JP6114123B2 - シフト装置 - Google Patents

Description

この発明は、シフト装置に関する。

従来から、車両の運転席の近傍にはシフト装置が設けられている。例えば、特許文献１に記載のシフト装置においては操作ノブのダイヤル操作（回転操作）を通じて変速機のレンジを切り替え可能に構成されている。また、特許文献２に記載のシフト装置においてはシフトレバーの傾動操作を通じて変速機のレンジを切り替え可能に構成されている。

特許第３４４１３６２号公報 特開２０１３−８２３５７号公報

ここで、変速機をニュートラルレンジに切り替えることで駆動輪への動力伝達が解除される。このため、例えば、運転者が車両走行中に、シフト装置の操作を通じて変速機をニュートラルレンジに切り替えたい状況が生じうる。

上記特許文献１の構成では、上記状況において、操作ノブをニュートラルポジション「Ｎ」に回転操作させる必要がある。例えば、ニュートラルポジション「Ｎ」に隣接する位置にリバースポジション「Ｒ」及びドライブポジション「Ｄ」等が位置する場合には、操作ノブがニュートラルポジション「Ｎ」を超えて他のポジション「Ｒ」，「Ｄ」に達しないように微妙な操作が必要となる。また、上記特許文献２の構成においても、シフトレバーをニュートラルポジション「Ｎ」まで操作する必要がある。さらに、何れの構成においても緊急時にあっては正確なニュートラルポジション「Ｎ」への操作ができず、容易に変速機をニュートラルレンジに切り替えられないおそれもある。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、緊急時にあっても、ニュートラルレンジへの切り替え操作が容易となるシフト装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決するシフト装置は、ユーザによって操作される操作対象の操作位置を検出する操作検出部と、前記操作検出部の検出結果に基づきシフトポジションを判断するとともに、そのシフトポジションに応じたレンジに変速機を切り替える制御部と、を備え、前記制御部は、車両走行中において、前記操作対象がニュートラルポジション以外のポジションへ、一定距離以上に亘って基準時間以内に操作された旨判断すると非常操作であるとして前記変速機をニュートラルレンジに切り替え、前記操作対象は回転操作可能な操作ノブであって、前記操作ノブに対して一定角度の操作毎に周期的な操作反力を与えることで前記操作ノブを操作するユーザに節度感を与える節度機構を備え、前記制御部は、前記操作検出部の検出結果に基づき、前記操作ノブが前記一定角度だけ回転したとき１段操作がされたと判断し、車両走行中において、前記操作ノブがニュートラルポジション以外のポジションへ、前記基準時間以内に２段以上の操作がされた旨判断すると前記変速機をニュートラルレンジに切り替える。

この構成によれば、制御部は、車両走行中において、操作対象がニュートラルポジション以外のポジションへ、一定距離以上に亘って基準時間以内に操作された旨判断すると非常操作であるとして変速機をニュートラルレンジに切り替える。詳しくは、制御部は、車両走行中において、操作ノブがニュートラルポジション以外のポジションへ、基準時間以内に２段以上の操作がされた旨判断すると変速機をニュートラルレンジに切り替える。このため、緊急時にあっても、ニュートラルレンジへの切り替え操作が容易となる。

上記シフト装置について、前記操作ノブは無限回転可能に設けられ、前記制御部は、前記操作検出部の検出結果に基づき、前記操作ノブが前記１段操作される毎に前記変速機のレンジを切り替える通常操作範囲に対して、車両走行中において、前記操作ノブが前記通常操作範囲を外れる方向に、前記基準時間以内に２段以上の操作がされた旨判断すると前記変速機を前記ニュートラルレンジに切り替えることが好ましい。

この構成によれば、制御部は、車両走行中において、操作ノブが通常操作範囲を外れる方向に、基準時間以内に２段以上の操作がされた旨判断すると変速機をニュートラルレンジに切り替える。このため、通常操作範囲内において、操作ノブが基準時間以内に２段以上操作されることによって、ユーザの意図なく、変速機がニュートラルレンジに切り替えられることが抑制される。

本発明によれば、シフト装置において、緊急時にあっても、ニュートラルレンジへの切り替え操作を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態におけるシフト装置の正面図。 本発明の一実施形態におけるシフト装置の構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態における制御装置の処理手順を示すフローチャート。 本発明の一実施形態における操作角度を示したグラフ。 他の実施形態における（ａ）（ｂ）はシフト装置の正面図。

以下、シフト装置の一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
＜機械的構成＞
図１に示すように、シフト装置１０は、操作ノブ１１と、節度機構１５とを備える。この操作ノブ１１は、円柱状に形成されるとともに、図中の紙面垂直方向に延びる回転軸Ｏ１を中心に回転操作可能に設けられている。この操作ノブ１１は無限回転可能である。

節度機構１５は、例えば、図示しないピン及び弾性部材等で構成されるとともに、操作ノブ１１に対して適切な操作反力を与える。この節度機構１５によって、操作ノブ１１の一定角度αの回転操作毎にユーザに対して節度感（クリック感）が付与される。本例では、この操作ノブ１１が一定角度αだけ回転操作されることを１段の操作がされたと称する。

操作ノブ１１が操作されることで、操作ノブ１１が通常ニュートラルポジション「Ｎ」、ドライブポジション「Ｄ」及びリバースポジション「Ｒ」に達する。詳しくは、初期状態においては、操作ノブ１１が通常ニュートラルポジション「Ｎ」に位置している。通常ニュートラルポジション「Ｎ」に位置する操作ノブ１１が時計回りに一定角度αだけ回転するとドライブポジション「Ｄ」となる。また、通常ニュートラルポジション「Ｎ」に位置する操作ノブ１１が反時計回りに一定角度αだけ回転するとリバースポジション「Ｒ」となる。リバースポジション「Ｒ」からドライブポジション「Ｄ」までの範囲が通常操作範囲に相当する。

また、操作ノブ１１が、ドライブポジション「Ｄ」から、通常ニュートラルポジション「Ｎ」と反対方向に一定角度βだけ回転すると非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」となる。ここで、本例では、一定角度βは、一定角度αの２倍に設定されている。一定角度βが一定距離に相当する。したがって、操作ノブ１１がドライブポジション「Ｄ」から２段操作されると非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」となる。同様に、操作ノブ１１が、リバースポジション「Ｒ」から、通常ニュートラルポジション「Ｎ」と反対方向に一定角度βだけ、すなわち２段操作されると非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」となる。

＜電気的構成＞
図２に示すように、シフト装置１０は、制御装置１６と、回転センサ１７とを備える。回転センサ１７は、操作ノブ１１の操作角度θを検出し、その検出結果（操作角度θ）を制御装置１６に出力する。制御装置１６は、回転センサ１７の検出結果（操作角度θ）に基づき、操作ノブ１１の位置を判断する。

制御装置１６は、回転センサ１７の検出結果（操作角度θ）に基づき操作ノブ１１がニュートラルポジション「Ｎ」に位置する旨判断すると、変速機２０をニュートラルレンジに切り替える。また、制御装置１６は、回転センサ１７の検出結果に基づき操作ノブ１１がドライブポジション「Ｄ」に位置する旨判断すると、変速機２０をドライブレンジに切り替える。さらに、制御装置１６は、回転センサ１７の検出結果に基づき操作ノブ１１がリバースポジション「Ｒ」に位置する旨判断すると、変速機２０をリバースレンジに切り替える。なお、本実施形態では、変速機２０がドライブレンジ又はリバースレンジにあるとき、車両が走行中であるとする。

また、制御装置１６はタイマ１６ａと、メモリ１６ｂとを有する。
制御装置１６は、回転センサ１７の検出結果（操作角度θ）に基づき、操作ノブ１１がドライブポジション「Ｄ」から第１の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」方向に回転を開始した旨判断したとき、タイマ１６ａを通じて基準時間Ｔｔｈのカウントダウンを開始する。これにより、時間経過とともに基準時間Ｔｔｈから残り時間Ｔａがゼロに向けて少なくなっていく。そして、制御装置１６は、操作ノブ１１が第１の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」に達したとき残り時間Ｔａがゼロより大きいか否かを判断する。

図４に示すように、この基準時間Ｔｔｈは、ユーザが緊急時に操作ノブ１１を回転操作したと判断できる程度に、通常にユーザが操作ノブ１１を一定角度βだけ回転操作するのに要する時間Ｔｎに比して十分に短く設定されている。

制御装置１６は、上記判断において残り時間Ｔａがゼロより大きい旨判断すると、非常操作があったとして変速機２０をニュートラルレンジに切り替える。制御装置１６は、上記判断において残り時間Ｔａがゼロ以下である旨判断すると、変速機２０を現状のドライブレンジに維持する。

また、同様に、制御装置１６は、回転センサ１７の検出結果（操作角度θ）に基づき、操作ノブ１１がリバースポジション「Ｒ」から第２の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」方向に回転を開始した旨判断したとき、タイマ１６ａを通じて基準時間Ｔｔｈのカウントダウンを開始する。そして、制御装置１６は、操作ノブ１１が第２の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」に達したとき、カウントダウン中の残り時間Ｔａがゼロより大きい旨判断すると、変速機２０をニュートラルレンジに切り替える。一方、このとき、制御装置１６は、カウントダウン中の残り時間Ｔａがゼロ以下である旨判断すると、変速機２０を現状のリバースレンジに維持する。

つぎに、図３のフローチャートを参照しつつ、制御装置１６の動作手順について説明する。このフローチャートは、車両の走行中において繰り返し実行される。
制御装置１６は、ドライブポジション「Ｄ」から第１の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」方向に、もしくはリバースポジション「Ｒ」から第２の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」方向に、操作ノブ１１が操作されるのを待つ（Ｓ１０１でＮＯ）。制御装置１６は上記操作がされた旨判断すると（Ｓ１０１でＹＥＳ）、タイマ１６ａを通じて基準時間Ｔｔｈからカウントダウンを開始する（Ｓ１０２）。そして、制御装置１６は操作ノブ１１が非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」又は非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」に到達したか否かを判断する（Ｓ１０３）。制御装置１６は操作ノブ１１が第１の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」又は第２の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」に到達した旨判断すると（Ｓ１０３でＹＥＳ）、上記カウントダウン中の残り時間Ｔａがゼロより大きいか否かを判断する（Ｓ１０４）。制御装置１６は残り時間Ｔａがゼロより大きい旨判断すると（Ｓ１０４でＹＥＳ）、非常操作があったとして変速機２０をニュートラルレンジに切り替える（Ｓ１０５）。そして、制御装置１６は、当該フローチャートに係る処理を終了する。

一方、制御装置１６は上記カウントダウン中の残り時間Ｔａがゼロ以下である旨判断すると（Ｓ１０４でＮＯ）、変速機２０を現状のレンジに維持したまま当該フローチャートに係る処理を終了する。

一方、上記ステップＳ１０３の処理において、制御装置１６は、操作ノブ１１が第１の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」又は第２の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」に到達していない旨判断すると（Ｓ１０３でＮＯ）、操作ノブ１１が依然としてドライブポジション「Ｄ」と第１の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」との間、もしくはリバースポジション「Ｒ」と第２の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」との間に存在するか否かを判断する（Ｓ１０６）。

制御装置１６は、操作ノブ１１がドライブポジション「Ｄ」と第１の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」との間、もしくはリバースポジション「Ｒ」と第２の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」との間に存在しない、すなわち、通常操作範囲（リバースポジション「Ｒ」及びドライブポジション「Ｄ」間）に操作ノブ１１が戻っているとき（Ｓ１０６でＮＯ）、当該フローチャートに係る処理を終了する。

一方、制御装置１６は操作ノブ１１がドライブポジション「Ｄ」と第１の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」との間、もしくはリバースポジション「Ｒ」と第２の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」との間に存在する旨判断すると（Ｓ１０６でＹＥＳ）、上記カウントダウン中の残り時間Ｔａがゼロより大きいか否かを判断する（Ｓ１０７）。制御装置１６は残り時間Ｔａがゼロより大きい旨判断すると（Ｓ１０７でＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理に戻る。また、制御装置１６は上記カウントダウン中の残り時間Ｔａがゼロ以下である旨判断すると（Ｓ１０７でＮＯ）、当該フローチャートに係る処理を終了する。

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）制御装置１６は、車両走行中に、操作ノブ１１が非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」，「Ｎ´２」へ基準時間Ｔｔｈ以内に２段以上の操作がされた旨判断すると変速機２０をニュートラルレンジに切り替える。このため、緊急時にあっても、ニュートラルレンジへの切り替え操作が容易となる。

また、操作ノブ１１の通常ニュートラルポジション「Ｎ」への微妙な操作を行うことなく、変速機２０のニュートラルレンジへの切り替えが可能となる。
（２）制御装置１６は、操作ノブ１１が通常操作範囲（リバースポジション「Ｒ」からドライブポジション「Ｄ」までの範囲）を外れる方向に、基準時間Ｔｔｈ以内に２段以上の操作がされた旨判断すると変速機２０をニュートラルレンジに切り替える。このため、通常操作範囲内において、操作ノブ１１が基準時間Ｔｔｈ以内に２段以上操作されることによって、ユーザの意図なく、変速機２０がニュートラルレンジに切り替えられることが抑制される。

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ができる。
・上記実施形態においては、操作ノブ１１がドライブポジション「Ｄ」から第１の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」方向、若しくは操作ノブ１１がリバースポジション「Ｒ」から第２の非常用ニュートラルポジション「Ｎ´２」方向に回転操作されたときにのみ、図３のステップＳ１０２の処理、すなわち基準時間Ｔｔｈのカウントダウンが開始されていた。しかし、通常ニュートラルポジション「Ｎ」、ドライブポジション「Ｄ」及びリバースポジション「Ｒ」の範囲での操作でも、非常操作として変速機２０がニュートラルレンジに切り替えられてもよい。具体的には、制御装置１６は、操作ノブ１１がドライブポジション「Ｄ」からリバースポジション「Ｒ」まで、基準時間Ｔｔｈ以内に操作された旨判断すると変速機２０をニュートラルレンジに切り替える。

・上記実施形態における節度機構１５を省略してもよい。
・上記実施形態においては、一定角度βは一定角度αの２倍であったが、適宜変更可能である。すなわち、一定角度βと一定角度αとが同一角度であってもよい。

・上記実施形態においては、シフト装置１０はダイヤル式の操作ノブ１１を有していた。しかし、操作対象は傾動操作可能な操作レバーであってもよい。例えば、操作レバーがホームポジションから２段階の操作が可能であって、操作レバーの操作後にホームポジションに自動で戻るモーメンタリタイプであってもよい。この構成において、例えば、変速機２０がドライブレンジにある状態において、制御装置１６は、操作レバーが基準時間Ｔｔｈで２段階操作されたとき変速機２０をニュートラルレンジに切り替える。

・上記実施形態において、操作ノブ１１のポジションをより明確にユーザに認識させるべく、点灯手段を設けてもよい。詳しくは、図５（ａ）に示すように、操作ノブ１１のリバースポジション「Ｒ」、通常ニュートラルポジション「Ｎ」、ドライブポジション「Ｄ」及び非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」，「Ｎ´２」に対応した点灯手段として例えばＬＥＤ３１〜３４（発光ダイオード）を設ける。

制御装置１６は、上記図３のフローチャートのステップＳ１０６にてニュートラルレンジに切り替える際に、ＬＥＤ３４を点灯する。これにより、ユーザは、故障等でなく、非常操作によってニュートラルレンジとなった旨認識することができる。

また、図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ３１〜３４のうちＬＥＤ３４を省略してもよい。この場合、制御装置１６は、非常操作によってニュートラルレンジとなったときのＬＥＤ３２の点灯色と、通常操作によってニュートラルレンジとなったときのＬＥＤ３２の点灯色とを異ならせてもよい。また、非常操作によってニュートラルレンジとなったときＬＥＤ３２を点滅させ、通常操作によってニュートラルレンジとなったときＬＥＤ３２を点灯させてもよい。これにより、ＬＥＤの数を増やすことなく、ユーザに対して非常操作によってニュートラルレンジとなった旨認識させることができる。

・上記実施形態においては、操作ノブ１１が、リバースポジション「Ｒ」又はドライブポジション「Ｄ」から２段操作されると非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」，「Ｎ´２」となっていた。しかし、２段操作以上であればよく、例えば３段操作されると非常用ニュートラルポジション「Ｎ´１」，「Ｎ´２」となってもよい。

・上記実施形態においては、制御装置１６は、変速機２０がドライブレンジ又はリバースレンジにあるとき、車両が走行中であると判断していたが、車両が走行中であるか否かの判断はこれに限らず、車速がゼロでないとき車両が走行中であると判断してもよいし、
変速機２０がドライブレンジ又はリバースレンジにあって、かつブレーキペダルが操作されていないとき車両が走行中であると判断してもよい。

・上記実施形態においては、操作ノブ１１は無限回転可能なタイプであったが、操作ノブ１１が原位置から各ポジションに操作された後に自動で原位置に戻る、いわゆるモーメンタリタイプであってもよい。

・上記実施形態においては、操作ノブ１１がドライブポジション「Ｄ」又はリバースポジション「Ｒ」から基準時間Ｔｔｈ以内に一定角度βだけ一方向（通常ニュートラルポジション「Ｎ」と反対方向）に連続的に操作することで、変速機２０をニュートラルレンジに切り替え可能であった。しかし、操作ノブ１１の合計操作角度が基準時間Ｔｔｈ以内に一定角度β以上であればよく、例えば、操作ノブ１１が基準時間Ｔｔｈ以内にドライブポジション「Ｄ」、ニュートラルポジション「Ｎ」及びドライブポジション「Ｄ」の順で操作されたときに変速機２０をニュートラルレンジに切り替えてもよい。

次に、前記実施形態から把握できる技術的思想をその効果と共に記載する。
（イ）前記基準時間は、前記操作対象を通常の速度で前記一定距離に亘って操作するのに要する時間より短く設定されるシフト装置。

（ロ）前記制御部は、前記操作ノブがその通常操作範囲を外れる方向に、前記基準時間以内に２段操作がされた旨判断すると前記変速機を前記ニュートラルレンジに切り替えるシフト装置。

１０…シフト装置、１１…操作ノブ、１５…節度機構、１６…制御装置（制御部）、１７…回転センサ（操作検出部）、２０…変速機。

Claims (2)

1. ユーザによって操作される操作対象の操作位置を検出する操作検出部と、
   前記操作検出部の検出結果に基づきシフトポジションを判断するとともに、そのシフトポジションに応じたレンジに変速機を切り替える制御部と、を備え、
   前記制御部は、車両走行中において、前記操作対象がニュートラルポジション以外のポジションへ、一定距離以上に亘って基準時間以内に操作された旨判断すると非常操作であるとして前記変速機をニュートラルレンジに切り替え、
   前記操作対象は回転操作可能な操作ノブであって、
   前記操作ノブに対して一定角度の操作毎に周期的な操作反力を与えることで前記操作ノブを操作するユーザに節度感を与える節度機構を備え、
   前記制御部は、前記操作検出部の検出結果に基づき、前記操作ノブが前記一定角度だけ回転したとき１段操作がされたと判断し、車両走行中において、前記操作ノブがニュートラルポジション以外のポジションへ、前記基準時間以内に２段以上の操作がされた旨判断すると前記変速機をニュートラルレンジに切り替えるシフト装置。
2. 請求項１に記載のシフト装置において、
   前記操作ノブは無限回転可能に設けられ、
   前記制御部は、前記操作検出部の検出結果に基づき、前記操作ノブが前記１段操作される毎に前記変速機のレンジを切り替える通常操作範囲に対して、車両走行中において、前記操作ノブが前記通常操作範囲を外れる方向に、前記基準時間以内に２段以上の操作がされた旨判断すると前記変速機を前記ニュートラルレンジに切り替えるシフト装置。