JP3783539B2

JP3783539B2 - Shift operation device for transmission

Info

Publication number: JP3783539B2
Application number: JP2000264663A
Authority: JP
Inventors: 久美石若
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: JP2002039370A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラック等の車両における変速機のチェンジレバーのシフト操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラック等車両の変速機においては、運転席近傍に配設されたチェンジレバーを運転者がセレクト及びシフト方向に操作し、このチェンジレバーの変位をケーブル或いはロッド等の伝動部材を介して変速機のセレクト制御部材及びシフト制御部材に伝達し、所望の変速操作を行なうようにした所謂マニュアルトランスミッションが広く採用されている。この種の変速機操作装置では、一般に、チェンジレバーのセレクト操作に必要な操作力は小さく運転者の負担は軽いが、シフト操作に必要な操作力は相対的に可成大きく、運転者の疲労が大きいので、主として安全運転確保の観点から、運転者のシフト操作力を軽減する種々の動力援力装置即ちパワーアシスト装置が既に提案されている。
【０００３】
上記従来のパワーアシスト装置には、車載バッテリをエネルギー源とする電動モータを設け、同電動モータの駆動力によりシフト操作力をアシストし軽減するようにした装置が、例えば特許第２９８７１２１号明細書等に開示されている。（以下場合により、既提案の装置という）
車両の走行中、運転者はチェンジレバーを或る任意の変速段に操作している状態からニュートラル位置に所謂ギヤ抜きシフト操作を行ない、続いて上記ニュートラル位置から他の変速段に所謂ギヤ入れシフト操作を行なう変速操作を頻繁に行なうが、上記既提案の装置では、上記ギヤ抜きシフト操作及びギヤ入れシフト操作の双方において、上記電動モータの駆動力に基づくシフト操作力のアシストが行なわれる。
【０００４】
上記ギヤ抜きシフト操作時の電動モータの回転は、運転者がチェンジレバーをニュートラル位置に操作したとき、通常変速機に設けられているニュートラルスイッチがニュートラル位置を検知して上記電動モータへの電流供給を遮断することによって停止するが、電動モータには慣性があるため、上記ニュートラル位置で電流の供給を停止しても、チェンジレバーに連動してシフトレールを駆動するスライディングレバーがニュートラル位置で停止せず、ニュートラル位置を通り過ぎてしまう不具合がある。いまこれを図７及び図８に示した前進５段及び後進段を有する変速機の変速操作部分の概念的構成図について説明する。図中符号０１は後進段と前進１速とを選択するシフトレールに作動的に連結された第１のジョー、０２は前進２速と３速とを選択するシフトレールに作動的に連結された第２のジョー、０３は前進４速と５速とを選択する第３のジョー、０４は運転者が操作するチェンジレバーに連動して駆動されるスライディングレバーである。
【０００５】
運転者がチェンジレバーを操作して、スライディングレバー０４を上記第１ないし第３ジョー０１〜０３のニュートラル位置に夫々設けられた係合溝０５，０６又は０７の何れかに係合させることによって作動すべきシフトレールがセレクトされ、次に運転者がチェンジレバーをシフト方向に操作することによって、所望の走行段が選択される。（なお、図では、スライディングレバー０４が第２のジョー０２に係合している場合が例示されている。）
上述した電動モータの慣性によって、図中で距離Ｒで示すようにスライディングレバー０４が正しいニュートラル位置から大きくオーバストロークすると、隣接する第１ジョー０１又は第３ジョー０３に属する他の走行段に変速操作する際に、スライディングレバー０４が第１又は第３ジョー０１又は０３に干渉するためにセレクト操作が円滑に行なわれず、運転者はチェンジレバーをニュートラルに向うシフト操作方向とは逆方向に若干戻して係合溝０６を隣接する係合溝０５及び０７とセレクト方向に整合させたのち、所望のセレクト操作を行なう必要があるため、操作フィーリングが著しく損なわれる不具合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、運転者がチェンジレバーをシフト操作する際の操作力を軽減するアシスト力を生起する電動モータを備えた上記既提案の装置を含む電動式パワーアシスト装置における上述した問題点を改善し、運転者がチェンジレバーを任意の変速段のシフト位置からニュートラル位置にシフト操作する際に、電動モータの慣性に起因して、上記チェンジレバーに連動するシフトレールがニュートラル位置を超えてオーバストロークすることに基づく操作フィーリングの悪化を効果的に解消し又は少なくとも大幅に低減することを、主たる目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために創案されたもので、シフト操作時にチェンジレバーのシフト操作力を検知するシフト操作力検出手段と、上記チェンジレバーに伝動部材を介し連結された変速機のシフト軸と、上記チェンジレバーからシフト軸にいたる適宜のシフト系部材に作動的に連結されてシフト操作位置を検知する位置センサと、上記シフト軸に作動的に連結され上記チェンジレバーのシフト操作に応答して上記シフト軸を回転させることにより上記シフト操作力をアシストする電動モータと、上記シフト操作力検出手段により検知されたシフト操作力に応じ上記電動モータに供給すべきアシスト電流を設定するアシスト電流算出部、上記チェンジレバーを任意の変速段シフト位置からニュートラル位置にシフト操作する際に、上記検知されたシフト操作力に応じ上記電動モータへのアシスト電流の供給を停止するシフト操作位置を設定する電流供給停止位置算出部、及び上記アシスト電流算出部で設定された電流を上記電流供給停止位置算出部で設定されたシフト操作位置まで上記電動モータに供給するモータ駆動回路を備えたモータ駆動制御手段とを具備したことを特徴とする変速機のシフト操作装置を提案するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施形態を、図１ないし図６を参照して具体的に説明する。先ず、図１はトラック等の変速機におけるシフト操作系を概念的に示し、符号１０は車室内の運転席近傍に配設され運転者によって枢軸１２の回りに回動操作されるチェンジレバー、１４は同チェンジレバー１０に取付けられ、運転者のシフト操作力を検知するシフト操作力検出手段であって、歪ゲージ、ポテンシオメータ等が適宜採用される。１６は変速機に設けられたシフト軸であって、自身の軸線の回りの回動によりスライディングレバー１８及びジョー２０を介してシンクロスリーブ２２を備えたシフトレール２４を軸線方向に変位させることによって所望の変速段が達成されるように構成されている。
【０００９】
上記シフト軸１６には、クロスシャフトレバー２６の一端が固着され、同クロスシャフトレバー２６の他端は、連結ロッド２８を介して反転レバー３０の一端に枢着されている。同反転レバー３０はその中間部分を支持軸３２に回転自在に支持されると共に、他端には上記チェンジレバー１０に連結されたシフトケーブル又はロッド等の駆動部材３４が枢着されている。技術上良く知られているように、チェンジレバー１０には変速機のセレクト操作を行なうセレクトケーブル又はロッド等のセレクト用駆動部材が連結され、同セレクト用駆動部材は変速機のセレクトレバー等セレクト操作部材に連結されている。図７及び図８に示した変速機と同一の変速パターンの場合、上記ジョー２０及びシフトレール２４は、同様に３組並設され、運転者がチェンジレバー１０をセレクト操作することによって所望のジョー２０が選択され、選択されたジョー２０に係合するスライディングレバー１８を上記シフト軸１６を介し回動させることによりシフトレール２４を軸線方向に変位させるように構成されているが、図１では、便宜上その一組だけが示されている。
【００１０】
また、上記シフト軸１６には、アシストレバー３６の一端が固着され、同アシストレバー３６の他端に設けた長孔に、総括的に符号３８で示したアシスト装置の出力端が枢着連結されている。アシスト装置３８は、減速装置付の可逆転電動モータ４０と同電動モータ４０の回転運動を直線運動に変換するボールねじ４２を備えている。さらに、シフト軸１６には、センサアーム４４の一端が固着され、同センサアーム４４の他端には連結ロッド４６を介し位置センサ４８の入力腕５０が枢着されている。上記位置センサ４８は上記連結ロッド４６を介してシフト軸１６の回転角位置を検知し、ひいては、スライディングレバー１８及びジョー２０を介してシフトレール２４の軸線方向の変位即ちシフト操作位置を検知するものであり、ポテンシオメータ等シフト操作位置に応じた信号を出力する装置が適宜採用される。
【００１１】
車室内における運転席前方にクラッチペダル５２が配設され、同クラッチペダル５２にはクラッチスイッチ５４が設けられていて、運転者によりクラッチペダル５２が踏込まれたとき、上記クラッチスイツチ５４から上記電動モータ４０の駆動を制御するモータ駆動制御手段としてのコントロールユニット５６に信号が供給される。また、同コントロールユニット５６には、上記チェンジレバー１０に設けられたシフト操作力検出手段１４の出力信号及びシフト操作位置を検出する位置センサ４８の出力信号が供給され、かつ内蔵する駆動回路を介して上記電動モータ４０に駆動出力を供給する。
【００１２】
車両の走行中、運転者が変速操作を行なう際に、クラッチペダル５２を踏込んでエンジンから変速機への動力の伝達を遮断したのち、チェンジレバー１０を操作する。例えば、図７及び図８に示した変速パターンを有する変速機において、２速から３速に変速する場合、チェンジレバー１０を２速シフト位置からニュートラルに入れ、セレクト操作を行なうことなくそのまま３速にシフト操作する。また、例えば１速から２速に変速する場合は、チェンジレバー１０を１速シフト位置からギヤ抜きしてニュートラルに入れ、次にセレクト操作を行なって２速及び３速用のジョー２０を選択し、次に３速へのギヤ入れシフト操作を行なう。上記セレクト操作と較べて相対的に大きな操作力を必要とする上記ギヤ抜き及びギヤ入れシフト操作に当り、運転者がチェンジレバー１０を枢軸１２の回りに一方向、例えば反時計方向に回動させると、駆動部材３４を介して反転レバー３０が支持軸３２の回りを時計方向に回動し、連結ロッド２８及びクロスシャフトレバー２６を介してシフト軸１６が自身の軸線の回りに時計方向に回動する。（即ちケーブル等の駆動部材３４、反転レバー３０及び連結ロッド２８によりチェンジレバー１０とシフト軸１６とを作動的に連結する伝動部材が形成される。）上記シフト軸１６の回転によりスライディングレバー１８及びジョー２０を介してシフトレール２４が図中左方に駆動されて所望の変速段が得られるのであるが、上記クラッチペダル５２の踏込み操作がクラッチスイッチ５４により検知されてコントロールユニット５６に入力され、同コントロールユニット５６から後に説明する態様で上記アシスト装置３８の電動モータ４０に駆動出力が供給される。電動モータ４０の回転がボールねじ４２により直線運動に変換されてアシストレバー３６を上記シフト軸１６の回転方向と同方向に回動させ、上記チェンジレバー１０をシフト操作する運転者の所要操作力を軽減する所謂アシスト力が生起されることとなり、運転者の疲労が軽減されることとなる。
【００１３】
さて、上記変速操作時に運転者が行なうチェンジレバー１０のシフト操作は、交通事情等により緩急種々の操作速度で行なわれる。図３は横軸に時間（ｓｅｃ）をとり、縦軸にチェンジレバー１０のシフト操作力検出手段１４により検知されるシフト操作力即ちチェンジレバー１０の入力荷重（Ｎ）をとって、図中実線Ｓ_１で速い操作時を、一点鎖線Ｓ_２で通常程度の操作時を、また点線Ｓ_３で緩やかな操作を行なう三つのシフト操作入力パターンを示す。何れのシフト操作パターンＳ_１〜Ｓ_３もシフト操作開始直後の入力荷重が大きく、時間の経過と共に各々略一定値となるが、操作速度が大きい程、入力荷重の立上りが急峻で、かつ入力荷重のレベルが高い。従って、上記アシスト装置３８のアシスト力は、運転者がチェンジレバー１０を急速にシフト操作しシフト操作力が大きい場合には大きく、相対的に緩やかに操作しシフト操作力が小さい場合は相応して小さく設定されることが適当である。
【００１４】
次に図４は、図１に示したシフト操作装置において、上記アシスト装置３８が出力して欲しいアシスト力を概念的に示したものである。図中Ａ_１は、中立位置から或る変速段にシフト操作を行なう所謂ギヤ入れ時のチェンジレバー１０におけるシフト操作力即ち入力荷重と、その際に望ましいアシスト装置３８のアシスト力即ち電動モータ４０に供給されるべきアシスト電流に相応するアシスト力指令値との関係を示し、また図中Ａ_２は、変速機が或る変速手段にシフト操作されている状態からチェンジレバー１０を中立位置に向い操作する所謂ギヤ抜き時におけるシフト操作力と、その際に望ましいアシスト装置３８のアシスト力（アシスト力指令値）との関係を示す。図示のように、ギヤ抜き時の所要アシスト力Ａ_２は、ギヤ入れ時の所要アシスト力Ａ_１に較べて小さいが、たとえギヤ抜き時のアシストＡ_２が小さくても、パワーアシスト装置３８が作動して電動モータ４０が回転するので、シフトレール２４及びジョー２０が丁度ニュートラル位置に達したときに、上記位置センサ４８のニュートラル位置信号に基づいて、電動モータ４０への電流供給を停止しても同電動モータは直ちには停止せず、慣性によって、時間と共に急速に減衰するがなお微小時間回転するので、上述したようなオーバストロークが発生する。
【００１５】
図６は、縦軸に上記シフトレール２４のストローク量をとり横軸に時間をとって、上記オーバストローク量の発生態様を示したものである。縦軸の０点は、ギヤ抜きシフト操作の開始点即ちシフトレール２４が或る任意の走行変速段に位置している点であり、図中Ｎ位置はニュートラル位置を示す。図示の変速機では、上記走行変速段からニュートラル位置までのシフトレール２４のストローク量が１０．５ｍｍの場合が例示されている。上記ギヤ抜きシフト操作に際して、シフトレール２４が丁度ニュートラル位置に達したとき、位置センサ４８のニュートラル位置信号に基づいて、電動モータ４０の電流供給を停止した場合、慣性によって同図中にＲ_１（ｍａｘ）で示したような大きいオーバストロークが発生する。従って、前記図８の場合と同様に、ギヤ抜きシフト操作を行ったジョー２０と、隣接する他の変速段のジョー２０との間に上記オーバストローク量に相当するずれが生じるので、隣接するジョー２０に属する変速段へのシフト操作が必要な場合、セレクト操作が円滑に行なわれず、操作フィーリングが著しく損なわれることとなる。
【００１６】
上記ギヤ抜きシフト操作時のシフトレール２４のオーバストローク量を効果的に低減するために、図５に実線Ｘで示されているように電動モータ４０への電流供給を停止する位置（縦軸に上記シフトレール２４のストロークにおける電流オフ位置として示す）を、チェンジレバー１０に設けた上記シフト操作検知手段１４が検知されたシフト操作力（横軸に入力荷重として示す）に応じて、ニュートラル位置（Ｎ位置）以前の位置に設定する。上記電流オフ位置は、電動モータ４０の慣性モーメント、回転数及びアシスト装置３８からシフトレール２４に到るシフト操作系の機械的摩擦抵抗等に関係するので、上記Ｘ線の或る点で電流がオフされたとき、電動モータ４０の慣性によってシフトレール２４がニュートラル位置に対し可及的に小さいオーバストローク位置で停止し、又は逆にニュートラル位置に近い直前の位置で停止するように設定することができる。一例として、上記オフ位置を適宜に設定することにより、図６に実線で示したよう、ニュートラル位置で電流をオフしたときのオーバストロークＲ_１（ｍａｘ）に較べてシフト操作上実際には全く問題がない程度の極めて小さいオーバストロークＲ_２（ｍａｘ）しか発生しないように設定することができる。
【００１７】
図２は上記コントロールユニット５６の概念的構成を示すブロック図である。コントロールユニット５６は、クラッチペダル５２が踏込まれクラッチスイッチ５４が閉成されることによりシフト操作開始と判断する。ソフト操作力検出手段１４で検知されたシフト操作力を表わす信号がコントロールユニット５６内のアシスト電流算出部５８に供給され、同アシスト電流算出部５８では、図４においてギヤ入れ時には、アシスト力指令値Ａ_１が算出され、またギヤ抜き時にはアシスト力指令値Ａ_２が算出され、夫々電流指令値としてモータ駆動回路６０に供給され、本発明が対象とするギヤ抜きシフト操作時には同モータ駆動回路６０から上記アシスト力指令値Ａ_２に相応する電流が電動モータ４０に供給される。一方、上記シフト操作力検出手段１４で検知されたシフト操作力を表わす信号がコントロールユニット５６内の電流オフ位置算出部６２に供給され、同電流オフ位置算出部６２には、上記図５に示した電流オフ位置とシフト操作力即ち入力荷重との関係を設定したマップが収容されている。さらに、上記電流オフ位置算出部６２には、位置センサ４８の出力信号即ちシフトレール２４のシフト操作中におけるストロークを示す信号が供給されている。従って、上記ギヤ抜きシフト操作中に、シフトレール２４がその時のシフト操作力に応じた電流オフ位置に達したことが位置センサ４８により検知されたとき、電流オフ位置算出部６２から電流オフ指令がモータ駆動回路６０に供給され、電動モータ４０への給電が停止される。電動モータ６０は電流供給を遮断された後、慣性により時間と共に減衰する回転を行ない図６に実線で示されているように、ニュートラル位置に極めて近い位置に達するので、隣接するジョー２０へのセレクト操作が必要な変速操作の場合でも、当該セレクト操作及びこれに連続するシフト操作を円滑に行なうことができる利点がある。
【００１８】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々の変更・修正を加え実施することができる。例えば、位置センサ４８は、チェンジレバー１０からシフト軸１６にいたるシフト操作系の任意の部材に作動的に連結することができ、またアシスト装置３８は、例示した電動モータ４０とボールねじ４２との組合せではなく、電動モータ４０の回転を揺動腕の回動変位に変換してシフト軸１６等シフト操作系部材アシスト力を供給するように変更することができる。
【００１９】
叙上のように、本発明に係る変速機のシフト操作装置は、シフト操作時にチェンジレバーのシフト操作力を検知するシフト操作力検出手段と、上記チェンジレバーに伝動部材を介し連結された変速機のシフト軸と、上記チェンジレバーからシフト軸にいたる適宜のシフト系部材に作動的に連結されてシフト操作位置を検知する位置センサと、上記シフト軸に作動的に連結され上記チェンジレバーのシフト操作に応答して上記シフト軸を回転させることにより上記シフト操作力をアシストする電動モータと、上記シフト操作力検出手段により検知されたシフト操作力に応じ上記電動モータに供給すべきアシスト電流を設定するアシスト電流算出部、上記チェンジレバーを任意の変速段シフト位置からニュートラル位置にシフト操作する際に、上記検知されたシフト操作力に応じ上記電動モータへのアシスト電流の供給を停止するシフト操作位置を設定する電流供給停止位置算出部、及び上記アシスト電流算出部で設定された電流を上記電流供給停止位置算出部で設定されたシフト操作位置まで上記電動モータに供給するモータ駆動回路を備えたモータ駆動制御手段とを具備したことを特徴とし、変速機の変速操作時、特にギヤ抜き操作に続いてセレクト操作を行なったのち他の変速段へのシフト操作が必要な場合に、一連の変速操作を円滑に行なうことができ、操作フィーリングを向上し得る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１におけるコントロールユニット５６の構成を示すブロック図である。
【図３】図１におけるチェンジレバー１０のシフト操作時における入力荷重の種々のパターンを示す入力荷重−時間線図である。
【図４】シフト操作時の入力荷重とアシスト力指令値との関係を示した線図である。
【図５】図１におけるアシスト装置３８の電動モータ４０に対する電流供給の停止位置と入力荷重との関係を設定するマップである。
【図６】電動モータ４０の電流供給をニュートラル位置で停止した場合のシフトレールのストローク量（点線で示す）と、図５のマップに従いニュートラル位置以前で電動モータ４０の電流供給を停止した場合のシフトレールのストローク量（実線で示す）とを対比して示した線図である。
【図７】前進５段及び後進段を備えた変速機における変速操作部分を示す要部斜視図である。
【図８】図７に示した変速操作部分の概略平面図である。
【符号の説明】
１０…チェンジレバー、１４…シフト操作力検出手段、１６…シフト軸、２４…シフトレール、２６，２８，３０及び３４…伝動部材、３６…アシストレバー、３８…アシスト装置、４０…電動モータ、４２…ボールねじ、４８…位置センサ、５２…クラッチペダル、５４…クラッチスイッチ、５６…コントロールユニット（モータ駆動制御手段）、５８…アシスト電流算出部、６０…モータ駆動回路、６２…電流オフ位置算出部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shift operation device for a change lever of a transmission in a vehicle such as a truck.
[0002]
[Prior art]
In a transmission of a vehicle such as a truck, a driver operates a change lever disposed in the vicinity of a driver's seat in the selection and shift directions, and the displacement of the change lever is transmitted via a transmission member such as a cable or a rod. A so-called manual transmission that is transmitted to the select control member and the shift control member to perform a desired shift operation is widely used. In this type of transmission operating device, the operating force required for the change lever select operation is generally small and the driver's burden is light, but the operating force required for the shift operation is relatively large, and the driver's fatigue Therefore, mainly from the viewpoint of ensuring safe driving, various power assist devices, that is, power assist devices that reduce the driver's shift operation force have been proposed.
[0003]
In the conventional power assist device, an electric motor using an in-vehicle battery as an energy source, and a device that assists and reduces the shift operation force by the driving force of the electric motor is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 2987121. Is disclosed. (Hereinafter referred to as the proposed device in some cases)
While the vehicle is running, the driver performs a so-called gear-out shift operation from the state in which the change lever is operated to an arbitrary gear position to the neutral position, and then the so-called gear-in shift from the neutral position to another gear stage. Although the speed change operation is frequently performed, the above-described proposed apparatus assists the shift operation force based on the driving force of the electric motor in both the gear-out shift operation and the gear-in shift operation.
[0004]
When the driver operates the change lever to the neutral position, the neutral switch provided on the normal transmission detects the neutral position and supplies current to the electric motor. However, because the electric motor has inertia, even if the current supply is stopped at the neutral position, the sliding lever that drives the shift rail in conjunction with the change lever cannot be stopped at the neutral position. However, there is a problem of passing through the neutral position. Now, a conceptual configuration diagram of the shift operation portion of the transmission having the five forward speeds and the reverse speed shown in FIGS. 7 and 8 will be described. In the figure, reference numeral 01 is a first jaw operatively connected to a shift rail that selects reverse gear and first forward speed, and 02 is operatively connected to a shift rail that selects second forward speed and third speed. A second jaw, 03 is a third jaw for selecting forward 4th speed and 5th speed, and 04 is a sliding lever driven in conjunction with a change lever operated by the driver.
[0005]
The driver operates the change lever to engage the sliding lever 04 with one of the engaging grooves 05, 06 or 07 provided at the neutral positions of the first to third jaws 01 to 03, respectively. The shift rail to be selected is selected, and then the driver operates the change lever in the shift direction to select a desired travel stage. (In the figure, the case where the sliding lever 04 is engaged with the second jaw 02 is illustrated.)
Due to the inertia of the electric motor described above, when the sliding lever 04 greatly overstrokes from the correct neutral position as indicated by the distance R in the figure, the speed change operation is performed to another traveling stage belonging to the adjacent first jaw 01 or the third jaw 03. In this case, the sliding lever 04 interferes with the first or third jaw 01 or 03, so that the selection operation is not smoothly performed, and the driver slightly returns the change lever to the direction opposite to the shift operation direction toward the neutral. Since it is necessary to perform a desired select operation after aligning the engagement groove 06 with the adjacent engagement grooves 05 and 07 in the select direction, there is a problem that the operation feeling is remarkably impaired.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention improves the above-described problems in the electric power assist device including the above-mentioned proposed device including the electric motor that generates the assist force that reduces the operation force when the driver shifts the change lever. When the driver shifts the change lever from the shift position of any gear position to the neutral position, the shift rail interlocked with the change lever overstrokes beyond the neutral position due to the inertia of the electric motor. The main object is to effectively eliminate or at least significantly reduce the deterioration of the operation feeling based on the above.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention was devised to achieve the above object, and includes a shift operation force detecting means for detecting a shift operation force of a change lever during a shift operation, and a transmission connected to the change lever via a transmission member. A shift shaft, a position sensor that is operatively connected to an appropriate shift system member from the change lever to the shift shaft and detects a shift operation position, and a shift sensor that is operatively connected to the shift shaft and used to shift the change lever. An electric motor that assists the shift operation force by rotating the shift shaft in response, and an assist that sets an assist current to be supplied to the electric motor according to the shift operation force detected by the shift operation force detection means When the current calculation unit shifts the change lever from any shift position to the neutral position, A current supply stop position calculation unit that sets a shift operation position for stopping the supply of assist current to the electric motor according to the detected shift operation force, and the current set by the assist current calculation unit as the current supply stop position The present invention proposes a shift operation device for a transmission comprising a motor drive control means including a motor drive circuit that supplies the electric motor to a shift operation position set by a calculation unit.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. First, FIG. 1 conceptually shows a shift operation system in a transmission such as a truck. Reference numeral 10 denotes a change lever that is disposed in the vicinity of a driver's seat in a passenger compartment and is rotated around a pivot 12 by a driver. Is a shift operation force detecting means that is attached to the change lever 10 and detects the shift operation force of the driver, and a strain gauge, a potentiometer or the like is appropriately employed. Reference numeral 16 denotes a shift shaft provided in the transmission, which is desired by axially displacing a shift rail 24 provided with a synchro sleeve 22 via a sliding lever 18 and a jaw 20 by rotation about its own axis. The gears are configured to be achieved.
[0009]
One end of a cross shaft lever 26 is fixed to the shift shaft 16, and the other end of the cross shaft lever 26 is pivotally attached to one end of a reversing lever 30 via a connecting rod 28. The reversing lever 30 has an intermediate portion rotatably supported by a support shaft 32, and a driving member 34 such as a shift cable or a rod connected to the change lever 10 is pivotally connected to the other end. As is well known in the art, the change lever 10 is connected to a select drive member such as a select cable or a rod for performing a select operation of the transmission, and the select drive member is used to select the select lever of the transmission. It is connected to the member. In the case of the same shift pattern as the transmission shown in FIG. 7 and FIG. 8, the jaw 20 and the shift rail 24 are similarly arranged in parallel, and the driver selects the desired jaw by selecting the change lever 10. 20 is selected, and the shift lever 24 is displaced in the axial direction by rotating the sliding lever 18 engaged with the selected jaw 20 via the shift shaft 16, but in FIG. Only one set is shown for convenience.
[0010]
One end of an assist lever 36 is fixed to the shift shaft 16, and an output end of an assist device, generally indicated by reference numeral 38, is pivotally connected to a long hole provided at the other end of the assist lever 36. ing. The assist device 38 includes a reversible electric motor 40 with a speed reducer and a ball screw 42 that converts the rotational motion of the electric motor 40 into linear motion. Further, one end of a sensor arm 44 is fixed to the shift shaft 16, and an input arm 50 of a position sensor 48 is pivotally attached to the other end of the sensor arm 44 via a connecting rod 46. The position sensor 48 detects the rotational angle position of the shift shaft 16 via the connecting rod 46, and in turn detects the axial displacement of the shift rail 24, that is, the shift operation position, via the sliding lever 18 and the jaw 20. A device that outputs a signal corresponding to the shift operation position, such as a potentiometer, is appropriately employed.
[0011]
A clutch pedal 52 is disposed in front of the driver's seat in the passenger compartment, and the clutch pedal 52 is provided with a clutch switch 54. When the clutch pedal 52 is depressed by the driver, the clutch switch 54 to the electric motor. A signal is supplied to the control unit 56 as a motor drive control means for controlling the drive of 40. The control unit 56 is supplied with an output signal of the shift operation force detecting means 14 provided in the change lever 10 and an output signal of a position sensor 48 for detecting the shift operation position, and via a built-in drive circuit. Then, a drive output is supplied to the electric motor 40.
[0012]
When the driver performs a shifting operation while the vehicle is running, the change lever 10 is operated after the clutch pedal 52 is depressed to cut off the transmission of power from the engine to the transmission. For example, in the transmission having the shift pattern shown in FIGS. 7 and 8, when shifting from 2nd gear to 3rd gear, the change lever 10 is moved from the 2nd gear shift position to the neutral position, and the 3rd gear is operated without performing the selection operation. Shift to. Also, for example, when shifting from 1st speed to 2nd speed, the change lever 10 is disengaged from the 1st speed shift position and put into neutral, and then a select operation is performed to select the 2nd and 3rd speed jaws 20. Next, the gear shifting shift operation to the third speed is performed. The driver rotates the change lever 10 around the pivot 12 in one direction, for example, counterclockwise, in the gear release and gear shift operation that requires a relatively large operation force compared to the select operation. Then, the reversing lever 30 rotates clockwise around the support shaft 32 via the drive member 34, and the shift shaft 16 rotates clockwise around its own axis via the connecting rod 28 and the cross shaft lever 26. Move. (That is, the drive member 34 such as a cable, the reversing lever 30 and the connecting rod 28 form a transmission member that operatively connects the change lever 10 and the shift shaft 16). The shift rail 24 is driven to the left in the drawing via the jaw 20 to obtain a desired gear stage. However, the depression operation of the clutch pedal 52 is detected by the clutch switch 54 and input to the control unit 56. A drive output is supplied from the control unit 56 to the electric motor 40 of the assist device 38 in a manner described later. The rotation of the electric motor 40 is converted into a linear motion by the ball screw 42, the assist lever 36 is rotated in the same direction as the rotation direction of the shift shaft 16, and the required operation force of the driver who shifts the change lever 10 is obtained. A so-called assist force to be reduced is generated, and the driver's fatigue is reduced.
[0013]
Now, the shifting operation of the change lever 10 performed by the driver during the shifting operation is performed at various operating speeds depending on traffic conditions. In FIG. 3, the horizontal axis represents time (sec), and the vertical axis represents the shift operation force detected by the shift operation force detection means 14 of the change lever 10, that is, the input load (N) of the change lever 10; Three shift operation input patterns for performing a fast operation at S ₁ , a normal operation at a one-dot chain line S ₂ , and a gentle operation at a dotted line S ₃ are shown. Any of the shift operation patterns S _{1 to} S ₃ has a large input load immediately after the start of the shift operation, and each of the shift operation patterns S _{1 to} S ₃ has a substantially constant value as time elapses. However, as the operation speed increases, the input load rises more rapidly and the input load The level of is high. Accordingly, the assist force of the assist device 38 is large when the driver rapidly shifts the change lever 10 and the shift operation force is large, and is corresponding when the shift operation force is relatively small and the shift operation force is small. It is appropriate to set a small value.
[0014]
Next, FIG. 4 conceptually shows the assist force that the assist device 38 wants to output in the shift operation device shown in FIG. Figure A ₁ is a shifting force or input load in a so-called gear engagement change lever 10 at the time of performing a shift operation to a certain shift stage from the neutral position, the assist force or the electric motor 40 of the assist device 38 preferably in the shows the relationship between the assist force command value corresponding to the assist current to be supplied, also drawing a ₂ is operated toward the neutral position change lever 10 from the state where the transmission is shifting to a certain shift means The relationship between the shift operation force during so-called gear removal and the assist force (assist force command value) of the assist device 38 desirable at that time is shown. As shown, the required assist force A ₂ of the gear-disengaging is smaller compared to the required assist force A ₁ during gear engagement, even if small assist A ₂ of the gear-disengaging, the power assist device 38 is actuated Since the electric motor 40 rotates, the current supply to the electric motor 40 is stopped when the shift rail 24 and the jaw 20 have just reached the neutral position, based on the neutral position signal of the position sensor 48. The electric motor does not stop immediately, but decays rapidly with time due to inertia, but still rotates for a minute time, so that an overstroke as described above occurs.
[0015]
FIG. 6 shows how the overstroke amount is generated, with the vertical axis representing the stroke amount of the shift rail 24 and the horizontal axis representing time. The zero point on the vertical axis is the start point of the gear-free shift operation, that is, the point where the shift rail 24 is located at a certain arbitrary traveling gear position, and the N position in the figure indicates the neutral position. In the illustrated transmission, the case where the stroke amount of the shift rail 24 from the travel gear position to the neutral position is 10.5 mm is illustrated. When the shift rail 24 has just reached the neutral position during the gear-out shifting operation and the current supply of the electric motor 40 is stopped based on the neutral position signal of the position sensor 48, R ₁ ( A large overstroke as indicated by max) occurs. Accordingly, as in the case of FIG. 8 described above, a deviation corresponding to the above overstroke amount occurs between the jaw 20 that has performed the gear-disengaged shift operation and the adjacent jaw 20 of another shift stage. When a shift operation to a gear position belonging to 20 is required, the select operation is not performed smoothly, and the operation feeling is significantly impaired.
[0016]
In order to effectively reduce the amount of overstroke of the shift rail 24 during the gear shifting shift operation, a position where current supply to the electric motor 40 is stopped as indicated by a solid line X in FIG. The neutral position (indicated as the current off position in the stroke of the shift rail 24) in accordance with the shift operating force (indicated as the input load on the horizontal axis) detected by the shift operation detecting means 14 provided on the change lever 10 N position) Set to the previous position. The current off position is related to the moment of inertia of the electric motor 40, the number of revolutions, the mechanical friction resistance of the shift operation system from the assist device 38 to the shift rail 24, and so on. When turned off, the inertia of the electric motor 40 can be set so that the shift rail 24 stops at an overstroke position as small as possible with respect to the neutral position, or conversely stops at a position immediately before the neutral position. it can. As an example, by setting the above-mentioned OFF position appropriately, as shown by the solid line in FIG. 6, there is actually no problem in terms of shift operation compared to the overstroke R ₁ (max) when the current is turned off at the neutral position. It can be set so that only an extremely small overstroke R ₂ (max) is generated.
[0017]
FIG. 2 is a block diagram showing a conceptual configuration of the control unit 56. The control unit 56 determines that the shift operation is started when the clutch pedal 52 is depressed and the clutch switch 54 is closed. A signal representing the shift operation force detected by the soft operation force detection means 14 is supplied to an assist current calculation unit 58 in the control unit 56. The assist current calculation unit 58 uses the assist force command value when the gear is engaged in FIG. a ₁ is calculated, also in the gear-disengaging the calculated assisting force command value a _2, is supplied to the motor driving circuit 60 as respective current command value, to the gear-disengaging shift operation to which the present invention is directed from the motor driving circuit 60 current corresponding to the assist force command value a ₂ is supplied to the electric motor 40. On the other hand, a signal representing the shift operation force detected by the shift operation force detection means 14 is supplied to the current off position calculation unit 62 in the control unit 56, and the current off position calculation unit 62 is shown in FIG. A map in which the relationship between the current off position and the shift operation force, that is, the input load is set is stored. Further, the current-off position calculation unit 62 is supplied with an output signal of the position sensor 48, that is, a signal indicating a stroke during the shift operation of the shift rail 24. Accordingly, when the position sensor 48 detects that the shift rail 24 has reached the current off position corresponding to the shift operation force at that time during the gear-out shift operation, a current off command is issued from the current off position calculation unit 62. The power is supplied to the motor drive circuit 60 and the power supply to the electric motor 40 is stopped. After the electric motor 60 is cut off from the current supply, the electric motor 60 rotates to attenuate with time due to inertia and reaches a position very close to the neutral position as shown by a solid line in FIG. Even in the case of a shift operation that requires an operation, there is an advantage that the select operation and the shift operation that follows the select operation can be performed smoothly.
[0018]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various changes and modifications within the scope of the claims. For example, the position sensor 48 can be operatively connected to an arbitrary member of a shift operation system from the change lever 10 to the shift shaft 16, and the assist device 38 includes an electric motor 40 and a ball screw 42 illustrated as examples. Instead of the combination, the rotation of the electric motor 40 can be converted into the rotational displacement of the swing arm so that the shift operation system member assist force such as the shift shaft 16 is supplied.
[0019]
As described above, a shift operation device for a transmission according to the present invention includes a shift operation force detection means for detecting a shift operation force of a change lever during a shift operation, and a transmission connected to the change lever via a transmission member. A shift shaft, a position sensor operatively connected to an appropriate shift system member from the change lever to the shift shaft to detect a shift operation position, and a shift operation operatively connected to the shift shaft And an assist current to be supplied to the electric motor according to the shift operation force detected by the shift operation force detection means. When the assist current calculation unit shifts the change lever from the arbitrary gear position shift position to the neutral position, A current supply stop position calculation unit that sets a shift operation position for stopping the supply of assist current to the electric motor according to the detected shift operation force, and the current set by the assist current calculation unit as the current supply stop position Motor drive control means including a motor drive circuit that supplies the electric motor to the shift operation position set by the calculation unit, and is selected during a shift operation of the transmission, particularly following a gear release operation. When a shift operation to another shift stage is necessary after the operation, a series of shift operations can be performed smoothly, and the operation feeling can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control unit 56 in FIG.
FIG. 3 is an input load-time diagram showing various patterns of input load at the time of shifting operation of the change lever 10 in FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an input load and an assist force command value during a shift operation.
5 is a map for setting a relationship between a stop position of current supply to the electric motor 40 of the assist device 38 in FIG. 1 and an input load. FIG.
6 shows the shift amount of the shift rail when current supply to the electric motor 40 is stopped at the neutral position (indicated by a dotted line) and the case where the current supply to the electric motor 40 is stopped before the neutral position according to the map of FIG. It is the diagram which showed the stroke amount (it shows with a continuous line) of a shift rail as contrasted.
FIG. 7 is a perspective view of a main part showing a speed change operation portion in a transmission having five forward speeds and a reverse speed.
8 is a schematic plan view of a speed change operation portion shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Change lever, 14 ... Shift operation force detection means, 16 ... Shift shaft, 24 ... Shift rail, 26, 28, 30 and 34 ... Transmission member, 36 ... Assist lever, 38 ... Assist device, 40 ... Electric motor, 42 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Ball screw, 48 ... Position sensor, 52 ... Clutch pedal, 54 ... Clutch switch, 56 ... Control unit (motor drive control means), 58 ... Assist current calculation part, 60 ... Motor drive circuit, 62 ... Current off position calculation part .

Claims

シフト操作時にチェンジレバーのシフト操作力を検知するシフト操作力検出手段と、
上記チェンジレバーに伝動部材を介し連結された変速機のシフト軸と、
上記チェンジレバーからシフト軸にいたる適宜のシフト系部材に作動的に連結されてシフト操作位置を検知する位置センサと、
上記シフト軸に作動的に連結され上記チェンジレバーのシフト操作に応答して上記シフト軸を回転させることにより上記シフト操作力をアシストする電動モータと、
上記シフト操作力検出手段により検知されたシフト操作力に応じ上記電動モータに供給すべきアシスト電流を設定するアシスト電流算出部、上記チェンジレバーを任意の変速段シフト位置からニュートラル位置にシフト操作する際に、上記検知されたシフト操作力に応じ上記電動モータへのアシスト電流の供給を停止するシフト操作位置を設定する電流供給停止位置算出部、及び上記アシスト電流算出部で設定された電流を上記電流供給停止位置算出部で設定されたシフト操作位置まで上記電動モータに供給するモータ駆動回路を備えたモータ駆動制御手段とを具備したことを特徴とする変速機のシフト操作装置。Shift operation force detection means for detecting the shift operation force of the change lever during the shift operation;
A shift shaft of a transmission connected to the change lever via a transmission member;
A position sensor that is operatively connected to an appropriate shift system member from the change lever to the shift shaft and detects a shift operation position;
An electric motor operatively coupled to the shift shaft and assisting the shift operating force by rotating the shift shaft in response to a shift operation of the change lever;
An assist current calculation unit that sets an assist current to be supplied to the electric motor according to the shift operation force detected by the shift operation force detection means, and when the change lever is shifted from an arbitrary shift position to a neutral position Further, a current supply stop position calculation unit that sets a shift operation position for stopping supply of the assist current to the electric motor according to the detected shift operation force, and the current set by the assist current calculation unit is the current. A shift operation device for a transmission, comprising: a motor drive control unit including a motor drive circuit that supplies the electric motor to a shift operation position set by a supply stop position calculation unit.