JP2021160587A - シフトレバー装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速レンジを自動で切り替えることができながら、電気失陥時には、シフトレバーの手動操作により変速レンジを切り替えることができる、シフトレバー装置を提供する。【解決手段】シフトレバー１２がシフトポジション間で操作されると、そのシフトレバー１２の操作がシフトケーブル２２を介して自動変速機３のマニュアルバルブに伝達されて、マニュアルバルブが操作されることにより、自動変速機３の変速レンジが切り替わる。シフトレバー１２の操作は、手動によっても、モータによっても可能である。また、シフトレバー装置１には、シフトレバー１２がパーキングポジションから他のシフトポジションに不用意に変位されることを防止するためのシフトロック機構３１が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機の変速レンジを切り替えるシフト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。

自動変速機には、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）が設定されている。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。

シフトレバーの操作と変速レンジの切り替えとをリンクさせる方式には、ケーブル伝達方式と、シフトバイワイヤ方式とがある。ケーブル伝達方式では、シフトレバーの操作がケーブルを介して自動変速機に伝達され、そのケーブルからの入力でマニュアルバルブが操作されることにより、変速レンジが切り替わる。一方、シフトバイワイヤ方式では、シフトポジションに応じた電気信号がコントローラに入力され、コントローラがマニュアルバルブに接続されたアクチュエータの動作を制御することにより、変速レンジが切り替わる。

特開２００４−２０３０８８号公報 特開２００７−２０３７５５号公報

ケーブル伝達方式では、変速レンジの切り替えにシフトレバーの操作が伴い、シフトレバーを操作しなければ変速レンジが切り替わらないので、変速レンジの切り替えを自動化することはできない。

これに対し、シフトバイワイヤ方式では、シフトレバーの操作と変速レンジの切り替えとが機械的に切り離されているので、変速レンジの切り替えの自動化が可能である。しかしながら、システムに電気失陥が発生した場合に、変速レンジが切替不能となり、車両の走行に支障をきたすおそれがある。

本発明の目的は、変速レンジを自動で切り替えることができながら、電気失陥時には、シフトレバーの手動操作により変速レンジを切り替えることができる、シフト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、本発明に係るシフトレバー装置は、レバー軸を支点に回動可能に設けられ、パーキングポジションと他のシフトポジションとの間で操作されるシフトレバーと、シフトレバーと自動変速機のマニュアルバルブとに接続され、シフトレバーの操作をマニュアルバルブに伝達するケーブルと、シフトレバーを複数のシフトポジションの間で変位させる第１アクチュエータと、シフトレバーのパーキングポジションから他のシフトポジションへの変位を阻止する阻止状態と当該変位を許容する許容状態とに切り替わるシフトロック機構と、シフトロック機構を阻止状態から許容状態に切り替える第２アクチュエータとを含む。

この構成によれば、シフトレバーがシフトポジション間で操作されると、そのシフトレバーの操作がケーブルを介して自動変速機のマニュアルバルブに伝達されて、マニュアルバルブが操作されることにより、自動変速機の変速レンジが切り替わる。

シフトレバーの操作は、手動によっても、第１アクチュエータによっても可能である。すなわち、シフトレバーを手動で操作して、自動変速機の変速レンジを切り替えることもできれば、第１アクチュエータがシフトレバーを操作することによって、自動変速機の変速レンジを自動で切り替えることもできる。

よって、このシフトレバー装置は、ケーブル伝達方式のシフトレバー装置が搭載されている車両に、そのシフトレバー装置と置き換えて搭載することができる。そして、その搭載された車両において、自動変速機の変速レンジを自動で切り替えることができるので、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る自動運転や自動駐車が可能となる。しかも、電気失陥時には、シフトレバーの手動操作により変速レンジを切り替えることができるので、車両が走行不能になることを抑制できる。

また、シフトロック機構が設けられているので、従来のシフトレバー装置と同様に、シフトレバーがパーキングポジションから他のシフトポジションに不用意に変位されることを抑制できる。

シフトロック機構は、阻止位置と許容位置とに変位可能に設けられるロック部材と、シフトレバーに対して固定され、ロック部材の所定部を受け入れて、ロック部材が阻止位置に位置する状態でシフトレバーの回動方向における所定部の相対移動を阻止し、ロック部材が許容位置に位置する状態で回動方向における所定部の相対移動を許容する形状の溝を有するゲート部材とを備え、第２アクチュエータがロック部材を阻止位置から許容位置に変位させることにより、シフトロック機構が阻止状態から許容状態に切り替わる構成であってもよい。

この構成では、電気失陥により第２アクチュエータが作動不能になっても、従来のシフトレバー装置のシフトロック機構と同様に、ロック部材を阻止位置から許容位置に変位させることにより、シフトレバーをパーキングポジションから他のシフトポジションに動かすことが可能となる。

本発明によれば、変速レンジを自動で切り替えることができながら、電気失陥時には、シフトレバーの手動操作により変速レンジを切り替えることができる。

本発明の一実施形態に係るシフトレバー装置の構成を示す図解的な断面図であり、車両の左右方向（車幅方向）の右側から見た図である。 シフトレバー装置の構成を示す図解的な断面図であり、車両の前後方向の後側から見た図である。 シフトロック機構の構成を図解的に示す断面図である。 シフトレバー装置が搭載された車両における通常操作時の動作を説明するための図である。 シフトレバー装置が搭載された車両における自動運転・駐車時の動作を説明するための図である。

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および図２は、本発明の一実施形態に係るシフトレバー装置１の構成を示す図解的な断面図である。

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３（図４参照）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、たとえば、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の上端部には、シフトノブ１４が取り付けられている。

シフトノブ１４には、ノブボタン１５が設けられている。ノブボタン１５は、シフトノブ１４から突出して設けられている。また、シフトノブ１４の内部には、モーメンタリ動作型のスイッチ１６が設けられており、ノブボタン１５は、スイッチ１６の可動部に接続されている。ノブボタン１５が押されると、スイッチ１６がオンになり、ノブボタン１５の押圧が解除されると、スイッチ１６がオフになる。

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１７が一体的に設けられている。レバー軸１７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は、ベースプレート１３にレバー軸１７を支点として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。

レバー軸１７には、アーム２１が相対回転不能に設けられている。アーム２１の先端部には、シフトケーブル（コントロールケーブル）２２の一端が接続され、シフトケーブル２２の他端は、自動変速機３のアウタレバー（図示せず）に接続されている。

これにより、シフトレバー１２が操作されると、その操作がシフトケーブル２２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３では、シフトポジションに対応した変速レンジ（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。

また、アーム２１には、扇形ギヤ２３が一体的に設けられている。扇形ギヤ２３は、レバー軸１７を中心とする略扇形状をなし、その円弧状の周面にギヤ歯２４を有している。

シフトレバー装置１は、図２に示されるように、モータ２５を備えている。モータ２５は、たとえば、ステッピングモータからなる。モータ２５の出力軸２６には、ギヤ２７が取り付けられている。ギヤ２７は、扇形ギヤ２３のギヤ歯２４と噛合している。これにより、モータ２５が駆動されると、モータ２５の動力がギヤ２７から扇形ギヤ２３に入力され、扇形ギヤ２３がレバー軸１７を支点に回動する。これに伴い、シフトレバー１２およびアーム２１がレバー軸１７と一体に回動し、シフトレバー１２がシフトポジション間で変位し、自動変速機３の変速レンジが切り替わる。

図３は、シフトロック機構３１の構成を図解的に示す断面図である。

シフトレバー装置１は、シフトロック機構３１を備えている。シフトロック機構３１には、ロック部材３２、ゲート部材３３およびソレノイド３４が含まれる。

ロック部材３２は、四角柱状（角棒状）をなし、レバー軸１７と直交する前後方向に延びる支持軸３５に回動可能に支持されている。

ゲート部材３３は、板状をなし、シフトパネル１１の下方において、シフトレバー１２に固定されている。ゲート部材３３には、ゲート溝３６が厚さ方向に貫通して形成されている。ゲート溝３６は、レバー軸１７を中心とする円弧状に沿うように延びる可動溝３７と、可動溝３７の後端部から上方に矩形状に凹む規制溝３８とを有している。ゲート溝３６には、ロック部材３２の一端部が挿通されている。

ソレノイド３４は、本体４１と、本体４１に進退可能に設けられたプランジャ４２と、プランジャ４２を本体４１から進出する方向に付勢するスプリング４３とを備えている。プランジャ４２の先端部は、ロック部材３２の他端部に上方から接続されている。

ソレノイド３４に通電されていない状態では、スプリング４３の付勢力により、プランジャ４２がロック部材３２の他端部を下方に押圧する。これにより、ロック部材３２は、一端部が相対的に上方に持ち上がっている。シフトレバー１２がＰポジションに位置する状態において、ロック部材３２の一端部がゲート部材３３のゲート溝３６の規制溝３８内に位置する。そのため、ゲート部材３３は、レバー軸１７を中心とする回動方向に移動不能であり、シフトレバー１２をＰポジションから移動させることができない。この状態がシフトロック機構３１の阻止状態であり、シフトレバー１２のＰポジションから他のシフトポジションへの変位が阻止される。また、このときのロック部材３２の位置が阻止位置である。

ソレノイド３４が通電されると、プランジャ４２が本体４１内に引き込まれる。これに伴って、ロック部材３２の一端部が持ち上げられ、ロック部材３２の他端部が下がり、ゲート部材３３のゲート溝３６の規制溝３８から可動溝３７に移動する。これにより、ゲート部材３３がレバー軸１７を中心とする回動方向に移動可能となり、シフトレバー１２をＰポジションから他のシフトポジションに変位させることが可能となる。この状態がシフトロック機構３１の許容状態となり、このときのロック部材３２の位置が許容位置となる。

＜通常操作時＞
図４は、シフトレバー装置１が搭載された車両における通常操作時の動作を説明するための図である。

車両の運転者がシフトレバー１２を手動で操作する通常操作では、シフトレバー１２をＰポジションから変位させる際に、ノブボタン１５が押圧される。ノブボタン１５が押圧されると、スイッチ１６がオンになり、スイッチ１６のオン信号がマイコンを含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）２に入力される。車両には、各部を制御するために、ＥＣＵ２を含む複数のＥＣＵが搭載されている。

車両のイグニッションスイッチ（スタートスイッチ）がオンであり、ブレーキペダルが踏まれた状態で、スイッチ１６のオン信号がＥＣＵ２に入力されると、ＥＣＵ２により、ソレノイド３４への通電が開始される。これにより、シフトレバー１２のＰポジションから他のシフトポジションへの移動が可能となる。運転者がシフトレバー１２をＰポジションから他のシフトポジションに操作すると、その操作がシフトケーブル２２を介して自動変速機３のマニュアルバルブに伝達され、自動変速機３において、シフトレバー１２の操作先のシフトポジションに対応した変速レンジが構成される。

運転者がシフトレバー１２をＰポジションに戻すと、ＥＣＵ２により、ソレノイド３４への通電が停止される。これにより、ロック部材３２の一端部がゲート部材３３のゲート溝３６内を可動溝３７から規制溝３８内に移動し、シフトロック機構３１が阻止状態となって、シフトレバー１２のＰポジションから他のシフトポジションへの変位が阻止される。

＜自動運転・駐車時＞
図５は、シフトレバー装置１が搭載された車両における自動運転・駐車時の動作を説明するための図である。

シフトレバー装置１が搭載された車両は、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る自動運転機能および自動駐車機能を有している。自動運転機能による自動運転時または自動駐車機能による自動駐車時には、運転者により自動運転または自動駐車（自動運転・駐車）の開始を指示するための突入操作、たとえば、ステアリングホイール付近に設けられた自動運転・駐車スイッチの操作がなされて、その操作信号がＥＣＵ２に入力されると、ＥＣＵ２により、ソレノイド３４への通電が開始される。これにより、シフトレバー１２のＰポジションから他のシフトポジションへの移動が可能となる。

そして、自動運転・駐車制御の実行により、自動変速機３の変速レンジを切り替える必要が生じると、ＥＣＵ２により、モータ２５の駆動が制御されて、自動変速機３の変速レンジが必要な変速レンジに切り替えられ、また、その変速レンジに対応するシフトポジションにシフトレバー１２が移動する。

＜作用効果＞
以上のように、シフトレバー１２がシフトポジション間で操作されると、そのシフトレバー１２の操作がシフトケーブル２２を介して自動変速機３のマニュアルバルブに伝達されて、マニュアルバルブが操作されることにより、自動変速機３の変速レンジが切り替わる。

シフトレバー１２の操作は、手動によっても、モータ２５によっても可能である。すなわち、シフトレバー１２を手動で操作して、自動変速機３の変速レンジを切り替えることもできれば、モータ２５がシフトレバー１２を操作することによって、自動変速機３の変速レンジを自動で切り替えることもできる。

よって、シフトレバー装置１は、ケーブル伝達方式のシフトレバー装置１が搭載されている車両に、そのシフトレバー装置１と置き換えて搭載することができる。そして、その搭載された車両において、自動変速機３の変速レンジを自動で切り替えることができるので、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る自動運転や自動駐車が可能となる。しかも、電気失陥時には、シフトレバー１２の手動操作により変速レンジを切り替えることができるので、車両が走行不能になることを抑制できる。

また、シフトレバー装置１には、シフトロック機構３１が設けられているので、従来のシフトレバー装置１と同様に、シフトレバー１２がパーキングポジションから他のシフトポジションに不用意に変位されることを抑制できる。

シフトロック機構３１では、電気失陥によりソレノイド３４が作動不能になっても、従来のシフトレバー装置１のシフトロック機構と同様に、工具などを用いてロック部材３２の他端部を引き上げて、ロック部材３２を阻止位置から許容位置に変位させることにより、シフトレバー１２をパーキングポジションから他のシフトポジションに動かすことが可能となる。

＜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、ソレノイド３４に代えて、モータが設けられて、モータの動力により、ロック部材３２が阻止位置と許容位置とに変位されてもよい。

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
３：自動変速機
１２：シフトレバー
１７：レバー軸
２２：シフトケーブル（ケーブル）
２５：モータ（第１アクチュエータ）
３１：シフトロック機構
３２：ロック部材
３３：ゲート部材
３４：ソレノイド（第２アクチュエータ）
３６：ゲート溝（溝）

Claims (2)

1. レバー軸を支点に回動可能に設けられ、パーキングポジションと他のシフトポジションとの間で操作されるシフトレバーと、
   前記シフトレバーと自動変速機のマニュアルバルブとに接続され、前記シフトレバーの操作を前記マニュアルバルブに伝達するケーブルと、
   前記シフトレバーを前記複数のシフトポジションの間で変位させる第１アクチュエータと、
   前記シフトレバーの前記パーキングポジションから前記他のシフトポジションへの変位を阻止する阻止状態と当該変位を許容する許容状態とに切り替わるシフトロック機構と、
   前記シフトロック機構を前記阻止状態から前記許容状態に切り替える第２アクチュエータと、を含む、シフトレバー装置。
2. 前記シフトロック機構は、
   阻止位置と許容位置とに変位可能に設けられるロック部材と、
   前記シフトレバーに対して固定され、前記ロック部材の所定部を受け入れて、前記ロック部材が前記阻止位置に位置する状態で前記シフトレバーの回動方向における前記所定部の相対移動を阻止し、前記ロック部材が前記許容位置に位置する状態で前記回動方向における前記所定部の相対移動を許容する形状の溝を有するゲート部材と、を備え、
   前記第２アクチュエータは、前記ロック部材を前記阻止位置から許容位置に変位させることにより、前記シフトロック機構を前記阻止状態から前記許容状態に切り替える、請求項１に記載のシフトレバー装置。

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