JP2004176894A - 歯車式変速機の自動変速操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトアンドセレクト軸を含み、変速ギヤーを自動的に選択する自動変速操作装置において、シフトアンドセレクト軸のシフト完了位置を短時間にしかも正確に検出することである。
【解決手段】歯車式変速機の複数段の変速ギヤーを切り換える自動変速操作装置は、複数のセレクト位置の１つに移動可能かつ第１シフト位置又は第２シフト位置に回動可能であるシフトアンドセレクト軸１５と；シフトアンドセレクト軸を移動及び回動させるアクチュエータ５１及び５３と；セレクト量及びシフト量を検出する検出手段５２及び５４と；係合部３８を備え付勢された付勢部材３６と、シフトアンドセレクト軸が各セレクト位置で第１シフト位置及び第２シフト位置を占めたとき係合部３８が係合する複数の被係合部２５から２７，３０から３２を備えたインナレバー２０とを含むロック機構４５と；から成る。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車式変速機の自動変速操作装置、特にシフトアンドセレクト軸の所定のシフト完了位置への位置決めに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用変速機の一種に、それぞれが一組のギヤーから成る複数段の変速ギヤーを有する歯車式変速機（いわゆるマニュアルトランスミッション（以下「ＭＴ」と言う））がある。近年、このＭＴをシフトアンドセレクト軸及びこれを駆動する電気式又は機械式（油圧作動式）アクチュエータを含む自動変速操作装置により自動的に作動させる場合がある。シフトパターンにチェンジレバーの自動変速モードを設けたものでは、トルクコンバーを利用したオートマッチクトランスミッション（以下「ＡＴ」と呼ぶ）と同等に運転者の負担が少ないのみならず、ＡＴに比べて燃費が向上する利点がある。
【０００３】
従来の自動変速操作装置（特許文献１参照）の一種に、シフトアンドセレクト軸がセレクト時は軸線方向に移動し、シフト時は軸線回りに回動するタイプがある。セレクトにより低速段位置、中速段位置又は高速段位置が選択され、何れかのセレクト位置におけるシフトにより第１シフト位置又は第２シフト位置が選択され、所定のセレクト及び所定のシフトにより所定のシフト段へのシフトが完了する。シフトの完了によりＭＴの所定段のギヤー同士が噛み合い、エンジンの駆動力が車輪に伝達される。
【０００４】
ところで、自動変速操作装置には構成部品の製造誤差や組立誤差等がある。よって、各構成部品の寸法を設計図通りにしたのでは、組立てが困難になったり、作動不良となる。そこで、シフトアンドセレクト軸を支持するハウジングに対する複数のセレクト位置には一定の幅が設定されている。具体的には、シフトアンドセレクト軸からフォーク軸に向かって突出した突出部とインタロック部材との間にセレクト方向に一定の隙間を設けている。これに対応して、ハウジングに保持されたロック機構の係合部（ボール）がインナレバーの表面の所定の範囲部分を押圧するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３９１４７号（図５及び図６とそれに関連する記載）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
自動変速操作装置では、シフトアンドセレクト軸の所定のセレクト位置における所定のシフト位置への移動、即ちシフト完了位置への移動を運転者が判断しないので、自動変速操作装置で判断しなければならない。そのために、シフトアンドセレクト軸の移動（セレクト）量及び回動（シフト）量をストロークセンサ等により検出している。
【０００７】
詳述すると、図９に示すように、セレクト位置の検出時はシフトアンドセレクト軸即ちインナレバーを、幅ｗを持ったセレクト位置ｓｅ上で例えば第１シフト位置ｓｉに移動させ、その後第１シフト位置ｓｉにおいて突出部とインタロック部材との間の隙間分だけ軸方向で往復動させ、その際の移動量（シフトゲートの幅）をリニアセンサ等で検出する。そして、移動量の中間値を取ることにより、第１シフト位置における最終的なセレクト位置、即ちシフト完了位置ｘを割り出している。
【０００８】
しかし、これではシフト完了位置の割出しに時間がかかるのみならず、検出精度が充分とは言い難い。時間がかかる理由は、シフトアンドセレクト軸がシフト位置でセレクト方向に往復動する時間、及びその結果に基づく計算時間が必要だからである。検出精度が不十分な理由は、セレクト方向の往復動で検出した両端の位置には、部品寸法出来映えのばらつきや偏りが含まれるからである。
【０００９】
尚、自動変速操作装置の構成部品は継続使用により摩耗する。構成部品の摩耗も、上記製造誤差や組立誤差と同様に、シフト完了位置の迅速で正確な検出を妨げる。これに対して、毎回の変速操作時におけるシフトアンドセレクト軸のセレクト量及びシフト量を記憶し、これに基づきセレクト量及びシフト量をプログラム制御することも試みられているが、実用化されているとは言い難い。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、シフトアンドセレクト軸を含み、ＭＴ内の変速ギヤーを自動的に選択する自動変速操作装置において、シフトアンドセレクト軸のシフト完了位置を短時間にしかも正確に検出することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、上記目的を達成するために、自動変速操作装置のハウジング内において、シフトアンドセレクト軸の軸線方向に離れた複数のセレクト位置上でシフト方向において一方シフト位置及び他方シフト位置に、シフトアンドセレクト軸を位置決めするロック機構を設けることを思い付いて本発明を完成した。
【００１２】
本発明の自動変速操作装置は、請求項１に記載したように、シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動及び軸線周りの回動により複数のフォーク軸を移動させて、歯車式変速機の複数段の変速ギヤーを切り換える変速操作機構であって、軸方向に離れた複数のセレクト位置の１つに移動可能であると共に、何れかのセレクト位置で少なくとも円周方向に離れた第１シフト位置又は第２シフト位置に回動可能であるシフトアンドセレクト軸と；シフトアンドセレクト軸を移動させるセレクトアクチュエータ、及びシフトアンドセレクト軸を回動させるシフトアクチュエータと；シフトアンドセレクト軸のセレクト量を検出するセレクト量検出手段、及びシフトアンドセレクト軸のシフト量を検出するシフト量検出手段と；先端に係合部を備えシフトアンドセレクト軸の軸直角方向に付勢された押圧部材と、シフトアンドセレクト軸が各セレクト位置で第１シフト位置及び第２シフト位置を占めたとき係合部が係合する複数の被係合部を備えシフトアンドセレクト軸に取り付けられたインナレバーとを含むロック機構と；から成ることを特徴とする。
【００１３】
この自動変速操作装置において、シフトアンドセレクト軸はセレクトアクチュエータによりセレクト方向に移動され、その際セレクト量がセレクトセンサにより検出される。また、シフトアクチュエータによりシフト方向に回動され、その際のセレクト量がセレクトセンサにより検出される。そして、シフトアンドセレクト軸が各セレクト位置で第１シフト位置又は第２シフト位置を占めたとき、ロック機構の係合部がインナレバーの複数の被係合部の何れかに係合する。
【００１４】
請求項２の自動変速操作装置は、請求項１において、インナレバーはシフトアンドセレクト軸の外周面に沿って湾曲した矩形板形状を持ち、その円周向の一端部に軸方向に離れて複数の第１被係合部が形成され、円周向の他端部に軸方向に離れて複数の第２被係合部が形成されている。請求項３の自動変速操作装置は、請求項２において、各被係合部はＶ溝から成る。請求項４の自動変速操作装置は、請求項２において、各前記被係合部は丸孔から成る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
＜歯車式変速機＞
歯車式変速機とはトルクコンバータを使用するＡＴを除く意である。これ自体には公知であるので、詳しい説明は割愛する。
＜シフトアンドセレクト軸＞
シフトアンドセレクト軸は、車両のハウジングにより軸方向に移動可能でしかも軸線回りに回動可能に支持され、インナレバー及び突出部が取り付けられる。このうち、インナレバーはシフトアンドセレクト軸の上面側に取り付けられ、矩形状でシフトアンドセレクト軸の外周面に沿って湾曲した板部材から成り、シフトアンドセレクト軸の軸方向及び円周方向に所定長さを持つことができる。詳細は後述する。
【００１６】
一方、突出部はシフトアンドセレクト軸から下方に突出し、シフトアンドセレクト軸の軸方向及び円周方向に所定寸法を持つ。突出部はインタロック部材及び次述するフォーク軸のシフトヘッドに係合する。
＜シフトレバー、アクチュエータ、検出手段＞
シフトレバーは一段づつシフトアップ又はシフトダウンするレンジと、自動的に変速するレンジとを持つ。
【００１７】
セレクト時は、電気式又は機械式のセレクトアクチュエータがシフトアンドセレクト軸を軸方向に離れた複数（３又は４つ）のセレクト位置の何れか一つに移動させる。その際のシフトアンドセレクト軸の移動量（セレクト量）をセレクト量検出手段が検出する。
【００１８】
シフト時は、各セレクト位置において電気式又は機械式のシフトアクチュエータがシフトアンドセレクト軸を回動方向に離れた中立位置、一方シフト位置及び他方シフト位置の何れか一つに回動させる。その際のシフトアンドセレクト軸の回動量（シフト量）をシフト量検出手段が検出する。
＜ロック機構＞
ロック機構は、シフトアンドセレクト軸を所定のシフト完了位置にロックするものであり、ハウジングに取り付けた押圧機構と、シフトアンドセレクト軸に取り付けたインナレバーとから成る。このうち、押圧機構は先端に係合部備え、シフトアンドセレクト軸の軸直角方向に付勢された付勢部材を含むことができる。
【００１９】
図８に示すように（平面図）、ハウジングに対して即ち空間内で、インナレバーＤは軸方向に離れた３つの低速セレクト位置ａ１、中速セレクト位置ａ２線及び高速セレクト位置ａ３を占める。そして、各セレクト位置ａ１，ａ２ａ及びａ３上で、中間の中立位置ｂ１、円周方向で一方向に離れた一方シフト位置ｂ２及び他方向に離れた他方シフト位置ｂ３を占める。インナレバーＤには各セレクト位置ａ１ａ２及びａ３において、一方シフト位置ｂ２及び他方シフト位置ｂ３とが交叉する点に６つ、７つ又は８つの被係合部ｃ１及びｃ２、ｃ４及びｃ５、並びにｃ７及びｃ８が形成されている。
【００２０】
第１タイプの被係合部はＶ溝から成り、第２タイプの被係合部は丸孔から成る。尚、第１タイプ場合、一方シフト位置と他方シフト位置との間にもＶ溝を形成することができる。
＜フォーク軸＞
３本又は４本のフォーク軸がハウジングにより平行にかつその軸方向に移動可能に支持されている。各フォーク軸はその一部に一対のシフトヘッドを有し、他の部分に同期噛合（シンクロメッシュ）機構のスリーブに係合するフォークを有する。フォーク軸が移動するとそのフォークによりスリーブが移動され、所定のヤーが移動されて所定のギヤーに噛み合う。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を基にして説明する。
＜実施例＞
（構成）
図１，図２及び図３に実施例を示す。先ず、自動変速操作装置の全体について図１を参照しつつ説明する。この自動変速操作装置はシフトアンドセレクト軸１５、ロック機構４５、３本のフォーク軸６６，６９及び７２等を含む。このうち、シフトアンドセレクト軸１５はハウジング１０の支持部１１（図２参照、図１では不図示）によりその軸線方向に移動可能であると共に、その軸線の回りに回動可能に支持されている。シフトアンドセレクト軸１５の中間部に取り付けられた円筒部材１７の上面にインナレバー２０が取り付けられている。
【００２２】
インナレバー２０は図２及び図３に示すように、全体として湾曲した矩形板形状を持ち、その軸方向長さはセレクト時におけるシフトアンドセレクト軸の移動量よりも大きく、その円周方向長さはシフト時における回動量よりも大きい。上面には円周方向の中間の湾曲面２２と、その両側の一対の傾斜面２４及び２９とが形成されている。
【００２３】
一方傾斜面２４及び他方傾斜面２９の角度はそれぞれシフトアンドセレクト軸２０が時計方向及び反時計方向に回動したとき、水平に近い状態となるように選定されている。一方傾斜面２４には、軸方向に等間隔で離れた位置に３つのＶ溝２５、２６及び２７が形成され、他方傾斜面２９には、円周方向でＶ溝２５、２６及び２７に対応する位置に３つのＶ溝（被係合部）３０、３１及び３２が形成されている。
【００２４】
なお、シフトアンドセレクト軸１５にはインナレバー２０の周りにインタロックプレート（不図示）が取り付けられている。
【００２５】
インナレバー２０の上方にはボール式押圧機構３５（図１では図示省略）が配置されている。この押圧機構３５は保持部材３６、ボール（係合部）３８、ケース４０及び圧縮ばね４２を含む。詳述すると、円柱形状の保持部材３６はその一端（下端）に半球状のくぼみ３７ａを、他端（上端）に横断面円形状の凹部３７ｂを備え、保持部１２によりその軸線が上下方向となるように保持されている。
【００２６】
また、その底部が上方となる状態で保持部材３６により保持された容器形状のケース４０と保持部材３６の凹部３７ｂの底面との間に圧縮ばね４２が配置され、保持部材３６を上記インナレバー２０に向かって下方に付勢している。その結果、保持部材３６のくぼみ３７ａ内に収容されたボール４２がインナレバー２０の上面に押圧されている。押圧機構３５とインナレバーとでロック機構４５が構成されている。
【００２７】
図１に戻って、シフトアンドセレクト軸１５はセレクト用モータ５１により軸方向に駆動され、その移動量がセレクト用リニアセンサ５２により検出される。また、シフト用モータ５３により軸線回りに回動され、その回動量がシフト用リニアセンサ５４により検出される。リニアセンサ５２及び５４の検出値はそれぞれＥＣＵ５５に入力される。
【００２８】
チェンジレバー５７のシフトポジションは一段シフトアップモード及び一段シフトダウンモードと、自動変速モードとを持つ。一段シフトアップモード又は一段シフトダウンモードを選択すると、一段毎にシフトアップ又はシフトダウンする。自動変速モードを選択すると、自動的に変速される。チェンジレバー５７のシフトポジションはセンサ５８からＥＣＵ５５に入力される。また、車両の速度がセンサ５９からＥＣＵ５５に入力される。
【００２９】
尚、ＥＣＵ５５には毎回の変速操作時の条件、即ちチェンジレバーのシフトポジション、車速、シフトアンドセレクト軸１５のセレクト量及びシフト量等が記憶されるようになっている。ＥＣＵ５５はこれら入力される情報及び記憶している情報に基づき、記憶していたセレクト量及びシフト量を目標位置として、セレクト用モータ５１及びシフト用モータ５３を駆動し、最短の時間で変速動作を完了することができる。このように、この自動変速操作装置は各変速量目標位置を学習する能力がある。
【００３０】
次に、シフトアンドセレクト軸１５と３本のフォーク軸６６，６９及び７２との関係ついて図１を参照しつつ説明する。シフトアンドセレクト軸１５と直交する方向において、３本（低速段用、中速段用及び高速段用）のフォーク軸６６、６９及び７２が互いに平行に配置されている。
【００３１】
各フォーク軸上６６，６９及び７２のシフトアンドセレクト軸１５に対向する側に一対のシフトヘッド６７、７０及び７３が設けられ、これら各対のシフトヘッド間に上記円筒部１７から下方に突出した突出部６５（図２及び図３では図示省略）が嵌入可能となっている。また、各フォーク軸６６及び６９はスリーブ７６及び７７に係合可能なフォーク６８及び７１を有する（フォーク軸７２のフォーク及びこれが係合するスリーブは図示を省略している）。
（作用効果）
上記実施例の作用は以下の通りである。現在自動変速モードが選択され、第１速段で走行中であると仮定する。シフトアンドセレクト軸１５はハウジング１１に対して軸方向では低速セレクト位置にあり、シフト方向では他方シフト位置にある。ボール式押圧機構３５のボール３８がインナレバー２０のＶ溝３２に嵌合している。チェンジレバー５７のシフトポジションがセンサ５８により、車速がセンサ５９により検出されている。
【００３２】
運転者がブレーキを踏むと、センサ５９により車速の減少が検出され、メモリりに記憶している条件をも考慮してＥＣＵ５５が第１速段を選択し、シフトアンドセレクト軸１５がシフト用モータ５３により一方シフト位置に向かって一方向に回動される。その際の回動量（シフト量）はセンサ５３により検出される。回動につれてＶ溝３２がボール３８に接近し、シフト方向で中立位置を少し超えたとき、Ｖ溝２７内にボール３８が嵌入する。
【００３３】
インナレバー２０のＶ溝２７の一対の側面２８ａの傾斜角度即ちＶ溝２７の所定深さにおける幅は、ボール押圧機構３５のボール３８の下端頂部が収容されるよう決定されている。よって、シフトフォーク軸や１５等の製造誤差や組立誤差によりＶ溝２７の谷底がボール３８の下端頂部と丁度一致していないときは、ボール３８から側面２８ａに加わる付勢力により、Ｖ溝２７の谷底がボール３８の下端頂部に一致するまでシフトアンドセレクト軸１５が軸方向に移動する。
【００３４】
即ち、図５に示すように、低速セレクト位置において、シフト方向で中立位置を超えるとセレクト位置は幅を持たず直線状になっている。従って、第１シフト完了位置にシフトしたときセレクト方向に移動させることは不要である。
【００３５】
尚、第２速段から第１速段へのシフト時はセレクト用モータ５１は作動せず、シフトアンドセレクト軸１５は軸方向（セレクト方向）には移動しない。
【００３６】
また、ＥＣＵは現在の第２速段からどの変速段に変速するかの決定時に、メモリに記憶したこれまでの変速時の条件を考慮する。つまり、構成部品に摩耗等の経年変化が発生している場合は、これを考慮した変速量目標位置が選択される。こうして、その時点でその車両に最適の変速量目標位置が選択され、運転者が自分でチェンジレバー５７を操作する手動変速装置と比べて遙かに早い時間で変速動作を完了するため、快適な走行が達成できる。
＜変形例＞
図６及び図７に上記変形例を示す。この変形例では、インナレバー５０の円周方向の一端の傾斜面５１に軸方向に離れた３つの丸孔５２、５３及び５４が形成され、他端の傾斜面５６に軸方向に離れた３つの丸孔５７、５８及び５９が形成されている。各丸孔の大きさはボール３８の下端頂部を収容できる程度に選定されている。
【００３７】
この変形例の基本的な作動は上記実施例と同じである。この変形例によれば、上記実施例の効果に加えて、被係合部たる丸孔５２から５４及び丸孔５７から５９の形成が容易になる効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明の歯車式変速機の自動変速操作装置によれば、シフトアンドセレクト軸が各セレクト位置で第１シフト位置又は第２シフト位置を占めたとき、押圧機構の係合部がインナレバーの複数の被係合部の何れかに係合する。これにより、シフトアンドセレクト軸がシフト完了位置に正確に位置決めされる。よって、その後シフトアンドセレクト軸をセレクト方向に移動させることは不要となり、位置決めに要する時間が短くできる。
【００３９】
請求項２の自動変速操作装置によれば、インナレバーに形成する被係合部の位置や大きさを工夫することができる。また、請求項３の自動変速操作装置によれば、係合部の被係合部への係合が確実になり、請求項４の自動変速操作装置によれば、被係合部の形成が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の全体を示す斜視図である。
【図２】図１における要部拡大縦断面図である。
【図３】図１における要部拡大横断面図である。
【図４】図２のインナレバーを展開した平面図である。
【図５】図４を模式的に示した説明図である。
【図６】上記実施例の変形例を示す図２に対応する縦断面図である。
【図７】同じく図３に対応する横断面図である。
【図８】インナレバーの実施の形態を示す説明図である。
【図９】従来例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１５：シフトアンドセレクト軸 ２０：インナレバー
２５，２６，２７，３０．３１，３２：Ｖ溝
３５：ボール式押圧機構 ３６：保持部材
３８：ボール ４５：ロック機構
６５：突出部 ６６，６９，７２：フォーク軸

Claims (4)

1. シフトアンドセレクト軸の軸方向の移動及び軸線周りの回動により複数のフォーク軸を移動させて、歯車式変速機の複数段の変速ギヤーを切り換える自動変速操作装置であって、
   軸方向に離れた複数のセレクト位置の１つに移動可能であると共に、何れかのセレクト位置で少なくとも円周方向に離れた第１シフト位置又は第２シフト位置に回動可能である前記シフトアンドセレクト軸と、
   前記シフトアンドセレクト軸を移動させるセレクトアクチュエータ、及び該シフトアンドセレクト軸を回動させるシフトアクチュエータと、
   前記シフトアンドセレクト軸のセレクト量を検出するセレクト量検出手段、及び該シフトアンドセレクト軸のシフト量を検出するシフト量検出手段と、
   先端に係合部を備え前記シフトアンドセレクト軸の軸直角方向に付勢された押圧部材と、該シフトアンドセレクト軸が各セレクト位置で第１シフト位置及び第２シフト位置を占めたとき該係合部が係合する複数の被係合部を備え該シフトアンドセレクト軸に取り付けられたインナレバーと、を含むロック機構と、
   から成ることを特徴とする歯車式変速機の自動変速操作装置。
2. 前記インナレバーは前記シフトアンドセレクト軸の外周面に沿って湾曲した矩形板形状を持ち、その円周方向の一端部に軸方向に離れて複数の第１被係合部が形成され、円周方向の他端部に軸方向に離れて複数の第２被係合部が形成されている請求項１に記載の自動変速操作装置。
3. 各前記被係合部はＶ溝から成る請求項２に記載の自動変速操作装置。
4. 各前記被係合部は丸孔から成る請求項２に記載の自動変速操作装置。

Images