JP2008144884A - 変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン停止手段によりエンジンを停止させる際に生じる歯打ち音を低減する。
【解決手段】、変速装置は、エンジン１１の回転を停止させるように構成されたエンジン停止手段３３と、クラッチ１２を接断可能に構成されたクラッチブースタ２７と、クラッチブースタ２７を制御するクラッチアクチュエータ２０とを備える。エンジン停止手段３３によりエンジン１１が停止されるときにクラッチアクチュエータ２０はクラッチブースタ２７を作動させてクラッチ１２を切断するように構成される。エンジン停止手段はキースイッチ３３であることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両におけるクラッチを接断可能に構成されたクラッチブースタと、そのクラッチブースタを制御するクラッチアクチュエータとを備えた変速装置に関するものである。

従来、車両におけるエンジンの回転出力は、クラッチを介して、トランスミッションを経由し、プロペラ軸に伝達される。そして、大型車両には、クラッチを接断するとともにトランスミッションを操作して変速するための変速装置として、クラッチを接断可能に構成されたクラッチブースタと、そのクラッチブースタを制御するクラッチアクチュエータを有する半自動の又は全自動の変速装置が搭載される。半自動の変速装置とは、車両を発進させるときにはクラッチペダルを利用してクラッチの接断を行うが、発進させた後のギヤの選択変更はそのつどクラッチペダルを踏むことなく、クラッチアクチュエータによりクラッチブースタを制御してクラッチを接断するとともにトランスミッションを操作し、これにより自動的な変速制御が実行される装置である。これに対して全自動の変速装置では、発進のためのクラッチ操作もクラッチアクチュエータによりクラッチブースタを制御して行う変速装置である。このようなクラッチブースタ及びクラッチアクチュエータを備える変速装置では、車両が走行している状態から停車するときに、エンジン回転速度が所定値以下になるとトランスミッションにおけるギヤを中立位置（ニュートラル）に戻した後にクラッチを接続させ、これによりエンジンが停止しないようにする制御が行われる。

近年では、エンジンからの排気ガスを減少させるとともに、騒音を低減するなど環境保全のために、車両が停車してエンジンがアイドリング状態になったときに、エンジンの回転を停止させる要求が高まった。特に、バスやトラックなどの大型車両について、アイドリング状態になったときに、エンジンの回転を停止させることを求める社会的な要望が大きい。このような要望から、バスやトラックなどの大型車両についてアイドルストップ装置が提案されている。このアイドルストップ装置には、走行状態にある車両が停車し或いは変速装置がニュートラルになり、エンジン回転速度がアイドリング速度になるなどを電気的に検出し、これらを条件として、運転操作がなくとも自動的にエンジンの回転を停止させるエンジン停止手段が設けられる（例えば、特許文献1参照。）。
特開平１１−１４１３６７号公報（明細書［０００６］、［０００７］、図１）

しかし、クラッチアクチュエータによりクラッチブースタを制御してクラッチを接断する変速装置では、アイドリング状態のエンジンの回転を停止させようとしてエンジン停止手段によりエンジンの回転を停止させようとしても、エンジンが約５００ｒｐｍで回転しているアイドリング運転からそのエンジンの回転が実際に停止されるまでの約２〜３ｓｅｃの間に、トランスミッションから生じる歯打ち音が著しく増加する不具合があった。
即ち、図３に示すように、エンジンが約５００ｒｐｍで回転しているアイドリング運転からそのエンジンの回転が実際に停止されるまでにエンジンの回転数は変動しつつ減衰することになる。一方、クラッチは接続状態に維持されるので、そのエンジンに連結されたトランスミッションでは、内蔵される複数の歯車がエンジンの回転に連動して回転する。このため、エンジンの回転変動はそのままトランスミッションにおける歯車の回転変動となり、トランスミッションにおいてもその回転数は変動しつつ減衰する。よって、エンジンを停止させると、エンジンの回転が実際に停止される以前に生じるトランスミッションの回転変動によりトランスミッションにおける歯打ち音が著しく増加すると考えられる。

特に近年では、車両の静粛性の要求はますます高くなっており、従来であれば耳につかなったような異音が問題にされるようになってきている。このため、エンジン停止手段によりエンジンを停止させるときに一瞬あるいは所定時間聞こえる歯打ち音も車両の静粛性を損なうものとして、指摘されるようになってきている。
本発明の目的は、エンジン停止手段によりエンジンを停止させる際に生じる歯打ち音を減少させ得る変速装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、図１に示すように、エンジン１１の回転を停止させるように構成されたエンジン停止手段３３と、クラッチ１２を接断可能に構成されたクラッチブースタ２７と、クラッチブースタ２７を制御するクラッチアクチュエータ２０とを備えた変速装置の改良である。
その特徴ある構成は、エンジン停止手段３３によりエンジン１１が停止されるときにクラッチアクチュエータ２０はクラッチブースタ２７を作動させてクラッチ１２を切断するように構成されたところにある。

この請求項１に記載された変速装置では、エンジン１１が停止されるときにそのエンジンの回転をトランスミッションに伝達するクラッチ１２を切断するので、エンジン１１への連結が解除されて独立したトランスミッション１３では、それに内蔵される複数の歯車の回転はエンジン１１への連結が解除された時点から惰性により減速する。このため、エンジン１１に生じた回転変動はトランスミッション１３に伝達されることはなく、トランスミッション１３における歯車に回転変動が生じることはない。このため、エンジン１１がアイドリング運転から実際に停止されるまでの間に、トランスミッション１３における回転変動に起因する歯打ち音を減少させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、エンジン停止手段がキースイッチ３３であることを特徴とする。
この請求項２に記載された変速装置では、車両の停車時にエンジン停止手段であるキースイッチ３３をオフすることにより、アイドリング状態のエンジン１１の回転を停止させる際に、騒音を低減して環境保全に貢献することができる。

本発明の変速装置では、エンジン停止手段によりエンジンが停止されるときにクラッチを切断するように構成したので、エンジンへの連結が解除されて独立したトランスミッションでは、それに内蔵される複数の歯車の回転はエンジンへの連結が解除された時点から惰性により減速する。このため、エンジンに生じた回転変動はトランスミッションに伝達されることはなく、エンジンが実際に停止されるまでの間にトランスミッションにおける回転変動に起因する歯打ち音を減少させることができる。そして、エンジン停止手段がキースイッチであれば、車両の停車時にエンジン停止手段であるキースイッチをオフすることにより、アイドリング状態のエンジンの回転を停止させる際に、騒音を低減して環境保全に貢献することができる。

次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、車両にはエンジン１１が設けられ、そのエンジン１１の回転出力は、クラッチ１２を介して、トランスミッション１３を経由し、プロペラ軸１４に伝達される。また、車両には、運転者が運転操作を行うためのものとして、クラッチペダル１７及びシフトレバー１９が設けられる。そして、この車両には、クラッチ１２を接断するとともにトランスミッション１３を操作して変速するための変速装置が備えられる。

この実施の形態における変速装置は、いわゆる半自動変速装置であって、プログラム制御回路を備えるクラッチアクチュエータ２０を備える。このクラッチアクチュエータ２０におけるプログラム制御回路は、半導体チップおよびその周辺ハードウェアと、その半導体チップにインストールされたソフトウェアとにより構成される。このクラッチアクチュエータ２０は、エンジン１１の燃料噴射ポンプ２４を制御するエンジンコントローラ２２と通信ライン２３により連結され、相互に情報を交換することができるように構成される。エンジンコントローラ２２もプログラム制御回路である。

クラッチアクチュエータ２０には、シフトレバー１９の位置情報及び車速センサ２５からの車速情報が入力される。変速装置は、クラッチアクチュエータ２０の他に、クラッチ１２を実際に接断操作するクラッチブースタ２７を備える。クラッチブースタ２７は、クラッチペダル１７の踏み込みによってもクラッチ１２を切断可能に構成され、クラッチペダル１７の踏み込みを徐々に弱めることによりクラッチ１２を緩やかに接続するように構成される。そして、クラッチアクチュエータ２０の制御出力は、クラッチブースタ２７の他に、変速装置アクチュエータ２９にも供給される。

一方、エンジンコントローラ２２は、エンジン１１の状態を制御する制御装置であり、アクセルペダル１５の操作情報、およびエンジン回転センサ３２の回転情報を入力とし、燃料噴射ポンプ２４に制御出力を供給する。エンジンコントローラ２２にはキースイッチ３３が接続され、このキースイッチ３３を回転させてオンすることにより燃料噴射ポンプ２４を制御可能に構成され、キースイッチ３３を逆方向に回転させると燃料噴射ポンプ２４を制御してエンジン１１における燃料噴射を停止してエンジン１１の回転を停止するように構成される。また、キースイッチ３３はエンジン１１のスタータリレー３１にも接続され、このキースイッチ３３は、オン状態から更に回転させるとスタータリレー３１を駆動して停止状態のエンジンを回転させて始動するように構成される。

このような構成の半自動変速装置における車両の発進動作について説明すると、車両が停止状態にあるとき、運転者はクラッチペダル１７を深く踏み込むとクラッチブースタ２７が作動してクラッチ１２が切断される。これとともに運転者がシフトレバー１９をＤレンジ（ドライブ位置）に投入すると、クラッチアクチュエータ２０は、変速装置アクチュエータ２９を作動させて、トランスミッション１３を発進ギヤに設定する。ついでアクセルペダル１５が踏み込まれると、エンジンコントローラ２２は燃料噴射ポンプ２４を制御して、エンジン１１の回転速度を上昇させる。運転者の操作により、クラッチペダル１７の踏み込み量を徐々に弱めて、クラッチ１２を緩やかに接続する。これにより車両は発進し、その後クラッチペダル１７の踏み込みを解消させて、クラッチ１２を完全に接続状態にする。

車両が発進してクラッチ１２が接続状態になると、そのあとはアクセルペダル１５の操作情報にしたがって、クラッチアクチュエータ２０は、クラッチブースタ２７を作動させてクラッチ１２を切断してはトランスミッション１３のギヤを最適なものに切替えて設定し、クラッチブースタ２７を再び作動させてクラッチ１２を接続させる動作を自動的に繰り返して実行する。即ち、車両が発進すると、運転者が操作するアクセルペダル１５の操作量および車速センサ２５の情報を取り込み、運転者がそのつどクラッチペダル１７及びシフトレバー１９を操作しなくとも、クラッチアクチュエータ２０が車速およびアクセルペダル１５の操作量に応じて、クラッチブースタ２７を作動させてクラッチを切断し、変速装置アクチュエータ２９を作動させて適正な変速比のギヤを選択設定し、その後クラッチブースタ２７を再び作動させてクラッチ１２を接続する動作を自動的に実行する。このような動作により、運転者の負担が軽減されるようになっている。

そして、運転者が、図示しないブレーキペダルを踏んで車速を減速させてゆくと、クラッチアクチュエータ２０は、エンジン１１の回転が停止する直前にクラッチ１２を切断状態に制御する。そして、車速が零になった段階でクラッチアクチュエータ２０は、変速装置アクチュエータ２９を作動させてトランスミッション１３をニュートラルに設定し、その後クラッチブースタ２７を作動させてクラッチ１２を接続状態に戻すように構成される。

次に、車両が停車してエンジン１１がアイドリング状態になったときに、エンジン１１の回転停止について説明する。この実施の形態では、エンジン１１の回転停止は、キースイッチ３３をオフにすることにより行われ、運転者がキースイッチ３３をオフにすると、エンジンコントローラ２２には燃料噴射ポンプ２４を制御してエンジン１１における燃料噴射を停止してエンジン１１の回転を停止する。そして、本発明の特徴ある構成は、エンジン停止手段３３によりエンジン１１が停止されるときにクラッチアクチュエータ２０はクラッチブースタ２７を作動させてクラッチ１２を切断するように構成されたところにある。

具体的に説明すると、この実施の形態におけるエンジン停止手段はキースイッチ３３であり、そのキースイッチ３３をオフにすると、エンジンコントローラ２２は燃料噴射ポンプ２４の燃料供給を遮断するので、図２に示すように、約２〜３ｓｅｃ経過した後にエンジン１１が実際に停止されることになる。一方、キースイッチ３３がオフにされた情報はエンジンコントローラ２２からクラッチアクチュエータ２０に送出され、クラッチアクチュエータ２０はクラッチブースタ２７を作動させてクラッチ１２を切断する。

ここで、エンジン１１は、約５００ｒｐｍで回転しているアイドリング運転から燃料供給が遮断されると、その時点からエンジン１１の回転数は減少するけれども、実際に停止されるまでにエンジンの回転数は変動しつつ減衰することになる。一方、燃料噴射ポンプ２４の燃料供給が遮断された時点において、クラッチ１２は切断されるので、そのエンジン１１への連結が解除されて独立したトランスミッション１３では、それに内蔵される複数の歯車の回転はエンジン１１への連結が解除された時点から惰性により減速する。このため、エンジン１１に回転変動が生じていたとしても、その回転変動はトランスミッション１３に伝達されることはなく、トランスミッション１３における歯車に回転変動が生じることはなく、エンジン１１が実際に停止される以前であっても、トランスミッション１３における図示しないカウンタシャフトの回転は速やかに停止する。このため、エンジン１１がアイドリング運転から実際に停止されるまでの間に、トランスミッション１３における回転変動に起因する歯打ち音を減少させることができる。
なお、エンジン１１が停止された後に、クラッチアクチュエータ２０はクラッチブースタ２７を再び作動させてクラッチ１２を接続させるように構成される。

本発明実施形態の装置について制御系とハードウェアとの関係を表示する構成図である。 その装置による制御についての各状況を時系列に表した表である。 従来の装置による制御についての各状況を時系列に表した図２に対応する表である。

符号の説明

１１ エンジン
１２ クラッチ
２０ クラッチアクチュエータ
２７ クラッチブースタ
３３ キースイッチ（エンジン停止手段）

Claims (2)

1. エンジン(11)の回転を停止させるように構成されたエンジン停止手段(33)と、クラッチ(12)を接断可能に構成されたクラッチブースタ(27)と、クラッチブースタ(27)を制御するクラッチアクチュエータ(20)とを備えた変速装置において、
   前記エンジン停止手段(33)により前記エンジン(11)が停止されるときに前記クラッチアクチュエータ(20)は前記クラッチブースタ(27)を作動させて前記クラッチ(12)を切断するように構成された
   ことを特徴とする変速装置。
2. エンジン停止手段がキースイッチ(33)である請求項１記載の変速装置。

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