JP4612480B2 - シフト操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機のシフト操作装置に関し、特に、シフト・バイ・ワイヤ方式によるシフト操作装置に関する。

車両に搭載される自動変速機のシフト装置として、近年、装置の小型化や操作力の低減化において有利な、いわゆるシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

シフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置は、運転者がシフトレバーを操作したときのシフト位置をセンサ等によって検知し、その検知信号に基づいてアクチュエータで自動変速機（オートマチック・トランスミッション：以下、ＡＴという）のレンジを切り替える、つまり電気的制御によりＡＴのレンジを切り替える構成となっている。これにより、シフトレバーの操作態様についても設計の自由度が広がり、例えば、所定のシフト位置に入れたシフトレバーから手を離すと、このシフトレバーが復帰機構によって中立位置に自動的に復帰する、いわゆるモーメンタリ機能を持たせることができる。
特開２００２−２６４６８４号公報（段落番号［００６２］〜［００６８］、図２）

前記特許文献１のようなシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト操作部（シフト装置）では、非操作時にシフトレバーが中立状態に保持される中立位置を有しているので、シフトレバーが中立位置にある状態でもＡＴ側は、例えば、ドライブ（Ｄ）レンジやニュートラル（Ｎ）レンジであったりする。よって、中立位置を有するシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置では、シフトレバーのシフトパターンをＡＴ側の各レンジの配列に対応させる必要がないので、シフトレバーのシフトパターンを様々なパターンに設定することができる。

このため、シフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置において、例えば、図６に示すような形状のゲート溝１００によってシフトレバー１０１のシフトパターンが形成されている場合、非操作時にはシフトレバー１０１は中立位置１０２に位置している。このゲート溝１００は、車両の前後方向に沿って延びる第１ゲート溝１００ａと、この第１ゲート溝１００ａの前端（図の上側）から右側に向けて形成した第２ゲート溝１００ｂを有しており、第１ゲート溝１００ａの前端（図の上側）近傍がＮ（ニュートラル）位置、第１ゲート溝１００ａの下端（図の下側）近傍がＤ（ドライブ）位置、第２ゲート溝１００ｂ内がＲ（リバース）位置である。

シフトレバー１０１を第１ゲート溝１００ａのＮ位置やＤ位置にシフト操作して、シフトレバー１０１から手を離すと、シフトレバー１０１は復帰機構（不図示）によって中立位置１０２に自動的に復帰する。なお、シフトレバー１０１をＲ位置である第２ゲート溝１００ｂ内に入れると、ディテント機構（不図示）によって保持され、この保持解除は、シフトレバー１０１を第１ゲート溝１００ａのＮ位置側に手で押すことで行うことができる。また、ゲート溝１００の前方側には、プッシュボタン式のＰ（パーキング）操作ボタン１０３が設置されており、このＰ操作ボタン１０３を押すと電動アクチュエータ（不図示）の駆動によりパーキングロック機構（不図示）を作動させて、ＡＴの出力軸（不図示）を機械的にロック（パーキングロック）することができる。なお、このＰ操作ボタン１０３を押す操作時において、シフトレバー１０１は駐車位置（以下、Ｐ位置という）としての中立位置１０２に位置している。

ところで、図６に示した従来のシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置では、Ｐ操作ボタン１０３の押圧操作によるパーキングロック状態から車両を後進させるために、シフトレバー１０１をＲ位置に操作する場合（パーキングロック時は、シフトレバー１０１はＰ位置である中立位置１０２に位置している）、図７（ａ）に示すように、シフトレバー１０１は中立位置（Ｐ位置）１０２からＮ位置を経由してＲ位置に操作される。

一方、ＡＴ側のシフトレンジ（例えば、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジ）の４つのレンジ）は、一般にＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの順に作動するように配列されている。このため、このシフトレバー１０１のシフト操作（中立位置（Ｐ位置））→Ｎ位置→Ｒ位置）に応じて、ＡＴ側は図７（ｂ）に示すように、ＰレンジからＲレンジ、Ｎレンジを経由してＲレンジに選択される。

このように、従来では、シフトレバー１０１のシフト操作（中立位置（Ｐ位置）→Ｎ位置→Ｒ位置）に応じてＡＴ側をＰレンジからＲレンジに選択するときに、一度Ｒレンジを通過した後、Ｎレンジを経由して再びＲレンジに戻るといった非能率的な作動が行われることにより、ＡＴ側のレンジ選択をスムーズに行うことができなかった。

そこで、本発明は、シフトレバーを中立位置（Ｐ位置）からＲ位置にシフト操作するときにＡＴ側のレンジ選択をスムーズに行うことができるシフト操作装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ドライブ位置、中立位置、ニュートラル位置、リバース位置の順で配列されたシフト位置を含む複数のシフト位置に移動自在に設けたシフトレバー、および前記シフトレバーをシフト操作したときのシフト位置を検知するシフト位置検知手段を備えたシフト装置と、前記シフト位置検知手段からの検知信号に基づいて、電動アクチュエータの作動を制御して自動変速機の複数のレンジを切り替える制御手段とを有し、パーキングロック時には、前記シフトレバーが駐車位置として前記中立位置に位置し、前記自動変速機は、前記ドライブ位置に対応するドライブレンジ、前記ニュートラル位置に対応するニュートラルレンジ、前記リバース位置に対応するリバースレンジ、前記駐車位置としての前記中立位置に対応する駐車レンジ、の順で配列されたレンジ位置を含む複数のレンジを有するシフト操作装置であって、パーキングロック状態から車両を後退させるために、前記シフトレバーを前記駐車位置としての前記中立位置から前記ニュートラル位置を経由して前記リバース位置にシフト操作した場合に、前記制御手段は、前記シフト位置検知手段からの検知信号に基づいて、前記シフトレバーの前記ニュートラル位置での通過時間を計測し、この通過時間が所定時間以内であると判定した場合、前記ニュートラル位置に対応した前記ニュートラルレンジを選択することなく、前記駐車レンジから前記リバースレンジに切り替えるよう前記電動アクチュエータを作動させることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、シフトレバーを中立位置（駐車位置）からニュートラル位置を経由してリバース位置に移動させるときに、シフトレバーのニュートラル位置での通過時間が所定時間以内の場合は、ニュートラル位置に対応したニュートラルレンジを選択することなく、駐車レンジからリバースレンジに切り替えることができる。

本発明によれば、シフトレバーを中立位置（駐車位置）からニュートラル位置を経由してリバース位置に移動させるときに、シフトレバーのニュートラル位置での通過時間が所定時間以内の場合は、ニュートラル位置に対応したニュートラルレンジを選択することなく、駐車レンジからリバースレンジに切り替えることができるので、スムーズなレンジ切り替えが可能となる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る車両に搭載される自動変速機のシフト操作装置を示す概略構成図、図２は、本発明の実施形態におけるシフト装置を示す概略斜視図、図３は、その平面図である。

図１に示すように、ＡＴ（自動変速機）１には、制御装置２とシフト装置３とを備えたシフト操作装置４が電気的に接続されている。ＡＴ１は、トルクコンバータ５を介してエンジン６のエンジン出力軸（不図示）に連結されている。ＡＴ１の油圧制御部７には、ＡＴ１のレンジ切り替えを行うための電動アクチュエータ７ａが設けられている。油圧制御部７および電動アクチュエータ７ａは、制御装置２からの制御信号に基づいて駆動制御される。

制御装置２は、車室内に設けられたシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置３と電気的に接続されており、シフト装置３のシフト操作状況に応じた検知信号が制御装置２に入力される。制御装置２は、シフト装置３から入力される検知信号に基づいて、油圧制御部７および電動アクチュエータ７ａに制御信号を出力して両者を駆動制御する。

ＡＴ１のシフトレンジは、本実施形態ではＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、Ｌ（ロー）レンジを有しており、各レンジの配列はＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、Ｌレンジの順に設定されている。なお、ＡＴ１がＮレンジに選択された場合は、ＡＴ１のエンジン６側と駆動輪（不図示）側との動力伝達を遮断した中立状態に設定され、また、Ｐレンジに選択された場合は、エンジン６側と駆動輪（不図示）側との動力伝達を遮断した中立状態に設定されるとともに、パーキングロック機構（不図示）が作動してＡＴ１の出力軸８を機械的にロックする。

図２、図３に示すように、シフト装置３には、上カバー９にシフトパターンを形成するゲート溝１０が設けられており、このゲート溝１０にはシフトレバー１１が挿通されている。なお、シフト装置３は、例えば運転席近傍のフロア（不図示）上に設置されている。

ゲート溝１０は、車両の前後方向（図３の上下方向）に沿って延びる第１ゲート溝１０ａと、この第１ゲート溝１０ａの前端（図３の上側）から右側に向けて形成した第２ゲート溝１０ｂと、この第１ゲート溝１０ａの後端（図３の下側）から左側に向けて形成した第３ゲート溝１０ｃを有しており、第１ゲート溝１０ａの前端（図３の上側）近傍がＮ（ニュートラル）位置、第１ゲート溝１０ａの後端（図３の下側）近傍がＤ（ドライブ）位置、第２ゲート溝１０ｂ内がＲ（リバース）位置、第３ゲート溝１０ｃ内がＬ（ロー）位置である。ゲート溝１０の周囲には、前記Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｌの各位置に合わせて「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、「Ｌ」の記号が付されている。なお、ゲート溝１０のＲ、Ｎ、Ｄ、Ｌの各位置は、前記ＡＴ１のＲレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、Ｌレンジにそれぞれ対応している。

また、上カバー９の前端側（図３の上側）には、プッシュボタン方式のＰ（パーキング）操作ボタン１２が設けられている。

シフト装置３のケース本体１３内には、シフトレバー１１の上部側をゲート溝１０（第１ゲート溝１０ａ、第２ゲート溝１０ｂ、第３ゲート溝１０ｃ）に沿って移動（揺動）自在に支持する支持機構（不図示）と、シフトレバー１１を第１ゲート溝１０ａ内のＮ位置およびＤ位置のいずれかに操作した後に手を放すことにより、中立位置（ホームポジション）１４に自動的に復帰させる復帰機構（不図示）が設けられている。なお、このとき、シフトレバー１１が中立位置１４に復帰した状態でも、ＡＴ１はＮレンジもしくはＤレンジに保持されている。

また、シフトレバー１１をＲ位置である第２ゲート溝１０ｂ内に入れたとき、およびシフトレバー１１をＬ位置である第３ゲート溝１０ｃ内に入れたときには、ディテント機構（不図示）によってその位置に保持するように構成されている。この保持解除は、シフトレバー１１を第１ゲート溝１０ａ側に手で押して戻すことで行うことができる。なお、Ｐ操作ボタン１２を押すＰ（パーキング）時には、シフトレバー１１は中立位置１４に位置している。

また、シフト装置３のケース本体１３内には、シフトレバー１１の下端の下方に位置するようにして、シフトレバー１１の操作位置（シフトポジション）を検知するための非接触式の複数のシフト位置検知センサ（シフト位置検知手段）が基板１５上に設置されている。前記各シフト位置検知センサは、シフトレバー１１がＲ、Ｎ、Ｄ、Ｌおよび中立位置１４の各位置にそれぞれ操作されたときに、これらの操作位置に対応した検知信号を制御装置２に出力するＲ位置検知センサ１６、Ｎ位置検知センサ１７、Ｄ位置検知センサ１８、Ｌ位置検知センサ１９、および中立位置検知センサ２０である。

前記Ｒ位置検知センサ１６、Ｎ位置検知センサ１７、Ｄ位置検知センサ１８、Ｌ位置検知センサ１９、中立位置検知センサ２０として、例えば、公知のホールセンサを用いることができる。この場合、シフトレバー１１の下端面に固定した磁石（不図示）が、このシフトレバー１１のシフト操作によって前記センサのいずれかと相対すると、シフトレバー１１の操作位置に応じた検知信号が制御装置２に出力されるように構成されている。

なお、シフトレバー１１は、その中間部が揺動自在な支持機構（不図示）で支持されているので、シフトレバー１１の下端側はシフト操作方向と逆方向に揺動するので、各位置検知センサ（Ｒ位置検知センサ１６、Ｎ位置検知センサ１７、Ｄ位置検知センサ１８、Ｌ位置検知センサ１９）は、ゲート溝１０のＲ、Ｎ、Ｄ、Ｌの各位置と逆の位置に対応して設けられている。

よって、運転者がシフト装置３のシフトレバー１１をシフト操作して、例えば、中立位置１４からＤ位置に操作すると、この操作状況がＤ位置検知センサ１８によって検知され、Ｄ位置検知センサ１８からＤ位置に対応した検知信号がシフト制御装置２に出力される。そして、制御装置２は、入力される検知信号（Ｄ位置信号）に応じてＡＴ１のＤレンジが選択されるように油圧制御部７および電動アクチュエータ７ａに制御信号を出力して、両者を駆動制御する。これにより、ＡＴ１のＤレンジに対応したマニュアルバルブ（不図示）が駆動され、Ｄレンジに切り替えられる。

また、車両の停止（駐車）時に、運転者がシフト装置３のＰ操作ボタン１２を押圧操作すると、Ｐ操作ボタン１２から信号が制御装置２に出力される。そして、制御装置２は、入力される信号（Ｐ位置信号）に応じてＡＴ１のＰレンジが選択されるように油圧制御部７および電動アクチュエータ７ａに制御信号を出力して、両者を駆動制御する。そして、これにより、Ｐレンジに対応したマニュアルバルブ（不図示）が駆動され、エンジン６側と駆動輪（不図示）側との動力伝達を遮断した中立状態に切り替えられる。さらに、制御装置２は入力される信号（Ｐ位置信号）に基づいて、パーキング用電動アクチュエータ（不図示）を駆動してパーキングロック機構（不図示）を作動させ、ＡＴの出力軸８を機械的にロック（パーキングロック）する。なお、このＰ操作ボタン１２を押圧するパーキング時は、シフトレバー１１はＰ位置としての中立位置１４に位置している。

そして、このＰ操作ボタン１２の押圧によるパーキング時（シフトレバー１１は中立位置（Ｐ位置））からシフトレバー１１をＲ位置に操作する場合、すなわち、車両を停止（駐車）状態から後進（バック）させるときには、ブレーキペダル（不図示）を踏み込み、かつシフトレバー１１に設けたシフトロック解除ボタン（不図示）を押してシフトロックを解除して、シフトレバー１１をゲート溝１０の中立位置（Ｐ位置）１４からＮ位置（「Ｎ」）を経由してＲ位置（「Ｒ」）に移動させる。シフトレバー１１がＮ位置を通過するときに、Ｎ位置検知センサ１７から制御装置２に検知信号（Ｎ位置信号）が出力され、その後、シフトレバー１１がＲ位置に移動すると、Ｒ位置検知センサ１６から制御装置２に検知信号（Ｒ位置信号）が出力される。

このように、シフトレバー１１を中立位置（Ｐ位置）１４からＲ位置にシフト操作する場合、シフトレバー１１は、中立位置（Ｐ位置）１４からＮ位置を経由してＲ位置に移動する。一方、ＡＴ１のシフトレンジは、前記したようにＰレンジ→Ｒレンジ→Ｎレンジ→Ｄレンジ→Ｌレンジの順に配列されている。

このため、従来では、シフトレバー１１のシフト操作（中立位置（Ｐ位置）１４→Ｎ位置→Ｒ位置）に応じて、ＡＴ１は、Ｒレンジを選択する前に一旦Ｎレンジを選択する。よって、従来では、ＡＴ１は、Ｐレンジ→Ｒレンジ→Ｎレンジ→Ｒレンジの順に切り替わり、非能率的な作動を行っていた。

そこで、本発明では、シフトレバー１１を中立位置（Ｐ位置）１４からＮ位置を経由してＲ位置にシフト操作する場合に、シフトレバー１１のＮ位置における通過時間（経過時間）に基づいて、ＡＴ１のＮレンジを選択するか否かの判定を制御装置２で行うようにした。

以下、シフトレバー１１を中立位置（Ｐ位置）１４からＮ位置を経由してＲ位置にシフト操作するときの、ＡＴ１のＮレンジを選択するか否かの判定制御を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、運転者によって、シフトレバー１１を（Ｐ位置）中立位置からＮ位置側に操作し（ステップＳ１）、さらにＮ位置を経由してＲ位置にシフト操作するときに、制御装置２は、Ｎ位置検知センサ１７から入力される検知信号（Ｎ位置信号）に基づきシフトレバー１１がＮ位置に達したか否かを判定する（ステップＳ２）。なお、前記ステップＳ１、Ｓ２では、ＡＴ１はＰレンジに保持されている。

ステップＳ２で、Ｎ位置検知センサ１７から入力される検知信号（Ｎ位置信号）に基づいてシフトレバー１１がＮ位置の領域にあるとき（ステップＳ２のＹｅｓ）と制御装置２が判定した場合、制御装置２は、Ｎ位置検知センサ１７から入力される検知信号（Ｎ位置信号）からシフトレバー１１がＮ位置の領域を通過する時間を計測する（ステップＳ３）。

そして、制御装置２は、この計測結果に基づいて、計測した通過時間が予め設定した設定時間（シフトレバー１１がＮ位置の領域でしばらくホールド状態に保持されるような時間（例えば、２秒間程度））よりも短いと判定したとき（すなわち、シフトレバー１１がＮ位置の領域でホールドされることなく短時間で通過してＲ位置に移動したとき：ステップＳ３のＹｅｓ）は、ＡＴ１のＮレンジを選択しない信号を、油圧制御部７および電動アクチュエータ７ａに出力する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ２で、シフトレバー１１がまだＮ位置まで移動していないとき（ステップＳ２のＮｏ）には、ステップＳ２の前に戻る。

一方、ステップＳ３で、計測した通過時間が予め設定した設定時間よりも長いと判定したとき（すなわち、シフトレバー１１がＮ位置の領域で所定時間以上ホールドされたとき：ステップＳ３のＮｏ）は、ＡＴ１のＮレンジを選択する信号を、油圧制御部７および電動アクチュエータ７ａに出力し（ステップＳ５）、ＡＴ１をＮレンジに切り替える。

よって、図５（ａ）に示すように、シフトレバー１１を中立位置（Ｐ位置）からＮ位置の領域でホールドすることなく設定時間よりも短い時間で通過させてＲ位置に移動させる通常のシフト操作（（中立位置（Ｐ位置））→Ｎ位置→Ｒ位置）を行うことにより、制御装置２は、図５（ｂ）に示すように、ＰレンジからＲレンジ（Ｐレンジ→Ｒレンジ）に選択されるように油圧制御部７および電動アクチュエータ７ａに制御信号を出力して、両者を駆動制御する。これにより、ＡＴ１のＲレンジに対応したマニュアルバルブ（不図示）が駆動され、ＰレンジからＲレンジに切り替えられる。

このように、前記した本発明の実施形態に係るシフト操作装置４によれば、シフト装置３のシフトレバー１１をゲート溝１０の中立位置（Ｐ位置）１４からＮ位置を経由してＲ位置に移動させるシフト操作を行うときにおいて、シフトレバー１１をＮ位置の領域でホールドすることなく設定時間よりも短い時間で通過させてＲ位置に移動させる通常のシフト操作を行うことによって、ＡＴ１はＮレンジを選択することなく、ＰレンジからＲレンジ（Ｐレンジ→Ｒレンジ）に選択されることにより、ＡＴ１のスムーズなレンジ切り替えが可能となる。

本発明の実施形態に係るシフト操作装置を示す概略構成図。 本発明の実施形態におけるシフト装置を示す概略斜視図。 本発明の実施形態におけるシフト装置を示す平面図。 ＡＴのＮレンジを選択するか否かの判定制御を示すフローチャート。 （ａ）は、本発明の実施形態におけるシフトレバーの中立位置（Ｐ位置）からＲ位置へのシフト操作を示す図、（ｂ）は、このシフト操作時におけるＡＴ側のシフトレンジの切り替えを示す図。 従来のシフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置のシフトパターンの一例を示す図。 （ａ）は、従来のシフト装置におけるシフトレバーの中立位置（Ｐ位置）からＲ位置へのシフト操作を示す図、（ｂ）は、このシフト操作時における従来のＡＴ側のシフトレンジの切り替えを示す図。

符号の説明

１ ＡＴ（自動変速機）
２ 制御装置（制御手段）
３ シフト装置
４ シフト操作装置
６ エンジン
７ 油圧制御部
７ａ 電動アクチュエータ
１０ ゲート溝
１１ シフトレバー
１２ Ｐ操作ボタン

Claims (1)

1. ドライブ位置、中立位置、ニュートラル位置、リバース位置の順で配列されたシフト位置を含む複数のシフト位置に移動自在に設けたシフトレバー、および前記シフトレバーをシフト操作したときのシフト位置を検知するシフト位置検知手段を備えたシフト装置と、
   前記シフト位置検知手段からの検知信号に基づいて、電動アクチュエータの作動を制御して自動変速機の複数のレンジを切り替える制御手段とを有し、
   パーキングロック時には、前記シフトレバーが駐車位置として前記中立位置に位置し、
   前記自動変速機は、前記ドライブ位置に対応するドライブレンジ、前記ニュートラル位置に対応するニュートラルレンジ、前記リバース位置に対応するリバースレンジ、前記駐車位置としての前記中立位置に対応する駐車レンジ、の順で配列されたレンジ位置を含む複数のレンジを有するシフト操作装置であって、
   パーキングロック状態から車両を後退させるために、前記シフトレバーを前記駐車位置としての前記中立位置から前記ニュートラル位置を経由して前記リバース位置にシフト操作した場合に、
   前記制御手段は、前記シフト位置検知手段からの検知信号に基づいて、前記シフトレバーの前記ニュートラル位置での通過時間を計測し、この通過時間が所定時間以内であると判定した場合、前記ニュートラル位置に対応した前記ニュートラルレンジを選択することなく、前記駐車レンジから前記リバースレンジに切り替えるよう前記電動アクチュエータを作動させる、
   ことを特徴とするシフト操作装置。

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