JP2000088011A - 歯車式変速機の自動クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速の意志のないままにシフトレバーのノブ
に触った場合にクラッチが遮断されることがない自動ク
ラッチ装置を提供せんことを目的とする 【構成】 シフトレバー５のノブ１８にはシフト方向の
操作力が設定値以上になるとＯＮになるノブスイッチ１
９，２０，２１を設け、シフトレバー５と連結するシフ
トロッド１０には、シフト方向のストローク値と方向を
検知するシフトストロークセンサ７を設け、電子制御装
置は、ノブ１８上の操作力が設定値以上になったことが
入力されると自動クラッチに遮断信号を出力し、続いて
シフトレバー５を中立位置まで動かしても自動クラッチ
に遮断信号を維持するように出力し、さらにシフトレバ
ー５が目標変速段ギヤ締結位置に到達したことがストロ
ークセンサ７によって検出されると、他の制御に優先し
て自動クラッチに接続信号を出力するように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用手動歯車式
変速機のクラッチの断続を自動化した自動クラッチ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】従来、手動式の歯車式変速
機は図４のシフトパターン図で示すように、前進５段，
後退１段で、第１速と第２速、第３速と第４速、第５速
と後退の３列のシフトラインと、シフトラインの組み合
わせの中立を結んだセレクトラインを有している。ま
た、自動車のエンジンの動力を歯車式変速機に伝達し、
かつ動力を遮断できる自動クラッチとして電磁パウダク
ラッチが使用されており、自動車の運転席に設けられた
手動のシフトレバーにはノブスイッチが設けられて、ノ
ブを握ることによって電磁パウダクラッチが遮断され、
ノブを離すことによって電磁パウダクラッチが接続する
ように構成されたものが存在する。このような従来の歯
車式変速機の自動クラッチ装置において、自動車の走行
中に、例えば第４速から第５速に手動にてギヤシフトす
る時に、シフトレバーのノブを握ると自動クラッチは遮
断され、その後、シフトレバーは第４速ギヤを解放して
シフトラインを図４の左方向に中立まで動き、次にセレ
クトラインを上方向に動いて第５速のシフトラインを選
択し、続いて中立からシフトラインを左方向に動いて第
５速ギヤに同期し、締結した瞬間にシフトレバーのノブ
を離すと自動クラッチが接続されて、第５速で走行でき
るように構成されていた。しかし、このような従来構造
にあっては、例えば第４速で自動車が走行中に、他の変
速段に変速する意志のないままにシフトレバーのノブを
握った場合に、自動クラッチが遮断されてエンジンが異
常に噴き上がったり、シフトレバーのノブを握ったり離
したりする操作を繰り返した場合には、自動クラッチは
断続を繰り返してしまうという問題点があり、また、第
５速ギヤに同期し締結した瞬間にシフトレバーのノブを
離す動作は運転者の感覚に頼っていたため、ノブを離す
のが早くクラッチを接続するタイミングが早いと第５速
のギヤの締結が不確実になり、逆に遅いと自動車の速度
が落ちるので円滑なトルク伝達ができないという問題点
があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点に鑑み案出したものであって、走行中に変速の意志の
ないままにシフトレバーのノブに触った場合等に自動ク
ラッチが無闇に遮断されることがなく、しかも良好な変
速操作が行われて自動車を円滑に走行させることのでき
る歯車式変速機の自動クラッチ装置を提供せんことを目
的とし、その要旨は、エンジンから伝達する動力を断続
する自動クラッチを有し、手動にてシフトレバーをセレ
クト方向とシフト方向とに操作して、目標変速段に変速
できる複数の変速段を有する歯車式変速機において、シ
フトレバーのノブには、シフト方向の操作力が設定値以
上になるとＯＮになり、設定値以下になるとＯＦＦにな
るノブスイッチを設け、シフトレバーまたはシフトレバ
ーと連結するシフトロッドには、シフト方向のストロー
ク値と方向とを検知するシフトストロークセンサを設
け、シフト方向両端部にある現行変速段のギヤ締結位置
から、ギヤ解放方向へ作用するシフトレバーのノブ上操
作力が、設定値以上になったことがノブスイッチから電
子制御装置に入力されると、電子制御装置は自動クラッ
チに遮断信号を出力し、続いて、シフトレバーをギヤ解
放方向に中立位置まで動かしても、他の制御に優先し
て、自動クラッチに遮断信号を維持するように出力し、
さらに、シフトレバーが、中立位置から両端部にある目
標変速段ギヤ締結位置に到達したことが、シフトストロ
ークセンサによって検出されると、電子制御装置は他の
制御に優先して、自動クラッチに接続信号を出力するよ
うに制御することである。

【０００４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。先ず、図１において、自動車の各部のブロック図
を示し説明すると、自動車のエンジン１の動力は、クラ
ッチ２，歯車式変速機４を経て図示しない最終減速機を
介して駆動輪へ伝達されるように構成されており、クラ
ッチ２が摩擦クラッチで構成されている場合には、この
摩擦クラッチ２を自動で断続するために、モーター等で
駆動するクラッチアクチュエータ３が設けられるもので
あるが、クラッチ２が電磁パウダクラッチである場合に
はクラッチアクチュエータ３は必要でなく、電子制御装
置８から供給される励磁電流によって結合されるパウダ
を介して電磁パウダクラッチ２は断続制御することがで
き、また、励磁電流に対応した大きさのトルクを伝達す
ることができるものとなる。

【０００５】また、歯車式変速機４には、シフトレバー
５の操作により、第１速から第５速の５種類の前進ギヤ
段、及び後退ギヤ段のうちの所望のギヤ段が選択される
ように変速ギヤ４ａが内蔵され、また、同期装置４ｂが
内蔵されているとともに、ギヤ段を切り替えるための、
シフトフォークが取り付けられたシフトロッド等により
構成されるギヤシフト機構４ｃが設けられている。例え
ば図４に示すように、それぞれ図示しないシフトフォー
クが取り付けられた３本のシフトロッド１０ａ，１０
ｂ，１０ｃが互いに平行に設けられて、シフトレバー５
のセレクト方向への操作により、これら３本のシフトロ
ッド１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうちの１本が選択される
とともに、シフトレバー５のシフト方向への操作によ
り、選択されたシフトロッドが軸方向に移動されて、所
望のギヤ段に締結されるように構成されている。

【０００６】また、シフトレバー５には、一定の操作力
以上にて作動し、操作力が設定値以上になるとＯＮとな
り、設定値以下になるとＯＦＦになるノブスイッチ６が
設けられている。さらに、歯車式変速機のシフトロッド
のシフト方向のストローク値と方向を検知するシフトス
トロークセンサ７が設けられ、このシフトストロークセ
ンサ７の検知信号及び前記ノブスイッチ６の検知信号が
電子制御装置８に入力されており、電子制御装置８は、
内部に予め記憶されているギヤポジションデータと比較
して歯車式変速機のギヤの現在位置を判断でき、また、
変速状態を認識できるように構成されており、また、電
子制御装置８から電磁パウダクラッチ２へ断続信号が出
力されるように構成されている。

【０００７】図２は、シフトレバーの断面構成図であ
り、また図３は、図２のＡ−Ａ線断面構成図を示すもの
である。図において、図示しない歯車式変速機４のギヤ
段の切替えを行うシフトロッド１０には、先端にピン１
２を介してシフトロッドブロック１１が固定されてお
り、このシフトロッドブロック１１は、シフトレバーサ
ポートブラケット１３とシフトストロークセンササポー
トブラケット２４間の空間内に配設され、シフトロッド
１０はシフトレバーサポートブラケット１３の軸受部１
３ａに挿通されて、このシフトレバーサポートブラケッ
ト１３とシフトロッド１０はそれぞれ回転方向及び軸方
向に移動可能に構成されたものとなっており、前記シフ
トロッドブロック１１から上方へシフトレバー５が立設
され、シフトレバー５の下端側の球面状に形成されたシ
フトレバー作用部５ａがシフトロッドブロック１１に連
結されたものとなり、また、その上方の球面状のシフト
レバー支点部５ｂがシフトレバーサポートブラケット１
３に当接されたものとなっている。

【０００８】なお、シフトレバーサポートブラケット１
３の上面側にはブーツ１４が覆設されている。シフトレ
バー５の上端には、樹脂製部材１５が軸１６により所定
角度だけ回動可能に設けられており、この樹脂製部材１
５の固定部１５ａには、軸１６を間にして所定間隔で相
対向するようにフロント側接点１９及びリヤ側接点２０
が設けられており、固定部１５ａから上方へ突出する突
出部１５ｂには、フロント側接点１９及びリヤ側接点２
０と対向するアース側接点２１が設けられ、このアース
側接点２１はリード線２１ａを介して電子制御装置８に
接続されたものとなっており、また、フロント側接点１
９はリード線１９ａを介し、またリヤ側接点２０はリー
ド線２０ａを介しそれぞれ電子制御装置８に接続された
ものとなっている。

【０００９】また、軸１６の両端はかしめられて補強部
材１８ａに連結されており、この補強部材１８ａの外周
には樹脂製のシフトノブ１８が配設され、さらに補強部
材１８ａの内側の、フロント側接点１９及びリヤ側接点
２０の外側に、シフトレバー５の上端から突出された板
バネ２２，２３が補強部材１８ａの内周に当接状に配置
されており、この一対の板バネ２２，２３はシフト方向
に配設されて、本例では自動車の進行方向に向かって前
後にそれぞれ配設されたものとなっており、一定以上の
操作力がシフトノブ１８に加わった場合に、この板バネ
２２，２３が変形してシフトノブスイッチ６が作動する
ように構成されている。

【００１０】即ち、シフトノブスイッチ６は、フロント
側接点１９及びリヤ側接点２０とアース側接点２１で構
成されており、シフトノブ１８に自動車の進行方向への
一定の操作力が加えられると、シフトノブ１８が軸１６
回りに回転して、フロント側接点１９とアース側接点２
１が互いに接触させられることにより、リード線１９
ａ，２１ａを介して電子制御装置８に、シフトノブ１８
に第１速，第３速，第５速側への操作力が加えられてい
ることを示すシフト信号が伝達される。また、シフトノ
ブ１８に自動車の進行方向と反対方向に操作力が加えら
れると、シフトノブが後方側に回転して、リヤ側接点２
０とアース側接点２１とが互いに接触させられることに
より、リード線２０ａ，２１ａを介して電子制御装置８
に、シフトノブ１８に第２速，第４速，或いは後退側へ
の操作力が加えられていることを示すシフト信号が伝達
されるように構成されている。

【００１１】なお、本例では、シフトストロークセンサ
サポートブラケット２４の外側にシフトストロークセン
サ７が取り付けられており、シフトストロークセンサ７
から突出したロッド２６の先端部２６ａが、シフトロッ
ド１０の先端面に当接配置され、ロッド２６の外周には
リターンスプリング２７が設けられている。即ち、ロッ
ド２６はシフトロッド１０の先端に同軸状に配置され
て、シフトロッド１０の軸方向の動きに連動して、即ち
シフト方向の動きに連動するように配置されており、シ
フトロッド１０のストローク値とその方向を検知して検
知信号を電子制御装置８に出力するように構成されてお
り、電子制御装置８は、予め内部に記憶されたギヤポジ
ションデータと比較して、歯車式変速機４におけるギヤ
の現在位置が、第１速、第３速、第５速のギヤ締結位置
か、或いは第２速、第４速、後退のギヤ締結位置か、或
いは中間部の中間位置かを判断できるように構成されて
いる。

【００１２】次に、電子制御装置８で実行される制御内
容を図５のフローチャートに基づいて説明すると、自動
車が現行変速段で走行中に、シフトレバー５のシフトノ
ブ１８に手を掛けてシフトレバーの操作を開始する場
合、一定の操作力以上の力がシフトノブ１８に掛かる
と、ノブスイッチ６がＯＮ状態となり、これを検知して
電子制御装置８は電磁パウダクラッチ２に対しクラッチ
遮断信号を出力し、電磁パウダクラッチ２が遮断され、
これによりシフトレバー５で歯車式変速機４の現行変速
段を解除して、手動でシフトレバー５を目標変速段に締
結させることができ、シフトストロークセンサ７により
目標変速段に締結が完了したことが検知されると、電子
制御装置８は、クラッチ遮断信号を解除してクラッチ接
続信号を電磁パウダクラッチ２へ出力し、これにより電
磁パウダクラッチ２が接続されて自動車は目標変速段で
走行することができる。

【００１３】なお、本例では、シフトレバー５の操作時
に誤ってノブ１８から手を離しても、クラッチ２は遮断
されたままの状態に維持されるように構成されている。
具体的に更に説明を加えると、例えば第４速で自動車が
走行中に、運転者が第５速に変速する意志を持って、シ
フトレバー５のシフトノブ１８をシフトラインの解放方
向へ操作すると、シフトノブ１８に一定以上の操作力が
作用してシフトノブ１８内に内蔵された板バネ２２，２
３が変形してノブスイッチ６がＯＮとなり、ノブスイッ
チ６からの信号を受けて電子制御装置８は電磁パウダク
ラッチ２に遮断信号を出力して電磁パウダクラッチ２が
遮断され、同時にシフトストロークセンサ７は第４速ギ
ヤ締結位置から解放位置に動いていることを発信して、
電子制御装置８はクラッチ遮断信号を維持するように出
力するのである。

【００１４】その後、シフトレバー５はシフトラインを
解放方向に動いて第４速ギヤを解放して中立位置に到達
し、さらにシフトレバー５はセレクトラインを動いて第
５速のシフトラインを選択し、続いて中立から第５速の
シフトラインを締結方向に動いて第５速に同期し締結さ
せる。この第５速のギヤ締結完了位置をシフトストロー
クセンサ７からの信号で電子制御装置８が正確に判断
し、直ちに励磁電流を出力して電磁パウダクラッチ２を
接続するので、自動車は第５速ギヤで円滑に走行ができ
るものとなる。

【００１５】また、第４速で走行中に変速する意志のな
いままにシフトノブ１８をシフトラインの解放方向や締
結方向に触っただけの場合には、一定の操作力以下であ
るため、シフトノブ１８に内蔵された板バネ２２，２３
は完全に変形せず、ノブスイッチ６はＯＦＦの状態を維
持して、電磁パウダクラッチ２は締結されたままで自動
車は正常に走行を続けることができるものとなる。

【００１６】なお、本例では、シフトストロークセンサ
７をシフトロッド１０の先端部に設けたものを例示した
が、シフトストロークセンサ７を図２の矢印Ｐで示す部
位に設けて、シフトレバー５の変形やシフト機構連結部
の遊びを含むストロークを検知するように構成しても良
い。なお、自動クラッチ２は電磁パウダクラッチが使用
される場合を例示したが、摩擦クラッチをモーター等の
駆動源を利用したクラッチアクチュエータにて断続する
構成としても良い。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、エンジンから伝達する動力を
断続する自動クラッチを有し、手動にてシフトレバーを
セレクト方向とシフト方向とに操作して、目標変速段に
変速できる複数の変速段を有する歯車式変速機におい
て、シフトレバーのノブには、シフト方向の操作力が設
定値以上になるとＯＮになり、設定値以下になるとＯＦ
Ｆになるノブスイッチを設け、シフトレバーまたはシフ
トレバーと連結するシフトロッドには、シフト方向のス
トローク値と方向とを検知するシフトストロークセンサ
を設け、シフト方向両端部にある現行変速段のギヤ締結
位置から、ギヤ解放方向へ作用するシフトレバーのノブ
上操作力が、設定値以上になったことがノブスイッチか
ら電子制御装置に入力されると、電子制御装置は自動ク
ラッチに遮断信号を出力し、続いて、シフトレバーをギ
ヤ解放方向に中立位置まで動かしても、他の制御に優先
して、自動クラッチに遮断信号を維持するように出力
し、さらに、シフトレバーが、中立位置から両端部にあ
る目標変速段ギヤ締結位置に到達したことが、シフトス
トロークセンサによって検出されると、電子制御装置は
他の制御に優先して、自動クラッチに接続信号を出力す
るように制御することとしたため、変速する意志がない
ままギヤの締結位置にてシフトレバーのノブに触れた場
合には自動クラッチの接続が維持され、変速の意志を持
ってシフトレバーのノブを一定の操作力以上にてギヤの
締結位置から解放位置に操作した場合には、ノブスイッ
チが作動して他の制御に優先して自動クラッチの遮断が
実行されることとなる。また、シフトレバーがギヤの解
放位置から目標変速段のギヤ締結位置に到達すると、シ
フトストロークセンサからの信号により電子制御装置は
直ちにノブスイッチからのクラッチ遮断信号を解除し、
優先して自動クラッチに接続信号を出力するので、自動
車を円滑に走行させることができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車各部のブロック図である。

【図２】シフト機構にシフトノブスイッチとシフトスト
ロークセンサを設けた断面構成図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】歯車式変速機のシフトパターン図である。

【図５】制御のフローチャート図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 自動クラッチ（電磁パウダクラッチ） ４ 歯車式変速機 ５ シフトレバー ５ａ シフトレバー作用部 ５ｂ シフトレバー支点部 ６ ノブスイッチ ７ シフトストロークセンサ ８ 電子制御装置 １０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ シフトロッド １１ シフトロッドブロック １２ ピン １３ シフトレバーサポートブラケット １４ ブーツ １５ 樹脂製部材 １５ａ 固定部 １５ｂ 突出部 １６ 軸 １８ シフトノブ １８ａ 補強部材 １９ フロント側接点 １９ａ フロント側リード線 ２０ リヤ側接点 ２０ａ リヤ側リード線 ２１ アース側接点 ２１ａ リード線 ２２ フロント側板バネ ２３ リヤ側板バネ ２４ シフトストロークセンササポートブラケット ２６ ロッド ２６ａ 先端部 ２７ リターンスプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D036 AA04 EB28 GA45 GA48 GH12 GJ01 3D040 AA13 AC42 AF14 3D041 AA51 AA57 AA74 AB01 AC10 AC16 AC18 AD18 AD30 AD35 AE16 AE31 3J057 AA01 BB08 GA54 GB27 GE10 HH02 JJ01 JJ02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンから伝達する動力を断続する自
   動クラッチを有し、手動にてシフトレバーをセレクト方
   向とシフト方向とに操作して、目標変速段に変速できる
   複数の変速段を有する歯車式変速機において、 前記シフトレバーのノブには、前記シフト方向の操作力
   が設定値以上になるとＯＮになり、設定値以下になると
   ＯＦＦになるノブスイッチを設け、 前記シフトレバーまたはシフトレバーと連結するシフト
   ロッドには、前記シフト方向のストローク値と方向とを
   検知するシフトストロークセンサを設け、 シフト方向両端部にある現行変速段のギヤ締結位置か
   ら、ギヤ解放方向へ作用する前記シフトレバーのノブ上
   操作力が、設定値以上になったことが前記ノブスイッチ
   から電子制御装置に入力されると、該電子制御装置は前
   記自動クラッチに遮断信号を出力し、続いて、前記シフ
   トレバーをギヤ解放方向に中立位置まで動かしても、他
   の制御に優先して、前記自動クラッチに遮断信号を維持
   するように出力し、さらに、前記シフトレバーが、中立
   位置から両端部にある目標変速段ギヤ締結位置に到達し
   たことが、前記シフトストロークセンサによって検出さ
   れると、電子制御装置は他の制御に優先して、前記自動
   クラッチに接続信号を出力するように制御することを特
   徴とする歯車式変速機の自動クラッチ装置。