JPH0930283A - ギヤ投入覚知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チェンジレバー３で変速指令を行う際、目標
とするギヤに実際に投入されたことをドライバーに覚知
させるためのギヤ投入覚知装置において、クラッチペダ
ル９の踏力の変化により覚知させるようにすること。 【解決手段】 変速操作を行う場合、クラッチペダルを
踏み込んだ状態でチェンジレバーを操作するが、チェン
ジレバーの操作により変速指令装置４から目標ギヤへの
変速指令が出された時、エアシリンダ１２のＨ室にエア
を供給する。ピストン１３はクラッチペダル９を引っ張
るから、クラッチペダルを踏み込み状態に保つために
は、踏力を増大させることになる。トランスミッション
のギヤシフトユニット１が、実際に目標ギヤへ投入する
と、Ｈ室に供給していたエアを開放する。ピストン１３
が引っ張っていた力は消失するので、クラッチペダルを
踏み込み状態に保つための踏力は、その分だけ減少す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チェンジレバーで
変速指令を行う際、目標とするギヤに実際に投入された
ことをドライバーに覚知させるための、ギヤ投入覚知装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両の変速装置の中には、チェンジレバ
ーが操作されることにより、目標とするギヤを指示する
電気信号を発してコントローラに送る変速指令装置と、
コントローラからの制御信号により、指示されたギヤへ
のシフトを実行するギヤシフトユニットを具備したトラ
ンスミッションとから成るものがある。トランスミッシ
ョンでのギヤシフトを行う動力源としては、例えばエア
圧等が利用される。チェンジレバーは、その操作力でギ
ヤシフトを行うわけではなく、目標とするギヤを指示す
るだけであるから、操作力は小さくて済む。

【０００３】従って、この種の変速装置は、ドライバー
の負担を軽減するため、大きな変速操作力を必要として
いたバスやトラック等の大型車両に用いられる。ところ
が、変速指令装置とトランスミッションとは電気信号を
介してつながっているだけで、機械的にはつながってい
ないため、目標とするギヤに投入されたことをドライバ
ーが手応えとして感じる（覚知する）ことが出来なかっ
た。そこで、目標ギヤへ投入された時には、ドライバー
がそのことを覚知することが出来るようにしたギヤ投入
覚知装置が提案されている（例、実開昭60−107663号公
報）。

【０００４】図６は、従来のギヤ投入覚知装置を示す図
である。１はギヤシフトユニット、１−１はギヤポジシ
ョンスイッチ、２はコントローラ、３はチェンジレバ
ー、４は変速指令装置、４−１はストッパ、４−２はリ
ターンスプリング、４−３は反力発生装置、５はエアパ
イプ、６は三方電磁バルブ、７はエアタンクである。変
速指令装置４には、ストッパ４−１，リターンスプリン
グ４−２，反力発生装置４−３が装備されている。

【０００５】ストッパ４−１は、チェンジレバー３が矢
印のようにシフト操作された時に、シフトストロークの
限界位置を決めるためのものである。リターンスプリン
グ４−２は、チェンジレバー３をニュートラル位置へ引
き戻すためのスプリングである。反力発生装置４−３
は、チェンジレバー３をシフト方向に操作する際、その
操作に反抗する反力を発生する装置であり、その動力源
としては、エアタンク７から三方電磁バルブ６を介して
供給されるエアが利用される。

【０００６】図７は、変速指令装置４におけるチェンジ
レバーのシフトパターンの例を示す図である。Ｒは後退
段，Ｎはニュートラル，１〜５は第１〜５速段を示し、
Ｚ_N，Ｚ_T は、シフト領域を示している。矢印ａ₁ ，ａ
₂ およびｂは、チェンジレバーのシフト操作方向を示し
ており、これらは、図８の説明をする際に必要なので示
してある。矢印ａ₁ は通常の操作速度（＝ゆっくりとし
た速度）で操作した場合を示し、矢印ａ₂ は素早く操作
した場合を示している。

【０００７】チェンジレバーの位置がＺ_N の領域内にあ
る場合には、ニュートラルを指示する信号が発せられ、
Ｚ_T の領域内にある場合には、それぞれの領域に対応し
たギヤを指示する信号が発せられる。例えば、Ｚ_T3の領
域内にある場合には、第３速のギヤを指示する信号が発
せられる。目標とするギヤの指示は、チェンジレバーを
領域Ｚ_N から離脱させ、領域Ｚ_T に入れることにより行
われる。なお、チェンジレバーのシフト位置は、チェン
ジレバーシフトスイッチ（図示せず）によって検知され
る。

【０００８】次に、図６のギヤ投入覚知装置の動作を説
明する。チェンジレバー３を或る目標ギヤに向かってシ
フト操作して行くと、まず領域Ｚ_N を離脱した時、その
ことがコントローラ２に知らされ、三方電磁バルブ６を
オンしてエアタンク７から反力発生装置４−３へエアが
供給される。これにより反力発生装置４−３が作動を始
め、ドライバーは操作に反抗する力を感じさせられる。

【０００９】その力に抗してシフト操作を進め、領域Ｚ
_T に入ると、目標ギヤを指示する信号が発生され、コン
トローラ２に送られる。コントローラ２は、その目標ギ
ヤを投入するための制御信号を、トランスミッションの
ギヤシフトユニット１に送る。実際にそのギヤへのシフ
トが完了すると、ギヤポジションスイッチ１−１が、ギ
ヤイン完了信号をコントローラ２に送る。すると、コン
トローラ２は三方電磁バルブ６をオフしてエアを抜くの
で、反力発生装置４−３の反力は消失する。この消失に
より、ドライバーは軽くなる手応えを感じ、ギヤが投入
されたことを覚知することが出来る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】

（問題点）トランスミッションやギヤシフトユニットの
改良により、目標ギヤへのシフトが速く行われるように
なって来たが、それに慣れたドライバーがシフト操作を
素早く行った場合、従来のギヤ投入覚知装置では、ギヤ
イン完了を充分に覚知できなくなるという問題点があっ
た。

【００１１】（問題点の説明）近年、トランスミッショ
ンのシンクロをデュアルシンクロにするとか、トランス
ミッション内のシフト機構を動かすギヤシフトユニット
のシリンダに、大出力のものを使用するとかといった改
良を施すことにより、ギヤシフトが速やかに行われるよ
うになって来た。そのため、チェンジレバーの操作を素
早く行っても、ちゃんと目標ギヤへ投入することが出来
るようになって来ている。これに慣れたドライバーは、
どうしても操作が速くなってしまうが、そうなると、次
に述べるような理由により、ギヤ投入の覚知が充分に行
えなくなる。

【００１２】図８は、従来のギヤ投入覚知装置における
チェンジレバーの操作力の変化を示す図である。横軸は
チェンジレバーのシフトストローク、縦軸はチェンジレ
バー操作力である。Ｓ_F はフルシフトストロークのこと
であり、チェンジレバーが図６のストッパ４−１に当接
した時のシフトストロークである。なお、横軸方向の領
域Ｚ_N ，Ｚ_T は、図７の領域Ｚ_N ，Ｚ_T に対応してい
る。

【００１３】曲線ａ₁ は、チェンジレバーを通常の速度
でシフト操作した場合（図７の矢印ａ₁ の操作に対応）
のチェンジレバー操作力の変化を示し、曲線ａ₂ は、チ
ェンジレバーを速い速度でシフト操作した場合（図７の
矢印ａ₂ の操作に対応）のチェンジレバー操作力の変化
を示している。また、曲線ｂは、シフトしたチェンジレ
バーを、ニュートラル位置に戻す場合の操作力の変化を
示している。ギヤが投入されたとの覚知感は、シフトス
トロークが進められていった場合に得られるものである
ので、曲線ａ₁ ，ａ₂ の場合について、詳細に説明す
る。

【００１４】（１）曲線ａ₁ の場合…通常の速度で操作
した場合 シフトストロークおよびチェンジレバー操作力が共に０
の点Ｏから出発すると、まずチェンジレバーをニュート
ラル位置に軽く留める役割を果たしているディテント
（窪み）から抜け出るために、やや大きな操作力を必要
とするので、曲線は小高い山に向かって上昇する。領域
Ｚ_N を離脱するストロークＳ₁ となると、ニュートラル
スイッチがオフとなり、反力発生装置４−３にエアが供
給され始める。その後は、反力に打ち勝たないとストロ
ークが進められないので、必要とされる操作力は増大し
ている。

【００１５】ストロークＳ₂ となると、目標とするギヤ
に対応するスイッチがオンとなり、ギヤ指示信号がコン
トローラ２に発せられる。これを受けてコントローラ２
は、ギヤシフトユニット１にギヤシフトの制御信号を送
る。ギヤポジションスイッチ１−１よりギヤイン完了信
号を受け取ると、コントローラ２は三方電磁バルブ６を
オフして、反力発生装置４−３のエアを大気へ開放す
る。

【００１６】そのため、操作力は、点Ｄの場合のＦ_D が
極大となり、その後はエアの抜かれるに従い低下し、ス
トッパ４−１に当接する際に再び上昇する。点Ｆは低下
時における極小点を示し、点Ｈはストッパ４−１に当接
した点を示している。ギヤイン完了後に生ぜしめられる
点Ｄ→点Ｆへの下降、即ち、チェンジレバー操作力で言
えば、Ｆ_D →Ｆ_F への低下（低下分Ｐ₁ ）が、ドライバ
ーに目標ギヤへの投入を覚知させる、コクンとした手応
えとなる。

【００１７】（２）曲線ａ₂ の場合…素早く操作した場
合 全体としての操作力の変化は、曲線ａ₁ の場合と同様で
あるが、シフトストロークの操作速度が速いため、反力
発生装置４−３からエアが抜かれ始める点Ｅのストロー
クは、点Ｄのストロークより進んだものとなる。エアが
抜かれるに従い操作力も小さくなるわけであるが（極小
点Ｇ）、操作速度が速いため、あまり小さくならなない
うちにストッパ４−１に当接してしまうことになる。そ
のため、操作力のＦ_E →Ｆ_G への低下（低下分Ｐ₂ ）
は、チェンジレバーを通常の速度で操作した場合の低下
分Ｐ₁ に比べて少なくなり、ドライバーにギヤイン完了
の覚知感を起こさせるには充分ではなくる。

【００１８】以上のように、トランスミッション等の改
良によりギヤ投入が速やかに行われるのに伴い、ドライ
バーのシフト操作も速く行われるようになって来たとい
う傾向と共に、ドライバーの肉体的負担を軽減するため
チェンジレバーの操作力は低減される方向にあり、反力
をかけて敢えて操作を重くすることは、見直さなければ
ならなくなって来ている。本発明は、以上のような問題
点を解決することを課題とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のギヤ投入覚知装置では、チェンジレバーの
操作位置に応じた変速指令信号を発する変速指令装置
と、クラッチペダルを踏み込み状態に維持するための踏
力を変化させる踏力変化手段と、前記変速指令装置から
の変速指令信号に従いギヤシフトユニットを制御すると
共に、チェンジレバーの操作位置が目標ギヤを指示する
領域に入った時に踏力を変化させ、前記ギヤシフトユニ
ットが目標ギヤへの投入を完了した時に該変化を消失さ
せるよう前記踏力変化手段を制御する制御手段とを具え
ることとした。

【００２０】（解決する動作の概要）変速操作を行う場
合、チェンジレバーの操作に先立ってクラッチペダルを
踏み込むが、その踏み込んだ状態を維持するための踏力
を変化させる踏力変化手段を設ける。そして、チェンジ
レバーのシフト操作により、変速指令装置から目標ギヤ
への変速指令が出されると、踏力変化手段によって前記
踏力を変化させる。トランスミッションにて実際に目標
ギヤへ投入されると、その変化を消失させる。このよう
にクラッチペダルの踏力の変化によりギヤ投入を覚知さ
せるので、チェンジレバーを操作する速度に関係なく覚
知させることが出来る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明では、チェンジレバーのシ
フト操作をわざわざ重くしておいて覚知感を起こさせる
のではなく、クラッチペダルを踏み込んでいる状態で足
裏にかかる力を変化させ、覚知感を起こさせるようにし
たものである。以下、本発明の実施形態を図面に基づい
て詳細に説明する。

【００２２】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態を示す図である。符号は図６のものに対応
し、８は回動軸、９はクラッチペダル、１０はリターン
スプリング、１１はロッド、１２はエアシリンダ、１３
はピストン、１４は圧力比例弁、１５，１６はエアパイ
プである。図６と同じ符号のものは同様のものであるの
で、その説明は省略するが、変速指令装置４は図６のも
のとは異なり、反力発生装置４−３が除去されたものと
されている。エアシリンダ１２は、踏力変化手段として
用いられている。

【００２３】クラッチペダル９に近接してエアシリンダ
１２を配設し、そのピストン１３に接続されているロッ
ド１１の他端を、クラッチペダル９に連結する。エアシ
リンダ１２には、エアタンク７から三方電磁バルブ６お
よび圧力比例弁１４を経由してエアが供給される。三方
電磁バルブ６および圧力比例弁１４は、コントローラ２
からの制御信号によって制御される。エアシリンダ１２
のＨ室にエアパイプ１５からエアが供給されると、ピス
トン１３はＫ室側へ向かって押圧力を受け、クラッチペ
ダル９を引っ張る方向（リターンスプリング１０と同様
に、元に戻す方向）に回動させる力が働く。供給される
エア圧は、圧力比例弁１４によって調節される。

【００２４】図５は、圧力比例弁１４の特性を示す図で
ある。横軸は制御信号電流を示し、縦軸は出力エア圧を
示している。圧力比例弁１４は公知のものであり、制御
信号電流に比例した出力エア圧を出すように作られてい
る。従って、例えば、制御信号電流がＩ₁ が与えられる
とＰ₁ の出力エア圧を出し、Ｉ₂ が与えられるとＰ₂の
出力エア圧を出す。なお、出力エア圧は、エアタンク７
から三方電磁バルブ６を介して供給されるエアを基にし
て生成される。

【００２５】図２は、第１の実施形態におけるクラッチ
ペダル踏力の変化を示す図である。横軸はペダルストロ
ークを示し、縦軸はクラッチペダル踏力を示している。
点Ｏは、まだクラッチペダル９を踏み込んでいない時を
表し、点Ａは最も奥まで踏み込んだ時を表している。曲
線ｃは、クラッチペダル９を踏み込んで行く時の踏力の
変化を示し、曲線ｄは、クラッチペダル９を戻す時の変
化を示している。曲線ｃ，ｄの変化は、クラッチペダル
９およびリターンスプリング１０等の構成により定ま
る。

【００２６】本発明による覚知感は、クラッチペダルを
一杯に踏み込んだ状態の点Ａから、エア圧力を用いて点
Ｂに移行させ、その後点Ｂから点Ａに復帰させるという
変化をさせることにより、生ぜしめられる。言い換えれ
ば、クラッチペダルを踏み込んでいる足に反抗する力
を、変化させることによって生ぜしめられる。その動作
を、次に説明する。

【００２７】通常の運転における変速操作は、まずクラ
ッチペダルを踏み込んでおき、その状態でチェンジレバ
ーを操作するという手順で行われる。 （１）チェンジレバーがニュートラルの領域を離脱した
時 チェンジレバーが、ニュートラル領域（図７のＺ_N ）を
離脱したことが検出されると、コントローラ２は三方電
磁バルブ６をオンしてエアを圧力比例弁１４に送る。コ
ントローラ２は、同時に圧力比例弁１４へも制御信号を
送り、エアパイプ１５を経由してエアシリンダ１２のＨ
室へエアを供給する。但し、この時の制御信号の値は小
さくしておき（例えば、図５のＩ₁ ）、発生される出力
エア圧（例えば、図５のＰ₁ ）は、クラッチペダル９を
踏み込んでいる足に対して、反抗力の変化を殆ど感じさ
せない程度の小さな圧力となるようにする。この段階で
のエア圧の供給は、ドライバーの踏力に変化をもたらす
ためではなく、次の段階でのエア圧の供給をスムーズに
するための準備だからである。

【００２８】（２）チェンジレバーが目標とするギヤの
領域に入った時 チェンジレバーが、目標とするギヤの領域（図７の領域
Ｚ_T ）に入ったことが検出されると、コントローラ２か
ら圧力比例弁１４へは、出力エア圧を大にする制御信号
（例、図５のＩ₂ ）が送られる。大きなエア圧（例、図
５のＰ₂ ）がエアシリンダ１２のＨ室に供給されると、
ピストン１３がクラッチペダル９を引っ張る力が大にな
る。そのため、クラッチペダル９を踏み込み状態に維持
するためには、ドライバーは踏み込み力を増加させなけ
ればならない。

【００２９】ここで、ドライバーは、クラッチペダル９
が重くなったと感じることになる。このことが、図２で
は、点Ａから点Ｂへの移行（踏力の変化はＦ_A →Ｆ_B ）
ということによって表わされている。なお、圧力比例弁
による大きなエア圧の供給は、瞬時的に行うのでなく、
少し時間をかけて増大させながら行うことが望ましい。
瞬時的に供給すると、ドライバーの足にガクンといった
ショックを与えてしまうが、少し時間をかけて増大すれ
ば、そのようなショックは与えないからである。

【００３０】（３）トランスミッションで実際に目標ギ
ヤに入れられた時（ギヤイン完了時） 目標ギヤへのギヤイン完了が、ギヤポジションスイッチ
１−１からコントローラ２に知らされると、コントロー
ラ２は三方電磁バルブ６および圧力比例弁１４に制御信
号を送り、エア圧を開放する処置をとる。即ち、三方電
磁バルブ６は、エアタンク７からのエアの供給を停止す
ると共にエア圧を大気に開放し、圧力比例弁１４からの
出力エア圧は０とされる。そのため、ピストン１３がク
ラッチペダル９を引っ張る力は消失し、クラッチペダル
を踏み込んだ状態に保つための踏力は小となる。ここ
で、ドライバーは、クラッチペダル９が軽くなったと感
じることになる。このことが、図２では、点Ｂから点Ａ
への移行（踏力の変化はＦ_B →Ｆ_A ）ということによっ
て表わされている。

【００３１】以上述べたように、第１の実施形態による
覚知感は、クラッチペダルを踏み込んでいる足に対する
反抗力を、チェンジレバーが目標ギヤ領域にシフト操作
された時に増加させ、ギヤイン完了時にその増加分を消
失させるというように変化させることによって、生ぜし
められる。

【００３２】（第２の実施形態）第２の実施形態は、エ
アシリンダ１２へのエアの供給を、Ｋ室にするようにし
たものである。第１の実施形態では、Ｈ室にエアを供給
していたが、その代わりにＫ室に供給すると、クラッチ
ペダルの踏力の変化は、図３のようになる。図３におい
て、符号は図２のものに対応している。

【００３３】（１）チェンジレバーがニュートラルの領
域を離脱した時 クラッチペダル９を踏み込んだ状態下で（点Ａにて）、
チェンジレバー３がニュートラル領域（図７のＺ_N ）を
離脱すると、図１においてエアパイプ１６を経由して小
さなエア圧がＫ室に供給される。クラッチペダル９はピ
ストン１３に押されるが、それは小さな力なので、ドラ
イバーが踏力の変化を感じる程のものではない。

【００３４】（２）チェンジレバーが目標とするギヤの
領域に入った時 チェンジレバー３が目標とするギヤの領域（図７の
Ｚ_T ）に入ると、Ｋ室へのエア圧は大にされる。ピスト
ン１３がクラッチペダル９を押す力は大となるので、そ
の分、ドライバーの踏力は少なくて済む。ここで、ドラ
イバーは、クラッチペダル９が軽くなったと感じること
になる。このことが、図３では、点Ａから点Ｃへの移行
（踏力の変化はＦ_A →Ｆ_C ）ということによって表わさ
れている。

【００３５】（３）トランスミッションで実際に目標ギ
ヤに入れられた時（ギヤイン完了時） 目標ギヤへのギヤインが完了すると、Ｋ室へ供給されて
いたエアが開放されるので、ピストン１３がクラッチペ
ダル９を押す力は消失し、クラッチペダルを踏み込んだ
状態に保つための踏力は、その分だけ増大する。ここ
で、ドライバーは、クラッチペダル９が重くなったと感
じることになる。このことが、図３では、点Ｃから点Ａ
への移行（踏力の変化はＦ_C →Ｆ_A ）ということによっ
て表わされている。

【００３６】以上述べたように、第２の実施形態による
覚知感は、クラッチペダルを踏み込んでいる足に対する
反抗力を、チェンジレバーが目標ギヤ領域にシフト操作
された時に減少させ、ギヤイン完了時にその減少分を消
失させるというように変化させることによって、生ぜし
められる。

【００３７】（第３の実施形態）図４は、本発明の第３
の実施形態を示す図である。符号は図１のものに対応
し、１７は負圧源、１８は三方電磁バルブ、１９はエア
パイプ、２０は大気開放口である。この実施形態は、エ
アシリンダ１２を作動させる動力源として負圧源１７を
用い、更に圧力比例弁を省略した例である。ギヤ投入を
覚知させる動作は、第１の実施形態と略同様である。

【００３８】負圧がＫ室に供給されるとピストン１３が
引っ張られ、クラッチペダル９を踏み込み状態に維持す
る踏力は大となる。供給されていた負圧が開放される
と、その引っ張る力は消失するから、踏力は元に戻る。
従って、クラッチペダルの踏力の変化は、図２と略同様
となる。

【００３９】（第４の実施形態）負圧をＫ室にではなく
Ｈ室に供給するようにすると、ピストン１３の動きは上
記とは逆になり、その場合のクラッチペダルの踏力の変
化は、図３と略同様となる。

【００４０】なお、前記各実施形態では、クラッチペダ
ルの踏力変化手段として、空気の圧力を利用した手段を
示したが、他の力（例えば、電磁力）を利用した手段と
することも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のギヤ投入覚知
装置によれば、変速操作を行う場合、チェンジレバーの
操作に先立ってクラッチペダルを踏み込むが、その踏み
込んだ状態を維持するための踏力を変化させることによ
り、ギヤ投入を覚知させるので、チェンジレバーを操作
する速度に関係なく覚知させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示す図

【図２】 第１の実施形態におけるクラッチペダル踏力
の変化を示す図

【図３】 第２の実施形態におけるクラッチペダル踏力
の変化を示す図

【図４】 本発明の第３の実施形態を示す図

【図５】 圧力比例弁の特性を示す図

【図６】 従来のギヤ投入覚知装置を示す図

【図７】 チェンジレバーのシフトパターンの例を示す
図

【図８】 従来のギヤ投入覚知装置におけるチェンジレ
バーの操作力の変化を示す図

【符号の説明】 １…ギヤシフトユニット、１−１…ギヤポジションスイ
ッチ、２…コントローラ、３…チェンジレバー、４…変
速指令装置、４−１…ストッパ、４−２…リターンスプ
リング、４−３…反力発生装置、５…エアパイプ、６…
三方電磁バルブ、７…エアタンク、８…回動軸、９…ク
ラッチペダル、１０…リターンスプリング、１１…ロッ
ド、１２…エアシリンダ、１３…ピストン、１４…圧力
比例弁、１５，１６…エアパイプ、１７…負圧源、１８
…三方電磁バルブ、１９…エアパイプ、２０…大気開放
口、２１…シフトパターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チェンジレバーの操作位置に応じた変速
   指令信号を発する変速指令装置と、クラッチペダルを踏
   み込み状態に維持するための踏力を変化させる踏力変化
   手段と、前記変速指令装置からの変速指令信号に従いギ
   ヤシフトユニットを制御すると共に、チェンジレバーの
   操作位置が目標ギヤを指示する領域に入った時に踏力を
   変化させ、前記ギヤシフトユニットが目標ギヤへの投入
   を完了した時に該変化を消失させるよう前記踏力変化手
   段を制御する制御手段とを具えたことを特徴とするギヤ
   投入覚知装置。