(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから伝達する動力を断続する自動クラッチを有し、手動にてシフトレバーをセレクト方向とシフト方向とに操作して、目標変速段に変速できる複数の変速段を有する歯車変速機において、
前記シフトレバーの上端に設けられたフロント側接点，リヤ側接点及びアース側接点とからなるシフトノブスイッチと、
前記フロント側接点及びリヤ側接点の外側であって前記シフトレバーの上端から突出されるとともに前記シフトレバーのノブの内側に当接状に配置された一対の板バネと、
前記シフトレバーまたは該シフトレバーと連結するシフトロッドに設けられた前記シフト方向のストローク値と方向とを検知するシフトストロークセンサと、を備え、
前記シフトノブスイッチは、前記シフトレバーが中立位置の時には前記フロント側接点及び前記リヤ側接点が前記アース側接点とは接触せずに作動しないよう構成され、前記シフトレバーのノブに自動車の進行方向またはその反対方向への設定値以上の操作力が加えられて前記板バネが変形することで作動するように構成されており、
シフト方向両端部にある現行変速段のギヤ締結位置からギヤ開放方向へ作用する前記シフトレバーのノブ上操作力が前記設定値以上の操作力になって、前記板バネが変形し、前記フロント側接点または前記リヤ側接点が前記アース側接点と接触すると前記ノブスイッチから電子制御装置にシフト信号が入力され、該電子制御装置は前記自動クラッチに遮断信号を出力し、続いて、前記シフトレバーをギヤ解放方向に中立位置まで動かしても、他の制御に優先して、前記自動クラッチに遮断信号を維持するように出力し、さらに、前記シフトレバーが、中立位置から両端部にある目標変速段ギヤ締結位置に到達したことが、前記シフトストロークセンサによって検出されると、電子制御装置は他の制御に優先して、前記自動クラッチに接続信号を出力するように制御することを特徴とする歯車式変速機の自動クラッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動車用手動歯車式変速機のクラッチの断続を自動化した自動クラッチ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、手動式の歯車式変速機は図４のシフトパターン図で示すように、前進５段，後退１段で、第１速と第２速、第３速と第４速、第５速と後退の３列のシフトラインと、シフトラインの組み合わせの中立を結んだセレクトラインを有している。
また、自動車のエンジンの動力を歯車式変速機に伝達し、かつ動力を遮断できる自動クラッチとして電磁パウダクラッチが使用されており、自動車の運転席に設けられた手動のシフトレバーにはノブスイッチが設けられて、ノブを握ることによって電磁パウダクラッチが遮断され、ノブを離すことによって電磁パウダクラッチが接続するように構成されたものが存在する。
このような従来の歯車式変速機の自動クラッチ装置において、自動車の走行中に、例えば第４速から第５速に手動にてギヤシフトする時に、シフトレバーのノブを握ると自動クラッチは遮断され、その後、シフトレバーは第４速ギヤを解放してシフトラインを図４の左方向に中立まで動き、次にセレクトラインを上方向に動いて第５速のシフトラインを選択し、続いて中立からシフトラインを左方向に動いて第５速ギヤに同期し、締結した瞬間にシフトレバーのノブを離すと自動クラッチが接続されて、第５速で走行できるように構成されていた。
しかし、このような従来構造にあっては、例えば第４速で自動車が走行中に、他の変速段に変速する意志のないままにシフトレバーのノブを握った場合に、自動クラッチが遮断されてエンジンが異常に噴き上がったり、シフトレバーのノブを握ったり離したりする操作を繰り返した場合には、自動クラッチは断続を繰り返してしまうという問題点があり、また、第５速ギヤに同期し締結した瞬間にシフトレバーのノブを離す動作は運転者の感覚に頼っていたため、ノブを離すのが早くクラッチを接続するタイミングが早いと第５速のギヤの締結が不確実になり、逆に遅いと自動車の速度が落ちるので円滑なトルク伝達ができないという問題点があった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、走行中に変速の意志のないままにシフトレバーのノブに触った場合等に自動クラッチが無闇に遮断されることがなく、しかも良好な変速操作が行われて自動車を円滑に走行させることのできる歯車式変速機の自動クラッチ装置を提供せんことを目的とし、その要旨は、エンジンから伝達する動力を断続する自動クラッチを有し、手動にてシフトレバーをセレクト方向とシフト方向とに操作して、目標変速段に変速できる複数の変速段を有する歯車変速機において、前記シフトレバーの上端に設けられたフロント側接点，リヤ側接点及びアース側接点とからなるシフトノブスイッチと、前記フロント側接点及びリヤ側接点の外側であって前記シフトレバーの上端から突出されるとともに前記シフトレバーのノブの内側に当接状に配置された一対の板バネと、前記シフトレバーまたは該シフトレバーと連結するシフトロッドに設けられた前記シフト方向のストローク値と方向とを検知するシフトストロークセンサと、を備え、前記シフトノブスイッチは、前記シフトレバーが中立位置の時には前記フロント側接点及び前記リヤ側接点が前記アース側接点とは接触せずに作動しないよう構成され、前記シフトレバーのノブに自動車の進行方向またはその反対方向への設定値以上の操作力が加えられて前記板バネが変形することで作動するように構成されており、シフト方向両端部にある現行変速段のギヤ締結位置からギヤ開放方向へ作用する前記シフトレバーのノブ上操作力が前記設定値以上の操作力になって、前記板バネが変形し、前記フロント側接点または前記リヤ側接点が前記アース側接点と接触すると前記ノブスイッチから電子制御装置にシフト信号が入力され、該電子制御装置は前記自動クラッチに遮断信号を出力し、続いて、前記シフトレバーをギヤ解放方向に中立位置まで動かしても、他の制御に優先して、前記自動クラッチに遮断信号を維持するように出力し、さらに、前記シフトレバーが、中立位置から両端部にある目標変速段ギヤ締結位置に到達したことが、前記シフトストロークセンサによって検出されると、電子制御装置は他の制御に優先して、前記自動クラッチに接続信号を出力するように制御することである。
【０００４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
先ず、図１において、自動車の各部のブロック図を示し説明すると、自動車のエンジン１の動力は、クラッチ２，歯車式変速機４を経て図示しない最終減速機を介して駆動輪へ伝達されるように構成されており、クラッチ２が摩擦クラッチで構成されている場合には、この摩擦クラッチ２を自動で断続するために、モーター等で駆動するクラッチアクチュエータ３が設けられるものであるが、クラッチ２が電磁パウダクラッチである場合にはクラッチアクチュエータ３は必要でなく、電子制御装置８から供給される励磁電流によって結合されるパウダを介して電磁パウダクラッチ２は断続制御することができ、また、励磁電流に対応した大きさのトルクを伝達することができるものとなる。
【０００５】
また、歯車式変速機４には、シフトレバー５の操作により、第１速から第５速の５種類の前進ギヤ段、及び後退ギヤ段のうちの所望のギヤ段が選択されるように変速ギヤ４ａが内蔵され、また、同期装置４ｂが内蔵されているとともに、ギヤ段を切り替えるための、シフトフォークが取り付けられたシフトロッド等により構成されるギヤシフト機構４ｃが設けられている。
例えば図４に示すように、それぞれ図示しないシフトフォークが取り付けられた３本のシフトロッド１０ａ，１０ｂ，１０ｃが互いに平行に設けられて、シフトレバー５のセレクト方向への操作により、これら３本のシフトロッド１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうちの１本が選択されるとともに、シフトレバー５のシフト方向への操作により、選択されたシフトロッドが軸方向に移動されて、所望のギヤ段に締結されるように構成されている。
【０００６】
また、シフトレバー５には、一定の操作力以上にて作動し、操作力が設定値以上になるとＯＮとなり、設定値以下になるとＯＦＦになるノブスイッチ６が設けられている。さらに、歯車式変速機のシフトロッドのシフト方向のストローク値と方向を検知するシフトストロークセンサ７が設けられ、このシフトストロークセンサ７の検知信号及び前記ノブスイッチ６の検知信号が電子制御装置８に入力されており、電子制御装置８は、内部に予め記憶されているギヤポジションデータと比較して歯車式変速機のギヤの現在位置を判断でき、また、変速状態を認識できるように構成されており、また、電子制御装置８から電磁パウダクラッチ２へ断続信号が出力されるように構成されている。
【０００７】
図２は、シフトレバーの断面構成図であり、また図３は、図２のＡ−Ａ線断面構成図を示すものである。
図において、図示しない歯車式変速機４のギヤ段の切替えを行うシフトロッド１０には、先端にピン１２を介してシフトロッドブロック１１が固定されており、このシフトロッドブロック１１は、シフトレバーサポートブラケット１３とシフトストロークセンササポートブラケット２４間の空間内に配設され、シフトロッド１０はシフトレバーサポートブラケット１３の軸受部１３ａに挿通されて、このシフトレバーサポートブラケット１３とシフトロッド１０はそれぞれ回転方向及び軸方向に移動可能に構成されたものとなっており、前記シフトロッドブロック１１から上方へシフトレバー５が立設され、シフトレバー５の下端側の球面状に形成されたシフトレバー作用部５ａがシフトロッドブロック１１に連結されたものとなり、また、その上方の球面状のシフトレバー支点部５ｂがシフトレバーサポートブラケット１３に当接されたものとなっている。
【０００８】
なお、シフトレバーサポートブラケット１３の上面側にはブーツ１４が覆設されている。シフトレバー５の上端には、樹脂製部材１５が軸１６により所定角度だけ回動可能に設けられており、この樹脂製部材１５の固定部１５ａには、軸１６を間にして所定間隔で相対向するようにフロント側接点１９及びリヤ側接点２０が設けられており、固定部１５ａから上方へ突出する突出部１５ｂには、フロント側接点１９及びリヤ側接点２０と対向するアース側接点２１が設けられ、このアース側接点２１はリード線２１ａを介して電子制御装置８に接続されたものとなっており、また、フロント側接点１９はリード線１９ａを介し、またリヤ側接点２０はリード線２０ａを介しそれぞれ電子制御装置８に接続されたものとなっている。
【０００９】
また、軸１６の両端はかしめられて補強部材１８ａに連結されており、この補強部材１８ａの外周には樹脂製のシフトノブ１８が配設され、さらに補強部材１８ａの内側の、フロント側接点１９及びリヤ側接点２０の外側に、シフトレバー５の上端から突出された板バネ２２，２３が補強部材１８ａの内周に当接状に配置されており、この一対の板バネ２２，２３はシフト方向に配設されて、本例では自動車の進行方向に向かって前後にそれぞれ配設されたものとなっており、一定以上の操作力がシフトノブ１８に加わった場合に、この板バネ２２，２３が変形してシフトノブスイッチ６が作動するように構成されている。
【００１０】
即ち、シフトノブスイッチ６は、フロント側接点１９及びリヤ側接点２０とアース側接点２１で構成されており、シフトノブ１８に自動車の進行方向への一定の操作力が加えられると、シフトノブ１８が軸１６回りに回転して、フロント側接点１９とアース側接点２１が互いに接触させられることにより、リード線１９ａ，２１ａを介して電子制御装置８に、シフトノブ１８に第１速，第３速，第５速側への操作力が加えられていることを示すシフト信号が伝達される。また、シフトノブ１８に自動車の進行方向と反対方向に操作力が加えられると、シフトノブが後方側に回転して、リヤ側接点２０とアース側接点２１とが互いに接触させられることにより、リード線２０ａ，２１ａを介して電子制御装置８に、シフトノブ１８に第２速，第４速，或いは後退側への操作力が加えられていることを示すシフト信号が伝達されるように構成されている。
【００１１】
なお、本例では、シフトストロークセンササポートブラケット２４の外側にシフトストロークセンサ７が取り付けられており、シフトストロークセンサ７から突出したロッド２６の先端部２６ａが、シフトロッド１０の先端面に当接配置され、ロッド２６の外周にはリターンスプリング２７が設けられている。即ち、ロッド２６はシフトロッド１０の先端に同軸状に配置されて、シフトロッド１０の軸方向の動きに連動して、即ちシフト方向の動きに連動するように配置されており、シフトロッド１０のストローク値とその方向を検知して検知信号を電子制御装置８に出力するように構成されており、電子制御装置８は、予め内部に記憶されたギヤポジションデータと比較して、歯車式変速機４におけるギヤの現在位置が、第１速、第３速、第５速のギヤ締結位置か、或いは第２速、第４速、後退のギヤ締結位置か、或いは中間部の中間位置かを判断できるように構成されている。
【００１２】
次に、電子制御装置８で実行される制御内容を図５のフローチャートに基づいて説明すると、自動車が現行変速段で走行中に、シフトレバー５のシフトノブ１８に手を掛けてシフトレバーの操作を開始する場合、一定の操作力以上の力がシフトノブ１８に掛かると、ノブスイッチ６がＯＮ状態となり、これを検知して電子制御装置８は電磁パウダクラッチ２に対しクラッチ遮断信号を出力し、電磁パウダクラッチ２が遮断され、これによりシフトレバー５で歯車式変速機４の現行変速段を解除して、手動でシフトレバー５を目標変速段に締結させることができ、シフトストロークセンサ７により目標変速段に締結が完了したことが検知されると、電子制御装置８は、クラッチ遮断信号を解除してクラッチ接続信号を電磁パウダクラッチ２へ出力し、これにより電磁パウダクラッチ２が接続されて自動車は目標変速段で走行することができる。
【００１３】
なお、本例では、シフトレバー５の操作時に誤ってノブ１８から手を離しても、クラッチ２は遮断されたままの状態に維持されるように構成されている。
具体的に更に説明を加えると、例えば第４速で自動車が走行中に、運転者が第５速に変速する意志を持って、シフトレバー５のシフトノブ１８をシフトラインの解放方向へ操作すると、シフトノブ１８に一定以上の操作力が作用してシフトノブ１８内に内蔵された板バネ２２，２３が変形してノブスイッチ６がＯＮとなり、ノブスイッチ６からの信号を受けて電子制御装置８は電磁パウダクラッチ２に遮断信号を出力して電磁パウダクラッチ２が遮断され、同時にシフトストロークセンサ７は第４速ギヤ締結位置から解放位置に動いていることを発信して、電子制御装置８はクラッチ遮断信号を維持するように出力するのである。
【００１４】
その後、シフトレバー５はシフトラインを解放方向に動いて第４速ギヤを解放して中立位置に到達し、さらにシフトレバー５はセレクトラインを動いて第５速のシフトラインを選択し、続いて中立から第５速のシフトラインを締結方向に動いて第５速に同期し締結させる。この第５速のギヤ締結完了位置をシフトストロークセンサ７からの信号で電子制御装置８が正確に判断し、直ちに励磁電流を出力して電磁パウダクラッチ２を接続するので、自動車は第５速ギヤで円滑に走行ができるものとなる。
【００１５】
また、第４速で走行中に変速する意志のないままにシフトノブ１８をシフトラインの解放方向や締結方向に触っただけの場合には、一定の操作力以下であるため、シフトノブ１８に内蔵された板バネ２２，２３は完全に変形せず、ノブスイッチ６はＯＦＦの状態を維持して、電磁パウダクラッチ２は締結されたままで自動車は正常に走行を続けることができるものとなる。
【００１６】
なお、本例では、シフトストロークセンサ７をシフトロッド１０の先端部に設けたものを例示したが、シフトストロークセンサ７を図２の矢印Ｐで示す部位に設けて、シフトレバー５の変形やシフト機構連結部の遊びを含むストロークを検知するように構成しても良い。
なお、自動クラッチ２は電磁パウダクラッチが使用される場合を例示したが、摩擦クラッチをモーター等の駆動源を利用したクラッチアクチュエータにて断続する構成としても良い。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、エンジンから伝達する動力を断続する自動クラッチを有し、手動にてシフトレバーをセレクト方向とシフト方向とに操作して、目標変速段に変速できる複数の変速段を有する歯車変速機において、前記シフトレバーの上端に設けられたフロント側接点，リヤ側接点及びアース側接点とからなるシフトノブスイッチと、前記フロント側接点及びリヤ側接点の外側であって前記シフトレバーの上端から突出されるとともに前記シフトレバーのノブの内側に当接状に配置された一対の板バネと、前記シフトレバーまたは該シフトレバーと連結するシフトロッドに設けられた前記シフト方向のストローク値と方向とを検知するシフトストロークセンサと、を備え、前記シフトノブスイッチは、前記シフトレバーが中立位置の時には前記フロント側接点及び前記リヤ側接点が前記アース側接点とは接触せずに作動しないよう構成され、前記シフトレバーのノブに自動車の進行方向またはその反対方向への設定値以上の操作力が加えられて前記板バネが変形することで作動するように構成されており、シフト方向両端部にある現行変速段のギヤ締結位置からギヤ開放方向へ作用する前記シフトレバーのノブ上操作力が前記設定値以上の操作力になって、前記板バネが変形し、前記フロント側接点または前記リヤ側接点が前記アース側接点と接触すると前記ノブスイッチから電子制御装置にシフト信号が入力され、該電子制御装置は前記自動クラッチに遮断信号を出力し、続いて、前記シフトレバーをギヤ解放方向に中立位置まで動かしても、他の制御に優先して、前記自動クラッチに遮断信号を維持するように出力し、さらに、前記シフトレバーが、中立位置から両端部にある目標変速段ギヤ締結位置に到達したことが、前記シフトストロークセンサによって検出されると、電子制御装置は他の制御に優先して、前記自動クラッチに接続信号を出力するように制御することとしたため、変速する意志がないままギヤの締結位置にてシフトレバーのノブに触れた場合には自動クラッチの接続が維持され、変速の意志を持ってシフトレバーのノブを一定の操作力以上にてギヤの締結位置から解放位置に操作した場合には、ノブスイッチが作動して他の制御に優先して自動クラッチの遮断が実行されることとなる。また、シフトレバーがギヤの解放位置から目標変速段のギヤ締結位置に到達すると、シフトストロークセンサからの信号により電子制御装置は直ちにノブスイッチからのクラッチ遮断信号を解除し、優先して自動クラッチに接続信号を出力するので、自動車を円滑に走行させることができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  自動車各部のブロック図である。
【図２】  シフト機構にシフトノブスイッチとシフトストロークセンサを設けた断面構成図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】  歯車式変速機のシフトパターン図である。
【図５】  制御のフローチャート図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  自動クラッチ（電磁パウダクラッチ）
４  歯車式変速機
５  シフトレバー
５ａ  シフトレバー作用部
５ｂ  シフトレバー支点部
６  ノブスイッチ
７  シフトストロークセンサ
８  電子制御装置
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ  シフトロッド
１１  シフトロッドブロック
１２  ピン
１３  シフトレバーサポートブラケット
１４  ブーツ
１５  樹脂製部材
１５ａ  固定部
１５ｂ  突出部
１６  軸
１８  シフトノブ
１８ａ  補強部材
１９  フロント側接点
１９ａ  フロント側リード線
２０  リヤ側接点
２０ａ  リヤ側リード線
２１  アース側接点
２１ａ  リード線
２２  フロント側板バネ
２３  リヤ側板バネ
２４  シフトストロークセンササポートブラケット
２６  ロッド
２６ａ  先端部
２７  リターンスプリング
【図１】
0003682640.tif 000002
【図２】
0003682640.tif 000003
【図３】
0003682640.tif 000004
【図４】
0003682640.tif 000005
【図５】
0003682640.tif 000006