車両の変速装置

【目的】セミオートマチックの歯車式変速装置であって、変速に際してクラッチの断接を要しない変速装置を提供する。
【構成】エンジンにクラッチを介して接続されたプライマリシャフトと、プライマリシャフトに平行に配設され且つ出力ギヤが取付けられたセカンダリシャフトと、油圧により駆動される同期噛合装置を有し選択的にプライマリシャフトからセカンダリシャフトにトルクを伝達する複数の変速ギヤ列から成る変速機構と、を備える歯車式の車両の変速装置において、プライマリシャフトに取付けられた電気モータと、シフトアップ時にはプライマリシャフトの回転を制動するように電気モータを作動させ、シフトダウン時にはプライマリシャフトを回転駆動するように電気モータを作動させ、変速後の通常走行時にはオルタネータとして電気モータを作動させる手段とを設ける。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の変速装置に関し、詳細にはエンジンにクラッチを介して接続されたプライマリシャフトと、プライマリシャフトに平行に配設され且つ出力ギヤが取付けられたセカンダリシャフトと、油圧により駆動される同期噛合装置を有し選択的にプライマリシャフトからセカンダリシャフトにトルクを伝達する複数の変速ギヤ列から成る変速機構と、を備える歯車式の車両の変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンにクラッチを介して接続されたプライマリシャフトと、プライマリシャフトに平行に配設され且つ出力ギヤが取付けられたセカンダリシャフトと、油圧により駆動される同期噛合装置を有し選択的にプライマリシャフトからセカンダリシャフトにトルクを伝達する複数の変速ギヤ列から成る変速機構と、を備えるセミオートマチックの車両の歯車式変速装置が、特開昭62-275850 号公報等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】係るセミオートマチックの歯車式変速装置では、同期噛合装置の駆動は従来の歯車式変速装置と異なり手動によらず油圧で行われるものの、変速に際しては、従来の歯車式変速装置と同様に、同期噛合装置を作動させてプライマリシャフトとセカンダリシャフトの回転とを同期させる前に、クラッチの接続を解除する必要があった。また、プライマリシャフトとセカンダリシャフトの回転とが同期し変速が完了した後に再びクラッチを接続する必要があった。このように、変速に際してクラッチの断接を要するために、セミオートマチックの歯車式変速装置は、自動変速機に比べて変速操作が複雑であり、且つ変速に時間を要するという問題があった。
【０００４】従って、本発明の目的は、セミオートマチックの歯車式変速装置であって、変速に際してクラッチの断接を要しない変速装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明においては、エンジンにクラッチを介して接続されたプライマリシャフトと、プライマリシャフトに平行に配設され且つ出力ギヤが取付けられたセカンダリシャフトと、油圧により駆動される同期噛合装置を有し選択的にプライマリシャフトからセカンダリシャフトにトルクを伝達する複数の変速ギヤ列から成る変速機構と、を備える歯車式の車両の変速装置において、プライマリシャフトに取付けられた電気モータと、シフトアップ時にはプライマリシャフトの回転を制動するように電気モータを作動させ、シフトダウン時にはプライマリシャフトを回転駆動するように電気モータを作動させ、変速後の走行時にはオルタネータとして電気モータを作動させる手段とを備えることを特徴とする変速装置を提供する。
【０００６】本発明の好ましい態様においては、前記変速装置は、更に車両のエンジン始動時に、前記電気モータをセルタネータとして作動させる手段を備える。
【０００７】
【作用】本発明の上記構成によれば、変速機構の同期噛合装置によらずに電気モータにより、プライマリシャフトの回転が増速、減速されて、プライマリシャフトの回転とセカンダリシャフトとの回転が同期されるので、変速に際してクラッチを断接する必要がない。また、通常走行時には、電気モータにより発電することができる。
【０００８】また、電気モータをッチを、エンジン始動時に、セルタネータとして使用することもできる。
【０００９】
【実施例】以下添付図に基づいて、本発明の実施例に係る車両の変速装置を説明する。図１において、１は図示しないエンジンの出力軸であり、出力軸１は車体後方（紙面前方）に向けて延びている。出力軸１の後端には小径の傘歯車１ａが形成されている。傘歯車１ａはクラッチ２の入力部材である大径の傘歯車２ａに歯合している。
【００１０】本発明の実施例に係る変速装置Ａは、図示しないトランスミッションケースに軸受１１、１１を介して回転自在に支持され且つクラッチ２の出力側部材を介してエンジン出力軸１に接続され、クラッチ２の左右に車体横方向に延びるプライマリシャフト１２と、プライマリシャフト１２の直下に且つ平行に配設され、トランスミッションケースに軸受１３、１３を介して回転自在に支持されたセカンダリシャフト１４とを有する。
【００１１】クラッチ２よりも車体左方に延びるプライマリシャフト１２とセカンダリシャフト１４との間には、以下に詳述する変速機構Ａ１が形成されている。すなわち、クラッチ２よりも車体左方に延びるプライマリシャフト１２とセカンダリシャフト１４との間には、プライマリシャフト１２上にプライマリシャフト１２と一体回転するように取付けられたプライマリギヤ１５、１６、１７、１８と、セカンダリシャフト１４上にセカンダリシャフト１４に対して回転可能に遊嵌合され、プライマリギヤ１５、１６、１７、１８に各々常時噛合したセカンダリギヤ１９、２０、２１、２２とから成る１速用、２速用、３速用、４速用のギヤ装置２３、２４、２５、２６とが設けられている。セカンダリシャフト１４に遊嵌合されたセカンダリギヤ１９、２０の間、及び２１、２２の間には、これらのうちの一つをセカンダリシャフト１４に選択的に結合する１−２速用、３−４速用の同期噛合装置２７、２８が設けられている。
【００１２】同期噛合装置２７、２８は、１速用〜４速用のソレノイドバルブ２９、３０、３１、３２を介して供給される油圧によって制御される。同期噛合装置２７は１速用ソレノイドバルブ２９の作動時にセカンダリギヤ１９を選択的にセカンダリシャフト１４に結合すると共にセカンダリギヤ２０とセカンダリシャフト１４との結合を解除し、また２速用ソレノイドバルブ３０の作動時にセカンダリギヤ２０を選択的にセカンダリシャフト１４に結合すると共にセカンダリギヤ１９とセカンダリシャフト１４との結合を解除する。ソレノイドバルブ２９、３０が共に作動状態にない時には、同期噛合装置２７はセカンダリギヤ１９、２０とセカンダリシャフト１４との結合を共に解除する。同期噛合装置２８は３速用ソレノイドバルブ３１の作動時にセカンダリギヤ２１を選択的にセカンダリシャフト１４に結合すると共にセカンダリギヤ２２とセカンダリシャフト１４との結合を解除し、また２速用ソレノイドバルブ３２の作動時にセカンダリギヤ２２を選択的にセカンダリシャフト１４に結合すると共にセカンダリギヤ２１とセカンダリシャフト１４との結合を解除する。ソレノイドバルブ３１、３２が共に作動状態にない時には、同期噛合装置２８はセカンダリギヤ２１、２２とセカンダリシャフト１４との結合を共に解除する。これにより、１速〜４速の変速がなされる。同期噛合装置２７、２８は、セカンダリギヤ１４上にスプライン嵌合されたクラッチハブと、セカンダリギヤに固設されたギヤスプラインと、クラッチハブの外周囲にスプライン嵌合されたクラッチハブスリーブと、クラッチハブスリーブとギヤスプラインとの間に介在されたシンクロナイザリングとから構成された公知構造のものであり、クラッチハブスリーブが上記変速用ソレノイドバルブを介して供給される油圧で作動させられるようになっている。よって、同期噛合装置２７、２８の構造、作動の詳細な説明は省略する。
【００１３】クラッチ２よりも車体右方に延びるプライマリシャフト１２の端部は、電気モータ４０の出力軸に連結されている。変速装置Ａの出力は、セカンダリシャフト１４に固定された出力ギヤ５０、出力ギヤ５０に歯合する図示しないフロントデフの入力ギヤ６０を介して、図示しない前車軸に伝達される。
【００１４】変速装置Ａは図２に示す変速用のコントロールユニットＴＭＣＵによって制御される。コントロールユニットＴＭＣＵは、基本的にＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力インターフェースとから構成される。コントロールユニットＴＭＣＵには、図示しないエシジン回転数センサからのエンジン回転数信号、変速装置Ａのセカンダリシャフト１４に取付けられた車速センサ７０からの車速信号、および図示しない変速スイッチからの１速〜４速の各変速信号、及び図示しないイグニッショスイッチからのイグニション信号が入力される。コントロールユニットＴＭＣＵからは、電気モータ４０及び１速〜４速用の変速ソレノイドバルブ２９〜３２に制御信号が出力される。
【００１５】上述のごとくに構成された本実施例に係る変速装置Ａによる変速制御の例を以下に説明する。なお、本実施例に係る変速装置Ａにあっては、変速は運転者がハンドルに取付けられた図示しない変速スイッチの中の所望の変速ボタンを押すことにより行われる。以下の説明において、Ｐ、Ｑは、制御のステップを示す。
■制御例１図３のフローチャートに基づいて説明する。本例は、エンジン始動時のセルタネータとして、電気モータ４０を使用するものである。
【００１６】イグニションキーがスロットル内で回動させられて、イグニション信号が出力されることにより、制御が開始される。先ず、変速ソレノイド２９〜３２をＯＦＦ状態にして、セカンダリギヤ１９〜２２とセカンダリシャフト１４との結合を解除し変速装置Ａをニュートラル状態にする（Ｐ１）。次いで、電気モータ４０を駆動し、プライマリシャフト１２、クラッチ２、エンジンの出力軸１を介してエンジンを回転駆動し（Ｐ２）、これにより、エンジンを始動させる。
■制御例２図４のフローチャートに基づいて説明する。本例は、電気モータ４０を用いて、変速の際にプライマリシャフト１２の回転数を制御し、プライマリシャフト１２の回転とセカンダリシャフト１４の回転を同期させ、もって、クラッチ２の断接を行うことなく、変速を行うものである。
【００１７】エンジンの始動と共に制御が開始される。先ず変速信号が読み込まれ、ＲＡＭに格納されていた前回の制御ループでの変速信号が読み出され、運転者が変速を指示しているか否かが判断される（Ｑ１〜Ｑ３）。運転者が変速を指示している場合には、変速ソレノイド２９〜３２の作動を停止させる。これにより、セカンダリギヤ１９〜２２とセカンダリシャフト１４との結合が解除され変速装置Ａはニュートラル状態になる（Ｑ４）。
【００１８】次に運転者の指示がシフトダウンであるかシフトアップであるかが判断される（Ｑ５）。運転者の指示がシフトダウンであれば、電気モータ４０を作動させて、プライマリシャフト１２を回転駆動する（Ｑ６）。これにより、プライマリシャフト１２の回転は強制的に増速される。このプライマリシャフト１２の回転の増速中ににエンジン回転数信号が読み込まれてプライマリシャフト１２の回転数Ｎｐが算出され（Ｑ７）、車速信号が読み込まれてセカンダリシャフト１４の回転数Ｎｓが算出され（Ｑ８）、ＮｓとＮｐの比（Ｎｓ／Ｎｐ）が運転者が指示した変速段のギヤ比Ｋｎまで低下した時点で、運転者が指示した変速段用のソレノイドバルブを作動させて、変速機構Ａ１の対応する変速ギヤ装置を作動させる（Ｑ９、Ｑ１０）。これにより所望の変速段へのシフトダウンが完了する。電気モータのモータとしての役目は最早終了したので、電気モータ４０の入力端子を図示しない蓄電池の入力端子に接続し、以降モータ４０をオルタネータとして使用する（Ｑ１１）。
【００１９】運転者の指示がシフトアップであれば、電気モータ４０を逆転させ、あるいは電気モータ４０の入力端子を図示しない蓄電池の入力端子に接続し、オルタネータとして作動させて、プライマリシャフト１２の回転を制動する（Ｑ１２）。これにより、プライマリシャフト１２の回転は強制的に減速される。このプライマリシャフト１２の回転の減速中ににエンジン回転数信号が読み込まれてプライマリシャフト１２の回転数Ｎｐが算出され（Ｑ７）、車速信号が読み込まれてセカンダリシャフト１４の回転数Ｎｓが算出され（Ｑ８）、ＮｓとＮｐの比（Ｎｓ／Ｎｐ）が運転者が指示した変速段のギヤ比Ｋｎまで増加した時点で、運転者が指示した変速段用のソレノイドバルブを作動させて、変速機構Ａ１の対応する変速ギヤ装置を作動させる（Ｑ９、Ｑ１０）。これにより所望の変速段へのシフトアップが完了する。電気モータ４０は以降オルタネータとして使用する（Ｑ１１）。
【００２０】
【効果】上述のごとく、本発明によれば、変速機構の同期噛合装置によらずに電気モータにより、プライマリシャフトの回転が増速、減速されて、プライマリシャフトの回転とセカンダリシャフトとの回転が同期されるので、変速に際してクラッチを断接する必要がない。
【００２１】従って、本発明により、セミオートマチックの歯車式変速装置であって、変速に際してクラッチの断接を要しない変速装置か提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る車両の変速装置の側面図である。
【図２】図１の変速装置のコントロールユニットの入出力信号を示す図である。
【図３】図１の実施例に係る車両の変速装置により、エンジンを始動させる制御の例を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施例に係る車両の変速装置による変速制御の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ変速装置
Ａ１変速機構
１２プライマリシャフト
１４セカンダリシャフト
２３１速用ギヤ装置
２４２速用ギヤ装置
２５３速用ギヤ装置
２６４速用ギヤ装置
４０電気モータ

【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンにクラッチを介して接続されたプライマリシャフトと、プライマリシャフトに平行に配設され且つ出力ギヤが取付けられたセカンダリシャフトと、油圧により駆動される同期噛合装置を有し選択的にプライマリシャフトからセカンダリシャフトにトルクを伝達する複数の変速ギヤ列から成る変速機構と、を備える歯車式の車両の変速装置において、プライマリシャフトに取付けられた電気モータと、シフトアップ時にはプライマリシャフトの回転を制動するように電気モータを作動させ、シフトダウン時にはプライマリシャフトを回転駆動するように電気モータを作動させ、変速後の通常走行時にはオルタネータとして電気モータを作動させる手段とを備えることを特徴とする変速装置。
【請求項２】車両のエンジン始動時に、前記電気モータをセルタネータとして作動させる手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の変速装置。

【図１】