(57)【要約】【課題】装置サイズの小型化を可能にしたシフト装置を提供する。【解決手段】ロック部材１４は、アンロック作動時、位置検出部３９の出力を基にモータ１８がフィードバック制御されることにより、任意のアンロック位置で保持される。この通常時は、モータ１８の通電トルクが付勢部材３２の付勢力よりも大きくなるため、ロック部材１４のアンロック位置への切り替わりが許容される。電源喪失時は、付勢部材３２の付勢力がモータ１８のコギングトルクよりも大きいため、アンロック位置のロック部材１４が付勢部材３２の付勢力によってロック方向に動き、被係止部３５に係止する。よって、電源喪失時であっても、ロック部材１４をロック位置に戻すことが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロック部材がシフト操作部の被係止部に係止することによりロック状態となって、当該シフト操作部の操作が不可となるシフト装置において、
検出した前記ロック部材の位置を、アナログ状の検出信号で出力する位置検出部と、
アンロック作動時には、付勢部材の付勢力によってロック方向に付勢された前記ロック部材の位置を前記検出信号により監視しながら、当該ロック部材が前記被係止部から離脱した状態を維持するようにアクチュエータを制御して、当該ロック部材のアンロック状態を維持し、アンロック状態下の電源喪失時には、前記付勢部材の付勢力により前記ロック部材をロック位置に移行させる制御部と
を備えたシフト装置。
【請求項２】
前記付勢部材の付勢力は、前記アクチュエータが通電されていない場合に、前記アクチュエータとしてのモータのコギングトルクよりも大きい値をとるように設定されている
請求項１に記載のシフト装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記位置検出部の検出信号を基に前記アクチュエータの作動をフィードバック制御することにより、前記ロック部材のアンロック状態を維持する
請求項１又は２に記載のシフト装置。
【請求項４】
偏芯軸回りに回動可能に設けられ、前記ロック部材の位置を切り替え可能なカム部を備え、
前記制御部は、前記アクチュエータによって前記カム部を回転させて、前記ロック部材のロック位置及びアンロック位置の切り替えを実行する
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のシフト装置。
【請求項５】
前記位置検出部は、前記検出信号として、前記ロック部材の位置変化に応じて値がリニアに変化する信号を出力する
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のシフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト操作部の操作をロック可能なシフトロック機能を備えたシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両のシフト装置には、エンジンが始動されていなければシフト操作部（シフトレバー等）の操作を不可にするシフトロック機能（シフトロック装置）を備えたシフト装置が搭載されている（特許文献１等参照）。この種のシフトロック装置には、例えばシフト操作部に設けられたスイッチ部のスイッチ信号を基にアクチュエータを駆動することにより、ロック部材をロック位置やアンロック位置に切り替えて、ロック状態及びアンロック状態を切り替える電気式のものがある。
【０００３】
シフトロック装置をアンロック状態に切り替える場合には、例えばアクチュエータを一方向に作動させて、ロック位置のロック部材を付勢部材の付勢力に抗してアンロック方向に移動させる。これにより、ロック部材がシフト操作部の被係止部から離脱し、シフト操作部の操作が可能となる。
【０００４】
一方、シフトロック装置をロック状態に切り替える場合には、例えばアクチュエータを他方向に作動させて、アンロック位置のロック部材が付勢部材の付勢力によってロック方向に移動するのを許容する。これにより、ロック部材がシフト操作部の被係止部に係止し、シフト操作部の操作が不可となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１３６９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シフトロック装置がアンロック状態のとき、ロック部材をアンロック位置で維持するには、例えば付勢部材の付勢力を、アクチュエータとしてのモータのコギングトルクよりも小さい値とすることで実現している。これにより、シフトロック装置がアンロック状態に切り替わった後、モータの通電を停止しても、モータのコギングトルクによってロック部材がアンロック位置で保持される。シフトロック装置をロック状態に戻すときには、モータを再度通電してロック部材を作動し、付勢部材の付勢力によってロック部材をロック方向に移動させる。
【０００７】
ところで、シフトロック装置が前述の構造をとる場合、シフトロック装置がアンロック状態下のとき、シフトロック装置が電源喪失してしまうと、ロック部材がアンロック位置のまま維持されてしまうことになる。すなわち、アンロック状態下での電源喪失時、ロック部材をロック状態に戻せなくなってしまう。これに対処するため、電源喪失時用にソレノイドを追加して対応しているが、ソレノイドが必要となる分、シフト装置のサイズの小型化に支障を来していた。
【０００８】
本発明の目的は、装置サイズの小型化を可能にしたシフト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記問題点を解決するシフト装置は、ロック部材がシフト操作部の被係止部に係止することによりロック状態となって、当該シフト操作部の操作を不可にする構成において、検出した前記ロック部材の位置を、アナログ状の検出信号で出力する位置検出部と、アンロック作動時には、付勢部材の付勢力によってロック方向に付勢された前記ロック部材の位置を前記検出信号により監視しながら、当該ロック部材が前記被係止部から離脱した状態を維持するようにアクチュエータを制御して、当該ロック部材のアンロック状態を維持し、アンロック状態下の電源喪失時には、前記付勢部材の付勢力により前記ロック部材をロック位置に移行させる制御部とを備えた。
【００１０】
本構成によれば、通常のアンロック作動時には、位置検出部の検出信号を基にアクチュエータを制御することにより、付勢部材の付勢力に抗したトルクをロック部材に付与して、ロック部材を任意のアンロック位置で保持する。これにより、シフトロック装置のアンロック状態を確保することが可能となる。また、シフトロック装置の電源喪失時には、アクチュエータが非作動となるが、このときのロック部材は付勢部材によってロック位置に切り替わる動きをとる。このため、電源喪失時において、シフトロック装置をロック状態に切り替えることが可能となる。このように、本構成の場合、電源喪失時にロック部材をロック位置に戻すのを実現するにあたり、例えばソレノイド等の別部材を必要としない。よって、電源喪失時のロック部材のロック位置への移行を確保するようにしても、シフトロック装置の装置サイズが小型で済む。
【００１１】
前記シフト装置において、前記付勢部材の付勢力は、前記アクチュエータが通電されていない場合に、前記アクチュエータとしてのモータのコギングトルクよりも大きい値をとるように設定されていることが好ましい。この構成によれば、電源喪失時、モータのコギングトルクよりも大きい力を発生する付勢部材によって、アンロック状態のロック部材を、より確実にロック状態に戻すことが可能となる。
【００１２】
前記シフト装置において、前記制御部は、前記位置検出部の検出信号を基に前記アクチュエータの作動をフィードバック制御することにより、前記ロック部材のアンロック状態を維持することが好ましい。この構成によれば、アクチュエータをフィードバック制御することによって、ロック部材を所望位置に精度よく位置させることが可能となる。
【００１３】
前記シフト装置において、偏芯軸回りに回動可能に設けられ、前記ロック部材の位置を切り替え可能なカム部を備え、前記制御部は、前記アクチュエータによって前記カム部を回転させて、前記ロック部材のロック位置及びアンロック位置の切り替えを実行することが好ましい。この構成によれば、カム部を用いた簡素な構成によって、ロック部材のロック位置及びアンロック位置を切り替えることが可能となる。
【００１４】
前記シフト装置において、前記位置検出部は、前記検出信号として、前記ロック部材の位置変化に応じて値がリニアに変化する信号を出力することが好ましい。この構成によれば、ロック部材の位置と位置検出部の出力との相関をとり易いので、ロック部材の位置の誤検出防止に有利となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置サイズを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態のシフト装置（シフトロック装置）の構成図。
【図２】シフト装置のシフトパターンの概要図。
【図３】シフトロック装置の電気構成を示すブロック図。
【図４】シフトロック装置のロック状態を示す作動図。
【図５】シフトロック装置のアンロック状態を示す作動図。
【図６】ロック状態下において操作可能なシフト操作と操作不可のシフト操作を示す説明図。
【図７】（ａ），（ｂ）は電源喪失時のシフトロック装置の作動図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、シフト装置の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、車両用のシフト装置１は、車両のシフト位置を切り替える際に操作するシフト操作部２と、シフト操作部２を作動可能に支持するハウジング３とを備える。シフト操作部２は、レバー状に延びる操作本体部４に設けられた軸部５回りに回動操作（揺動操作）されることにより、シフト位置を切り替えるレバー式である。
【００１８】
図２に示すように、本例のシフトパターンは、シフト操作部２を直線方向に操作して、シフト位置を「パーキング位置（Ｐ位置）」、「リバース位置（Ｒ位置）」、「ニュートラル位置（Ｎ位置）」、「ドライブ位置（Ｄ位置）」のいずれかに切り替える４位置のストレートタイプである。
【００１９】
図１に戻り、シフト装置１は、エンジンを始動させないとシフト操作部２を操作できないようにするシフトロック装置８を備える。本例のシフトロック装置８は、シフト操作部２に設けられたスイッチ部９の操作を基に、シフト操作部２の作動をロック可能なロック機構１０を電気的に制御して、シフト操作の許可又は不許可を切り替える電気式である。本例の場合、シフトロック装置８は、例えばエンジンが始動された状態でスイッチ部９が操作された場合に、ロック機構１０を電気的にアンロック状態に切り替えることにより、シフト操作を許可する。スイッチ部９は、例えばシフト操作部２のノブ１１に形成されたラッチスイッチからなり、オンオフのスイッチ信号Ｓｋを出力する。
【００２０】
シフトロック装置８は、シフト操作部２に係止可能なロック部材１４と、ロック部材１４の駆動源となるアクチュエータ１５とを備える。ロック部材１４は、本体部１６と、シフト操作部２に係止される係止突１７とを備える。ロック部材１４は、ロック又はアンロックの各位置をとるように直線往復動可能（図１の矢印Ａ方向）にハウジング３に組み付けられている。ロック部材１４は、軸部５を中心とするシフト操作部２の回動径方向に移動可能に配置されている。ロック部材１４は、例えばハウジング３側に設けられたガイド（図示略）に沿って、ロック方向及びアンロック方向に直線移動する。アクチュエータ１５は、例えばモータ１８からなり、モータ基板１９及び配線２０を通じて、シフト装置１のメイン基板２１に電気接続されている。
【００２１】
モータ１８のモータ軸２４には、ギヤ機構２５が取り付けられ、このギヤ機構２５と連動するカム部２６を介して作動可能にロック部材１４がハウジング３に組み付けられている。カム部２６は、モータ１８の回転を基にロック部材１４を作動させるものであって、偏芯軸２７回り（図１の矢印Ｂ方向）に回転して、ロック部材１４の位置を切り替える。ギヤ機構２５は、例えばウォームギヤからなる。カム部２６は、ウォーム２８と噛み合うウォームホイール２９に一体回動可能に連結されている。カム部２６は、外周面の一部に突出部３０を有する形状に形成されている。カム部２６は、ロック部材１４の本体部１６に形成された曲面部３１に接触している。
【００２２】
ロック部材１４には、ロック部材１４をロック方向（図１の矢印Ａ１方向）に付勢する付勢部材３２が設けられている。付勢部材３２は、例えばコイルばねからなる。
シフト操作部２には、ロック部材１４の係止箇所となる被係止部３５が設けられている。被係止部３５は、シフト操作部２がＰ位置のときにロック部材１４が係止される第１被係止部３５ａと、シフト操作部２がＲ位置のときにロック部材１４が係止される第２被係止部３５ｂと、シフト操作部２がＮ位置又はＤ位置のときのロック部材１４が係止される第３被係止部３５ｃとを備える。第２被係止部３５ｂ及び第３被係止部３５ｃを隔てる区画壁３６は、テーパ面を有する突状に形成されている。被係止部３５は、軸部５を中心とする円弧上に設定されている。
【００２３】
シフトロック装置８は、電源喪失時にロック機構１０がロック状態に切り替えられることを可能にする電源喪失時ロック強制切替機能を備える。これは、例えばロック機構１０がアンロック状態のときにシフトロック装置８（シフト装置１）が電源喪失状態に陥った場合、ロック部材１４がアンロック状態のままで維持されてしまうと、シフト操作部２が自由に操作できてしまうのは車両上好ましくない。よって、電源喪失時には、アンロック状況下のシフトロック装置８をロック状態に戻すのが好ましい。
【００２４】
この場合、シフトロック装置８は、ロック部材１４の位置を検出する位置検出部３９を備える。位置検出部３９は、ロック部材１４に設けられた被検知部４０と、ハウジング３側（本例はメイン基板２１）に設けられたセンシング部４１とを備える。位置検出部３９は、例えば磁気検出式であることが好ましい。この場合、被検知部４０が磁石となり、センシング部４１が磁気センサとなる。位置検出部３９（センシング部４１）は、検出したロック部材１４の位置を、アナログ状の検出信号Ｓｔで出力する。特に、本例の場合、位置検出部３９は、検出信号Ｓｔとして、ロック部材１４の位置変化に応じて値がリニアに変化する信号を出力する。
【００２５】
図３に示すように、シフトロック装置８は、シフトロック装置８の作動を制御する制御部４４を備える。制御部４４には、スイッチ部９のスイッチ信号Ｓｋと、位置検出部３９の検出信号Ｓｔとが入力されている。制御部４４は、スイッチ信号Ｓｋや検出信号Ｓｔを基にアクチュエータ１５を制御して、シフトロック装置８の作動（ロック及びアンロックの切り替え）を制御する。
【００２６】
本例の制御部４４は、アンロック作動時、付勢部材３２の付勢力によってロック方向に付勢されたロック部材１４の位置を検出信号Ｓｔにより監視しながら、ロック部材１４が被係止部３５から離脱した状態を維持するようにアクチュエータ１５を制御して、ロック部材１４のアンロック状態を維持する。このように、本例の制御部４４は、位置検出部３９の検出信号Ｓｔを基に、モータ１８の通電トルク「Ｔａ」が付勢部材３２の付勢力「Ｔｂ」よりも大きな値をとるようにモータ１８を制御することにより、ロック部材１４のアンロック状態を維持させる。
【００２７】
制御部４４は、シフトロック装置８をアンロック状態に切り替えるにあたり、モータ１８及び付勢部材３２が「Ｔａ＞Ｔｂ」の関係を持つようにモータ１８を制御して、ロック部材１４を任意の中間位置に保持する。中間位置は、例えばロック部材１４が被係止部３５から抜け出た位置からアンロック方向の最も奥の位置までの範囲（アンロック範囲）の任意の一地点をいう。モータ制御は、例えばフィードバック制御であることが好ましい。制御部４４は、モータ１８をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、モータ１８に印加される電圧又は電流を調整して、モータ１８に発生するトルクを最適値（ロック部材１４をロック位置に保持する値）に適宜調整する。
【００２８】
また、付勢部材３２の付勢力「Ｔｂ」は、モータ１８が通電されていない場合に、モータ１８のコギングトルク「Ｔｃ」よりも大きい値をとるように設定されている。これは、例えばモータ１８は従来から変更せずに、付勢力「Ｔｂ」の大きい付勢部材３２に変更することで実現してもよいし、或いは付勢部材３２は従来から変更せずに、コギングトルク「Ｔｃ」の小さいモータ１８に変更することで実現してもよい。モータ１８の非通電時、モータ１８及び付勢部材３２が「Ｔｂ＞Ｔｃ」の関係を持つため、アンロック状態下のシフトロック装置８の電源喪失時には、付勢部材３２の付勢力によりロック部材１４がロック状態に移行する動きをとる。
【００２９】
次に、図４〜図７を用いて、シフト装置１（シフトロック装置８）の作用及び効果を説明する。
図４に示すように、シフト操作部２がＰ位置の場合にスイッチ部９が操作されたとする。このとき、制御部４４は、スイッチ部９から操作有りのスイッチ信号Ｓｋを入力するので、モータ１８を一方向に回すことにより、カム部２６をアンロック方向（図４の矢印Ｂ２方向）に回転させる。本例の場合、付勢部材３２の付勢力「Ｔｂ」よりもモータ１８の通電トルク「Ｔａ」の方が大きく設定されているので、ロック部材１４は付勢部材３２が存在していてもアンロック方向への移動が可能である。カム部２６がアンロック方向に回ったとき、カム部２６によってロック部材１４が付勢部材３２の付勢力に抗してアンロック方向（図４の矢印Ａ２方向）にスライド移動する。
【００３０】
図５に示すように、ロック部材１４がアンロック方向にスライド移動して第１被係止部３５ａから離脱すると、シフトロック装置８がアンロック状態に切り替わる。このとき、制御部４４は、位置検出部３９の検出信号Ｓｔを基にモータ１８をフィードバック制御しながら、ロック部材１４を中間位置（アンロック範囲）にキープする。よって、ロック部材１４が第１被係止部３５ａから離脱した状態が維持され、シフトロック装置８のアンロック状態が保たれる。
【００３１】
シフトロック装置８がアンロック状態の場合、シフト操作部２の操作が許可される。よって、シフト操作部２をＰ位置から、Ｒ位置、Ｎ位置、Ｄ位置に操作することが可能となる。なお、シフトロック装置８のアンロック状態は、スイッチ部９が操作される間、維持されることが好ましい。
【００３２】
また、シフト操作部２のスイッチ部９から指が離されるなどして、スイッチ部９が非操作になったとする。このとき、制御部４４は、スイッチ部９から操作無しのスイッチ信号Ｓｋを入力するので、モータ１８を他方向に回すことにより、カム部２６をロック方向（図５の矢印Ｂ１方向）に回転させる。カム部２６がロック方向に回ると、カム部２６による押し上げが解除され、ロック部材１４が付勢部材３２の付勢力によってロック方向（図５の矢印Ａ１方向）にスライド移動する。
【００３３】
図４に戻り、ロック部材１４がロック方向にスライド移動して被係止部３５（図４は第１被係止部３５ａ）に係止すると、シフトロック装置８がロック状態となる。これにより、シフト操作部２の操作不可となる。よって、シフト操作部２の操作に制限をかけることが可能となる。
【００３４】
図６に示すように、シフト操作部２がＤ位置のときにシフト操作がロックされている場合、Ｎ位置へのシフト操作は可能である。シフト操作部２がＮ位置のときにシフト操作がロックされている場合、Ｄ位置への操作は可能であるものの、Ｒ位置への操作が不可となっている。シフト操作部２がＲ位置のときにシフト操作がロックされている場合、Ｎ位置への操作が可能であるものの、Ｐ位置への操作が不可となっている。シフト操作部２がＰ位置のときにシフト操作がロックされている場合、Ｒ位置への操作が不可となっている。
【００３５】
図７（ａ）に示すように、例えばシフト操作部２がＮ位置でシフトロック装置８がアンロック状態の場合に、シフトロック装置８（シフト装置１）の電源が喪失したとする。ここで、本例の場合、モータ１８のコギングトルク「Ｔｃ」よりも付勢部材３２の付勢力「Ｔｂ」の方が大きく設定されている。このため、電源喪失時には、付勢部材３２の付勢力によって、カム部２６がロック方向（図７（ａ）の矢印Ｂ１方向）に回りながら、ロック部材１４がロック方向（図７（ａ）の矢印Ａ１方向）にスライド移動し、ロック状態に移行する（図７（ｂ）参照）。よって、電源喪失時にシフトロック装置８をロック状態に戻すことが可能となる。
【００３６】
さて、本例の場合、通常（電源供給有り時）のアンロック作動時には、位置検出部３９の検出信号Ｓｔを基にモータ１８を制御することにより、付勢部材３２の付勢力「Ｔｂ」に抗したトルク（モータ１８の通電トルクＴａ）をロック部材１４に付与して、ロック部材１４を任意のアンロック位置で保持する。これにより、シフトロック装置８のアンロック状態を確保することが可能となる。また、シフトロック装置８の電源喪失時には、モータ１８が非作動となるが、このときのロック部材１４は付勢部材３２によってロック位置に切り替わる動きをとる。このため、電源喪失時において、シフトロック装置８をロック状態に切り替えることが可能となる。このように、本構成の場合、電源喪失時にロック部材１４をロック位置に戻すのを実現するにあたり、例えばソレノイド等の別部材を必要としない。よって、電源喪失時のロック部材１４のロック位置への移行を確保するようにしても、シフトロック装置８の装置サイズが小型化で済む。
【００３７】
付勢部材３２の付勢力「Ｔｂ」は、モータ１８が通電されていない場合に、モータ１８のコギングトルク「Ｔｃ」よりも大きい値をとるように設定されている。この場合、電源喪失時、モータ１８のコギングトルク「Ｔｃ」よりも大きい力を発生する付勢部材３２によって、アンロック状態のロック部材１４を、より確実にロック状態に戻すことができる。
【００３８】
制御部４４は、位置検出部３９の検出信号Ｓｔを基にモータ１８の作動をフィードバック制御することにより、ロック部材１４のアンロック状態を維持する。このため、モータ１８のフィードバック制御によって、ロック部材１４を所望位置に精度よく位置させることができる。
【００３９】
制御部４４は、モータ１８によってカム部２６を回転させて、ロック部材１４のロック位置及びアンロック位置の切り替えを実行する。よって、カム部２６を用いた簡素な構成によって、ロック部材１４のロック位置及びアンロック位置を切り替えることができる。
【００４０】
位置検出部３９は、検出信号Ｓｔとして、ロック部材１４の位置変化に応じて値がリニアに変化する信号を出力する。よって、ロック部材１４の位置と位置検出部３９の出力との相関をとり易いので、ロック部材１４の位置の誤検出防止に有利となる。
【００４１】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・モータ１８の回転運動によりロック部材１４を作動させる構造は、カム部２６を用いた構造に限定されず、モータ回転を駆動力としてロック部材１４を作動させられる種々の構造に適宜変更してもよい。
【００４２】
・モータ制御は、ロック部材１４を中間位置（アンロック範囲）に保持することができる制御であればよい。
・位置検出部３９は、磁気センサに限定されず、光学センサ等の他の種類に変更してもよい。
【００４３】
・ロック部材１４は、直線往復動の動きをとる部材に限定されず、回転する動きをとるものなど、他の種類に変更してもよい。
・シフト装置１は、レバー式に限定されず、シフト操作部２が回転操作される回転式でもよい。
【００４４】
・アクチュエータ１５は、モータ１８に限定されず、ソレノイド等の他の部材に変更してもよい。
・位置検出部３９の出力波形は、アナログ状であれば、どのような波形変化をとってもよい。
【００４５】
・付勢部材３２は、コイルばねに限定されず、他の部材に変更可能である。
・シフトパターンは、４位置ストレートタイプに限定されず、例えば３位置や５位置以上としてもよい。また、シフト操作方向もストレートに限定されず、例えばシフト方向及びセレクト方向の両方に変更するシフトパターンとしてもよい。
【００４６】
・被係止部３５の個数や形状も実施形態以外のパターンに適宜変更できる。
・シフトロック装置８は、種々の車両に適用することができる。
・シフト装置１は、シフト操作部２と変速機とがワイヤ等で直に連結された機械式、又はシフト操作部２の操作を電気的に検出して電気信号により変速機を制御する電気式（シフトバイワイヤ）のいずれでもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…シフト装置、２…シフト操作部、８…シフトロック装置、１０…ロック機構、１４…ロック部材、１５…アクチュエータ、１８…モータ、２６…カム部、２７…偏芯軸、３２…付勢部材、３５…被係止部、３５ａ…第１被係止部、３５ｂ…第２被係止部、３５ｃ…第３被係止部、３９…位置検出部、４４…制御部、Ｓｔ…検出信号。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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