(57)【要約】【課題】変速操作を容易にすることにより、扱い易い手動変速機を提供する。【解決手段】エンジンと入力軸１２との間には入力軸１２に動力を伝達する締結状態と遮断する解放状態とに切り換えられる入力クラッチ１５が設けられ、この入力クラッチ１５を締結状態と解放状態とに切り換えるクラッチアクチュエータ５１が入力クラッチ１５に組み付けられる。クラッチペダル５４には操作状況を検出するストロークセンサ５５が組み付けられる。クラッチ制御ユニット５３は、ストロークセンサ５５からの操作信号に基づきクラッチアクチュエータ５１に対して作動信号を出力する。これにより、入力クラッチ１５の機械的構造に捕らわれることなく、入力クラッチ１５の切り換えに必要なクラッチペダル５４の踏み込みストロークや踏力を自在に設定することができる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動歯車を備える入力軸と、前記駆動歯車に噛み合って複数の変速段を形成する複数の従動歯車を備える出力軸と、前記変速段のいずれかを動力伝達状態に切り換える切換機構とを有する手動変速機であって、
エンジンと前記入力軸との間に設けられ、前記入力軸に動力を伝達する締結状態と遮断する解放状態とに切り換えられる入力クラッチと、
前記入力クラッチに組み付けられ、前記入力クラッチを締結状態と解放状態とに切り換えるクラッチアクチュエータと、
運転手によるクラッチペダルの操作状況を検出するクラッチ操作検出手段と、
前記クラッチ操作検出手段から入力される操作信号に基づいて、前記クラッチアクチュエータに作動信号を出力するクラッチ制御手段とを有することを特徴とする手動変速機。
【請求項２】
請求項１記載の手動変速機において、前記クラッチアクチュエータは電動であることを特徴とする手動変速機。
【請求項３】
請求項１または２記載の手動変速機において、前記クラッチ制御手段は車両状態に基づいて前記クラッチアクチュエータの作動速度を制限することを特徴とする手動変速機。
【請求項４】
請求項３記載の手動変速機において、前記クラッチ制御手段は、エンジン回転数、走行速度または変速段に基づいて前記車両状態を判定することを特徴とする手動変速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載される手動変速機に関し、特に、入力クラッチの操作性を向上するために適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される手動変速機は、エンジンに駆動される入力軸と、これに平行となって駆動輪に連結される出力軸とを備えており、入力軸の駆動歯車と出力軸の従動歯車とはそれぞれに噛み合って複数の変速歯車列つまり変速段を形成する。このような手動変速機は、変速段のいずれかを動力伝達状態に切り換えるシンクロメッシュ機構と、入力軸に対するエンジン動力の伝達と遮断とを切り換える入力クラッチとを備えており、シンクロメッシュ機構はシフトレバーを介して手動操作され、入力クラッチはクラッチペダルを踏み込むことによって操作される（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この入力クラッチは、エンジンのフライホイールに組み付けられるクラッチカバーと、入力軸にスプラインを介して軸方向に摺動自在に組み付けられるクラッチディスクとを備えている。クラッチカバーはフライホイールにボルトを介して締結されるカバー本体を備えており、このカバー本体内にはプレッシャプレートとダイヤフラム型のクラッチスプリングとが収容されている。クラッチスプリングに付勢されるプレッシャプレートをクラッチディスクに押し付けることにより、クラッチディスクをフライホイールとプレッシャプレートとの間に挟み込むことができ、入力クラッチは締結状態に切り換えられる。
【０００４】
また、入力クラッチを解放状態に切り換えるため、クラッチスプリングの中央部に対面してレリーズベアリングが移動自在に設けられており、ミッションケースにはレリーズベアリングを一端に把持するレリーズフォークが揺動自在に設けられている。このレリーズフォークの他端はミッションケースから突出するようになっており、この突出した端部を押し動かすオペレーティングシリンダがミッションケースに取り付けられる。車室内のクラッチペダルにはマスターシリンダが組み付けられており、クラッチペダルを踏み込むことによってオペレーティングシリンダに油圧を供給することができる。油圧によってオペレーティングシリンダを駆動することにより、レリーズベアリングを介してクラッチスプリングを変形させることができ、入力クラッチは解放状態に切り換えられる。
【０００５】
このような手動変速機は、歯車の噛み合いによってエンジン動力を駆動輪に伝達するとともに、変速操作を行う際にもオイルポンプからの油圧を必要としないため、高い効率でエンジン動力を伝達することができ、エンジンの燃費性能を向上させることもできる。また、部品点数が少ないため、自動変速機や無段変速機に比べて小型化や低コスト化を達成し易いという利点もある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１８８６５８号公報（第４−５頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、手動変速機を搭載した車両にあっては、発進や変速操作などを行う際に、入力クラッチを手動によって締結状態と解放状態とに切り換える必要があり、運転手によるクラッチペダルの操作が不可欠となっていた。たとえば、滑らかな変速操作を行うためには、入力クラッチを解放してシンクロメッシュ機構を切り換えた後に、入力クラッチを滑らせながら徐々に締結する必要がある。このようなクラッチペダルの操作は慣れを必要とするため、自動変速機や無段変速機を搭載した車両に比べて運転操作が難しいという問題がある。特に、高出力車にあっては、クラッチスプリングのばね力が大きく設定されるため、非力な運転手にとっては、手動変速機を搭載した高出力車の運転操作が非常に難しいという問題があった。また、クラッチペダルを踏み込む際に必要な踏力は、クラッチスプリングの特性に応じて定められることになるが、人間工学の観点から適正とされる踏力とクラッチスプリングの特性とを一致させることは困難であった。
【０００８】
また、クラッチペダルと入力クラッチとは油圧系統を介して接続されるため、入力クラッチを滑らせた際に発生することのある振動が、クラッチフルードを経てクラッチペダルに伝達されることがある。このような振動の伝達は車両の品質を低下させる要因となっていた。
【０００９】
さらに、手動変速機にあっては、クラッチペダルの操作により直接的に入力クラッチが切り換えられるため、運転手の操作によっては入力クラッチが急激に締結されることがある。入力クラッチが急激に締結された場合には、駆動歯車と従動歯車との噛み合い歯面に衝撃荷重が加えられることになる。この衝撃荷重による歯車の損傷を回避するため、衝撃荷重を考慮して歯車に耐久性を持たせようとすると、駆動歯車や従動歯車を厚く形成する必要があり、手動変速機の大型化や高コスト化を招くことになっていた。
【００１０】
本発明の目的は、変速操作を容易にすることにより、扱い易い手動変速機を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、手動変速機の変速品質を向上させるとともに、手動変速機の小型化や低コスト化を達成することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の手動変速機は、複数の駆動歯車を備える入力軸と、前記駆動歯車に噛み合って複数の変速段を形成する複数の従動歯車を備える出力軸と、前記変速段のいずれかを動力伝達状態に切り換える切換機構とを有する手動変速機であって、エンジンと前記入力軸との間に設けられ、前記入力軸に動力を伝達する締結状態と遮断する解放状態とに切り換えられる入力クラッチと、前記入力クラッチに組み付けられ、前記入力クラッチを締結状態と解放状態とに切り換えるクラッチアクチュエータと、運転手によるクラッチペダルの操作状況を検出するクラッチ操作検出手段と、前記クラッチ操作検出手段から入力される操作信号に基づいて、前記クラッチアクチュエータに作動信号を出力するクラッチ制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の手動変速機は、前記クラッチアクチュエータは電動であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の手動変速機は、前記クラッチ制御手段は車両状態に基づいて前記クラッチアクチュエータの作動速度を制限することを特徴とする。
【００１５】
本発明の手動変速機は、前記クラッチ制御手段は、エンジン回転数、走行速度または変速段に基づいて前記車両状態を判定することを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、クラッチ制御手段を介してクラッチアクチュエータを作動させるようにしたので、入力クラッチの機械的構造に捕らわれることなく、入力クラッチの切り換えに必要なクラッチペダルの踏み込みストロークや踏力を自在に設定することができる。これにより、クラッチペダルの操作に必要な踏力を軽減することができるとともに、クラッチペダルのストロークを短く設定することができるため、クラッチペダルの操作性を向上させることができる。
【００１７】
また、クラッチ制御手段からの作動信号によってクラッチアクチュエータを作動させるため、入力クラッチの半クラッチ状態に対応するクラッチペダルのストローク範囲を幅広く設定することができる。これにより、入力クラッチを容易に半クラッチ状態に保つことができるため、発進時におけるエンジンストールや低速走行時における締結ショックの発生を回避することができ、操作性や変速品質を向上させることができる。
【００１８】
さらに、クラッチペダルと入力クラッチとを機械的に分離することによって、入力クラッチからクラッチペダルに振動が伝達されることがないため、運転手に違和感を与えることなく入力クラッチを締結状態に切り換えることができる。
【００１９】
さらに、車両状態に基づいてクラッチアクチュエータの作動速度を制限するようにしたので、手動変速機に対する大きな衝撃荷重の入力を回避することができる。これにより、手動変速機の小型化や低コスト化を達成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態である手動変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、手動変速機１０はエンジン１１に駆動される入力軸１２と、これに平行であって駆動輪に連結される中空の出力軸１３とを有している。この手動変速機１０は四輪駆動車に適用される手動変速機１０であり、車両の進行方向を向いて搭載される縦置き式となっている。
【００２２】
エンジン１１のクランク軸１４と入力軸１２との間には、入力軸１２にエンジン動力を伝達する締結状態と、エンジン動力を遮断する解放状態とに切り換えられる乾式の入力クラッチ１５が設けられている。この入力クラッチ１５は、入力軸１２の端部に取り付けられるクラッチディスク１６と、クランク軸１４に固定されるクラッチカバー１７とを有している。クラッチカバー１７は、クランク軸１４に固定されるフライホイール１８と、これに組み付けられるカバー本体１９とを備えており、カバー本体１９内には、ダイヤフラム型のクラッチスプリング２０と、環状のプレッシャプレート２１とが組み込まれている。クラッチスプリング２０によってプレッシャプレート２１をフライホイール１８に向けて付勢することにより、プレッシャプレート２１とフライホイール１８との間にクラッチディスク１６を挟み込むことができ、入力クラッチ１５を締結状態に切り換えることができる。
【００２３】
また、入力軸１２の径方向外方にはレリーズベアリング２２が軸方向に移動自在に組み付けられ、ミッションケース２３にはレリーズフォーク２４が揺動自在に組み付けられている。レリーズベアリング２２はレリーズフォーク２４の一端に把持されており、レリーズフォーク２４をピン部材２５を支点に揺動させることによってレリーズベアリング２２を軸方向に移動させることができる。軸方向に移動するレリーズベアリング２２はクラッチスプリング２０の中央部を押し込むため、クラッチスプリング２０を変形させてプレッシャプレート２１の押圧状態を解放することができ、入力クラッチ１５を解放状態に切り換えることができる。このように、入力クラッチ１５の締結状態と解放状態とはレリーズフォーク２４を揺動させることによって切り換えられ、このレリーズフォーク２４の揺動は後述するクラッチアクチュエータ５１によって制御される。
【００２４】
入力軸１２には第１速、第２速の駆動歯車３１ａ，３２ａが固定されており、第３速〜第５速の駆動歯車３３ａ〜３５ａが回転自在に取り付けられている。一方、出力軸１３には第１速、第２速の従動歯車３１ｂ，３２ｂが回転自在に取り付けられており、第３速〜第５速の従動歯車３３ｂ〜３５ｂが固定されている。これらの駆動歯車３１ａ〜３５ａと従動歯車３１ｂ〜３５ｂとはそれぞれに噛み合って前進用の変速歯車列つまり変速段を形成する。
【００２５】
出力軸１３には、第１速と第２速の変速段を動力伝達状態と中立状態とに切り換える切換機構４１が装着されている。また、入力軸１２には、第３速と第４速の変速段を動力伝達状態と中立状態とに切り換える切換機構４２と、第５速の変速段を動力伝達状態と中立状態とに切り換える切換機構４３とが装着されている。これらの切換機構４１〜４３はシンクロメッシュ機構となっている。
【００２６】
切換機構４１は、第１速と第２速の２つの従動歯車３１ｂ，３２ｂの間に配置されるとともに出力軸１３に固定されるシンクロハブ４１ａと、これに常時噛み合うシンクロスリーブ４１ｂとを有している。このシンクロスリーブ４１ｂを従動歯車３１ｂに一体形成されたスプライン３１ｃに噛み合わせると第１速に設定され、逆に従動歯車３２ｂに一体形成されたスプライン３２ｃに噛み合わせると第２速に設定される。他の切換機構４２，４３も切換機構４１と同様の構造を備えており、入力軸１２に固定されるシンクロハブ４２ａ，４３ａと、シンクロハブ４２ａ，４３ａのそれぞれに常時噛み合うシンクロスリーブ４２ｂ，４３ｂとを有している。これらのシンクロスリーブ４２ｂ，４３ｂを駆動歯車３３ａ〜３５ａのそれぞれに一体形成されたスプライン３３ｃ〜３５ｃに噛み合わせることにより、変速段は第３速〜第５速のいずれかに設定される。
【００２７】
また、入力軸１２には後退用の駆動歯車３６ａが固定され、切換機構４１のシンクロスリーブ４１ｂには後退用の従動歯車３６ｂが固定されている。入力軸１２に対して平行に配置されたアイドル軸４４には、後退用の駆動歯車３６ａと従動歯車３６ｂとに噛み合う位置と噛み合いを外す位置とに移動自在となるアイドル歯車４５が装着されている。したがって、シンクロスリーブ４１ｂを中立位置に作動させた状態のもとで、アイドル歯車４５を図示しない切換機構を介して移動させて駆動歯車３６ａと従動歯車３６ｂとに噛み合わせると、駆動歯車３６ａ、従動歯車３６ｂおよびアイドル歯車４５からなる後退用の変速段を介して入力軸１２の回転は逆転されて出力軸１３に伝達される。
【００２８】
これらの切換機構４１〜４３を作動させるため、それぞれのシンクロスリーブ４１ｂ〜４３ｂは図示しないシフトフォークに把持されており、シフトフォークの移動に伴ってシンクロスリーブ４１ｂ〜４３ｂは軸方向に移動することになる。このシフトフォークと車室内のシフトレバーとは、図示しないシフトロッドを介して連結されており、シフトレバーの手動操作に伴うシンクロスリーブ４１ｂ〜４３ｂの移動により所望の変速段が動力伝達状態に切り換えられる。
【００２９】
このような変速段を介して駆動される中空の出力軸１３には前輪出力軸４６が組み込まれており、前輪出力軸４６はベベルギヤ式のセンタデファレンシャル装置４７を介して出力軸１３に連結されるとともに、フロントデファレンシャル装置４８を介して図示しない前輪用のドライブシャフトに連結される。また、センタデファレンシャル装置４７は駆動歯車４９ａと従動歯車４９ｂとを介して後輪出力軸５０に連結されており、後輪出力軸５０は図示しないリヤデファレンシャル装置を介して図示しない後輪用のドライブシャフトに連結される。
【００３０】
なお、センタデファレンシャル装置４７はベベルギヤ式であり、センタデファレンシャル装置４７に組み込まれたベベルギヤ４７ａを介して、前輪出力軸４６と後輪出力軸５０とに駆動トルクが分配され、前輪と後輪とを共に駆動することができる。また、ベベルギヤ４７ａの回転により前輪と後輪との回転差は差動吸収されるが、センタデファレンシャル装置４７にはビスカスカップリング４７ｂが設けられており、前輪または後輪がスリップして大きな差動回転が生じたときは、ビスカスカップリング４７ｂにより差動回転が抑制される。
【００３１】
図２は手動変速機１０のクラッチ制御系の一部を示す概略図である。図２に示すように、ミッションケース２３にはクラッチアクチュエータ５１が固定されており、クラッチアクチュエータ５１には伸縮自在となるプッシュロッド５２が組み込まれている。このクラッチアクチュエータ５１は図示しない電動モータを備えるとともに、電動モータからの駆動力を減速してプッシュロッド５２に伝達する図示しないウォーム歯車を備えている。また、ミッションケース２３から突出するレリーズフォーク２４の端部には凹部２４ａが形成されており、この凹部２４ａにプッシュロッド５２の先端が入り込むようにクラッチアクチュエータ５１がミッションケース２３に固定されている。プッシュロッド５２を解放位置まで伸ばしてレリーズベアリング２２をクラッチスプリング２０に押し込むことにより、入力クラッチ１５は解放状態に切り換えられる一方、プッシュロッド５２を締結位置まで縮めてクラッチスプリング２０の変形状態を解放することにより、入力クラッチ１５は締結状態に切り換えられる。なお、図２には締結状態に切り換えられた入力クラッチ１５が示されている。
【００３２】
このように、プッシュロッド５２を伸縮させることによって入力クラッチ１５は締結状態と解放状態とに切り換えられており、クラッチ制御手段であるクラッチ制御ユニット５３は、プッシュロッド５２を伸縮させるためクラッチアクチュエータ５１の電動モータに対して作動信号を出力する。クラッチ制御ユニット５３は図示しないマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）を備えており、このＣＰＵにはバスラインを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートが接続される。ＲＯＭは制御プログラムや演算式などを格納しており、ＲＡＭはＣＰＵで演算処理したデータを一時的に格納するようになっている。また、Ｉ／Ｏポートを介してＣＰＵには各種センサやスイッチから車両状態を示す各種検出信号が入力される。
【００３３】
クラッチ制御ユニット５３のＣＰＵに各種検出信号を入力する各種センサやスイッチとしては、運転手によるクラッチペダル５４の操作状況を検出するクラッチ操作検出手段としてのストロークセンサ５５、車両の動力性能を高めるために設けられ運転手に操作されるスポーツスイッチ５６、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ５７、運転手によるシフトレバーの操作状況を検出するシフト位置センサ５８、車両の走行速度を検出する車速センサ５９などが設けられている。
【００３４】
続いて、クラッチ制御ユニット５３によるクラッチアクチュエータ５１の作動制御について説明する。まず、入力クラッチ１５を解放状態に切り換えるため、運転手がクラッチペダル５４を踏み込むと、クラッチペダル５４に組み付けられるストロークセンサ５５からクラッチ制御ユニット５３に操作信号が入力される。クラッチ制御ユニット５３は制御プログラムに従って操作信号より作動信号を演算し、この作動信号をクラッチアクチュエータ５１に対して出力する。クラッチアクチュエータ５１は作動信号に従ってプッシュロッド５２を解放位置まで前進移動させ、入力クラッチ１５を解放状態に切り換える。
【００３５】
同様に、入力クラッチ１５を締結状態に切り換えるために、運転手がクラッチペダル５４の踏み込みを解放したときには、クラッチ制御ユニット５３は、ストロークセンサ５５からの操作信号に基づいてクラッチアクチュエータ５１に対して作動信号を出力する。そして、クラッチアクチュエータ５１はプッシュロッド５２を締結位置まで後退移動させ、入力クラッチ１５を締結状態に切り換える。
【００３６】
このように、クラッチペダル５４に組み付けられるストロークセンサ５５と、入力クラッチ１５を切り換えるクラッチアクチュエータ５１との間にクラッチ制御ユニット５３を設け、このクラッチ制御ユニット５３を介してクラッチアクチュエータ５１を作動させるようにしたので、入力クラッチ１５を切り換えるために必要なクラッチペダル５４の踏み込みストロークや踏力を自在に設定することができる。つまり、入力クラッチ１５の機械的構造に捕らわれることなく、クラッチ制御ユニット５３内に格納される制御プラグラム等を変更することによって、クラッチペダル５４の踏み込みストロークや踏力を設定することができる。
【００３７】
これにより、クラッチスプリング２０のばね力が大きく設定される高出力車に手動変速機１０を搭載した場合であっても、クラッチペダル５４の操作に必要な踏力を軽減することができ、クラッチペダル５４の操作が極めて容易となる。また、クラッチペダル５４のストローク量を自由に設定することができるため、たとえば、ストロークを短く設定することによって、運転手が踵をフロアに接触させた状態のまま入力クラッチ１５を操作することができ、クラッチ操作時に運転手の体を安定させるとともに、クラッチペダル５４の操作性を向上させることができる。しかも、ストローク量を減らした場合であっても、クラッチペダル５４の踏力が増大することはない。
【００３８】
また、プッシュロッド５２の作動速度をクラッチ制御ユニット５３によって制御することができるため、入力クラッチ１５の滑り状態つまり半クラッチ状態に対応するクラッチペダル５４の踏み込み位置を幅広く設定することができる。これにより、入力クラッチ１５を容易に半クラッチ状態に保つことができるため、発進時におけるエンジンストールや低速走行時における締結ショックの発生を回避することができ、手動変速機１０の操作性や変速品質を向上させることができる。
【００３９】
さらに、クラッチペダル５４と入力クラッチ１５とを機械的に分離することができるため、入力クラッチ１５を滑らせた際に発生することのある振動が、クラッチフルードやケーブル等を介してクラッチペダル５４に伝達されることもない。これにより、手動変速機１０の変速品質や静粛性を向上させることができる。
【００４０】
さらに、クラッチアクチュエータ５１を電動モータによって駆動することにより、クラッチアクチュエータ５１の構造を簡素化することができ、手動変速機１０の大型化や高コスト化を抑制することができる。
【００４１】
次いで、入力クラッチ１５を締結する際のクラッチ制御ユニット５３による作動速度制御について説明する。まず、運転手の操作により入力クラッチ１５を急激に締結状態に切り換えた場合には、エンジン回転数が高い等の車両状態によっては手動変速機１０内に衝撃荷重が伝達されることになる。この衝撃荷重は締結ショック等を発生させるため、このような状況下においては、クラッチアクチュエータ５１の作動速度つまり入力クラッチ１５の締結速度を制御することにより、手動変速機１０内における衝撃荷重の伝達を回避する必要がある。このため、本発明の手動変速機１０は、車両状態に基づいてクラッチアクチュエータ５１の作動速度に上限値を設定するとともに、この上限値に従ってクラッチアクチュエータ５１の作動速度を制御する。以下、クラッチ制御ユニット５３による作動速度制御について説明する。
【００４２】
図３はクラッチ制御ユニット５３による作動速度制御の一例を示すフローチャートであり、このフローチャートに従ってクラッチ制御ユニット５３からクラッチアクチュエータ５１に対して作動信号が出力される。まず、ステップＳ１では、車室内に設けられるスポーツスイッチ５６が操作されているか否かが判定される。ここで、スポーツスイッチ５６とは、これをＯＮ側に切り換えることによって作動速度を規制することなくクラッチアクチュエータ５１を作動させて車両の動力性能を高めるためのスイッチである。
【００４３】
ステップＳ１において、スポーツスイッチ５６がＯＦＦ側に切り換えられていると判定された場合には、ステップＳ２に進み、エンジン回転数センサ５７からクラッチ制御ユニット５３に入力されたエンジン回転数が、許容回転数を上回るか否かが判定される。ここで、許容回転数とは入力クラッチ１５を最大速度で締結状態に切り換えた場合であっても許容されるエンジン回転数であり、この許容回転数は手動変速機１０などに組み込まれる駆動系部品の強度や、入力クラッチ１５の締結時に発生する締結ショックなどを考慮して予め設定されるものである。ステップＳ２において、エンジン回転数が許容回転数を上回ると判定された場合には、続くステップＳ３において、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に所定の上限値が設定される。
【００４４】
続くステップＳ４において、クラッチ制御ユニット５３は、ストロークセンサ５５からの操作信号に基づいてクラッチアクチュエータ５１に対する作動信号を演算するとともに、クラッチアクチュエータ５１に作動信号を出力して入力クラッチ１５を締結状態に切り換える。このとき、クラッチアクチュエータ５１の作動速度には上限値が設定されているため、クラッチアクチュエータ５１に対する作動信号もこの上限値を超えることのないように演算される。
【００４５】
一方、ステップＳ１において、スポーツスイッチ５６がＯＮ側に切り換えられていると判定された場合や、ステップＳ２において、エンジン回転数が許容回転数を下回ると判定された場合には、ステップＳ５に進み、クラッチアクチュエータ５１の作動速度の上限値が解除される。そして、続くステップＳ４においては、前述したように、クラッチペダル５４の操作状況に応じて入力クラッチ１５が締結状態に切り換えられることになる。
【００４６】
このように、エンジン回転数が高いために大きなエンジン動力が発生する車両状態のもとで、入力クラッチ１５が最大速度で締結されることにより、駆動系の部品に大きな衝撃荷重が加えられる場合や、大きな締結ショックが発生する場合には、ステップＳ３に進むことでクラッチアクチュエータ５１の作動速度に上限値が設定される。従って、運転手が素早くクラッチペダル５４を解放した場合であっても、入力クラッチ１５の急激な締結を回避することができるため、駆動歯車や従動歯車の薄型化を達成することができるとともに、手動変速機１０の変速品質を向上させることができる。
【００４７】
また、スポーツスイッチ５６がＯＮ側に切り換えられる場合や、エンジン回転数が低いために衝撃荷重や締結ショックを考慮する必要がない場合には、ステップＳ５に進むことでクラッチアクチュエータ５１の作動速度の上限値が解除されることになる。従って、運転手によるクラッチペダル５４の操作状況に応じて入力クラッチ１５を締結状態に切り換えることができるため、車両の動力性能を高めることができるとともに、運転手に違和感を与えることもない。
【００４８】
図４はクラッチ制御ユニット５３による作動速度制御の他の例を示すフローチャートであり、図５はエンジン回転数をパラメータとした上限値テーブルを示す線図である。なお、図３に示すフローチャートと同一のステップには同一の符号を付して、その説明を省略する。まず、ステップＳ１において、スポーツスイッチ５６がＯＦＦ側に切り換えられていると判定された場合には、続くステップＳ１１に進み、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に上限値が設定される。ここで、ステップＳ１１において設定される上限値は、図５に示すように、エンジン回転数をパラメータとした上限値テーブルから選択されるものであり、この上限値テーブルはエンジン回転数の増加に伴って上限値が減少するように設定されている。
【００４９】
続くステップＳ４において、クラッチ制御ユニット５３は、ストロークセンサ５５からの操作信号に基づいてクラッチアクチュエータ５１に対する作動信号を演算するとともに、クラッチアクチュエータ５１に作動信号を出力して入力クラッチ１５を締結状態に切り換える。このとき、クラッチアクチュエータ５１の作動速度には上限値が設定されているため、クラッチアクチュエータ５１に対する作動信号もこの上限値を超えることのないように設定される。一方、ステップＳ１において、スポーツスイッチ５６がＯＮ側に切り換えられていると判定された場合には、ステップＳ５において上限値が解除された後に、ステップＳ４において入力クラッチ１５が締結状態に切り換えられることになる。
【００５０】
このように、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に対する上限値を、エンジン回転数をパラメータとした上限値テーブルから選択するようにすると、発生するエンジン動力の大きさに応じて入力クラッチ１５の締結速度をより適切に制御することができる。また、エンジン回転数の増加に伴って上限値を低下させるように設定したので、エンジン動力が小さく締結ショックなどを発生させることのない低回転側においては、クラッチペダル５４の操作状況に応じて入力クラッチ１５の締結速度を決定することができ、運転手に違和感を与えることなく入力クラッチ１５を締結状態に切り換えることができる。一方、エンジン動力が大きく締結ショックなどを発生させ得る高回転側においては、入力クラッチ１５の締結速度を抑制することにより、手動変速機１０に対する大きな衝撃荷重の入力や、変速ショックの発生を確実に回避することができる。
【００５１】
図６はクラッチ制御ユニット５３による作動速度制御の他の例を示すフローチャートである。なお、図３に示すフローチャートと同一のステップには同一の符号を付して、その説明を省略する。まず、ステップＳ１において、スポーツスイッチ５６がＯＦＦ側に切り換えられていると判定された場合には、続くステップＳ２１に進み、シフト位置センサ５８からクラッチ制御ユニット５３に入力される検出信号により、動力伝達状態に切り換えられた変速段が所定の許容変速段（たとえば、第２速）よりも低速側に設定されているか否かが判定される。
【００５２】
ここで、許容変速段とは入力クラッチ１５を最大速度で締結状態に切り換えた場合であっても許容される変速段であり、この許容変速段は手動変速機１０などに組み込まれる駆動系部品の強度や、入力クラッチ１５の締結時に発生する締結ショックなどを考慮して予め設定されるものである。ステップＳ２１において、変速段が許容変速段を下回ると判定された場合には、続くステップＳ３において、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に所定の上限値が設定される。続くステップＳ４において、クラッチ制御ユニット５３は、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に上限値を設定した状態のもとで、クラッチペダル５４の操作に従って入力クラッチ１５を締結状態に切り換える。一方、ステップＳ１においてスポーツスイッチ５６がＯＮ側に切り換えられていると判定された場合や、ステップＳ２１において変速段が許容変速段を上回っていると判定された場合には、ステップＳ５において上限値が解除された後に、ステップＳ４において入力クラッチ１５が締結状態に切り換えられることになる。
【００５３】
このように、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に対する上限値を、変速段に応じて設定するようにしたので、手動変速機１０内を伝わる駆動トルクの大きさに応じて入力クラッチ１５の締結速度を抑制することができる。つまり、大きな駆動トルクを伝達することのできる低速側の変速段が動力伝達状態に切り換えられた場合には、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に上限値を設定して、入力クラッチ１５の急激な締結を回避することができる。これにより、手動変速機１０に対する大きな衝撃荷重の入力を避けることができ、締結ショックの発生を回避することができる。
【００５４】
また、低速側の変速段に比べて小さな駆動トルクを伝達する高速側の変速段が動力伝達状態に切り換えられた場合には、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に上限値を設定することがないため、クラッチペダル５４の操作状況に応じて入力クラッチ１５の締結速度を決定することができ、運転手に違和感を与えることなく入力クラッチ１５を締結状態に切り換えることができる。
【００５５】
図７はクラッチ制御ユニット５３による作動速度制御の他の例を示すフローチャートである。なお、図３に示すフローチャートと同一のステップには同一の符号を付して、その説明を省略する。まず、ステップＳ１において、スポーツスイッチ５６がＯＦＦ側に切り換えられていると判定された場合には、続くステップＳ３１に進み、車速センサ５９からクラッチ制御ユニット５３に入力される検出信号により、車両の走行速度つまり車速が許容車速を下回るか否かが判定される。ここで、許容車速とは入力クラッチ１５を最大速度で締結状態に切り換えた場合であっても許容される車速であり、この許容車速は手動変速機１０などに組み込まれる駆動系部品の強度や、入力クラッチ１５の締結時に発生する締結ショックなどを考慮して予め設定される車速である。ステップＳ３１において、車速が許容車速を下回ると判定された場合には、続くステップＳ３において、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に所定の上限値が設定される。続くステップＳ４において、クラッチ制御ユニット５３は、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に上限値を設定した状態のもとで、クラッチペダル５４の操作に従って入力クラッチ１５を締結状態に切り換える。
【００５６】
一方、ステップＳ１においてスポーツスイッチ５６がＯＮ側に切り換えられていると判定された場合や、ステップＳ３１において車速が許容車速を上回っていると判定された場合には、ステップＳ５において上限値が解除された後に、ステップＳ４において入力クラッチ１５が締結状態に切り換えられることになる。
【００５７】
このように、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に対する上限値を、車速に応じて設定するようにしたので、手動変速機１０内を伝わる駆動トルクの大きさに応じて入力クラッチ１５の締結速度を抑制することができる。つまり、低速走行時には低速側の変速段が動力伝達状態に切り換えられるため、高速側の変速段に切り換えられる高速走行時に比べて大きな駆動トルクが伝達される。このような低速走行時には、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に上限値を設定して、入力クラッチ１５の急激な締結を回避することにより、手動変速機１０に対する大きな衝撃荷重の入力を避けることができ、締結ショックの発生を回避することができる。
【００５８】
また、低速走行時に比べて小さな駆動トルクが伝達される高速走行時には、クラッチアクチュエータ５１の作動速度に上限値を設定することがないため、クラッチペダル５４の操作状況に応じて入力クラッチ１５の締結速度を決定することができ、運転手に違和感を与えることなく入力クラッチ１５を締結状態に切り換えることができる。
【００５９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。図示するクラッチアクチュエータ５１は、電動モータからの駆動力によってプッシュロッド５２を押し出すようにしているが、プッシュロッドを作動させる動力源としては電動モータに限られることはない。たとえば、クラッチアクチュエータとして、ミッションケース２３にレリーズフォーク２４を作動させるためのオペレーティングシリンダを設けるとともに、オペレーティングシリンダに供給する油圧を発生させるアクチュエータを設けるようにしても良い。このように入力クラッチ１５の切り換えを油圧によって行うようにすると、クラッチスプリング２０のばね力が大きな手動変速機１０であっても、レリーズベアリング２２に十分な推力を付与することができる。
【００６０】
また、図示する入力クラッチ１５は、レリーズベアリング２２をクラッチスプリング２０に押し込んで解放状態に切り換えるプッシュタイプであるが、レリーズベアリング２２を引き抜くことによって解放状態に切り換えるプルタイプであっても良い。さらに、図示する入力クラッチ１５は、乾式単板クラッチであるが、この形式に限られることはなく、湿式であっても良く多板式であっても良い。
【００６１】
さらに、図示するクラッチスプリング２０はダイヤフラム型であるが、これに限られることはなく、コイル型のクラッチスプリング２０であっても良いことはいうまでもない。
【００６２】
なお、図示する手動変速機１０は、前進５段に限られることはなく、前進２段以上の変速段を有する手動変速機１０にも適用することができる。また、図示する手動変速機１０は四輪駆動車用であるが、後輪駆動車用または前輪駆動車用の手動変速機１０に適用しても良い。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、クラッチ制御手段を介してクラッチアクチュエータを作動させるようにしたので、入力クラッチの機械的構造に捕らわれることなく、入力クラッチの切り換えに必要なクラッチペダルの踏み込みストロークや踏力を自在に設定することができる。これにより、クラッチペダルの操作に必要な踏力を軽減することができるとともに、クラッチペダルのストロークを短く設定することができるため、クラッチペダルの操作性を向上させることができる。
【００６４】
また、クラッチ制御手段からの作動信号によってクラッチアクチュエータを作動させるため、入力クラッチの半クラッチ状態に対応するクラッチペダルのストローク範囲を幅広く設定することができる。これにより、入力クラッチを容易に半クラッチ状態に保つことができるため、発進時におけるエンジンストールや低速走行時における締結ショックの発生を回避することができ、操作性や変速品質を向上させることができる。
【００６５】
さらに、クラッチペダルと入力クラッチとを機械的に分離することによって、入力クラッチからクラッチペダルに振動が伝達されることがないため、運転手に違和感を与えることなく入力クラッチを締結状態に切り換えることができる。
【００６６】
さらに、車両状態に基づいてクラッチアクチュエータの作動速度を制限するようにしたので、手動変速機に対する大きな衝撃荷重の入力を回避することができる。これにより、手動変速機の小型化や低コスト化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である手動変速機を示すスケルトン図である。
【図２】手動変速機のクラッチ制御系の一部を示す概略図である。
【図３】クラッチ制御ユニットによる作動速度制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】クラッチ制御ユニットによる作動速度制御の他の例を示すフローチャートである。
【図５】エンジン回転数をパラメータとした上限値テーブルを示す線図である。
【図６】クラッチ制御ユニットによる作動速度制御の他の例を示すフローチャートである。
【図７】クラッチ制御ユニットによる作動速度制御の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    手動変速機
１１    エンジン
１２    入力軸
１３    出力軸
１５    入力クラッチ
３１ａ〜３６ａ    駆動歯車
３１ｂ〜３６ｂ    従動歯車
４１〜４３    切換機構
５１    クラッチアクチュエータ
５３    クラッチ制御ユニット（クラッチ制御手段）
５５    ストロークセンサ（クラッチ操作検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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