专利名称：自动换档式手动变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动换档式手动变速器。
背景技术：
以前，作为汽车的变速器，人们提出了在前进档使用常啮合式变速机构、在倒退档使用移动换档式变速机构的方案，但为这种变速器时，前进档换档时的换档行程较小，与此相对照，倒退档换档时的换档行程较大。
于是，作为相对于前进档换档时的换档行程、能使倒退档换档时的换档行程增大的变速器的换档机构，一般可以提供的结构是在换档及选速杆上分别设置平行于换挡轴侧而突出出来的第1、第2杆部，增大第1杆部、第2杆部之中的任一方的杆部长度而将其设定为倒退切换专用杆部(参照日本专利特开平11-287324号公报第3～6页，图1)。
但是，在上述以往的结构中，必须增大换挡及选速杆的第1杆部、第2杆部之中的任一方的杆部长度，所存在的问题是变速器的小型化变得困难。
于是，将该杆部的长度设定为大致相同的长度，而且相对于前进档换档时的换档行程、为了使倒退档换档时的换档行程增大，也可以考虑使反转杆机构等介入，但在这种情况下，将出现结构复杂化的问题。
发明内容
本发明作为解决以前的上述问题的方法，提供一种自动换档式手动变速器1，其具有进行前进档换档的前进挡换档叉12，进行倒退档换档的倒挡换档叉4，承载该前进挡换档叉12及该倒挡换档叉4的作动杆3，以及根据换挡杆的换挡操作而使该作动杆3动作的促动器2；其中将该倒挡换档叉4的换档叉长度L和该前进挡换档叉12的换档叉长度L设定为大致相同的长度，而且通过使该作动杆3的作动量不同来设定行程，从而相对于前进档换档时的换档行程S，使倒退档换档时的换档行程2S增大。
在这种情况下，该作动杆3根据该换挡杆的换挡操作并通过该促动器2而被迫旋转，该倒挡换档叉4的空挡位置优选设定为从垂直于该作动杆3的位置旋转到一侧的位置，而且该倒挡换档叉4的倒挡位置优选设定为从垂直于该作动杆3的位置旋转到另一侧的位置。
另外，该前进挡换档叉12的空挡位置优选设定为垂直于该作动杆3的位置，而且该前进挡换档叉12的第1变速档位置优选设定为从垂直于该作动杆3的位置旋转到一侧的位置，以及该前进挡换档叉12的第2变速档位置优选设定为从垂直于该作动杆3的位置旋转到另一侧的位置。
再者，从该倒挡换档叉4的空挡位置侧至倒挡侧的旋转角2θ优选设定为与从前进挡换档叉12的第1变速档侧至第2变速档侧的旋转角2θ大致相同的角度。
另外，向该倒挡换档叉4的空挡位置侧旋转的旋转角θ和向倒挡侧旋转的旋转角θ优选设定为大致相同的角度。
在本发明的汽车自动换档式手动变速器1中，该倒挡换档叉4的换档叉长度L和该前进挡换档叉12的换档叉长度L虽然设定为大致相同的长度，但不像现有技术那样使反转杆机构等介入，而是使该作动杆3的作动量不同，藉此相对于前进档换档时的换档行程S，可以使倒退档换档时的换档行程2S增大，因而能够使变速器1实现小型化，而且可以避免结构的复杂化。
另外，本发明作为解决以前的上述问题的方法，还提供一种自动换档式手动变速器1，其具有进行变速档换档的换档叉16；承载该换档叉16的作动杆3；根据换挡杆的换挡操作而使该作动杆3动作的促动器2；以及相对于向第一变速档进行换档操作时该作动杆3的作动量，为增大向第二变速档进行换档操作时该作动杆3的作动量而驱动控制该促动器2的驱动控制机构。
该作动杆3根据该换挡杆的换挡操作并通过该促动器2而被迫旋转的该驱动控制机构优选的是相对于向第一变速档进行换档操作时该作动杆3的旋转角θ，为增大向第二变速档进行换档操作时该作动杆3的旋转角2θ而驱动控制该促动器2。
在这种情况下，该驱动控制机构优选的是在向第二变速档进行换档操作时，作为第二变速档的空挡位置，控制该促动器2使其处于该换档叉16从垂直于该作动杆3的位置旋转到一侧的位置，同时作为第二变速档的变速位置，控制该促动器2使其处于该换档叉16从垂直于该作动杆3的位置旋转到另一侧的位置。
另外，该驱动控制机构优选的是在向第一变速档进行换档操作时，作为第一变速档的空挡位置，控制该促动器2使其处于该换档叉16垂直于该作动杆3的位置，同时作为该第一变速档的变速位置，控制该促动器2使其处于该换档叉16从垂直于该作动杆3的位置旋转到一侧的位置或者旋转到另一侧的位置。
再者，该驱动控制机构优选的是在向第二变速档进行换档操作时，作为从该第二变速档空挡位置至该第二变速档变速位置的该作动杆3的旋转角2θ，控制该促动器2使其成为与下述旋转的角度2θ大致相同的角度，其中该旋转的角度2θ起始于向该第一变速档进行换档操作时的变速位置即该换档叉16从垂直于该作动杆3的位置旋转到一侧的位置，并终止于该换档叉16旋转到另一侧的位置。
另外，该驱动控制机构优选的是在向该第二变速档进行换档操作时，控制该促动器2使该换档叉16从垂直于该作动杆3的位置到该第二变速档空挡位置所旋转的角度θ、与该换档叉16从垂直于该作动杆3的位置到该第二变速档变速位置所旋转的角度θ成为大致相同的角度。
另外，该换档叉16优选具有向该第一变速档进行换档的第一换档叉12，以及向该第二变速档进行换档的第二换档叉4。
再者，该第一换档叉12的换档叉长度L优选设定为与第二换档叉4的换档叉长度L大致相同的长度。
另外，该第一变速档优选为前进侧的变速档，该第二变速档优选为倒退侧的变速档。
在本发明的自动换档式手动变速器1中，相对于向第一变速档进行换档操作时的作动杆3的作动量，为增大向第二变速档进行换档操作时的作动杆3的作动量而通过驱动控制机构驱动控制促动器2，因此，在向第一变速档进行换档时和向第二变速档进行换档时，可以使用长度大致相同的换档叉，故而可使变速器1实现小型化。
当然，在向第一变速档进行换档时和向第二变速档进行换档时，由于可以使用相同的换档叉，所以在能够减少部件数量的同时，还可使变速器1更加小型化。
另外，不必像以前那样使用换档叉长度长的换档叉，因而在强度方面也是有利的。再者，不必像以前那样使反转杆结构等介入，因而也能避免部件数量的增加或结构的复杂化。
图1是说明实施例1的变速器(倒退档选速状态)的侧视图。
图2是说明实施例1的变速器(倒退档空挡状态)的主视图。
图3是说明实施例1的变速器(倒退档换档状态)的主视图。
图4是说明实施例1的变速器(前进档选速状态)的侧视图。
图5是说明实施例1的变速器(前进档空挡状态)的主视图。
图6是说明实施例1的变速器(前进档换档状态)的主视图。
图7是说明实施例2的变速器的平面图。
图8是说明实施例2的变速器的主视图。
图9是实施例2的变速处理程序的流程图。
图10是实施例2的空挡处理的流程图。
图11是实施例2的选速处理的流程图。
图12是实施例2的换档处理的流程图。
图13是说明实施例3的变速器的平面图。
图14是说明实施例3的变速器的主视图。
图15是实施例3的变速处理程序的流程图。
图16是实施例3的空挡处理的流程图。
图17是实施例3的选速处理的流程图。
图18是实施例3的准备处理的流程图。
图19是实施例3的换档处理的流程图。
图20是说明实施例4的变速器的平面图。
图21是说明实施例4的变速器的主视图。
图22是实施例4的变速处理程序的流程图。
图23是实施例4的空挡处理的流程图。
图24是实施例4的选速处理的流程图。
图25是实施例4的准备处理的流程图。
图26是实施例4的换档处理的流程图。
符号说明1自动换档式手动变速器2促动器3作动杆4第二换档叉(倒挡换档叉)12 第一换档叉(前进挡换档叉)16 换档叉具体实施方式
[实施例1]
下面通过图1～图6所示的一实施例对本发明进行说明。
如图1～图3所示，汽车的自动换档式手动变速器1具有在一端部安装有促动器2的、可以滑动而且可以旋转的作动杆3，固定承载在该作动杆3上的第二换档叉即倒挡换档叉4，固定承载着与该倒挡换档叉4啮合的倒挡托架5且可以滑动的倒挡杆6，固定承载在该倒挡杆6上的倒挡选速器7，以可以滑动的方式承载着与该倒挡选速器7啮合的倒挡从动齿轮8的倒挡中间轴9，以及承载着与该倒挡从动齿轮啮合的倒挡主动齿轮10的主动轴11。
此外，在本实施例中，使作动杆3的作动量(滑动量及旋转量)不同是通过驱动控制机构即促动器控制单元(以下称为ACU)2a来进行的。ACU2a的构成是以CPU为中心的微处理器，除了CPU以外，还包括存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出接口以及通信接口。由行程传感器3a收集的作动杆3的滑动量以及由旋转角传感器3b收集的作动杆3的旋转角等通过输入接口输入到ACU2a中，从ACU2a向促动器2发出的驱动控制信号则通过输出接口而输出。
倒挡换档叉4的空挡位置被设定为从垂直于作动杆3的位置旋转到一侧的位置(参照图2)，该倒挡换档叉4的倒挡位置被设定为从垂直于作动杆3的位置旋转到另一侧的位置(参照图3)，另外，倒挡换档叉4从作动杆3的垂直位置向空挡侧旋转的旋转角θ与向倒挡侧旋转的旋转角θ被设定为大致相同的角度。
另外，如图4～图6所示，在该作动杆3上，固定承载着第1换档叉即前进挡换档叉12，与该前进挡换档叉12啮合的前进挡托架13固定承载在前进挡杆14上，该前进挡杆14被设定为可以进行滑动的方式。
再者，在该前进挡换档叉12与前进挡托架13啮合的状态下，与该倒挡托架5啮合的倒挡连锁鼓(reverse interlock drum)15承载在该作动杆3上。
前进挡换档叉12的空挡位置被设定为垂直于作动杆3的位置(参照图5)，该前进挡换档叉12的第1变速档位置即偶数档(2挡、4挡、6挡)的位置被设定为相对于该作动杆3只以旋转角θ旋转到一侧的位置(参照图6(a))，该前进挡换档叉12的第2变速档位置即奇数档(1挡、3挡、5挡)的位置被设定为相对于该作动杆3只以旋转角θ旋转到另一侧的位置(参照图6(b))。
而且在本实施例中，倒挡换档叉4的换档叉长度L与前进挡换档叉12的换档叉长度L被设定为大致相同的长度，另外，对行程进行设定，从而相对于前进档的换档行程S(偶数档的换档行程S或奇数档的换档行程S)，使倒退档的换档行程2S增大。
在此，所谓换档行程是指在借助于促动器2使作动杆3(或倒挡换档叉4)旋转的情况下，倒挡托架5(或倒挡杆6或倒挡选速器7或倒挡从动齿轮8)沿着倒挡中间轴9滑动时的行程，或在借助于促动器2使作动杆3(前进挡换档叉12)旋转的情况下，前进挡托架13(或前进挡杆14)滑动时的行程。
上述变速器1在向倒退档进行换档操作的情况下，如图1所示，首先，通过将换挡杆(无图示)向倒挡侧进行选速操作，使作动杆3选速滑动至倒挡位置，从而使承载在该作动杆3上的倒挡换档叉4与承载在倒挡杆6上的倒挡托架5啮合。
此时，倒挡换档叉4处于空挡位置，倒挡中间轴9的倒挡从动齿轮8处于不与主动轴11的倒挡主动齿轮10相啮合的状态(参照图2)。另外，前进挡换档叉12处于不与前进挡托架13相啮合的状态(参照图1)。
接着，如图3所示，通过对换挡杆进行换挡操作，促动器2动作而使作动杆3旋转，从而使倒挡换档叉4从空挡位置只以旋转角2θ向倒挡位置旋转。
此时，由于倒挡换档叉4旋转到倒挡位置，因而倒挡杆6通过与该倒挡换档叉4啮合的倒挡托架5向倒挡侧滑动，承载在该倒挡杆6上的倒挡选速器7也只以换档行程2S向倒挡侧滑动。
而且由于倒挡选速器7向倒挡侧滑动，因而与该倒挡选速器7啮合的倒挡从动齿轮8向倒挡侧滑动，该倒挡从动齿轮8与倒挡主动齿轮10相啮合，从而实现向倒退档的换档操作。
此外，在这种情况下，承载在作动杆3上的前进挡换档叉12，因没有与前进挡托架13相啮合而产生空转。
上述变速器1在向前进档进行换挡操作的情况下，如图4所示，首先，通过将换挡杆向前进挡侧进行选速操作，使作动杆3选速滑动至前进挡位置，从而使承载在该作动杆3上的前进挡换档叉12与承载在前进挡杆14上的前进挡托架13相啮合。
此时，前进挡换档叉12处于空挡位置，前进挡主动齿轮(无图示)和前进挡从动齿轮处于不相啮合的状态(参照图5)。另外，倒挡连锁鼓15和倒挡托架5相啮合(参照图4)，再者，倒挡换档叉4处于不与倒挡托架5相啮合的状态。
接着如图6所示，通过操作换挡杆，促动器2动作而使作动杆3旋转，并使前进挡换档叉12从空挡位置只以角度θ向图6(a)所示的1挡、3挡、5挡等奇数档位置或图6(b)所示的2挡、4挡、6挡等偶数档位置进行换挡旋转。
而且由于前进挡换档叉12旋转至奇数档位置或偶数档位置，因而前进挡杆14从空挡位置只以换档行程S向奇数档侧或偶数档侧滑动，前进挡主动齿轮与前进挡从动齿轮相啮合，从而实现向前进档的换档操作。
另外，在这种情况下，承载在作动杆3上的倒挡换档叉4，因没有与倒挡托架5相啮合而产生空转。另外，在这种情况下，倒挡托架5因与倒挡连锁鼓15相啮合而可以防止倒挡杆6的意外滑动。
上述的自动换档式手动变速器1即使在换档行程较大的倒挡换档的情况下，也由于将该倒挡换档叉4的空挡位置设定为从垂直于该作动杆3的位置旋转到一侧的位置，同时将该倒挡换档叉4的倒挡位置设定为从垂直于该作动杆3的位置旋转到另一侧的位置，也就是使该作动杆3的旋转角不同，所以不增大倒挡换档叉4的长度便能够使换档行程增大。
另外，由于可以将从倒挡换档叉4的空挡侧至倒挡侧的旋转角2θ设定为与从前进挡换档叉12的偶数档侧至奇数档侧的旋转角2θ大致相同的角度，所以不增大促动器2的旋转角便可以增大换档行程。
因此，不必像以前那样适应倒挡换档叉4的长度而增大变速器1，另外，也不必要适应旋转角的大小而增大促动器2，从而可以使变速器1及促动器2实现小型化。另外，可以缩短倒挡换档叉4的长度，故而与以往相比，在强度方面也是有利的。再者，因不必要像以前那样另外设置倒退切换专用杆部，因而能够避免结构的复杂化。
实施例2图7～图12表示其它的实施例本实施例的自动换档式手动变速器1相对图1～图6所示的实施例1，其不同点仅在于前进挡的齿轮排列分为1、3、4挡和2、5、6挡，而且该齿轮排列可以进行预先选择，而其它基本结构相同。
也就是说，如图7及图8所示，在本实施例的自动换档式手动变速器1中，作为与第1换档叉即前进挡换档叉12啮合的前进挡托架13，其包括2档及4档用前进档托架13a，6档用前进档托架13b，3档用前进档托架13c，以及1档和5档用前进挡托架13d。
而且本实施例的自动换档式手动变速器1的构成是具有连接第一离合器(无图示)的第一输入轴(无图示)和连接第二离合器(无图示)的第二输入轴(无图示)；在第一输入轴上配置有1、3、5挡用变速档齿轮，在第二输入轴上配置有2、4、6挡用变速档齿轮，例如在用1挡(或3挡或5挡)进行的行驶中，因为第二离合器脱开，故而能够预先选择(preshift)2挡(或4挡或6挡)的变速档齿轮。
在这种情况下，如图8所示，在向倒退侧的变速档进行选速操作时，倒挡换档叉4的空挡位置被设定为从垂直于作动杆3的位置旋转到一侧的位置，该倒挡换档叉4的倒挡位置被设定为从垂直于作动杆3的位置旋转到另一侧的位置，另外，从该倒挡换档叉12的作动杆3的垂直位置向空挡侧旋转的旋转角+θ0与向倒挡侧旋转的旋转角-θ0的绝对值被设定为大致相同的角度。
另外，如图8所示，在向前进侧的变速档进行选速操作时，前进挡换档叉12的空挡位置被设定为垂直于作动杆3的位置，该前进挡换档叉12的第一变速档中一方的变速档位置即2挡、5挡、6档的变速位置被设定为相对于该作动杆3只以旋转角+θ0旋转到一侧的位置，该前进挡换档叉12的第一变速档中另一方的变速档位置即1挡、3挡、4档的变速位置被设定为相对于该作动杆3只以旋转角-θ0旋转到另一侧的位置。
即使在上述变速器1中，也与实施例1一样，根据换挡杆(无图示)的操作，可以实现向倒退侧的变速档或前进侧的变速档的变速。
在此，就本实施例的自动换档式手动变速器1的动作、特别是变速时的动作进行说明。
图9为流程图，其表示由促动器控制单元(以下称为ACU)2a所执行的变速处理程序的一个实例。此程序在对变速器1发出变速指示时执行。
一旦变速处理程序得以执行，ACU2a的CPU首先实行图10所例示的空挡处理(步骤S10)，接着顺次实行图11所例示的选速处理(步骤S12)，以及图12所例示的换挡处理(步骤S14)。
空挡处理如图10所示，ACU2a的CPU所执行的处理是判定目前的换挡位置(步骤S100)。该项判定可通过判定从设置在每个变速档的换挡位置传感器(无图示)发出的信号来进行。
当目前的换挡位置被判定为1、3、4挡中的任一档时，为了使前进挡换档叉12达到空挡位置，将作动杆3的旋转角θ设定为θ0(步骤S104)，同时控制促动器2使作动杆3以设定的旋转角θ旋转(步骤S110)，从而完成了本处理。
同样，当目前的换挡位置被判定为2、5、6挡中的任一档时，则将作动杆3的旋转角θ设定为-θ0(步骤S106)；当目前的换挡位置被判定为倒挡(Rev)时，则将作动杆3的旋转角θ设定为2θ0(步骤S106)，然后控制促动器2使作动杆3以各自设定的旋转角θ旋转(步骤S110)，从而完成了本处理。
选速处理如图11所示，ACU2a的CPU读取目前前进挡换档叉12的位置Sp(步骤S200)，同时执行对变速指令所指定的换挡位置进行判定的处理(步骤S202)。
读取目前前进挡换档叉12的位置Sp的处理，例如可以通过读取由设置在促动器中的行程传感器3a发出的信号来进行。另外，指定换挡位置的判定，例如可以根据基于驾驶者进行的换挡操作的信号来判定。
当判定指定换挡位置为2、4挡时，将作动杆3的滑动量S设定为S4-Sp，以便使前进挡换档叉12滑动至2、4挡的位置S4(步骤S204)，然后控制促动器2，使作动杆3以设定的滑动量S进行滑动(步骤S214)，从而完成了本处理。
同样，当判定指定换挡位置为6挡时，则将作动杆3的滑动量S设定为S3-Sp(步骤S206)，当判定指定换挡位置为3挡时，则将作动杆3的滑动量S设定为S2-Sp(步骤S208)，当判定指定换挡位置为1、5挡时，则将作动杆3的滑动量S设定为S1-Sp(步骤S210)，当判定指定换挡位置为倒挡(Rev)时，则将作动杆3的滑动量S设定为S5-Sp(步骤S212)，控制促动器2使作动杆3以各自设定的滑动量S进行滑动(步骤S214)，从而完成了本处理。
这样的选速处理在前进档进行的选速操作中，在前进挡换档叉12处于空挡位置、且倒挡换档叉4不与倒挡托架5啮合的状态下进行。在此阶段，前进挡主动齿轮(无图示)与前进挡从动齿轮(无图示)还处于尚未啮合的状态。
另一方面，在倒退档进行的选速操作中，在倒挡换档叉4处于空挡位置、且前进挡换档叉12与前进挡托架13a、13b、13c、13d的任何一个均不啮合的状态下进行。在此阶段，倒挡中间轴(无图示)的倒挡从动齿轮(无图示)与主动轴(无图示)的倒挡主动齿轮(无图示)还处于尚未啮合的状态。
在此，之所以以前进挡换档叉12的位置为基准来控制滑动量，是因为当前进挡换档叉12为S5位置时，倒挡换档叉4处于与倒挡叉式托架5相卡合的位置，由于采用了这样的结构，所以只需控制前进挡换档叉12的滑动量，就可向倒挡进行变速控制，与此相反，当然也能够以倒挡换档叉4的位置为基准来控制滑动量。
换挡处理如图12所示，ACU2a的CPU进行指定换挡位置的读取(步骤S300)，同时执行对指定换挡位置进行判定的处理(步骤S302)。
当判定指定换挡位置为1、3、4挡时，为了达到指定的换挡位置，将作动杆3的旋转角θ设定为-θ0(步骤S304)，同时控制促动器2使作动杆3以设定的旋转角θ旋转(步骤S310)，从而完成了本处理。
同样，当判定指定换挡位置为2、5、6挡时，为了达到指定的换挡位置，将作动杆3的旋转角θ设定为θ0(步骤S306)，当判定指定换挡位置为倒挡(Rev)时，为了使变速档成为倒退档，将作动杆3的旋转角θ设定为-2θ0(步骤S308)，然后控制促动器2使作动杆3以各自设定的旋转角θ旋转(步骤S310)，从而完成了本处理。
此外，在向前进档进行换挡操作的情况下，承载在作动杆3上的倒挡换档叉4，因没有与倒挡托架5相啮合而产生空转。
另一方面，在向倒退档进行换挡操作的情况下，承载在作动杆3上的前进换档叉12，因与前进挡托架13a、13b、13c、13d的任何一个均不啮合而产生空转。
即使在本实施例的自动换档式手动变速器1中，也产生与实施例1同样的作用效果。
而且本实施例的自动换档式手动变速器1采用双离合器式、同时设定为可预先选择的齿轮排列，只需进行第一离合器和第二离合器接换便可以进行前进档的变速，因此，可迅速且低冲击地进行变速。
实施例3图13～图19进一步表示其它的实施例。
本实施例的自动换档式手动变速器1相对于图7～图12所示的实施例2，只有换档叉16的数量不同，其它的基本构成则是相同的。
也就是说，在图7～图12所示的实施例2的自动换档式手动变速器1中，在作动杆3上分别承载着倒挡换档叉4和前进挡换档叉12这二个换档叉，与此相对照，如图13及图14所示，本实施例的自动换档式手动变速器1具有向第一变速档即前进侧的变速档(1档～6档)、或第二变速档即倒退侧的变速档进行换挡操作的一个换档叉16；固定承载着该换档叉16的作动杆3；根据换挡杆(无图示)的换挡操作使该作动杆3旋转、同时根据该换挡杆的选速操作使该作动杆3滑动的促动器2。
而且与实施例2同样，本实施例的自动换档式手动变速器1具有2档和4档用前进挡托架13a，6档用前进挡托架13b，3档用前进挡托架13C，以及1档和5档用前进挡托架13d。
在这种情况下，如图14所示，在向倒退侧的变速档进行选速操作时，换档叉16的空挡位置被设定为从垂直于作动挡3的位置旋转到一侧的位置，该换档叉16的倒挡位置被设定为从垂直于该作动挡3的位置旋转到另一侧的位置，另外，从该换档叉16的作动杆3的垂直位置向空挡侧的旋转角+θ0与向倒挡侧的旋转角-θ0的绝对值被设定为大致相同的角度。
另外，如图14所示，在向前进侧的变速档进行选速操作时，换档叉16的空挡位置被设定为垂直于作动杆3的位置，该换档叉16的第一变速档中一方的变速档位置即2挡、5挡、6档的变速位置被设定为相对于该作动杆3只以旋转角+θ0旋转到一侧的位置，该换档叉16的第一变速档中另一方的变速档位置即1挡、3挡、4档的变速位置被设定为相对于该作动杆3只以旋转角-θ0旋转到另一侧的位置。
上述变速器1在向倒退侧的变速档进行换挡操作的情况下，首先，通过对换挡杆(无图示)向倒挡侧进行选速操作，使作动杆3选速滑动至倒挡位置，从而使承载于该作动杆3上的换档叉16与倒挡托架5相啮合。
此时，前进侧的变速档处于空挡位置(垂直于作动杆3的位置)的换档叉16在从前进挡托架13a脱开的阶段，旋转至倒退侧的变速档的空挡位置(从垂直于作动杆3的位置只以旋转角+θ0旋转到一侧的位置)而与倒挡托架5相啮合。
其后，和实施例1同样，通过对换挡杆进行换挡操作，促动器2动作而使作动杆3旋转，并使换档叉16从空挡位置只以旋转角2θ0向倒档位置换档旋转，从而达成倒退侧的变速档。
上述变速器1在向前进侧的变速档(例如1档和2档)进行换挡操作的情况下，首先，通过对换挡杆(无图示)向前进挡侧进行选速操作，使作动杆3滑动至前进挡位置，从而使承载于该作动杆3上的换档叉16与前进挡托架13a相啮合。
此时，倒退侧的变速档处于空挡位置(从垂直于作动杆3的位置只以旋转角+θ0旋转到一侧的位置)的换档叉16在从倒挡托架5脱开的阶段，旋转至前进侧的变速档的空挡位置(垂直于作动杆3的位置)而与前进档托架13a相啮合。
其后，和实施例1同样，通过对换挡杆进行换挡操作，促动器2动作而使作动杆3旋转，并使换档叉16从空挡位置只以角度θ0向1档位置(奇数档位置)或2档位置(偶数档位置)换档旋转，从而达成前进侧的变速档。
在此，就本实施例的自动换档式手动变速器1的动作、特别是变速时的动作进行说明。
图15为流程图，其表示由促动器控制单元(以下称为ACU)2a所执行的变速处理程序的一个实例。此程序在对变速器1发出变速指示时执行。
一旦变速处理程序得以执行，ACU2a的CPU首先实行图16所例示的空挡处理(步骤S10)，接着顺次实行图17所例示的选速处理(步骤S12)，以及图19所例示的换挡处理(步骤S14)。
空挡处理如图16所示，ACU2a的CPU所执行的处理是判定目前的换挡位置(步骤S100)。该项判定可通过从设置在每个变速档的换挡位置传感器(无图示)发出的信号来进行判定。
当目前的换挡位置被判定为1、3、4挡中的任一档时，为了使换档叉16达到前进档的空挡位置，将作动杆3的旋转角θ设定为θ0(步骤S104)，同时控制促动器2使作动杆3以设定的旋转角θ旋转(步骤S110)，从而完成了本处理。
同样，当目前的换挡位置被判定为2、4、5挡中的任一档时，则将作动杆3的旋转角θ设定为-θ0(步骤S106)；当目前的换挡位置被判定为倒挡(Rev)时，则将作动杆3的旋转角θ设定为2θ0(步骤S108)，然后控制促动器2使作动杆3以各自设定的旋转角θ旋转(步骤S110)，从而完成了本处理。
选速处理如图17所示，ACU2a的CPU读取目前换档叉16的位置Sp(步骤S200)，同时进行换档叉16的位置Sp是否为倒挡位置S6的判定处理(步骤S202)。
目前换档叉的位置Sp的读取处理，例如可以通过读取从设置在促动器2上的行程传感器3a发出的信号来进行。
当判定换档叉16的位置Sp为非倒挡位置S6时，则进行变速指令所指定的换挡位置的判定(步骤S206)。另外，指定换挡位置的判定，例如可以根据基于驾驶者进行的换挡操作的信号来判定。
当判定指定换挡位置为1、5挡时，将作动杆3的滑动量S设定为S4-Sp，以便使换档叉16滑动至1、5挡的位置S4(步骤S210)，然后控制促动器2，使作动杆3以设定的滑动量S进行滑动(步骤S222)，从而完成了本处理。
同样，当判定指定换挡位置为3挡时，则将作动杆3的滑动量S设定为S3-Sp(步骤S212)，当判定指定换挡位置为6挡时，则将作动杆3的滑动量S设定为S2-Sp(步骤S214)，当判定指定换挡位置为2、4挡时，则将作动杆3的滑动量S设定为S1-Sp(步骤S216)，控制促动器2使作动杆3以各自设定的滑动量S进行滑动(步骤S222)，从而完成了本处理。
当判定指定换挡位置为倒挡(Rev)时，则进行准备处理，以便进行向倒退档的变速(步骤S218)。
此准备处理如图18所示，为解除换档叉16和所有前进挡托架13a～13d的卡合，将滑动量S设定为S5-Sp使换档叉16的位置处在位置S5(步骤S300)，同时将旋转角θ设定为θ0使换档叉16处于倒退档的空挡位置(步骤S302)，然后实行将目前的换档叉位置Sp置换为S5的处理(步骤S304)。
在此，作为换档叉16的位置S5，其处在前进挡托架13a和倒挡托架5之间，即使换档叉16旋转，该位置S5也作为不干涉前进挡托架13a和倒挡托架5的位置而加以设定。
然后，控制促动器2使作动杆3以设定的滑动量S、旋转角θ作动(步骤S306)，从而完成了本处理。
上述的准备处理完成后，将作动杆3的滑动量S设定为S6-Sp使换档叉16滑动至倒挡位置S6(步骤S220)，然后控制促动器2使作动杆3以设定的滑动量S滑动(步骤222)，从而完成了本处理。
另外，在步骤S202中，如判定目前的换档叉位置Sp为S6，则预先准备向指定的变速档(在此，为倒退档以外的变速档)换档，对换档叉实行准备处理，使其处在前进档的空挡位置即垂直于作动杆3的位置(步骤204)。
该准备处理和上述-样，如图18所示，将作动杆3的滑动量S设定为S5-Sp，同时将旋转角θ设定为θ0，将目前的换档叉16的位置Sp置换为S5，然后控制促动器2使作动杆3以设定的滑动量S、旋转角θ动作(步骤S300～S306)。
上述的准备处理完成后，与前述一样进行如下的处理，即进行指定换挡位置的判定，并根据指定换挡位置设定作动杆3的滑动量S，然后控制促动器2使作动杆3以设定的滑动量S滑动(步骤S206～S214，步骤S222)。
换挡处理如图19所示，ACU2a的CPU进行指定换挡位置的读取(步骤S500)，同时执行指定换挡位置的判定处理(步骤S502)。
当判定指定换挡位置为1、3、4挡时，为了达到所指定的换挡位置，将作动杆3的旋转角θ设定为-θ0(步骤S504)，同时控制促动器2使作动杆3以设定的旋转角θ旋转(步骤S510)，从而完成了本处理。
同样，当判定指定换挡位置为2、5、6挡时，为了达到指定的换挡位置，将作动杆3的旋转角θ设定为θ0(步骤S506)，当判定指定换挡位置为倒挡(Rev)时，为使变速档成为倒退档，将作动杆3的旋转角θ设定为-2θ0(步骤S508)，然后控制促动器2使作动杆3能以各自设定的旋转角θ旋转(步骤S510)，从而完成了本处理。
即使在本实施例的自动换档式手动变速器1中，也产生与实施例1及实施2同样的作用效果。
而且本实施例中，可以用一个换档叉16向前进侧的变速档(1档～6档)以及向倒退侧的变速档进行换挡，因而可以减少部件数量，并能谋求变速器1的更加紧凑。
实施例4图20～图26进一步表示其它的实施例。
本实施例的自动换档式手动变速器1相对于图13～图19所示的实施例3，其不同点仅在于作动杆3在换挡操作时滑动，在选速操作时旋转，其它的基本构成则是相同的。
也就是说，在图13～图19所示的实施例3的自动换档式手动变速器1中，作动杆3以换挡杆(无图示)的换挡操作为基础并通过促动器而旋转，与此相对照，如图20及图21所示，在本实施例的自动换档式手动变速器1中，作动杆3通过促动器2并以换挡杆(无图示)的换挡操作为基础进行滑动，同时以换挡杆的选速操作为基础进行旋转。
而且和实施例3一样，本实施例的自动换档式手动变速器1具有2档和4档用前进挡托架13a，6档用前进挡托架13b，3档用前进挡托架13C，以及1档和5档用前进挡托架13d。
在这种情况下，如图20所示，当向倒退侧的变速档进行选速操作时，换档叉16的空挡位置被设定为从中心位置只滑动-S0的位置，该换档叉16的倒挡位置被设定为从中心位置只滑动+S0的位置，另外，从该换档叉16的中心位置至空挡侧的滑动量-S0和向倒挡侧的滑动量+S0的绝对值设定为大致相同的滑动量。
另外，如图20所示，在向前进侧的变速档进行选速操作时，换档叉16的空挡位置被设定为中心位置，该换档叉16的第一变速档中一方的变速档位置即2挡、5挡、6档的变速位置被设定为从中心位置只滑动-S0的位置，该换档叉16的第一变速档中另一方的变速档位置即1挡、3挡、4档的变速位置被设定为从中心位置只滑动+S0的位置。
在上述变速器1中，在向倒退侧的变速档进行换挡操作时，首先，通过对换挡杆(无图示)向倒挡侧进行选速操作，使作动杆3选速旋转至倒挡位置，从而使承载于该作动杆3上的换档叉16与倒挡托架5啮合(参照图20及图21)。
其后，通过对换挡杆进行换挡操作，促动器2动作而使作动杆3滑动，并使换档叉16从空挡位置向倒挡位置换挡滑动，从而达成倒退侧的变速档。
在上述的变速器1中，当向前进侧的变速档(例如1档和2档)进行换档操作时，首先，对换档杆向前进档侧进行选速操作，藉此使作动杆3选速旋转到前进档位置，从而使承载在该作动杆3上的换档叉16与前进挡托架13a啮合(参照图20和图21)。
其后，通过对换挡杆进行换挡操作，促动器2动作而使作动杆3滑动，并使换档叉16从空挡位置向1档位置(奇数档位置)或2档位置(偶数档位置)换档滑动，从而达成前进侧的变速档。
在此，就本实施例的自动换档式手动变速器1的动作、特别是变速时的动作进行说明。
图22为流程图，其表示由促动器控制单元(以下称为ACU)2a所执行的变速处理程序的一个实例。此程序在对变速器1发出变速指示时执行。
一旦变速处理程序得以执行，ACU2a的CPU首先实行图23所例示的空挡处理(步骤S10)，接着顺次实行图24所例示的选速处理(步骤S12)，以及图26所例示的换挡处理(步骤S14)。
空挡处理如图23所示，ACU2a的CPU所执行的处理是判定目前的换挡位置(步骤S100)。该项判定可通过从设置在每个变速档的换挡位置传感器(无图示)发出的信号来进行判定。
当目前的换挡位置被判定为1、3、4挡中的任一档时，为了使换档叉16达到前进档的空挡位置，将作动杆3的滑动量S设定为-S0(步骤S104)，同时控制促动器2使作动杆3滑动设定的滑动量S(步骤S110)，从而完成了本处理。
同样，当目前的换挡位置被判定为2、4、5挡中的任一档时，则将作动杆3的滑动量S设定为S0(步骤S106)；当目前的换挡位置被判定为倒挡(Rev)时，则将作动杆3的滑动量S设定为-2S0(步骤S108)，然后控制促动器2使作动杆3以各自设定的旋转角滑动(步骤S110)，从而完成了本处理。
选速处理如图24所示，ACU2a的CPU读取目前换档叉16的位置θp(步骤S200)，同时进行换档叉16的位置θp是否为倒挡位置θ6的判定处理(步骤S202)。
目前换档叉的位置θp的读取处理，例如可以通过读取从设置在作动杆3上的旋转角传感器3b发出的信号来进行。
当判定换档叉16的位置θp为非倒挡位置θ6时，则进行变速指令所指定的换挡位置的判定(步骤S206)。另外，指定换挡位置的判定，例如可以根据基于驾驶者进行的换挡操作的信号来判定。
当判定指定换挡位置为1、5挡时，将作动杆3的旋转角θ设定为θ1-θp，以便使换档叉16旋转至1、5挡的位置θ1(步骤S210)，然后控制促动器2，使作动杆3以设定的旋转角θ进行旋转(步骤S222)，从而完成了本处理。
同样，当判定指定换挡位置为3挡时，则将作动杆3的旋转角θ设定为θ2-θp(步骤S212)，当判定指定换挡位置为6挡时，则将作动杆3的旋转角θ设定为θ3-θp(步骤S214)，当判定指定换挡位置为2、4挡时，则将作动杆3的旋转角θ设定为θ4-θp(步骤S216)，控制促动器2使作动杆3以各自设定的旋转角θ进行旋转(步骤S222)，从而完成了本处理。
当判定指定换挡位置为倒挡(Rev)时，则进行准备处理，以便进行向倒退档的变速(步骤S218)。
此变速准备处理如图25所示，为解除换档叉16和所有前进挡托架13a～13d的卡合，将旋转角θ设定为θ5-θp使换档叉16的位置处在位置θ5(步骤S300)，同时将滑动量S设定为S0使换档叉16处于倒退档的空挡位置(步骤S302)，然后实行将目前的换档叉16的位置θp置换为θ5的处理(步骤S304)。
在此，作为换档叉16的位置θ5，其处在前进挡托架13a和倒挡托架5之间，即使换档叉16滑动，该位置θ5也作为不干涉前进挡托架13a和倒挡托架5的位置而加以设定。
然后，控制促动器2使作动杆3以设定的旋转角θ、滑动量S作动(步骤S3θ6)，从而完成了本处理。
上述的准备处理完成后，将作动杆3的旋转角θ设定为θ6-θp使换档叉16旋转至倒挡位置θ6(步骤S220)，然后控制促动器2使作动杆3以设定的旋转角θ旋转(步骤222)，从而完成了本处理。
另外，在步骤S202中，如判定目前的换档叉位置θp为θ6，则预先准备向指定的变速档(在此，为倒退档以外的变速档)换档，对换档叉实行准备处理，使其处在前进档的空挡位置(步骤204)。
该准备处理和上述一样，如图25所示，将作动杆3的旋转角θ设定为θ5-θp，同时将滑动量S设定为S0，将目前的换档叉16的位置θp置换为θ5，然后控制促动器2使作动杆3以设定的滑动量S、旋转角θ动作(步骤S300～S306)。
上述的准备处理完成后，与前述一样进行如下的处理，即进行指定换挡位置的判定，并根据指定换挡位置设定作动杆3的旋转角θ，然后控制促动器使作动杆3以设定的旋转角θ旋转(步骤S206～S214，步骤S222)。
换挡处理如图26所示，ACU2a的CPU进行指定换挡位置的读取(步骤S500)，同时执行指定换挡位置的判定处理(步骤S502)。
当判定指定换挡位置为1、3、4挡时，为了达到所指定的换挡位置，将作动杆3的滑动量S设定为S0(步骤S504)，同时控制促动器2使作动杆3以设定的滑动量S进行滑动(步骤S510)，从而完成了本处理。
同样，当判定指定换挡位置为2、5、6挡时，为了达到指定的换挡位置，将作动杆3的滑动量S设定为-S0(步骤S506)，当判定指定换挡位置为倒挡(Rev)时，为使变速档成为倒退档，将作动杆3的滑动量S设定为2S0(步骤S508)，然后控制促动器2使作动杆3能以各自设定的滑动量S进行滑动(步骤S510)，从而完成了本处理。
即使在本实施例的自动换档式手动变速器1中，也产生与实施例1～实施3同样的作用效果。
以上，通过实施例说明了本发明的实施方式，但本发明的范围并不局限于此，在权利要求书所记载的范围内可根据目的进行变更和变形。
例如，在上述实施例2～实施例4中，在前进挡换档叉12的第1变速档位置(第一换档叉12的第一变速档中一方的变速档)配置1挡、3挡、4挡的变速档，在前进挡换档叉12的第2变速档位置(第一换档叉12的第一变速档中另一方的变速档)配置2挡、5挡、6挡的变速档，但无论怎样配置都没关系，例如也可将偶数档的变速档和奇数档的变速档分开配置。
另外，在上述实施例1～实施3中，所说明的是倒挡换档叉4的空挡位置被设定为从垂直于作动杆3的位置旋转到一侧的位置，该倒挡换档叉4的倒挡位置被设定为从垂直于作动杆3的位置旋转到另一侧的位置，但除上述实施例以外，只要对行程进行设定，从而相对于前进档的换档行程，使倒退档的换档行程增大，则该倒挡换档叉4的空挡位置和倒挡位置无论怎样设定都无妨。
再者，在上述实施例及实施例2中，所说明的是倒挡换档叉4从作动杆3的垂直位置向空挡侧的旋转角θ和向倒挡侧的旋转角θ设定为大致相同的角度，但除上述实施例以外，只要对行程进行设定，从而相对于前进档的换档行程，使倒退档的换档行程增大，则倒挡换档叉4从作动杆3的垂直位置向空挡侧的旋转角θ和向倒挡侧的旋转角θ不设定为大致相同的角度也无妨，而且倒挡换档叉4从作动杆3的空挡侧向倒挡侧的旋转角θ无论设定为怎样的角度都无妨。
另外，在上述实施例1及实施例2中，所说明的是倒挡换档叉4的换档叉长度L和前进挡换档叉12的换档叉长度L设定为大致相同的长度，但除上述实施例以外，可以对行程进行设定，从而相对于前进档的换档行程，使倒退档的换档行程增大，而且可谋求变速器1的小型化，只要在强度不成问题的范围内，倒挡换档叉4的换档叉长度也可大于前进挡换档叉12的换档叉长度，另外，倒挡换档叉4的换档叉长度也可小于前进挡换档叉12的换档叉长度。
另外，在上述实施例1～实施例4中，所说明的是第一变速档为前进侧的变速档，第二变速档为倒退侧的变速档，但除上述实施例以外，第一变速档及第二变速档可为任意的变速档，例如第一变速档为前进侧的偶数变速档(2挡、4挡、6挡)，第二变速档为前进侧的奇数变速档(1挡、3挡、5挡)等。
再者，在上述实施例1及实施例2中，用于前进档和倒退档的换档叉的数量为2根，另外，在上述实施例3及实施例4中，用于前进档和倒退档的换档叉的数量为共用的1根，但换档叉的数量并不局限于此，只要可以谋求变速器1的小型化，即使3根或更多根也无妨。
本发明可避免结构的复杂化，且作为可实现小型化的汽车的换档式手动变速器，可以在汽车工业上加以应用。
权利要求
1.一种自动换档式手动变速器，其具有进行前进档换档的前进挡换档叉，进行倒退档换档的倒挡换档叉，承载所述前进挡换档叉及所述倒挡换档叉的作动杆，以及根据换挡杆的换挡操作而使所述作动杆动作的促动器；所述自动换档式手动变速器的特征在于将所述倒挡换档叉的换档叉长度和所述前进挡换档叉的换档叉长度设定为大致相同的长度，而且通过使所述作动杆的作动量不同来设定行程，从而相对于前进档的换档行程，使倒退档的换档行程增大。
2.如权利要求1所述的自动换档式手动变速器，其中，所述作动杆根据所述换挡杆的换挡操作并通过所述促动器而被迫旋转，所述倒挡换档叉的空挡位置设定为从垂直于所述作动杆的位置旋转到一侧的位置，而且所述倒挡换档叉的倒挡位置设定为从垂直于所述作动杆的位置旋转到另一侧的位置。
3.如权利要求2所述的自动换档式手动变速器，其中，所述前进挡换档叉的空挡位置设定为垂直于所述作动杆的位置，而且所述前进挡换档叉的第1变速档位置设定为从垂直于所述作动杆的位置旋转到一侧的位置，以及所述前进挡换档叉的第2变速档位置设定为从垂直于所述作动杆的位置旋转到另一侧的位置。
4.如权利要求3所述的自动换档式手动变速器，其中，从所述倒挡换档叉的空挡侧至倒挡侧的旋转角设定为与从所述前进挡换档叉的第1变速档侧至第2变速档侧的旋转角大致相同的角度。
5.如权利要求2～4的任一项所述的自动换档式手动变速器，其中，向所述倒挡换档叉的空挡位置侧旋转的旋转角和向倒挡侧旋转的旋转角设定为大致相同的角度。
6.一种自动换档式手动变速器，其特征在于，所述自动换档式手动变速器具有进行变速档换档的换档叉；承载所述换档叉的作动杆；根据换挡杆的换挡操作而使所述作动杆动作的促动器；以及相对于向第一变速档进行换档操作时所述作动杆的作动量，为增大向第二变速档进行换档操作时所述作动杆的作动量而驱动控制所述促动器的驱动控制机构。
7.如权利要求6所述的自动换档式手动变速器，其中，所述作动杆根据所述换挡杆的换挡操作并通过所述促动器而被迫旋转；所述驱动控制机构为相对于向所述第一变速档进行换档操作时该作动杆的旋转角，为增大向所述第二变速档进行换档操作时所述作动杆的旋转角而驱动控制所述促动器。
8.如权利要求7所述的自动换档式手动变速器，其中，所述驱动控制机构在向所述第二变速档进行换档操作时，作为第二变速档的空挡位置，控制所述促动器使其处于所述换档叉从垂直于所述作动杆的位置旋转到一侧的位置，同时作为第二变速档的变速位置，控制所述促动器使其处于所述换档叉从垂直于所述作动杆的位置旋转到另一侧的位置。
9.如权利要求7或8所述的自动换档式手动变速器，其中，所述驱动控制机构在向所述第一变速档进行换档操作时，作为第一变速档的空挡位置，控制所述促动器使其处于所述换档叉垂直于所述作动杆的位置，同时作为所述第一变速档的变速位置，控制所述促动器使其处于所述换档叉从垂直于所述作动杆的位置旋转到一侧的位置或者旋转到另一侧的位置。
10.如权利要求9所述的自动换档式手动变速器，其中，所述驱动控制机构在向所述第二变速档进行换档操作时，作为从所述第二变速档空挡位置至所述第二变速档变速位置的所述作动杆的旋转角，控制所述促动器使其成为与下述旋转的角度大致相同的角度，其中所述旋转的角度起始于作为向所述第一变速档进行换档操作时的变速位置的、所述换档叉从垂直于所述作动杆的位置旋转到一侧的位置，并终止于所述换档叉旋转到另一侧的位置。
11.如权利要求8～10的任一项所述的自动换档式手动变速器，其中，所述驱动控制机构在向所述第二变速档进行换档操作时，控制所述促动器使所述换档叉从垂直于所述作动杆的位置到所述第二变速档空挡位置所旋转的角度、与所述换档叉从垂直于所述作动杆的位置到所述第二变速档变速位置所旋转的角度θ成为大致相同的角度。
12.如权利要求6～11的任一项所述的自动换档式手动变速器，其中，所述换档叉具有向所述第一变速档进行换档的第一换档叉，以及向所述第二变速档进行换档的第二换档叉。
13.如权利要求12所述的自动换档式手动变速器，其中，所述第一换档叉的换档叉长度设定为与所述第二换档叉的换档叉长度大致相同的长度。
14.如权利要求6～13的任一项所述的自动换档式手动变速器，其中，所述第一变速档为前进侧的变速档，所述第二变速档为倒退侧的变速档。
全文摘要
本发明提供一种可避免结构的复杂化、且可实现小型化的自动换档式手动变速器。所述自动换档式手动变速器(1)具有进行前进档换档的前进挡换档叉，进行倒退档换档的倒挡换档叉(4)，承载该前进挡换档叉及该倒挡换档叉(4)的作动杆(3)，以及根据换挡杆的换挡操作而使该作动杆(3)动作的促动器；其中将该倒挡换档叉(4)的换档叉长度和该前进挡换档叉的换档叉长度设定为大致相同的长度，而且通过使该作动杆的作动量不同来设定行程，从而相对于前进档的换档行程，使倒退档的换档行程增大。
文档编号F16H63/30GK1890491SQ20048003606
公开日2007年1月3日 申请日期2004年10月4日 优先权日2003年12月5日
发明者粕谷祐介 申请人:爱知机械工业株式会社