WO2017135218A1 - シフト装置 - Google Patents

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WO2017135218A1
WO2017135218A1 PCT/JP2017/003310 JP2017003310W WO2017135218A1 WO 2017135218 A1 WO2017135218 A1 WO 2017135218A1 JP 2017003310 W JP2017003310 W JP 2017003310W WO 2017135218 A1 WO2017135218 A1 WO 2017135218A1
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knob
moderation
cam member
shift
control unit
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PCT/JP2017/003310
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English (en)
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山本 誠
寿治 片桐
修次 小縣
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株式会社東海理化電機製作所
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Publication date
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    • F16H2061/326Actuators for range selection, i.e. actuators for controlling the range selector or the manual range valve in the transmission

Definitions

  • the present invention relates to a shift device that switches a shift range of a transmission by a rotation operation.
  • the shift device As the shift device, a by-wire type shift device that switches the shift range of the transmission by rotating a knob has been developed (see, for example, Patent Document 1).
  • the shift device described in Patent Document 1 includes a moderation mechanism that holds a knob at an operation position corresponding to a selected shift range.
  • the vehicle includes a control device that controls the shift range of the transmission according to the operation position of the knob of the shift device.
  • the driver may stop the engine without switching the operation position of the knob of the shift device to the parking range.
  • the control device performs automatic return control for switching the shift range of the transmission to the parking range regardless of the operation position of the knob of the shift device. Then, since the operation position of the knob of the shift device is different from the shift range of the transmission, the control device changes the knob to the parking position in the automatic return control. If the knob is returned to the parking position in this manner, the driver may feel uncomfortable due to the driving sound generated by the rotation of the knob while the engine is stopped.
  • An object of the present invention is to provide a shift device that can suppress a sense of discomfort given to a driver when a knob is returned to a predetermined operation position.
  • a shift device includes a knob that is rotatable to select one of a plurality of shift ranges of a transmission of a vehicle, and engages with a part of the knob in a rotation direction of the knob.
  • a cam member that rotates integrally with the knob only when engaged with a part of the knob, a drive source that rotates the cam member, and a control unit that controls the drive source.
  • the drive source is controlled to rotate the knob to an operation position corresponding to a predetermined shift range, and the cam member has at least a pre-engagement section until the cam member is engaged with a part of the knob.
  • the voltage applied to the drive source is reduced as compared with the case where the cam member rotates in another section.
  • the control unit controls the drive source to rotate the knob to the operation position corresponding to the predetermined shift range when the specific condition is satisfied.
  • the control unit reduces the voltage applied to the drive source as compared to when the cam member rotates in another section. For this reason, the speed until the cam member engages with a part of the knob is suppressed.
  • the collision sound generated by the collision when the cam member engages with a part of the knob is suppressed, and the uncomfortable feeling given to the driver when the knob is returned to a predetermined shift position, for example, the parking position, is suppressed. be able to.
  • the control unit drives the drive while the cam member rotates in a pre-engagement section and a pre-engagement section including a predetermined section after the cam member is engaged with a part of the knob. It is preferable that the voltage applied to the source is gradually increased from the start of rotation of the cam member and is decreased compared to when the cam member rotates in the other section.
  • the control unit gradually increases the voltage applied to the drive source from the start of rotation while rotating the pre-engagement section including before and after the cam member is engaged with a part of the knob. While moving in the pre-compartment section, the rotational speed of the cam member is reduced compared to when rotating in the other sections. Further, since the voltage applied to the drive source is gradually increased in the section before and after the engagement, the rotational speed of the cam member when the cam member is engaged with a part of the knob is a value obtained by reducing the final rotational speed. can do.
  • the control unit determines when the cam member is engaged with a part of the knob based on a preset time from the start of rotation. According to the above configuration, the control unit determines when the cam member is engaged with a part of the knob based on a preset time from the start of rotation, and thus does not include a detection unit that detects the rotation of the cam member itself. It can be determined when the cam member engages a portion of the knob.
  • control unit determines when the cam member is engaged with a part of the knob by determining that the current value of the drive source is equal to or greater than a predetermined value.
  • the control unit determines when the cam member is engaged with a part of the knob by determining that the current value of the drive source is equal to or greater than a predetermined value. Without providing a detection unit for detection, it is possible to determine when the cam member is engaged from the result of actual engagement with a part of the knob.
  • the knob includes a moderation portion that holds the knob at an operation position corresponding to a shift range selected from the plurality of shift ranges, and a moderation pin that contacts the moderation portion by a biasing force of a spring. It is preferable to include.
  • the moderation portion includes a moderation surface having a plurality of peak portions and a plurality of valley portions and one of the peak portions and one of the valley portions alternately continuous, and the moderation portion is The moderation pin fits into one of the valleys to hold the knob in an operating position corresponding to the selected shift range, and the moderation pin crosses the peak to save the knob when rotating the knob. Is configured to give.
  • moderation can be given at the time of rotation operation of a knob with the moderation surface of the moderation part provided in the knob, and the moderation pin urged
  • the control unit is configured to allow the moderation pin to move from the top of each peak portion of the moderation surface to the bottom of the adjacent valley portion after the cam member rotates the pre-engagement section. It is preferable that the voltage applied to the drive source is reduced as compared to when the moderation pin moves from the bottom of each valley portion of the moderation surface to the top of the adjacent peak portion. In this case, it is preferable that the control unit determines, based on a preset time from the start of rotation, that the moderation pin moves from the top of each peak portion to the bottom of the valley portion of the moderation surface. .
  • the control unit determines a time until the moderation pin moves from the vicinity of the top of each peak to the bottom of the valley based on a preset time from the start of rotation. For this reason, the control unit can determine the position of the moderation pin with respect to the moderation surface without providing a detection unit that detects the rotation of the cam member itself.
  • FIG. 3 is a perspective top view of the shift device of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a perspective bottom view of the shift device of FIG. 2.
  • the front view which shows the positional relationship of the dial knob and rotor cam of the shift apparatus of FIG.
  • the bottom view which shows the positional relationship of the dial knob, rotor cam, and moderation pin of the shift apparatus of FIG.
  • the block diagram which shows the electric constitution of the shift apparatus of FIG.
  • the bottom view which shows the positional relationship of the dial knob, rotor cam, and moderation pin of the shift apparatus of FIG. The bottom view which shows the positional relationship of the dial knob, rotor cam, and moderation pin of the shift apparatus of FIG.
  • the bottom view which shows the positional relationship of the dial knob, rotor cam, and moderation pin of the shift apparatus of FIG. The bottom view which shows the positional relationship of the dial knob, rotor cam, and moderation pin of the shift apparatus of FIG. (A) and (b) are the figures which show the modification of control of the drive source by the shift apparatus of FIG.
  • the shift device 11 is provided in a center console 12 of the vehicle.
  • the shift device 11 includes a case 13 and a cylindrical dial knob 14 that is provided so as to be rotatable with respect to the case 13.
  • the case 13 is provided inside the center console 12.
  • the dial knob 14 is exposed outside the center console 12. When the dial knob 14 is rotated, a shift range of a transmission (not shown) is switched.
  • the case 13 has a case main body 13a having a box shape and a cover 13b covering the upper portion of the case main body 13a.
  • the cover 13b is provided with a hole 15 through which the dial knob 14 passes.
  • the dial knob 14 has a cylindrical knob body 50a and a cylindrical knob cover 50b attached to the upper peripheral surface of the knob body 50a.
  • annular groove 21 is formed in the upper part of the case body 13a.
  • a rotor cam 40 which is an annular cam member, and a part of the knob body 50a positioned on the rotor cam 40 are rotatably accommodated.
  • the inner peripheral wall 22 and the outer peripheral wall 23 are formed.
  • a notch 24 is provided over the rotation range (about 120 °) of the dial knob 14 on the front side of the shift device above the outer peripheral wall 23.
  • a portion of the cutout 24 of the outer peripheral wall 23 is a guide portion 23a.
  • the guide part 23a functions as a guide for guiding the knob body 50a.
  • a through hole 25 is provided in the lower portion of the outer peripheral wall 23 where the notch 24 is provided over the rotation range (about 120 °) of the dial knob 14.
  • an arcuate arc-shaped groove 26 is formed along the annular groove 21 outside the guide portion 23a.
  • a magnet for position detection (not shown) is installed in the arc-shaped groove 26.
  • a guide hole 27 for attachment is provided on the left side of the notch 24 in the outer peripheral wall 23.
  • the rotor cam 40 is slidably rotatable with respect to the case body 13a in the annular groove 21.
  • the rotor cam 40 is a gear having continuous teeth formed on the outer periphery.
  • a part of the outer periphery of the rotor cam 40 is provided with a box-like engaging portion 41 that engages with the knob body 50a.
  • a cam position sensor 102 for detecting the rotational position of the rotor cam 40 is provided in the engaging portion 41.
  • the cam position sensor 102 corresponds to a detection unit.
  • the rotor cam 40 is positioned in the annular groove 21 by being installed in the annular groove 21 so as to pass through the mounting guide hole 27.
  • Two guide portions 43 are provided on the upper portion of the rotor cam 40.
  • the guide part 43 is provided along the inner wall of the knob body 50a.
  • the guide portion 43 regulates the rotation range of the rotor cam 40 by guiding the rotation of the rotor cam 40 and abutting against a protrusion provided inside the knob body 50a.
  • An annular large-diameter portion 51 is provided at the lower portion of the knob body 50a in the axial direction.
  • the large diameter part 51 is provided with a notch 53.
  • the notch 53 is formed over a range including the arc-shaped groove 26 and the guide hole 27 of the case main body 13a.
  • a grip portion 54 that grips the guide portion 23 a is provided outside the large diameter portion 51.
  • the grip part 54 guides the rotation of the knob body 50a by gripping the guide part 23a in a slidable manner.
  • the knob body 50 a is provided with a locking hole 55 on the opposite side of the grip portion 54. By inserting the lock member 96 into the lock hole 55, the rotation of the knob body 50a is restricted.
  • a shift position sensor for detecting the operation position of the dial knob 14 is provided on the lower surface of the knob body 50a.
  • An annular small-diameter portion 52 that is continuous with the large-diameter portion 51 is provided at the upper portion in the axial direction of the knob body 50a.
  • a disc-shaped moderation portion 56 that provides moderation to the dial knob 14 is provided on the lower inner wall of the small diameter portion 52.
  • a moderation surface 60 is formed on the lower surface of the moderation portion 56 (see FIG. 4).
  • the knob cover 50b is fixed so as to cover the peripheral surface of the small diameter portion 52 of the knob body 50a.
  • the knob cover 50b is inserted into the hole 15 of the cover 13b from below and is kept exposed to the outside.
  • Two moderation pins 30 are provided on the upper portion of the case body 13a via springs 31.
  • the moderation pin 30 is provided in contact with the moderation surface 60 of the knob body 50a by the biasing force of the spring 31 (see FIG. 4).
  • the moderation unit 56, the moderation pin 30 and the like function as a moderation mechanism.
  • the holder 71 is fixed to the upper part of the case body 13a.
  • the holder 71 is provided so as to be inserted into the knob body 50a.
  • a disc-shaped cover panel 72 is attached to the upper portion of the holder 71.
  • the cover panel 72 closes the opening of the knob body 50a or the knob cover 50b from the inside. Further, the cover panel 72 is rotatable relative to the knob body 50a and the knob cover 50b.
  • the cover panel 72 is provided with a plurality of through holes 73.
  • the same number of through-holes 73 as the transmission shift range (here, four) are provided.
  • Each through-hole 73 is arranged in a line along the outer periphery at a portion off the center of the cover panel 72.
  • a plurality of marks 74 indicating the type of shift range are provided on the upper surface (front surface) of the cover panel 72.
  • “D” indicating the drive range correspond to each through hole 73 along the outer periphery. Are in a row.
  • Each mark 74 is formed of a translucent material.
  • a light guide 75 for mark illumination and a plurality of light guides 76 for range notification are respectively held inside the holder 71.
  • the light guide 75 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the width of the light guide 75 is set to be approximately the same as the formation range of the marks 74 on the cover panel 72.
  • the light guide 75 is located immediately below the formation range of each mark 74 on the cover panel 72.
  • the light guide 75 irradiates light from a light source (not shown) provided immediately below the light guide 75 from the back of each mark 74. That is, each mark 74 is illuminated from the back.
  • Each light guide 76 has a rectangular thin plate shape.
  • the tip of each light guide 76 is fitted into each through hole 73 from below the cover panel 72 and exposed to the outside.
  • Each light guide 76 emits the light to the outside while guiding light from each light source (not shown) provided immediately below them to the upper part of the holder 71. Only the light source of the light guide 76 corresponding to the shift
  • the case 13 is provided with a drive mechanism 80.
  • the drive mechanism 80 is a mechanism that rotates the dial knob 14 and operates, for example, when the vehicle driving source is stopped while the dial knob 14 is rotated to the drive position.
  • the drive mechanism 80 includes a first motor 81, which is a drive source, a worm 82, a worm wheel 83, a connecting shaft 84, and a gear 85.
  • the first motor 81 is provided inside the case body 13a.
  • the drive shaft 81a of the first motor 81 extends in the front-rear direction of the shift device.
  • a worm 82 is coaxially attached to the drive shaft 81a.
  • the worm 82 meshes with a worm wheel 83 that is orthogonal to the drive shaft 81a and extends in the vertical direction of the shift device.
  • the worm 82 and the worm wheel 83 constitute a worm gear.
  • a connecting shaft 84 is fixed to the worm wheel 83.
  • a gear housing portion 28 (see FIG. 2) that houses a gear 85 that rotates the rotor cam 40 is provided on the upper portion of the case body 13a.
  • the connecting shaft 84 penetrates from the inside of the case main body 13a to the gear accommodating portion 28 of the case main body 13a.
  • a gear 85 is fixed to the end of the connecting shaft 84 where the worm wheel 83 is not connected.
  • the gear 85 meshes with the rotor cam 40.
  • the case 13 is provided with a shift lock mechanism 90 that restricts the rotation operation of the dial knob 14.
  • the shift lock mechanism 90 operates when the drive source of the vehicle is stopped in a state where the dial knob 14 is located at the parking position that is the operation position corresponding to the parking range “P”.
  • the shift lock mechanism 90 includes a second motor 91, a worm 92, a worm wheel 93, a connecting shaft 94, a cam member 95, and a lock member 96.
  • the second motor 91 is provided inside the case body 13a.
  • the drive shaft 91a of the second motor 91 extends in the front-rear direction of the shift device.
  • a worm 92 is coaxially attached to the drive shaft 91a.
  • the worm 92 is engaged with a worm wheel 93 that is orthogonal to the drive shaft 91a and extends in the vertical direction of the shift device.
  • the worm 92 and the worm wheel 93 constitute a worm gear.
  • a connecting shaft 94 is fixed to the worm wheel 93.
  • a lock housing portion 29 (see FIG. 2) that houses a lock member 96 and a cam member 95 that transmits a driving force to the lock member 96 is provided on the upper portion of the case body 13a.
  • the connecting shaft 94 penetrates from the inside of the case body 13a to the lock housing portion 29 of the case body 13a.
  • a cam member 95 is fixed to the end of the connecting shaft 94 where the worm wheel 93 is not connected.
  • the rotation of the second motor 91 is transmitted to the cam member 95 via the worm 92, the worm wheel 93, and the connecting shaft 94.
  • the cam member 95 abuts on the lock member 96 and moves the lock member 96 linearly as the cam member 95 rotates.
  • the lock member 96 includes a rectangular parallelepiped lock portion 96 a that enters the lock hole 55 of the knob body 50 a and a plate-like contact portion 96 b that contacts the cam member 95.
  • the lock member 96 is always urged toward the knob body 50 a by a spring 97 provided between the lock member 96 and the lock housing portion 29.
  • the lock member 96 moves to the unlock position when the long diameter portion of the cam member 95 abuts, and moves to the lock position by being biased by the spring 97 when the small diameter portion of the cam member 95 abuts.
  • 3 and 4 show a state in which the shift lock mechanism 90 restricts the rotation of the dial knob 14.
  • the engaging portion 41 of the rotor cam 40 is located near the left end side of the notch 53 of the knob body 50a. Yes. Since the engaging portion 41 of the rotor cam 40 is located in the vicinity of the left end side of the notch 53 of the knob body 50a, the dial knob 14 cannot be rotated from the parking position to the driving position, in other words, counterclockwise.
  • a plurality of peak portions 62 and a plurality of valley portions 61 are formed on the moderation surface 60 of the moderation portion 56 of the knob body 50 a, and one of the peak portions 62 and one of the valley portions 61 are formed. It is alternately continuous.
  • the moderation surface 60 is provided with one set of a plurality of peak portions 62 and a plurality of valley portions 61 for each of the two moderation pins 30.
  • the moderation surface 60 is provided with four valley portions 61 (61p, 61r, 61n, 61d) along the rotation direction of the knob body 50a with respect to each moderation pin 30.
  • Mountain portions 62 (62a, 62b, 62c, 62d, 62e) are provided at positions adjacent to the valley portions 61p, 61r, 61n, 61d.
  • the valley portion 61 and the mountain portion 62 are smoothly continuous in the rotation direction of the knob body 50a.
  • Each trough 61p, 61r, 61n, 61d corresponds to the operation position of the dial knob 14 that is operated when switching each shift range “P”, “R”, “N”, “D” of the transmission.
  • the moderation pin 30 is constantly urged in the direction in which it is pressed against the moderation surface 60 by the elastic force of the spring 31. As the knob body 50a rotates, the tip of the moderation pin 30 slides in an elastic contact with the moderation surface 60, and is sequentially engaged with the valley portions 61p, 61r, 61n, 61d. Thereby, an operation feeling such as moderate moderation feeling can be obtained via the dial knob 14.
  • the operation position of the knob body 50a when the moderation pin 30 is engaged with each of the valley portions 61p, 61r, 61n, 61d corresponds to each shift range “P”, “R”, “N”, “D”. To do.
  • the shift range of the transmission is switched by rotating the knob body 50a to each operation position corresponding to each shift range “P”, “R”, “N”, “D” through operation of the dial knob 14.
  • the rotor cam 40 is normally positioned in a state where the rotation of the knob body 50a is not restricted (see FIG. 9). Further, the rotor cam 40 is rotated together with the dial knob 14 only when the dial knob 14 is rotated to the parking position, with the engaging portion 41 being engaged with the left end of the notch 53 of the knob body 50a by the driving force of the first motor 81. (See FIG. 11 and FIG. 12).
  • the shift device 11 includes a shift position sensor 101, a cam position sensor 102, and a control unit 103.
  • a shift position sensor 101 and a cam position sensor 102 are connected to the control unit 103.
  • a first motor 81, a second motor 91, and a light source 104 are connected to the control unit 103, respectively.
  • an engine switch 105, a foot brake switch 106, and a transmission 107 provided on the vehicle are also connected to the control unit 103.
  • the shift position sensor 101 generates an electrical signal corresponding to the operation position of the knob body 50a.
  • the cam position sensor 102 generates an electrical signal corresponding to the rotational position of the rotor cam 40.
  • the light source 104 individually supplies light to the light guide 75 and the plurality of light guides 76.
  • the light source 104 may include a plurality of light emitting diodes corresponding to the light guides 75 and 76.
  • the engine switch 105 detects an operation when stopping or starting an engine (not shown) that is a driving source for driving the vehicle.
  • the foot brake switch 106 detects that a brake pedal (not shown) is depressed.
  • the control unit 103 detects the operation position of the dial knob 14 based on the electric signal generated by the shift position sensor 101, more precisely the operation positions “P”, “R”, “N”, and “D” of the knob body 50a. . Then, the control unit 103 generates a command signal for switching the shift range of the transmission 107 according to the operation position of the knob body 50a.
  • the control unit 103 controls the driving of the first motor 81 and the second motor 91 according to the operation position of the knob body 50a and the on / off state of the engine switch 105 and the foot brake switch 106.
  • control unit 103 sets the shift range of the transmission 107 regardless of the operation position of the dial knob 14 when a specific event that is set in advance as the shift range of the transmission 107 should be switched to the parking range is detected.
  • a command signal for automatically switching to the parking range is generated.
  • specific events for example, the engine is stopped as a driving source for driving the vehicle, the mechanical key is pulled out from the key cylinder, or the door is opened. These specific events are detected by various sensors including the engine switch 105.
  • the control unit 103 performs control according to the state of the dial knob 14 at that time. That is, an electrical signal generated by a sensor that detects a specific event functions as a trigger signal that triggers execution of control according to the state of the dial knob 14.
  • the trigger signal is, for example, an electrical signal indicating that the engine switch 105 has been turned off, an electrical signal indicating that the mechanical key has been pulled out of the key cylinder, or an electrical signal indicating that the door has been opened.
  • control unit 103 detects that a specific event is detected, and maintains the dial knob 14 at the operation position corresponding to the shift ranges “R”, “N”, and “D” other than the parking range “P”.
  • a specific condition including that is established is established, an automatic return operation of the dial knob 14 is executed. That is, the dial knob 14 is automatically switched to the parking position that is the operation position corresponding to the parking range “P”.
  • the control unit 103 controls the first motor 81 to rotate the dial knob 14 to the operation position corresponding to the parking range “P” when the specific condition is satisfied. At this time, the control unit 103 rotates the rotor cam 40 while the rotor cam 40 rotates during a pre-engagement period from the start of rotation until the engagement portion 41 of the rotor cam 40 engages with the left end of the notch 53 of the dial knob 14. Decrease the speed compared to rotating other sections. In the pre-engagement section, only the rotor cam 40 is rotated by driving the first motor 81. In the post-engagement section, the rotor cam 40 that rotates by driving the first motor 81 pushes the knob body 50a, whereby the rotor cam 40 and the knob body 50a rotate together. The control unit 103 determines when the rotor cam 40 is engaged with the dial knob 14 by a preset time t from the start of rotation.
  • the control unit 103 rotates the rotor cam 40 by driving the first motor 81, and the rotor cam 40 engages with the left end of the notch 53 of the knob body 50a at time t1.
  • the control unit 103 determines a pre-engagement section (time 0 to time t1) and a predetermined section after the engagement portion 41 of the rotor cam 40 is engaged with the left end of the notch 53 of the knob body 50a (post-engagement section, here time t1).
  • the driving voltage V of the first motor 81 is not constant but is gradually increased from the start of rotation (time 0) while the rotor cam 40 rotates in a section before and after engagement (time 0 to time t2) including the time t2).
  • the drive voltage V of the first motor 81 in the pre-engagement section (time 0 to time t1) is set lower than when the rotor cam 40 rotates in other sections. Further, the drive voltage V of the first motor 81 in the post-engagement section (time t1 to time t2) becomes equal to or higher than the drive voltage V at time t1, and gradually increases to the first voltage V1 at the normal time.
  • control unit 103 is configured such that the moderation pin 30 is adjacent to the bottom 63 (63p, 63r, 63n, 63d), the rotational speed of the dial knob 14 is reduced as compared to when the moderation pin 30 moves other parts of the moderation surface 60.
  • the parking range “P” corresponds to a predetermined shift range that is automatically returned.
  • the control unit 103 does not have a constant driving voltage for driving the first motor 81, and the moderation pin 30 is adjacent to the valley portion 61 adjacent from the apex 64 of each peak portion 62 of the moderation surface 60.
  • the second voltage V2 which is smaller than the normal first voltage V1.
  • the second voltage V2 is preferably smaller than 50% of the first voltage V1, for example.
  • the control unit 103 drives the first motor 81 with the first voltage V ⁇ b> 1 until the moderation pin 30 reaches the top 64 of the peak portion 62 of the moderation surface 60. Then, while the moderation pin 30 moves from the top 64 of the peak portion 62 to the bottom 63 of the valley portion 61, the control unit 103 controls the first motor 81 with the second voltage V2 that is lower than the normal first voltage V1. Drive.
  • the rotation speed of the knob body 50a By controlling the rotation speed of the knob body 50a with respect to the moderation pin 30 in this way, the speed when the moderation pin 30 heads toward the valley portion 61 of the moderation surface 60 is suppressed, and the moderation pin 30 is connected to the valley portion 61 of the moderation surface 60.
  • the collision sound generated by the collision near the bottom 63 is suppressed. Therefore, the uncomfortable feeling given to the driver when the dial knob 14 is returned to the parking position, for example, can be suppressed.
  • the shift device 11 can be operated with the dial knob 14 positioned at the operation position corresponding to the parking range “P”. It becomes.
  • the moderation pin 30 is fitted in the valley 61p corresponding to the parking range “P” of the moderation surface 60.
  • the rotor cam 40 moves to a position where the rotation operation of the knob body 50a is not restricted.
  • the lock member 96 of the shift lock mechanism 90 is located at the unlock position. Since the engaging portion 41 of the rotor cam 40 is located at the substantially center in the circumferential direction of the notch 53 of the knob body 50a, the dial knob 14 can be rotated. If the driver rotates the dial knob 14 in this state, the shift range can be changed while giving a moderation feeling by the moderation pin 30 and the moderation surface 60 of the moderation unit 56.
  • the dial knob 14 is rotated to the operation position corresponding to the drive range “D” in order to drive the vehicle by the driver.
  • the knob body 50a is rotated from the operation position corresponding to the parking range “P” to the operation position corresponding to the drive range “D” while the moderation pin 30 slides on the moderation surface 60.
  • the moderation pin 30 is fitted in the valley 61 d corresponding to the drive range “D” of the moderation surface 60.
  • the rotor cam 40 does not move from a position where the rotation operation of the knob body 50a is not restricted.
  • the shift device 11 allows the driver to rotate the dial knob 14 from the operation position corresponding to the drive range “D” to the operation position corresponding to the parking range “P”.
  • the rotor cam 40 is rotated to a position where the engaging portion 41 contacts the left end of the notch 53 of the knob body 50a. That is, the control unit 103 rotates the rotor cam 40 counterclockwise by driving the first motor 81. At this time, the control unit 103 controls the rotational speed of the rotor cam 40 during the pre-engagement period (time 0 to time t1) until the engaging part 41 of the rotor cam 40 contacts the left end of the notch 53 of the knob body 50a.
  • the shift device 11 drives the knob body 50a by rotating the rotor cam 40 counterclockwise in order to rotate the dial knob 14 to the operation position corresponding to the parking range “P”.
  • the operation position corresponding to the range “D” is rotated to the operation position corresponding to the parking range “P”.
  • the knob body 50a is pressed by the rotor cam 40, so that the moderation pin 30 slides on the moderation surface 60 and the operation position corresponding to the parking range “P” from the operation position corresponding to the drive range “D”. To be rotated.
  • the control unit 103 dials while the moderation pin 30 moves from the vicinity of the top 64 of the peak portion 62 of the moderation surface 60 to the bottom 63 of the valley portion 61 as described above.
  • the rotational speed of the knob 14 is decreased as compared with the case of moving other parts.
  • control unit 103 rotates the rotor cam 40 slightly in a clockwise direction to release the state where the engaging portion 41 is in contact with the left end of the notch 53 of the knob body 50 a.
  • the first motor 81 is controlled to rotate the dial knob 14 to the operation position corresponding to the predetermined shift range.
  • the rotor cam 40 rotates at least before the engagement portion 41 until the engagement portion 41 of the rotor cam 40 engages with the notch 53 of the dial knob 14, the rotor cam 40 rotates at other intervals. Decrease than when you do. For this reason, the speed until the engaging part 41 of the rotor cam 40 engages with the notch 53 of the dial knob 14 is suppressed. Thereby, the collision sound generated by the collision when the engaging portion 41 of the rotor cam 40 is engaged with the notch 53 of the dial knob 14 is suppressed, which is given to the driver when the dial knob 14 is returned to the parking position. A sense of incongruity can be suppressed.
  • control unit 103 Since the control unit 103 determines when the engaging portion 41 of the rotor cam 40 is engaged with the notch 53 of the dial knob 14 based on a preset time from the start of rotation, the control unit 103 detects the rotation of the rotor cam 40 itself. It is possible to determine when the engaging portion 41 of the rotor cam 40 is engaged with the notch 53 of the dial knob 14 without providing the detecting portion.
  • Moderation can be provided when the dial knob 14 is rotated by the moderation surface 60 of the moderation portion 56 provided on the dial knob 14 and the moderation pin 30 biased by the spring 31.
  • the first motor 81 is controlled to rotate the dial knob 14 to the operation position corresponding to the predetermined shift range.
  • the rotation speed of the dial knob 14 is changed while the moderation pin 30 moves from the vicinity of the peak 64 of the peak portion 62 of the moderation surface 60 to the bottom 63 of the valley portion 61.
  • the moderation pin 30 is reduced as compared with the case where the other moderation surface 60 moves.
  • the control unit 103 determines whether the moderation pin 30 moves from the vicinity of the top 64 of the peak portion 62 of the moderation surface 60 to the bottom 63 of the adjacent valley portion 61 according to a preset time t from the start of rotation. Therefore, the position of the moderation pin 30 with respect to the moderation surface 60 can be determined without providing a detection unit that detects the rotation of the rotor cam 40 itself.
  • the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
  • the specific event that establishes the specific condition is not limited to the above, and the driver's seat belt is released and the driver's seat door is opened. It may be another event such as a combination with this.
  • the rotation of the dial knob 14 may be restricted by the shift lock mechanism 90 when the operation position of the dial knob 14 is a position corresponding to the drive range “D”.
  • the rotation of the dial knob 14 from the operation position corresponding to the drive range “D” is allowed only when the foot brake is depressed.
  • the shift lock mechanism 90 may be omitted if it is not necessary to restrict the rotation of the dial knob 14 at the operation position of the dial knob 14.
  • the engagement portion 41 of the rotor cam 40 is engaged with the notch 53 of the knob body 50a, so that the rotor cam 40 rotates together with the knob body 50a.
  • the engagement between the rotor cam 40 and the knob body 50a is not limited to the engaging portion 41 and the notch 53, and the rotor cam 40 and the knob body 50a may be engaged with each other according to other configurations.
  • the drive voltage V is set to the first voltage V1 and the second voltage.
  • a constant voltage with V2 was set. However, the voltage may not be constant.
  • the dial knob 14 when the dial knob 14 is automatically returned from the operation position corresponding to the drive range “D” to the operation position corresponding to the parking range “P”, the dial knob 14 is driven from the top 64 of the peak portion 62 of the moderation surface 60.
  • the voltage V was set to the second voltage V2.
  • the first motor 81 moves when the moderation surface 60 moves relative to the moderation pin 30 after the rotor cam 40 and the knob body 50a are engaged.
  • the drive voltage V may be controlled to be constant.
  • the parking range “P” is a predetermined shift range for automatically returning, but it may be a predetermined shift range for automatically returning another shift range.
  • the driver automatically returns to the neutral range “N” by performing a predetermined operation corresponding to the car wash.
  • the control unit 103 sets the drive voltage V to a voltage lower than when the rotor cam 40 rotates in other sections until the rotor cam 40 engages with the dial knob 14, and the rotor cam 40 is applied to the dial knob 14. After the engagement, the drive voltage V may be set to the first voltage V1.
  • the current value of the first motor 81 may be determined to be a predetermined value or more.
  • the control unit 103 sets the drive voltage V of the first motor 81 to the lowest voltage V0 that is suppressed as much as possible at the start of automatically returning the dial knob 14.
  • the rotor cam 40 is rotated by driving the one motor 81.
  • the control part 103 acquires the electric current value I of the 1st motor 81, and if this electric current value I reached the predetermined value Ia, the rotor cam 40 engaged with the knob body 50a.
  • the control unit 103 changes the drive voltage V to, for example, the first voltage V1 to drive the rotor cam. 40 and the knob body 50a are rotated together.
  • the driving voltage V until the rotor cam 40 is engaged with the knob body 50a and the driving voltage V after the rotor cam 40 is engaged with the knob body 50a can be set arbitrarily. Further, the drive voltage V may not be constant. In this way, the control unit 103 does not include a detection unit that detects the rotation of the rotor cam 40 itself, and determines when the rotor cam 40 is engaged based on the result of actual engagement with a part of the dial knob 14. Can do.
  • the cylindrical dial knob 14 is adopted, but the shape of the dial knob 14 (the outer shape of the knob cover 50b) may be changed as appropriate.
  • a knob cover 50b having a polygonal column shape such as a quadrangular column or a pentagonal column, or an elliptical column shape may be employed.
  • two combinations of the moderation pin 30 and the moderation unit 56 are provided, but only one combination of the moderation pin 30 and the moderation unit 56 may be provided, or the moderation pin 30 and the moderation unit 56 may be provided. Three or more combinations may be provided.
  • the moderation mechanism configured by the moderation unit 56, the moderation pin 30, and the like may be omitted.

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Abstract

シフト装置は、変速機の複数のシフトレンジのうちの1つを選択するために回転操作可能なノブと、ノブの回転方向においてノブの一部分に係合し、ノブの一部分に係合したときのみノブと一体に回転するカム部材と、カム部材を回転させる駆動源と、駆動源を制御する制御部とを含む。制御部は、ノブを所定のシフトレンジ(P)に対応する操作位置へ回転させるとき、カム部材がノブの一部分に係合するまでの係合前区間(t0-t1)をカム部材が回転する間、駆動源に印加する電圧をカム部材が他の区間を回転するときよりも減少させる。

Description

シフト装置
 本発明は、回転操作により変速機のシフトレンジを切り替えるシフト装置に関する。
 シフト装置では、ノブを回転操作することにより変速機のシフトレンジを切り替えるバイワイヤ式のシフト装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
 特許文献1に記載のシフト装置は、選択されるシフトレンジに応じた操作位置にノブを保持する節度機構を備えている。車両は、シフト装置のノブの操作位置に応じて変速機のシフトレンジを制御する制御装置を備えている。
特開2015-107671号公報
 ところで、上記のようなバイワイヤ式のシフト装置では、運転者がシフト装置のノブの操作位置をパーキングレンジに切り替えずにエンジンを停止させてしまうことがある。このような場合には、制御装置がシフト装置のノブの操作位置に関わらず変速機のシフトレンジをパーキングレンジに切り替える自動復帰制御を行う。すると、シフト装置のノブの操作位置と変速機のシフトレンジとが異なることになるので、自動復帰制御では制御装置がノブをパーキング位置に変更させる。このようにノブをパーキング位置に復帰させると、エンジンが停止した状態でノブが回転することで発生した駆動音によって運転者に違和感を与えるおそれがある。
 本発明の目的は、ノブを所定の操作位置に復帰させるときに運転者に与える違和感を抑制することのできるシフト装置を提供することにある。
 一態様のシフト装置は、車両の変速機の複数のシフトレンジのうちの1つを選択するために回転操作可能なノブと、前記ノブの回転方向において前記ノブの一部分に係合し、前記ノブの一部分に係合したときのみ前記ノブと一体に回転するカム部材と、前記カム部材を回転させる駆動源と、前記駆動源を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、特定条件の成立時には前記ノブを所定のシフトレンジに対応する操作位置へ回転させるために前記駆動源を制御し、少なくとも前記カム部材が前記ノブの一部分に係合するまでの係合前区間を前記カム部材が回転する間、前記駆動源に印加する電圧を前記カム部材が他の区間を回転するときよりも減少させる。
 上記構成によれば、制御部は、特定条件の成立時にはノブを所定のシフトレンジに対応する操作位置へ回転させるために駆動源を制御する。このとき、少なくともカム部材がノブの一部分に係合するまでをカム部材が回転する間、制御部は、駆動源に印加する電圧をカム部材が他の区間を回転するときよりも減少させる。このため、カム部材がノブの一部分に係合するまでの速度が抑制される。これにより、カム部材がノブの一部分に係合するときに衝突することによって発生する衝突音が抑制され、ノブを所定のシフト位置、例えばパーキング位置に復帰させるときに運転者に与える違和感を抑制することができる。
 上記シフト装置について、前記制御部は、前記係合前区間と、前記カム部材が前記ノブの一部分に係合した後の所定区間とを含む係合前後区間をカム部材が回転する間、前記駆動源に印加する電圧を、カム部材の回転開始から徐々に増加させるとともに前記カム部材が他の区間を回転するときよりも減少させることが好ましい。
 上記構成によれば、制御部は、カム部材がノブの一部分に係合する前後を含む係合前後区間を回転する間、駆動源に印加する電圧を回転開始から徐々に増加させるので、少なくとも係合前区間を移動する間は他の区間を回転するときよりもカム部材の回転速度が減少される。また、駆動源に印加する電圧が係合前後区間において徐々に増加されるので、カム部材がノブの一部分に係合するときのカム部材の回転速度を最終的な回転速度よりも減少した値とすることができる。
 上記シフト装置について、前記制御部は、前記カム部材が前記ノブの一部分に係合するときを、予め設定された回転開始からの時間によって判断することが好ましい。
 上記構成によれば、制御部は、予め設定された回転開始からの時間によってカム部材がノブの一部分に係合するときを判断するので、カム部材の回転そのものを検出する検出部を備えることなく、カム部材がノブの一部分に係合するときを判断することができる。
 上記シフト装置について、前記制御部は、前記カム部材が前記ノブの一部分に係合するときを、前記駆動源の電流値が所定値以上となったことによって判断することが好ましい。
 上記構成によれば、制御部は、前記カム部材が前記ノブの一部分に係合するときを、前記駆動源の電流値が所定値以上となったことによって判断するので、カム部材の回転そのものを検出する検出部を備えることなく、カム部材がノブの一部分に実際に係合した結果から係合するときを判断することができる。
 上記シフト装置について、前記ノブは、前記複数のシフトレンジのうち選択されたシフトレンジに対応する操作位置に前記ノブを保持する節度部と、前記節度部にばねの付勢力によって当接する節度ピンとを含むことが好ましい。この場合、好ましくは、前記節度部は、複数の山部と複数の谷部とを有するとともに前記山部の一つと前記谷部の一つが交互に連続した節度面を含み、前記節度部は、前記節度ピンが前記谷部の1つに嵌ることにより前記ノブを前記選択されたシフトレンジに対応する操作位置に保持し、前記節度ピンが前記山部を越えることにより前記ノブの回転操作時に節度を与えるように構成されている。
 上記構成によれば、ノブに設けられた節度部の節度面と、ばねに付勢される節度ピンとによってノブの回転操作時に節度を与えることができる。
 上記シフト装置について、前記制御部は、前記カム部材が前記係合前区間を回転した後に前記節度ピンが前記節度面の前記各山部の頂から隣接する前記谷部の底までを移動する間、前記駆動源に印加する電圧を、前記節度ピンが前記節度面の前記各谷部の底から隣接する前記山部の頂まで移動するときよりも減少させることが好ましい。また、この場合、前記制御部は、前記節度ピンが前記節度面の前記各山部の頂から谷部の底までを移動する間を予め設定された回転開始からの時間によって判断することが好ましい。
 上記構成によれば、節度ピンが節度面の各山部の頂から隣接する谷部の底に向かうときの速度が抑制される。これにより、節度ピンが節度面の谷部の底付近に衝突することによって発生する衝突音が抑制される。また、制御部は、予め設定された回転開始からの時間によって、節度ピンが各山部の頂付近から谷部の底まで移動するまでの時間を判断する。このため、カム部材の回転そのものを検出する検出部を備えることなく、制御部は、節度面に対する節度ピンの位置を判断することができる。
 本発明によれば、ノブを所定の操作位置に復帰させるときに運転者に与える違和感を抑制することができる。
シフト装置の一実施形態において、シフト装置が設置された車両の室内を示す斜視図。 図1のシフト装置の構成を示す分解斜視図。 図2のシフト装置の斜視上面図。 図2のシフト装置の斜視下面図。 図2のシフト装置のダイヤルノブ及びロータカムの位置関係を示す正面図。 図2のシフト装置のダイヤルノブ、ロータカム、及び節度ピンの位置関係を示す下面図。 図1のシフト装置の電気的構成を示すブロック図。 図2のシフト装置による駆動源の制御を示す図。 図2のシフト装置のダイヤルノブ、ロータカム、及び節度ピンの位置関係を示す下面図。 図2のシフト装置のダイヤルノブ、ロータカム、及び節度ピンの位置関係を示す下面図。 図2のシフト装置のダイヤルノブ、ロータカム、及び節度ピンの位置関係を示す下面図。 図2のシフト装置のダイヤルノブ、ロータカム、及び節度ピンの位置関係を示す下面図。 (a)(b)は図2のシフト装置による駆動源の制御の変形例を示す図。
 以下、図1~図12を参照して、シフト装置の一実施形態について説明する。
 <機械的な構成>
 図1に示すように、シフト装置11は、車両のセンターコンソール12に設けられる。シフト装置11は、ケース13及びケース13に対して回転可能に設けられた円柱状のダイヤルノブ14を有している。ケース13は、センターコンソール12の内部に設けられている。ダイヤルノブ14は、センターコンソール12の外部に露出している。ダイヤルノブ14が回転操作されることにより図示しない変速機のシフトレンジが切り替えられる。
 図2に示すように、ケース13は、箱体状であるケース本体13a及びケース本体13aの上部を被覆するカバー13bを有する。カバー13bには、ダイヤルノブ14が貫通する孔15が設けられている。ダイヤルノブ14は、円筒状のノブボディ50a及びノブボディ50aの上部周面に装着される円筒状のノブカバー50bを有している。
 ケース本体13aの上部には、環状溝21が形成されている。この環状溝21には、円環状のカム部材であるロータカム40と、ロータカム40の上に位置するノブボディ50aの一部が回転可能に収納される。環状溝21が形成されることにより内周壁22及び外周壁23が形成される。外周壁23の上部のシフト装置の前側には、ダイヤルノブ14の回転範囲(約120°)に亘って切欠24が設けられている。外周壁23の切欠24の部分をガイド部23aとする。ガイド部23aは、ノブボディ50aを誘導するガイドとして機能する。また、外周壁23の切欠24の設けられた部分の下部には、ダイヤルノブ14の回転範囲(約120°)に亘って貫通孔25が設けられている。また、ガイド部23aの外側には、環状溝21に沿って円弧状の弧状溝26が形成されている。弧状溝26には、図示しない位置検出用の磁石が設置される。外周壁23の切欠24の左側には、取付用のガイド孔27が設けられている。
 ロータカム40は、環状溝21内においてケース本体13aに対して摺動回転可能である。ロータカム40は、外周に連続した歯が形成された歯車である。ロータカム40の外周の一部には、ノブボディ50aに係合する箱体状の係合部41が設けられている。係合部41内には、ロータカム40の回転位置を検出するためのカムポジションセンサ102が設けられている。カムポジションセンサ102は検出部に相当する。ロータカム40は、取付用のガイド孔27を通過するように環状溝21に設置することで、環状溝21に対する位置決めが行われる。ロータカム40の上部には、2個のガイド部43が設けられている。ガイド部43は、ノブボディ50aの内壁に沿って設けられている。ガイド部43は、ロータカム40の回転を誘導するとともに、ノブボディ50aの内側に設けられた突部に当接することでロータカム40の回転範囲を規制している。
 ノブボディ50aの軸線方向における下部には、環状の大径部51が設けられている。大径部51には、切欠53が設けられている。切欠53は、ケース本体13aの弧状溝26とガイド孔27とを含む範囲に亘って形成されている。大径部51の外部には、ガイド部23aを把持する把持部54が設けられている。把持部54は、ガイド部23aを摺動可能に把持することでノブボディ50aの回転を誘導する。また、ノブボディ50aには、把持部54の反対側にロック用孔55が設けられている。ロック用孔55にロック部材96が挿入されることでノブボディ50aの回転が規制される。ノブボディ50aの下面には、ダイヤルノブ14の操作位置を検出するためのシフトポジションセンサが設けられている。
 ノブボディ50aの軸線方向における上部には、大径部51に連続した環状の小径部52が設けられている。小径部52の下部内壁には、ダイヤルノブ14に節度を与える円板状の節度部56が設けられている。節度部56の下面には、節度面60が形成されている(図4参照)。
 ノブカバー50bは、ノブボディ50aの小径部52の周面を覆うかたちで固定されている。ノブカバー50bはカバー13bの孔15に下方から挿入されて外部に露出した状態に維持される。
 ケース本体13aの上部には、2個の節度ピン30がばね31を介して設けられている。節度ピン30は、ばね31の付勢力によってノブボディ50aの節度面60に当接した状態で設けられる(図4参照)。なお、節度部56と節度ピン30等が節度機構として機能する。
 ケース本体13aの上部には、ホルダ71が固定される。ホルダ71は、ノブボディ50aの内部に挿入されるかたちで設けられる。ホルダ71の上部には、円板状のカバーパネル72が取り付けられる。カバーパネル72は、ノブボディ50aあるいはノブカバー50bの開口部を内側から塞ぐ。また、カバーパネル72は、ノブボディ50a及びノブカバー50bに対して相対的に回転可能である。カバーパネル72には、複数の貫通孔73が設けられている。貫通孔73は、変速機のシフトレンジと同数(ここでは4つ)だけ設けられる。各貫通孔73は、カバーパネル72の中心からはずれた部位に、かつ外周に沿って一列に並んでいる。また、カバーパネル72の上面(表面)には、シフトレンジの種別を示す複数のマーク74が設けられている。ここではマーク74として、パーキングレンジを示す「P」、リバースレンジを示す「R」、ニュートラルレンジを示す「N」、及びドライブレンジを示す「D」が各貫通孔73に対応して外周に沿って一列に並んでいる。各マーク74は、透光性を有する材料により形成されている。
 また、ホルダ71の内部には、マーク照明用のライトガイド75及びレンジ報知用の複数のライトガイド76がそれぞれ保持される。ライトガイド75は、直方体状である。ライトガイド75の幅は、カバーパネル72における各マーク74の形成範囲と同程度に設定されている。ライトガイド75は、カバーパネル72における各マーク74の形成範囲の直下に位置する。ライトガイド75は、自身の直下に設けられる図示しない光源からの光を各マーク74の背面から照射する。すなわち、各マーク74は、背面から照明される。また、各ライトガイド76は、矩形薄板状である。各ライトガイド76の先端部は、カバーパネル72の下方から各貫通孔73に嵌められて外部に露出する。各ライトガイド76は、それらの直下に設けられる各光源(図示略)からの光をホルダ71の上部へ導きつつ当該光を外部へ放出する。その時々で選択されるシフトレンジに対応するライトガイド76の光源のみが点灯される。
 図3及び図4に示すように、ケース13には、駆動機構80が設けられる。駆動機構80は、ダイヤルノブ14を回転させる機構であって、例えばダイヤルノブ14がドライブ位置に回転された状態で車両の走行用駆動源が停止された際に作動する。駆動機構80は、駆動源である第1モータ81、ウォーム82、ウォームホイール83、連結軸84、及び歯車85を備えている。第1モータ81は、ケース本体13aの内部に設けられている。第1モータ81の駆動軸81aは、シフト装置の前後方向に延出している。駆動軸81aには、ウォーム82が同軸上に取り付けられている。ウォーム82には、駆動軸81aに直交し、シフト装置の上下方向に延出するウォームホイール83が噛合されている。ウォーム82とウォームホイール83とによってウォームギヤが構成されている。ウォームホイール83には、連結軸84が固定されている。ケース本体13aの上部には、ロータカム40を回転させる歯車85を収容するギヤ収容部28(図2参照)が設けられている。連結軸84は、ケース本体13aの内部からケース本体13aのギヤ収容部28に貫通している。連結軸84のウォームホイール83の接続されていない端部には、歯車85が固定されている。歯車85は、ロータカム40に噛合する。よって、第1モータ81の回転は、ウォーム82、ウォームホイール83、連結軸84、及び歯車85を介してロータカム40に伝達される。図3及び図4は、ダイヤルノブ14がパーキング位置に回転した状態を示している。
 図3及び図4に示すように、ケース13には、ダイヤルノブ14の回転操作を規制するシフトロック機構90が設けられている。シフトロック機構90は、ダイヤルノブ14がパーキングレンジ「P」に対応する操作位置であるパーキング位置に位置した状態で車両の駆動源が停止された際に作動する。シフトロック機構90は、第2モータ91、ウォーム92、ウォームホイール93、連結軸94、カム部材95、及びロック部材96を備えている。第2モータ91は、ケース本体13aの内部に設けられている。第2モータ91の駆動軸91aは、シフト装置の前後方向に延出している。駆動軸91aには、ウォーム92が同軸上に取り付けられている。ウォーム92には、駆動軸91aに直交し、シフト装置の上下方向に延出するウォームホイール93が噛合されている。ウォーム92とウォームホイール93とによってウォームギヤが構成されている。ウォームホイール93には、連結軸94が固定されている。ケース本体13aの上部には、ロック部材96とロック部材96に駆動力を伝達するカム部材95とを収容するロック収容部29(図2参照)が設けられている。連結軸94は、ケース本体13aの内部からケース本体13aのロック収容部29に貫通している。連結軸94のウォームホイール93の接続されていない端部には、カム部材95が固定されている。よって、第2モータ91の回転は、ウォーム92、ウォームホイール93、及び連結軸94を介してカム部材95に伝達される。カム部材95は、ロック部材96に当接し、カム部材95が回転することによってロック部材96を直線移動させる。ロック部材96は、ノブボディ50aのロック用孔55に突入する直方体状のロック部96aと、カム部材95に当接する板状の当接部96bとを有している。ロック部材96は、ロック部材96とロック収容部29との間に設けられたばね97によって常にノブボディ50a側に付勢されている。つまり、ロック部材96は、カム部材95の長径部分が当接することでアンロック位置に移動し、カム部材95の小径部分が当接するときにはばね97に付勢されることでロック位置に移動する。図3及び図4は、シフトロック機構90がダイヤルノブ14の回転を規制している状態を示している。
 図5に示すように、ダイヤルノブ14がパーキング位置に位置して、車両の電源が停止状態であるときには、ロータカム40の係合部41がノブボディ50aの切欠53の左端側の近傍に位置している。ロータカム40の係合部41がノブボディ50aの切欠53の左端側の近傍に位置しているため、ダイヤルノブ14をパーキング位置からドライブ位置等へ、言い換えれば反時計回りに回転操作不可能である。
 図6に示すように、ノブボディ50aの節度部56の節度面60には、複数の山部62と複数の谷部61とが形成されており、山部62の1つと谷部61の1つが交互に連続している。本例では、節度面60には、2個の節度ピン30の各々に対して複数の山部62と複数の谷部61との1つのセットが設けられている。節度面60には、各節度ピン30に対してノブボディ50aの回転方向に沿って4つの谷部61(61p,61r,61n,61d)が設けられている。各谷部61p,61r,61n,61dに隣接する位置には、山部62(62a,62b,62c,62d,62e)が設けられている。谷部61と山部62とは、ノブボディ50aの回転方向において滑らかに連続している。各谷部61p,61r,61n,61dは、変速機の各シフトレンジ「P」、「R」、「N」、「D」を切り替える際に操作されるダイヤルノブ14の操作位置に対応する。
 節度ピン30は、ばね31の弾性力により節度面60に押し付けられる方向へ常時付勢される。ノブボディ50aの回転に伴い節度ピン30の先端は、節度面60に対して弾性的に接触した状態で摺動するとともに、各谷部61p,61r,61n,61dに順次係合される。これにより、ダイヤルノブ14を介して適度な節度感などの操作感触が得られる。
 なお、節度ピン30が各谷部61p,61r,61n,61dに係合されるときのノブボディ50aの操作位置は、各シフトレンジ「P」、「R」、「N」、「D」に対応する。ダイヤルノブ14の操作を通じてノブボディ50aが各シフトレンジ「P」、「R」、「N」、「D」に対応する各操作位置に回転することにより変速機のシフトレンジが切り替えられる。
 ロータカム40は、通常時にはノブボディ50aの回転を規制しない状態に位置する(図9参照)。また、ロータカム40は、ダイヤルノブ14をパーキング位置に回転させるときのみ、第1モータ81の駆動力によって係合部41がノブボディ50aの切欠53の左端に係合されて、ダイヤルノブ14とともに回転される(図11及び図12参照)。
 <電気的な構成>
 次に、図7を参照して、シフト装置11の電気的な構成を説明する。
 図7に示すように、シフト装置11は、シフトポジションセンサ101、カムポジションセンサ102及び制御部103を有している。制御部103には、シフトポジションセンサ101及びカムポジションセンサ102がそれぞれ接続されている。また、制御部103には、第1モータ81、第2モータ91、及び光源104がそれぞれ接続されている。さらに、制御部103には、車両に設けられるエンジンスイッチ105、フットブレーキスイッチ106、及び変速機107もそれぞれ接続されている。
 シフトポジションセンサ101は、ノブボディ50aの操作位置に応じた電気信号を生成する。カムポジションセンサ102は、ロータカム40の回転位置に応じた電気信号を生成する。光源104は、ライトガイド75及び複数のライトガイド76に対して個別に光を供給する。光源104は、各ライトガイド75,76に対応する複数個の発光ダイオードを含んでいてもよい。エンジンスイッチ105は、車両の走行用駆動源である図示しないエンジンを停止あるいは始動させる際の操作を検出する。フットブレーキスイッチ106は、図示しないブレーキペダルが踏み込まれていることを検出する。
 制御部103は、シフトポジションセンサ101により生成される電気信号に基づきダイヤルノブ14の操作位置、正確にはノブボディ50aの操作位置「P」、「R」、「N」、「D」を検出する。そして、制御部103は、ノブボディ50aの操作位置に応じて変速機107のシフトレンジを切り替える旨の指令信号を生成する。また、制御部103は、ノブボディ50aの操作位置、並びにエンジンスイッチ105、フットブレーキスイッチ106のオンオフ状態に応じて第1モータ81及び第2モータ91の駆動を制御する。
 なお、制御部103は、変速機107のシフトレンジをパーキングレンジに切り替えるべきとして予め設定された特定の事象が検出されるとき、ダイヤルノブ14の操作位置にかかわらず、変速機107のシフトレンジを自動的にパーキングレンジに切り替えるための指令信号を生成する。特定の事象としては、たとえば車両の走行用駆動源としてエンジンが停止されたこと、あるいはメカニカルキーがキーシリンダから引き抜かれたこと、あるいはドアが開けられたことなどが考えられる。これら特定の事象は、エンジンスイッチ105を含む各種のセンサにより検出される。
 また、制御部103は、各種のセンサを通じて特定の事象が検出されるとき、その時々のダイヤルノブ14の状態に応じた制御を実行する。すなわち、特定の事象を検出するセンサにより生成される電気信号は、当該ダイヤルノブ14の状態に応じた制御の実行契機となるトリガ信号として機能する。トリガ信号としては、たとえばエンジンスイッチ105がオフされた旨を示す電気信号、あるいはメカニカルキーがキーシリンダから引き抜かれた旨を示す電気信号、あるいはドアが開けられた旨を示す電気信号などである。
 たとえば、制御部103は、特定の事象が検出されること、及びダイヤルノブ14がパーキングレンジ「P」以外の他のシフトレンジ「R」、「N」、「D」に対応する操作位置に維持されていることを含む特定条件が成立するとき、ダイヤルノブ14の自動復帰動作を実行する。すなわち、ダイヤルノブ14を自動的にパーキングレンジ「P」に対応する操作位置であるパーキング位置に切り替える。
 <自動復帰動作>
 次に、図8~図12を併せて参照して、制御部103による自動復帰動作の実行処理を説明する。
 制御部103は、特定条件の成立時にはダイヤルノブ14をパーキングレンジ「P」に対応する操作位置へ回転させるために第1モータ81を制御する。このとき、制御部103は、回転開始から少なくともロータカム40の係合部41がダイヤルノブ14の切欠53の左端に係合するまでの係合前区間をロータカム40が回転する間、ロータカム40の回転速度を他の区間を回転するときよりも減少させる。係合前区間では第1モータ81の駆動によってロータカム40のみが回転する。そして、係合後区間では第1モータ81の駆動によって回転するロータカム40がノブボディ50aを押すことでロータカム40とノブボディ50aとが一緒に回転する。制御部103は、予め設定された回転開始からの時間tによってロータカム40がダイヤルノブ14に係合するときを判断する。
 具体的には、図8に示すように、制御部103は、第1モータ81を駆動することによってロータカム40を回転させ、時間t1においてロータカム40がノブボディ50aの切欠53の左端に係合する。制御部103は、係合前区間(時間0~時間t1)とロータカム40の係合部41がノブボディ50aの切欠53の左端に係合した後の所定区間(係合後区間、ここでは時間t1~時間t2)とを含む係合前後区間(時間0~時間t2)をロータカム40が回転する間、第1モータ81の駆動電圧Vを一定ではなく回転開始(時間0)から徐々に増加させる。係合前区間(時間0~時間t1)における第1モータ81の駆動電圧Vは、ロータカム40が他の区間を回転するときよりも低く設定する。また、係合後区間(時間t1~時間t2)における第1モータ81の駆動電圧Vは、時間t1における駆動電圧V以上となり、通常時の第1電圧V1まで徐々に上昇する。
 このようにロータカム40の回転速度を制御することで、ロータカム40がダイヤルノブ14に係合するときに衝突することによって発生する衝突音が抑制され、ダイヤルノブ14を例えばパーキング位置に復帰させるときに運転者に与える違和感を抑制することができる。
 また、制御部103は、節度ピン30が節度面60の各山部62の頂64(64a,64b,64c,64d,64e)付近から隣接する谷部61の底63(63p,63r,63n,63d)までをそれぞれ移動する間、ダイヤルノブ14の回転速度を、節度ピン30が節度面60の他の部分を移動するときよりも減少させる。なお、パーキングレンジ「P」が自動復帰させる所定のシフトレンジに相当する。
 例えば、図8に示すように、制御部103は、第1モータ81を駆動させる駆動電圧を一定ではなく、節度ピン30が節度面60の各山部62の頂64付近から隣接する谷部61の底63までを移動する間(時間t2~時間t3、時間t4~時間t5、時間t6~時間t7)、通常時の第1電圧V1よりも小さい第2電圧V2によって駆動させる。第2電圧V2は、例えば第1電圧V1の50%よりも小さいことが望ましい。制御部103は、節度ピン30が節度面60の山部62の頂64に達するまで第1電圧V1で第1モータ81を駆動させる。そして、制御部103は、節度ピン30が山部62の頂64から谷部61の底63までを移動する間、通常時の第1電圧V1よりも小さい第2電圧V2によって第1モータ81を駆動させる。
 このように節度ピン30に対するノブボディ50aの回転速度を制御することで、節度ピン30が節度面60の谷部61に向かうときの速度が抑制され、節度ピン30が節度面60の谷部61の底63付近に衝突することによって発生する衝突音が抑制される。よって、ダイヤルノブ14を例えばパーキング位置に復帰させるときに運転者に与える違和感を抑制することができる。
 まず、図9に示すように、シフト装置11は、車両のエンジンが始動されて、フットブレーキが踏み込まれると、ダイヤルノブ14がパーキングレンジ「P」に対応する操作位置に位置した状態で操作可能となる。節度ピン30は、節度面60のパーキングレンジ「P」に対応する谷部61pに嵌っている。このとき、ロータカム40は、ノブボディ50aの回転操作を規制しない位置に移動する。また、シフトロック機構90のロック部材96は、アンロック位置に位置している。ロータカム40の係合部41がノブボディ50aの切欠53の周方向のほぼ中央に位置しているので、ダイヤルノブ14は回転操作が可能である。この状態において、運転者がダイヤルノブ14を回転操作させれば、節度ピン30と節度部56の節度面60とによって節度感を与えながら、シフトレンジを変更することができる。
 続いて、図10に示すように、シフト装置11は、運転者によって車両を走行させるためにダイヤルノブ14がドライブレンジ「D」に対応する操作位置に回転操作される。このとき、ノブボディ50aは、節度ピン30が節度面60を摺動しながら、パーキングレンジ「P」に対応する操作位置からドライブレンジ「D」に対応する操作位置に回転操作される。節度ピン30は、節度面60のドライブレンジ「D」に対応する谷部61dに嵌っている。ロータカム40は、ノブボディ50aの回転操作を規制しない位置から移動しない。
 続いて、図11に示すように、シフト装置11は、運転者がダイヤルノブ14をドライブレンジ「D」に対応する操作位置からパーキングレンジ「P」に対応する操作位置に回転操作せずに、例えばエンジンを停止させたときには、ロータカム40を係合部41がノブボディ50aの切欠53の左端に当接する位置に回転させる。すなわち、制御部103は、第1モータ81を駆動させることによりロータカム40を反時計回りに回転させる。このとき、制御部103は、ロータカム40の係合部41がノブボディ50aの切欠53の左端に当接するまでの係合前区間(時間0~時間t1)の間、ロータカム40の回転速度をロータカム40が他の区間を回転するときよりも減少させる。このようにロータカム40の回転速度を制御することで、ロータカム40とノブボディ50aとの衝突によって発生する衝突音を抑制することができる。よって、ダイヤルノブ14をパーキング位置「P」に復帰させるときに運転者に与える違和感を抑制することができる。
 続いて、図12に示すように、シフト装置11は、ダイヤルノブ14をパーキングレンジ「P」に対応する操作位置に回転させるべく、ロータカム40を反時計回りに回転させることで、ノブボディ50aをドライブレンジ「D」に対応する操作位置からパーキングレンジ「P」に対応する操作位置に回転させる。このとき、ノブボディ50aは、ロータカム40に押圧されることによって、節度ピン30が節度面60を摺動しながら、ドライブレンジ「D」に対応する操作位置からパーキングレンジ「P」に対応する操作位置に回転される。また、制御部103は、ロータカム40を回転させるにあたって、上記で説明したように、節度ピン30が節度面60の山部62の頂64付近から谷部61の底63までを移動する間、ダイヤルノブ14の回転速度を他の部分を移動するときよりも減少させる。このように節度ピン30に対するノブボディ50aの回転速度を制御することで、節度ピン30と節度面60との衝突によって発生する衝突音を抑制することができる。よって、ダイヤルノブ14をパーキング位置「P」に復帰させるときに運転者に与える違和感を抑制することができる。
 その後、図6に示すように、制御部103は、ロータカム40を少し時計回りに回転させて、係合部41がノブボディ50aの切欠53の左端に当接している状態を解除する。
 以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
 (1)特定条件の成立時にはダイヤルノブ14を所定のシフトレンジに対応する操作位置へ回転させるために第1モータ81を制御する。このとき、少なくともロータカム40の係合部41がダイヤルノブ14の切欠53に係合するまでの係合前区間をロータカム40が回転する間、ロータカム40の回転速度をロータカム40が他の区間を回転するときよりも減少させる。このため、ロータカム40の係合部41がダイヤルノブ14の切欠53に係合するまでの速度が抑制される。これにより、ロータカム40の係合部41がダイヤルノブ14の切欠53に係合するときに衝突することによって発生する衝突音が抑制され、ダイヤルノブ14をパーキング位置に復帰させるときに運転者に与える違和感を抑制することができる。
 (2)ロータカム40の係合部41がダイヤルノブ14の切欠53に係合する前後を含む係合前後区間をロータカム40が回転する間、ロータカム40の回転速度を回転開始から徐々に増加させるので、少なくとも係合前区間を移動する間は、ロータカム40が他の区間を回転するときよりもロータカム40の回転速度が減少される。また、ロータカム40の回転速度が係合前後区間において徐々に増加するので、ロータカム40の係合部41がダイヤルノブ14の切欠53に係合するときのロータカム40の回転速度を時間t2における最終的な回転速度よりも減少した値とすることができる。
 (3)制御部103は、予め設定された回転開始からの時間によってロータカム40の係合部41がダイヤルノブ14の切欠53に係合するときを判断するので、ロータカム40の回転そのものを検出する検出部を備えることなく、ロータカム40の係合部41がダイヤルノブ14の切欠53に係合するときを判断することができる。
 (4)ダイヤルノブ14に設けられた節度部56の節度面60と、ばね31に付勢される節度ピン30とによってダイヤルノブ14の回転操作時に節度を与えることができる。
 (5)特定条件の成立時にはダイヤルノブ14を所定のシフトレンジに対応する操作位置へ回転させるために第1モータ81を制御する。このとき、ロータカム40が係合前区間を移動した後、節度ピン30が節度面60の山部62の頂64付近から谷部61の底63までを移動する間、ダイヤルノブ14の回転速度を、節度ピン30が節度面60の他の部分を移動するときよりも減少させる。このため、節度ピン30が節度面60の谷部61に向かうときの速度が抑制される。これにより、節度ピン30が節度面60の谷部61の底63付近に衝突することによって発生する衝突音が抑制され、ダイヤルノブ14を所定の操作位置、例えばパーキング位置に復帰させるときに運転者に与える違和感を抑制することができる。また、制御部103は、予め設定された回転開始からの時間tによって、節度ピン30が節度面60の山部62の頂64付近から隣接する谷部61の底63までを移動する間を判断するので、ロータカム40の回転そのものを検出する検出部を備えることなく、節度面60に対する節度ピン30の位置を判断することができる。
 なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
 ・上記実施形態において、特定条件(自動復帰動作を実行するための条件)を成立させる特定の事象は上記に限らず、運転席のシートベルトが解除されたことと運転席のドアが開けられたこととの組み合わせ等の他の事象であってもよい。
 ・上記実施形態において、シフトロック機構90によってダイヤルノブ14の操作位置がドライブレンジ「D」に対応する位置であるときにダイヤルノブ14の回転を規制してもよい。そして、例えばフットブレーキが踏まれたときのみ、ダイヤルノブ14のドライブレンジ「D」に対応する操作位置からの回転を許容する。
 ・上記構成において、ダイヤルノブ14の操作位置においてダイヤルノブ14の回転を規制する必要がなければ、シフトロック機構90を省略してもよい。
 ・上記実施形態では、ロータカム40の係合部41がノブボディ50aの切欠53に係合することで、ロータカム40がノブボディ50aを押して一緒に回転するようにした。しかしながら、ロータカム40とノブボディ50aとの係合は係合部41と切欠53に限らず、他の構成によってロータカム40とノブボディ50aとを係合させてもよい。
 ・上記実施形態では、ダイヤルノブ14をドライブレンジ「D」に対応する操作位置からパーキングレンジ「P」に対応する操作位置へ自動復帰させる際に、駆動電圧Vを第1電圧V1と第2電圧V2との一定の電圧に設定した。しかしながら、一定の電圧でなくてもよい。
 ・上記実施形態では、ダイヤルノブ14をドライブレンジ「D」に対応する操作位置からパーキングレンジ「P」に対応する操作位置へ自動復帰させる際に、節度面60の山部62の頂64から駆動電圧Vを第2電圧V2に設定した。しかしながら、節度ピン30と節度面60とによって発生する音が問題なければ、ロータカム40とノブボディ50aとが係合してから節度ピン30に対して節度面60が移動する際の第1モータ81の駆動電圧Vを一定等に制御としてもよい。
 ・上記実施形態では、パーキングレンジ「P」を自動復帰させる所定のシフトレンジとしたが、他のシフトレンジを自動復帰させる所定のシフトレンジとしてもよい。例えば、洗車させる際にニュートラルレンジ「N」に設定させる必要があるときには、運転者が洗車に対応する所定の操作を行うことでニュートラルレンジ「N」に自動復帰させる。
 ・上記実施形態では、ロータカム40がダイヤルノブ14に係合した後、ロータカム40の回転速度を徐々に増加させたが、ロータカム40がダイヤルノブ14に係合した後にロータカム40の回転速度を一気に増加させてもよい。例えば、制御部103は、ロータカム40がダイヤルノブ14に係合するまでの間はロータカム40が他の区間を回転するときよりも駆動電圧Vを低い電圧に設定し、ロータカム40がダイヤルノブ14に係合した後は駆動電圧Vを第1電圧V1に設定してもよい。
 ・上記実施形態では、予め設定された回転開始からの時間によってロータカム40がダイヤルノブ14の一部分に係合するときを判断した。しかしながら、ロータカム40がダイヤルノブ14の一部分に係合するときを、第1モータ81の電流値が所定値以上となったことによって判断してもよい。例えば、図13(a)に示すように、制御部103は、ダイヤルノブ14を自動復帰させるときの開始時には、第1モータ81の駆動電圧Vを極力抑えた最低電圧V0に設定して、第1モータ81の駆動によってロータカム40を回転させる。そして、図13(b)に示すように、制御部103は、第1モータ81の電流値Iを取得し、この電流値Iが所定値Iaに達したら、ロータカム40がノブボディ50aに係合したと判断する。第1モータ81が最低電圧V0で駆動されている状態でロータカム40がノブボディ50aに係合してロータカム40が回転できなくなると、電流値Iが急激に上昇する。そこで、図13(a)に示すように、制御部103は、電流値Iが上昇して所定値Iaに達すると、駆動電圧Vを例えば第1電圧V1に変更して駆動させることで、ロータカム40とノブボディ50aとを一緒に回転させる。なお、ロータカム40がノブボディ50aに係合するまでの駆動電圧Vと、ロータカム40がノブボディ50aに係合してからの駆動電圧Vとはそれぞれ任意に設定可能である。また、駆動電圧Vは一定でなくてもよい。このようにすれば、制御部103は、ロータカム40の回転そのものを検出する検出部を備えることなく、ロータカム40がダイヤルノブ14の一部分に実際に係合した結果から係合するときを判断することができる。
 ・上記実施形態では、円柱状のダイヤルノブ14を採用したが、ダイヤルノブ14の形状(ノブカバー50bの外郭形状)は適宜変更してもよい。例えば、四角柱あるいは五角柱などの多角柱状、または楕円柱状のノブカバー50bを採用してもよい。
 ・上記実施形態では、節度ピン30と節度部56との組み合わせを2組設けたが、節度ピン30と節度部56との組み合わせを1組のみ設けてもよいし、節度ピン30と節度部56との組み合わせを3組以上設けてもよい。
 ・上記実施形態では、ダイヤルノブ14に対して4つの操作位置「P」、「R」、「N」、「D」を設定した。しかしながら、操作位置は、変速機107に設定されるシフトレンジに応じて適宜変更可能である。なお、各谷部61と山部62との個数及び配置間隔なども同様に変更可能である。
 ・上記構成において、操作位置を運転者が把握することができれば、節度部56や節度ピン30等により構成される節度機構を省略してもよい。

Claims (6)

  1.  車両の変速機の複数のシフトレンジのうちの1つを選択するために回転操作可能なノブと、
     前記ノブの回転方向において前記ノブの一部分に係合し、前記ノブの一部分に係合したときのみ前記ノブと一体に回転するカム部材と、
     前記カム部材を回転させる駆動源と、
     前記駆動源を制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、特定条件の成立時には前記ノブを所定のシフトレンジに対応する操作位置へ回転させるために前記駆動源を制御し、少なくとも前記カム部材が前記ノブの一部分に係合するまでの係合前区間を前記カム部材が回転する間、前記駆動源に印加する電圧を前記カム部材が他の区間を回転するときよりも減少させる
     シフト装置。
  2.  前記制御部は、前記係合前区間と、前記カム部材が前記ノブの一部分に係合した後の所定区間とを含む係合前後区間を前記カム部材が回転する間、前記駆動源に印加する電圧を、前記カム部材の回転開始から徐々に増加させるとともに前記カム部材が他の区間を回転するときよりも減少させる
     請求項1に記載のシフト装置。
  3.  前記制御部は、前記カム部材が前記ノブの一部分に係合するときを、予め設定された回転開始からの時間によって判断する
     請求項1又は2に記載のシフト装置。
  4.  前記制御部は、前記カム部材が前記ノブの一部分に係合するときを、前記駆動源の電流値が所定値以上となったことによって判断する
     請求項1又は2に記載のシフト装置。
  5.  前記ノブは、
     前記複数のシフトレンジのうち選択されたシフトレンジに対応する操作位置に前記ノブを保持する節度部と、
     前記節度部にばねの付勢力によって当接する節度ピンと、を含み、
     前記節度部は、複数の山部と複数の谷部とを有するとともに前記山部の一つと前記谷部の一つが交互に連続した節度面を含み、
     前記節度部は、前記節度ピンが前記谷部の1つに嵌ることにより前記ノブを前記選択されたシフトレンジに対応する操作位置に保持し、前記節度ピンが前記山部を越えることにより前記ノブの回転操作時に節度を与えるように構成されている
     請求項1~4のいずれか一項に記載のシフト装置。
  6.  前記制御部は、
     前記カム部材が前記係合前区間を回転した後に前記節度ピンが前記節度面の前記各山部の頂から隣接する前記谷部の底までを移動する間、前記駆動源に印加する電圧を、前記節度ピンが前記節度面の前記各谷部の底から隣接する前記山部の頂まで移動するときよりも減少させ、
     前記節度ピンが前記節度面の前記各山部の頂から谷部の底までを移動する間を予め設定された回転開始からの時間によって判断する
     請求項5に記載のシフト装置。
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