JP4370651B2

JP4370651B2 - 車両用多段変速機

Info

Publication number: JP4370651B2
Application number: JP36153099A
Authority: JP
Inventors: 茂盛小貫
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: CN1300681A; US6428447B2; JP2001173775A; CN1240565C; DE60008846T2; EP1111274A3; DE60008846D1; US20010004620A1; EP1111274A2; EP1111274B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタ等の車両に適用される多段変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トレーラを牽引するトラクタ等では牽引時と無牽引時とで車両総重量が大きく異なるため、走行性能の向上を目的として主変速機に高低切換用の副変速機を設けることがある。この副変速機には入力側に設けられるスプリッタと出力側に設けられるレンジギヤとがある（特開平8-159258号公報等参照）。
【０００３】
ところで、従来のスプリッタは高速（ハイ）又は低速（ロー）の２ポジションしかなく、どちらか一方に必ず入っているというものであった。
【０００４】
しかし、これだと以下のような不都合を生じる。即ち、長距離ドライバの中には車内でエアコンを効かせながら仮眠をとる者も多い。このような状況下だとアイドリング駐車しているときにスプリッタを通じてエンジン動力が主変速機のカウンタシャフトに伝達されてしまうため、カウンタシャフトに取り付けられたカウンタギヤと、メインシャフトに取り付けられたメインギヤとが常時噛合回転し、その歯打ち音によるガラ音が発生するという問題がある。このガラ音は車内騒音に通じ問題となる。
【０００５】
この対策としてクラッチのダンパ特性の変更、シザースギヤの追加等が考えられるが、いずれにしてもカウンタシャフトへの動力伝達は相変わらず行われてしまうため、根本的な解決策とならない。また変速機全長が長くなり搭載性悪化の問題も生ずる。
【０００６】
そこで、本出願人は先に有効な解決策を提案した（特願平11-319915 号）。これにおいてはスプリッタにニュートラルポジションを設け、動力をスプリッタで断ち切り、カウンタシャフトの回転をなくし、ギヤ同士の歯打ち音、ガラ音を防止することができる。
【０００７】
また、長時間ニュートラルポジションのままだとカウンタギヤによるオイルの掻き揚げやオイルポンプの駆動が長時間できなくなり、潤滑不良が問題となるので、スプリッタをニュートラルポジションとそれ以外のポジションとに間欠的に変速操作し、カウンタシャフトを適宜回転させて潤滑を間欠的に行うようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、先願には以下のような問題がある。即ち、車両整備等で長期間車両を未使用の状態におくと、変速機内のベアリング部、シンクロ部、ギャラリ等からオイルが落ちきってしまう。通常はスプリッタにニュートラルポジションがなくハイローいずれかに入っているので、エンジン始動と同時にカウンタシャフトが回転し、潤滑が開始される。よってエンジン始動後比較的短時間の間に走行を開始することができる。
【０００９】
しかし、先願の場合でスプリッタがニュートラルポジションにあると、エンジンが始動されても潤滑が行われない。よってこの状態から走行を開始してしまうと、オイルが各部に回っていないのに走行してしまうことになり、潤滑不良の問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、スプリッタにニュートラルポジションを設けた車両用多段変速機にあって、エンジン始動初期に変速機内の各部を潤滑し、潤滑不良を防止することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力側に副変速機としてのスプリッタを備えた車両用多段変速機にあって、上記スプリッタにニュートラルポジションを設け、エンジン始動初期に上記スプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止するスプリッタニュートラル変速禁止手段を設け、上記スプリッタニュートラル変速禁止手段が、エンジン始動後車速が所定値を上回るまで、上記スプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止するものである。
【００１２】
これによれば、エンジン始動初期にカウンタシャフトを回転させることができ、潤滑可能となる。
【００１５】
また本発明は、入力側に副変速機としてのスプリッタを備えた車両用多段変速機にあって、上記スプリッタにニュートラルポジションを設け、エンジン始動初期に上記スプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止するスプリッタニュートラル変速禁止手段を設け、上記スプリッタニュートラル変速禁止手段が、エンジン始動後所定時間が経過し且つ車速が所定値を上回るまで、上記スプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止するものである。
【００１６】
出力側に別の副変速機としてのレンジギヤをさらに備えてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図２は本発明が適用される車両のエンジン駆動系を示す。図示するように、エンジン（ここではディーゼルエンジン）１にクラッチ２を介して多段変速機（多段トランスミッション）３が取り付けられ、変速機３の出力軸４（図１参照）がプロペラシャフト５に連結されて後輪車軸（図示せず）を駆動するようになっている。エンジン１はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６によって電子制御される。即ち、ＥＣＵ６は、エンジン回転センサ７とアクセル開度センサ８との出力から現在のエンジン回転速度及びエンジン負荷を読取り、主にこれらに基づいて燃料噴射ポンプ１ａを制御し、燃料噴射時期及び噴射量を制御する。
【００１９】
ここではクラッチ２と変速機３もトランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣＵ）９の制御信号に基づいて自動操作され得るようになっている。ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能である。
【００２０】
クラッチ２は機械式摩擦クラッチであり、クラッチアクチュエータ１０により自動断接されるものである。しかしながらここではクラッチペダル１１によるマニュアル断接も可能である。所謂セレクティブオートクラッチである。クラッチアクチュエータ１０は空圧作動され、ＴＭＣＵ９による電磁弁ユニット１２の切換動作に基づき空圧が給排され、クラッチ２の自動断接を実行する。一方、クラッチアクチュエータ１０内部に油圧作動弁が設けられ、クラッチペダル１１の踏み込み操作が行われるとこれに応じてマスタシリンダ１３から油圧が給排され、この油圧により油圧作動弁が開閉され、クラッチアクチュエータ１０への空圧の給排制御が行われ、クラッチ２のマニュアル断接が実行される。クラッチ２の自動断接とマニュアル断接とが干渉した場合はマニュアル断接が優先する。
【００２１】
クラッチストロークを検知するクラッチストロークセンサ１４及びクラッチペダル１１の踏込みストロークを検知するクラッチペダルストロークセンサ１６がそれぞれＴＭＣＵ９に接続される。
【００２２】
変速機３は基本的には常時かみ合い式の構成であるが、その入力側にスプリットギヤ段１７を、出力側にレンジギヤ段１９を、これらギヤ段の間にメインギヤ段１８を備え、変速機３の入力軸１５（図１参照）に伝達されてきたエンジン動力をスプリットギヤ段１７、メインギヤ段１８、レンジギヤ段１９へと順に送って出力軸４に出力するようになっている。スプリットギヤ段１７は入力側の副変速機をなすと共に本発明のスプリッタをなす。レンジギヤ段１９は出力側の別の副変速機をなすと共に本発明のレンジギヤをなす。メインギヤ段１８は変速機３の主変速機をなす。
【００２３】
変速機３にはスプリットギヤ段１７、メインギヤ段１８、レンジギヤ段１９のそれぞれの自動変速操作を行うためのスプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１、レンジアクチュエータ２２が備えられる。これらアクチュエータもクラッチアクチュエータ１０同様空圧作動され、ＴＭＣＵ９によって制御される。各ギヤ段１７，１８，１９の現在ポジションを検知すべくスプリットギヤポジションセンサ２３、メインギヤポジションセンサ２４、レンジギヤポジションセンサ２５が設けられ、ＴＭＣＵ９に接続される。また変速機３にはメインカウンタシャフト回転速度センサ２６、メインシャフト回転速度センサ２７、出力軸回転速度センサ２８が設けられ、ＴＭＣＵ９に接続される。
【００２４】
クラッチ２の断接制御及び変速機３の変速制御は主に車室内のシフトレバー装置２９からの信号を合図に行われる。即ち、ドライバが、シフトレバー装置２９のシフトレバー２９ａを所定段にシフトすると、これに応じた変速指示信号がＴＭＣＵ９に送られ、これを基にＴＭＣＵ９はクラッチアクチュエータ１０、スプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２を適宜作動させ、一連の変速操作を実行させる。そしてＴＭＣＵ９は現在のシフト段をモニター３１に表示する。
【００２５】
この他、ＴＭＣＵ９にはパーキングブレーキスイッチやＰＴＯスイッチ等も接続され、車両の走行状態、使用状態等を常時認識している。
【００２６】
図１は変速機内の構成を示す。図示するように、トランスミッションケース３ａ内に入力軸１５、メインカウンタシャフト３２（変速機のカウンタシャフトをなす）、メインシャフト３３及び出力軸４が設けられる。入力軸１５、メインシャフト３３及び出力軸４は同軸配置され、メインカウンタシャフト３２はそれらの下方に平行配置される。
【００２７】
入力軸１５はその前端側（図の左方を前とする）がトランスミッションケース３ａに軸支される。そしてその最前端がクラッチ２の出力側に接続され、後端部がメインシャフト３３の前端部を収容状態で軸支する。メインシャフト３３の後端部がトランスミッションケース３ａに軸支され、その最後端には後に詳述するサンギヤ６５が固設される。出力軸４の後端部はトランスミッションケース３ａに軸支される。メインカウンタシャフト３２もトランスミッションケース３ａに軸支される。トランスミッションケース３ａ内にミッションオイルＯが貯留される。メインカウンタシャフト３２の後端部にミッションオイルを循環駆動するためのオイルポンプ３５が接続される。
【００２８】
以下、スプリットギヤ段１７とメインギヤ段１８との構成を説明する。入力軸１５にはスプリットハイギヤＳＨが回転可能に取り付けられる。またメインシャフト３３にも前方から順にメインギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，ＭＲが回転可能に取り付けられる。ＭＲを除くギヤＳＨ，Ｍ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１はそれぞれメインカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＨ，Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１に常時噛合状態で連結される。ギヤＭＲはリバースアイドルギヤＩＲに常時噛合され、リバースアイドルギヤＩＲはメインカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＲに常時噛合される。
【００２９】
入力軸１５及びメインシャフト３３に取り付けられた各ギヤＳＨ，Ｍ４…に、当該ギヤを選択し得るようスプライン３６が一体的に設けられ、これらスプライン３６を前後又は後に隣接させるようにして第１〜第４スプライン３７〜４０が設けられる。第１スプライン３７は入力軸１５の後端部に一体的に設けられ、第２、第３、第４スプライン３８，３９，４０はメインシャフト３３に一体的に設けられる。第１〜第４スプライン３７〜４０に係合して第１〜第４スリーブ４２〜４５が前後スライド可能に設けられる。第１〜第４スリーブ４２〜４５は矢示するようにそのスライド移動により隣接するギヤ側のスプライン３６と係合・離脱し、第１〜第４スプライン３７〜４０とギヤ側スプライン３６とを連結・分離する。
【００３０】
第１〜第４スリーブ４２〜４５に第１〜第４シフトアーム４７〜５０が係合して設けられ、第１シフトアーム４７は前記スプリッタアクチュエータ２０に、第２〜第４シフトアーム４８〜５０は前記メインアクチュエータ２１に接続される。
【００３１】
このように、スプリットギヤ段１７とメインギヤ段１８とは各アクチュエータ２０，２１によって自動変速され得る常時噛み合い式の構成とされ、各アクチュエータが適宜第１〜第４スリーブ４２〜４５を移動してスプライン同士を連結することにより、任意のギヤを選択できる。通常同様、各スプライン部には図示しないシンクロ機構が介在され、連結の際の同期が得られるようになっている。また第２〜第４スプライン３８〜４０を含むメインギヤ段１８のスプライン部には変速機３をニュートラルにできるようニュートラルポジションが設けられる。
【００３２】
図示されるように、メインギヤＭ４及びカウンタギヤＣ４から前の部分がスプリットギヤ段１７であり、メインギヤＭ４及びカウンタギヤＣ４からメインギヤＭＲ、カウンタギヤＣＲ及びリバースアイドルギヤＩＲまでの部分がメインギヤ段１８である。
【００３３】
次にレンジギヤ段１９の構成を説明する。レンジギヤ段１９は遊星歯車機構３４を採用しており、ハイ・ローいずれかのポジションにのみ切り替えることができる。即ち、遊星歯車機構３４は、メインシャフト３３の最後端に固設されたサンギヤ６５と、その外周に噛合される複数のプラネタリギヤ６６と、プラネタリギヤ６６の外周に噛合される内歯を有したリングギヤ６７とからなる。各プラネタリギヤ６６は共通のキャリア６８に回転可能に支持され、キャリア６８は出力軸４に連結される。リングギヤ６７は管部６９を一体的に有し、管部６９は出力軸４の外周に相対回転可能に嵌め込まれて出力軸４とともに二重軸を構成する。
【００３４】
第５スプライン４１が管部６９に一体的に設けられる。また第５スプライン４１の後方に隣接して、出力軸４に出力軸スプライン７０が一体的に設けられる。第５スプライン４１の前方に隣接して、トランスミッションケース３ａに固定スプライン７１が設けられる。第５スプライン４１に係合して第５スリーブ４６が前後スライド可能に設けられる。
【００３５】
第５スリーブ４６は矢示するように前方にスライド移動したとき固定スプライン７１にも係合し、第５スプライン４１と固定スプライン７１とを連結する。これによりリングギヤ６７がトランスミッションケース３ａに固定され、出力軸４が１より大きい減速比で回転駆動されるようになる。これがロー(LOW) のポジションである。
【００３６】
一方、第５スリーブ４６は矢示するように後方にスライド移動したとき出力軸スプライン７０にも係合し、第５スプライン４１と出力軸スプライン７０とを連結する。これによりリングギヤ６７とキャリア６８とが互いに固定され、出力軸４が１の減速比で直結回転駆動されるようになる。これがハイ(HIGH)のポジションである。
【００３７】
第５スリーブ４６に第５シフトアーム５１が係合して設けられ、第５シフトアーム５１は前記レンジアクチュエータ２２に接続される。これによりレンジギヤ段１９がレンジアクチュエータ２２によってハイ又はローに自動変速される。なお前記同様、レンジギヤ段１９の各スプライン部にもシンクロ機構が介在され、連結の際の同期が得られる。遊星歯車機構３４から後方の部分がレンジギヤ段１９である。
【００３８】
図８にレンジギヤ段周辺を詳細かつ具体的に示す。なお同一の構成については同一の符号が付してある。
【００３９】
メインシャフト３３及びメインカウンタシャフト３２がトランスミッションケース３ａにベアリング７２，７３を介して支持される。７４〜７６はメインギヤＭ２，Ｍ１，ＭＲを支持するためのローラベアリングである。
【００４０】
キャリア６８に複数のシャフト７７が挿通支持され、これらシャフト７７の外周にローラベアリング７８を介してプラネタリギヤ６６が取り付けられる。リングギヤ６７の管部６９が出力軸４の外周に相対回転可能に嵌め込まれて出力軸４とともに二重軸を構成する。出力軸４はトランスミッションケース３ａにベアリング７９を介して支持される。出力軸４の後端にプロペラシャフト５（図２参照）を連結するためのフランジ８０が設けられる。
【００４１】
ここで、トランスミッションケース３ａ内は隔壁８１，８２によって三つの領域に仕切られる。即ち、メインギヤ室８３と遊星歯車室８４とレンジスプライン室８５とである。メインカウンタシャフト３２の後端に取り付けられたポンプシャフト８６が、遊星歯車室８４を横切ってレンジスプライン室８５内にあるオイルポンプ３５に接続している。メインギヤ室８３と遊星歯車室８４とは連通されているが、レンジスプライン室８５はこれら室から分離した独立室である。特にレンジスプライン室８５におけるオイルレベルをＯ_Rで示す。このレベルはちょうど第５スプライン４１、出力軸スプライン７０及び固定スプライン７１に差し掛かる程度である。なおこれらスプラインの間には前述したように図示しないシンクロ機構が介在される。
【００４２】
メインシャフト３３及びキャリア６８の内部に、ローラベアリング７４〜７６，７８等に給油するためのオイル通路８７が設けられる。このオイル通路８７にはオイルポンプ３５から吐出されたオイルが供給される。また出力軸４の内部にも密閉状のオイル通路９８が設けられ、このオイル通路９８は連絡管９６を介してメインシャフト３３のオイル通路８７からオイル供給を受ける。このオイル通路９８のオイルは放射状の細いオイル通路９７を通じて管部６９及び出力軸４間の摺動部、スプライン部及びシンクロ部に供給される。なおオイル供給方向を矢示する。
【００４３】
図１に示すように、この変速機３では、スプリットギヤ段１７において第１シフトアーム４７により第１スリーブ４２を前方にシフトするとハイ、後方にシフトするとローのポジションを得られ、これらハイ(HIGH)とロー(LOW) とで各々前進８段（計１６段）、後退１段を選択できる。メインギヤＭ４及びカウンタギヤＣ４はスプリットギヤ段１７のロー側とメインギヤ段１８の７又は８速ギヤとを兼ねている。
【００４４】
特に、スプリットギヤ段１７において、第１シフトアーム４７により第１スリーブ４２を中間に位置させるとニュートラル(N) ポジションを得られる。ニュートラルポジションでは第１スリーブ４２が第１スプライン３７上に位置するのみで、前後に隣接するいずれのスプライン３６にも係合しない。従来はこのようなニュートラルポジションがなく、ハイ、ローいずれかのポジションが必ず選択されていた。
【００４５】
このニュートラルポジションを設けることにより前述のガラ音の発生が防止できる。即ち、車両がアイドリング駐車しているときはクラッチ２が接、メインギヤ段１８がニュートラルにある。このときスプリットギヤ段１７がハイ側にシフトされていると、エンジン動力が入力軸１５、第１スプライン３７、第１スリーブ４２、スプリットハイギヤＳＨのスプライン３６、スプリットハイギヤＳＨ、カウンタギヤＣＨという経路を経てメインカウンタシャフト３２に伝わる。こうなるとこれに固設されたカウンタギヤＣ４，Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１，ＣＲと、メインシャフト３３に回転可能に取り付けられたメインギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，ＭＲと、リバースアイドルギヤＩＲとが噛合回転することになるから、歯打ち音によるガラ音が発生する。
【００４６】
一方、スプリットギヤ段１７がロー側にシフトされていると、エンジン動力が入力軸１５、第１スプライン３７、第１スリーブ４２、メインギヤＭ４のスプライン３６、メインギヤＭ４、カウンタギヤＣ４という経路を経てメインカウンタシャフト３２に伝わり、これにより前記ギヤ群が噛合回転し、歯打ち音によるガラ音が発生することとなる。
【００４７】
そこで、スプリットギヤ段１７をニュートラルにすると、エンジン動力が入力軸１５までで断たれ、入力軸１５、第１スプライン３７及び第１スリーブ４２の回転のみに止どまり、前記ギヤ群の回転を防止できる。これにより歯打ち音によるガラ音の発生を防止できることとなる。
【００４８】
ところで、このようなニュートラル操作を可能とするスプリッタアクチュエータ２０の構成は図３の如きである。即ち、トランスミッションケース３ａ内部にシリンダ室５２が区画形成され、シリンダ室５２に第一ピストン５３及び第二ピストン５４が収容され、これによりシリンダ室５２が三つのシリンダ室５２Ｎ，５２Ｌ，５２Ｈに分割される。各シリンダ室５２Ｎ，５２Ｌ，５２Ｈにはやはりトランスミッションケース３ａ内部に形成された空圧ポート５３Ｎ，５３Ｌ，５３Ｈが連通接続される。各ポートはそれぞれ電磁弁５４Ｎ，５４Ｌ，５４Ｈを介してエアタンク５５に接続される。第二ピストン５４にストライキングロッド５６が前後スライド可能（図の左方が前）に接続され、ストライキングロッド５６に、先の第１スリーブ４２に係合する第１シフトアーム４７が固設される。
【００４９】
これにより、第１シフトアーム４７が第一及び第二ピストン５３，５４によって三段階に前後移動され、第１スリーブ４２をニュートラル（Ｎ）、ハイ（Ｈ）、ロー（Ｌ）の各ポジションに位置付けることができる。
【００５０】
これら各ポジションを検出すべく、ディテントボールスイッチからなる位置センサ５８Ｎ，５８Ｌ，５８Ｈがストライキングロッド５６に付帯して設けられる。これら三つの位置センサにより前記スプリットギヤポジションセンサ２３が構成される。一方ストライキングロッド５６には一ヶ所だけディテント溝５９が設けられる。ディテント溝５９にディテントボールが入った位置センサのみがONとなり、各ポジションを選択的に検出できる。各電磁弁５４Ｎ…と各位置センサ５８Ｎ…とはＴＭＣＵ９に接続される。
【００５１】
各ポジションと各電磁弁５４Ｎ…及び各位置センサ５８Ｎ…との対応関係は図４に示す通りである。いま仮にハイのポジションが選択されると、電磁弁５４ＨのみがONされ残りの電磁弁５４Ｌ，５４ＮはOFF される。ONの電磁弁からエアタンク５５の空圧が供給され、OFF の電磁弁では空圧供給が断たれシリンダ室が大気開放されるから、この組合せによればシリンダ室５２Ｈのみに空圧が供給され、二つのピストン５３，５４が同時に最前端に移動されてスプリットギヤ段１７がハイにシフトされる。また、仮にローのポジションが選択されると、電磁弁５４ＬのみがONされ、第一ピストン５３が最前端に、第二ピストン５４が最後端に離反移動される。これによりスプリットギヤ段１７がローにシフトされる。
【００５２】
ニュートラルポジションが選択されたときは、電磁弁５４Ｈ，５４Ｎが同時にONされ、電磁弁５４ＬはOFF される。こうなると第一ピストン５３と第二ピストン５４とが近接移動し、第一ピストン５３はピストンストッパ面６０に突き当たって停止し、第二ピストン５４は第一ピストン５３に突き当たって停止する。これにより両ピストンがシリンダ室５２のほぼ中間に位置され、スプリットギヤ段１７をニュートラルにシフトすることができる。
【００５３】
なお、同様の構成がレンジアクチュエータ２２においてもなされる。即ち図８に示すように、トランスミッションケース３ａの後端内部にシリンダ室９０が区画形成され、シリンダ室９０にレンジ用ピストン９１が前後移動可能に収容され、シリンダ室９０が二つのシリンダ室９０Ｌ，９０Ｈに分割される。各シリンダ室９０Ｌ，９０Ｈにトランスミッションケース３ａ内部に形成された空圧ポート９１Ｌ，９１Ｈが連通接続され、各ポートにそれぞれ入口ニップル９２Ｌ，９２Ｈが取り付けられる。これら入口ニップルはそれぞれ図示しない電磁弁を介してエアタンクに接続される。
【００５４】
レンジ用ピストン９１にレンジ用ストライキングロッド９３が前後スライド可能に接続され、レンジ用ストライキングロッド９３に、先の第５スリーブ４６に係合する第５シフトアーム５１が固設される。レンジ用ストライキングロッド９３にディテント溝９４が設けられ、ディテントボールスイッチからなる位置センサ９５が設けられる。なおこの位置センサ９５が前記レンジギヤポジションセンサ２５をなす。ディテントボール９５ａのディテント溝９４への係合・離脱により位置センサ９５のON/OFFが切り替わり、レンジギヤ段１９のハイ・ローを検出できる。
【００５５】
後方のシリンダ室９０Ｌに空圧が供給されると、レンジ用ストライキングロッド９３が前方に移動されてレンジギヤ段１９がローとなり、逆に前方のシリンダ室９０Ｈに空圧が供給されると、レンジ用ストライキングロッド９３が後方に移動されてレンジギヤ段１９がハイとなる。
【００５６】
ところで、アイドリング駐車でスプリットギヤ段１７を長時間ニュートラルにしておくと以下のような問題が生じる。即ち、図１を参照して、変速機３では全ての軸支部にベアリングを設け、これら軸支部をカウンタギヤＣ４…で跳ね上げられたオイルにより、或いはオイルポンプ３５から供給されたオイルにより潤滑するようになっている。
【００５７】
しかし、スプリットギヤ段１７をニュートラルにするとメインカウンタシャフト３２が回転駆動されないため、オイルの跳ね上げやオイルポンプ３５の駆動ができない。
【００５８】
アイドリング駐車でスプリットギヤ段１７がニュートラルのとき、回転するのは実質的には入力軸１５だけである。よって他の軸の軸支部の潤滑不良は問題とならないものの、入力軸１５の軸支部において潤滑不良を招くおそれがある。具体的には、図示する三つのベアリング６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃが潤滑されないで摩耗を生じたり、最悪焼き付く虞がある。
【００５９】
そこで、ここではスプリットギヤ段１７をニュートラルポジションとそれ以外のポジションとに間欠的に変速操作し、メインカウンタシャフト３２の回転を適宜発生させ、軸支部の潤滑を間欠的に行うようにしている。
【００６０】
以下この内容を説明する。図６にはかかる変速操作に関する基本制御の内容が示される。本制御はＴＭＣＵ９によって実行される。なおここではドライバがエアコンを作動させながらアイドリング駐車して仮眠をとるようなケースを想定している。
【００６１】
ＴＭＣＵ９は、まずステップ６０１においてスプリットギヤ段（スプリッタ）１７をニュートラル（Ｎ）にする条件（スプリッタＮ条件）が成立しているか否かを判断する。この条件とはメインギヤ段ニュートラル、車速ほぼゼロ、パーキングブレーキ作動中、ＰＴＯスイッチOFF という全ての条件が所定時間（例えば３秒）以上満たされていることである。条件成立のときはステップ６０２に進み、条件不成立のときはステップ６０１を繰り返す。
【００６２】
ステップ６０２でクラッチ２を自動分断し、この後ステップ６０３でスプリッタアクチュエータ２０を作動させ、スプリットギヤ段１７をニュートラルにシフトする。そしてステップ６０４に進んでクラッチ２を自動接続する。次にステップ６０５で位置センサ５８Ｎによりスプリットギヤ段１７がニュートラルになったことを確認する。確認を終えたらステップ６０６に進み、内蔵タイマにより時間をカウントし、所定のインターバル時間ｔ_intの経過を待つ。この時間ｔ_intは後述の方法に従って油温に基づいて決定される。
【００６３】
時間が経過したらステップ６０７でクラッチ２を自動分断し、ステップ６０８でスプリットギヤ段１７をハイ（Ｈ）にシフトし、ステップ６０９で位置センサ５８Ｈによりハイへのシフト終了を確認し、ステップ６１０でクラッチ２を自動接続する。これによりメインカウンタシャフト３２が回転開始となり、軸支部への潤滑が行われる。
【００６４】
この後ステップ６１１に進み、内蔵タイマで時間をカウントし、所定時間ｔ_Hの経過を待つ。この時間は後述の方法に従って決定される。この時間が経過したらステップ６１２に進み、クラッチ２を自動分断し、ステップ６１３でスプリットギヤ段１７をニュートラルにシフトし、ステップ６１４でクラッチ２を自動接続する。これにより本制御を終了する。後はこのフローを繰り返せばスプリットギヤ段ニュートラルと潤滑とを何回でも繰り返し行うことができる。
【００６５】
次に、ステップ６０６におけるインターバル時間ｔ_int及びステップ６１１における１回の潤滑時間ｔ_H（スプリットギヤ段１７をハイにしている時間）の決定方法を説明する。
【００６６】
上述のように、かかる基本制御は所定のインターバル時間毎にスプリットギヤ段１７をハイにし、一定時間メインカウンタシャフト３２を回転させて潤滑を行うというものである。このインターバル時間と１回の潤滑時間とをどのように定めるかは潤滑性能と静粛性とのバランスを図る上で重要である。そこでここではオイルの温度即ち粘性によって潤滑の要否の程度を判断し、これに基づいてインターバル時間等を定めるようにしている。
【００６７】
このときの考え方は以下の通りである。即ち、オイルの温度が高温で粘性が低い場合、軸支部の油膜切れを起こしやすいので比較的短いインターバル時間毎に潤滑を行う。一方このときはオイルが摺動部に浸透しやすいので、１回の潤滑時間は短めに設定する。次に、オイルの温度が低温で粘性が高い場合、軸支部の油膜切れを起こし難いのでインターバル時間は長めに設定できる。一方オイルが摺動部に回り難いので１回の潤滑時間は長めに設定する。さらにオイルの温度が極低温で粘性が著しく高い場合、オイルを急速に暖め所望の潤滑性能を早く発揮できるよう、インターバル時間をゼロとし、スプリットギヤ段１７をハイに保持し、メインカウンタシャフト３２を回転し続け、オイルを積極的に撹拌し潤滑も継続する。このときはギヤ間に大きな粘性抵抗が生じるため歯打ち音は極めて少なく、ガラ音の問題は生じない。
【００６８】
この考え方に基づき、実際には実機試験等を行い、潤滑が保持できなくなった時間に安全率を見込んでインターバル時間と１回の潤滑時間とを定める。
【００６９】
しかし、油温を直接パラメータとすると油温センサが別途必要となる。そこでここでは図１、図２に示したメインカウンタシャフト回転速度センサ２６を用い、メインカウンタシャフト３２の回転の落込み具合によって油温を推定し、これに従ってインターバル時間と１回の潤滑時間とを決定するようにしている。メインカウンタシャフト回転速度センサ２６はカウンタギヤＣＨから回転パルスを取り出すもので、本来変速制御用として必要なものであるが、ここでは油温推定用としても兼用し、これによりコストの上昇を抑えるようにしている。
【００７０】
これに際して使用する油温推定マップを図５に示す。このマップでは横軸が時間ｔ、縦軸がメインカウンタシャフト回転数Ｎｃ(rpm) となっている。二本の曲線Ａ，Ｂはそれぞれ油温Ｔoil がＴoil1，Ｔoil2のときのメインカウンタシャフト回転数Ｎｃの落込み具合を示している。Ｔoil1＞Ｔoil2で、ここではＴoil1が30℃、Ｔoil2が０℃に設定されている。回転の落込みはエンジンアイドリング中のメインカウンタシャフト回転数Ｎｃidleから開始し、回転ゼロになると終了である。Ｎｃidleはここでは 500(rpm) である。回転落込みの開始時点はクラッチ断終了時である。この開始時刻をｔ_stで示す。
【００７１】
図示するように、低油温時（Ｔoil2）の方が高油温時（Ｔoil1）よりも回転の落込み方が激しく、ゼロになるまでの時間も短い（Δｔ₂＜Δｔ₃）。そして曲線Ｂの下側の領域だとＴoil ＜Ｔoil2、曲線Ａ，Ｂに挟まれた領域だとＴoil2＜Ｔoil ＜Ｔoil1、曲線Ａの上側の領域だとＴoil1＜Ｔoil といえる。
【００７２】
そこで実際の回転の落込みから油温を推定する方法として二通りの方法がある。一つは開始から一定時間（Δｔ₁）内の回転の減速度を調べ、これをマップと比べる方法、他の一つは開始から終了までの時間を測定し、これをマップ中の時間Δｔ₂，Δｔ₃と比べる方法である。ここでは測定時間が短い等の理由から前者の方法を採用するが、後者の方法を選択するのは自由である。なお油温推定マップはＴＭＣＵ９に予め記憶される。
【００７３】
次に、インターバル時間と１回の潤滑時間との決定フローを図７に示す。このフローはＴＭＣＵ９によって実行される。ここではインターバル時間等の決定を車両発進時のクラッチ制御に併せて行っている。
【００７４】
まず、発進前の初期条件としてシフトレバーニュートラル（即ちメインギヤ段ニュートラル）、クラッチ接、且つエンジンアイドリング中であることを要する。この状態からドライバがシフトレバーをドライブレンジに操作すると、変速機のギヤ入れを行うためクラッチが自動分断される。このときついでにスプリットギヤ段をニュートラルにし、油温推定及びインターバル時間等の決定を行おうというものである。
【００７５】
図示するフローは上記ドライバによるシフトレバー操作と同時に開始する。まずステップ７０１においてクラッチを自動分断し、これと同時にステップ７０２においてスプリットギヤ段（スプリッタ）をニュートラル（Ｎ）にする。こうなるとメインカウンタシャフト回転数がＮｃidleから落込むから、ステップ７０３でその減速度を計算し、ステップ７０４で油温Ｔoil を推定する。
【００７６】
次に、ステップ７０５に進んでその推定された油温Ｔoil を先の設定温度Ｔoil1と比較する。Ｔoil1＜Ｔoil のときはステップ７０６に進んでインターバル時間ｔ_intをｔ_A（ここでは約２時間）とし、１回の潤滑時間ｔ_Hをｔ_C（ここでは約５分）より短い時間とする。Ｔoil1≧Ｔoil のときはステップ７０７に進み、油温Ｔoil を設定温度Ｔoil2と比較する。Ｔoil2＜Ｔoil のときはステップ７０８に進んでインターバル時間ｔ_intをｔ_B（ｔ_B＞ｔ_A、ここでは約４時間）とし、１回の潤滑時間ｔ_Hをｔ_Cに等しくする。Ｔoil2≧Ｔoil のときはステップ７０９に進み、インターバル時間ｔ_intを０とし、油温Ｔoil がＴoil2に達するまでメインカウンタシャフトを連続回転させ、潤滑を継続するようにする。
【００７７】
こうしてインターバル時間ｔ_intと１回の潤滑時間ｔ_Hとが決定されたら、ステップ７１０に進んでメインギヤ段の変速制御とクラッチの接続制御とを実行し、本制御を終了する。
【００７８】
このように、本制御によれば、実際の油温に応じてできるだけ長いインターバル時間と必要最小限の潤滑時間とを得られるため、潤滑性能と静粛性とを最大限バランスさせ、同時に高い信頼性も確保できる。
【００７９】
なお、以下のような変形例が考えられる。例えば、図６のステップ６０７，６１０等に示されるように、本実施形態では機械的保護のためスプリットギヤ段を変速するときに一旦クラッチを切り、変速後接続するようにしているが、シンクロ機構があるため、メインギヤ段がニュートラルでエンジンがアイドリング程度であれば、クラッチを断接しないで変速することも可能である。また本実施形態では潤滑の際にスプリットギヤ段をハイに入れている。これはこの方がメインカウンタシャフト回転数が高く、潤滑に有利だからである。しかしながら若干効果は落ちるもののローに入れることは可能である。要はニュートラル以外のいずれかのポジションに入れればよい。各数値（Ｔoil1，Ｔoil2等）の具体値も適宜変更が可能である。本実施形態ではインターバル時間及び潤滑時間の両方を油温に応じて決定するようにしたが、いずれか一方のみを決定するようにしてもよい。この場合潤滑時間は変化の幅が少ないことから、インターバル時間のみを油温に応じて大きく変えるようにするとよい。
【００８０】
上記説明から分かるように、ここではスプリッタアクチュエータ２０とＴＭＣＵ９とが本発明のスプリッタ制御手段を構成している。
【００８１】
さて、既述の如く、車両を整備等の理由で長期間休止させた後、エンジンを再始動し、スプリッタをニュートラルとしたまま暖機し、走行を開始すると、オイルが変速機内のベアリング部、シンクロ部等各部に回っていないのに走行してしまうことになり、潤滑不良を招く虞がある。
【００８２】
即ち、図１、図８に示すように、スプリットギヤ段１７がニュートラルだとメインカウンタシャフト３２が回転しないため、各カウンタギヤＣＨ，Ｃ４…によるオイルの掻き揚げができない。またオイルポンプ３５も駆動されないため、オイル通路８７等を通じて各ベアリング部等にオイルを供給することができない。
【００８３】
特に、レンジギヤ段１９ではカウンタギヤが存在しないためこれによるオイルの掻き揚げができない。このためオイルの供給は主としてオイルポンプに頼らざるを得ず、オイル供給上不利である。もっともレンジスプライン室８５では、オイルポンプ３５による供給と、第５スプライン４１及び出力軸スプライン７０の回転による掻き揚げとによって、スプライン部及びシンクロ部にオイル供給するが、スプリットギヤ段１７がニュートラルだとオイルポンプ３５による供給がなく、レンジギヤ段１９も全く駆動されないことからスプラインによる掻き揚げができない。このためスプライン部及びシンクロ部にオイルが回りきってない状態から走行が開始され、潤滑不足の問題は顕著となる。一方、オイルレベルＯ_Rが第５スプライン４１及び出力軸スプライン７０にぎりぎり触れる程度にしか設定されていないため、掻き揚げ量自体少なく、走行前にオイルポンプ３５で十分潤滑しておくのが望ましい。低温時等オイルが回り辛い状況ではなおさらである。
【００８４】
そこで、このような問題を解消すべく、この変速機３ではエンジン始動初期にスプリットギヤ段１７のニュートラルポジションへの変速を禁止するスプリッタニュートラル変速禁止手段が設けられる。これは具体的にはＴＭＣＵ９に予め格納された変速禁止プログラムからなる。以下その内容を説明する。
【００８５】
図９は、車両のエンジン停止時に実行する制御、即ちスプリッタＮ非許可制御の内容を示す。ＴＭＣＵ９はまずステップ９０１で車両のイグニッションキーがOFF とされたか否か、即ちエンジン停止指示があったか否かを判断する。OFF とされてなければステップ９０１に戻ってOFF となるまで待機し、OFF となったらステップ９０２に進んでスプリットギヤ段１７（スプリッタ）をニュートラル（Ｎ）にする制御を非許可とする。このとき仮にスプリットギヤ段１７がニュートラルに入っていればこれをハイ・ローいずれかに変速し、ハイ・ローいずれかに入っていれば現状を維持する。以上によりＴＭＣＵ９側での制御を終了し、この後ＥＣＵ６側でエンジン停止が実行される。こうなるとエンジンないし車両はスプリットギヤ段１７がハイ・ローいずれかに入った状態で停止されることとなる。
【００８６】
図１０は、上記制御後のエンジン始動時に実行する制御、即ちスプリッタＮ非許可保持制御の内容を示す。この制御は車両のイグニッションキーがONされたと同時に、実質的にはエンジン始動と同時に開始する。ＴＭＣＵ９はまずステップ１００１で内蔵タイマのカウントを開始する。そしてステップ１００２に進み、カウンタ値Ｃを予め設定された値Ｃ₀と比較する。この設定値Ｃ₀は、変速機内の各潤滑部にオイルを行き渡らせることができる十分な時間とされ、実機試験等で定められる。ここでは１０分である。カウンタ値Ｃが設定値Ｃ₀以下のときはステップ１００２を繰り返し、カウンタ値Ｃが設定値Ｃ₀を上回ったときはステップ１００３に進み、スプリットギヤ段１７をニュートラルにする制御を許可する。これにより本制御を終了し、後は図６に示した通常制御に移行する。このように本制御ではエンジン始動後所定時間Ｃ₀が経過するまでスプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止する。この制御により少なくとも時間Ｃ₀の間はカウンタシャフト及びオイルポンプが回転され、変速機内を十分潤滑できる。
【００８７】
図１１は、スプリッタＮ非許可保持制御の変形例を示す。これにおいては、エンジン始動後車速が所定値を上回るまでスプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止する。即ち、ＴＭＣＵ９がステップ１１０１において出力軸回転速度センサ２８の出力から車速Ｖを計算して読み込み、ステップ１１０２においてその車速Ｖを予め設定された値Ｖ₀と比較する。設定値Ｖ₀も前記同様、変速機内の各潤滑部にオイルを行き渡らせるのに十分な車速とされ、実機試験等で定められる。ここでは５０km/hである。車速Ｖが設定値Ｖ₀以下のときはステップ１１０２を繰り返し、車速Ｖが設定値Ｖ₀を上回ったときはステップ１１０３に進み、スプリットギヤ段１７をニュートラルにする制御を許可する。この制御により、車速Ｖがゼロである暖機中はもちろんのこと、車速Ｖが設定値Ｖ₀を上回るまでカウンタシャフト及びオイルポンプが回転され、エンジン始動初期における変速機内の潤滑が十分可能となる。
【００８８】
図１２は、スプリッタＮ非許可保持制御のさらなる変形例を示す。これにおいては、エンジン始動後所定時間が経過し、且つ車速が所定値を上回るまでスプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止する。本制御は図１０の制御と図１１の制御とを加えたもの、或いは両制御をＡＮＤ条件で結んだものとなっている。即ち、制御開始からステップ１００１、１００２、１１０１、１１０２、１００３（１１０３）の順で制御を実行する。この制御によりエンジン始動後所定時間Ｃ₀が経過し、且つ車速Ｖが所定車速Ｖ₀を上回るまで、カウンタシャフト及びオイルポンプが回転され、エンジン始動初期の変速機内の潤滑が十分可能となる。なお、これらステップを適宜入れ替える変形が可能である。
【００８９】
以上の制御により、潤滑に不利な構造のレンジギヤ段においても、暖機等のエンジン始動初期の段階で確実に潤滑でき、潤滑不良を未然に防止できる。
【００９０】
なお、本発明の実施形態は以上のものに限られない。例えば本発明はレンジギヤ段のない変速機にも有効である。スプリットギヤ段及びメインギヤ段のエンジン始動初期の潤滑が確実に行えるからである。クラッチもマニュアルのないフルオートクラッチや通常のマニュアルクラッチが可能である。
【００９１】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００９２】
（１）スプリッタにニュートラルポジションを設けた車両用多段変速機にあって、エンジン始動初期に変速機内の各部を確実に潤滑することができる。
【００９３】
（２）潤滑不良の問題をなくし、信頼性を確保できる。
【００９４】
（３）レンジギヤをエンジン始動初期の段階で確実に潤滑できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多段変速機のスケルトン図である。
【図２】エンジン駆動系の構成図である。
【図３】スプリッタアクチュエータの構成図である。
【図４】スプリッタアクチュエータの作動マトリックスである。
【図５】油温推定マップである。
【図６】スプリッタの基本制御の内容を示すフローチャートである。
【図７】インターバル時間等を決定する際のフローチャートである。
【図８】レンジギヤ段周辺を具体的に示す縦断面図である。
【図９】スプリッタＮ非許可制御の内容を示すフローチャートである。
【図１０】スプリッタＮ非許可保持制御の内容を示すフローチャートである。
【図１１】スプリッタＮ非許可保持制御の変形例を示すフローチャートである。
【図１２】スプリッタＮ非許可保持制御のさらなる変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３多段変速機
９トランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣＵ）
１７スプリットギヤ段
１９レンジギヤ段
２０スプリッタアクチュエータ
２２レンジアクチュエータ
Ｃ₀ 設定時間
Ｎニュートラルポジション
Ｖ車速
Ｖ₀ 車速の設定値

Claims

入力側に副変速機としてのスプリッタを備えた車両用多段変速機にあって、上記スプリッタにニュートラルポジションを設け、エンジン始動初期に上記スプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止するスプリッタニュートラル変速禁止手段を設け、
上記スプリッタニュートラル変速禁止手段が、エンジン始動後車速が所定値を上回るまで、上記スプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止することを特徴とする車両用多段変速機。
入力側に副変速機としてのスプリッタを備えた車両用多段変速機にあって、上記スプリッタにニュートラルポジションを設け、エンジン始動初期に上記スプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止するスプリッタニュートラル変速禁止手段を設け、
上記スプリッタニュートラル変速禁止手段が、エンジン始動後所定時間が経過し且つ車速が所定値を上回るまで、上記スプリッタのニュートラルポジションへの変速を禁止することを特徴とする車両用多段変速機。
出力側に別の副変速機としてのレンジギヤをさらに備えた請求項１または２記載の車両用多段変速機。