(57)【要約】【課題】シフト及びセレクト操作のスピードを調整して、変速時のギヤ入れショックを小さくし、変速時間を短くして変速フィーリングの向上を図った機械式自動変速機の変速装置の提供を目的とする。【解決手段】機械式自動変速機の変速装置であって、変速指示を行うチェンジレバーユニット７と、変速操作を行うギヤシフトユニット５と、チェンジレバーユニット７からの変速指示信号に基づいて変速操作を制御するＦＣＴＭＥＣＵ１１と、ＦＣＴＭＥＣＵ１１からの制御信号に基づいて、ギヤシフトユニット５を作動させるドライブユニット８と、を備え、ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、ギヤシフトユニット５のシフトストローク量に基づいて、ドライブユニット８からギヤシフトユニット５の変速操作駆動モータへの出力電流を変化させることを特徴とする。【選択図】図２
2015001263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関にクラッチ装置を介して接続された機械式自動変速機の変速装置であって、
前記機械式自動変速機の変速を行うための変速指示信号を送信するチェンジレバーユニットと、
前記機械式自動変速機に装着され、変速操作駆動モータによって変速操作を行うギヤシフトユニットと、
前記チェンジレバーユニットからの変速指示信号に基づいて変速操作を制御する制御ユニットと、
前記制御ユニットからの制御信号に基づいて、前記ギヤシフトユニットの前記変速操作駆動モータを作動させて、変速させるドライブユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記ギヤシフトユニットのシフトストローク量に基づいて、前記ドライブユニットから前記ギヤシフトユニットの変速操作駆動モータへの出力電流を変化させることを特徴とする機械式自動変速機の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械式自動変速機の変速操作を行うギヤシフトユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の変速機として、マニュアル車と同様な変速ギヤ機構及びクラッチ機構と、変速ギヤを駆動するアクチュエータ（ギヤシフトユニット）及びクラッチ機構を駆動するクラッチアクチュエータ（別称、クラッチブースタ）と、これらのアクチュエータを制御する制御ユニット（ＥＣＵ）とを備えた機械式自動変速機が開発されており、トラックやバス等の大型車を中心に採用されている。
【０００３】
関連する先行技術として特許文献１が開示されている。
特許文献１によると、変速機の上部に、シフト用のエアーシリンダとセレクト用のエアーシリンダとが配設されている。
夫々のエアーシリンダには電磁弁が連結されている。
電磁弁は、エアータンクにエアー供給管を介して接続されると共に、また、制御ユニットと電気的に接続されている。
そして、運転室のチェンジレバー操作によってシフト及びセレクト信号が制御ユニットに入力される。
制御ユニットからの出力信号により電磁弁が作動され、シフト用エアーシリンダとセレクト用エアーシリンダによりシフト及びセレクト動作がパワーアシストされ自動変速される。
【０００４】
そして、シフト及びセレクトエアーシリンダに接続しているエアー供給管には、エアー圧力を制御する圧力制御弁を備えている。
圧力制御弁は、温度センサにて変速機の油温を検出して、油音が設定温度以下の場合には供給するエアー圧を高くし、油温が設定温度以上の場合には、減圧するようになっている。
【０００５】
このような構造にすることにより、油温センサからの検出信号によって、変速機の潤滑油の油温が低い時にはエアーシリンダに供給するエアー圧を高め、大きなパワーアシスト力でシフト及びセレクト作動を行い、シンクロ機構にかかる大きな負荷（潤滑油の粘度が高い）に対応させ、油温上昇に伴い減圧して、小さなパワーアシスト力でシフト及びセレクト作動を行い、シンクロ機構に過大な負荷をかけることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−９８０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、シフト及びセレクトシリンダはエアー圧を調整しているため、供給するするエアー圧が高いと、変速時のギヤ入れショックが大きくなり、シンクロ機構の耐久性に不具合を生じ、エアー圧力を低減させると、変速時間が長くなり、車両のスピードが下がり、変速フィーリングが悪化する具合が生じる。
【０００８】
そこで、本発明はこのような不具合に鑑み成されたもので、シフト及びセレクト操作時のスピードを調整して、変速時のギヤ入れショックを小さくすると共に、変速時間を短くして変速フィーリングの向上を図った機械式自動変速機の変速装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はかかる目的を達成するもので、内燃機関にクラッチ装置を介して接続された機械式自動変速機の変速装置であって、
前記機械式自動変速機の変速を行うための変速指示信号を送信するチェンジレバーユニットと、
前記機械式自動変速機に装着され、変速操作駆動モータによって変速操作を行うギヤシフトユニットと、
前記チェンジレバーユニットからの変速指示信号に基づいて変速操作を制御する制御ユニットと、
前記制御ユニットからの制御信号に基づいて、前記ギヤシフトユニットの前記変速操作駆動モータを作動させて、変速させるドライブユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記ギヤシフトユニットのシフトストローク量に基づいて、前記ドライブユニットから前記ギヤシフトユニットの変速操作駆動モータへの出力電流を変化させることを特徴とする機械式自動変速機の変速装置を提供することができる。
【００１０】
かかる発明において、ギヤシフトユニットの変速操駆動モータへの電流量をギヤシフトユニットのシフトストロークのストローク位置に基づいて変化させることで、変速操作のシンクロ開始時のスピードを弛めて変速ショックを和らげると共に、シンクロ中の電圧（電流）を高めて、シンクロ作用を速めることで、変速時間を短縮して、車両の速度低下を防止すると共に、変速操作のフィーリングを改善することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シフト及びセレクト操作のスピードを調整して、変速時のギヤ入れショックを小さくし、変速時間を短くして変速フィーリングの向上を図ると共に、変速操作中における車両の減速抑制を図った機械式自動変速機の変速装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかる変速装置の模式的な概略構成図を示す。
【図２】（Ａ）はシフト操作位置と駆動電圧との関係図、（Ｂ）はセレクト位置と駆動電圧との関係図、（ｃ）はチェンジレバーユニットのシフトパターンを示す。
【図３】（Ａ）はシフトセンサの検出位置を表す電圧信号の一例図、（Ｂ）はセレクトセンサの検出位置を表す電圧信号の一例図を示す。
【図４】（Ａ）は本発明のギヤ入れショックの実測データ図、（Ｂ）は従来のギヤ入れショックの実測データ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１４】
本発明の一実施例としての機械式自動変速機（以後機械式変速機と称す）１０の変速装置について説明する。
機械式変速機１０は、車両に搭載された内燃機関（以後エンジンと称す）１の出力部後方に配設され、エンジン１の回転数を変換して車速を変化させる変速機本体３と、エンジン１と変速機本体３との間に介装され、エンジン１の動力を断接するクラッチ機構２と、変速機本体３の上部に装着され、変速機本体３の変速操作を行うギヤシフトユニット５と、エンジン１の運転制御を行うエンジン制御装置（以後、Ｅ／ＧＥＣＵと称す）１２と、変速機３の変速段の変速指示を行うための変速指示信号を発信するチェンジレバーユニット７と、エンジン１と変速機本体３との動力伝達を断接するクラッチ機構２を作動させるクラッチペダル６と、エンジン１の稼働状況、車両の速度、ギヤシフトユニット５の変速指示、及びクラッチペダル６の操作状況等の情報を得て、ギヤシフトユニット５の変速制御を行うフィンガコントロールトランスミッション制御ユニット（以後、ＦＣＴＭＥＣＵと称す）１１と、該ＦＣＴＭＥＣＵ１１とギヤシフトユニット５との間に介装され、ＦＣＴＭＥＣＵ１１の指示に基づいて電源（以後、バッテリと称す）４からの電力をギヤシフトユニット５に供給して、駆動モータを作動させるドライブユニット８と、を備えている。
【００１５】
ＦＣＴＭＥＣＵ１１には、シフト操作手段としてのチェンジレバーユニット７からの変速指示信号１１ｅと、車速センサ２１からの車速信号２１ａと、クラッチペダル６の踏込みがない場合にＯＮ信号を発信し、踏込みによりＯＦＦとなる第１クラッチスイッチ６１の信号１１ｆと、クラッチペダル６を踏込んだ場合にＯＮ信号を発信し、踏込みがない場合にはＯＦＦとなる第２クラッチスイッチ６２の信号１１ｇと、クラッチの回転数を検知するクラッチ回転数センサ２５によるクラッチ回転数信号２５ａと、エアータンク３１のエアー圧検知信号１１ｃ（メータクラスタ１３にエアータンク３１内のエアー圧のディスプレイがあり、そのディスプレイ１３ｂ表示の元データを共用している）と、機械式変速機１０のいずれかの装置に異常が発生した場合、マニュアルスイッチにて変速機本体３の変速を実施する非常時スイッチ１５からの非常時変速操作信号１１ｄと、ギヤシフトユニット５からのシフト及びセレクトストローク信号５ａと、エンジン１の稼働状況をＥ／ＧＥＣＵ１２からのＣＡＮ通信１２ａと、が入力される。
【００１６】
クラッチ機構２のエンジン１からの動力の断接操作は、クラッチペダル６の踏込み（断）、踏込み解除（接）によってコントロールされる。
クラッチ機構２の作動は、クラッチペダル６の踏込みによって発生する油圧が油圧配管６５を介してクラッチブースタ２３に圧送する。
クラッチブースタ２３は、クラッチペダル６からの油圧により、内蔵されたバルブを開き、エアータンク３１からの高圧エアーがエアーパイプ３１ｂを介して導入される。
導入された高圧エアーは、クラッチ機構２に連結したピストンを押圧して、クラッチ機構２を断状態に操作する。
クラッチペダル６の踏込みを解除すると、油圧が解除され、クラッチブースタ２３内の高圧エアーは、大気に排出され、クラッチは接状態に戻る。
【００１７】
ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、上述の入力信号に基づいて、ドライブユニット８に対し、ギヤシフトユニット５を作動させるための電流（電圧）制御を行う電源信号１１ｊと、シフト操作用のモータ駆動信号１１ｋ及び、セレクト操作用のモータ駆動信号１１ｐと、変速機本体３がニュートラル状態時にエンジン回転数を低下させるためのニュートラル信号１１ｍと、変速機本体３の変速段位置を運転席のメータクラスタ１３内に配置されたウォーニング及び変速段インジケータ１３ａに表示させるギヤ位置信号１１ｂ及びウォーニング信号１１ａ（パイロットランプ点灯）、ウォーニングブザー１６を吹鳴させるウォーニングブザー信号１１ｎと、ギヤシフトユニット５におけるシフト操作が終了したことをチェンジレバーユニット７のチェンジレバー７１に反力として作用させるためのチェンジレバー反力バルブ５１を開閉操作させるチェンジレバー反力信号１１ｈとを出力する。
【００１８】
Ｅ／ＧＥＣＵ１２には、運転者により車両走行速度をコントロールするアクセルペダル９の踏込み量に応じてアクセルセンサ９１からアクセル踏込み量信号１２ｃと、既述のニュートラル信号１１ｍと、エンジン回転数センサ１４からのエンジン回転数信号１４ａと、ＣＡＮ通信１２ａによるＦＣＴＭＥＣＵ１１の制御状況等が入力される。
Ｅ／ＧＥＣＵ１２は、上述の入力信号に基づいてエンジン１の運転を制御する。
【００１９】
ＦＣＴＭＥＣＵ１１が出力した電源信号１１ｊ及びモータ駆動信号１１ｋ及び１１ｐは、ドライブユニット８に入力される。
ドライブユニット８は、電源であるバッテリ４に接続されており、Ｅ／ＧＥＣＵ１２からの電源信号１１ｊ及びモータ駆動信号１１ｋ及び１１ｐに基づいてギヤシフトユニット５の変速操作駆動モータ（図示省略）に電圧を印加する。
【００２０】
図２及び図３に基づいて、ＦＣＴＭＥＣＵ１１とドライブユニット８とによるギヤシフトユニット７の作動方法について説明する。
図２（Ａ）は、ギヤシフトユニット７からのシフト及びセレクトストローク信号５ａに基づいて、シフト操作時のシフト位置変化とギヤシフト位置における電圧変化の関係図を示し、図２（Ｂ）は、セレクト操作時のセレクト位置における電圧変化の関係図の一例を示す。
図３（Ａ）は、シフトセンサが出力する各変速段における電圧の一例を示し、図３（Ｂ）は、セレクトセンサが出力する各変速段に対応したセレクト位置における電圧の一例を示す。
【００２１】
図３（Ａ）は、図２（Ｃ）に示すチェンジレバー７１のシフトパターンにおいて、シフトレバー７１がセレクトラインに位置している場合、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３及びＮ４の場合はＰ２の電圧、シフトされた変速段が１ｓｔ、３ｒｄ及び５ｔｈの場合はＰ１の電圧、シフトされた変速段がＲｅｖ、２ｎｄ、４ｔｈ及び６ｔｈの場合はＰ３の電圧が夫々シフトセンサから発信される。
また、図３（Ｂ）において、セレクトされた位置が、Ｒｅｖ−１ｓｔ間（Ｎ１）の場合は電圧Ｖ１、２ｎｄ−３ｒｄ間（Ｎ２）の場合は電圧Ｖ２、４ｔｈ−５ｔｈ間（Ｎ３）の場合は電圧Ｖ３及び６ｔｈ（Ｎ４）の場合は電圧Ｖ４が夫々発信されるようになっている。
【００２２】
車両走行中に、チェンジレバーユニット７の操作レバー７１が３速から４速に操作された場合について説明する。
図３（Ａ）に示すように、ギヤシフトユニット５のギヤシフトセンサ（図示省略）からギヤ段３速を示す電圧Ｐ１がＦＣＴＭＥＣＵ１１に記憶されている。
ギヤシフトユニット５はＦ範囲において、変速機本体３の変速段を３ｒｄに維持している。
操作レバー７１の操作により、変速機本体３の変速段を３速から４速へ変速させるための変速指示信号１１ｄがＦＣＴＭＥＣＵ１１に入力される。
図２（Ａ）に示すようにＦＣＴＭＥＣＵ１１は４速に変速するために、Ｇ範囲において、３ｒｄからギヤ抜きをして、ニュートラル位置（以後、Ｎ位置と称す）のＮ２位置に操作するようにドライブユニット８に対してシフト用の変速操作駆動モータに電圧を印加するモータ駆動信号１１ｋと、電源信号１１ｊの指令を発信する。
【００２３】
ドライブユニット８は、バッテリ４の電源をギヤシフトユニット５の変速操作駆動モータに印加する。
この際、３速からギヤ段を抜く操作なので、電圧（電流）の方向は逆転方向に印加され、変速操作駆動モータは逆転して、Ｎ２位置に操作される。
変速機本体３（ギヤシフトユニット５）がＮ２位置に操作されると、図２（Ｂ）に示すように、ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、ドライブユニット８に対しセレクト用の変速操作駆動モータに電圧を印加するモータ駆動信号１１ｐと、電源信号１１ｊの指令を発信して、セレクト操作を実施させる。
セレクトセンサの出力は、セレクトの４ｔｈ−５ｔｈのＮ３位置になるまで、即ち、図３（Ｂ）に示すＶ３電圧になるまでセレクト用の変速操作駆動モータを作動させる。（Ｈ範囲）
【００２４】
ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、セレクトセンサからの電圧がＶ３になると、セレクト位置は４ｔｈ−５ｔｈのＮ３位置と判断する。
次に、ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、ドライブユニット８に対し、Ｉ範囲にてギヤシフトユニット５のシフト用の変速操作駆動モータに印加するモータ駆動信号１１ｋと、電源信号１１ｊの指令を発信する。
この時、シフト用の変速操作駆動モータは、４ｔｈへのシフト操作なので正転駆動する。
Ｉ範囲において、ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、ドライブユニット８に対し、変速機本体３のシンクロ機構（図示省略）が作動を開始する位置までは低電圧（低電流）を流し、シンクロ機構が作動を開始すると、電圧（電流）を増加させて、変速操作を速く達成させるように制御信号を発信する。
シフトセンサの電圧がＰ３になるまで変速操作駆動モータが作動して、シフトセンサの電圧がＰ３になると、ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、変速段４ｔｈに変速されたと判断する。
尚、シンクロ機構の作動開始時期は、クラッチ機構２の変速機本体３側の回転数に降下が停止して、上昇し始めた時期を、クラッチ機構２に配設されたクラッチ回転数センサ２５から発信されるクラッチ回転数（Ｃ／Ｌｒｐｍ）信号２５ａによって検知する。
【００２５】
また、本実施形態では、４ｔｈの規定シフトストローク量に到達した後、ギヤの噛合いを確実にするためΔｔの時間だけシフト用の変速操作駆動モータに印加して作動するようにしてある。
その後、変速機本体３の変速段は、４ｔｈが維持された状態になる。（Ｊ範囲）
尚、Δｔの時間については、４ｔｈのみではなく、総ての変速段においても、同様に設けてある。
【００２６】
このように、シンクロ機構（図示省略）が作動を開始する位置までは低電圧を流すことにより、シンクロ機構のシンクロナイザリング（図示省略）が４ｔｈ側のシンクロコーン（図示省略）に接触する際の衝撃を抑制することにより、変速ショックによるドライバの変速フィーリングを改善できると共に、シンクロ機構の耐久性向上（保護）に継げることができる。
更に、シンクロ機構作動開始後、電圧（電流）を増加させて、変速操作を速く達成させるようにすることで、変速時間が短くなり、車両の走行速度の低下量を抑制することができる。
【００２７】
図４（Ａ）は、本発明のギヤ入れショックの実測データ図、（Ｂ）は従来の圧縮空気によるギヤ入れショックの実測データ図を示す。
図４（Ａ）によると、Ａ範囲において、エンジン回転数及びクラッチの回転数は、変速操作のためアクセルペダル９の踏込み操作を解除すると、車両側の慣性走行によりクラッチが断状態になるまで、エンジン１が車両側から回されて回転数が一時的に上昇する。
クラッチが断状態になると、Ｂ範囲において３ｒｄからギヤ抜きを行うと共に、セレクト操作が行われるが、エンジン１とクラッチの回転数は慣性力によって略同じ回転数にて回転する。
【００２８】
Ｃ範囲において、シフト用の変速操作駆動モータが駆動して、シンクロ機構の作動が開始されると、クラッチ回転数は急激に低下していく。
この時、ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、ドライブユニット８に対してシンクロ機構の作動が開始前までは、低電圧を印加して、シフト用の変速操作駆動モータの回転を低速にして、シンクロ機構のシンクロナイザリングが４ｔｈ側のシンクロコーンに接触する際の衝撃を抑制する。
その後、ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、シンクロ機構の作動が開始すると、規定の電圧まで急激に上昇させて、変速機本体３の変速時間を短縮させる。［図２（Ａ）のＩ範囲に相当する］
Ｄ範囲において、ＦＣＴＭＥＣＵ１１は、ドライブユニット５に対して、シフト用の変速操作駆動モータの駆動信号を発し、変速が実施される。
Ｅ範囲にて、クラッチペダル６の踏込みを徐々に解除して、クラッチを接続する。
【００２９】
図４（Ａ）は本発明のギヤ入れショックの実測データ図、（Ｂ）は従来のギヤ入れショックの実測データ図を示している。
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、Ｂ〜Ｄの範囲において、ギヤ入れショック（シンクロ作動時）の加速度は、本実施形態の場合の値α１、従来のエアー圧によるギヤシフトユニットの場合の値α２となっており、本実施形態では、従来に対し半減していることが確認できた。
【００３０】
このようにすることで、ギヤシフトユニットの変速操駆動モータへの電流量をギヤシフトユニットのシフトストロークのストローク位置に基づいて変化させることで、変速操作のシンクロ開始時のスピードを弛めて変速ショックを和らげると共に、シンクロ中の電圧（電流）を高めて、シンクロ作用を速めることで、変速時間を短縮して、車両の速度低下を防止すると共に、変速操作のフィーリングを改善した機械式自動変速機の変速装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
機械式自動変速機の変速操作を行うギヤシフトユニットで行う機械式自動変速機の変速装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１      エンジン（内燃機関）
２      クラッチ機構
３      変速機本体
５      ギヤシフトユニット
６      クラッチペダル
７      チェンジレバーユニット
８      ドライブユニット
９      アクセルペダル
１０    機械式変速機（機械式自動変速機）
１１    フィンガコントロールトランスミッション制御ユニット（制御ユニット）
１２    エンジンコントロールユニット
【図１】
2015001263.tif 000003
【図２】
2015001263.tif 000004
【図３】
2015001263.tif 000005
【図４】
2015001263.tif 000006