(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】操作ノブ２の回転操作を制限するロック部材８には、操作ノブ２と連動して回るギヤ部２１が設けられている。操作ノブ２が回転操作された場合、ギヤ部２１に設けられた被検知部１６がギヤ部２１とともに回り、その回転を操作ノブ２の位置検知用の第１検知部２２で検知することにより、操作ノブ２の操作位置が検出される。また、ロック部材８がロック方向に移動してロック機構７がロック状態となった場合、被検知部１６がロック部材８の位置検知用の第２検知部２８と対向する。これにより、ロック機構７がロック状態に切り替わったことが第２検知部２８によって検知される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作ノブの操作位置を電気的に検出し、電子制御によって自動変速機のギヤ位置を切り替えるシフトバイワイヤ型のシフト装置において、
前記操作ノブが操作された際の操作位置検知用に設けられた第１検知部と、
前記操作ノブの操作をロックするロック機構の作動位置検知用に設けられた第２検知部と、
前記ロック機構の作動に応じて移動して前記第１検知部及び前記第２検知部の少なくとも一方の位置検知用として作動することにより、前記第１検知部及び前記第２検知部に共用される被検知部と
を備えたシフト装置。
【請求項２】
前記被検知部は、前記ロック機構において前記操作ノブを動かなくするロック部材に設けられている
請求項１に記載のシフト装置。
【請求項３】
前記操作ノブと連動して回るギヤ部を備え、
前記被検知部は、前記ギヤ部と同一軸心回りに回転するように当該ギヤ部に一体に取り付けられている
請求項１又は２に記載のシフト装置。
【請求項４】
前記ロック機構のロック部材は、カム部が回ってロック方向に押されると、当該ロック方向に直線移動することにより、アンロック状態からロック状態に切り替わる
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】
前記第１検知部、前記第２検知部、前記被検知部及び前記ロック機構は、前記操作ノブの背面に凹設された収納部に収納されている
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のシフト装置。
【請求項６】
前記第１検知部及び前記第２検知部は、少なくとも３軸以上の検出軸を有する１つの複数軸センサからなる
請求項１〜５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、操作ノブの操作によりシフト位置を切り替えるシフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シフトバイワイヤ型のシフト装置が周知である（特許文献１等参照）。特許文献１は、選択ノブと同軸上で回るノブギヤに自由回転補助ギヤが噛合され、この自由回転補助ギヤの回転を回転センサによって検出することにより、操作ノブの回転が検出される。特許文献１の回転センサは、自由回転補助ギヤに組み付けられた磁石と、シフタハウジング側のホール効果センサとを備える。そして、選択ノブの回転操作時、自由回転補助ギヤの回転に応じて磁石からホール効果センサに付与される磁界が変化し、この磁界変化をホール効果センサによって検出することで、操作ノブの回転を検出する。
【０００３】
また、特許文献１は、例えばエンジンが始動していなければシフト操作を許可しないロック機構（シフトロック機構）を備える。特許文献１のロック機構は、旋回する揺動アームを選択ノブに係合することでロック状態となり、選択ノブの操作を不可にする。
【０００４】
ロック機構のロック状態及びアンロック状態は、揺動アームの旋回位置を検出する位置センサによって検出される。この位置センサは、揺動アームに組み付けられた磁石と、シフタハウジング側のホール効果センサとを備える。そして、揺動アームの作動に応じて磁石からホール効果センサに付与される磁界が変化し、この磁界変化をホール効果センサによって検出することで、ロック機構がロック状態又はアンロック状態のいずれの状態にあるのかが検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１７−５０１９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１の場合、操作ノブ（選択ノブ）の操作位置を検出する検出系（回転センサ）と、ロック機構の作動位置を検出する検出系（位置センサ）とで、それぞれ磁石及びセンサの組を設けている。よって、装置の小型化に支障を来す問題があった。
【０００７】
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】
【０００８】
前記問題点を解決するシフト装置は、操作ノブの操作位置を電気的に検出し、電子制御によって自動変速機のギヤ位置を切り替えるシフトバイワイヤ型の構成において、前記操作ノブが操作された際の操作位置検知用に設けられた第１検知部と、前記操作ノブの操作をロックするロック機構の作動位置検知用に設けられた第２検知部と、前記ロック機構の作動に応じて移動して前記第１検知部及び前記第２検知部の少なくとも一方の位置検知用として作動することにより、前記第１検知部及び前記第２検知部に共用される被検知部とを備えた。
【０００９】
本構成によれば、操作ノブの操作位置を検知する第１検知部と、ロック機構のロック部材の作動位置を検知する第２検知部とで、１つの被検知部を共用する。このため、第１検知部及び第２検知部の各々個別に被検知部を設ける必要がなくなる。よって、装置サイズを小型化することが可能となる。
【００１０】
前記シフト装置において、前記被検知部は、前記ロック機構において前記操作ノブを動かなくするロック部材に設けられていることが好ましい。この構成によれば、電子部品である検知部側ではなく被検知部側を動かすことにより、被検知部を第１検知部及び第２検知部のどちらを相手として作動させるのかを切り替えることが可能となる。
【００１１】
前記シフト装置において、前記操作ノブと連動して回るギヤ部を備え、前記被検知部は、前記ギヤ部と同一軸心回りに回転するように当該ギヤ部に一体に取り付けられていることが好ましい。この構成によれば、操作ノブの操作時には、操作ノブと連動するギヤ部の回転から操作ノブの操作位置を検出可能となり、ロック機構の作動時には、単にギヤ部をロック部材とともに動かす構成をとるだけで、被検知部をロック機構の作動に連動させることが可能となる。
【００１２】
前記シフト装置において、前記ロック機構のロック部材は、カム部が回ってロック方向に押されると、当該ロック方向に直線移動することにより、アンロック状態からロック状態に切り替わることが好ましい。この構成によれば、カム部によってロック機構の作動状態を切り替える簡素な構成とすることが可能となる。
【００１３】
前記シフト装置において、前記第１検知部、前記第２検知部、前記被検知部及び前記ロック機構は、前記操作ノブの背面に凹設された収納部に収納されていることが好ましい。この構成によれば、操作ノブの内部を部品スペースとして利用するので、装置サイズの小型化に一層有利となる。
【００１４】
前記シフト装置において、前記第１検知部及び前記第２検知部は、少なくとも３軸以上の検出軸を有する１つの複数軸センサからなることが好ましい。この構成によれば、検知部の個数も少なく抑えることが可能となるので、装置サイズの小型化に一層寄与する。
【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の斜視図。
【図２】位置検出装置及びロック機構の概要を示した操作ノブの平面図。
【図３】ロック機構がアンロック状態のときの図２のII−II断面図。
【図４】ロック機構のロック状態のときの図２のII−II線断面図。
【図５】第１検知部、第２検知部及び被検知部の配置の概要を示したギヤ部の平面図。
【図６】シフト装置及び位置検出装置の電気的構成図。
【図７】別例の位置検出装置の構成図。
【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６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、シフト位置を切り替える際に操作する操作ノブ２と、操作ノブ２を操作可能に支持するハウジング３とを備える。操作ノブ２は、操作ノブ２の中心位置に形成された回転軸４回り（軸Ｌ１回り）に操作される回転式である。本例のシフト装置１は、操作ノブ２の操作位置を電気的に検出し、電子制御によって自動変速機のギヤ位置を切り替えるシフトバイワイヤ型である。シフト位置には、例えば「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）」がある。
【００１８】
図２〜図４に示すように、シフト装置１は、操作ノブ２の動きを規制するロック機構７が設けられている。本例のロック機構７は、エンジンを始動させないと操作ノブ２を操作できないようにする機構、いわゆるシフトロック機構を実現する。
【００１９】
図３及び図４に示すように、ロック機構７は、操作ノブ２に係止されるロック部材８と、ロック部材８の位置を切り替える際に作動するカム部９とを備える。ロック部材８は、ハウジング３側に設けられたガイド（図示略）に沿って、シフト装置１の高さ方向（図３及び図４のＺ軸方向）に直線往復移動（図３及び図４の矢印Ｂ方向の往復動）する。カム部９は、アクチュエータ１０の駆動力によって軸部１１回り（図３及び図４の矢印Ａ方向）に回転する。アクチュエータ１０は、例えばモータやソレノイド等からなる。
【００２０】
ロック部材８の裏面には、カム部９と接触する位置において斜面部８ａが形成されている。斜面部８ａは、カム部９による作動の際にロック部材８の移動量（スライド量）を確保するためのものである。
【００２１】
カム部９が軸部１１回りのロック方向（図３の矢印Ａ１方向）に回ると、ロック部材８を背面から押し上げる。このため、ロック部材８がロック方向（図３の矢印Ｂ１方向）に移動して、操作ノブ２の裏面の係止凹部１２に入り込む。これにより、ロック機構７がロック状態となる。一方、カム部９が軸部１１回りのアンロック方向（図４の矢印Ａ２方向）に回ると、例えばばね等の付勢部材（図示略）の付勢力によってロック部材８がアンロック方向（図４の矢印Ｂ２方向）に移動して、係止凹部１２から離脱する。これにより、ロック機構７がアンロック状態となる。
【００２２】
なお、係止凹部１２は、操作ノブ２の操作位置に対応して複数設けられてもよい。一例としては、Ｐ位置、Ｎ位置のそれぞれに係止凹部１２が設定されているとよい。この場合、ロック部材８がＰ位置用の係止凹部１２に係止されるとき、Ｒ位置側へのノブ操作は不可とされる。また、ロック部材８がＮ位置用の係止凹部１２に係止されるとき、Ｒ位置側やＤ位置側へのノブ操作は不可とされる。
【００２３】
シフト装置１は、操作ノブ２の操作を検出する位置検出装置１５を備える。本例の位置検出装置１５は、操作ノブ２の位置検知とロック機構７の作動位置検知との両方で１つの被検知部１６を共通使用する。本例の被検知部１６は、マグネット１７であって、本例の場合、ロック機構７において操作ノブ２の動きを止めるロック部材８に一体に設けられている。操作ノブ２には、下方に開口するように収納部１８が形成され、この収納部１８内に位置検出装置１５（ロック機構７）の部品群が収納されている。
【００２４】
位置検出装置１５は、操作ノブ２の位置検知要素として、操作ノブ２と連動して回るギヤ部２１と、ギヤ部２１の回転を検知する第１検知部２２とを備える。ギヤ部２１は、シフト装置１の高さ方向（図３及び図４のＺ軸方向）に延びる軸部２３回り（軸Ｌ２回り）に回転するようにロック部材８に組み付けられている。本例のギヤ部２１は、ロック部材８の側部に貫設された収納凹部２４に配置されている。このように、ロック部材８及びギヤ部２１が一体に設けられているので、ロック部材８がロック位置又はアンロック位置に移動する際には、ギヤ部２１がロック部材８と一体に動く。ギヤ部２１には、前述の被検知部１６がギヤ部２１と同一軸心回りに回転するように取り付け固定されている。また、被検知部１６は、無底箱状の筐体２６に収納された状態でギヤ部２１に組み付けられている。
【００２５】
収納部１８の内面には、ギヤ部２１と噛み合うギヤ歯群２５が周方向一帯に形成されている。本例のギヤ歯群２５は、ギヤ部２１が上下方向に移動しても噛み合いが維持されるように、シフト装置１の高さ方向（図３及び図４のＺ軸方向）においてギヤ部２１よりも長く形成されている。ギヤ部２１及びギヤ歯群２５は、平歯形状に形成されている。
【００２６】
第１検知部２２は、例えば磁気センサ等からなり、ロック機構７がアンロック状態のときに被検知部１６と対向する。第１検知部２２は、シフト装置１の高さ方向（図３及び図４のＺ軸方向）に立設された基板（図示略）に実装されている。
【００２７】
位置検出装置１５は、ロック機構７の作動（ロック状態又はアンロック状態）を検知する第２検知部２８を備える。第２検知部２８は、例えば磁気センサ等からなり、位置検出装置１５の高さ方向（図３及び図４のＺ軸方向）において第１検知部２２よりも高い位置に配置されている。このため、第２検知部２８は、ロック機構７がロック状態のときに被検知部１６の検出領域まで接近する。第２検知部２８は、第１検知部２２と同一基板に実装されてもよいし、或いは別の基板に設けられてもよい。
【００２８】
図５に示すように、第１検知部２２は、被検知部１６の横に並び配置されている。また、第２検知部２８は、位置検出装置１５の高さ方向（図５のＺ軸方向）において、被検知部１６と重なる位置に配置されている。被検知部１６は、Ｎ極及びＳ極の組が１つのマグネット１７からなる。
【００２９】
図６に示すように、シフト装置１は、シフト装置１の作動を制御するコントローラ２９を備える。コントローラ２９の入力側には、第１検知部２２の検知信号Ｓａと、第２検知部２８の検知信号Ｓｂと、車両電源の現在状態を表す車両電源情報と、車両の現在車速を表す車速情報と、車両ブレーキのオンオフ状態を表すブレーキ情報とが入力されている。また、コントローラ２９の出力側には、カム部９を回転させる際の駆動源となるアクチュエータ１０が接続されている。
【００３０】
コントローラ２９は、第１検知部２２の検知信号Ｓａを基に、操作ノブ２の操作位置（操作量）を演算し、その結果を他のＥＣＵに出力する。また、コントローラ２９は、第１検知部２２及び第２検知部２８の出力、車両電源情報、車速情報、ブレーキ情報等を基にアクチュエータ１０を制御して、ロック機構７のロック部材８の作動位置（ロック状態、アンロック状態）を切り替える。このとき、コントローラ２９は、第２検知部２８の検知信号Ｓｂを基に、ロック機構７のロック部材８の作動位置（ロック状態／アンロック状態）を認識する。
【００３１】
次に、図３及び図４を用いて、本実施形態の位置検出装置１５の作用及び効果について説明する。
図３に示すように、コントローラ２９は、ロック機構７をアンロック状態とする条件が満足されている場合、カム部９をアンロック方向（図４の矢印Ａ２方向）に回転させ、ロック部材８をアンロック位置に位置させる。ロック機構７をアンロック状態とする条件は、例えばシフト位置が「Ｐ位置」の場合、エンジンが始動しつつブレーキペダルが踏み込まれたことであるとよい。ロック部材８がアンロック位置をとると係止凹部１２から離脱した状態をとるので、操作ノブ２の回転操作が許可される。よって、操作ノブ２をＰ位置、Ｒ位置、Ｎ位置、Ｄ位置の各位置に操作することが可能となる。
【００３２】
また、ロック部材８がアンロック位置をとる場合、ギヤ部２１に一体に取り付けられた被検知部１６が第１検知部２２に対向する位置関係をとる。このため、操作ノブ２が回転操作された場合には、操作ノブ２の内周面のギヤ歯群２５と噛み合うギヤ部２１が回り、第１検知部２２で検知される被検知部１６の磁極のＮ極、Ｓ極が交互に切り替わる。よって、第１検知部２２は、被検知部１６の磁極変化に応じた検知信号Ｓａ（例えば、正弦波信号）をコントローラ２９に出力する。コントローラ２９は、第１検知部２２から入力した検知信号Ｓａを基に、操作ノブ２の操作位置、すなわち回転角を演算する。
【００３３】
図４に示すように、コントローラ２９は、ロック機構７をロック状態とする条件が満足されている場合、アクチュエータ１０を介して、カム部９をロック方向（図３の矢印Ａ１方向）に回し、ロック部材８をロック方向（図３の矢印Ｂ１方向）に動かす。ロック機構７をロック状態とする条件は、例えばエンジンが停止され、車速が「０」となったことであるとよい。ロック部材８がロック位置をとると係止凹部１２に嵌り込む状態をとるので、操作ノブ２の回転操作が不可となる。よって、例えば操作ノブ２がＰ位置でロックされた場合には、操作ノブ２をＰ位置から他の位置に操作することができなくなる。
【００３４】
また、ロック部材８がロック位置をとる場合、ロック部材８とともにギヤ部２１及び被検知部１６もロック方向に移動するので、被検知部１６が第２検知部２８の近傍に位置する。このため、第２検知部２８は、被検知部１６を検知した検知信号Ｓｂをコントローラ２９に出力する。すなわち、検知信号Ｓａが所定レベル以上となる。コントローラ２９は、第２検知部２８の検知信号Ｓｂが所定レベル以上となったことを検知すると、ロック部材８がロック位置に位置したと認識する。よって、ロック部材８のアンロック位置からロック位置への切り替わりが認識される。
【００３５】
さて、本例においては、操作ノブ２が操作された場合、操作ノブ２の操作検知用の第１検知部２２と被検知部１６との相対関係を変化させることにより、操作ノブ２の操作量（回転角）を検出する。また、操作ノブ２の操作をロックするロック機構７が作動した場合、被検知部１６をロック機構７のロック部材８の作動と連動させることにより、被検知部１６の動きを第２検知部２８で検知して、ロック部材８の作動位置を検出する。
【００３６】
従って、本例の場合、操作ノブ２の操作位置を検知する第１検知部２２と、ロック機構７のロック部材８の作動位置を検知する第２検知部２８とで、１つの被検知部１６を共用する。このため、第１検知部２２及び第２検知部２８の各々個別に被検知部１６を設ける必要がなくなる。よって、位置検出装置１５ひいてはシフト装置１の装置サイズを小型化することができる。また、用意する被検知部１６の個数も少なくすむので、装置コストも低く抑えることができる。
【００３７】
被検知部１６は、ロック機構７において前記操作ノブ２を動かなくするロック部材８に設けられている。よって、電子部品である検知部（第１検知部２２及び第２検知部２８）側ではなく被検知部１６側を動かすことにより、被検知部１６を第１検知部２２及び第２検知部２８のどちらを相手として作動させるのかを切り替えることができる。
【００３８】
被検知部１６は、ギヤ部２１と同一軸心回り（軸Ｌ２回り）に回転するようにギヤ部２１に一体に取り付けられている。よって、操作ノブ２の操作時には、操作ノブ２と連動するギヤ部２１の回転から操作ノブ２の操作位置を検出可能となり、ロック機構７の作動時には、単にギヤ部２１をロック部材８とともに動かす構成をとるだけで、被検知部１６をロック機構７の作動に連動させることができる。
【００３９】
ロック部材８は、カム部９が回ってロック方向に押されると、ロック方向に直線移動することにより、アンロック状態からロック状態に切り替わる。よって、カム部９によってロック機構７の作動状態を切り替える簡素な構成とすることができる。
【００４０】
第１検知部２２、第２検知部２８、被検知部１６及びロック機構７は、操作ノブ２の背面に凹設された収納部１８に収納されている。よって、操作ノブ２の内部を部品スペースとして利用するので、装置サイズの小型化に一層有利となる。
【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。
・ロック部材８が係止される係止凹部１２の形状は、必要とする形状に適宜変更することが可能である。
【００４２】
・マグネット１７は、ギヤ部２１の上側に配置されることに限らず、例えばギヤ部２１の下側（裏面）に配置されてもよい。
・マグネット１７は、ギヤ部２１にインサート成形されてもよい。
【００４３】
・マグネット１７は、ギヤ部２１をプラスチックマグネットとすることにより設けられてもよい。
・マグネット１７は、Ｎ／Ｓの磁極の組を複数有するものでもよい。
【００４４】
・被検知部１６、第１検知部２２及び第２検知部２８から構築される検出系は、磁気センサに限定されず、例えば光学センサなどの他のセンサ類に変更してもよい。
・ロック部材８をばね等の付勢部材でロック方向に押し付け、カム部９によってロック部材８をアンロック方向に移動させる構造としてもよい。
【００４５】
・係止凹部１２は、Ｐ位置、Ｒ位置、Ｎ位置のそれぞれに凹部が設定されていてもよい。この場合、ロック部材８がＰ位置用の凹部に係止されるとき、Ｒ位置側へのノブ操作は不可とされる。ロック部材８がＲ位置用の凹部に係止されるとき、Ｎ位置側へのノブ操作は許容されるものの、Ｐ位置側へのノブ操作は不可とされる。ロック部材８がＮ位置用の凹部に係止されるとき、Ｄ位置側へのノブ操作は許容されるものの、Ｒ位置側へのノブ操作は不可とされる。
【００４６】
・係止凹部１２の深さをシフト位置の各位置で変えて、ロック部材８の作動を多段としてもよい。
・ギヤ部２１がロック部材８に回転可能に取り付けられる構造に限らず、例えばギヤ部２１及びロック部材８が一体部品となった構造としてもよい。
【００４７】
・ギヤ部２１は、ロック部材８に組み付けられることに限定されない。要は、ロック部材８に直接組み付けられる必要はなく、ロック部材８のロック／アンロックに連動できれば、どのような組付状態をとってもよい。
【００４８】
・被検知部１６が操作ノブ２側に設けられ、第１検知部２２及び第２検知部２８がロック機構７側に設けられてもよい。
・カム部９は、ロック部材８の下側に配置されることに限らず、例えば操作ノブ２及びロック部材８のスペースに配置されてもよい。
【００４９】
・ロック部材８のロック及びアンロックを切り替える機構は、カム部９を用いた構造に限定されず、例えばリンク機構などの他の構造を採用してもよい。
・図７に示すように、第１検知部２２及び第２検知部２８は、各々が別部材ではなく、少なくとも３軸以上の検出軸を有する１つ（一体化された）の複数軸センサ４０としてもよい。複数軸センサ４０は、例えば３軸磁気強度センサ（ホールＩＣ）であることが好ましい。この場合、操作ノブ２の回転の操作量を、複数軸センサ４０のＸ−Ｙ軸の軸平面で検出し、ロック機構７のロック部材８の作動位置を、複数軸センサ４０のＺ軸方向の検出軸で検出する。この構成によれば、検知部の個数も少なく抑えることが可能となるので、装置サイズの小型化に一層寄与する。
【００５０】
・マグネット１７は、ロック機構７の作動に応じて移動して、第１検知部２２及び第２検知部２８の少なくとも一方の位置検知用として作動できればよい。
・シフト装置１は、操作ノブ２を回して操作する回転式に限定されず、操作ノブ２が直線方向に操作されるストレート式でなど、他の操作形式のものに変更できる。
【００５１】
・シフト装置１の搭載位置は、フロアやインストルメントパネル等、どの位置でもよい。
・シフト装置１のシフト位置は、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ以外の他の位置が設けられてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…シフト装置、２…操作ノブ、７…ロック機構、８…ロック部材、９…カム部、１５…位置検出装置、１６…被検知部、１８…収納部、２２…第１検知部、２１…ギヤ部、２８…第２検知部、４０…複数軸センサ。
【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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