JP6518568B2 - シフト装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作部材を複数のシフトポジションにシフト操作するシフト装置に関し、特に自動車のギアシフト装置に適するシフト装置に関する。

自動変速機を搭載した自動車においては、センターコンソールボックスの近傍に設置されたシフト装置のシフトレバーを操作することにより自動変速機の変速位置を指定するようになっている。

近年、このようなシフト装置として、シフトレバーの切換位置をセンサによって検知して、その切り換え信号によってアクチュエータを作動させて変速機の接続状態を切り換える、いわゆるシフトバイワイヤ方式が開発されている。
このようなシフトバイワイヤ方式におけるシフト装置では、リンク機構等の機械的な構成が不要になるため、小型化が容易になる。また、比較的小さな力でのシフトチェンジが可能になるとともに、車室内におけるシフト装置のレイアウトに自由度を持たせることができる。

従来のシフト装置として、シフトレバーの切り替え位置を磁気センサで検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１６３７８２号公報

特許文献１のシフト装置は、シフトレバーに取り付けられた磁石と、複数のシフトポジションに対応して配置された複数の磁気センサを備え、シフトレバーを複数のシフトポジションに移動させることにより、シフトポジションの位置を磁気センサにより検出する構成となっている。

シフト装置のシフトレバーはシフトレバーの下端部を支点として回転自在に支持されている。運転者が例えばニュートラルポジション（Ｎシフトポジション）からドライブポジション（Ｄシフトポジション）にシフト操作を行うときは、シフトレバーの上端部に取り付けられている操作ノブを握り、シフトゲートに沿って操作レバーをＮポジションからＤシフトポジションに移動させる。
この時、シフトレバーに取り付けられた磁石の磁界をＤシフトポジションに対応して配置されている磁気センサが検出し、シフトレバーがＤシフトポジションに移動したことを検出する。

ところで、自動車のセンターコンソールボックスの近傍にはエアコン調整用スイッチ、オーデイオ音量調整用スイッチ等の各種スイッチも配置されている。
運転者がセンターコンソールボックスの各種スイッチを操作するとき、各種スイッチ等と近い場所に設置されているシフトレバーの操作ノブに手を触れてしまうことがある。
シフトレバーは操作をスムーズに行えるように負荷が軽いものが多い。従って、運転者が誤って操作ノブに触れてしまった場合、操作レバーは意に反して回転し、シフトレバーがＤシフトポジションからＮシフトポジションに移動し、Ｎシフトポジションを検出してしまうことがある。

このような磁気センサを用いたシフトポジションの位置検出の構造によれば、シフトレバーが意に反して回転すると、シフトレバーの回転の途中でＤポジションの位置検出が解除され、意図せずにＮポジションの位置検出に切り換えられてしまう恐れがあり、シフトレバーの操作の信頼性において十分なものとは言い難い。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作部材のシフトポジションを正確に検出することができ、操作部材のシフト操作の信頼性が高いシフト装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、複数のシフトポジションにシフト操作される操作部材と、前記操作部材の操作方向を規定するシフトゲート板と、前記操作部材の各シフトポジションを検出する複数のフィルム状の圧力センサとを有し、前記操作部材を前記各圧力センサに選択的に押し付けることにより、前記操作部材のシフトポジションを検出し、前記各圧力センサを前記シフトゲート板のゲート部の各シフトポジションに対応した内壁に弾性部材を介して設けたことを特徴とする。

この構成によれば、操作部材のシフトポジションを正確に検出することができる。

また、この構成によれば、各シフトポジションの位置を確認しながら圧力センサを取り付けることができ、圧力センサを所定のシフトポジションに正確に取り付けることができる。

また、この構成によれば、圧力センサを配置スペースが限定されている小スペース部分でも簡単に取り付けることができる。

好適には、前記操作部材の各シフトポジションを検出する磁気センサ又は光学センサからなる補助センサを設けたことを特徴とする。
この構成によれば、各シフトポジションを異なるセンサで検出することができるので、操作部材の各シフトポジションの検出精度を高めることができる。

本発明によれば、操作部材のシフトポジションを正確に検出し、操作部材のシフト操作の信頼性が高いシフト装置を提供することができる。

本発明の実施形態１に係るシフト装置の外観側面図である。 シフト装置の外観平面図である。 シフト装置のシフトゲート板を模式的に示す拡大平面図である。 シフト装置のシフト表示部の部分を示す拡大平面図である。 圧力センサの取り付け部分の拡大断面図であり、（ａ）はシフトレバーが圧力センサに押し付けられる前の状態を示す拡大断面図、（ｂ）はシフトレバーが圧力センサに押し付けられた状態を示す拡大断面図である。 圧力センサの電気特性を示す特性図である。 本発明の実施形態２に係るシフト装置の機能を説明するブロック図である。

（実施形態１）
図１乃至図６に従い、本発明の実施形態１に係るシフト装置１について説明する。
図１はシフト装置１の外観側面図、図２はシフト装置１の外観平面図である。
シフト装置１は、自動車のシフトレバー２の操作ポジションを検出して、その検出信号を電気的な切替信号に変換し、その切替信号によって例えばアクチュエータを作動させシフトチェンジさせる、いわゆるシフトバイワイヤー方式のものである。

シフト装置１は、略四面体状のハウジング３を基台としている。ハウジング３の上部に設けられている開口部３Ａには上部カバー４が取り付けられている。上部カバー４の略中央部には開口部４Ａが形成されており、この開口部４Ａには操作部材となるシフトレバー２の操作方向を規定するシフトゲート板５が設けられている。シフトゲート板５は上部カバー４の裏面側に取り付けられている。

シフトレバー２はシフトゲート板５に開口形成されたゲート部８に挿入され、下端部２Ａはハウジング３の底部３Ｂに設けた軸受部７によって受け止められており、シフトレバー２は下端部２Ａを支点として図２中矢印Ｘ方向及びＹ方向に回転自在となるように支持されている。

シフトレバー２の上端部２Ｂには操作ノブ（図示は省略）が取り付けられており、運転者は操作ノブを握りながらシフトレバー２を操作し、シフトチェンジを行うことができる。
シフトゲート板５にはシフトレバー２の操作方向の案内として機能する略Ｈ形状のゲート部８が開口形成されている。

図３に示すように、ゲート部８にはホームポジション（Ｈシフトポジション）８Ａ、ニュートラルポジション（Ｎシフトポジション）８Ｂ、ドライブポジション（Ｄシフトポジション）８Ｃ、リバースポジション（Ｒシフトポジション）８Ｄ及びローポジション（Ｌシフトポジション）８Ｅが設けられている。

図４に示すように、上部カバー４の表面にはゲート部８と並列にシフトレバー２の各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅを表示するシフト表示部９が設けられており、シフト表示部９は図３に示すゲート部８の形状に対応したゲート線９Ａが形成されている。また、図３に示すＨシフトポジション８Ａに対応した位置にはＨ文字９Ｂ、Ｎシフトポジション８Ｂに対応した位置にはＮ文字９Ｃ、Ｄシフトポジション８Ｃに対応した位置にはＤ文字９Ｄ、Ｒシフトポジション８Ｄに対応した位置にはＲ文字９Ｅ、そしてＬシフトポジション８Ｅに対応した位置にはＬ文字９Ｆが形成されている。

運転者が各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅにシフト操作を行う場合は、運転者は操作ノブを握り、シフト表示部９の各文字９Ｂ、Ｃ９、Ｄ９、Ｅ９、Ｆ９を確認しながらシフトレバー２を所定のシフトポジションに操作することができる。
本実施形態においては、シフト表示部９を上部カバー４の上面に設けたものであるが、本発明はシフト表示部を操作ノブの表面に形成したものであっても良い。

図３はシフトレバー２がＨシフトポジション８Ａに位置している状態を示し、エンジンの起動時はシフトレバー２はＨシフトポジション８Ａに位置する。なお、Ｈシフトポジション８Ａはシフトレバー２を各シフトポジション８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅに移動操作した後、シフトレバーが自動的に復帰するシフトポジションである。
Ｎシフトポジション８Ａはシフトレバー２をＤシフトポジション８ＣまたはＲシフトポジション８Ｄに移動操作する時、シフトレバー２が一旦位置させられるシフトポジションであり、シフトレバー２をＤシフトポジション８ＣまたはＲシフトポジション８Ｄに操作する時、必ずＮシフトポジション８Ｂを経由する構造となっている。なお、シフトレバー２をＲシフトポジション８Ｄに移動操作する時は必ずブレーキペダル踏み走行を停止させることが必要となっている。
Ｌシフトポジション８Ｅはエンジンの減速ギアチェンジ（エンジンブレーキ）の操作時に使用するシフトポジションである。Ｌシフトポジション８ＥはＤシフトポジション８ＣのようにＮシフトポジション８Ｂを経由して操作する必要はなく、Ｈシフトポジション８Ａから直接Ｌシフトポジション８Ｅに移動操作できる構造となっている。

次に、シフト装置１において、シフトレバー２の操作について説明する。
シフトレバー２をＮシフトポジション８Ｂに移動操作するときはシフトレバー２をＨシフトポジション８Ａからゲート部８に沿って図３中右方向に移動操作する。
シフトレバー２をＤシフトポジション８Ｃに移動操作するときはシフトレバー２をＨシフトポジション８Ａからゲート部８に沿って図３中右方向に移動操作し、その後、シフトレバー２を図３中下方向に移動操作する。
シフトレバー２をＲシフトポジション８Ｄに移動操作するときはシフトレバー２をＨシフトポジション８Ａからゲート部８に沿って図３中右方向に移動操作し、その後、シフトレバー２を図３中上方向に移動操作する。
シフトレバー２をＬシフトポジション８Ｅに移動操作するときはシフトレバー２をＨシフトポジション８Ａからゲート部８に沿って図３中下方向に移動操作する。

ゲート部８の各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅに対応した内壁１０にはフイルム状の圧力センサ１１が設けられている。図５（ａ）に示すように圧力センサ１１はゲート部８の内壁１０にエラストマー等の弾性部材１２を介して取り付けられている。

圧力センサ１１はフイルム状であり、ゲート部８の内壁１０の形状に合わせて折り曲げ、各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅに正確に取り付けることができる。また、各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅの位置を確認しながら、圧力センサ１１を取り付けることができ、圧力センサ１１を所定のシフトポジションに正確に取り付けることができる。
圧力センサ１１としてフイルム状の圧力センサ１１を用いることにより、圧力センサ１１の配置スペースが狭いゲート部８の内壁１０であっても、圧力センサ１１を簡単に取り付けることができる。

シフトレバー２を圧力センサ１１に押し付けると、圧力センサ１１に加わった圧力により、圧力センサ１１は、図５（ｂ）に示すように、弾性部材１２とともに歪む。圧力センサ１１が歪むとこの歪が電気抵抗値の変化として検出され、シフトレバー１の操作位置が検出される構造となっている。

図６は圧力センサ１１の電気特性を示す特性図であり、圧力センサ１１は圧力センサ１１の歪の変化量に比例して電気抵抗値が変化する構造となっている。

このように、シフト装置１は、シフトレバー２を所定のシフトポジションに移動操作し、そのシフトポジションでシフトレバー２を押し付けなければ、シフトレバー２のシフトポジションを検出できない構造となっている。従って、シフトレバー２のシフトポジションを正確に検出することができる。なお、圧力センサ１１に対するシフトレバー２の押し付けを解除すると、圧力センサ１１は弾性部材１２の弾発力により、元の形状に戻る構造となっている。

このような構成によれば、シフトレバー２に運転者の手等が触れ、シフトレバー２が運転者の意図しないシフトポジションに切り換わるようなことはない。従って、シフトレバー２のシフトポジションを正確に検出することができ、シフトレバー２の確実なシフト操作を保証することができる。従って、シフトレバー２の操作の信頼性が高いシフト装置１を提供できる。

（実施形態２）
図７に従い、本発明の実施形態２のシフト装置２０について、説明する。なお、実施形態２において、実施形態１と同一の構成部分については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図７は圧力センサ１１と磁気センサ又は光学センサからなる補助センサ３０の機能を説明するためのブロック図である。

補助センサ３０はシフトレバー２の各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅに対応した位置に設けられている。圧力センサ１１の検出結果は判定部３１に送られるとともに、補助センサ３０の検出結果も判定部３１に送られる。
判定部３１では圧力センサ１１と補助センサ３１から検出結果が送られたときは、シフトレバー２が所定のシフトポジションを検出したことを判定する。
圧力センサ１１と補助センサ３０のうちの一方のセンサのみからしか検出結果が送られないときは、シフトレバー２が所定のシフトポジションを検出せず、故障と判定する。

シフト装置２０によれば、各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅを異なるセンサ１１、３０で検出することができるので、シフトレバー２の各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅの検出精度を高めることができる。

なお、本発明は、例えばテープに各圧力センサ１１を所定間隔をおいて取り付け、テープをゲート部８の内壁１０に沿って貼り付けることにより、各圧力センサ１１を各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅに取り付けるようにしたものであっても良い。この構成によれば、圧力センサ１１を配置スペースが狭いゲート部８に簡単且つ精度良く取り付けることができる。

また、本発明は、圧力センサとして、センサ素子を弾性材料からなる容器に収容した構造のものを使用してもよく、電気特性の変化量を検出できるものであれば、本実施形態に限定されない。

また、本発明は、シフトレバー２のシフトポジションを検出する圧力センサとして、厚膜の圧力センサを用いたものであってもよく、シフトレバー２の押し付けで電気特性が変化する圧力センサであれば、上述した実施形態には限定されない。

また、本発明は、シフトレバー２の各シフトポジション８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅの操作位置を圧力センサ１１で検出する構造と、例えばシフトレバー２の傾き量やシフトレバー軸方向の移動量を検出する構造とを組み合わせるようにしたものであっても良い。

本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

本発明は、操作部材を複数のシフトポジションにシフト操作する各種シフト装置に適用が可能である。

１、２０・・・・・・・・・・・・・シフト装置
２・・・・・・・・・・・・・・・・シフトレバー
５・・・・・・・・・・・・・・・・シフトゲート板
８・・・・・・・・・・・・・・・・ゲート部
８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ・・・シフトポジション
１０・・・・・・・・・・・・・・・内壁
１１・・・・・・・・・・・・・・・圧力センサ
３０・・・・・・・・・・・・・・・補助センサ

Claims (2)

1. 複数のシフトポジションにシフト操作される操作部材と、
   前記操作部材の操作方向を規定するシフトゲート板と、
   前記操作部材の各シフトポジションを検出する複数のフィルム状の圧力センサと
   を有し、
   前記操作部材を前記各圧力センサに選択的に押し付けることにより、前記操作部材のシフトポジションを検出し、
   前記各圧力センサを前記シフトゲート板のゲート部の各シフトポジションに対応した内壁に弾性部材を介して設けたことを特徴とするシフト装置。
2. 前記操作部材の各シフトポジションを検出する磁気センサ又は光学センサからなる補助センサを設けたことを特徴とする請求項１に記載のシフト装置。

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