JP2020097250A - シフト装置及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 シフト装置を車両に着脱可能とする。【解決手段】 一実施形態に係るシフト装置は、筐体と、前記筐体に取り付けられ、運転者により操作される***作部と、前記***作部の状態を検出する状態検出部と、識別情報と、前記状態検出部により検出された前記状態に応じたシフト信号と、を車両に送信する装置制御部と、前記筐体を前記車両に着脱可能に取り付ける取り付け部と、を備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、シフト装置及び車両に関する。

近年、車両の自動運転の研究が進められている。将来的な自動運転の実用化を見越して、自動運転モードと手動運転モードとを切り替え可能な車両が提案されている。このような車両では、手動運転モードを利用する場合、シフト（ギア）を切り替えるために、シフト装置の操作が必要となるため、車両にはシフト装置が設けられる。

国際公開第２０１５/１５９３４１号

しかしながら、従来の車両では、シフト装置は取り外しできなかった。このため、シフト装置が不要な自動運転モードを利用する場合であっても、不要なシフト装置が設置されたままとなり、シフト装置が設置されたスペースが無駄になるという問題があった。また、手動運転モードを利用する場合であっても、運転者は、シフト装置を自由に選択できないため、操作しにくいシフト装置を利用せざる得ないことがあった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、シフト装置を車両に着脱可能とすることを目的とする。

一実施形態に係るシフト装置は、筐体と、前記筐体に取り付けられ、運転者により操作される***作部と、前記***作部の状態を検出する状態検出部と、識別情報と、前記状態検出部により検出された前記状態に応じたシフト信号と、を車両に送信する装置制御部と、前記筐体を前記車両に着脱可能に取り付ける取り付け部と、を備える。

本発明の各実施形態によれば、シフト装置を車両に着脱できる。

シフト装置が取り付けられていない車両の車内前方部分の一例を示す斜視図。 シフト装置が取り付けられた車両の車内前方部分の一例を示す斜視図。 車両及びシフト装置の構成の一例を示す図。 シフト装置の取り付け時における車両の処理の一例を示すフローチャート。 車両及びシフト装置の構成の他の例を示す図。

以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。

一実施形態に係る車両１及びシフト装置２について、図１〜図５を参照して説明する。まず、車両１及びシフト装置２の概要について説明する。

車両１は、自動運転モードと手動運転モードとを切り替え可能な車両である。自動運転モードは、車両１が目的地まで自動的に走行する走行モードである。自動運転モードでは、シフト装置２は利用されない。手動運転モードは、運転者が目的地まで車両１を手動で運転する走行モードである。手動運転モードでは、シフト装置２が利用される。運転者は、車両１に設けられた入力装置を介して、利用する走行モードを選択できる。

シフト装置２は、運転者が車両１のシフトを操作するための装置である。シフト装置２は、運転者の操作に応じたシフト信号を車両１に送信し、車両１は、受信したシフト信号に基づいて、シフトを制御する。本実施形態に係るシフト装置２は、車両１に対して着脱可能であり、運転者により着脱される。

ここで、図１は、シフト装置２が取り付けられていない車両１の車内前方部分の一例を示す斜視図である。図１に示すように、車両１の車内には、操作パネル１１と、被取り付け部１２と、が設けられる。

操作パネル１１は、タッチパネル（入力装置）と、液晶ディスプレイなどのディスプレイ（表示装置）と、を備える入出力装置であり、インストルメントパネル上に設けられる。運転者は、操作パネル１１を操作することにより、オーディオ、エアコン、及びカーナビゲーションシステムなどを操作する。また、運転者は、操作パネル１１を操作することにより、利用する走行モードを選択する。なお、車両１は、入力装置として、ハードウェアボタン、マウス、キーボード、マイクなどを備えてもよい。走行モードの選択などの操作は、これらの入力装置を介して行われてもよい。

被取り付け部１２は、シフト装置２が取り付けられる部分である。被取り付け部１２は、車両１の車内に予め設けられ、内装を構成するパネルなどにより形成される。被取り付け部１２は、シフト装置２が取り付けられていない場合、収納スペースなどとして利用できる。図１の例では、被取り付け部１２は、座席の間に１つ設けられ、上部が開口しているが、インストルメントパネル上に設けられてもよいし、複数設けられてもよいし、上部に蓋を設けられてもよい。

図２は、シフト装置２が取り付けられた車両１の車内前方部分の一例を示す斜視図である。図２に示すように、本実施形態に係るシフト装置２は、車両１の被取り付け部１２に、運転者により着脱可能に取り付けられる。シフト装置２を取り付けることにより、運転者は、走行モードとして手動運転モードを選択し、シフト装置２を操作して、車両１を運転できる。

次に、車両１及びシフト装置２の構成について説明する。図３は、車両１及びシフト装置２の構成の一例を示す図である。図３において、実線矢印は信号の主な流れを示し、破線矢印は電力の主な流れを示している。また、図３の例では、操作パネル１１は省略されている。

まず、車両１の構成について説明する。図３の車両１は、被取り付け部１２と、選択部１３と、車両制御部１４と、送電部１５と、を備える。なお、被取り付け部１２については、上述の通りであるため、説明を省略する。

選択部１３は、運転者が走行モードを選択するための入力装置である。選択部１３は、操作パネル１１であってもよいし、ハードウェアボタンなどの他の入力装置であってもよい。

車両制御部１４は、車両１に対する運転者の操作に応じた各種の制御や、シフト装置２からの信号に応じた制御を行う制御回路であり、例えば、ＥＣＵ（Engine Control Unit）である。車両制御部１４は、選択部１３及び送電部１５を含む車両１の構成と、ＣＡＮ（Controller Area Network）などのネットワークを介して接続されている。

また、車両制御部１４は、シフト装置２と、有線（ＵＳＢ（Universal Serial Bus）など）又は無線（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）など）で通信する。車両制御部１４がシフト装置２と有線で通信する場合、車両制御部１４とシフト装置２とを接続するための接続端子が、被取り付け部１２に設けられる。図３の例では、車両制御部１４がシフト装置２と無線で通信する場合を想定しているため、被取り付け部１２には、接続端子が設けられていない。また、図３の例では、車両制御部１４が、シフト装置２と通信するための通信部を備える場合を想定しているが、通信部は、車両制御部１４とは別に設けられていてもよい。

車両制御部１４は、走行モードとして自動運転モードが選択された場合、シフト装置２からの信号を受け付けず、車両１を自動的に走行させる。一方、車両制御部１４は、走行モードとして手動運転モードが選択された場合、シフト装置２からの信号を受け付け、シフト装置２の認証処理を実行し、認証に成功した場合、シフト装置２から受信したシフト信号に応じて車両１のシフトを制御する。

送電部１５は、車載バッテリに蓄積された電力を、有線又は無線でシフト装置２に供給する送電回路である。送電部１５は、シフト装置２に供給する電力を整流する整流回路や変圧する変圧回路を含む。

送電部１５が有線でシフト装置２に給電する場合、被取り付け部１２には、送電部１５とシフト装置２とを接続するための送電端子が設けられる。図３の例では、送電部１５がシフト装置２に無線で給電する場合を想定しているため、被取り付け部１２には、送電端子が設けられていない。なお、送電部１５による無線電力伝送方式として、磁界共振方式、電界結合方式、電波方式など、任意の方式を利用できる。

次に、シフト装置２の構成について説明する。図３のシフト装置２は、筐体２１と、シフトレバー２２と、検出部２３と、装置制御部２４と、蓄電部２５と、受電部２６と、フランジ２７と、を備える。

筐体２１は、シフト装置２の本体部分であり、その内部に検出部２３、装置制御部２４、蓄電部２５、及び受電部２６を設けられる。筐体２１は、被取り付け部１２に対して着脱可能に取り付けられる。

シフトレバー２２は、運転者に操作される***作部の一例である。シフトレバー２２は、その上部が筐体２１の上面から突出するように、筐体２１に設けられる。シフトレバー２２の下部は、筐体２１の内部に取り付けられている。運転者は、シフトレバー２２を、所望のシフトに対応する位置に移動させることにより、車両１のシフトを制御する。

検出部２３は、***作部の状態を検出する状態検出部の一例である。図３の例では、検出部２３は、シフトレバー２２の位置（状態）を検出するセンサである。

装置制御部２４は、シフト装置２の認証処理や、車両１へのシフト信号の送信を制御する制御回路であり、例えば、マイコンである。装置制御部２４は、検出部２３、蓄電部２５、及び受電部２６を含むシフト装置２の構成と、バスを介して接続されている。

また、装置制御部２４は、車両１と、有線（ＵＳＢなど）又は無線（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）など）で通信する。装置制御部２４が車両１と有線で通信する場合、装置制御部２４と車両１とを接続するための接続端子が、筐体２１に設けられる。図３の例では、装置制御部２４が車両１と無線で通信する場合を想定しているため、筐体２１には、接続端子が設けられていない。また、図３の例では、装置制御部２４が、車両１と通信するための通信部を備える場合を想定しているが、通信部は、装置制御部２４とは別に設けられていてもよい。

装置制御部２４は、認証処理に利用されるシフト装置２の識別情報を車両１に送信する。また、装置制御部２４は、検出部２３により検出されたシフトレバー２２の位置に応じたシフト信号を車両１に送信する。これにより、運転者は、シフトレバー２２を操作することにより、車両１のシフトを所望のシフトに操作できる。

蓄電部２５は、送電部１５から有線又は無線で供給された電力を蓄積し、蓄積した電力を装置制御部２４や検出部２３に供給する二次電池又はキャパシタである。

受電部２６は、送電部１５から有線又は無線で供給された電力を受電する受電回路である。受電部２６は、受電した電力を整流する整流回路や変圧する変圧回路を含む。

受電部２６が有線で送電部１５から受電する場合、筐体２１には、受電部２６と送電部１５とを接続するための受電端子が設けられる。筐体２１に設けられた受電端子を、被取り付け部１２に設けられた送電端子に接続することにより、受電部２６と送電部１５とが接続され、送電部１５から受電部２６に電力が供給される。受電部２６が有線で受電する場合、車両１とシフト装置２とは、ＵＳＢにより接続されるのが好ましい。これにより、車両１からシフト装置２への給電と、車両１とシフト装置２との通信と、を１つのケーブルで実行できる。図３の例では、受電部２６が送電部１５から無線で受電する場合を想定しているため、被取り付け部１２には、受電端子が設けられていない。なお、受電部２６による無線電力伝送方式は、送電部１５の無線電力伝送方式と同一である。

フランジ２７は、筐体２１を被取り付け部１２に着脱可能に取り付ける取り付け部の一例である。フランジ２７は、筐体２１の上部から水平方向に延設されている。運転者が筐体２１を被取り付け部１２に嵌合させると、フランジ２７の下面が、被取り付け部１２の表面と接触する。フランジ２７は、被取り付け部１２と接触した状態で、ボルトＢにより、被取り付け部１２に対して固定される。フランジ２７及び被取り付け部１２の接触部分には、ボルトＢを挿通するための対応するボルト孔が設けられる。フランジ２７を被取り付け部１２に固定することにより、筐体２１が被取り付け部１２に取り付けられる。結果として、シフト装置２が車両１に取り付けられる。また、シフト装置２は、ボルトＢを抜くことにより、車両１から取り外せる。

次に、車両１及びシフト装置２の処理について説明する。図４は、シフト装置２の取り付け時における車両１の処理の一例を示すフローチャートである。車両１は、運転者によりエンジン（又は電源）をＯＮにされると、図４の処理を開始する。

まず、操作パネル１１が、利用する走行モードを選択するための走行モード選択画面を表示する（ステップＳ１０１）。走行モード選択画面が表示されると、運転者は、選択部１３を操作して、利用する走行モードを選択する。

より詳細には、運転者は、自動運転モードを利用する場合、シフト装置２を車両１に取り付けずに、自動運転モードを選択する。これにより、車両１の自動運転中、運転者は、被取り付け部１２を収納部などとして利用できる。一方、運転者は、手動運転モードを利用する場合、シフト装置２を車両１に取り付け、手動運転モードを選択する。これにより、運転手は、シフト装置２を操作して、車両１を運転できる。なお、送電部１５は、シフト装置２が取り付けられると自動的に送電を開始してもよいし、後述する認証処理が成功した場合に送電を開始してもよい。また、運転者は、自動運転モードを利用する場合に、シフト装置２を取り付けることも可能である。

運転者が自動運転モードを選択した場合（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、操作パネル１１は、目的地を入力するための目的地入力画面を表示する（ステップＳ１１０）。目的地入力画面が表示されると、運転者は、入力装置を操作して、目的地を入力する。

運転者により目的地を入力され、走行開始を指示されると、車両制御部１４は、目的地への自動運転を開始する（ステップＳ１１１）。その後、車両制御部１４は、車両１が目的地に到着すると、自動運転を終了する。なお、自動運転中にシフト装置２からシフト信号が送信された場合、上述の通り、車両制御部１４はシフト信号を受け付けないため、当該シフト信号は無視される。

一方、運転者が手動運転モードを選択した場合（ステップＳ１０２のＮＯ）、車両制御部１４は、シフト装置２からの識別情報の受け付けを開始する（ステップＳ１０３）。車両制御部１４は、受け付け開始から所定時間が経過するまでに識別情報を受信できなかった場合（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、シフト装置２が取り付けられていないと判断し、走行モードを手動運転モードから自動運転モードに自動的に切り替える（ステップＳ１０８）。その後、処理はステップＳ１１０に進む。

これに対して、車両制御部１４は、受け付け開始から所定時間が経過するまでにシフト装置２からの識別情報を受信した場合（ステップＳ１０５のＹＥＳ）、受信した識別情報に基づいて、シフト装置２の認証処理を実行する（ステップＳ１０６）。

具体的には、車両制御部１４は、受信した識別情報が識別情報リストに含まれるか確認する。識別情報リストは、車両１で利用可能なシフト装置２の識別情報のリストである。識別情報リストには、車両１で利用可能なシフト装置２の識別情報が１つ又は複数含まれる。車両制御部１４は、識別情報リストを予め記憶していてもよいし、定期的に又は所定のタイミング（例えば、認証処理のタイミング）で、無線通信により外部装置（サーバなど）から取得してもよい。受信した識別情報が識別情報リストに含まれる場合、シフト装置２の認証は成功し、受信した識別情報が識別情報リストに含まれない場合、シフト装置２の認証は失敗する。

なお、シフト装置２からの識別情報の送信方法は任意である。シフト装置２は、電源がＯＮになると、自動的に識別情報の送信を開始してもよいし、車両制御部１４からの要求に応じて識別情報を送信してもよい。シフト装置２は、運転者による電源ボタンの押下により電源がＯＮになってもよいし、送電部１５から給電の開始により電源がＯＮになってもよい。

シフト装置２の認証が失敗した場合（ステップＳ１０７のＮＯ）、車両制御部１４は、取り付けられたシフト装置２は車両１では利用不能と判断し、走行モードを手動運転モードから自動運転モードに自動的に切り替える（ステップＳ１０８）。その後、処理はステップＳ１１０に進む。

これに対して、シフト装置２の認証が成功した場合（ステップＳ１０７のＹＥＳ）、車両制御部１４は、シフト信号の校正処理を実行する（ステップＳ１０９）。具体的には、車両制御部１４は、運転者にシフトレバー２２を所定のシフトに対応する位置に移動させるよう要求し、当該要求に応じてシフト装置２から受信したシフト信号が、要求した所定のシフトに対応するシフト信号であるか確認する。車両制御部１４は、シフト装置２から受信したシフト信号が、要求したシフトに対応するシフト信号である場合、シフト装置２は正常に動作していると判断する。一方、車両制御部１４は、シフト装置２から受信したシフト信号が、要求したシフトと異なるシフトに対応するシフト信号である場合、シフト装置２から受信したシフト信号を、要求したシフトに対応付ける。車両制御部１４は、各シフトに対して上記の処理を行うことにより、シフト装置２の各シフト信号を校正する。

なお、シフト装置２からのシフト信号の送信方法は任意である。シフト装置２は、電源がＯＮになると、自動的にシフト信号の送信を開始してもよいし、車両制御部１４からの要求に応じてシフト信号を送信してもよい。また、シフト装置２は、定期的にシフト信号を送信してもよいし、シフトレバー２２の位置が異なるシフトに対応する位置に移動するたびにシフト信号を送信してもよい。シフト信号の校正が終了すると、運転者によるシフト装置２を利用した車両１の運転が可能となる。

以上説明した通り、本実施形態によれば、運転者は、シフト装置２を車両１に着脱できる。したがって、運転者は、自動運転モードを利用する場合、シフト装置２を取り付けずに、被取り付け部１２を収納などとして利用できる。また、運転者は、手動運転モードを利用する場合、シフト装置２を取り付けて、シフト装置２の操作により車両１を運転できる。このように、本実施形態に係るシフト装置２は、自動運転モード及び手動運転モードのいずれの走行モードにも適切に対応可能である。

また、本実施形態によれば、シフト装置２は、無線で、又は筐体２１に設けられた接続端子を被取り付け部１２に設けられた接続端子に接続することにより、車両１と通信可能に接続できる。同様に、シフト装置２は、無線で、又は筐体２１に設けられた受電端子を被取り付け部１２に設けられた送電端子に接続することにより、車両１からの電力の供給を受けることができる。すなわち、本実施形態によれば、被取り付け部１２を構成するパネルを取り外したり、当該パネルに穴あけ加工などの加工を施したり、車両１が有する既存の配線をシフト装置２につなぎかえたりすることなく、車両１及びシフト装置２を接続できる。したがって、運転者は、シフト装置２を車両１に容易に接続し、取り付けることができる。

また、本実施形態によれば、シフト装置２は、蓄電部２５を備えるため、運転者は、シフト装置２を駆動するための電源を、シフト装置２とは別に用意することなく、シフト装置２を利用できる。また、シフト装置２は、車両１から供給された電力を蓄電部２５に蓄積する受電部２６を備えるため、運転者は、蓄電部２５の電力が空になることを心配せずに、シフト装置２を利用できる。

ここで、図５は、車両１及びシフト装置２の構成の他の例を示す図である。図５のシフト装置２は、シフトレバー２２の代わりに複数のシフトボタン２８を備え、フランジ２７の代わりに凸部２９を備える。シフト装置２の他の構成は図３と同様である。

シフトボタン２８は、運転者に操作される***作部の一例である。シフトボタン２８は、ハードウェアボタンであり、筐体２１の上面に設けられる。各シフトボタン２８は、各シフトに対応している。運転者は、所望のシフトに対応するシフトボタン２８を押下することにより、車両１のシフトを制御する。図５の例では、検出部２３は、シフトボタン２８の押下（状態）を検出するセンサである。

凸部２９は、筐体２１を被取り付け部１２に着脱可能に取り付ける取り付け部の一例である。凸部２９は、筐体２１の側面から水平方向に出入り可能に設けられている。凸部２９は、筐体２１の外側に向かって付勢されている。図５の例では、被取り付け部１２の内面には、筐体２１の側面から突出した凸部２９と嵌合する凹部１６が設けられる。

運転者が、凸部２９が筐体２１に収納された状態で筐体２１を被取り付け部１２に嵌合させると、凸部２９と凹部１６とが嵌合し、筐体２１が被取り付け部１２に取り付けられる。結果として、シフト装置２が車両１に取り付けられる。また、シフト装置２は、凸部２９を筐体２１の内側に収納することにより、車両１から取り外せる。運転者は、例えば、筐体２１の上面に設けられた収納ボタンを押下することにより凸部２９を筐体２１の内側に収納できる。

図５の車両１及びシフト装置２であっても、運転者は、シフト装置２を車両１に着脱できる。したがって、図３の車両１及びシフト装置２と同様の効果が得られる。

なお、本実施形態に係るシフト装置２の***作部、検出部、及び取り付け部は、上記の例に限られない。

また、本実施形態にいて、認証処理は、サーバなどの外部装置により実行されてもよい。この場合、車両制御部１４は、シフト装置２から受信した識別情報を、ネットワークを介して外部装置に送信し、外部装置から認証結果を受信すればよい。認証処理を外部装置で実行することにより、車両制御部１４の負荷や記憶容量を低減できる。

また、車両１は、シフト装置２の取り付けを検出する取り付け検出部を備えてもよい。取り付け検出部として、赤外線センサや圧力センサなどを利用できる。車両制御部１４は、取り付け検出部によってシフト装置２の取り付けを検出することにより、シフト装置２の取り付けをトリガーとして各種の処理（送電部１５による送電や識別情報の要求など）を実行できる。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１：車両
２：シフト装置
１１：操作パネル
１２：被取り付け部
１３：選択部
１４：車両制御部
１５：送電部
１６：凹部
２１：筐体
２２：シフトレバー
２３：検出部
２４：装置制御部
２５：蓄電部
２６：受電部
２７：フランジ
２８：シフトボタン
２９：凸部

Claims (7)

1. 筐体と、
   前記筐体に取り付けられ、運転者により操作される***作部と、
   前記***作部の状態を検出する状態検出部と、
   識別情報と、前記状態検出部により検出された前記状態に応じたシフト信号と、を車両に送信する装置制御部と、
   前記筐体を前記車両に着脱可能に取り付ける取り付け部と、
   を備えるシフト装置。
2. 前記装置制御部は、前記識別情報及び前記シフト信号を前記車両に無線で送信する
   請求項１に記載のシフト装置。
3. 前記車両から供給された電力を蓄積する蓄電部を更に備える
   請求項１又は請求項２に記載のシフト装置。
4. 前記蓄電部は、前記車両から無線で電力を供給される
   請求項３に記載のシフト装置。
5. 運転者が自動運転モード又は手動運転モードを選択するための選択部と、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシフト装置が着脱可能に取り付けられる被取り付け部と、
   前記手動運転モードが選択された場合、前記シフト装置からの前記シフト信号に基づいて、シフトを制御する車両制御部と、
   を備える車両。
6. 前記手動運転モードが選択された場合、前記車両制御部は、前記シフト装置からの前記識別情報に基づいて、前記シフト装置の認証処理を行う
   請求項５に記載の車両。
7. 前記車両制御部は、利用可能な前記シフト装置の前記識別情報を記憶する
   請求項５又は請求項６に記載の車両。

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