シフト操作用スイッチ装置
【課題】車両の走行中等において誤操作を抑制できるプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ装置を提供する。
【解決手段】プッシュボタンにより車両１０のシフト装置５０のシフト位置を選択するスイッチ部２００と、スイッチ部２００のプッシュ操作によるプッシュ操作状態を検出するリニアエンコーダ２６０と、シフト位置に応じてスイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示を定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態で制御を行なう制御部３００、を有してシフト操作用スイッチ装置１００を構成する。例えば、車両がシフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、スイッチ部２００のシフト位置のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を増大させる制御を行なう。
【解決手段】プッシュボタンにより車両１０のシフト装置５０のシフト位置を選択するスイッチ部２００と、スイッチ部２００のプッシュ操作によるプッシュ操作状態を検出するリニアエンコーダ２６０と、シフト位置に応じてスイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示を定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態で制御を行なう制御部３００、を有してシフト操作用スイッチ装置１００を構成する。例えば、車両がシフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、スイッチ部２００のシフト位置のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を増大させる制御を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト操作用のスイッチ装置に関し、特に、押しボタン式のシフト操作用スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の自動変速機であるシフト装置は、一般にシフトレバーを操作することにより自動変速機の操作を行なっているが、近年、この自動変速機の操作を電気的に行なうことでシフト操作を行なう、いわゆる、バイワイヤ方式のシフト装置が提案されている。
【０００３】
例えば、パームレストとその周辺にプッシュボタンスイッチが配置されて設けられたシフト操作用スイッチ装置がある（例えば、特許文献１参照。）。このシフト操作用スイッチ装置は、プッシュボタンスイッチとして、親指位置に対応するＲボタンスイッチ、人指し指位置に対応するＰボタンスイッチ、中指位置に対応するＮボタンスイッチ、薬指位置に対応するＤボタンスイッチが設けられている。
【０００４】
このシフト操作用スイッチ装置によれば、誤操作防止用のＳボタンスイッチが小指位置と対応する位置に設けられ、Ｒ、Ｐ、Ｎ、Ｄの各ボタンスイッチのいずれかと誤操作防止用のＳボタンスイッチとの２つの信号により、制御部により変速機の接続状態を切換えるので、操作ミスや落下物による誤操作を防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５４９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のシフト操作用スイッチ装置は、例えば、Ｄレンジで走行中に、他のボタンスイッチ、例えば、Ｐボタンスイッチを押すことが可能である。上記のＳボタンスイッチが同時に押された状態でない場合は有効なシフト操作とされないので、安全上は問題ないが、シフト操作時の安心感を得られない場合があった。また、誤操作を抑制するプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ装置が要望されていた。
【０００７】
従って、本発明の目的は、車両の走行中等において誤操作を抑制できるプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ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】
［１］本発明は、上記目的を達成するために、プッシュボタンにより車両のシフト装置のシフト位置を選択するスイッチ部と、前記スイッチ部のプッシュ操作によるプッシュ操作状態を検出する操作状態検出部と、前記シフト位置に応じてスイッチ部のプッシュ操作に対する反力の呈示を定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態で制御を行なう反力制御部と、を有することを特徴とするシフト操作用スイッチ装置を提供する。
【０００９】
［２］前記反力制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を増大させる制御を行なうことを特徴とする上記［１］に記載のシフト操作用スイッチ装置であってもよい。
【００１０】
［３］また、前記反力制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を節度感の変化または振動感の呈示により制御を行なうことを特徴とする上記［１］に記載のシフト操作用スイッチ装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の走行中等において誤操作を抑制できるプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の車両内での配置例を示す配置図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の外観を示す図１の部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のブロック構成図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の縦断面（図２のＡＡ断面）図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の横断面（図４のＢＢ断面）図である。
【図６】図６（ａ）は、コイルが非通電状態においてボタン及びスライド軸に作用する力を示す力関係図であり、図６（ｂ）は、コイルが非通電状態における磁束の状態を説明する図５に示した断面における磁気回路説明図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のボタンの押込み量ｘと操作荷重ｆとの関係を示す図である。
【図８】図８（ａ）は、コイルが通電状態においてボタン及びスライド軸に作用する力を示す力関係図であり、図８（ｂ）は、コイルが通電状態における磁束の状態を説明する図５に示した断面における磁気回路説明図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の動作フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００の車両内での配置例を示す配置図である。本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００は、プッシュボタンにより車両１０のシフト装置５０のシフト位置を選択するスイッチ部２００と、スイッチ部２００のプッシュ操作によるプッシュ操作状態を検出する操作状態検出部であるリニアエンコーダ２６０と、シフト位置に応じてスイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示を定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態で制御を行なう反力制御部３００と、を有して概略構成されている。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のスイッチ部２００の外観を示す図１の部分拡大図である。このスイッチ部２００は、図１に示すように、例えば、車両１０のインスツルメントパネル２０やセンタークラスタ３０に備えられる。また、ステアリング４０又はその周囲に配置される構成でもよい。
【００１５】
シフト操作用スイッチ装置１００は、例えば、車両がシフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、スイッチ部２００のシフト位置のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を増大させる制御を行なう。すなわち、プッシュボタンのプッシュ操作時の操作荷重ｆ（反力呈示）を大きく（重く）することにより、車両走行中にプッシュ操作が禁止される操作を操作者に呈示し、誤操作しないという安心感を付与することができる。
【００１６】
シフト装置５０のシフト位置は、車両１０の走行モードを選択（セレクト）する位置であって、図２で示すスイッチ部２００の各プッシュボタンであるＰボタン２１０Ａ、Ｒボタン２１０Ｂ、Ｎボタン２１０Ｃ、Ｄボタン２１０Ｄに対応した、例えば、Ｐレンジ（パーキングレンジ）、Ｒレンジ（リバースレンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）Ｄレンジ（ドライブレンジ）等のレンジからなる。また、プッシュ操作が禁止される操作は、例えば、車両１０が所定の速度以上（例えば、一定速度である時速１１ｋｍ／ｈ以上）で走行している場合に、ＤレンジからＰレンジまたはＲレンジへシフト位置を選択する（レンジを切り替える）操作である。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のブロック構成図である。スイッチ部２００は、シフトＥＣＵ（Electronic Control Unit）４００に接続されて、後述するボタンの押込み量Ｘに対応してリニアエンコーダ２６０の出力ＶＰＸ、ＶＲＸ、ＶＮＸ、ＶＤＸを出力し、また、シフトＥＣＵ４００からコイルへの通電制御電流ＩＰ、ＩＲ、ＩＮ、ＩＤが供給される。
【００１８】
シフトＥＣＵ４００は、シフト操作用スイッチ装置１００の各プッシュボタン２１０Ａ〜２１０Ｄの操作荷重を制御して操作者に呈示する操作反力を制御する反力制御部３００を備える。また、シフトＥＣＵ４００は、シフト装置５０及びエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０と接続されている。
【００１９】
シフト装置５０は、車両１０のオートマチックトランスミッションであり、シフトレンジの切替えを行なうシフト切替えアクチュエータ５２、シフト位置を検出するシフト位置検出部５４等を備えている。シフト切替えアクチュエータ５２は、シフトＥＣＵ４００から送出されるシフト切替え信号Ｖｃに基づいて動作し、ギヤトレーンの接続状態を切替えることにより、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ等のレンジ切替え、すなわち、車両１０のシフトチェンジを行なう。また、シフト位置検出部５４は、切替えられたシフト位置を検出して、そのシフト位置をシフト位置信号ＶｓｈとしてシフトＥＣＵ４００に送出する。
【００２０】
エンジンＥＣＵ６０は、図示省略するエンジン装置に接続されて種々のエンジン制御を行なうが、シフトＥＣＵ４００に対して、エンジンの回転数等から車速を検出して車速信号Ｖｓを送出する。
【００２１】
図４は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のスイッチ部２００の縦断面（図２のＡＡ断面）図である。また、図５は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のスイッチ部２００の横断面（図４のＢＢ断面）図である。以下、図４及び図５に基づいて、図２で示すスイッチ部２００のＲボタン２１０Ｂの部分の構成と動作を説明するが、他のボタン２１０Ａ、２１０Ｃ、２１０Ｄについても同様の構成である。
【００２２】
操作者がプッシュ操作するＲボタン２１０Ｂは、上部がパネル２２０の外部に突出した状態で設けられている。Ｒボタン２１０Ｂには、非磁性材料で形成されたスライド軸２１２Ｂが取り付けられており、このスライド軸２１２Ｂは、ベース２３０に取り付けられた非磁性材料で形成されたスライドガイドポール２４０Ｂのガイド穴２４１Ｂに沿ってスライド移動可能に支持されている。Ｒボタン２１０Ｂの下面２１１Ｂとスライドガイドポール２４０Ｂの上面２４２Ｂの間にはスプリング２１６Ｂが設けられている。これにより、操作者がＲボタン２１０Ｂをプッシュ操作するとスプリング力により反力を受け、図４（ａ）に示す初期位置に復帰する構成とされている。
【００２３】
スライド軸２１２Ｂの中央付近には、その軸方向と直交する方向、すなわち、円筒面を貫通するようにマグネット（永久磁石）２１４Ｂが埋設され固定されている。マグネット２１４Ｂは、例えば、ネオジウム磁石が使用でき、図５に示すように、その貫通方向に着磁されている。Ｎ極、Ｓ極の磁石端面は、スライド軸２１２Ｂの円筒面と略面一とされている。尚、マグネット２１４ＢのＮ極、Ｓ極が一定の方向を維持するように、スライド軸２１２Ｂの回転方向には、図示省略する回転規制部が設けられている。
【００２４】
図４に示すように、マグネット２１４Ｂと同じ高さの位置（初期位置）に電磁アクチュエータ２５０Ｂが設けられている。この電磁アクチュエータ２５０Ｂは、ヨーク２５２Ｂと電磁コイル２５４Ｂとから構成されている。この電磁アクチュエータ２５０Ｂは、図４、５に示すように、同じ構成のものが向かい合わせで組み合せられてそれぞれ一対として使用される。
【００２５】
ヨーク２５２Ｂは、ケイ素鋼板等の高透磁率材料で形成されている。マグネット２１４ＢのＮ極（Ｓ極）に対向する部分にはセンターポール部２５２Ｂａが形成され、一対の電磁アクチュエータのもう一方に磁路が通じるように周囲にヨークが曲設されて、図５に示すように、略Ｅ字形状に形成されている。すなわち、図５に示すように、センターポール部２５２Ｂａおよび側部２５２Ｂｂは、それぞれ基部２５２Ｂｃに一体的に接続されて、略Ｅ字形状に形成されている。センターポール部２５２Ｂａから基部２５２Ｂｃを通って両側の側部２５２Ｂｂへは磁路を形成し、一対のヨーク２５２Ｂおよびマグネット２１４Ｂにより、ギャップ部Ｇｐを介して略閉じた磁路が形成される。
【００２６】
センターポール部２５２Ｂａには、電磁コイル２５４Ｂがその周囲を巻回するように設けられている。電磁コイル２５４Ｂは、銅線あるいはアルミ線等が多数回だけ巻回されてコイル形状に形成され、センターポール部２５２Ｂａを取り巻くように装着されている。この電磁コイル２５４Ｂに通電すると、右ねじの法則に従って、コイルを貫通する方向にヨーク２５２Ｂ内に磁束が発生する。
【００２７】
プッシュ操作によるＲボタン２１０Ｂの押込み量Ｘを検出するために、スライド軸２１２Ｂに設けられたリニアスケール２６１Ｂとスライドガイドポール２４０Ｂに設けられた光学部２６２Ｂによりリニアエンコーダ２６０Ｂが形成されている。光学部２６２Ｂから発光された光をリニアスケール２６１Ｂで反射し、この反射光を光学部２６２Ｂで受光することで、スライド軸２１２Ｂの移動量、すなわち、Ｒボタン２１０Ｂの押込み量Ｘを検出する。この押込み量Ｘは、例えば初期位置をゼロとして出力される。
【００２８】
（定常時におけるプッシュ操作に対する反力呈示）
図６（ａ）は、コイルが非通電状態においてボタン及びスライド軸に作用する力を示す力関係図であり、図６（ｂ）は、コイルが非通電状態における磁束の状態を説明する図５に示した断面における磁気回路説明図である。定常時においては、Ｒボタン２１０Ｂをプッシュ操作すると、図６（ａ）に示すように、押込み量ＸだけＲボタン２１０Ｂおよびスライド軸２１２Ｂが下方向に移動する。このときプッシュ操作に要する操作荷重ｆは、スプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓとマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ＝０〕との和である。
【００２９】
定常時においては、コイルが非通電状態であるので、図６（ｂ）に示すように、ヨーク２５２Ｂの中の磁束は、マグネット２１４ＢのＮ極から図に示す矢印に沿ってＳ極に還流する永久磁石による磁束だけである。
【００３０】
図７は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のボタンの押込み量Ｘと操作荷重ｆとの関係を示す図である。上記説明したように、操作荷重ｆは、操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ＝０〕である。スプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓの初期値（Ｘ＝０での復帰力）をｆ０とすると、電磁アクチュエータ２５０Ｂによる復帰力がｆ〔Ｉ＝０〕の場合で図示したような操作荷重曲線を描く。すなわち、定常時のプッシュ操作では、略リニアなスプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓにマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ＝０〕が重畳された操作荷重曲線に基づいて、操作荷重に対する反力呈示を操作者が受ける。
【００３１】
（非定常時におけるプッシュ操作に対する反力呈示）
図８（ａ）は、コイルが通電状態においてボタン及びスライド軸に作用する力を示す力関係図であり、図８（ｂ）は、コイルが通電状態における磁束の状態を説明する図５に示した断面における磁気回路説明図である。非定常時においては、コイルが図７に示すようなｆ−Ｘ特性となるような通電制御がされるので、図８（ｂ）に示すように、ヨーク２５２Ｂの中の磁束は、マグネット２１４ＢのＮ極から図に示す矢印に沿ってＳ極に還流する永久磁石による磁束と電磁コイル２５４Ｂにより発生する磁束との和となる。電磁コイル２５４Ｂにより発生する磁束をマグネット２１４Ｂによる磁束と同じ方向に発生させると復帰力ｆを増加させることができ、また、逆の方向に発生させることにより復帰力ｆを減少させることができる。
【００３２】
これにより非定常時においては、シフト位置に応じてコイルを通電制御することで、プッシュボタンのプッシュ操作時の操作荷重ｆ（反力呈示）を大きく（重く）等することができ、車両走行中にプッシュ操作が禁止される操作を操作者に呈示し、誤操作しないという安心感を付与することができる。定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態は、例えば、以下に示すような、操作荷重の増大を伴う反力呈示、節度感の変化を伴う反力呈示、振動の付与を伴う反力呈示等の場合である。
【００３３】
（操作荷重の増大を伴う反力呈示）
操作荷重ｆは、操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ１（ｘ）〕である。非定常時のプッシュ操作では、略リニアなスプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓにマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ１（ｘ）〕が重畳された操作荷重曲線に基づいて、操作荷重に対する反力呈示を操作者が受ける。ここで、マグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ１（ｘ）〕は、電磁コイル２５４Ｂへの通電制御により、押込み量Ｘの増加に伴い増加し、図７に示すｆ〔Ｉ１（ｘ）〕の場合のような操作荷重を増大させる操作荷重曲線とされる。これにより、車両走行中にプッシュ操作が禁止される場合には、プッシュ操作において操作荷重が大きくなり、スイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示が定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態となる。
【００３４】
（節度感の変化を伴う反力呈示）
操作荷重ｆは、操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ２（ｘ）〕である。非定常時のプッシュ操作では、略リニアなスプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓにマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ２（ｘ）〕が重畳された操作荷重曲線に基づいて、操作荷重に対する反力呈示を操作者が受ける。ここで、マグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ２（ｘ）〕は、電磁コイル２５４Ｂへの通電制御により、押込み量Ｘの増加に伴い一旦増加した後にボタン操作ＯＮの位置Ｘ１付近で減少し、図７に示すｆ〔Ｉ２（ｘ）〕の場合のような操作荷重が節度感を有する操作荷重曲線とされる。これにより、車両走行中にプッシュ操作が禁止される場合には、プッシュ操作において節度感が付与され、スイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示が定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態となる。
【００３５】
（振動の付与を伴う反力呈示）
操作荷重ｆは、操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ３（ｘ）〕である。非定常時のプッシュ操作では、略リニアなスプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓにマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ３（ｘ）〕が重畳された操作荷重曲線に基づいて、操作荷重に対する反力呈示を操作者が受ける。ここで、マグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ３（ｘ）〕は、電磁コイル２５４Ｂへの通電制御により、押込み量Ｘの増加に伴いボタン操作ＯＮの位置Ｘ１の手前において、図７に示すｆ〔Ｉ３（ｘ）〕の場合のような操作荷重が上下に振れて振動感を有する操作荷重曲線とされる。これにより、車両走行中にプッシュ操作が禁止される場合には、プッシュ操作において振動感が付与され、スイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示が定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態となる。
【００３６】
図９は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の動作フローを示すフローチャートである。これに基づいて反力制御部３００によるスイッチ部２００の反力制御動作を説明する。
【００３７】
（Ｓｔｅｐ１）
スイッチ部２００の反力制御動作がスタートすると、まず、反力制御部３００は、Ｄボタン（「Ｄ」ＳＷ）２１０Ｄが選択されているかどうかを判断する。選択されているかどうかは、例えば、リニアエンコーダ２６０の出力ＶＤＸから図７で示した押込み量がＸ１に達してボタン操作ＯＮの状態となっているかどうか、または、シフト装置５０から入力されるシフト位置信号Ｖｓｈに基づいて判断できる。Ｄボタン２１０Ｄが選択されていると判断された場合はＳｔｅｐ２へ進み、Ｄボタン２１０Ｄが選択されていると判断されない場合は反力制御動作を終了する。
【００３８】
（Ｓｔｅｐ２）
Ｄボタン２１０Ｄが選択されている場合は、シフトＥＣＵ４００は、エンジンＥＣＵ６０から入力される車速信号Ｖｓに基づいて、車両１０が一定速度以上（例えば、時速１１ｋｍ／ｈ以上）で走行しているかどうかを判断する。一定速度以上で走行していると判断された場合はＳｔｅｐ４へ進み、一定速度以上で走行していると判断されない場合はＳｔｅｐ３へ進む。
【００３９】
（Ｓｔｅｐ３）
シフトＥＣＵ４００は、Ｄボタン（「Ｄ」ＳＷ）２１０Ｄ以外が選択されていると判断された場合は反力制御動作を終了し、選択されていると判断されない場合はＳｔｅｐ２へ戻る。
【００４０】
（Ｓｔｅｐ４）
シフトＥＣＵ４００の反力制御部３００は、Ｐボタン（「Ｐ」ＳＷ）２１０Ａ、Ｒボタン（「Ｒ」ＳＷ）２１０Ｂの操作荷重をＵＰする。すなわち、図３で示すコイルへの通電制御電流ＩＰまたはＩＲを制御することにより、図７で示した操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ１（ｘ）〕を呈示する。これにより、車両１０が所定の速度（時速１１ｋｍ／ｈ）で走行している場合に、ＤレンジからＰレンジまたはＲレンジへシフト位置を選択する（レンジを切り替える）操作を禁止するよう反力提示し、誤操作しないという安心感を付与することができる。尚、定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態は、上記示した操作荷重の増大以外に、図７で示した操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ２（ｘ）〕による節度感の変化を伴う反力呈示、ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ３（ｘ）〕による振動の付与を伴う反力呈示等がある。
【００４１】
（Ｓｔｅｐ５）
シフトＥＣＵ４００は、Ｎボタン（「Ｎ」ＳＷ）２１０Ｃが選択されたかどうかを判断する。選択されたと判断された場合は反力制御動作を終了し、選択されたと判断されない場合はＳｔｅｐ２へ戻る。
【００４２】
上記のシフトＥＣＵ４００（反力制御部３００）による一連の反力制御動作は、車両１０の走行中は、繰返して実行される。
【００４３】
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００によれば、次のような効果を有する。
（１）シフトＥＣＵ４００の反力制御部３００が、シフト位置に応じてレンジ切り替え操作を禁止するよう反力提示する。これにより、ユーザは、シフト位置の変更を禁止されているボタン操作を認識し、適切なシフト操作を行なうことが可能となる。
（２）レンジ切り替え操作を禁止する反力提示は、電磁アクチュエータ２５０を種々の制御パターンで制御することにより行なうことができる。これにより、スイッチ部２００のプッシュ操作において、定常時の反力呈示と異なる種々の反力呈示状態で制御を行なうことが可能である。この反力呈示状態は、ユーザが予め設定しておくこおとも可能であり、車両走行中の禁止操作を確実に認識することが可能となる。
（３）車両の走行中に操作しにくい構造にすることにより、ユーザに誤操作できない安心感を与えることができる。
（４）また、ユーザが誤ってボタンを押した場合に、突然パニック状態になることを防ぐ効果も期待できる。
【００４４】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。本実施の形態では、車両１０がエンジンＥＣＵ６０を備えたものとして説明したが、ＨＶ（ハイブリッド車）、ＥＶ（電気自動車）への適用も可能である。ＨＶ（ハイブリッド車）の場合は、エンジンＥＣＵ６０がハイブリッド制御用のモータＥＣＵに置き換わるが、エンジンおよびモータのレンジ切り替え操作を行なうためのシフト操作用スイッチ装置として本発明が適用可能である。また、ＥＶ（電気自動車）の場合は、シフト装置５０、エンジンＥＣＵ６０が電気制御のためのモータ、モータＥＣＵにそれぞれ置き換わるが、モータのレンジ切り替え操作を行なうためのシフト操作用スイッチ装置として本発明が適用可能である。
【００４５】
これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１０…車両
２０…インスツルメントパネル
３０…センタークラスタ
４０…ステアリング
５０…シフト装置
５２…シフト切替えアクチュエータ
５４…シフト位置検出部
６０…エンジンＥＣＵ
１００…シフト操作用スイッチ装置
２００…スイッチ部
２１０…ボタン
２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄ…Ｐボタン、Ｒボタン、Ｎボタン、Ｄボタン
２１１、２１１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…下面
２１２、２１２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…スライド軸
２１４、２１４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…マグネット
２１６、２１６Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…スプリング
２２０…パネル
２３０…ベース
２４０、２４０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…スライドガイドポール
２４１、２４１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…ガイド穴
２４２、２４２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…上面
２５０、２５０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…電磁アクチュエータ
２５２、２５２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…ヨーク
２５２Ａａ、２５２Ｂａ、２５２Ｃａ、２５２Ｄａ…センターポール部
２５２Ａｂ、２５２Ｂｂ、２５２Ｃｂ、２５２Ｄｂ…側部
２５２Ａｃ、２５２Ｂｃ、２５２Ｃｃ、２５２Ｄｃ…基部
２５４、２５４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…電磁コイル
２６０、２６０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…リニアエンコーダ
２６１、２６１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…リニアスケール
２６２、２６２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…光学部
３００…反力制御部
４００…シフトＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シフト操作用のスイッチ装置に関し、特に、押しボタン式のシフト操作用スイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の自動変速機であるシフト装置は、一般にシフトレバーを操作することにより自動変速機の操作を行なっているが、近年、この自動変速機の操作を電気的に行なうことでシフト操作を行なう、いわゆる、バイワイヤ方式のシフト装置が提案されている。
【０００３】
例えば、パームレストとその周辺にプッシュボタンスイッチが配置されて設けられたシフト操作用スイッチ装置がある（例えば、特許文献１参照。）。このシフト操作用スイッチ装置は、プッシュボタンスイッチとして、親指位置に対応するＲボタンスイッチ、人指し指位置に対応するＰボタンスイッチ、中指位置に対応するＮボタンスイッチ、薬指位置に対応するＤボタンスイッチが設けられている。
【０００４】
このシフト操作用スイッチ装置によれば、誤操作防止用のＳボタンスイッチが小指位置と対応する位置に設けられ、Ｒ、Ｐ、Ｎ、Ｄの各ボタンスイッチのいずれかと誤操作防止用のＳボタンスイッチとの２つの信号により、制御部により変速機の接続状態を切換えるので、操作ミスや落下物による誤操作を防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５４９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のシフト操作用スイッチ装置は、例えば、Ｄレンジで走行中に、他のボタンスイッチ、例えば、Ｐボタンスイッチを押すことが可能である。上記のＳボタンスイッチが同時に押された状態でない場合は有効なシフト操作とされないので、安全上は問題ないが、シフト操作時の安心感を得られない場合があった。また、誤操作を抑制するプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ装置が要望されていた。
【０００７】
従って、本発明の目的は、車両の走行中等において誤操作を抑制できるプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ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】
［１］本発明は、上記目的を達成するために、プッシュボタンにより車両のシフト装置のシフト位置を選択するスイッチ部と、前記スイッチ部のプッシュ操作によるプッシュ操作状態を検出する操作状態検出部と、前記シフト位置に応じてスイッチ部のプッシュ操作に対する反力の呈示を定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態で制御を行なう反力制御部と、を有することを特徴とするシフト操作用スイッチ装置を提供する。
【０００９】
［２］前記反力制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を増大させる制御を行なうことを特徴とする上記［１］に記載のシフト操作用スイッチ装置であってもよい。
【００１０】
［３］また、前記反力制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を節度感の変化または振動感の呈示により制御を行なうことを特徴とする上記［１］に記載のシフト操作用スイッチ装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、車両の走行中等において誤操作を抑制できるプッシュボタン式のシフト操作用スイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の車両内での配置例を示す配置図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の外観を示す図１の部分拡大図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のブロック構成図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の縦断面（図２のＡＡ断面）図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のスイッチ部の横断面（図４のＢＢ断面）図である。
【図６】図６（ａ）は、コイルが非通電状態においてボタン及びスライド軸に作用する力を示す力関係図であり、図６（ｂ）は、コイルが非通電状態における磁束の状態を説明する図５に示した断面における磁気回路説明図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のボタンの押込み量ｘと操作荷重ｆとの関係を示す図である。
【図８】図８（ａ）は、コイルが通電状態においてボタン及びスライド軸に作用する力を示す力関係図であり、図８（ｂ）は、コイルが通電状態における磁束の状態を説明する図５に示した断面における磁気回路説明図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の動作フローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００の車両内での配置例を示す配置図である。本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００は、プッシュボタンにより車両１０のシフト装置５０のシフト位置を選択するスイッチ部２００と、スイッチ部２００のプッシュ操作によるプッシュ操作状態を検出する操作状態検出部であるリニアエンコーダ２６０と、シフト位置に応じてスイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示を定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態で制御を行なう反力制御部３００と、を有して概略構成されている。
【００１４】
図２は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のスイッチ部２００の外観を示す図１の部分拡大図である。このスイッチ部２００は、図１に示すように、例えば、車両１０のインスツルメントパネル２０やセンタークラスタ３０に備えられる。また、ステアリング４０又はその周囲に配置される構成でもよい。
【００１５】
シフト操作用スイッチ装置１００は、例えば、車両がシフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、スイッチ部２００のシフト位置のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を増大させる制御を行なう。すなわち、プッシュボタンのプッシュ操作時の操作荷重ｆ（反力呈示）を大きく（重く）することにより、車両走行中にプッシュ操作が禁止される操作を操作者に呈示し、誤操作しないという安心感を付与することができる。
【００１６】
シフト装置５０のシフト位置は、車両１０の走行モードを選択（セレクト）する位置であって、図２で示すスイッチ部２００の各プッシュボタンであるＰボタン２１０Ａ、Ｒボタン２１０Ｂ、Ｎボタン２１０Ｃ、Ｄボタン２１０Ｄに対応した、例えば、Ｐレンジ（パーキングレンジ）、Ｒレンジ（リバースレンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）Ｄレンジ（ドライブレンジ）等のレンジからなる。また、プッシュ操作が禁止される操作は、例えば、車両１０が所定の速度以上（例えば、一定速度である時速１１ｋｍ／ｈ以上）で走行している場合に、ＤレンジからＰレンジまたはＲレンジへシフト位置を選択する（レンジを切り替える）操作である。
【００１７】
図３は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のブロック構成図である。スイッチ部２００は、シフトＥＣＵ（Electronic Control Unit）４００に接続されて、後述するボタンの押込み量Ｘに対応してリニアエンコーダ２６０の出力ＶＰＸ、ＶＲＸ、ＶＮＸ、ＶＤＸを出力し、また、シフトＥＣＵ４００からコイルへの通電制御電流ＩＰ、ＩＲ、ＩＮ、ＩＤが供給される。
【００１８】
シフトＥＣＵ４００は、シフト操作用スイッチ装置１００の各プッシュボタン２１０Ａ〜２１０Ｄの操作荷重を制御して操作者に呈示する操作反力を制御する反力制御部３００を備える。また、シフトＥＣＵ４００は、シフト装置５０及びエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０と接続されている。
【００１９】
シフト装置５０は、車両１０のオートマチックトランスミッションであり、シフトレンジの切替えを行なうシフト切替えアクチュエータ５２、シフト位置を検出するシフト位置検出部５４等を備えている。シフト切替えアクチュエータ５２は、シフトＥＣＵ４００から送出されるシフト切替え信号Ｖｃに基づいて動作し、ギヤトレーンの接続状態を切替えることにより、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ等のレンジ切替え、すなわち、車両１０のシフトチェンジを行なう。また、シフト位置検出部５４は、切替えられたシフト位置を検出して、そのシフト位置をシフト位置信号ＶｓｈとしてシフトＥＣＵ４００に送出する。
【００２０】
エンジンＥＣＵ６０は、図示省略するエンジン装置に接続されて種々のエンジン制御を行なうが、シフトＥＣＵ４００に対して、エンジンの回転数等から車速を検出して車速信号Ｖｓを送出する。
【００２１】
図４は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のスイッチ部２００の縦断面（図２のＡＡ断面）図である。また、図５は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００のスイッチ部２００の横断面（図４のＢＢ断面）図である。以下、図４及び図５に基づいて、図２で示すスイッチ部２００のＲボタン２１０Ｂの部分の構成と動作を説明するが、他のボタン２１０Ａ、２１０Ｃ、２１０Ｄについても同様の構成である。
【００２２】
操作者がプッシュ操作するＲボタン２１０Ｂは、上部がパネル２２０の外部に突出した状態で設けられている。Ｒボタン２１０Ｂには、非磁性材料で形成されたスライド軸２１２Ｂが取り付けられており、このスライド軸２１２Ｂは、ベース２３０に取り付けられた非磁性材料で形成されたスライドガイドポール２４０Ｂのガイド穴２４１Ｂに沿ってスライド移動可能に支持されている。Ｒボタン２１０Ｂの下面２１１Ｂとスライドガイドポール２４０Ｂの上面２４２Ｂの間にはスプリング２１６Ｂが設けられている。これにより、操作者がＲボタン２１０Ｂをプッシュ操作するとスプリング力により反力を受け、図４（ａ）に示す初期位置に復帰する構成とされている。
【００２３】
スライド軸２１２Ｂの中央付近には、その軸方向と直交する方向、すなわち、円筒面を貫通するようにマグネット（永久磁石）２１４Ｂが埋設され固定されている。マグネット２１４Ｂは、例えば、ネオジウム磁石が使用でき、図５に示すように、その貫通方向に着磁されている。Ｎ極、Ｓ極の磁石端面は、スライド軸２１２Ｂの円筒面と略面一とされている。尚、マグネット２１４ＢのＮ極、Ｓ極が一定の方向を維持するように、スライド軸２１２Ｂの回転方向には、図示省略する回転規制部が設けられている。
【００２４】
図４に示すように、マグネット２１４Ｂと同じ高さの位置（初期位置）に電磁アクチュエータ２５０Ｂが設けられている。この電磁アクチュエータ２５０Ｂは、ヨーク２５２Ｂと電磁コイル２５４Ｂとから構成されている。この電磁アクチュエータ２５０Ｂは、図４、５に示すように、同じ構成のものが向かい合わせで組み合せられてそれぞれ一対として使用される。
【００２５】
ヨーク２５２Ｂは、ケイ素鋼板等の高透磁率材料で形成されている。マグネット２１４ＢのＮ極（Ｓ極）に対向する部分にはセンターポール部２５２Ｂａが形成され、一対の電磁アクチュエータのもう一方に磁路が通じるように周囲にヨークが曲設されて、図５に示すように、略Ｅ字形状に形成されている。すなわち、図５に示すように、センターポール部２５２Ｂａおよび側部２５２Ｂｂは、それぞれ基部２５２Ｂｃに一体的に接続されて、略Ｅ字形状に形成されている。センターポール部２５２Ｂａから基部２５２Ｂｃを通って両側の側部２５２Ｂｂへは磁路を形成し、一対のヨーク２５２Ｂおよびマグネット２１４Ｂにより、ギャップ部Ｇｐを介して略閉じた磁路が形成される。
【００２６】
センターポール部２５２Ｂａには、電磁コイル２５４Ｂがその周囲を巻回するように設けられている。電磁コイル２５４Ｂは、銅線あるいはアルミ線等が多数回だけ巻回されてコイル形状に形成され、センターポール部２５２Ｂａを取り巻くように装着されている。この電磁コイル２５４Ｂに通電すると、右ねじの法則に従って、コイルを貫通する方向にヨーク２５２Ｂ内に磁束が発生する。
【００２７】
プッシュ操作によるＲボタン２１０Ｂの押込み量Ｘを検出するために、スライド軸２１２Ｂに設けられたリニアスケール２６１Ｂとスライドガイドポール２４０Ｂに設けられた光学部２６２Ｂによりリニアエンコーダ２６０Ｂが形成されている。光学部２６２Ｂから発光された光をリニアスケール２６１Ｂで反射し、この反射光を光学部２６２Ｂで受光することで、スライド軸２１２Ｂの移動量、すなわち、Ｒボタン２１０Ｂの押込み量Ｘを検出する。この押込み量Ｘは、例えば初期位置をゼロとして出力される。
【００２８】
（定常時におけるプッシュ操作に対する反力呈示）
図６（ａ）は、コイルが非通電状態においてボタン及びスライド軸に作用する力を示す力関係図であり、図６（ｂ）は、コイルが非通電状態における磁束の状態を説明する図５に示した断面における磁気回路説明図である。定常時においては、Ｒボタン２１０Ｂをプッシュ操作すると、図６（ａ）に示すように、押込み量ＸだけＲボタン２１０Ｂおよびスライド軸２１２Ｂが下方向に移動する。このときプッシュ操作に要する操作荷重ｆは、スプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓとマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ＝０〕との和である。
【００２９】
定常時においては、コイルが非通電状態であるので、図６（ｂ）に示すように、ヨーク２５２Ｂの中の磁束は、マグネット２１４ＢのＮ極から図に示す矢印に沿ってＳ極に還流する永久磁石による磁束だけである。
【００３０】
図７は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置のボタンの押込み量Ｘと操作荷重ｆとの関係を示す図である。上記説明したように、操作荷重ｆは、操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ＝０〕である。スプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓの初期値（Ｘ＝０での復帰力）をｆ０とすると、電磁アクチュエータ２５０Ｂによる復帰力がｆ〔Ｉ＝０〕の場合で図示したような操作荷重曲線を描く。すなわち、定常時のプッシュ操作では、略リニアなスプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓにマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ＝０〕が重畳された操作荷重曲線に基づいて、操作荷重に対する反力呈示を操作者が受ける。
【００３１】
（非定常時におけるプッシュ操作に対する反力呈示）
図８（ａ）は、コイルが通電状態においてボタン及びスライド軸に作用する力を示す力関係図であり、図８（ｂ）は、コイルが通電状態における磁束の状態を説明する図５に示した断面における磁気回路説明図である。非定常時においては、コイルが図７に示すようなｆ−Ｘ特性となるような通電制御がされるので、図８（ｂ）に示すように、ヨーク２５２Ｂの中の磁束は、マグネット２１４ＢのＮ極から図に示す矢印に沿ってＳ極に還流する永久磁石による磁束と電磁コイル２５４Ｂにより発生する磁束との和となる。電磁コイル２５４Ｂにより発生する磁束をマグネット２１４Ｂによる磁束と同じ方向に発生させると復帰力ｆを増加させることができ、また、逆の方向に発生させることにより復帰力ｆを減少させることができる。
【００３２】
これにより非定常時においては、シフト位置に応じてコイルを通電制御することで、プッシュボタンのプッシュ操作時の操作荷重ｆ（反力呈示）を大きく（重く）等することができ、車両走行中にプッシュ操作が禁止される操作を操作者に呈示し、誤操作しないという安心感を付与することができる。定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態は、例えば、以下に示すような、操作荷重の増大を伴う反力呈示、節度感の変化を伴う反力呈示、振動の付与を伴う反力呈示等の場合である。
【００３３】
（操作荷重の増大を伴う反力呈示）
操作荷重ｆは、操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ１（ｘ）〕である。非定常時のプッシュ操作では、略リニアなスプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓにマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ１（ｘ）〕が重畳された操作荷重曲線に基づいて、操作荷重に対する反力呈示を操作者が受ける。ここで、マグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ１（ｘ）〕は、電磁コイル２５４Ｂへの通電制御により、押込み量Ｘの増加に伴い増加し、図７に示すｆ〔Ｉ１（ｘ）〕の場合のような操作荷重を増大させる操作荷重曲線とされる。これにより、車両走行中にプッシュ操作が禁止される場合には、プッシュ操作において操作荷重が大きくなり、スイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示が定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態となる。
【００３４】
（節度感の変化を伴う反力呈示）
操作荷重ｆは、操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ２（ｘ）〕である。非定常時のプッシュ操作では、略リニアなスプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓにマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ２（ｘ）〕が重畳された操作荷重曲線に基づいて、操作荷重に対する反力呈示を操作者が受ける。ここで、マグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ２（ｘ）〕は、電磁コイル２５４Ｂへの通電制御により、押込み量Ｘの増加に伴い一旦増加した後にボタン操作ＯＮの位置Ｘ１付近で減少し、図７に示すｆ〔Ｉ２（ｘ）〕の場合のような操作荷重が節度感を有する操作荷重曲線とされる。これにより、車両走行中にプッシュ操作が禁止される場合には、プッシュ操作において節度感が付与され、スイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示が定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態となる。
【００３５】
（振動の付与を伴う反力呈示）
操作荷重ｆは、操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ３（ｘ）〕である。非定常時のプッシュ操作では、略リニアなスプリング２１６Ｂによる復帰力ｆｓにマグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ３（ｘ）〕が重畳された操作荷重曲線に基づいて、操作荷重に対する反力呈示を操作者が受ける。ここで、マグネット２１４Ｂの初期位置への復帰力ｆ〔Ｉ３（ｘ）〕は、電磁コイル２５４Ｂへの通電制御により、押込み量Ｘの増加に伴いボタン操作ＯＮの位置Ｘ１の手前において、図７に示すｆ〔Ｉ３（ｘ）〕の場合のような操作荷重が上下に振れて振動感を有する操作荷重曲線とされる。これにより、車両走行中にプッシュ操作が禁止される場合には、プッシュ操作において振動感が付与され、スイッチ部２００のプッシュ操作に対する反力の呈示が定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態となる。
【００３６】
図９は、本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置の動作フローを示すフローチャートである。これに基づいて反力制御部３００によるスイッチ部２００の反力制御動作を説明する。
【００３７】
（Ｓｔｅｐ１）
スイッチ部２００の反力制御動作がスタートすると、まず、反力制御部３００は、Ｄボタン（「Ｄ」ＳＷ）２１０Ｄが選択されているかどうかを判断する。選択されているかどうかは、例えば、リニアエンコーダ２６０の出力ＶＤＸから図７で示した押込み量がＸ１に達してボタン操作ＯＮの状態となっているかどうか、または、シフト装置５０から入力されるシフト位置信号Ｖｓｈに基づいて判断できる。Ｄボタン２１０Ｄが選択されていると判断された場合はＳｔｅｐ２へ進み、Ｄボタン２１０Ｄが選択されていると判断されない場合は反力制御動作を終了する。
【００３８】
（Ｓｔｅｐ２）
Ｄボタン２１０Ｄが選択されている場合は、シフトＥＣＵ４００は、エンジンＥＣＵ６０から入力される車速信号Ｖｓに基づいて、車両１０が一定速度以上（例えば、時速１１ｋｍ／ｈ以上）で走行しているかどうかを判断する。一定速度以上で走行していると判断された場合はＳｔｅｐ４へ進み、一定速度以上で走行していると判断されない場合はＳｔｅｐ３へ進む。
【００３９】
（Ｓｔｅｐ３）
シフトＥＣＵ４００は、Ｄボタン（「Ｄ」ＳＷ）２１０Ｄ以外が選択されていると判断された場合は反力制御動作を終了し、選択されていると判断されない場合はＳｔｅｐ２へ戻る。
【００４０】
（Ｓｔｅｐ４）
シフトＥＣＵ４００の反力制御部３００は、Ｐボタン（「Ｐ」ＳＷ）２１０Ａ、Ｒボタン（「Ｒ」ＳＷ）２１０Ｂの操作荷重をＵＰする。すなわち、図３で示すコイルへの通電制御電流ＩＰまたはＩＲを制御することにより、図７で示した操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ１（ｘ）〕を呈示する。これにより、車両１０が所定の速度（時速１１ｋｍ／ｈ）で走行している場合に、ＤレンジからＰレンジまたはＲレンジへシフト位置を選択する（レンジを切り替える）操作を禁止するよう反力提示し、誤操作しないという安心感を付与することができる。尚、定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態は、上記示した操作荷重の増大以外に、図７で示した操作荷重ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ２（ｘ）〕による節度感の変化を伴う反力呈示、ｆ＝ｆｓ＋ｆ〔Ｉ３（ｘ）〕による振動の付与を伴う反力呈示等がある。
【００４１】
（Ｓｔｅｐ５）
シフトＥＣＵ４００は、Ｎボタン（「Ｎ」ＳＷ）２１０Ｃが選択されたかどうかを判断する。選択されたと判断された場合は反力制御動作を終了し、選択されたと判断されない場合はＳｔｅｐ２へ戻る。
【００４２】
上記のシフトＥＣＵ４００（反力制御部３００）による一連の反力制御動作は、車両１０の走行中は、繰返して実行される。
【００４３】
（実施の形態の効果）
本発明の実施の形態に係るシフト操作用スイッチ装置１００によれば、次のような効果を有する。
（１）シフトＥＣＵ４００の反力制御部３００が、シフト位置に応じてレンジ切り替え操作を禁止するよう反力提示する。これにより、ユーザは、シフト位置の変更を禁止されているボタン操作を認識し、適切なシフト操作を行なうことが可能となる。
（２）レンジ切り替え操作を禁止する反力提示は、電磁アクチュエータ２５０を種々の制御パターンで制御することにより行なうことができる。これにより、スイッチ部２００のプッシュ操作において、定常時の反力呈示と異なる種々の反力呈示状態で制御を行なうことが可能である。この反力呈示状態は、ユーザが予め設定しておくこおとも可能であり、車両走行中の禁止操作を確実に認識することが可能となる。
（３）車両の走行中に操作しにくい構造にすることにより、ユーザに誤操作できない安心感を与えることができる。
（４）また、ユーザが誤ってボタンを押した場合に、突然パニック状態になることを防ぐ効果も期待できる。
【００４４】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。本実施の形態では、車両１０がエンジンＥＣＵ６０を備えたものとして説明したが、ＨＶ（ハイブリッド車）、ＥＶ（電気自動車）への適用も可能である。ＨＶ（ハイブリッド車）の場合は、エンジンＥＣＵ６０がハイブリッド制御用のモータＥＣＵに置き換わるが、エンジンおよびモータのレンジ切り替え操作を行なうためのシフト操作用スイッチ装置として本発明が適用可能である。また、ＥＶ（電気自動車）の場合は、シフト装置５０、エンジンＥＣＵ６０が電気制御のためのモータ、モータＥＣＵにそれぞれ置き換わるが、モータのレンジ切り替え操作を行なうためのシフト操作用スイッチ装置として本発明が適用可能である。
【００４５】
これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１０…車両
２０…インスツルメントパネル
３０…センタークラスタ
４０…ステアリング
５０…シフト装置
５２…シフト切替えアクチュエータ
５４…シフト位置検出部
６０…エンジンＥＣＵ
１００…シフト操作用スイッチ装置
２００…スイッチ部
２１０…ボタン
２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ、２１０Ｄ…Ｐボタン、Ｒボタン、Ｎボタン、Ｄボタン
２１１、２１１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…下面
２１２、２１２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…スライド軸
２１４、２１４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…マグネット
２１６、２１６Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…スプリング
２２０…パネル
２３０…ベース
２４０、２４０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…スライドガイドポール
２４１、２４１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…ガイド穴
２４２、２４２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…上面
２５０、２５０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…電磁アクチュエータ
２５２、２５２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…ヨーク
２５２Ａａ、２５２Ｂａ、２５２Ｃａ、２５２Ｄａ…センターポール部
２５２Ａｂ、２５２Ｂｂ、２５２Ｃｂ、２５２Ｄｂ…側部
２５２Ａｃ、２５２Ｂｃ、２５２Ｃｃ、２５２Ｄｃ…基部
２５４、２５４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…電磁コイル
２６０、２６０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…リニアエンコーダ
２６１、２６１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…リニアスケール
２６２、２６２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ…光学部
３００…反力制御部
４００…シフトＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プッシュボタンにより車両のシフト装置のシフト位置を選択するスイッチ部と、
前記スイッチ部のプッシュ操作によるプッシュ操作状態を検出する操作状態検出部と、
前記シフト位置に応じてスイッチ部のプッシュ操作に対する反力の呈示を定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態で制御を行なう反力制御部と、
を有することを特徴とするシフト操作用スイッチ装置。
【請求項２】
前記反力制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を増大させる制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載のシフト操作用スイッチ装置。
【請求項３】
前記反力制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を節度感の変化または振動感の呈示により制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載のシフト操作用スイッチ装置。
【請求項１】
プッシュボタンにより車両のシフト装置のシフト位置を選択するスイッチ部と、
前記スイッチ部のプッシュ操作によるプッシュ操作状態を検出する操作状態検出部と、
前記シフト位置に応じてスイッチ部のプッシュ操作に対する反力の呈示を定常時の反力呈示と異なる反力呈示状態で制御を行なう反力制御部と、
を有することを特徴とするシフト操作用スイッチ装置。
【請求項２】
前記反力制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を増大させる制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載のシフト操作用スイッチ装置。
【請求項３】
前記反力制御部は、前記車両が前記シフト位置のＤレンジ（ドライブレンジ）で所定速度以上で走行している場合において、前記スイッチ部のＰレンジ（パーキングレンジ）及びＲレンジ（リバースレンジ）のプッシュボタンのプッシュ操作に対する反力の呈示を節度感の変化または振動感の呈示により制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載のシフト操作用スイッチ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１６１１３（Ｐ２０１２−２１６１１３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８１６２２（Ｐ２０１１−８１６２２）
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１日（２０１１．４．１）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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