JP2006138436A - 機械式変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】応答性を向上し得、充分な出力荷重を得ることができ、且つギア入り完了までの同期時間も短縮し得る機械式変速機を提供する。
【解決手段】変速機本体のシフト操作時に、電動機に対して所望の周波数で振動するディザー電流を付与する。
【選択図】図１

Description

本発明は、機械式変速機に関するものである。

従来より、車両用の変速機としては、変速操作を自動化した自動変速機が多く採用されている。

斯かる自動変速機としては、小型車両の場合、クラッチに代えてトルクコンバータを採用したものが主流になっているが、バスやトラック等の大型車両の場合、駆動トルクの伝達量が大きいため、トルクコンバータではその駆動トルクを充分に伝達することが困難となっていた。

そこで、手動変速機（ＭＴ：Manual Transmission）に用いられるものと同様の機械式のクラッチを設けると共に、該クラッチを自動的に断接するアクチュエータを設け、これによりクラッチペダルを踏むことなく変速シフトを行えるようにした機械式自動変速機（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）が大型車両用に開発されている。

従来、大型車両に装備される機械式自動変速機のシフトレンジを切り換えるギアシフトユニットは、その変速操作におけるシフト操作力が大きいことから、主に圧縮空気で作動するエアシリンダ等が用いられていたが、近年においては、電動機による入力をパワーシフト手段により倍加して出力し変速機本体のシフト操作を行うようにしたものが提案されている。

図３はギアシフトユニットが設けられた機械式自動変速機の一例を示す斜視図であって、図中、１は図示していない制御部からの信号に応じて特定のギアを選択し、該選択したギアにより動力源からの入力を変速出力する変速機本体、２は変速機本体１のシフト操作を行うためのギアシフトユニットである。

前記ギアシフトユニット２は、直流モータ等の電動機３が一体に取り付けられた空圧サーボ式のパワーシフト手段４によって構成され、該パワーシフト手段４の出力ロッド５の先端部に、ストライカ６が出力ロッド５と直交する方向ヘ延びるよう突設され、該ストライカ６が、変速機本体１のシフト操作用のシフトアーム７に連結されている。

そして、前記変速機本体１のシフト操作を行う際には、前記電動機３によってパワーシフト手段４に内蔵されている図示していないボールネジを回転駆動し、該ボールネジに螺嵌されたナットをボールネジの軸線方向へ移動させつつ、該ナットに入力ロッドを介して接続された前記出力ロッド５を、圧縮空気圧を補助的に利用してその出力を倍加した状態で、伸縮させ、ストライカ６を介してシフトアーム７を駆動するようになっている。

尚、前述の如き機械式自動変速機のギアシフトユニットの一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
特開２００３−３１４６８７号公報

ところで、従来の場合、変速機本体１のシフト操作時には、ギアシフトユニット２の電動機３に対して一定の電流を付与するようになっていたが、このようにギアシフトユニット２の電動機３に対して一定の電流を付与するのでは、応答性、出力荷重が充分に得られず、変速性能が目標とするレベルに達しなかった。

尚、前述の如く、ギアシフトユニット２の電動機３に対して一定の電流を付与した場合に、充分な性能が得られないのは、パワーシフト手段４に内蔵されている図示していないピストン、スプリング等の傾きや引っ掛かりに伴う摺動抵抗に起因していると考えられる。

本発明は、斯かる実情に鑑み、応答性を向上し得、充分な出力荷重を得ることができ、且つギア入り完了までの同期時間も短縮し得る機械式変速機を提供しようとするものである。

本発明は、電動機による入力をパワーシフト手段により倍加して出力し変速機本体のシフト操作を行うようにしたギアシフトユニットを有する機械式変速機であって、
変速機本体のシフト操作時に、電動機に対して所望の周波数で振動するディザー電流を付与することを特徴とする機械式変速機にかかるものである。

前述の如く、変速機本体のシフト操作時に、電動機に対して所望の周波数で振動するディザー電流を付与すると、電動機のパワーシフト手段に対する入力が小刻みに振動して伝達されることから、パワーシフト手段の摺動部の静摩擦が動摩擦へと変わり、起動時の摩擦が低減されることにより、応答性が良くなると共に、パワーシフト手段に内蔵されているピストン、スプリング等の傾きや引っ掛かりに伴う摺動抵抗もキャンセルされ、出力荷重も充分に上がり、更に、ギア入りが完了するまでの同期時間も短くなる。

この機械式変速機においては、変速機本体のシフト操作開始時に、電動機に対して、所望の周波数で振動するディザー電流を所要時間だけ付与し、続いて一定の電流を付与することができ、このようにすると、電動機の動きが滑らかとなる一方、ギア入り完了直前に出力荷重がハンチングを起こすことが避けられ、性能をより向上させることが可能となり、又、ギア入り完了までディザー電流を付与するのに比べ、電動機の寿命を延長させることも可能となる。尚、本明細書で一定電流とは、あえてディザーを与えることのない一定に制御した電流を意味する。

本発明の機械式変速機によれば、応答性を向上し得、充分な出力荷重を得ることができ、且つギア入り完了までの同期時間も短縮し得るという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例であって、図３に示す変速機本体１のシフト操作時に、電動機３に対して所望の周波数で振動するディザー電流を付与するようにしたものである。

本図示例の場合、変速機本体１のシフト操作開始時に、電動機３に対して、所望の周波数で振動するディザー電流を所要時間だけ付与し、一旦電流の付与を停止した後、所望の周波数で振動するディザー電流をギア入り完了まで付与するようにしてある。

次に、上記図示例の作用を説明する。

前述の如く、変速機本体１のシフト操作時に、電動機３に対して所望の周波数で振動するディザー電流を付与すると、電動機３のパワーシフト手段４に対する入力が小刻みに振動して伝達されることから、パワーシフト手段４の摺動部の静摩擦が動摩擦へと変わり、起動時の摩擦が低減されることにより、応答性が良くなると共に、パワーシフト手段４に内蔵されている図示していないピストン、スプリング等の傾きや引っ掛かりに伴う摺動抵抗もキャンセルされ、出力荷重も充分に上がり、更に、ギア入りが完了するまでの同期時間も短くなる。

尚、図１中、入力電流は細線で示し、出力荷重は太い実線で示してあるが、ギアシフトユニット２の電動機３に対して一定の電流を付与した場合の仮想線で示す出力荷重と比較し、応答性が良く、出力荷重が高く、ギア入りが完了するまでの同期時間も短くなっていることがわかる。

又、変速機本体１のシフト操作開始時に、電動機３に対して、所望の周波数で振動するディザー電流を所要時間だけ付与し、一旦電流の付与を停止すると、電動機３自体の起動時におけるイナーシャが打ち消される形となり、電動機３の動きも滑らかとなる。

こうして、応答性を向上し得、充分な出力荷重を得ることができ、且つギア入り完了までの同期時間も短縮し得る。

但し、図１に示す如く、電動機３に対して所望の周波数で振動するディザー電流をギア入り完了まで付与すると、ディザー電流による振動が変速機本体１のシンクロメッシュ機構に伝播し、同期完了後のかき分け時にボーク条件が崩れ、シンクロナイザリングとギアコーンとの間で回転差が生じてハンチング（ギアが入ったり抜けたりするギア鳴き現象）が発生することがある。又、ディザー電流を長い時間与えることは、電動機３の寿命を短くしてしまう可能性もある。

そこで、図２に示す如く、変速機本体１のシフト操作開始時に、電動機３に対して、所望の周波数で振動するディザー電流を所要時間だけ付与し、一旦電流の付与を停止した後、所望の周波数で振動するディザー電流を所要時間だけ付与し、続いて一定の電流を付与することが有効となる。

このようにすると、電動機３自体の起動時におけるイナーシャが打ち消される形となり、電動機３の動きが滑らかとなる一方、ギア入り完了直前に出力荷重がハンチングを起こすことが避けられ、性能をより向上させることが可能となり、又、ギア入り完了までディザー電流を付与するのに比べ、電動機３の寿命を延長させることも可能となる。

尚、本発明の機械式変速機は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例を示す線図であって、入力電流と出力荷重との関係を示す線図である。 本発明を実施する形態の他の例を示す線図であって、入力電流と出力荷重との関係を示す線図である。 ギアシフトユニットが設けられた機械式自動変速機の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 変速機本体
２ ギアシフトユニット
３ 電動機
４ パワーシフト手段
５ 出力ロッド
６ ストライカ
７ シフトアーム

Claims (2)

1. 電動機による入力をパワーシフト手段により倍加して出力し変速機本体のシフト操作を行うようにしたギアシフトユニットを有する機械式変速機であって、
   変速機本体のシフト操作時に、電動機に対して所望の周波数で振動するディザー電流を付与することを特徴とする機械式変速機。
2. 変速機本体のシフト操作開始時に、電動機に対して、所望の周波数で振動するディザー電流を所要時間だけ付与し、続いて一定の電流を付与するようにした請求項１記載の機械式変速機。

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