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Title:
SHIFT OPERATION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/099455
Kind Code:
A1
Abstract:
A manual operation device that enables a user to naturally perform shift operation of a manual transmission by a switch. The shift operation device (2) has the manual transmission (1) for shifting operated by moving coupling sleeves (3, 5) through synchronization by a synchronizing mechanism, a shift motor (23), a selection motor (25), an upshift paddle (123) or a downshift paddle (125) for controlling operation of the shift motor (23) and the selection motor (25), and a shift controller (26) for controlling operation of the shift motor (23) and the selection motor (25). The shift operating device is characterized by having an operation reaction force motor (115) capable of imparting operating reaction force to operation of the upshift paddle (123) and the downshift paddle (125) and also having an operation reaction force control part (shift controller (26)) for controlling the operation reaction force motor (115) so as to generate operation reaction force according to reaction force produced when the coupling sleeves (3, 5) are moved.

Inventors:
IKEYA SHINJI (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/052380
Publication Date:
August 21, 2008
Filing Date:
February 09, 2007
Export Citation:
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Assignee:
IKEYA FORMULA CO LTD (JP)
IKEYA SHINJI (JP)
International Classes:
B60K23/00; B60K20/02; F16H61/28; G05G5/03
Foreign References:
JPH0569453U1993-09-21
JPH11291894A1999-10-26
JPH06241301A1994-08-30
JPH11245679A1999-09-14
JP2003083107A2003-03-19
JP2006029511A2006-02-02
JPS6282345A1987-04-15
JPH0882231A1996-03-26
JP2006159948A2006-06-22
JPH0419234A1992-01-23
Attorney, Agent or Firm:
SUDO, Yuichi (Atago Minato-ku Tokyo, 02, JP)
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Claims:
 複数段の歯車組からなり噛合可動部の移動による結合を介し変速を行なわせるマニュアル・トランスミッションと、
 前記噛合可動部を移動させるための変速アクチュエータと、
 前記変速アクチュエータの動作を制御するために変速操作信号を出力可能な変速操作部と、
 前記変速操作信号に基づいて前記変速アクチュエータの動作を制御する変速制御部と、
 を備えた変速操作装置において、
 前記変速操作部の操作に対し操作反力を付与可能な操作反力発生部を設け、
前記噛合可動部の移動に際する反力に応じた操作反力を発生させるように前記操作反力発生部を制御する操作反力制御部を設け、
 たことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1記載の変速操作装置であって、 
 前記噛合可動部の移動に際する反力は、シンクロナイズ機構の作動又は噛合歯の突き合わせに起因する、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項2記載の変速操作装置であって、
 前記噛合可動部が変速位置に移動したことを検出する変速位置検出センサを設け、
 前記操作反力制御部は、前記変速位置検出センサが噛合可動部の変速位置への移動を検出したとき前記操作反力を前記シンクロナイズ機構の作動又は噛合歯の突き合わせに起因する反力より減少又は増大させる、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1~3の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記変速操作部の操作力又は操作速度の少なくとも一方を検出する操作状態検出センサを設け、
 前記変速制御部は、前記操作状態検出センサが検出する前記変速操作部の操作力又は操作速度の少なくとも一方に応じて前記変速アクチュエータの動作力又は動作速度の少なくとも一方を制御する、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1~4の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記マニュアル・トランスミッションに対するエンジンからのトルク伝達を断続する発進クラッチを動作させるクラッチ・アクチュエータを設け、
 前記変速操作信号の入力により前記発進クラッチを切断動作させると共に前記変速操作信号の入力終了により前記発進クラッチを接続動作させるように前記クラッチ・アクチュエータを制御するクラッチ制御部を設けた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1~4の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記マニュアル・トランスミッションに対するエンジンからのトルク伝達を断続する発進クラッチを動作させるクラッチ・アクチュエータを設け、
 前記操作反力制御部は、前記変速操作部の変速操作信号を操作の途中から出力可能とし、
前記変速操作部の操作開始から操作の途中まではクラッチ切断信号を出力して前記発進クラッチを切断動作させるように前記クラッチ・アクチュエータを制御するクラッチ制御部を設けた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1~6記載の変速操作装置であって、
 前記発進クラッチを任意に断続する発進クラッチ・スイッチを設けた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項5~7の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記クラッチ制御部によるクラッチ・アクチュエータの制御をキャンセルするクラッチ・キャンセル・スイッチを設けた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1~8の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記操作反力発生部を電動モータとした、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1~9の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記変速アクチュエータを電動モータとした、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項5~10の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサを設け、
 前記クラッチ制御部は、前記エンジン回転数センサが検出するエンジンの回転数が設定値以下となるとき前記発進クラッチを切断するように前記クラッチ・アクチュエータを制御する、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1記載の変速操作装置であって、
 前記変速操作部の変速操作信号により前記エンジンの燃料カット又は点火カットを行うエンジン制御部を設けた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項5~10の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記変速操作部の変速操作信号により前記エンジンの燃料カット又は点火カットを行うエンジン制御部を設け、
 前記クラッチ制御部とエンジン制御部とを選択して制御可能とする機能選択スイッチを設けた、 
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1~13の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記変速操作部の操作時に同時操作させることで前記変速制御部が前記変速アクチュエータの動作を制御して前記変速段を飛び変速させる飛びスイッチを設けた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1~14の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記変速操作部の操作時の同時操作の有無により前記変速制御部が前記変速アクチュエータの動作を制御して前記変速段の後退段への変速の許可及び禁止を選択する後退許可スイッチを設けた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項1~15の何れかに記載の変速操作装置であって、
 前記変速操作部は、ステアリング装置に備えられた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項7記載の変速操作装置であって、
 前記発進クラッチ・スイッチは、ステアリング装置に備えられた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項8記載の変速操作装置であって、
 前記クラッチ・キャンセル・スイッチは、ステアリング装置に備えられた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項13記載の変速操作装置であって、
 前記機能選択スイッチは、ステアリング装置に備えられた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項14記載の変速操作装置であって、
 前記飛びスイッチは、ステアリング装置に備えられた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
 請求項15記載の変速操作装置であって、
 前記後退許可スイッチは、ステアリング装置に備えられた、
 ことを特徴とする変速操作装置。
Description:
変速操作装置

 本発明は、変速操作部の操作でマニュア ・トランスミッションを変速動作させる変 操作装置に関する。

従来のマニアル・トランスミッションの変速 操作では、シフト操作、クラッチ操作に力を 要し、渋滞等のとき運転者に疲労感をもたら していた。
これに対し、マニュアル・トランスミッショ ンをスイッチの操作で簡単に変速操作できる ようにしたものがある。このマニュアル・ト ランスミッションでは、スイッチ操作に応じ 、電動モータ等によりシフト・レバーを動作 させるものであり、シフト・レバーの動作に 応じてカップリング・スリーブが移動し、何 れかの変速段へ変速を行わせることができる 。
しかし、スイッチ操作とシフト・レバーの動 作やカップリング・スリーブ等噛合可動部の 移動とが乖離するため、運転者は変速が確実 に終了したか否か等を感じることができず、 スイッチ操作による変速動作に違和感があっ た。

特開2005-241444号公報

解決しようとする問題点は、マニュアル・ トランスミッションのスイッチ操作による変 速動作に違和感があった点である。

本発明は、マニュアル・トランスミッショ ンのスイッチ操作による変速動作に違和感を 無くすことを可能とするために、複数段の歯 車組からなり噛合可動部の移動による結合を 介し変速を行なわせるマニュアル・トランス ミッションと、前記噛合可動部を移動させる ための変速アクチュエータと、前記変速アク チュエータの動作を制御するために変速操作 信号を出力可能な変速操作部と、前記変速操 作信号に基づいて前記変速アクチュエータの 動作を制御する変速制御部と、を備えた変速 操作装置において、前記変速操作部の操作に 対し操作反力を付与可能な操作反力発生部を 設け、前記噛合可動部の移動に際する反力に 応じた操作反力を発生させるように前記操作 反力発生部を制御する操作反力制御部を設け たことを最も主要な特徴とする。

本発明の変速操作装置によれば、複数段の 歯車組からなり噛合可動部の移動による結合 を介し変速を行なわせるマニュアル・トラン スミッションと、前記噛合可動部を移動させ るための変速アクチュエータと、前記変速ア クチュエータの動作を制御するために変速操 作信号を出力可能な変速操作部と、前記変速 操作信号に基づいて前記変速アクチュエータ の動作を制御する変速制御部と、を備えた変 速操作装置において、前記変速操作部の操作 に対し操作反力を付与可能な操作反力発生部 を設け、前記噛合可動部の移動に際する反力 に応じた操作反力を発生させるように前記操 作反力発生部を制御する操作反力制御部を設 けたため、マニュアル・トランスミッション の中の変速操作の状況、例えば変速終了等の 感覚を変速操作部に与えることができ、変速 動作の違和感を軽減又は無くすことができる 。

マニュアル・トランスミッションを変 アクチュエータと共に示す断面図(実施例1) ガイド・プレートの平面図である(実施 例1)。 セレクト・プレートを主に示す一部を 視した平面図である(実施例1)。 変速操作装置のブロック図である(実施 例1)。 変速操作装置を適用したステアリング ホイールの正面図である(実施例1)。 ステアリング・ホイールを変速コント ーラと共に示す図5のVI-VI線矢視断面図であ (実施例1)。 図5のVII-VII線矢視におけるステアリン ・ホイールの断面図である(実施例1)。 変速操作部及び操作反力モータを示す 面図である(実施例1)。 変速操作装置を適用したステアリング ホイールの図5に対応した正面図である(実 例2)。 ステアリング・ホイールを変速コント ローラと共に示す図6に対応した断面図であ (実施例2)。 変速操作部及び操作反力モータを示す 図8に対応した正面図である(実施例2)。 変速操作装置を適用したステアリング ・ホイールの図7に対応した断面図である(実 例3)。

 マニュアル・トランスミッションのスイ チ操作による変速動作に違和感を無くすこ を可能にするという目的を、変速操作部へ 作反力を付与する操作反力モータにより実 した。

 [マニュアル・トランス・ミッション]
図1は、本発明実施例1の変速操作装置を適用 るマニュアル・トランスミッションを変速 クチュエータと共に示す断面図、図2は、ガ イド・プレートの平面図、図3は、セレクト プレートを主に示す一部を透視した平面図 ある。

 図1で示すマニュアル・トランスミッショ ン1は、本発明実施例の変速操作装置2により 作される。マニュアル・トランスミッショ 1は、複数段の歯車組からなりシンクロナイ ズ機構による同期を介した噛合可動部として のカップリング・スリーブ3,5,・・の選択的 移動により変速を行なわせる構造である。

 マニュアル・トランスミッション1は、一 般的なマニュアル・トランスミッションに適 用したものであり、シフト・レバー7を、運 者操作のものからリンク機構連動のものに 更した。

 カップリング・スリーブ3,5の選択的な移 は、シフト・レバー7の動作により、シフト ・ロッド9、シフト・フォーク11,13を介して行 われる。

 マニュアル・トランスミッション1には、 エンジンからトルク伝達が行われ、その断続 は、発進クラッチ15により行われる。発進ク ッチ15は、クラッチ・アクチュエータ17の動 作で切断される構成となっている。クラッチ ・アクチュエータ17は、電動モータ及びギヤ 構などにより構成されている。但し、クラ チ・アクチュエータ17として、電動モータ 以外の油圧動作の機構等を用いることもで る。

 シフト・レバー7は、球面軸受け19により ランス・ミッション・ケース21側に支持さ 、いわゆるHパターンと呼ばれる操作形態に り球面軸受け19を中心にXY方向に変速動作を 行う構成である。シフト・レバー7の下端は ストライキング・ロッド20の一端側に結合さ れ、ストライキング・ロッド20の他端に、連 ロッド22を介して前記シフト・ロッド9が連 構成されている。

 従って、シフト・レバー7のX方向(紙面直 方向)の動作でストライキング・ロッド20の 転を惹起し、連携ロッド22を介してシフト ロッド9を軸回転させ、セレクト操作が行な れる。シフト・ロッド9のY方向の動きでス ライキング・ロッド20、連携ロッド22を介し シフト・ロッド9を軸方向移動させ、シフト 操作が行なわれる。

 シフト・レバー7の動作は、変速アクチュエ ータであるシフト・モータ23及びセレクト・ ータ25により行われる。シフト・モータ23及 びセレクト・モータ25の回転は、変速制御部 ある変速コントローラ26により制御される 変速コントローラ26には、変速位置検出セン サ28からの検出信号が入力されるようになっ いる。変速位置検出センサ28は、カップリ グ・スリーブ3,5が変速位置に移動したこと 検出するものである。すなわち、変速位置 出センサ28は、ストライキング・ロッド20の 転及び移動を検出し、この検出信号により 速コントローラ26がマニュアル・トランス ッション1の変速段を判断する。
シフト・レバー7を動作させると前記のよう カップリング・スリーブ3,5の選択的な移動 行われる。この移動は、ガイド・プレート27 によりガイドされる構成となっている。ガイ ド・プレート27は、トランス・ミッション・ ース21側に固定されている。

 シフト・モータ23及びセレクト・モータ25 は、本実施例において電動モータで構成され 、車体側のモータ・ブラケット29,31に取り付 られている。両モータ23,25の出力軸33,35には 、モータ・アーム37,39が取り付けられている モータ・アーム37,39とシフト・レバー7,セレ クト・プレート41との間に、連動ワイヤ43,45 介設されている。

 連動ワイヤ41,45は、ワイヤ・インナ47,49及 びワイヤ・アウタ51,53からなっている。

 モータ・アーム37とシフト・レバー7との では、連動ワイヤ43のワイヤ・インナ47が、 モータ・アーム37及びシフト・レバー7に結合 部相対回転自在に結合されている。連動ワイ ヤ47の一端側は、モータ・ブラケット29の壁 55を貫通し、壁部55の両側でワイヤ・アウタ4 3にばね受け57,59が固定されている。ばね受け 57,59と壁部55との間に、コイル・スプリング61 ,63が介設されている。ワイヤ・アウタ51は、 動ワイヤ43の他端側においてトランス・ミ ション・ケース21側のワイヤ・ブラケット65 固定されている。

 モータ・アーム39とセレクト・プレート41 との間では、連動ワイヤ45のワイヤ・インナ4 9が、モータ・アーム39及びセレクト・プレー ト41に結合部相対回転自在に結合されている 連動ワイヤ45の一端側は、モータ・ブラケ ト31の壁部67を貫通し、壁部67の両側でワイ ・アウタ53にばね受け69,71が固定されている ばね受け69,71と壁部67との間に、コイル・ス プリング73,75が介設されている。ワイヤ・ア タ53は、連動ワイヤ45の他端側においてミッ ション・ケース21側のワイヤ・ブラケット77 固定されている。

 図2のように、ガイド・プレート27は、6段 変速用を示し、1~6段のシフト・ポジションに 応じた前進用のガイド部79,81,83,85,87,89と後退 のRのガイド部91とニュートラル用のガイド 93とを備えている。なお、ガイド・プレー 27のガイド部の数は、マニュアル・トランス ・ミッション1の段数に図示上厳密には一致 ていないが、実際の設計では厳密に一致さ るものである。

 図3のように、セレクト・プレート41は、 ランス・ミッション・ケース21側にセレク ・プレート支持軸95を介して回転自在に支持 されている。セレクト・プレート41には、第1 ,第2,第3,第4傾斜ガイド面97,99,101,103が設けら ている。第1傾斜ガイド面97は、変速段の2速 ら3速及び4速から5速へのシフト・アップの イド、第2傾斜ガイド面99は、5速から4速及 3速から2速へのシフト・ダウンのガイド、第 3傾斜ガイド面101は、1速飛びの1速から3速及 3速から5速へのガイド、第4傾斜ガイド面103 、Rから1速へのガイド、1速飛びの6速から4速 及び4速から2速への飛び変速のガイドを行う

 図3の変速パターンは、A列に1速2速 、B列 に3速4速、C列に5速6速、D列に後退のポジショ ンRを設定している。

 図3では、セレクト・プレート41によりシフ ・レバー7が3速、4速間のニュートラル位置 あることを示している。なお、図3では、説 明上、各変速段のシフト・レバー7を全て図 している。この状態では、シフト・モータ23 の正逆回転によりニュートラル位置Nから3速 4速の何れへもセレクト・プレート41の動作 しにシフトさせることができる。1速-2速,3 -4速,5速-6速間でも、セレクト・プレート41の 動作なしにシフトさせることができる。
シフト・レバー7を2速から3速及び4速から5速 5速から4速及び3速から2速、1速飛びの1速か 3速及び3速から5速、1速飛びの6速から4速及 4から2速、Rから1速へのシフト時は、セレク ト・プレート41が動作する。
例えば、2速から3速へのシフトでは、セレク ・モータ25の設定値として2速から3速へのセ レクト距離に応じた回転によりモータ・アー ム39を介して連動ワイヤ45のワイヤ・インナ49 が引かれる。このワイヤ・インナ49の引きに りセレクト・プレート41がセレクト・プレ ト支持軸95を中心に回転しようとしてシフト ・レバー7をX方向へ付勢する。この付勢によ シフト・レバー7は、ガイド部81内でX方向に 押し付けられる。
同時にワイヤ・インナ49の引きにより連動ワ ヤ45の湾曲が壁部67及びワイヤ・ブラケット 77間で引き延ばされ、連動ワイヤ45が全体的 モータ・ブラケット31側へ移動する。この連 動ワイヤ45の移動によりコイル・スプリング7 3が圧縮され、エネルギが蓄えられる。
また、シフト・モータ23が2速から3速へのシ トのために回転すると連動ワイヤ45のワイヤ ・インナ47がモータ・アーム37を介してY方向 押し出される。このワイヤ・インナ47の押 出しによりシフト・レバー7がガイド部81内 X方向に押し付けられたままニュートラル位 N側へY方向へのみ移動する。
このY方向への移動によりシフト・レバー7が イド部81から外れるとセレクト・モータ25側 のコイル・スプリング73が弾性復帰し、連動 イヤ45の湾曲が壁部67及びワイヤ・ブラケッ ト77間で瞬時に元に戻り、セレクト・モータ2 5が予め回転してワイヤ・インナ49を押し出し た量(セレクト距離)に応じてセレクト・プレ ト41が瞬時に回転する。
このセレクト・プレート41の回転によりシフ ・レバー7が第1傾斜ガイド面97に摺動ガイド され、シフト・モータ23の回転によるワイヤ インナ47の押し出しと相俟って、3速のガイ 部83へ向かってニュートラル用のガイド部93 を斜めに最短距離を移動し、且つ3速のガイ 部83へ入り込む。
従って、シフト・レバー7がシフト・モータ23 及びセレクト・モータ25による駆動で操作さ るにも関わらず、運転者がマニュアル操作 2速から3速へ素早くシフト・アップする最 の滑らかな移動軌跡を実現することができ 。
これに対し、シフト・レバー7がシフト・モ タ23及びセレクト・モータ25による駆動で操 されるとき、一般的にはシフト・レバー7が 2速のガイド部81内をY方向へ移動し、ニュー ラル用のガイド部93に位置したときX方向へ 角に3速側のニュートラル位置まで移動し、 こで再びY方向へ直角に移動して3速のガイ 部83内に位置決められるという鉤状の移動軌 跡を取る。従って、素早いシフト操作のとき にシフト・モータ23に急激な加減速が要求さ る。このため、シフト・モータ23及びセレ ト・モータ25の急加減速のための大電力を必 要とし、また慣性質量相当の大きなトルクが シフト・モータ23及びセレクト・モータ25に く。結果として、現実的にはシフト・モー 23及びセレクト・モータ25による素早い変速 作は実現困難な状況となっていた。
この比較から明らかなように、本実施例では 、シフト・モータ23及びセレクト・モータ25 用いたシフト・レバー7の操作でありながら 運転者の操作感に応じた的確、迅速な操作 行わせることが可能となる。
シフト・レバー7が2速から3速へ素早く移動し 停止すると、ワイヤ・インナ47に停止の際の 動力及び反力が衝撃として伝達される。こ 場合、連動ワイヤ43の壁部55及びワイヤ・ブ ラケット65間での湾曲が若干縮み或いは延び ことで上記同様にコイル・スプリング63或 は61が撓み、衝撃を吸収することができる。
すなわち、急激なレバー操作によりマニュア ル・トランスミッション1の内部変速機構が ンクロナイズ機構に衝突するとき、操作系 加わる衝撃力を緩和するとともに、コイル スプリング61,63によりシフト・モータ23の運 エネルギをコイル・スプリング61,63の撓み ネルギに変換し、適正なシンクロナイズ加 力と時間とを生み出し、スムーズで素早い 速動作を可能とする。
かかる動作は、4速から5速、5速から4速及び3 から2速、1速飛びの1から3速及び3速から5速 1速飛びの6速から4速及び4速から2速、Rから1 速へのシフトにおいても連動ワイヤ43,45及び イル・スプリング61,63,73,75、セレクト・プ ート41の第1,第2,第3,第4傾斜ガイド面97,99,101,1 03との共働によりほぼ同様に行われる。
[変速操作装置]
図4は、変速操作装置のブロック図、図5は、 変速操作装置を適用したステアリング・ホ ールの正面図、図6は、ステアリング・ホイ ールを変速コントローラと共に示す図5のVI-VI 線矢視断面図、図7は、図5のVII-VII線矢視にお けるステアリング・ホイールの断面図、図8 、変速操作部及び操作反力モータを示す正 図である。

 図4のように、変速操作装置2は、前記変 コントローラ26を備え、この変速コントロー ラ26の入力ポートに、変速操作部105と、発進 ラッチ・スイッチ107と、クラッチ・キャン ル・スイッチ109と、飛びスイッチ111と、後 許可スイッチ113と、変位位置検出センサ28 、エンジン回転数センサ114と、機能選択ス ッチ116と、ニュートラル・スイッチ118とが 続されている。変速コントローラ26の出力ポ ートには、操作反力モータ115と、シフト・モ ータ23と、セレクト・モータ25と、クラッチ アクチュエータ17と、エンジン・コントロー ラ117とが接続されている。

 変速コントローラ26は、MPU(Micro Processing  Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory )等を備え、変速操作部105の変速操作信号に づいて前記シフト・モータ23及びセレクト・ モータ25の動作を制御する変速制御部を構成 る。

 変速コントローラ26は、本実施例におい クラッチ制御部でもあり、変速操作部105の 速操作信号の入力により発進クラッチ15を切 断動作させると共に変速操作部105の変速操作 信号の入力終了により発進クラッチを接続動 作させるようにクラッチ・アクチュエータ17 制御する。

 変速操作部105は、シフト・モータ23及びセ クト・モータ25の動作を制御するために変速 操作信号を出力可能であり、図5~図8のように 変速パドル部119及び変速回転角センサ121を備 えている。
変速パドル部119は、アップ・パドル123及びダ ウン・パドル125を一体に形成したものであり 、操作反力モータ115の駆動軸に取り付けられ ている。変速パドル部119には、アップ・パド ル123側においてステアリング・ホイール・ボ ス129との間に図7のようにリターン・スプリ グ126が介設されている。変速パドル部119は アップ・パドル123及びダウン・パドル125の れを引き操作しても手を離せばリターン・ プリング126の付勢力により中立位置へ自動 に復帰する。
操作反力モータ115は、ステアリング装置にお けるステアリング・ホイール127のステアリン グ・ホイール・ボス129に取り付けられている 。
変速回転角センサ121は、アップ・パドル123又 はダウン・パドル125の操作による操作反力モ ータ115の駆動軸の正逆回転角を検出し、その 回転角を変速コントローラ26へ入力する。変 コントローラ26は、変速回転角センサ121か の信号によりアップ・パドル123及びダウン パドル125の操作量、操作速度を判断する。
変速コントローラ26は、本実施例において操 反力制御部でもあり、前記カップリング・ リーブ3,5移動に際する反力に応じた操作反 を発生させるように前記操作反力モータ115 制御する。操作反力モータ115は、本実施例 操作反力発生部を構成し、例えば電動モー で構成されている。この操作反力モータ115 、前記変速操作部5のアップ・パドル123又は ダウン・パドル125の操作に対し前記カップリ ング・スリーブ3,5移動に際する反力に応じた 操作反力を付与可能となっている。

 カップリング・スリーブ3,5移動に際する 力は、前記マニュアル・トランスミッショ 1のシンクロナイズ機構の作動に起因する。 例えば、変速操作によりシンクロナイズ機構 が働くとき操作反力モータ115が駆動され、駆 動軸を介してアップ・パドル123又はダウン・ パドル125に操作反力を付与する。本実施例で は、アップ・パドル123又はダウン・パドル125 の操作力に逆らうトルク又は振動トルクを操 作反力として発生させる。

 このため、シフト操作が終了していない とがアップ・パドル123又はダウン・パドル1 25を介して手に伝わる。

 操作反力制御部として変速コントローラ2 6は、前記変速位置検出センサ28がカップリン グ・スリーブ3,5の変速位置への移動を検出し たとき前記操作反力を前記シンクロナイズ機 構の作動に起因する反力より減少又は増大さ せる。操作反力を減少させるときは、負の力 を発生させることもできる。

 本実施例では、アップ・パドル123又はダ ン・パドル125の操作反力を減少させ、カッ リング・スリーブ3,5がシンクロナイズ機構 の同期後にシフト完了の情報を手に伝達す ことができる。

 アップ・パドル123又はダウン・パドル125 操作反力を増大させる場合は、アップ・パ ル123又はダウン・パドル125の操作に対して 作反力モータ115により逆方向のトルクを発 させる。

 変速回転角センサ121は、本実施例におい 操作状態検出センサでもあり、前記アップ パドル123又はダウン・パドル125の操作力又 操作速度の少なくとも一方として、操作速 を検出する。操作速度は、変速回転角セン 121の検出する回転角から回転角速度が求め れ、この回転角速度から回転速度すなわち 作速度が求められる。

 変速制御部として変速コントローラ26は 前記変速回転角センサ121が検出する前記ア プ・パドル123又はダウン・パドル125の操作 又は操作速度の少なくとも一方として、操 速度に応じて前記シフト・モータ23及びセレ クト・モータ25の動作力又は動作速度の少な とも一方として、動作速度を制御する。

 すなわち、アップ・パドル123又はダウン パドル125が早く操作されればその操作速度 応じてシフト・モータ23及びセレクト・モ タ25の回転速度が増大し、素早い動作が行わ れる。

 発進クラッチ・スイッチ107は、クラッチ・ ドル部131及びクラッチ回転角センサ133から っている。クラッチ・パドル部131には、変 パドル部119と同様にステアリング・ホイー ・ボス129との間に図7のようにリターン・ス プリング135が介設されている。クラッチ・パ ドル部131を引き操作しても手を離せばリター ン・スプリング135の付勢力により中立位置へ 自動的に復帰する。
クラッチ・パドル部131の左右いずれかを引く と、クラッチ回転角センサ133が操作に応じた 回転角を検知し、変速コントローラ26へ出力 る。変速コントローラ26は、クラッチ制御 としてアップ・パドル123又はダウン・パド 125の操作とは無関係にクラッチ・アクチュ ータ17を制御し発進クラッチ15を断続する。

 クラッチ・パドル部131がゆっくりと操作 れると発進クラッチ15もこれに応じてゆっ りと断続され、クラッチ・パドル部131が早 と操作されると発進クラッチ15もこれに応じ て早く断続される。例えば、クラッチ・パド ル部131を引いて発進クラッチ15を切断した後 クラッチ・パドル部131を素早く離すと発進 ラッチ15は、素早く接続され、同ゆっくり すと同徐々に接続される。

 クラッチ・キャンセル・スイッチ109、飛び イッチ111、後退許可スイッチ113、機能選択 イッチ116、ニュートラル・スイッチ118は、 テアリング装置におけるステアリング・ホ ール127のスポーク部136に設けられている。
クラッチ・キャンセル・スイッチ109は、変速 コントローラ26による変速操作部105の変速操 に応じた発進クラッチ15の断続制御をキャ セルするものであり、ON操作により変速操作 部105を操作しても発進クラッチ15は断続され 、OFF操作により変速操作部105の変速操作に り発進クラッチ15が自動的に断続される。

 飛びスイッチ111は、前記変速操作部105操 時に同時操作させることで前記変速制御部 ある変速コントローラ26が前記シフト・モ タ23及びセレクト・モータ25の動作を制御し 前記変速段を1速飛びに変速させる。例えば 、1速飛びの1速から3速及び3速から5速、6速か ら4速及び4速から2速へのシフト・アップ、シ フト・ダウンを行わせる。

 後退許可スイッチ113は、前記変速操作部1 05操作時の同時操作の有無により前記変速制 部105が前記シフト・モータ23及びセレクト モータ25の動作を制御して前記変速段の後退 段Rへの変速の許可及び禁止を選択する。例 ば、変速操作部105操作時に後退許可スイッ 113を同時に操作してONとしたときのみ変速コ ントローラ26は、シフト・モータ23及びセレ ト・モータ25を制御して後退段Rへの変速を 可する。

 機能選択スイッチ116は、クラッチ制御部 しての変速コントローラ26とエンジン制御 としてのエンジン・コントローラ117とを選 して制御可能とする。

 ニュートラル・スイッチ118は、変速位置 どのポジションにあっても、操作により直 にニュートラルNのポジションにシフトさせ る。

 エンジン回転数センサ114は、エンジンの 転数を検出して変速コントローラ26へ入力 る。

 エンジン・コントローラ117は、車速信号 ど各種センサの入力によりエンジンを総合 に制御すると共に、変速操作部105の変速操 信号により変速コントローラ26を介しエン ンの燃料カット又は点火カットを行う。

 [変速操作]
 変速操作は、後述する変速操作部105の、ア プ・パドル123又はダウン・パドル125の操作 より行われる。

 図3の変速パターンは、上記のようにA列 、 B列、C列、D列を設定している。例えば、1速 のシフト・ダウンのためダウン・パドル125 引き付けると、変速操作信号として変速回 角センサ121の信号が変速コントローラ26へ入 力される。この信号の入力により、クラッチ ・アクチェタ17により発進クラッチ15が自動 に切られる。同時に変速コントローラ26から 変速回転角センサ121の信号に応じた信号でシ フト・モータ23及びセレクト・モータ25に信 が出力され、シフト・レバー7が1速2速間へ 動すると共に1速側へシフト動作する。
このときシンクロナイズ機構が働いていると 、ダウン・パドル125に操作反力が発生し、シ フト動作が終了すると反力は消滅する。
ダウン・パドル125を放すと発進クラッチ15が 合され、シフト・ダウン操作が終了する。
次にシフト・アップのため、アップ・パドル 123を引き付けると、同様に発進クラッチ15が 動的に切れ、シフト・モータ23、セレクト モータ25が逆回転し、シフト・レバー7を2速 移動させる。アップ・パドル123を放せば、 進クラッチ15が自動的に接続され、シフト アップが終了する。
アップ・パドル123を再び引き付けると、発進 クラッチ15が切れると共にシフト・レバー7は 、シフト・モータ23及びセレクト・モータ25 駆動により上記のように3速へ円滑に移動す 。アップ・パドル123を放せば発進クラッチ1 5が接続され、3速へのシフト・アップは終了 る。
なお、既存のマニュアル・トランスミッショ ンへの適用では、2速から3速への変速時、始 にシフト・モータ23のみ作動させ、シフト レバー7がN位置へ移動したことを位置センサ ーが検出し、この検出によりセレクト・モー ター25が回転を始め、シフト・レバー7をA列 らB列に移動させるように動作させることも 能である。さらにN位置からはシフト・モー ター23によりシフト・レバー7が3速に移動し アップ・パドル123を放せば発進クラッチ15が 接続され、シフト・アップは終了する。
[操作反力]
通常、マニアル・トランスミッションには、 変速を円滑にするため慣性タイプの同期装置 (シンクロナイズ機構)が装着されている。こ ため同期が終了するまで、カップリング・ リーブ3,5は所定位置にとどまりシフト操作 終了しない。従ってシフト・ロッド9及びシ フト・フォーク11,13も所定の位置に停止して る。この状態を変速位置検出センサ28が検 し、変速コントローラ26の制御により操作反 力モータ115がアップ・パドル123又はダウン・ パドル125の操作力に逆らうトルクまたは振動 トルクを発生させる。このためシフト操作が 終了していないことがアップ・パドル123又は ダウン・パドル125を介して手に伝わる。
同期が完了し、カップリング・スリーブ3,5、 シフト・ロッド9、シフト・フォーク11,13が所 定の位置に移動すると、変速位置検出センサ 28の検出に応じて変速コントローラ26が操作 力モータ115を制御してトルクを減少させる または逆方向のトルクを発生させ、シフト 了の情報を手に伝達する。
[クラッチ断続]
変速時、カップリング・スリーブ3,5の噛み合 いクラッチ部分に負荷トルクが存在している と、摩擦力により噛み合いクラッチを操作で きない。またシンクロナイズ機構による同期 も難しい。従って、変速時には上記のように 一時的に発進クラッチ15を切り離し、トルク 消滅させる必要がある。この場合の発進ク ッチ15の断接は素早く行う必要がある。ま 車両の発進時は切り離された発進クラッチ15 を滑らせながら徐々に結合する必要がある。 微速運転の場合は、発進クラッチ15を滑らせ いわゆる半クラッチを使用する必要がある このように使用状況により、発進クラッチ1 5の結合スピードは使い分ける必要がある。
本実施例の場合、変速操作部5を操作すると 直ちに変速回転角センサ121の検出信号が変 コントローラ26に送られ、クラッチ・アクチ ェタ17を作動させ、発進クラッチ15を切り離 。このため、変速部の負荷トルクが消滅し 記変速動作をスムーズに行うことができる
変速動作終了後、アップ・パドル123又はダウ ン・パドル125を放してゆくと、その動きを変 速回転角センサ121が細かく検出する。この検 出に応じて変速コントローラ26がクラッチ・ クチェタ17に出力し、アップ・パドル123又 ダウン・パドル125の動きに連動して発進ク ッチ15の接続を行わせることができる。
従って、アップ・パドル123又はダウン・パド ル125から指を素早く放せば、発進クラッチ15 素早く接続され、ゆっくり放せば徐々に接 される。すなわち、上記したように素早い 速操作、緩やかな発進、急発進等に必要な ラッチ操作を自由に使い分けることができ 。
更に発進クラッチ専用の発進クラッチ・スイ ッチ107を設けることで、シフト操作せず発進 クラッチ15のみの断接をし、或いは半クラッ 状態を作り出すことも可能である。また従 のクラッチ・ペタルをそのまま残す組み合 せも可能である。このため熟練したドライ ーの技量を十分に生かすことが可能である
更に、エンジン回転角センサ114の検出による エンジン回転数が設定値以下になると、変速 コントローラ26からクラッチ・アクチェタ17 信号が送られ、発進クラッチ15が切り離され 、エンストを防止することができる。また後 退速Rにシフトされた等、特定の場合、クラ チ・アクチェータ17にエンジン回転数に感応 した出力命令、例えば、エンジン回転数の2 に比例したクラッチ結合力を発揮するよう エネルギを与えるようにして自動発進クラ チとすることもできる。
[クラッチ・キャンセル等]
クラッチ・キャンセル・スイッチ109は、アッ プ・パドル123又はダウン・パドル125を操作し ても発進クラッチ15が反応しないように切り えるためのものである。クラッチ・キャン ル・スイッチ109を操作せずOFFであるときは アップ・パドル123又はダウン・パドル125の 作及び発進クラッチ15の断続が連動する。 ラッチ・キャンセル・スイッチ109を操作し ONにすると、アップ・パドル123又はダウン・ パドル125の操作及び発進クラッチ15の断続が 動しないポジションに切り替えることがで る。
上記したように変速時には噛み合いクラッチ 部への負荷トルクを排除する必要があり通常 それは発進クラッチ15の操作により行う。し し、レース等で、すばやい変速が必要なと 、発進クラッチ15を切り離し、再び結合し いると無駆動時間が長くなりタイムロスに ながる。
このような場合、一般的に発進クラッチ15は 続させたまま、アクセル操作等で負荷を抜 一瞬にシフト動作を終了するような高度な クニックが使用される。
この高度なテクニックに対応可能にするため クラッチ・キャンセル・スイッチ109を設け、 上記連動、非連動を使い分けできるようにす る。
他に、クラッチ・キャンセル・スイッチ109に 複数のポジションを設けて、発進時のみアッ プ・パドル123又はダウン・パドル125と発進ク ラッチ15とが連動させ、或いはシフト・ダウ 時のみ連動させる構成にすることも可能で る。
機能選択スイッチ116の操作により、変速コン トローラ26によるアップ・パドル123又はダウ ・パドル125と発進クラッチ15との連動、エ ジン・コントローラ117による制御とを選択 ることができる。この場合、エンジン・コ トローラ117は、前記変速操作部105の変速操 信号によりエンジンの燃料カット又は点火 ットを行なわせることが可能である。
運転状態を検知しプログラム制御によりアッ プ・パドル123又はダウン・パドル125と発進ク ラッチ15との最適な連動を自動的に切り替え ようにすることもできる。

 後退許可スイッチ113の同時操作時のみ後 速へシフト・ダウンさせることができる。 えば3速、2速、1速、ニュトラルNと順次シフ ト・ダウンし、続けてダウン・パドル125を操 作をしても、後退許可スイッチ113を同時に操 作しない限り、後退速Rへシフト操作するこ ができない。

 ニュートラル・スイッチ118を操作すると 直ちにクラッチ・アクチェタ17及びシフト モータ23が駆動され、変速位置がどのポジシ ョンにあってもニュートラルNのポジション シフトされる。

 飛びスイッチ111を操作してアップ・パド 123又はダウン・パドル125を操作すると、一 飛び越してシフト・アップ又はシフト・ダ ンさせることができる。

 なお、クラッチ・キャンセル・スイッチ109 飛びスイッチ111、後退許可スイッチ113、機 選択スイッチ116、ニュートラル・スイッチ1 18は、選択的に或いは全てを省略することが きる。
[実施例1の効果]
本発明実施例1の変速操作装置2によれば、複 段の歯車組からなりシンクロナイズ機構に る同期を介したカップリング・スリーブ3,5 移動により変速を行なわせるマニュアル・ ランスミッション1と、前記カップリング・ スリーブ3,5を移動させるためのシフト・モー タ23及びセレクト・モータ25と、前記シフト モータ23及びセレクト・モータ25の動作を制 するために変速操作信号を出力可能な変速 作部105のアップ・パドル123又はダウン・パ ル125と、前記変速操作信号に基づいて前記 フト・モータ23及びセレクト・モータ25の動 作を制御する変速コントローラ26とを備えた 速操作装置2において、前記アップ・パドル 123又はダウン・パドル125の操作に対し操作反 力を付与可能な操作反力モータ115を設け、前 記カップリング・スリーブ3,5移動に際する反 力に応じた操作反力を発生させるように前記 操作反力モータ115を制御する操作反力制御部 (変速コントローラ26)を設けたため、マニュ ル・トランスミッション1の中の変速操作の 況、例えば終了等がアップ・パドル123又は ウン・パドル125に与えることができ、変速 作の違和感を軽減又は無くすことができる   

 図9~図11は、本発明の実施例2に係り、図9は 変速操作装置を適用したステアリング・ホ ールの正面図、図10は、ステアリング・ホ ールを変速コントローラと共に示す図5に対 する断面図、図11は、変速操作部及び操作 力モータを示す図8に対応する正面図である なお、基本的な構成は実施例1と同様であり 、同一構成部分には、同符号を付して説明す る。
本実施例のステアリング・ホイールでは、実 施例1の発進クラッチ・スイッチ107(クラッチ パドル部131及びクラッチ回転角センサ133)を 省略した。

 図12は、本発明の実施例3に係り、変速操 装置を適用したステアリング・ホイールを す図7に対応する断面図である。なお、基本 的な構成は実施例1と同様であり、同一構成 分には、同符号を付して説明する。

 本実施例のステアリング・ホイール127では 変速操作部105のアップ・パドル123又はダウ ・パドル125の操作領域を分けるように構成 た。
アップ・パドル123又はダウン・パドル125の操 作開始から操作の途中までの角度α1までは、 変速回転角センサ121が検出回転角をクラッチ 切断信号として出力し、変速コントローラ26 、クラッチ制御部として前記発進クラッチ1 5を切断動作させるように前記クラッチ・ア チュエータ17を制御する。
変速コントローラ26は、操作反力制御部とし 前記アップ・パドル123又はダウン・パドル1 25の操作により変速回転角センサ121が検出し 回転角を変速操作信号として操作の途中で る角度α1を過ぎてから角度α2の範囲で出力 能としている。
変速回転角センサ121の検出は、回転角であり 、この回転角信号がクラッチ切断信号か変速 操作信号かは、予めインストールされたプロ グラムにより変速コントローラ26が判断する とになる。
変速操作信号の範囲(角度)α2及びクラッチ切 信号の範囲(角度)α1は、割合を自由に設定 ることができ、本実施例では、α1:α2=50:50に 定されている。
従って、本実施例では、シフトミスによりエ ンジン回転数が下がり、走行時に必要十分な トルクが得られなくなるような状況で、アッ プ・パドル123又はダウン・パドル125の角度α1 の範囲での操作によりいわゆる「半クラッチ 」を作り、エンスト等を抑制又は防止できる 。
アップ・パドル123又はダウン・パドル125の角 度α2の範囲では、実施例1と同様に操作する とができる。
角度α1の範囲及び角度α2の範囲の制御は、そ れぞれの範囲のプログラムを設定して各範囲 でプログラムを切り換え制御する構成、或い は単一のプログラムで角度α1の範囲では、変 速制御をキャンセルする構成にすることがで きる。
本実施例では、アップ・パドル123又はダウン ・パドル125の操作により熟練した運転者等に 対応することができ、スポーツ性、実用性が 向上する。
[その他]
 実施例では、発進クラッチ・スイッチ107と クラッチ・キャンセル・スイッチ109と、飛 スイッチ111と、後退許可スイッチ113と、機 選択スイッチ116と、ニュートラル・スイッ 118とを、ステアリング・ホイール127のスポ ク部136のスポーク部136に設けたが、その一 を選択的に、或いはその全てをインストル ントやセンターコンソール、その他に自由 配置することができる。

 上記実施例では、シンクロナイズ機構を備 たマニュアル・トランスミッション1とした が、シンクロナイズ機構を備えず、ドグ・ク ラッチを噛合可動部とし、その移動による結 合を介し変速を行なわせるマニュアル・トラ ンスミッションにも適用することができる。 この場合、噛合可動部の移動に際する反力は 、噛合歯の突き合わせに起因することになり 、この突き合わせ反力に応じて操作反力モー タ115によりアップ・パドル123又はダウン・パ ドル125の操作力に逆らうトルク又は振動トル クを操作反力として発生させる。
上記実施例では、シフト・レバー7をシフト モータ23及びセレクト・モータ25で操作する うにしたが、H型と呼ばれるマニュアル・ト ランスミッションにおいて複数本のシフト・ ロッドそれぞれにシフト・モータを直接的に 連動連結し、各シフト・モータを適宜制御す る構造に適用することもできる。
マニュアル・トランスミッションとしては、 二輪車のように直線的なシフト動作により円 筒カムを介したセレクト動作を行わせる構造 のものを適用することもできる。

 上記実施例では、変速操作部105の操作速度 応じてシフト・モータ23、セレクト・モー 25の動作速度を制御したが、変速操作部105の 操作力に応じて変速アクチュエータによる動 作力を制御し、或いは動作速度及び操作力に 応じて動作速度及び動作力を制御する構成に することもできる。
実施例では、動力源として電動モータを使用 しているが、その他油圧、空圧、それらの電 動との組み合わせも可能である。

符号の説明

 1 マニュアル・トランスミッション
 2 変速操作装置
 3,5 カップリング・スリーブ(噛合部)
 15 発進クラッチ
 17 クラッチ・アクチュエータ
23 シフト・モータ(変速アクチュエータ)
 25 セレクト・モータ(変速アクチュエータ)
 26 変速コントローラ(変速制御部、操作反 制御部、クラッチ制御部)
 28 変速位置検出センサ
 105 変速操作部
 107 発進クラッチ・スイッチ
 109 クラッチ・キャンセル・スイッチ
 111 飛びスイッチ
 113 後退許可スイッチ
 114 エンジン回転数センサ
 115 操作反力モータ(操作反力発生部)
 116 機能選択スイッチ
 118 ニュートラル・スイッチ
 119 変速パドル部(変速操作部)
 121 変速回転角センサ(操作状態検出センサ 変速操作部)
 123 アップ・パドル(変速操作部)
125 ダウン・パドル(変速操作部)
 127 ステアリング・ホイール
 135 スポーク部