JP4333800B2 - 自動変速機の変速操作装置 - Google Patents
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Description
この機械式の自動変速機は、手動変速装置における変速操作(セレクト及びシフト)及びクラッチの断接をアクチュエータにより作動させることで、トルクコンバータを不要としている。例えば図8(a),(b)に示すように、自動変速機の変速操作装置はシフト方向sf及びセレクト方向seに移動可能なシフトシャフト100と、セレクト方向seに複数個配列されたシフトレール110のそれぞれの一部に外方に突出し形成されたシフトラグ120と、各シフトレール110の他の一部にそれぞれ一体結合されたシフトフォーク131,132,133とを備える。
このような機械式の自動変速機ではアクチュエータ(不図示)によりシフトシャフト100を移動させたうえで、コントロールフィンガ140により一対の爪部121をシフト方向sfの一方あるいは他方に選択的に押し移動させ、連動するシフトフォーク131が対向する不図示の変速ギヤをシフト作動している。
更に、特許文献1の技術では、シフト部材のアーム部(コントロールフィンガ)を直接セレクト方向に移動させたときに一対の爪部の間に入り込むようにするために、一対の爪部の間隔を比較的大きく広げて配置しなければならない。この場合、図7に示すように、一対の爪部121の間隔L1が大きくなるとシフト部材のアーム部140がシフト方向に大きく傾いた状態で爪部121を押すこととなる。この場合のコントロールシャフト100の回転トルクTによる爪部121に作用する力を接線力F、シフト部材のアーム部140と爪部121との接触点aからコントロールシャフト100の軸心Cまでの距離を距離L2、接触点aと軸心Cとを結ぶ線のシフト方向への傾き角を角度αとすると、接線力Fのシフト方向の分力、即ち爪部121をシフト方向に移動させる力である分力P1は以下の式(1)により求められる。
上記式(1)では、距離L2が角度αに拘わらず略一定とすれば、角度αが0〜90度の範囲内で増加すると分力P1が低下することが判明される。また、角度αが0〜90度の範囲内で増加するに伴い距離L2も増加し、より分力P1が低下することが判明される。したがって、特許文献1のように一対の爪部121の間隔L1を大きくすると、爪部121をシフト方向に押す力P1が低下し、爪部121と連動するシフトラグを効率よくシフト方向に移動させることが困難となってしまう。
と共に、他方の側面部から押圧力を加えられるとシフト抜作動をするように構成されていることを特徴とする自動変速機の変速操作装置。
図1に示すように、自動変速機1はデュアルクラッチ式の自動変速機であり、2個のクラッチ2、3と、同軸上に配備された2個の主軸4、5と、2個の副軸6,7を備えている。第1の主軸4は第1のクラッチ2を介して、エンジン8からの駆動力を伝達する駆動力伝達軸9から動力が伝達される一方、第2の主軸5は第2のクラッチ3を介して駆動力伝達軸9から動力が伝達されている。なお、2個のクラッチ2、3は不図示の制御回路(例えば油圧式、電気式、機械式の制御回路)によって断切制御される。
第1の副軸6には、1速被駆動ギヤ11、2速被駆動ギヤ12、3速被駆動ギヤ13及び6速被駆動ギヤ14が回転可能に枢支されている。第2の副軸7には、4速被駆動ギヤ15、5速被駆動ギヤ16及びリバース被駆動ギヤ17が回転可能に枢支されているとともに、パーキングギヤ18が固定されている。
更に、第1の主軸4には、第1のグループのギヤ段である1速被駆動ギヤ11、3速被駆動ギヤ13、5速被駆動ギヤ16が回転伝達可能に連結されている。第2の主軸5には、第2のグループのギヤ段である2速被駆動ギヤ12、4速被駆動ギヤ15、6速被駆動ギヤ14、Revギヤ17が回転伝達可能に連結されている。
これらのシフトフォーク20〜23をスライド移動させることで、第1のシフトフォーク20により2速被駆動ギヤ12及び6速被駆動ギヤ14を、第2のシフトフォーク21により1速被駆動ギヤ11及び3速被駆動ギヤ13を、夫々選択的に副軸6に断接(シフト作動)可能となっているとともに、第3のシフトフォーク22により4速被駆動ギヤ15及びリバースギヤ17を、第4のシフトフォーク23により5速被駆動ギヤ16を、夫々選択的に副軸7に断接(シフト作動)可能となっている。
このような自動変速機1の変速操作装置は、図2、3に示すように、セレクト方向seにシャフト部50を延出し、その一部にアクチュエータを備えるシフト部材55と、シャフト部50の第1位置E1及び第2位置E2より半径方向に突出するアーム部(フィンガー)51と、図2、3、4(a),(b)に示すように、シャフト部50と直行するシフト方向sfに軸線を向けて配備される複数のシフトレール30と、各シフトレール30に結合されると共に自動変速機1内の変速被駆動ギヤ11,12、13,14、15、16、17のシフト操作を行うシフトフォーク20〜23と、複数のシフトレール30にそれぞれ結合され、アーム部51と対向可能であり単一の爪状の突起部(柱状部)401を突設したシフトラグ40とを備える。
図2、3に示すように、シフトフォーク20〜23はシフト方向sfに移動可能に配置された4個のシフトレール30に夫々固定されており、更にシフトレール30には夫々シフトラグ40が設けられている。このシフトラグ40には、図4(b)に示すように、シフトレール30からシフト方向sfに対し略垂直に突出する突起部(柱状部)401が形成される。
シャフト部50の第1位置E1及び第2位置E2のアーム部51はアクチュエータによりセレクト方向se(図4(a),(b)において紙面垂直方向)に操作軸線Lc(図4(a),(b)では符号cで示した)に沿って一体的に摺動することで、4つのシフトレール30間を移動でき、しかも、操作軸線Lc回りに回転rdすることでシフト方向sfに揺動できる。
ところで、図2、3に示すように、シフトシャフト50はシフト用モータ701及びこれに連動する減速機構Gsfにより操作軸線Lc回りにシフト方向に回転駆動され、しかも、セレクト用モータ702及びこれに連動する減速機構Gseにより操作軸線Lcの方向にスライド駆動される。これらシフト用モータ701及びセレクト用モータ702はアクチュエータを成し、これらのアクチュエータはECU62により図示しないシフトレバーの操作及びエンジン8の運転状態等に基づいて駆動制御され、例えば、現変速段を目標変速段に切リ換える際に順次切り換え制御される。
ECU62は、変速時にクラッチ2、3の作動を制御する。詳しくは、ECU62は変速段を切り換える際に、一方のクラッチ2または3が接続されている現変速段の状態から、この変速段を接続したまま、他方のクラッチ3または2を接続して次の変速段に接続する。そして、次の変速段の回転数がシンクロした時点で、前の変速段の切り離しを行うことで、継ぎ目のない変速を実現している。
この場合、図5(a)に実線で示すように、現段があらかじめ1速へのシフトが行われた後にあり、アクチュエータは第1、2位置E1,E2の各アーム部51を共にシフトラインより外し退避位置(図5(b)の退避回転域e1参照)に回転させた上で、第1位置E1のアーム部51をセレクト及び回転させ、6−2速シフトライン上に移動した上で同アーム51が揺動し、ニュートラル位置Nのシフトラグ40の柱状突起部401を2速段にシフト作動する。
なお、図5(b)に2点鎖線で示すように、「シフト抜き作動(変速段解除)」のときは、一対のアーム部51の他方の押圧力がシフト入作動力に比べると分散されることとなるが、「シフト入作動(変速段入)」ほどの大きな力は不要であるのでスムーズなシフト抜き作動を保持できる。
この場合、現段が5速段(図6(a)の実線参照)であり、アクチュエータは第1、2位置E1,E2の各アーム部51を共にシフトラインより外し退避位置に回転させた上で、第1位置E1のアーム部51をセレクト及び回転させ、6−2シフトラインに移動し、6速段(目標変速段)側のシフトラグ40を6速段にシフトする。現段が5速段のシフト抜き操作に入るときは、第1、2位置E1,E2の各アーム部51を共にシフトラインより外し、退避位置(図6(b)の退避回転域e1参照)に回転させた上で、前の5速段(前変速段)側の5シフトラインにて第2位置E2のアーム部51を回動させ、前の5速段(前変速段)をニュートラルに戻すように同アーム部51をシフト方向に戻し操作し、シフト抜き処理が完了する。尚、6速段のシンクロが完了すると第1のクラッチ2を絶ち第2のクラッチ3を接合し継ぎ目のない変速が成される。
しかも、図6(b)に示すように、柱状突起部401の中心線とc点(セレクト中心線の位置)で当接するアーム部51の揺動中心線(一点鎖線で示す)の角度α2が比較的小さいので、アーム部51が突起部401のシフト方向sfの対向面f0に加える接線力Fのシフト方向の分力(図6ではPs)を比較的大きく保持でき、シフト操作が確実に成され、変速時間を短縮できる。
なお、上述のデュアルクラッチ式の自動変速機でなく、通常の単一のクラッチを用いた自動変速機の変速操作装置としても本発明を適用でき、同様の作用効果が得られる。
11,12、13,14、15、17 変速被駆動ギヤ
21〜23 シフトフォーク
30 シフトレール
40 シフトラグ
401 突起部
50 シャフト部
51 アーム部
55 シフト部材
60 アクチュエータ
α4 対向角
e1 退避位置
sf シフト方向
se セレクト方向
E1 第1位置
E2 第2位置
Lc 操作軸線
Ps 押圧力
Claims (5)
- セレクト方向にセレクト軸線を向けて配置されたシャフト部と該シャフト部からその半径方向に突出したアーム部とを形成してなるシフト部材と、
変速装置内の変速ギヤのシフト操作を行うシフトフォーク部と該シフトフォーク部に結合されると共にシフト方向にシフト軸線を向けて配備される複数のシフトレール部材と、
前記シフトレール部材から突出し前記アーム部と対向可能なシフトラグ部材と、
を備え、
前記シフト部材のアーム部がセレクト及びシフト移動をしてセレクトしたシフトラグ部材を押圧することで、該シフトラグ部材と連動するシフトレール部材のシフトフォーク部により目標の変速ギヤをシフト作動する自動変速機の変速操作装置において、
前記シフトラグ部材は柱状部を形成し、
前記アーム部はセレクトしたシフトラグ部材と対向する位置においてセレクト軸線回りに回転する単一材として設けられ、且つ、該アーム部はセレクト軸線方向にセレクト移動して前記シフトラグ部材をセレクトし、次いでセレクト軸線回りに揺動してセレクトしたシフトラグ部材の柱状部の一側方からシフト方向へ押圧力を加えて該シフトラグ部材と連動するシフトレール部材のシフトフォーク部をシフト入作動させるとともに、該柱状部の他側方からシフト方向へ押圧力を加えて該シフトラグ部材と連動するシフトレール部材のシフトフォーク部をシフト抜作動するように構成されている
ことを特徴とする自動変速機の変速操作装置。 - 請求項1に記載の自動変速機の変速操作装置において、
前記シフトラグ部材の柱状部はシフト方向に相反する一対の側面部を有し、
前記シフトラグ部材の柱状部一方の側面部から前記シフト部材のアーム部により押圧力を加えられると、該シフトラグ部材と連動するシフトレール部材のシフトフォーク部はシフト入作動すると共に、
他方の側面部から押圧力を加えられるとシフト抜作動をするように構成されている
ことを特徴とする自動変速機の変速操作装置。 - 請求項1または請求項2に記載の自動変速機の変速操作装置において、
前記シフトラグ部材の柱状部は前記シフトレール部材からシフト方向に対し略垂直に突出し、
前記シフトレール部材のシフトフォーク部がニュートラル状態であるときに、前記シフトラグ部材の柱状部の突出方向中心軸線と前記アーム部の回転軸であるセレクト軸線が交差するように配設されている
ことを特徴とする自動変速機の変速操作装置。 - 請求項1に記載の自動変速機の変速操作装置において、
前記変速ギヤ段を複数供えた自動変速機は、前記変速ギヤ段を第1、第2のグループに分けると共に、それぞれのグループに対応した第1、第2の主軸を備え、両主軸はデュアルクラッチを介してエンジン駆動力伝達軸に連結されることを特徴とする自動変速機の変速操作装置。 - 請求項4に記載の自動変速機の変速操作装置において、
前記シャフト部にはアーム部が第1位置と第2位置に形成され、前記第1位置と前記第2位置とがセレクト方向に所定間隔離れて設けられることを特徴とする自動変速機の変速操作装置。
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