(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチレバーによって作動するクラッチ及びコントロールシャフトによって変速される手動変速ギア部を有する手動変速自動車において、
前記クラッチレバーを作動させて、エンジンの回転力から前記手動変速ギア部を選択的に分離するクラッチ作動手段と、
前記クラッチ作動手段によって手動変速ギア部がエンジンの回転力から分離されれば、前記コントロールシャフトを作動させて手動変速ギア部の手動ギアを変速させるコントロールシャフト作動手段と、
自動車の走行状態をリアルタイムでチェックして、変速が必要な場合、前記クラッチ作動手段を制御した後、前記コントロールシャフト作動手段を制御して前記手動変速ギア部のギアを自動的に変速させる制御部と、を備えてなり、
前記コントロールシャフト作動手段は、前記コントロールシャフトの端部に固定される作動ギアを所定角度回転させることで、前記コントロールシャフトをその中心軸を基準に回転させるセレクター作動手段と、
前記作動ギアをその中心軸方向に移動させることで、前記コントロールシャフトをその長手方向に移動させるシフト作動手段と、を備えてなり、
前記セレクター作動手段は、固定ブロックに回転自在に設けられて、駆動モーターによって回転するウォームと、
前記ウォームと噛み合って回転力を直角方向に伝達するウォームギアと、
前記ウォームギアと同一に回転するように同一の軸上に位置する連結ギアと、を備えてなり、
前記シフト作動手段は、固定ブロックに回転自在に設けられて、駆動モーターによって回転するウォームと、
前記ウォームと噛み合って回転力を直角方向に伝達するウォームギアと、
前記ウォームギアと同一に回転するように同一の軸上に位置するピニオンギアと、
前記ピニオンギアと噛み合うラックギアが形成されて、その長手方向に移動し、前記コントロールシャフトの軸上に回転自在に連結される移動シャフトと、を備えてなり、
前記移動シャフトは、作動軸受を介して前記作動ギアと接続されており、前記移動シャフトの移動によって、作動ギアが固定されたコントロールシャフトが長手方向に移動し、
前記作動軸受は前記作動ギアの中心部分に設けられ、前記セレクター作動手段によって、前記作動ギアが前記移動シャフトで回転されることを特徴とする手動変速自動車用の自動変速装置。
【請求項２】
前記制御部は、自動車の速度、エンジンの回転数、駆動軸の回転数、アクセルの位置、ブレーキの作動如何、ギアの位置のうち選択された何れか一つ以上をリアルタイムで測定することを特徴とする請求項１に記載の手動変速自動車用の自動変速装置。
【請求項３】
前記駆動モーターは低速センサーをさらに備えて回転数を測定し、その測定値を前記制御部に伝送することを特徴とする請求項１または２に記載の手動変速自動車用の自動変速装置。
【請求項４】
前記フレームは位置センサーをさらに備えて、前記ウォームギア及びピニオンギアの回転数を測定し、その測定値を前記制御部に伝送することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の手動変速自動車用の自動変速装置。
【請求項５】
前記セレクター作動手段及びシフト作動手段は位置センサーをさらに備えて、それぞれの回転数を測定し、その測定値を前記制御部に伝送することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の手動変速自動車用の自動変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の変速機に係り、手動変速機において自動車の走行状態に合わせてギアの噛み合いを自動的に変換させる手動変速機取り付け用自動変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
手動変速機は、自動車の変速機のうち比較的に安価であり、高燃費やダイナミックな運転を所望するユーザを満足させる一方、ギア変速を行うために常にクラッチペダルを踏み、変速レバーを作動させねばならないため、運転者の運転操作が煩雑であり、さらに、そのような状態で長時間走行する場合には、運転者は相当の疲労感を感じるようになるという欠点がある。
前記問題点を解決するために、自動変速機が開発されて使用されているが、手動変速機に比べて高価であり、さらに、燃料の消費量が多いという問題点がある。また、急加速性能が手動変速機に比べて劣るため、ダイナミックな運転を所望する運転者を満足させ難いという問題点がある。
したがって、従来の手動変速機において、手動変速機の構造及び長所をそのまま維持しながら自動変速機の利点を導入することに対する必要性が高まっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、自動車の速度によって自動的にギアの変速を行う手動変速機取り付け用自動変速装置を提供するが、部品数を最小化することができる装置を提供することに目的がある。
本発明の目的は、既に取り付けられている手動変速機を交替せずに、簡単に手動変速機のケースに取り付けることで自動変速機を代替することができる手動変速機取り付け用自動変速装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するための本発明は、クラッチレバーによって作動するクラッチ及びコントロールシャフトによって変速される手動変速ギア部を有する手動変速自動車において、前記クラッチレバーを作動させて、エンジンの回転力から前記手動変速ギア部を選択的に分離するクラッチ作動手段と、前記クラッチ作動手段によって手動変速ギア部がエンジンの回転力から分離されれば、前記コントロールシャフトを作動させて手動変速ギア部の手動ギアを変速させるコントロールシャフト作動手段と、自動車の走行状態をリアルタイムでチェックして、変速が必要な場合、前記クラッチ作動手段を制御した後、前記コントロールシャフト作動手段を制御して前記手動変速装置のギアを自動的に変速させる制御部と、を備えてなる。
好ましくは、前記制御部は、自動車の速度エンジンｒｐｍ、駆動軸のｒｐｍアクセルの位置、ブレーキの作動如何、ギアの位置のうち選択された何れか一つ以上をリアルタイムで測定する。
さらに、前記クラッチ作動手段は、フレームに回転自在に設けられて、駆動モーターによって回転するウォームと、前記ウォームと噛み合って回転力を直角方向に伝達するウォームギアと、前記ウォームギアと同一に回転するように同一の軸上に位置するピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合って直線移動することによって前記クラッチレバーを作動させるラックギアと、を備えてなる。
また、前記駆動モーターは低速センサーをさらに備えて回転数を測定し、その測定値を前記制御部に伝送する。
さらに、前記フレームは位置センサーをさらに備えて、前記ウォームギア及びピニオンギアの回転数を測定し、その測定値を前記制御部に伝送する。
また、前記コントロールシャフト作動手段は、前記コントロールシャフトの端部に固定される作動ギアを所定角度回転させることで、前記コントロールシャフトをその中心軸を基準に回転させるセレクター作動手段と、前記作動ギアをその中心軸方向に移動させることで、前記コントロールシャフトをその長手方向に移動させるシフト作動手段と、を備えてなる。
さらに、前記セレクター作動手段は、固定ブロックに回転自在に設けられて、駆動モーターによって回転するウォームと、前記ウォームと噛み合って回転力を直角方向に伝達するウォームギアと、前記ウォームギアと同一に回転するように同一の軸上に位置する連結ギアと、を備えてなる。
また、前記シフト作動手段は、固定ブロックに回転自在に設けられて、駆動モーターによって回転するウォームと、前記ウォームと噛み合って回転力を直角方向に伝達するウォームギアと、前記ウォームギアと同一に回転するように同一の軸上に位置するピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合うラックギアが形成されて、その長手方向に移動し、前記コントロールシャフトの軸上に回転自在に連結される移動シャフトと、を備えてなる。
さらに、前記セレクター作動手段及びシフト作動手段は位置センサーをさらに備えて、それぞれの回転数を測定し、その測定値を前記制御部に伝送する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、本発明による手動変速機取り付け用自動変速装置は、比較的に簡単な構造をもって自動変速機能を行うものであり、既に使用中の自動車の手動変速装置を交替せずに、低コストで取り付けられて自動変速機能を行うものであって、従来の手動変速機取り付け用自動変速装置に比べて部品数を最小化することが可能であり、さらに簡単に手動変速機のケースに取り付けることができるため、作業工程が容易である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明による手動変速機取り付け用自動変速装置を概略的に示す図である。
【図２】本発明による手動変速機取り付け用自動変速装置のクラッチ作動手段を示す図である。
【図３】図２のそれぞれのギアの結合状態を示す図である。
【図４】本発明による手動変速機取り付け用自動変速装置のコントロールシャフト作動手段の実施形態を示す図である。
【図５】図４のセレクター作動手段による作動状態を示す図である。
【図６】図４のシフト作動手段による作動状態を示す図である。
【図７】本発明による手動変速機取り付け用自動変速装置を取り付ける実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
また、本実施形態は、本発明の権利範囲を限定するものではなく、単に例示として提示されたものであり、その技術的要旨を逸脱しない範囲内で多様な変更が可能である。
図１は、本発明による手動変速機取り付け用自動変速装置を概路的に示す図である。図２は、本発明による手動変速機取り付け用自動変速装置のクラッチ作動手段を示す図である。図３は、図２のそれぞれのギアの結合状態を示す図である。図４は、本発明による手動変速機取り付け用自動変速装置のコントロールシャフト作動手段の実施形態を示す図である。図５は、図４のセレクター作動手段による作動状態を示す図である。図６は、図４のシフト作動手段による作動状態を示す図である。図７は、本発明による手動変速機取り付け用自動変速装置を取り付ける実施形態を示す図である。
図１に示すように、手動変速機取り付け用自動変速装置は、制御部１００、クラッチ作動手段２００及びコントロールシャフト作動手段３００を備える。
前記クラッチ作動手段２００は、クラッチレバー８を作動させて、エンジン３０の回転力からクラッチディスクを選択的に分離し、前記コントロールシャフト作動手段３００は、クラッチ作動手段２００によってクラッチディスクがエンジンの回転力から分離されれば、コントロールシャフト１を作動させて手動ギアを変速させる。
また、制御部１００は、自動車の走行状態をリアルタイムでチェックして、変速が必要な場合、クラッチ作動手段２００を制御した後、コントロールシャフト作動手段３００を制御して、手動変速装置１０のギアを自動的に変速させることによって手動変速機の自動変速が行われる。
このような制御部１００では、自動車の速度、エンジンｒｐｍ、駆動軸のｒｐｍアクセルの位置、ブレーキの作動如何、ギアの位置のうち選択された何れか一つ以上をリアルタイムで測定してクラッチ作動手段２００及びコントロールシャフト作動手段３００を制御する。
さらに、制御部１００は、自動車のそれぞれの部品の動作状態を測定してクラッチ作動手段２００及びコントロールシャフト作動手段３００を制御するものであって、それぞれの部品はセンサーを備える。
言い換えれば、自動車アクセルの作動位置を測定するアクセルセンサー、自動車の低速遅延状態をチェックする低速センサー、ブレーキの作動位置を測定するブレーキセンサー、エンジンの始動状態を測定する始動センサー、サイドブレーキの位置を測定するサイドセンサー、及び噛み合った変速ギア部のギアの位置を測定するギア位置センサーを備える。
このようなアクセルセンサー、低速センサー、ブレーキセンサー、始動センサー、サイドセンサー及びギア位置センサーの測定値は制御部１００にリアルタイムで伝送されて、クラッチ作動手段２００及びコントロールシャフト作動手段３００を容易に制御して自動的にギアを変速させる。これらのそれぞれのセンサーは図示していない。
クラッチ作動手段２００の実施形態は、図２及び図３に示すように、フレーム２１０、ウォーム２２０、ウォームギア２３０、ピニオンギア２４０及びラックギア２５０を備える。
ウォーム２２０は、フレーム２１０に回転自在に設けられて駆動モーター２２２によって回転し、ウォーム２２０に連結されて回転力を直角方向に伝達するようにウォームギア２３０を備える。
ピニオンギア２４０は、ウォームギア２３０と同一に回転するように同一の軸上に位置し、ラックギア２５０は、ピニオンギア２４０と噛み合って移動することによってクラッチレバー８を作動させる。
また、駆動モーター２２２は低速センサー２６０をさらに備える。この低速センサー２６０は、駆動モーター２２２の回転数を測定し、その測定値を制御部１００に伝送することによってクラッチ作動手段２００を制御することができる。
さらに、フレーム２１０は位置センサー２７０をさらに備え、ウォームギア２３０やピニオンギア２４０の回転数を測定し、その測定値を制御部１００に伝送することによってクラッチ作動手段２００を制御することができる。
一方、位置センサー２７０は、可変抵抗式スロットルバルブ位置センサー（Ｔｈｒｏｔｔｌｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ：ＴＰＳ）として備えられて、その測定値を電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）に伝送し、ＥＣＵに伝送された測定値は制御部１００に伝送されてクラッチ作動手段２００を制御することができる。
このような位置センサー２７０は、公転状態、加速状態、減速状態、全負荷状態などを測定してＥＣＵに伝送するものであって、制御部１００に伝送されてクラッチ作動手段２００をさらに容易に制御することができる。
図４ないし図７に示すように、コントロールシャフト作動手段３００は、作動ギア３３０、セレクター作動手段３１０及びシフト作動手段３２０を備える。
作動ギア３３０は、コントロールシャフト１の端部に固定され、セレクター作動手段３１０は、作動ギア３３０を所定角度回転させることによってコントロールシャフト１を中心軸を基準に回転させる。
さらに、シフト作動手段３２０は、作動ギア３３０をその中心軸方向に移動させることで、コントロールシャフト１をその長手方向に移動させる。
まず、セレクター作動手段３１０について説明すれば、セレクター作動手段３１０は、固定ブロック３１１、ウォーム３１２、ウォームギア３１４及び連結ギア３１５を備える。
ウォーム３１２は、固定ブロック３１１に回転自在に設けられて駆動モーター３１３によって回転し、ウォームギア３１４はウォーム３１２と噛み合って回転力を直角方向に伝達させる。
連結ギア３１５は、ウォームギア３１４と同一に回転するように同一の軸上に位置し、作動ギア３３０と噛み合うことによって作動ギア３３０を所定角度回転させてコントロールシャフト１を回転させる。
また、シフト作動手段３２０は、固定ブロック３２１、ウォーム３２２、ウォームギア３２４、ピニオンギア３２５及び移動シャフト３２６を備える。
ウォーム３２２は、固定ブロック３２１に回転自在に設けられて駆動モーター３２３によって回転し、ウォームギア３２４は、ウォーム３２２と噛み合って回転力を直角方向に伝達する。
さらに、ピニオンギア３２５は、ウォームギア３２４と同一に回転するように同一の軸上に位置し、移動シャフト３２６は、ピニオンギア３２５と噛み合うラックギア３２７が形成されて、その長手方向に移動する。
このとき、移動シャフト３２６の端部には作動ギア３３０が回転自在に連結され、作動ギア３３０がその中心軸を基準に回転自在に連結される。
この作動ギア３３０は、作動軸受３３２、第１固定部材３３４、固定ブラケット３３６及び第２固定部材３３８によってコントロールシャフト１に連結される。
作動軸受３３２は、作動ギア３３０と移動シャフト３２６との間に設けられて、作動ギア３３０を回転自在にし、第１固定部材３３４は作動ギア３３０を移動シャフト３２６に結合させる。
言い換えれば、作動ギア３３０が移動シャフト３２６に回転自在に結合されるが、第１固定部材３３４によって逸脱が防止される。
さらに、固定ブラケット３３６及び第２固定部材３３８は、作動ギア３３０及びコントロールシャフト１を固定させ、固定ブラケット３３６は、コントロールシャフト１に固定されて同一に回転し、第２固定部材３３８によって作動ギア３３０と固定されて、セレクター作動手段３１０が作動する際に同一に回転する。
このようなシフト作動手段３２０の移動シャフト３２６の一端に、作動ギア３３０が回転自在に設けられることによって、セレクター作動手段３１０が作動する際に、作動ギア３３０が回転することができる。
また、セレクター作動手段３１０の連結ギア３１５は、作動ギア３３０より厚く形成されることによって、シフト作動手段３２０が作動する際に、作動ギア３３０が連結ギア３１５の歯の長手方向に移動することができる。
このとき、セレクター作動手段３１０及びシフト作動手段３２０は位置センサー３１６、３２８をさらに備え、それぞれの回転数を測定し、その測定値を制御部１００に伝送することによってリアルタイムでコントロールシャフト作動手段３００を制御することができる。
一方、位置センサー３１６、３２８は、可変抵抗式ＴＰＳとして備えられて、その測定値をＥＣＵに伝送し、ＥＣＵに伝送された測定値は制御部１００に伝送されてコントロールシャフト作動手段３００を制御することができる。
このような位置センサー３１６、３２８は、公転状態、加速状態、減速状態、全負荷状態などを測定してＥＣＵに伝送することができるものであって、制御部１００に伝送されてコントロールシャフト作動手段３００をさらに容易に制御することができる。
このようなクラッチ作動手段２００、コントロールシャフト作動手段３００及びそれを制御する制御部１００によってクラッチレバーとコントロールシャフト１を順次に作動させることで、手動変速ギア部のギアを自動的に変速させることができる。
【符号の説明】
【０００８】
１  コントロールシャフト
８  クラッチレバー
１００  制御部
２００、２００’  クラッチ作動手段
２１０  フレーム
２２０  ウォーム
２３０  ウォームギア
２４０  ピニオンギア
２５０  ラックギア
２６０  低速センサー
２７０  位置センサー
３００、３００’  コントロールシャフト作動手段
３１０  セレクター作動手段
３２０  シフト作動手段
３１１、３２１  固定ブロック
３１２、３２２  ウォーム
３１３、３２３  駆動モーター
３１４、３２４  ウォームギア
３１５  連結ギア
３１６、３２８  位置センサー
３２５  ピニオンギア
３２６  移動シャフト
３３０  作動ギア
【図１】
0005578340.tif 000002
【図２】
0005578340.tif 000003
【図３】
0005578340.tif 000004
【図４】
0005578340.tif 000005
【図５】
0005578340.tif 000006
【図６】
0005578340.tif 000007
【図７】
0005578340.tif 000008