JP7218999B2 - 自動変速機の操作レバー装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の操作レバー装置に関する。

従来、車両に搭載される自動変速機として、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）や無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）が広く知られている。

自動変速機は、Ｐレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジおよびＤレンジを含む変速レンジ（シフトレンジ）を有している。これらの変速レンジを切り替えるため、車両の車室内には、シフトレバー（セレクトレバー）が配設されている。シフトレバーの可動域には、変速レンジに対応したシフトポジションとして、Ｐポジション、Ｒポジション、ＮポジションおよびＤポジションが設定されている。

自動変速機には、コントロールシャフトが設けられている。コントロールシャフトの一端部には、アウタレバーが取り付けられている。アウタレバーには、シフトケーブル（コントロールケーブル）の一端が接続され、シフトケーブルの他端は、シフトレバーに接続されている。コントロールシャフトの他端部は、マニュアルバルブのスプールに連結されている。これにより、シフトレバーが操作されると、その操作がシフトケーブルを介してアウタレバーに入力され、その入力によりコントロールシャフトが回動する。そして、コントロールシャフトの回動に伴って、マニュアルバルブのスプールが移動し、シフトポジションに対応した出力ポートから油圧が出力されることにより、Ｐレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジまたはＤレンジが選択的に構成される。

特開２００７－２８３８１９号公報

最近、車両を駐車スペースに駐車する際に、ステアリングの自動操作により駐車をアシストするパーキングアシスト機能を搭載した車両が提供されている。

ところが、シフトレバーと自動変速機（アウタレバー）とがシフトケーブルで接続された構成では、シフトレンジの切り替えにシフトレバーの操作が伴うので、言い換えれば、シフトレバーを操作しなければシフトレンジが切り替わらないので、シフトレンジの切り替えを自動化することはできない。

自動変速機にマニュアルバルブのスプールを移動させるアクチュエータが設けられて、シフトポジションに応じてアクチュエータが制御されることによりシフトレンジが切り替えられる、いわゆるシフト・バイ・ワイヤシステムの採用により、シフトレンジの切り替えの自動化が可能になる。しかしながら、システムに電気失陥が発生した場合に、自動変速機が変速不能となり、車両が走行不能になる。

本発明の目的は、シフトレバーと自動変速機とがケーブルで接続された構成において、シフトレンジの切り替えの自動化を図ることができる、自動変速機の操作レバー装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る自動変速機の操作レバー装置は、レバー軸を支点に回動可能に設けられる操作レバーと、回動軸を支点に回動可能に設けられる回動部材と、一端が回動部材に接続され、他端が自動変速機に接続されるケーブルと、回動部材を回動させる駆動力を発生するモータとを含み、操作レバーは、操作位置と操作位置からレバー軸の軸線方向の一方側に傾倒した傾倒位置とに変位可能に設けられ、操作位置に位置する状態でレバー軸を支点とする回動が許容されるとともに回動部材に連結され、傾倒位置に位置する状態で回動部材との連結が解除される。

この構成によれば、操作レバーが操作位置に位置する状態では、操作レバーと回動部材とが連結されるので、操作レバーが回動されると、操作レバーの回動と同期して回動部材が回動し、その回動に伴ってケーブルが移動する。そのため、操作レバーの操作をケーブルを介して自動変速機に入力することができ、この入力により自動変速機の変速レンジを切り替えることができる。

操作レバーが操作位置から傾倒位置に変位されると、操作レバーと回動部材との連結が解除される。これにより、回動部材が操作レバーと無関係に回動可能となり、モータの駆動力で回動部材を回動させることができる。モータの駆動力で回動部材を回動させて、その回動に伴ってケーブルを移動させることにより、自動変速機の変速レンジを切り替えることができる。

よって、操作レバーと自動変速機とがケーブルで接続された構成において、変速レンジの切り替えの自動化を図ることができる。

また、モータの駆動を伝達および遮断する電磁クラッチが設けられている場合、操作レバーが傾倒位置に位置する状態、つまりモータの駆動力で回動部材が回動される状態において、自動変速機が搭載された車両に電気失陥が発生した場合には、モーター駆動の接続が切れるように電磁クラッチを設定することで回動部材を手動で強制的に回動させることが可能となる。これにより、変速レンジを切り替えることができる。そして、操作レバーを傾倒位置から操作位置に戻して、操作レバーを回動部材に連結させれば、操作レバーの操作による変速レンジの切り替えが可能になる。そのため、電気失陥時に車両が走行不能になることを抑制できる。

本発明によれば、シフトレバーと自動変速機とがケーブルで接続された構成において、シフトレンジの切り替えの自動化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るシフトレバー装置の断面図である。 シフトレバー装置の図解的な平面図である。 ゲート窓とグルーブドピンとの位置関係を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜シフトレバー装置＞
図１は、本発明の一実施形態に係るシフトレバー装置１の断面図である。図２は、シフトレバー装置１の図解的な平面図である。

シフトレバー装置１は、有段式または無段式の自動変速機とセットで車両に搭載され、たとえば、車室内のインストルメントパネルに設けられる。シフトレバー装置１は、シフトパネル１１、シフトレバー１２およびベースプレート１３を備えている。

シフトパネル１１は、車両の左右方向に幅を有する矩形板状をなし、その表面がインストルメントパネルに形成されている取付開口を車室内側から閉鎖するように配置される。シフトパネル１１には、車両の前後方向に延びるシフト溝２１が上下方向に貫通して形成されている。

シフトレバー１２は、シフトパネル１１のシフト溝２１を貫通して、車室内外に跨がって設けられる。シフトレバー１２は、二重軸構造をなし、外側の略円筒状のシャフト２２と、シャフト２２に挿通される略円柱状のロッド２３とを備えている。

ロッド２３は、シャフト２２の軸線方向に往復動可能に設けられており、スプリングの弾性力により上側に付勢されている。ロッド２３の中間部には、グルーブドピン４１（図３参照）が一体的に設けられている。グルーブドピン４１は、シフトパネル１１よりも下側の位置でロッド２３から突出し、シャフト２２に形成されたピン溝に挿通されてシャフト２２の外側に延びている。

シャフト２２の上端部には、シフトノブ２４が取り付けられている。ロッド２３の上端部は、シャフト２２から突出して、シフトノブ２４内に挿入されている。ロッド２３の上端部には、ブロック２５が取り付けられている。ブロック２５には、下側ほど右側に位置するように右下がりに傾斜した傾斜面２６が形成されている。

シフトノブ２４には、ノブボタン２７が設けられている。ノブボタン２７は、シフトノブ２４から右側に突出して設けられている。ノブボタン２７は、コイルばね（図示せず）の弾性力により右側に付勢されている。この付勢力に抗して、ノブボタン２７がシフトノブ２４内に押し込まれると、ノブボタン２７によりブロック２５の傾斜面２６が押圧され、その押圧力が傾斜面２６で下側に向かう力に変換されて、ロッド２３が下方に移動する。

ベースプレート１３は、シフトパネル１１の下側（車室外側）において、シフトレバー１２の左側に配置され、前後方向および上下方向に延びている。シフトレバー１２の下端部には、左側に延びるレバー軸２８が一体的に設けられている。レバー軸２８がベースプレート１３に回動可能に挿通されて保持されることにより、シフトレバー１２がレバー軸２８を支点に揺動可能に支持されている。シフトレバー１２の可動範囲には、たとえば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジションおよびＤ（ドライブ）ポジションがこの順に前側から後側に一列に並べて設けられている。

また、シフトレバー装置１は、回動部材３１およびモータ３２を備えている。モータ３２は、ステッピングモータからなる。

回動部材３１は、シフトパネル１１の下側において、シフトレバー１２の左側に配置されている。回動部材３１の下端部には、レバー軸２８と共通の軸線を有する回動軸３３が相対回転不能に挿通されている。

回動軸３３は、モータ３２の出力軸を兼ねており、モータ３２を貫通している。回動軸３３の端部には、アーム３４が相対回転不能に設けられている。アーム３４の先端部には、シフトケーブル（コントロールケーブル）３５の一端が接続され、シフトケーブル３５の他端は、自動変速機のアウタレバー（図示せず）に接続されている。

回動部材３１には、係合穴３６が左右方向に貫通して形成されている。これに対応して、シフトレバー１２のシャフト２２には、シャフト２２から回動部材３１側に突出する係合突起３７が形成されている。係合突起３７は、シフトレバー１２がＰポジションに位置する状態で、係合突起３７の先端部が係合穴３６に入って係合するように設けられている。

また、シフトパネル１１には、図２に示されるように、シフト溝２１におけるＰポジション（Ｐポジションのシフトレバー１２が配置される部分）から左側に矩形状に切り欠かれた切欠部３８が形成されている。そして、シフトレバー１２のシャフト２２は、図１に示されるように、上下２分割されており、各分割部分が前後方向に延びる連結軸３９により揺動可能に連結されている。これにより、シフトレバー１２は、Ｐポジションに位置する状態で、シフト溝２１に配置される操作位置と左側に傾倒して切欠部３８に配置される傾倒位置とに変位可能になっている。

ただし、図３に示されるように、シフトレバー１２がＰポジションに位置するとき、グルーブドピン４１がゲート窓４２の上端に当接している。この状態では、シフトレバー１２を操作位置から傾倒位置に変位させることができない。ノブボタン２７の押操作により、ロッド２３を下げて、グルーブドピン４１をゲート窓４２の上端から離間させることができ、シフトレバー１２を操作位置から傾倒位置に変位させることができる。また、シフトレバー１２を傾倒位置から操作位置に戻す際にも、グルーブドピン４１をゲート窓４２に挿通させるために、ノブボタン２７の押操作が必要である。

シフトレバー１２が操作位置に位置する状態では、係合突起３７が回動部材３１の係合穴３６に嵌入して係合する。これにより、シフトレバー１２が回動部材３１と連結される。そのため、シフトレバー１２がシフト溝２１に沿って操作されると、回動部材３１がシフトレバー１２と一体的に回動する。回動部材３１の回動により、回動軸３３が回動して、アーム３４が回動軸３３を支点に回動する。アーム３４の回動は、シフトケーブル３５を介してアウタレバーに入力され、その入力によりコントロールシャフトが回動する。そして、コントロールシャフトの回動に伴って、マニュアルバルブのスプールが移動し、シフトレバー１２のシフトポジションに対応した出力ポートから油圧が出力されることにより、自動変速機では、シフトポジションに対応したＰレンジ、Ｒレンジ、ＮレンジまたはＤレンジが選択的に構成される。

シフトレバー１２が操作位置から傾倒位置に変位されると、係合突起３７が回動部材３１の係合穴３６から離脱する。これにより、シフトレバー１２と回動部材３１との連結が解除される。そのため、モータ３２の駆動力により、回動部材３１を回動させることが可能になり、モータ３２の駆動力で回動部材３１を回動させることによる自動変速機の変速レンジの切り替えが可能になる。

シフトレバー１２に対する傾倒側の位置には、傾倒スイッチ４３が設けられている。シフトレバー１２が操作位置から傾倒位置に変位されると、傾倒スイッチ４３がオフからオンに切り替わる。これをトリガとして、たとえば、ステアリングの自動操作および変速レンジの自動切替により車両を駐車スペースに自動で駐車させる自動駐車制御が開始される。
この時、傾倒位置をＰレンジ横に設定することにより、自動駐車制御の開始は必ず車両がＰ（停止）とすることが出来るため、自動駐車制御開始のフェールセーフが容易に出来る

また、自動駐車制御の終了後にシフトレバー１２が傾倒位置から操作位置に戻されずにエンジンが停止された場合、次のエンジンの始動時に、たとえば、シフトレバー１２が傾倒位置から操作位置に戻されたことが傾倒スイッチ４３により検出され、ブレーキペダルが踏まれて、その他のエンジン始動条件（たとえば、パーキングブレーキが作動しているなど）も成立したことに応じて、エンジンの始動が許可される。

＜作用効果＞
以上のように、シフトレバー１２が操作位置に位置する状態では、シフトレバー１２と回動部材３１とが連結されるので、シフトレバー１２が回動されると、シフトレバー１２の回動と同期して回動部材３１が回動し、その回動に伴ってシフトケーブル３５が移動する。そのため、シフトレバー１２の操作をシフトケーブル３５を介して自動変速機に入力することができ、この入力により自動変速機の変速レンジを切り替えることができる。

シフトレバー１２が操作位置から傾倒位置に変位されると、シフトレバー１２と回動部材３１との連結が解除される。これにより、回動部材３１がシフトレバー１２と無関係に回動可能となり、モータ３２の駆動力で回動部材３１を回動させることができる。モータ３２の駆動力で回動部材３１を回動させて、その回動に伴ってシフトケーブル３５を移動させることにより、自動変速機の変速レンジを切り替えることができる。

よって、シフトレバー１２と自動変速機とがシフトケーブル３５で接続された構成において、変速レンジの切り替えの自動化を図ることができる。

また、シフトレバー１２が傾倒位置に位置する状態、つまりモータ３２の駆動力で回動部材３１が回動される状態において、自動変速機が搭載された車両に電気失陥が発生した場合には、回動部材３１を手動で強制的に回動させることにより、変速レンジを切り替えることが可能である。そして、シフトレバー１２を傾倒位置から操作位置に戻して、シフトレバー１２を回動部材３１に連結させれば、シフトレバー１２の操作による変速レンジの切り替えが可能になる。そのため、電気失陥時に車両が走行不能になることを抑制できる。

また、自動駐車制御の実行中に電気失陥が発生し、回動部材３１がＰポジションに位置するシフトレバー１２と左右方向に対向する正規の停止位置以外で停止した場合には、回動部材３１を手動で回動させて正規の停止位置に戻すこともできる。

シフトレバー１２に対する傾倒側の位置には、傾倒スイッチ４３が設けられている。シフトレバー１２が操作位置から傾倒位置に変位されると、傾倒スイッチ４３がオフからオンに切り替わる。これをトリガとして、たとえば、ステアリングの自動操作および変速レンジの自動切替により車両を駐車スペースに自動で駐車させる自動駐車制御が開始される。
この時、傾倒位置をＰレンジ横に設定することにより、自動駐車制御の開始は必ず車両がＰ（停止）とすることが出来るため、自動駐車制御開始のフェールセーフが容易に出来る
＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、切欠部３８がシフト溝２１におけるＰポジションの左側に形成されているとしたが、切欠部３８がシフト溝２１におけるＮポジションの左側に形成されていてもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：シフトレバー装置（操作レバー装置）
１２：シフトレバー
２８：レバー軸
３１：回動部材
３２：モータ
３３：回動軸
３５：シフトケーブル

Claims (1)

1. レバー軸を支点に回動可能に設けられる操作レバーと、
   回動軸を支点に回動可能に設けられる回動部材と、
   一端が前記回動部材に接続され、他端が自動変速機に接続されるケーブルと、
   前記回動部材を回動させる駆動力を発生するモータとを含み、
   前記操作レバーは、
   上下２分割されて、各分割部分が前記回動軸と直交する方向に延びる連結軸により揺動可能に連結されることにより、上側の前記分割部分が操作位置と前記操作位置から前記レバー軸の軸線方向の一方側に傾倒した傾倒位置とに変位可能に設けられ、
   上側の前記分割部分が前記操作位置に位置する状態で、前記レバー軸を支点とする回動が許容されるとともに、上側の前記分割部分に設けられた係合突起が前記回動部材に形成された係合穴に係合することにより前記回動部材に連結され、
   上側の前記分割部分が前記傾倒位置に位置する状態で、前記係合突起が前記係合穴から離脱することにより前記回動部材との連結が解除され、
   上側の前記分割部分の中心線と下側の前記分割部分の中心線とが前記連結軸の軸線方向から見て前記連結軸の中心を通り、
   上側の前記分割部分は、二重軸構造をなし、外側のシャフトと、シャフトに挿通される略円柱状のロッドとを備え、
   前記ロッドは、前記シャフトの軸線方向に往復動可能に設けられ、スプリングの弾性力により上側に付勢されており、
   前記ロッドの中間部には、グルーブドピンが一体的に設けられ、
   前記シャフトの上端部には、シフトノブが取り付けられており、
   前記シフトノブには、ノブボタンが設けられ、前記ノブボタンが押されると、前記ロッドが下方に移動し、
   上側の前記分割部分が前記操作位置に位置するときに、前記グルーブドピンがゲート窓に挿通されて、前記ゲート窓の上端に当接することにより、上側の前記分割部分を前記操作位置から前記傾倒位置に変位させることができず、前記ノブボタンが押されて、前記ロッドが下方に移動することにより、前記グルーブドピンが前記ゲート窓の上端から離間した状態で、上側の前記分割部分を前記操作位置と前記傾倒位置との間で変位させることができる、自動変速機の操作レバー装置。

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