(57)【要約】マニュアル・トランスミッションのスイッチ操作による変速動作に違和感を無くすことを可能とする。シンクロナイズ機構による同期を介したカップリング・スリーブ３，５の移動により変速を行なわせるマニュアル・トランスミッション１と、シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５と、シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の動作を制御するアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５と、シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の動作を制御する変速コントローラ２６とを備えた変速操作装置２において、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作に対し操作反力を付与可能な操作反力モータ１１５を設け、カップリング・スリーブ３，５移動に際する反力に応じた操作反力を発生させるように操作反力モータ１１５を制御する操作反力制御部（変速コントローラ２６）を設けたことを特徴とする。
2008099455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段の歯車組からなり噛合可動部の移動による結合を介し変速を行なわせるマニュアル・トランスミッションと、
前記噛合可動部を移動させるための変速アクチュエータと、
前記変速アクチュエータの動作を制御するために変速操作信号を出力可能な変速操作部と、
前記変速操作信号に基づいて前記変速アクチュエータの動作を制御する変速制御部と、
を備えた変速操作装置において、
前記変速操作部の操作に対し操作反力を付与可能な操作反力発生部を設け、
前記噛合可動部の移動に際する反力に応じた操作反力を発生させるように前記操作反力発生部を制御する操作反力制御部を設け、
たことを特徴とする変速操作装置。
【請求項２】
請求項１記載の変速操作装置であって、  
前記噛合可動部の移動に際する反力は、シンクロナイズ機構の作動又は噛合歯の突き合わせに起因する、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項３】
請求項２記載の変速操作装置であって、
前記噛合可動部が変速位置に移動したことを検出する変速位置検出センサを設け、
前記操作反力制御部は、前記変速位置検出センサが噛合可動部の変速位置への移動を検出したとき前記操作反力を前記シンクロナイズ機構の作動又は噛合歯の突き合わせに起因する反力より減少又は増大させる、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記変速操作部の操作力又は操作速度の少なくとも一方を検出する操作状態検出センサを設け、
前記変速制御部は、前記操作状態検出センサが検出する前記変速操作部の操作力又は操作速度の少なくとも一方に応じて前記変速アクチュエータの動作力又は動作速度の少なくとも一方を制御する、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記マニュアル・トランスミッションに対するエンジンからのトルク伝達を断続する発進クラッチを動作させるクラッチ・アクチュエータを設け、
前記変速操作信号の入力により前記発進クラッチを切断動作させると共に前記変速操作信号の入力終了により前記発進クラッチを接続動作させるように前記クラッチ・アクチュエータを制御するクラッチ制御部を設けた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項６】
請求項１〜４の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記マニュアル・トランスミッションに対するエンジンからのトルク伝達を断続する発進クラッチを動作させるクラッチ・アクチュエータを設け、
前記操作反力制御部は、前記変速操作部の変速操作信号を操作の途中から出力可能とし、
前記変速操作部の操作開始から操作の途中まではクラッチ切断信号を出力して前記発進クラッチを切断動作させるように前記クラッチ・アクチュエータを制御するクラッチ制御部を設けた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項７】
請求項１〜６記載の変速操作装置であって、
前記発進クラッチを任意に断続する発進クラッチ・スイッチを設けた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項８】
請求項５〜７の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記クラッチ制御部によるクラッチ・アクチュエータの制御をキャンセルするクラッチ・キャンセル・スイッチを設けた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記操作反力発生部を電動モータとした、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記変速アクチュエータを電動モータとした、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１１】
請求項５〜１０の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサを設け、
前記クラッチ制御部は、前記エンジン回転数センサが検出するエンジンの回転数が設定値以下となるとき前記発進クラッチを切断するように前記クラッチ・アクチュエータを制御する、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１２】
請求項１記載の変速操作装置であって、
前記変速操作部の変速操作信号により前記エンジンの燃料カット又は点火カットを行うエンジン制御部を設けた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１３】
請求項５〜１０の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記変速操作部の変速操作信号により前記エンジンの燃料カット又は点火カットを行うエンジン制御部を設け、
前記クラッチ制御部とエンジン制御部とを選択して制御可能とする機能選択スイッチを設けた、  
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記変速操作部の操作時に同時操作させることで前記変速制御部が前記変速アクチュエータの動作を制御して前記変速段を飛び変速させる飛びスイッチを設けた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記変速操作部の操作時の同時操作の有無により前記変速制御部が前記変速アクチュエータの動作を制御して前記変速段の後退段への変速の許可及び禁止を選択する後退許可スイッチを設けた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れかに記載の変速操作装置であって、
前記変速操作部は、ステアリング装置に備えられた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１７】
請求項７記載の変速操作装置であって、
前記発進クラッチ・スイッチは、ステアリング装置に備えられた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１８】
請求項８記載の変速操作装置であって、
前記クラッチ・キャンセル・スイッチは、ステアリング装置に備えられた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項１９】
請求項１３記載の変速操作装置であって、
前記機能選択スイッチは、ステアリング装置に備えられた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項２０】
請求項１４記載の変速操作装置であって、
前記飛びスイッチは、ステアリング装置に備えられた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【請求項２１】
請求項１５記載の変速操作装置であって、
前記後退許可スイッチは、ステアリング装置に備えられた、
ことを特徴とする変速操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速操作部の操作でマニュアル・トランスミッションを変速動作させる変速操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマニアル・トランスミッションの変速操作では、シフト操作、クラッチ操作に力を要し、渋滞等のとき運転者に疲労感をもたらしていた。
これに対し、マニュアル・トランスミッションをスイッチの操作で簡単に変速操作できるようにしたものがある。このマニュアル・トランスミッションでは、スイッチ操作に応じ、電動モータ等によりシフト・レバーを動作させるものであり、シフト・レバーの動作に応じてカップリング・スリーブが移動し、何れかの変速段へ変速を行わせることができる。
しかし、スイッチ操作とシフト・レバーの動作やカップリング・スリーブ等噛合可動部の移動とが乖離するため、運転者は変速が確実に終了したか否か等を感じることができず、スイッチ操作による変速動作に違和感があった。【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４１４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、マニュアル・トランスミッションのスイッチ操作による変速動作に違和感があった点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、マニュアル・トランスミッションのスイッチ操作による変速動作に違和感を無くすことを可能とするために、複数段の歯車組からなり噛合可動部の移動による結合を介し変速を行なわせるマニュアル・トランスミッションと、前記噛合可動部を移動させるための変速アクチュエータと、前記変速アクチュエータの動作を制御するために変速操作信号を出力可能な変速操作部と、前記変速操作信号に基づいて前記変速アクチュエータの動作を制御する変速制御部と、を備えた変速操作装置において、前記変速操作部の操作に対し操作反力を付与可能な操作反力発生部を設け、前記噛合可動部の移動に際する反力に応じた操作反力を発生させるように前記操作反力発生部を制御する操作反力制御部を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の変速操作装置によれば、複数段の歯車組からなり噛合可動部の移動による結合を介し変速を行なわせるマニュアル・トランスミッションと、前記噛合可動部を移動させるための変速アクチュエータと、前記変速アクチュエータの動作を制御するために変速操作信号を出力可能な変速操作部と、前記変速操作信号に基づいて前記変速アクチュエータの動作を制御する変速制御部と、を備えた変速操作装置において、前記変速操作部の操作に対し操作反力を付与可能な操作反力発生部を設け、前記噛合可動部の移動に際する反力に応じた操作反力を発生させるように前記操作反力発生部を制御する操作反力制御部を設けたため、マニュアル・トランスミッションの中の変速操作の状況、例えば変速終了等の感覚を変速操作部に与えることができ、変速動作の違和感を軽減又は無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】マニュアル・トランスミッションを変速アクチュエータと共に示す断面図（実施例１）。
【図２】ガイド・プレートの平面図である（実施例１）。
【図３】セレクト・プレートを主に示す一部を透視した平面図である（実施例１）。
【図４】変速操作装置のブロック図である（実施例１）。
【図５】変速操作装置を適用したステアリング・ホイールの正面図である（実施例１）。
【図６】ステアリング・ホイールを変速コントローラと共に示す図５のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である（実施例１）。
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視におけるステアリング・ホイールの断面図である（実施例１）。
【図８】変速操作部及び操作反力モータを示す正面図である（実施例１）。
【図９】変速操作装置を適用したステアリング・ホイールの図５に対応した正面図である（実施例２）。
【図１０】ステアリング・ホイールを変速コントローラと共に示す図６に対応した断面図である（実施例２）。
【図１１】変速操作部及び操作反力モータを示す図８に対応した正面図である（実施例２）。
【図１２】変速操作装置を適用したステアリング・ホイールの図７に対応した断面図である（実施例３）。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
マニュアル・トランスミッションのスイッチ操作による変速動作に違和感を無くすことを可能にするという目的を、変速操作部へ操作反力を付与する操作反力モータにより実現した。
【実施例１】
【０００９】
［マニュアル・トランス・ミッション］
図１は、本発明実施例１の変速操作装置を適用するマニュアル・トランスミッションを変速アクチュエータと共に示す断面図、図２は、ガイド・プレートの平面図、図３は、セレクト・プレートを主に示す一部を透視した平面図である。【００１０】
図１で示すマニュアル・トランスミッション１は、本発明実施例の変速操作装置２により操作される。マニュアル・トランスミッション１は、複数段の歯車組からなりシンクロナイズ機構による同期を介した噛合可動部としてのカップリング・スリーブ３，５，・・の選択的な移動により変速を行なわせる構造である。【００１１】
マニュアル・トランスミッション１は、一般的なマニュアル・トランスミッションに適用したものであり、シフト・レバー７を、運転者操作のものからリンク機構連動のものに変更した。【００１２】
カップリング・スリーブ３，５の選択的な移動は、シフト・レバー７の動作により、シフト・ロッド９、シフト・フォーク１１，１３を介して行われる。【００１３】
マニュアル・トランスミッション１には、エンジンからトルク伝達が行われ、その断続は、発進クラッチ１５により行われる。発進クラッチ１５は、クラッチ・アクチュエータ１７の動作で切断される構成となっている。クラッチ・アクチュエータ１７は、電動モータ及びギヤ機構などにより構成されている。但し、クラッチ・アクチュエータ１７として、電動モータ等以外の油圧動作の機構等を用いることもできる。【００１４】
シフト・レバー７は、球面軸受け１９によりトランス・ミッション・ケース２１側に支持され、いわゆるＨパターンと呼ばれる操作形態により球面軸受け１９を中心にＸＹ方向に変速動作を行う構成である。シフト・レバー７の下端は、ストライキング・ロッド２０の一端側に結合され、ストライキング・ロッド２０の他端に、連携ロッド２２を介して前記シフト・ロッド９が連動構成されている。【００１５】
従って、シフト・レバー７のＸ方向（紙面直交方向）の動作でストライキング・ロッド２０の回転を惹起し、連携ロッド２２を介してシフト・ロッド９を軸回転させ、セレクト操作が行なわれる。シフト・ロッド９のＹ方向の動きでストライキング・ロッド２０、連携ロッド２２を介してシフト・ロッド９を軸方向移動させ、シフト操作が行なわれる。【００１６】
シフト・レバー７の動作は、変速アクチュエータであるシフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５により行われる。シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の回転は、変速制御部である変速コントローラ２６により制御される。変速コントローラ２６には、変速位置検出センサ２８からの検出信号が入力されるようになっている。変速位置検出センサ２８は、カップリング・スリーブ３，５が変速位置に移動したことを検出するものである。すなわち、変速位置検出センサ２８は、ストライキング・ロッド２０の回転及び移動を検出し、この検出信号により変速コントローラ２６がマニュアル・トランスミッション１の変速段を判断する。
シフト・レバー７を動作させると前記のようにカップリング・スリーブ３，５の選択的な移動が行われる。この移動は、ガイド・プレート２７によりガイドされる構成となっている。ガイド・プレート２７は、トランス・ミッション・ケース２１側に固定されている。【００１７】
シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５は、本実施例において電動モータで構成され、車体側のモータ・ブラケット２９，３１に取り付けられている。両モータ２３，２５の出力軸３３，３５には、モータ・アーム３７，３９が取り付けられている。モータ・アーム３７，３９とシフト・レバー７，セレクト・プレート４１との間に、連動ワイヤ４３，４５が介設されている。【００１８】
連動ワイヤ４１，４５は、ワイヤ・インナ４７，４９及びワイヤ・アウタ５１，５３からなっている。【００１９】
モータ・アーム３７とシフト・レバー７との間では、連動ワイヤ４３のワイヤ・インナ４７が、モータ・アーム３７及びシフト・レバー７に結合部相対回転自在に結合されている。連動ワイヤ４７の一端側は、モータ・ブラケット２９の壁部５５を貫通し、壁部５５の両側でワイヤ・アウタ４３にばね受け５７，５９が固定されている。ばね受け５７，５９と壁部５５との間に、コイル・スプリング６１，６３が介設されている。ワイヤ・アウタ５１は、連動ワイヤ４３の他端側においてトランス・ミッション・ケース２１側のワイヤ・ブラケット６５に固定されている。【００２０】
モータ・アーム３９とセレクト・プレート４１との間では、連動ワイヤ４５のワイヤ・インナ４９が、モータ・アーム３９及びセレクト・プレート４１に結合部相対回転自在に結合されている。連動ワイヤ４５の一端側は、モータ・ブラケット３１の壁部６７を貫通し、壁部６７の両側でワイヤ・アウタ５３にばね受け６９，７１が固定されている。ばね受け６９，７１と壁部６７との間に、コイル・スプリング７３，７５が介設されている。ワイヤ・アウタ５３は、連動ワイヤ４５の他端側においてミッション・ケース２１側のワイヤ・ブラケット７７に固定されている。【００２１】
図２のように、ガイド・プレート２７は、６段変速用を示し、１〜６段のシフト・ポジションに応じた前進用のガイド部７９，８１，８３，８５，８７，８９と後退用のＲのガイド部９１とニュートラル用のガイド部９３とを備えている。なお、ガイド・プレート２７のガイド部の数は、マニュアル・トランス・ミッション１の段数に図示上厳密には一致していないが、実際の設計では厳密に一致させるものである。【００２２】
図３のように、セレクト・プレート４１は、トランス・ミッション・ケース２１側にセレクト・プレート支持軸９５を介して回転自在に支持されている。セレクト・プレート４１には、第１，第２，第３，第４傾斜ガイド面９７，９９，１０１，１０３が設けられている。第１傾斜ガイド面９７は、変速段の２速から３速及び４速から５速へのシフト・アップのガイド、第２傾斜ガイド面９９は、５速から４速及び３速から２速へのシフト・ダウンのガイド、第３傾斜ガイド面１０１は、１速飛びの１速から３速及び３速から５速へのガイド、第４傾斜ガイド面１０３は、Ｒから１速へのガイド、１速飛びの６速から４速及び４速から２速への飛び変速のガイドを行う。【００２３】
図３の変速パターンは、Ａ列に１速２速  、Ｂ列に３速４速、Ｃ列に５速６速、Ｄ列に後退のポジションＲを設定している。【００２４】
図３では、セレクト・プレート４１によりシフト・レバー７が３速、４速間のニュートラル位置にあることを示している。なお、図３では、説明上、各変速段のシフト・レバー７を全て図示している。この状態では、シフト・モータ２３の正逆回転によりニュートラル位置Ｎから３速、４速の何れへもセレクト・プレート４１の動作なしにシフトさせることができる。１速−２速，３速−４速，５速−６速間でも、セレクト・プレート４１の動作なしにシフトさせることができる。
シフト・レバー７を２速から３速及び４速から５速、５速から４速及び３速から２速、１速飛びの１速から３速及び３速から５速、１速飛びの６速から４速及び４から２速、Ｒから１速へのシフト時は、セレクト・プレート４１が動作する。
例えば、２速から３速へのシフトでは、セレクト・モータ２５の設定値として２速から３速へのセレクト距離に応じた回転によりモータ・アーム３９を介して連動ワイヤ４５のワイヤ・インナ４９が引かれる。このワイヤ・インナ４９の引きによりセレクト・プレート４１がセレクト・プレート支持軸９５を中心に回転しようとしてシフト・レバー７をＸ方向へ付勢する。この付勢によりシフト・レバー７は、ガイド部８１内でＸ方向に押し付けられる。
同時にワイヤ・インナ４９の引きにより連動ワイヤ４５の湾曲が壁部６７及びワイヤ・ブラケット７７間で引き延ばされ、連動ワイヤ４５が全体的にモータ・ブラケット３１側へ移動する。この連動ワイヤ４５の移動によりコイル・スプリング７３が圧縮され、エネルギが蓄えられる。
また、シフト・モータ２３が２速から３速へのシフトのために回転すると連動ワイヤ４５のワイヤ・インナ４７がモータ・アーム３７を介してＹ方向へ押し出される。このワイヤ・インナ４７の押し出しによりシフト・レバー７がガイド部８１内でＸ方向に押し付けられたままニュートラル位置Ｎ側へＹ方向へのみ移動する。
このＹ方向への移動によりシフト・レバー７がガイド部８１から外れるとセレクト・モータ２５側のコイル・スプリング７３が弾性復帰し、連動ワイヤ４５の湾曲が壁部６７及びワイヤ・ブラケット７７間で瞬時に元に戻り、セレクト・モータ２５が予め回転してワイヤ・インナ４９を押し出した量（セレクト距離）に応じてセレクト・プレート４１が瞬時に回転する。
このセレクト・プレート４１の回転によりシフト・レバー７が第１傾斜ガイド面９７に摺動ガイドされ、シフト・モータ２３の回転によるワイヤ・インナ４７の押し出しと相俟って、３速のガイド部８３へ向かってニュートラル用のガイド部９３を斜めに最短距離を移動し、且つ３速のガイド部８３へ入り込む。
従って、シフト・レバー７がシフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５による駆動で操作されるにも関わらず、運転者がマニュアル操作で２速から３速へ素早くシフト・アップする最短の滑らかな移動軌跡を実現することができる。
これに対し、シフト・レバー７がシフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５による駆動で操作されるとき、一般的にはシフト・レバー７が２速のガイド部８１内をＹ方向へ移動し、ニュートラル用のガイド部９３に位置したときＸ方向へ直角に３速側のニュートラル位置まで移動し、そこで再びＹ方向へ直角に移動して３速のガイド部８３内に位置決められるという鉤状の移動軌跡を取る。従って、素早いシフト操作のときにシフト・モータ２３に急激な加減速が要求される。このため、シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の急加減速のための大電力を必要とし、また慣性質量相当の大きなトルクがシフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５に働く。結果として、現実的にはシフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５による素早い変速動作は実現困難な状況となっていた。
この比較から明らかなように、本実施例では、シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５を用いたシフト・レバー７の操作でありながら、運転者の操作感に応じた的確、迅速な操作を行わせることが可能となる。
シフト・レバー７が２速から３速へ素早く移動し停止すると、ワイヤ・インナ４７に停止の際の駆動力及び反力が衝撃として伝達される。この場合、連動ワイヤ４３の壁部５５及びワイヤ・ブラケット６５間での湾曲が若干縮み或いは延びることで上記同様にコイル・スプリング６３或いは６１が撓み、衝撃を吸収することができる。
すなわち、急激なレバー操作によりマニュアル・トランスミッション１の内部変速機構がシンクロナイズ機構に衝突するとき、操作系に加わる衝撃力を緩和するとともに、コイル・スプリング６１，６３によりシフト・モータ２３の運動エネルギをコイル・スプリング６１，６３の撓みエネルギに変換し、適正なシンクロナイズ加圧力と時間とを生み出し、スムーズで素早い変速動作を可能とする。
かかる動作は、４速から５速、５速から４速及び３速から２速、１速飛びの１から３速及び３速から５速、１速飛びの６速から４速及び４速から２速、Ｒから１速へのシフトにおいても連動ワイヤ４３，４５及びコイル・スプリング６１，６３，７３，７５、セレクト・プレート４１の第１，第２，第３，第４傾斜ガイド面９７，９９，１０１，１０３との共働によりほぼ同様に行われる。
［変速操作装置］
図４は、変速操作装置のブロック図、図５は、同変速操作装置を適用したステアリング・ホイールの正面図、図６は、ステアリング・ホイールを変速コントローラと共に示す図５のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図、図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視におけるステアリング・ホイールの断面図、図８は、変速操作部及び操作反力モータを示す正面図である。【００２５】
図４のように、変速操作装置２は、前記変速コントローラ２６を備え、この変速コントローラ２６の入力ポートに、変速操作部１０５と、発進クラッチ・スイッチ１０７と、クラッチ・キャンセル・スイッチ１０９と、飛びスイッチ１１１と、後退許可スイッチ１１３と、変位位置検出センサ２８と、エンジン回転数センサ１１４と、機能選択スイッチ１１６と、ニュートラル・スイッチ１１８とが接続されている。変速コントローラ２６の出力ポートには、操作反力モータ１１５と、シフト・モータ２３と、セレクト・モータ２５と、クラッチ・アクチュエータ１７と、エンジン・コントローラ１１７とが接続されている。【００２６】
変速コントローラ２６は、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、変速操作部１０５の変速操作信号に基づいて前記シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の動作を制御する変速制御部を構成する。【００２７】
変速コントローラ２６は、本実施例においてクラッチ制御部でもあり、変速操作部１０５の変速操作信号の入力により発進クラッチ１５を切断動作させると共に変速操作部１０５の変速操作信号の入力終了により発進クラッチを接続動作させるようにクラッチ・アクチュエータ１７を制御する。【００２８】
変速操作部１０５は、シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の動作を制御するために変速操作信号を出力可能であり、図５〜図８のように変速パドル部１１９及び変速回転角センサ１２１を備えている。
変速パドル部１１９は、アップ・パドル１２３及びダウン・パドル１２５を一体に形成したものであり、操作反力モータ１１５の駆動軸に取り付けられている。変速パドル部１１９には、アップ・パドル１２３側においてステアリング・ホイール・ボス１２９との間に図７のようにリターン・スプリング１２６が介設されている。変速パドル部１１９は、アップ・パドル１２３及びダウン・パドル１２５の何れを引き操作しても手を離せばリターン・スプリング１２６の付勢力により中立位置へ自動的に復帰する。
操作反力モータ１１５は、ステアリング装置におけるステアリング・ホイール１２７のステアリング・ホイール・ボス１２９に取り付けられている。
変速回転角センサ１２１は、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作による操作反力モータ１１５の駆動軸の正逆回転角を検出し、その回転角を変速コントローラ２６へ入力する。変速コントローラ２６は、変速回転角センサ１２１からの信号によりアップ・パドル１２３及びダウン・パドル１２５の操作量、操作速度を判断する。
変速コントローラ２６は、本実施例において操作反力制御部でもあり、前記カップリング・スリーブ３，５移動に際する反力に応じた操作反力を発生させるように前記操作反力モータ１１５を制御する。操作反力モータ１１５は、本実施例の操作反力発生部を構成し、例えば電動モータで構成されている。この操作反力モータ１１５は、前記変速操作部５のアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作に対し前記カップリング・スリーブ３，５移動に際する反力に応じた操作反力を付与可能となっている。【００２９】
カップリング・スリーブ３，５移動に際する反力は、前記マニュアル・トランスミッション１のシンクロナイズ機構の作動に起因する。例えば、変速操作によりシンクロナイズ機構が働くとき操作反力モータ１１５が駆動され、駆動軸を介してアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５に操作反力を付与する。本実施例では、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作力に逆らうトルク又は振動トルクを操作反力として発生させる。【００３０】
このため、シフト操作が終了していないことがアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５を介して手に伝わる。【００３１】
操作反力制御部として変速コントローラ２６は、前記変速位置検出センサ２８がカップリング・スリーブ３，５の変速位置への移動を検出したとき前記操作反力を前記シンクロナイズ機構の作動に起因する反力より減少又は増大させる。操作反力を減少させるときは、負の力を発生させることもできる。【００３２】
本実施例では、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作反力を減少させ、カップリング・スリーブ３，５がシンクロナイズ機構での同期後にシフト完了の情報を手に伝達することができる。【００３３】
アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作反力を増大させる場合は、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作に対して操作反力モータ１１５により逆方向のトルクを発生させる。【００３４】
変速回転角センサ１２１は、本実施例において操作状態検出センサでもあり、前記アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作力又は操作速度の少なくとも一方として、操作速度を検出する。操作速度は、変速回転角センサ１２１の検出する回転角から回転角速度が求められ、この回転角速度から回転速度すなわち操作速度が求められる。【００３５】
変速制御部として変速コントローラ２６は、前記変速回転角センサ１２１が検出する前記アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作力又は操作速度の少なくとも一方として、操作速度に応じて前記シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の動作力又は動作速度の少なくとも一方として、動作速度を制御する。【００３６】
すなわち、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５が早く操作されればその操作速度に応じてシフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の回転速度が増大し、素早い動作が行われる。【００３７】
発進クラッチ・スイッチ１０７は、クラッチ・パドル部１３１及びクラッチ回転角センサ１３３からなっている。クラッチ・パドル部１３１には、変速パドル部１１９と同様にステアリング・ホイール・ボス１２９との間に図７のようにリターン・スプリング１３５が介設されている。クラッチ・パドル部１３１を引き操作しても手を離せばリターン・スプリング１３５の付勢力により中立位置へ自動的に復帰する。
クラッチ・パドル部１３１の左右いずれかを引くと、クラッチ回転角センサ１３３が操作に応じた回転角を検知し、変速コントローラ２６へ出力する。変速コントローラ２６は、クラッチ制御部としてアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作とは無関係にクラッチ・アクチュエータ１７を制御し発進クラッチ１５を断続する。【００３８】
クラッチ・パドル部１３１がゆっくりと操作されると発進クラッチ１５もこれに応じてゆっくりと断続され、クラッチ・パドル部１３１が早くと操作されると発進クラッチ１５もこれに応じて早く断続される。例えば、クラッチ・パドル部１３１を引いて発進クラッチ１５を切断した後、クラッチ・パドル部１３１を素早く離すと発進クラッチ１５は、素早く接続され、同ゆっくり離すと同徐々に接続される。【００３９】
クラッチ・キャンセル・スイッチ１０９、飛びスイッチ１１１、後退許可スイッチ１１３、機能選択スイッチ１１６、ニュートラル・スイッチ１１８は、ステアリング装置におけるステアリング・ホイール１２７のスポーク部１３６に設けられている。
クラッチ・キャンセル・スイッチ１０９は、変速コントローラ２６による変速操作部１０５の変速操作に応じた発進クラッチ１５の断続制御をキャンセルするものであり、ＯＮ操作により変速操作部１０５を操作しても発進クラッチ１５は断続されず、ＯＦＦ操作により変速操作部１０５の変速操作により発進クラッチ１５が自動的に断続される。【００４０】
飛びスイッチ１１１は、前記変速操作部１０５操作時に同時操作させることで前記変速制御部である変速コントローラ２６が前記シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の動作を制御して前記変速段を１速飛びに変速させる。例えば、１速飛びの１速から３速及び３速から５速、６速から４速及び４速から２速へのシフト・アップ、シフト・ダウンを行わせる。【００４１】
後退許可スイッチ１１３は、前記変速操作部１０５操作時の同時操作の有無により前記変速制御部１０５が前記シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の動作を制御して前記変速段の後退段Ｒへの変速の許可及び禁止を選択する。例えば、変速操作部１０５操作時に後退許可スイッチ１１３を同時に操作してＯＮとしたときのみ変速コントローラ２６は、シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５を制御して後退段Ｒへの変速を許可する。【００４２】
機能選択スイッチ１１６は、クラッチ制御部としての変速コントローラ２６とエンジン制御部としてのエンジン・コントローラ１１７とを選択して制御可能とする。【００４３】
ニュートラル・スイッチ１１８は、変速位置がどのポジションにあっても、操作により直ちにニュートラルＮのポジションにシフトさせる。【００４４】
エンジン回転数センサ１１４は、エンジンの回転数を検出して変速コントローラ２６へ入力する。【００４５】
エンジン・コントローラ１１７は、車速信号など各種センサの入力によりエンジンを総合的に制御すると共に、変速操作部１０５の変速操作信号により変速コントローラ２６を介しエンジンの燃料カット又は点火カットを行う。【００４６】
［変速操作］
変速操作は、後述する変速操作部１０５の、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作により行われる。【００４７】
図３の変速パターンは、上記のようにＡ列  、B列、C列、Ｄ列を設定している。例えば、1速へのシフト・ダウンのためダウン・パドル１２５を引き付けると、変速操作信号として変速回転角センサ１２１の信号が変速コントローラ２６へ入力される。この信号の入力により、クラッチ・アクチェタ１７により発進クラッチ１５が自動的に切られる。同時に変速コントローラ２６から変速回転角センサ１２１の信号に応じた信号でシフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５に信号が出力され、シフト・レバー７が１速２速間へ移動すると共に1速側へシフト動作する。
このときシンクロナイズ機構が働いていると、ダウン・パドル１２５に操作反力が発生し、シフト動作が終了すると反力は消滅する。
ダウン・パドル１２５を放すと発進クラッチ１５が結合され、シフト・ダウン操作が終了する。
次にシフト・アップのため、アップ・パドル１２３を引き付けると、同様に発進クラッチ１５が自動的に切れ、シフト・モータ２３、セレクト・モータ２５が逆回転し、シフト・レバー７を２速に移動させる。アップ・パドル１２３を放せば、発進クラッチ１５が自動的に接続され、シフト・アップが終了する。
アップ・パドル１２３を再び引き付けると、発進クラッチ１５が切れると共にシフト・レバー７は、シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の駆動により上記のように３速へ円滑に移動する。アップ・パドル１２３を放せば発進クラッチ１５が接続され、３速へのシフト・アップは終了する。
なお、既存のマニュアル・トランスミッションへの適用では、２速から３速への変速時、始めにシフト・モータ２３のみ作動させ、シフト・レバー７がＮ位置へ移動したことを位置センサーが検出し、この検出によりセレクト・モーター２５が回転を始め、シフト・レバー７をＡ列からＢ列に移動させるように動作させることも可能である。さらにＮ位置からはシフト・モーター２３によりシフト・レバー７が３速に移動し、アップ・パドル１２３を放せば発進クラッチ１５が接続され、シフト・アップは終了する。
［操作反力］
通常、マニアル・トランスミッションには、変速を円滑にするため慣性タイプの同期装置（シンクロナイズ機構）が装着されている。このため同期が終了するまで、カップリング・スリーブ３，５は所定位置にとどまりシフト操作は終了しない。従ってシフト・ロッド９及びシフト・フォーク１１，１３も所定の位置に停止している。この状態を変速位置検出センサ２８が検出し、変速コントローラ２６の制御により操作反力モータ１１５がアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作力に逆らうトルクまたは振動トルクを発生させる。このためシフト操作が終了していないことがアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５を介して手に伝わる。
同期が完了し、カップリング・スリーブ３，５、シフト・ロッド９、シフト・フォーク１１，１３が所定の位置に移動すると、変速位置検出センサ２８の検出に応じて変速コントローラ２６が操作反力モータ１１５を制御してトルクを減少させるかまたは逆方向のトルクを発生させ、シフト完了の情報を手に伝達する。
［クラッチ断続］
変速時、カップリング・スリーブ３，５の噛み合いクラッチ部分に負荷トルクが存在していると、摩擦力により噛み合いクラッチを操作できない。またシンクロナイズ機構による同期も難しい。従って、変速時には上記のように一時的に発進クラッチ１５を切り離し、トルクを消滅させる必要がある。この場合の発進クラッチ１５の断接は素早く行う必要がある。また車両の発進時は切り離された発進クラッチ１５を滑らせながら徐々に結合する必要がある。微速運転の場合は、発進クラッチ１５を滑らせるいわゆる半クラッチを使用する必要がある。このように使用状況により、発進クラッチ１５の結合スピードは使い分ける必要がある。
本実施例の場合、変速操作部５を操作すると、直ちに変速回転角センサ１２１の検出信号が変速コントローラ２６に送られ、クラッチ・アクチェタ１７を作動させ、発進クラッチ１５を切り離す。このため、変速部の負荷トルクが消滅し上記変速動作をスムーズに行うことができる。
変速動作終了後、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５を放してゆくと、その動きを変速回転角センサ１２１が細かく検出する。この検出に応じて変速コントローラ２６がクラッチ・アクチェタ１７に出力し、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の動きに連動して発進クラッチ１５の接続を行わせることができる。
従って、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５から指を素早く放せば、発進クラッチ１５は素早く接続され、ゆっくり放せば徐々に接続される。すなわち、上記したように素早い変速操作、緩やかな発進、急発進等に必要なクラッチ操作を自由に使い分けることができる。
更に発進クラッチ専用の発進クラッチ・スイッチ１０７を設けることで、シフト操作せず発進クラッチ１５のみの断接をし、或いは半クラッチ状態を作り出すことも可能である。また従来のクラッチ・ペタルをそのまま残す組み合わせも可能である。このため熟練したドライバーの技量を十分に生かすことが可能である。
更に、エンジン回転角センサ１１４の検出によるエンジン回転数が設定値以下になると、変速コントローラ２６からクラッチ・アクチェタ１７に信号が送られ、発進クラッチ１５が切り離され、エンストを防止することができる。また後退速Ｒにシフトされた等、特定の場合、クラッチ・アクチェータ１７にエンジン回転数に感応した出力命令、例えば、エンジン回転数の２乗に比例したクラッチ結合力を発揮するようなエネルギを与えるようにして自動発進クラッチとすることもできる。
［クラッチ・キャンセル等］
クラッチ・キャンセル・スイッチ１０９は、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５を操作しても発進クラッチ１５が反応しないように切り替えるためのものである。クラッチ・キャンセル・スイッチ１０９を操作せずＯＦＦであるときは、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作及び発進クラッチ１５の断続が連動する。クラッチ・キャンセル・スイッチ１０９を操作してＯＮにすると、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作及び発進クラッチ１５の断続が連動しないポジションに切り替えることができる。
上記したように変速時には噛み合いクラッチ部への負荷トルクを排除する必要があり通常それは発進クラッチ１５の操作により行う。しかし、レース等で、すばやい変速が必要なとき、発進クラッチ１５を切り離し、再び結合していると無駆動時間が長くなりタイムロスにつながる。
このような場合、一般的に発進クラッチ１５は接続させたまま、アクセル操作等で負荷を抜き一瞬にシフト動作を終了するような高度なテクニックが使用される。
この高度なテクニックに対応可能にするためクラッチ・キャンセル・スイッチ１０９を設け、上記連動、非連動を使い分けできるようにする。
他に、クラッチ・キャンセル・スイッチ１０９に複数のポジションを設けて、発進時のみアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５と発進クラッチ１５とが連動させ、或いはシフト・ダウン時のみ連動させる構成にすることも可能である。
機能選択スイッチ１１６の操作により、変速コントローラ２６によるアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５と発進クラッチ１５との連動、エンジン・コントローラ１１７による制御とを選択することができる。この場合、エンジン・コントローラ１１７は、前記変速操作部１０５の変速操作信号によりエンジンの燃料カット又は点火カットを行なわせることが可能である。
運転状態を検知しプログラム制御によりアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５と発進クラッチ１５との最適な連動を自動的に切り替えるようにすることもできる。【００４８】
後退許可スイッチ１１３の同時操作時のみ後退速へシフト・ダウンさせることができる。例えば３速、２速、１速、ニュトラルＮと順次シフト・ダウンし、続けてダウン・パドル１２５を操作をしても、後退許可スイッチ１１３を同時に操作しない限り、後退速Ｒへシフト操作することができない。【００４９】
ニュートラル・スイッチ１１８を操作すると、直ちにクラッチ・アクチェタ１７及びシフト・モータ２３が駆動され、変速位置がどのポジションにあってもニュートラルＮのポジションにシフトされる。【００５０】
飛びスイッチ１１１を操作してアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５を操作すると、一段飛び越してシフト・アップ又はシフト・ダウンさせることができる。【００５１】
なお、クラッチ・キャンセル・スイッチ１０９、飛びスイッチ１１１、後退許可スイッチ１１３、機能選択スイッチ１１６、ニュートラル・スイッチ１１８は、選択的に或いは全てを省略することができる。
［実施例１の効果］
本発明実施例１の変速操作装置２によれば、複数段の歯車組からなりシンクロナイズ機構による同期を介したカップリング・スリーブ３，５の移動により変速を行なわせるマニュアル・トランスミッション１と、前記カップリング・スリーブ３，５を移動させるためのシフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５と、前記シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の動作を制御するために変速操作信号を出力可能な変速操作部１０５のアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５と、前記変速操作信号に基づいて前記シフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５の動作を制御する変速コントローラ２６とを備えた変速操作装置２において、前記アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作に対し操作反力を付与可能な操作反力モータ１１５を設け、前記カップリング・スリーブ３，５移動に際する反力に応じた操作反力を発生させるように前記操作反力モータ１１５を制御する操作反力制御部（変速コントローラ２６）を設けたため、マニュアル・トランスミッション１の中の変速操作の状況、例えば終了等がアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５に与えることができ、変速動作の違和感を軽減又は無くすことができる。   
【実施例２】
【００５２】
図９〜図１１は、本発明の実施例２に係り、図９は、変速操作装置を適用したステアリング・ホイールの正面図、図１０は、ステアリング・ホイールを変速コントローラと共に示す図５に対応する断面図、図１１は、変速操作部及び操作反力モータを示す図８に対応する正面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一構成部分には、同符号を付して説明する。
本実施例のステアリング・ホイールでは、実施例１の発進クラッチ・スイッチ１０７（クラッチ・パドル部１３１及びクラッチ回転角センサ１３３）を省略した。
【実施例３】
【００５３】
図１２は、本発明の実施例３に係り、変速操作装置を適用したステアリング・ホイールを示す図７に対応する断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一構成部分には、同符号を付して説明する。【００５４】
本実施例のステアリング・ホイール１２７では、変速操作部１０５のアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作領域を分けるように構成した。
アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作開始から操作の途中までの角度α１までは、変速回転角センサ１２１が検出回転角をクラッチ切断信号として出力し、変速コントローラ２６が、クラッチ制御部として前記発進クラッチ１５を切断動作させるように前記クラッチ・アクチュエータ１７を制御する。
変速コントローラ２６は、操作反力制御部として前記アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作により変速回転角センサ１２１が検出した回転角を変速操作信号として操作の途中である角度α１を過ぎてから角度α２の範囲で出力可能としている。
変速回転角センサ１２１の検出は、回転角であり、この回転角信号がクラッチ切断信号か変速操作信号かは、予めインストールされたプログラムにより変速コントローラ２６が判断することになる。
変速操作信号の範囲（角度）α２及びクラッチ切断信号の範囲（角度）α１は、割合を自由に設定することができ、本実施例では、α１：α２＝５０：５０に設定されている。
従って、本実施例では、シフトミスによりエンジン回転数が下がり、走行時に必要十分なトルクが得られなくなるような状況で、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の角度α１の範囲での操作によりいわゆる「半クラッチ」を作り、エンスト等を抑制又は防止できる。
アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の角度α２の範囲では、実施例１と同様に操作することができる。
角度α１の範囲及び角度α２の範囲の制御は、それぞれの範囲のプログラムを設定して各範囲でプログラムを切り換え制御する構成、或いは単一のプログラムで角度α１の範囲では、変速制御をキャンセルする構成にすることができる。
本実施例では、アップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作により熟練した運転者等に対応することができ、スポーツ性、実用性が向上する。
[その他]
実施例では、発進クラッチ・スイッチ１０７と、クラッチ・キャンセル・スイッチ１０９と、飛びスイッチ１１１と、後退許可スイッチ１１３と、機能選択スイッチ１１６と、ニュートラル・スイッチ１１８とを、ステアリング・ホイール１２７のスポーク部１３６のスポーク部１３６に設けたが、その一部を選択的に、或いはその全てをインストルメントやセンターコンソール、その他に自由に配置することができる。【００５５】
上記実施例では、シンクロナイズ機構を備えたマニュアル・トランスミッション１としたが、シンクロナイズ機構を備えず、ドグ・クラッチを噛合可動部とし、その移動による結合を介し変速を行なわせるマニュアル・トランスミッションにも適用することができる。この場合、噛合可動部の移動に際する反力は、噛合歯の突き合わせに起因することになり、この突き合わせ反力に応じて操作反力モータ１１５によりアップ・パドル１２３又はダウン・パドル１２５の操作力に逆らうトルク又は振動トルクを操作反力として発生させる。
上記実施例では、シフト・レバー７をシフト・モータ２３及びセレクト・モータ２５で操作するようにしたが、Ｈ型と呼ばれるマニュアル・トランスミッションにおいて複数本のシフト・ロッドそれぞれにシフト・モータを直接的に連動連結し、各シフト・モータを適宜制御する構造に適用することもできる。
マニュアル・トランスミッションとしては、二輪車のように直線的なシフト動作により円筒カムを介したセレクト動作を行わせる構造のものを適用することもできる。【００５６】
上記実施例では、変速操作部１０５の操作速度に応じてシフト・モータ２３、セレクト・モータ２５の動作速度を制御したが、変速操作部１０５の操作力に応じて変速アクチュエータによる動作力を制御し、或いは動作速度及び操作力に応じて動作速度及び動作力を制御する構成にすることもできる。
実施例では、動力源として電動モータを使用しているが、その他油圧、空圧、それらの電動との組み合わせも可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１  マニュアル・トランスミッション
２  変速操作装置
３，５  カップリング・スリーブ（噛合部）
１５  発進クラッチ
１７  クラッチ・アクチュエータ
２３  シフト・モータ（変速アクチュエータ）
２５  セレクト・モータ（変速アクチュエータ）
２６  変速コントローラ（変速制御部、操作反力制御部、クラッチ制御部）
２８  変速位置検出センサ
１０５  変速操作部
１０７  発進クラッチ・スイッチ
１０９  クラッチ・キャンセル・スイッチ
１１１  飛びスイッチ
１１３  後退許可スイッチ
１１４  エンジン回転数センサ
１１５  操作反力モータ（操作反力発生部）
１１６  機能選択スイッチ
１１８  ニュートラル・スイッチ
１１９  変速パドル部（変速操作部）
１２１  変速回転角センサ（操作状態検出センサ、変速操作部）
１２３  アップ・パドル（変速操作部）
１２５  ダウン・パドル（変速操作部）
１２７  ステアリング・ホイール
１３５  スポーク部
【図１】
2008099455.tif 000003
【図２】
2008099455.tif 000004
【図３】
2008099455.tif 000005
【図４】
2008099455.tif 000006
【図５】
2008099455.tif 000007
【図６】
2008099455.tif 000008
【図７】
2008099455.tif 000009
【図８】
2008099455.tif 000010
【図９】
2008099455.tif 000011
【図１０】
2008099455.tif 000012
【図１１】
2008099455.tif 000013
【図１２】
2008099455.tif 000014
【国際調査報告】
2008099455.tif 000015
2008099455.tif 000016
2008099455.tif 000017
2008099455.tif 000018
2008099455.tif 000019
2008099455.tif 000020
2008099455.tif 000021
2008099455.tif 000022