノブ２０が押下されなくなれば(ステップＳ１０：ＮＯ、Ｓ１５：ＮＯ)、制御部１００は、レンジをＤレンジに設定し(ステップＳ１６)、ステップＳ５の処理に戻る。

この実施の形態によれば、ノブ２０を押下しない状態で回転することにより、レンジをＰレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジに切り換えることができる。また、Ｄレンジにおいてノブ２０を押下することにより、レンジをＳレンジに切り換えることができる。さらに、ノブ２０を押下した状態で回転することにより、操作者の操作に応じて変速することができる。このように、ノブ２０の押下および回転の操作者の操作によって、レンジの切り換えおよび変速を行うことができる。よって、ノブ２０とは別に、レンジをＳレンジに切り換える専用装置、および、変速する専用装置が必要なく、コストの上昇を抑制できると共に、これらを持ち変える必要がなく、操作性に優れる。

また、ノブ２０の回転回数に応じて変速することができるため、操作者は直感的に操作することができると共に、その操作に応じた段位を容易に認識し易い。

さらに、レンジがＤレンジまたはＳレンジでないときに押下を禁止し、レンジがＤレンジまたはＳレンジであるときに押下の禁止を解除している。これにより、どのレンジで押下操作が有効であるのかを操作者が認識し易い。

（実施の形態１の変形例）
図６に示すように、ノブ２０の回転回数に応じてＳレンジにおける変速がなされた。これに対して、Ｓレンジにおける変速の方法はこれに限定されない。たとえば、図７に示すように、ノブ２０の所定の回転角度での維持時間（回転時間）に応じてＳレンジにおける変速がなされてもよい。この場合、図７に示すフローでは、図６に示したフローのうち、ステップＳ１４およびＳ１５の処理に代えて、ステップＳ１１４およびＳ１１５の処理をステップＳ９の処理とＳ１１、Ｓ１６の処理の間に行う点が相違する。なお、図７のステップＳ１〜Ｓ１３およびＳ１６の処理は、図６のステップＳ１〜Ｓ１３およびＳ１６の処理と同様であるため、その説明は省略する。

具体的には、レンジがＳレンジに設定された後に(ステップＳ８)、ノブ２０が回転されると(ステップＳ９：ＹＥＳ)、制御部１００は、ノブ２０の回転の経過時間を計測し、この経過時間が所定時間に達したか否かを判定する(ステップＳ１１４)。ここで、経過時間が所定時間に達する前にノブ２０が押下されなくなると(ステップＳ１１５：ＮＯ)、制御部１００はレンジをＤレンジに設定し(ステップＳ１６)、ステップＳ５の処理に戻る。

これに対して、ノブ２０の押下および回転が継続していれば(ステップＳ１１５：ＹＥＳ、Ｓ９：ＹＥＳ)、経過時間が所定時間に達するまで、制御部１００は、ステップＳ９、Ｓ１１４、Ｓ１１５の処理を繰り返す。

そして、経過時間が所定時間に達すると(ステップＳ１１４：ＹＥＳ)、回転が右方向であれば(ステップＳ１１：ＹＥＳ)、シフトアップする(ステップＳ１２)。一方、回転が左方向であれば(ステップＳ１１：ＮＯ)、シフトダウンする(ステップＳ１３)。このシフトアップまたはシフトダウン時に(ステップＳ１２、Ｓ１３)、制御部１００はノブ２０の回転の経過時間を０にリセットして、ノブ２０の押下および回転を判定する(ステップＳ１０、Ｓ９)。ここで、ノブ２０の押下および回転がなされていれば(ステップＳ１０：ＹＥＳ、Ｓ９：ＹＥＳ)、制御部１００は、ステップＳ１１４、Ｓ１１５、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の処理を繰り返す。これにより、所定時間毎に段位が切り換えられて、シフトアップおよびシフトダウンがなされる。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る変速機の入力装置１０では、Ｄレンジの範囲とＳレンジの範囲とがノブ２０の同じ回転範囲に設定されていた。ただし、ノブ２０の回転範囲におけるＳレンジの範囲については、これに限定されない。たとえば、実施の形態２に係る変速機の入力装置１０では、ノブ２０の回転範囲においてＳレンジの範囲がＤレンジの範囲に隣接して設けられている。また、これに伴い、実施の形態２に係る入力装置１０におけるＳレンジへのレンジの切り換え方法が実施の形態１に係る入力装置１０と異なる。これ以外は、実施の形態２に係る入力装置１０の構成、作用および効果は実施の形態１に係る入力装置１０と同様であるため、その説明は省略する。

具体的には、図８に示すように、Ｐ、Ｒ、Ｎ、ＤおよびＳのラベル９１は、ノブ２０の周方向に等間隔に配置されている。これに応じて、ノブ２０の回転範囲について、所定角度（α度）ごとにレンジの範囲が区切られている。この場合、たとえば、右方向を＋とし、その反対回りの方向を−として、エンジンの始動時におけるノブ２０の位置を初期値（０度）とする。Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの各範囲は実施の形態１と同様であり、Ｓレンジの範囲は＋７α／２度から＋９α／２度までの範囲である。このため、回転レンジ切り換え用範囲は−α／２度から＋９α／２度までの角度範囲であり、変速用範囲は＋７α／２度から＋９α／２度までの角度範囲であって、変速用範囲の基準位置は変速用範囲の中心（この実施の形態では、＋８α／２）である。

次に、入力装置１０の動作方法について、図９Ａ〜図１１を参照して説明する。この入力装置１０の動作方法は制御部１００により制御される。なお、図９Ａ〜図９Ｉにおいて、ノブ２０の上面には、説明の便宜上、現在のレンジの設定位置を示すための棒状の印を点線で示しているが、このような印はノブ２０に設けられていなくてもよい。なお、図１０および図１１のステップＳ１〜Ｓ１６の処理は、図６のステップＳ１〜Ｓ１６の処理と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

まず、図９Ａに示すように、操作者が車両のフットブレーキ（図示せず）を踏んでエンジンを始動すると(ステップＳ１：ＹＥＳ)、制御部１００は、レンジをＰレンジに設定し、また、ノブ２０の押下を禁止し、さらに、ノブ２０の回転範囲をＰレンジからＤレンジまでの範囲に設定する(ステップＳ２)。

そして、図９Ｂに示すように、操作者によってレンジがＤレンジに切り換えられると(ステップＳ３：ＹＥＳ)、制御部１００は、レンジをＤレンジに設定し、また、ノブ２０の押下禁止を解除する(ステップＳ４)。ここで、図９Ｃに示すように、ノブ２０が押下されると(ステップＳ５：ＹＥＳ)、制御部１００は、ノブ２０の回転範囲をＤレンジからＳレンジまでの範囲に変更する(ステップＳ２１)。これにより、操作者は、レンジをＤレンジとＳレンジとの範囲で変更することが可能になる。

そして、図９Ｄに示すように、ノブ２０が押下された状態で(ステップＳ５：ＹＥＳ)、ノブ２０がＤレンジの範囲からＳレンジの範囲に回転されると(ステップＳ２２：ＹＥＳ)、制御部１００は、レンジをＳレンジに設定し(ステップＳ８)、ノブ２０の押下が解除されるかを判定する(ステップＳ２３)。

図９Ｅに示すように、ノブ２０の押下がなされなくなり、ノブ２０の押下が解除されると(ステップＳ２３：ＹＥＳ)、制御部１００は、ノブ２０の回転範囲がＰレンジからＳレンジまでの範囲に設定される。これにより、操作者は、ノブ２０を押下せずに回転すると、そのノブ２０の回転位置に応じてレンジが切り替えられる。ここで、Ｓレンジ以外のレンジに切り換えられてノブ２０が再び押下されなければ(ステップＳ２４：ＹＥＳ)、制御部１００は、ステップＳ６の処理に戻る。

一方、図９Ｆに示すように、Ｓレンジのまま、ノブ２０が再び押下されると(ステップＳ２４：ＹＥＳ)、制御部１００は、ノブ２０の回転範囲を、図９Ｅの矢印に示すＰレンジからＳレンジまでの回転レンジ切り換え用範囲から、図９Ｆの矢印に示すＳレンジの変速用範囲へ変更する。

ここで、図９Ｇに示すように、操作者がノブ２０を押下したまま基準位置から右方向に所定角度（この実施の形態では、＋９α／２度の位置まで）回転すると(ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ１１：ＹＥＳ)、たとえば、４速にシフトアップする(ステップＳ１２)。一方、図９Ｈに示すように、操作者がノブ２０を押下したまま基準位置から左方向に所定角度（この実施の形態では、＋７α／２度の位置まで）回転すると(ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ１１：ＮＯ)、たとえば、２速にシフトダウンする(ステップＳ１３)。

そして、制御部１００は、ノブ２０が所定角度まで回転された後に変速用範囲の基準位置に戻されたか否かを判定する(ステップＳ１４)。ここで、ノブ２０が基準位置に戻されたら(ステップＳ１４：ＹＥＳ)、ノブ２０の回転方向および回転回数に応じてシフトアップおよびシフトダウンがなされる(ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３)。一方、図９Ｉに示すように、ノブ２０が押下されなくなれば(ステップＳ１０：ＮＯ、Ｓ１５：ＮＯ)、制御部１００は、レンジをＤレンジに設定し(ステップＳ１６)、ステップＳ５の処理に戻る。

（実施の形態２の変形例）
図１０および図１１に示すように、ノブ２０の回転回数に応じてＳレンジにおいて変速がなされた。これに対して、Ｓレンジにおける変速の方法はこれに限定されない。たとえば、図１２および図１３に示すように、ノブ２０の回転時間に応じてＳレンジにおいて変速がなされてもよい。この場合、図１３に示すフローでは、図１１に示したフローのうち、ステップＳ１４およびＳ１５の処理に代えて、ステップＳ１１４およびＳ１１５の処理をステップＳ９の処理とＳ１１、Ｓ１６の処理の間に行う点が相違する。なお、これ以外の図１２および図１３のステップの処理は、図１０および図１１のステップの処理と同様であるため、その説明は省略する。また、図１１のステップＳ１１４およびＳ１１５の処理は図７のステップＳ１１４およびＳ１１５の処理と同様であるため、その説明は省略する。

（実施の形態３）
実施の形態２に係る変速機の入力装置１０では、ノブ２０がＤレンジの範囲に設定されている場合にノブ２０が押下された上で回転されることによりレンジがＤレンジからＳレンジに切り換えられた。ただし、Ｓレンジに切り換える方法はこれに限定されない。たとえば、実施の形態３に係る変速機の入力装置１０では、ノブ２０がＤレンジの範囲に設定されている場合にノブ２０が押下されてから押下が解除された上で回転されることによりレンジがＤレンジからＳレンジに切り換えられる。これ以外は、実施の形態３に係る入力装置１０の構成、作用および効果は実施の形態２に係る入力装置１０と同様であるため、その説明は省略する。

具体的に、入力装置１０の動作方法について、図１４Ａから図１６を参照して説明する。この入力装置１０の動作方法は制御部１００により制御される。なお、図１４Ａ〜図１４Ｉにおいて、ノブ２０の上面には、説明の便宜上、現在のレンジの設定位置を示すための棒状の印を点線で示しているが、このような印はノブ２０に設けられていなくてもよい。なお、図１５および図１６のステップＳ１〜Ｓ１６の処理は、図６のステップＳ１〜Ｓ１６の処理と同様であるため、その詳細な説明は省略する。

まず、図１４Ａに示すように、エンジンを始動すると(ステップＳ１：ＹＥＳ)、制御部１００は、レンジをＰレンジに設定して、また、ノブ２０の押下を禁止し、さらに、ノブ２０の回転範囲をＰレンジからＤレンジまでの範囲に設定する(ステップＳ２)。

そして、図１４Ｂに示すように、レンジがＤレンジに切り換えられると(ステップＳ３：ＹＥＳ)、制御部１００は、レンジをＤレンジに設定し、また、ノブ２０の押下禁止を解除する(ステップＳ４)。ここで、図１４Ｃに示すように、ノブ２０が押下されると(ステップＳ５：ＹＥＳ)、制御部１００は、ノブ２０の回転範囲をＤレンジの範囲に制限する。

続いて、図１４Ｄに示すように、ノブ２０の押下が解除されると(ステップＳ３１：ＹＥＳ)、制御部１００は、ノブ２０の回転範囲をＰレンジからＳレンジまでの範囲に変更する(ステップＳ３２)。これにより、操作者は、レンジをＰレンジとＳレンジとの範囲で変更することが可能になる。

そして、図１４Ｅに示すように、ノブ２０がＳレンジの範囲に回転されると(ステップＳ３３：ＹＥＳ)、制御部１００はレンジをＳレンジに設定する。そして、ノブ２０が再び押下されると(ステップＳ３４：ＹＥＳ)、制御部１００は、ノブ２０の回転範囲を、図１４Ｅの矢印に示すＰレンジからＳレンジまでのレンジ切り換え用範囲から、図１４Ｆの矢印に示すＳレンジの変速用範囲へ変更する。

ここで、図１４Ｇに示すように、操作者がノブ２０を押下したまま基準位置から右方向に所定角度まで回転すると(ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ１１：ＹＥＳ)、たとえば、４速にシフトアップする(ステップＳ１２)。一方、図１４Ｈに示すように、操作者がノブ２０を押下したまま基準位置から左方向に所定角度まで回転すると(ステップＳ９：ＹＥＳ、ステップＳ１１：ＮＯ)、たとえば、２速にシフトダウンする(ステップＳ１３)。

そして、制御部１００は、ノブ２０が所定角度まで回転された後に変速用範囲の基準位置に戻されたか否かを判定する(ステップＳ１４)。ここで、ノブ２０が基準位置に戻されたら(ステップＳ１４：ＹＥＳ)、ノブ２０の回転方向および回転回数に応じてシフトアップおよびシフトダウンがなされる(ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３)。一方、図１４Ｉに示すように、ノブ２０が押下されなくなれば(ステップＳ１０：ＮＯ、Ｓ１５：ＮＯ)、制御部１００は、レンジをＤレンジに設定し(ステップＳ１６)、ステップＳ５の処理に戻る。

（実施の形態３の変形例）
図１５および図１６に示すように、ノブ２０の回転回数に応じてＳレンジにおいて変速がなされた。これに対して、Ｓレンジにおける変速の方法はこれに限定されない。たとえば、図１７および図１８に示すように、ノブ２０の回転時間に応じてＳレンジにおいて変速がなされてもよい。この場合、図１８に示すフローでは、図１６に示したフローのうち、ステップＳ１４およびＳ１５の処理に代えて、ステップＳ１１４およびＳ１１５の処理をステップＳ９の処理とＳ１１の処理の間に行う点が相違する。なお、これ以外の図１７および図１８のステップの処理は、図１５および図１６のステップの処理と同様であるため、その説明は省略する。また、図１８のステップＳ１１４およびＳ１１５の処理は図７のステップＳ１１４およびＳ１１５の処理と同様であるため、その説明は省略する。

（その他の実施の形態）
上記実施の形態１では、レンジがＤレンジである状態で、ノブ２０が押下されると、レンジがＳレンジに切り換えられた。これに対し、レンジがＳレンジに切り換えられるタイミングはこれに限定されない。たとえば、レンジがＤレンジである状態で、ノブ２０が押下された後に、ノブ２０が押下されなくなった時に、レンジがＳレンジに切り換えられてもよい。

上記実施の形態２では、ノブ２０が押下されてＳレンジに切り換えられた後に、ノブ２０の押下が解除されて、再びノブ２０が押下されて回転された時に、変速がなされた。これに対して、変速されるタイミングはこれに限定されない。たとえば、ノブ２０が押下されてＳレンジに切り換えられた後に、ノブ２０の押下が解除されずに、ノブ２０が回転された時に変速が行われてもよい。つまり、図１０、図１２のステップＳ２３およびＳ２４が省略されてもよい。

上記全実施の形態において、制御部１００は、第２前進走行レンジにおいてノブ２０が押下されている状態で他のレンジへの回転操作を制限してもよい。たとえば、制御部１００は、ノブ２０が押下されている状態におけるノブ２０の回転範囲を、ノブ２０が押下されていない状態におけるノブ２０のＳレンジの回転範囲よりも狭くするように回転制御部４０を制御し、ノブ２０の回転に基づいてＳレンジにおいて変速するようにしてもよい。

すなわち、図５Ｃ〜図５Ｅ、図９Ｆ〜図９Ｈ、および図１４Ｆ〜図１４Ｈでは、Ｓレンジにおける変速用範囲（基準位置（６α／２度または＋８α／２度）から±α／２）を回転レンジ切り換え用範囲におけるＳレンジのノブ２０の回転範囲（＋５α／２度〜＋７α／２度または＋７α／２度〜＋９α／２度）と同じに設定した。ただし、変速用範囲をＳレンジのノブ２０の回転範囲よりも狭く設定してもよい。

たとえば、変速用範囲をＳレンジのノブ２０の回転範囲の半分とし、変速用範囲の基準位置は変速用範囲の中心とする。これにより、変速用範囲がＳレンジのノブ２０の回転範囲と同じに設定されている場合には、操作者によって変速用の回転がなされた場合、公差などによってレンジが切り替わる誤操作の可能性がある。これに対して、変速用範囲をＳレンジのノブ２０の回転範囲よりも狭く設定すると、これらの間に間隙があるため、公差などがあっても誤操作が防止される。

上記全実施の形態では、レンジとしてＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、ＤレンジおよびＳレンジが設定されていたが、Ｐレンジが設けられていなくてもよい。たとえば、レンジとして、Ｒレンジ、Ｎレンジ、ＤレンジおよびＳレンジが少なくとも設けられていればよい。

なお、上記全実施の形態は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明の変速機の入力装置は、操作性に優れ、コストの削減が図られる変速機の入力装置等として有用である。

１０：変速機の入力装置
２０：ノブ
４０：回転制御部
５０：回転検出部
６０：押下検出部
１００：制御部

Claims

回転および押下による操作者の操作を行うためのノブと、
前記ノブの回転を検出する回転検出部と、
前記ノブの押下を検出する押下検出部と、
前記回転検出部および前記押下検出部の検出結果に基づいて、前記操作者による変速操作を受け付けない第１前進走行レンジと前記変速操作を受け付ける第２前進走行レンジとのレンジの切り換え、および、前記第２前進走行レンジにおける変速を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第１前進走行レンジにおいて前記ノブに所定の操作が行われた場合、前記第２前進走行レンジに前記レンジを切り換え、
前記第２前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されている状態で前記ノブが回転された場合、前記ノブの回転に基づいて変速するよう構成されている、変速機の入力装置。
前記制御部は、少なくとも前記第１前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されたことを条件として前記第２前進走行レンジに前記レンジを切り換えるよう構成されている、請求項１に記載の変速機の入力装置。
前記レンジは、前記第１前進走行レンジおよび前記第２前進走行レンジに加えて、少なくとも後退走行レンジおよびニュートラルレンジを有し、
前記制御部は、
前記レンジが前記第１前進走行レンジおよび前記第２前進走行レンジでない場合、前記ノブの押下を禁止し、
前記レンジが前記第１前進走行レンジまたは前記第２前進走行レンジである場合、前記ノブの押下の禁止を解除するように構成されている、請求項２に記載の変速機の入力装置。
前記制御部は、前記第２前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されている状態で前記ノブが回転された場合、前記ノブの基準位置から所定の回転角度までの回転操作の繰り返し回数または前記所定の回転角度での維持時間に基づいて変速するように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の変速機の入力装置。
前記レンジは、前記第１前進走行レンジおよび前記第２前進走行レンジに加えて、少なくとも後退走行レンジおよびニュートラルレンジを有し、
前記制御部は、前記第２前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されている状態で他の前記レンジへの回転操作を制限するよう構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の変速機の入力装置。
前記ノブの回転範囲を制御する回転制御部をさらに備え、
前記制御部は、
前記第２前進走行レンジ以外のレンジにおいて前記ノブが押下されていない状態で前記ノブが回転された場合、前記ノブの回転に基づいて前記レンジを切り換え、
前記第２前進走行レンジにおいて前記ノブが押下されている状態で前記ノブが回転された場合、前記ノブの回転範囲を前記ノブが押下されていない状態における前記ノブの前記第２前進走行レンジの回転範囲よりも狭くするように前記回転制御部を制御するように構成されている、請求項５に記載の変速機の入力装置。