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