JP3641789B2 - レンジ形複式変速機のシフト制御装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主部と補助部とを直列に接続した車両用の全自動化または半自動化された複式機械式変速装置、特に２つの選択可能なレンジレシオが複動同期ジョークラッチで連結されるようにしたレンジ形の自動複式機械式変速装置に関するものである。
【０００２】
さらに言えば、本発明は、自動機械式複式レンジ形変速機の同期レンジ部において意図しない非連結状態からの回復を向上させるための制御装置およびその方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
スロットルの開度すなわちスロットル位置、車速、エンジン速度、変速軸速度等を感知し、それらに従って車両変速機を自動的にシフトする（重量形トラック等の重量形車両及び自動車の両方のための）全自動変速装置が従来より公知である。
【０００４】
このような全自動チェンジギヤ変速装置には、加圧流体を利用して１つまたは複数の部材を他の部材または地面と摩擦係合させることによって選択ギアレシオが得られるようにする自動変速機と共に、電子及び／または空気圧論理及びアクチュエータを用いて機械式（すなわち噛み合い）クラッチの連結及び切り離しを行うことによって所望のギアレシオを得られるようにする自動機械式変速機が含まれる。このような変速機の例が、米国特許第3,961,546 号、第4,081,065 号及び第4,361,060 号に示されており、それらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００５】
スロットル位置、エンジン、入力軸、主軸、出力軸及び／または車両の各速度を感知して、自動制御された燃料スロットル装置、歯車シフト装置及び／またはマスタークラッチ作動装置を用いることによって、運転者が手動選択した変速レシオの変更をほぼ全自動式に実行する電子制御装置を用いた半自動変速装置が従来より公知である。このような半自動変速装置の例として、米国特許第4,425,620 号、第4,631,679 号及び第4,648,290 号があり、それらの開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００６】
手動だけで制御されるエンジンスロットル手段及び／または手動だけで制御されるマスタークラッチを備えた車両に用いられる機械式変速装置のための半自動シフト実行システム／方法も提案されている。そのようなシステムは、例えば米国特許第5,053,959 号、第5,053,961 号、第5,053,962 号、第5,063,511 号、第5,050,079 号、第5,081,588 号、第5,089,962 号及び第5,105,357 号に記載されており、それらの開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００７】
トラック及びトラクタ／セミトレーラ車両等の重量形車両の場合、必要な９、10、12、13、16、18またはそれ以上の前進速度レシオを与えるために、一般的に主部をレンジ、スプリッタまたはレンジ及びスプリッタ結合形の補助部に直列に接続した複式の全自動化または半自動化された変速機が用いられる。一般的に、レンジ補助部は、２つの選択可能なレンジ部レシオの選択された一方に連結するため、両面複動同期ジョークラッチアセンブリを用いている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
自動複式機械式変速機、特にレンジ形またはスプリッタ及びレンジ結合形の自動複式変速機では、選択されたレンジレシオが連結を完了していないか、連結が外れたことが感知された時（すなわち意図しない非連結レンジ部状態を感知した時）、無理押しのシフトを避けながらその選択レンジレシオの連結または再連結を行う手順を提供することが重要である。
【０００９】
従って、本発明の目的は、複動同期ジョークラッチアセンブリを有する２速度の変速部のシフトを制御する制御装置およびその制御方法を提供することである。 また、本発明の目的は、レンジ形複式変速機を用いた全自動または半自動機械式変速装置用の改良された非連結状態のレンジ部回復ルーチンを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明によれば、レンジ部ジョークラッチ同期装置のブロッキング部材を停止させたり、無理押しする傾向を最小限に抑えるようにして現在選択されているレンジ部レシオを連結させることができるようになる、意図しない非連結レンジ部状態からの回復を行う連結手順が与えられる。
【００１１】
周知のように、複式変速機では、入力軸及び出力軸速度間の全体的なレシオが、現在連結している主部レシオ及び現在連結している補助部レシオによって決定される。リア（後部）補助部を備えた複式変速機では、出力軸速度と主軸速度または入力軸速度と（主部がニュートラルの場合以外は）主部連結レシオとを感知することによって、補助部レシオを決定することができる。補助部におけるレシオが、現在選択されている補助部レシオまたは他のいずれかの選択可能な補助部レシオに一致しない場合、これは補助部が連結していないことを表す。
【００１２】
本発明によれば、選択されたレンジ補助部レシオの連結が命令されているが、レンジ補助部が選択レシオまたは他方のレシオに連結していないと決定された場合、複動レンジクラッチが他方のレシオへ、そのレシオの同期装置の摩擦表面の接触が感知されるまで、シフトするように命令されてから、選択されたレンジ部レシオへのシフトが再開される。
【００１３】
上記手順に従ってレンジ形自動変速装置を制御することによって、選択されたレンジ部レシオの同期装置を連結の試行前に適切にリセットして、同期装置の停止または無理押しの可能性を最小限に抑えることができる。一般的に、他方のレンジレシオの同期装置の摩擦表面の接触は、主軸または入力軸の速度の所定の変化または変化率を感知することによって感知される。好ましくは、選択されたレンジレシオの連結を所定回数（例えば３回）試行しても成功しない場合、他方のレンジレシオに連結して、さらなるレンジシフトを行わないで変速機を低下故障許容モードで作動させる。いずれのレンジレシオにも連結できない場合、装置を停止させる。
【００１４】
本発明の上記及び他の目的及び利点は、添付の図面を参照した好適な実施例の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の説明において、便宜上一定の用語を用いるが、それらは参考にすぎず、制限的なものではない。
【００１６】
「複式変速機」は、多段前進速度主変速部と多段速度補助変速部とを直列に接続して、主変速部で選択された歯車減速レシオをさらに補助変速部で選択された歯車減速レシオと組み合わせることができるようにした変速機またはチェンジギヤ伝達装置を表すために用いられている。
【００１７】
「同期クラッチアセンブリ」及び同様な意味の言葉は、クラッチの部材がほぼ同期回転するまでそのクラッチの連結が試みられず、また比較的大きい容量の摩擦手段をクラッチ手段と共に使用して、クラッチ連結の開始時にクラッチ部材及びそれと共転するすべての部材をほぼ同期速度で回転させることができるようにした噛み合いクラッチによって選択歯車を軸に回転できないように連結するために用いられるクラッチアセンブリを示している。
【００１８】
ここで使用されている「アップシフト」は、低速ギアレシオから高速ギアレシオへのシフト動作のことである。ここで使用されている「ダウンシフト」は、高速ギアレシオから低速ギアレシオへのシフト動作のことである。ここで使用されている「低速歯車」、「ロー歯車」及び／または「第１歯車」はすべて、変速機または変速部の最低前進速度作動に用いられるギアレシオ（ＧＲ）、すなわち変速機の入力軸に対して最高の減速レシオを有する歯車組のことである。
【００１９】
エンジン速度を表す信号には、エンジン速度センサからの信号（ＥＳ）、入力軸速度センサからの信号（ＩＳ）、及びエンジン速度の計算（ＥＳ＝ＩＳ＝ＯＳ・ＧＲ）及び／または予想に使用できる出力軸及びギアレシオ信号等の信号が含まれる。
【００２０】
図１は、本発明の制御装置／方法によって制御された半自動レンジ形複式変速機10を示している。複式変速機10は、多段速度主変速部12をレンジ形補助部14と直列に接続して構成されている。変速機10は、ハウジングＨ内に収容されており、常時連結しているが選択的に切り離される摩擦マスタークラッチＣを介してディーゼルエンジンＥ等の原動機によって駆動される入力軸16を設けており、マスタークラッチＣの入力すなわち駆動部18はエンジンクランク軸20に駆動連結され、従動部22は変速機入力軸16に回転可能に固着されている。
【００２１】
エンジンＥは、手動または自動操作されるスロットル装置23によって燃料スロットル制御され、マスタークラッチＣはクラッチペダル（図示せず）によって手動操作されるか、クラッチアクチュエータ等によって自動制御される。従来から公知のように、一般的にクラッチペダルのオーバートラベルによって手動操作される入力軸ブレーキＢを設けることによってアップシフトの迅速化を図ることが好ましい。
【００２２】
複式機械式変速機10と同様な変速機は公知であって、米国特許第3,105,395 号、第3,283,613 号、第4,735,109 号及び第4,754,665 号を参照すれば理解されるであろう。これらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。エンジンの回転速度を感知して、それを表す信号を発生するセンサ11を設けてもよい。
【００２３】
主変速部12では、入力軸16に入力歯車24が取り付けられて、複数のほぼ同一の副軸アセンブリ26及び26Ａをほぼ同一回転速度で同時に駆動できるようになっている。２つのほぼ同一の副軸アセンブリは、入力軸16にほぼ同軸的に整合している主軸28の直径方向に向き合う位置に配置されている。
【００２４】
副軸アセンブリの各々は、一部分だけが概略的に図示されているハウジングＨ内に軸受32及び34によって支持されている副軸30を有している。副軸の各々には、同一群の副軸歯車38、40、42、44、46及び48がそれと共転可能に固着されている。複数の主軸歯車50、52、54、56及び58が主軸28を取り囲むように設けられており、公知のように滑りクラッチカラー60、62及び64によって一度に１つが主軸28に選択的にクラッチ連結されてそれと共転できるようになっている。クラッチカラー60はまた、入力歯車24を主軸28にクラッチ連結して入力軸16と主軸28との間を直結するためにも使用できる。
【００２５】
一般的に、クラッチカラー60、62及び64は、公知のようにシフトハウジングアセンブリ70に連動したシフトフォークによって軸方向に位置決めされる。クラッチカラー60、62及び64は、公知の作動非同期式複動形ジョークラッチ形式にすることができる。
【００２６】
シフトハウジングすなわちアクチュエータ70は、電気モータまたは圧縮空気等の圧縮流体によって作動され、米国特許第4,445,393 号、第4,555,959 号、第4,361,060 号、第4,676,115 号、第4,873,881 号及び第4,899,607 号を参照すれば明らかになる制御装置によって自動的に制御可能な形式のものであって、これらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００２７】
主軸歯車58は後進歯車であって、従来形の中間アイドラ歯車（図示せず）を介して副軸歯車48と継続的に噛み合っている。また、主変速部12には５段階の選択可能な前進速度レシオが設けられているが、最も低い前進速度レシオ、すなわち主軸駆動歯車56を主軸28に駆動連結することによって得られる速度レシオは減速レシオが非常に高いため、厳しい状態での車両の始動だけに使用され、高い変速レンジでは一般的に使用されないローまたは「クリーパ」歯車と見なす必要があることに注意されたい。
【００２８】
従って、主変速部12には５段階の前進速度が設けられているが、前進速度の４つだけが併用の補助レンジ変速部14と組み合わされるので、一般的には「４＋１」主部と呼ばれている。図２は、変速機10のシフトパターンを示す概略図である。米国特許第4,754,665 号及び第4,974,468 号に示されているように、同様な変速機は、10、13、16または18段階前進速度を設けている。
【００２９】
ジョークラッチ60、62及び64は、３位置クラッチであって、アクチュエータ70によって図示の中央非連結位置、最右側連結位置または最左側連結位置に位置決めされる。公知のように、クラッチ60、62及び64の１つだけが一度に連結可能であって、その他のクラッチをニュートラル状態にロックするために主部インターロック手段（図示せず）が設けられている。
【００３０】
補助変速レンジ部14には２つのほぼ同一の補助副軸アセンブリ74及び74Ａが設けられており、その各々は、ハウジングＨ内の軸受78及び80によって支持されている補助副軸76を有しており、それに２つの補助部副軸歯車82及び84がそれと共転可能に支持されている。補助部副軸歯車82は、レンジ／出力歯車86と常時噛み合ってそれを支持しているのに対して、補助部副軸歯車84は、変速機出力軸90に固定されている出力歯車88と常時噛み合っている。
【００３１】
シフトフォーク（図示せず）及びレンジ部シフトアクチュエータアセンブリ96によって軸方向に位置決めされる２位置複動同期ジョークラッチアセンブリ92が設けられて、複式変速機10の低レンジ作動用に歯車86を主軸28に、あるいは直接または高レンジ作動用に歯車88を主軸28にクラッチ連結できるようにしている。
【００３２】
ここで、複動同期ジョークラッチアセンブリ92は両側面部に同期装置の摩擦表面93A,93A を有する第１ジョークラッチ部材93を有している。この第１ジョークラッチ部材は、第１軸方向（図１では右方向）位置または第２軸方向（図１では左方向）位置に軸方向移動することができる。第１ジョークラッチ部材93と対向して左右に第２ジョークラッチ部材が配置されており、第２ジョークラッチ部材第１軸90の回りに回転する歯車88と共転する同期装置の摩擦表面88A または第２軸28と共転する同期装置の摩擦表面86A を備え、それぞれ、第１ジョークラッチ部材の摩擦表面93A,93A と係合するようになっている。
【００３３】
この形式の複動同期ジョークラッチは公知であり、例えば米国特許第4,059,178 号、第4,081,319 号、第4,252,222 号、第4,540,074 号、第4,754,665 号及び第4,989,706 号に記載されており、これらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００３４】
レンジ部アクチュエータ96は、米国特許第3,648,546 号、第4,440,037 号及び第4,614,126 号に記載されている形式のものでよく、これらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００３５】
レンジ形補助部14は、直歯またはらせん形の歯車を用いた２速部として図示されているが、本発明はスプリッタ／レンジ結合形補助部及び／または遊星形歯車を用いたレンジ形変速機にも適用可能であることを理解されたい。また、クラッチ60、62及び64のいずれか１つまたは複数を同期ジョークラッチ形にし、また変速部12及び／または14を単一副軸形にすることもできる。
【００３６】
図３には、本発明の機械式変速装置のための半自動シフト実行制御装置104 が概略的に示されている。制御装置104 には、上記の機械式変速装置10に加えて、エンジン速度センサ11、入力軸速度(IS)センサ98、出力軸速度(OS)センサ100 、さらに、主軸速度(MS)センサ102 及び運転者操作盤108 から入力信号を受け取る電子制御装置106 、好ましくはマイクロプロセッサベースのものが含まれている。ＥＣＵ106 は補助部位置センサ110 からも入力を受け取ることができる。
【００３７】
ＥＣＵは所定の論理規則に従って入力を処理して、主部アクチュエータ70及び補助部アクチュエータ96を制御するソレノイドマニホルド112 等の変速機オペレータや運転者操作盤108 へコマンド出力信号を送る。この形式のＥＣＵは公知であり、例えば米国特許第4,595,986 号に記載されており、その開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００３８】
運転者操作及び表示盤によって運転者は現在の連結レシオからある方向のシフト（すなわちアップシフトまたはダウンシフト）またはニュートラルへのシフトを手動で選択する手動すなわちホールド作動モードを選択するか、半自動事前選択作動モードを選択することができ、現在の作動モード（シフト動作の自動または手動事前選択）、現在の変速機作動状態（前進、後進またはニュートラル）及び事前選択されているがまだ実行されていないギアレシオ変更すなわちシフト（アップシフト、ダウンシフトまたはニュートラルへのシフト）を運転者に知らせる表示が行なわれる。
【００３９】
操作盤108 には３つの表示ライト114 、116 及び118 が設けられており、それらが点灯することによって変速機10がそれぞれ前進駆動、ニュートラルまたは後進駆動状態にあることを表示できる。操作盤にはさらに、運転者がアップシフト、自動事前選択モードまたはダウンシフトを選択できるようにする、選択的に点灯する３つの押しボタン120 、122 及び124 も設けられている。押しボタン126 よってニュートラルへのシフトを選択することができる。
【００４０】
ボタン120 、122 、124 または126 のいずれか１つを押圧することによって選択を行うことができ、ボタンを再度押圧することによって（ボタン120 、124 及び126 の場合には実行前に）取り消すことができる。あるいは、スキップシフト用のコマンドとしてボタン120 及び124 を複数回押圧することもできる。
【００４１】
もちろん、ボタン及び照明付きボタンを他の選択手段、例えばトグルスイッチ及び／またはトグルスイッチ及びライトまたは他の表示部材に代えることもできる。
【００４２】
後進の選択用に個別のボタンまたはスイッチを設けてもよいが、ニュートラルからのダウンシフトとして後進を選択してもよい。また、ニュートラルは後進からのアップシフトまたはローからのダウンシフトとして選択することもできる。
【００４３】
作用を説明すると、手動でアップシフトまたはダウンシフトを選択するためには、運転者が適宜ボタン120 または124 を押圧する。すると、選択されたボタンは、選択されたシフトが実行されるまで、または選択が取り消されるまで点灯する。
【００４４】
操作盤108 の変更例が図４に示されている。簡単に説明すると、モードセレクタ210 を用いて後進（Ｒ）212 、ニュートラル（Ｎ）214 、ドライブ（自動）（Ｄ）216 、ホールド（手動）（Ｈ）218 及びロー（Ｌ）220 を選択することができる。モードセレクタには、後進インターロック解除ボタン224 とアップシフト226 及びダウンシフト228 選択ボタンとを備えたハンドル222 が設けられている。モードセレクタ210 の機能は、上記制御盤108 とほぼ同じである。
【００４５】
選択されたシフトを実行するためには、アクチュエータ70を付勢して主変速部12をニュートラルにシフトさせることができるようにマニホルド112 を事前選択する。これは、運転者がエンジンへの燃料供給量を手動で一時的に増減させること及び／またはマスタークラッチＣを手動で切り離すことによってトルクを中断または反転させることによって達成される。
【００４６】
変速機がニュートラルへシフトし、ニュートラルがＥＣＵによって確認される（ニュートラルが所定時間、例えば1.5 秒間感知される）と、ニュートラル状態表示ボタン116 が点灯する。選択したシフトが複式シフトである場合、すなわち主部12及びレンジ部14の両方のシフト、例えば図２において第４速から第５速へのシフトである場合、ＥＣＵは、ニュートラルがフロントボックス内で感知された後に補助部アクチュエータ96がレンジシフトを完了できるようにするコマンド出力信号をマニホルド112 へ送る。
【００４７】
レンジ補助部が適当なレシオに連結した時、ＥＣＵは感知された出力軸（車両）速度及び連結すべきレシオに基づいて入力軸速度の使用可能範囲または帯域を計算もしくは他の方法で決定して更新し続け、これによって連結すべきレシオの許容できる同期連結が得られる。
【００４８】
スロットル操作及び／または入力軸ブレーキの使用によって運転者または制御装置が入力軸速度を許容範囲内まで落とすと、ＥＣＵ106 はアクチュエータ70が連結すべき主部レシオを連結できるようにするコマンド出力信号をマニホルド112 に送る。好ましくは、アクチュエータが非常に迅速に反応するようにして、運転者が入力軸速度を長時間に渡って許容範囲内に維持する必要をなくす。
【００４９】
変速機ニュートラルへのシフトを選択するためには、選択ボタン126 を押す。ニュートラルが得られたことをＥＣＵが確認するまで表示ライト116 が点滅し、確認した時点から変速機がニュートラルにある間、ライト116 は継続点灯状態になる。
【００５０】
制御アルゴリズムにおいて、目標歯車に連結するコマンド出力信号の発生は、変速機（すなわち入力軸）が許容同期点内へ手動で移動するのに応じて行われる。この同期点は一般的に、誤差が約ゼロＲＰＭである点（すなわち入力軸速度が出力軸速度に目標ギアレシオの数値を掛けた積に等しい時、ＩＳ＝ＯＳ・ＧＴt ）を中心にしたＲＰＭの範囲（誤差帯域）である。
【００５１】
入力軸速度が誤差帯域内へ落ちたことを制御電子機器が感知した時、マニホルド112 のソレノイドが励磁され、これによって目標歯車の連結が行われる。誤差帯域は、各ギアレシオについて最高のシフト特性を与えることができるように選択されている。これらの誤差帯域は、一般的に目標歯車の関数としてインデックスが付けられている表の形式でソフトウェア内に記憶される。
【００５２】
照明付き押しボタン122 を用いて、またはセレクタ210 を「Ｄ」位置へ移動させることによって選択された自動事前選択作動モードでは、ＥＣＵは、記憶されている論理規則、現在の連結レシオ（これは入力軸速度を出力軸速度と比較することによって計算できる）及び出力軸速度に基づいて、アップシフトまたはダウンシフトが必要かを決定して、それを事前選択する。
【００５３】
アップシフトまたはダウンシフトが事前選択されて半自動的に実行されることが、照明付き押しボタン120 または照明付き押しボタン124 を点滅させるＥＣＵ106 からのコマンド出力信号及び／または可聴シフト警報信号によって運転者に知らされる。運転者は、上記のような自動事前選択シフトの半自動実行を開始するか、押しボタン122 を押圧して自動モードを取り消すことができる。
【００５４】
レンジ部14が選択されたレンジレシオにも他方のレンジレシオにも連結していないと決定されると、修正動作を取る必要がある。この状態は、一般的にセンサ100 によって感知される出力軸速度（ＯＳ）をセンサ102 で感知される主軸速度（ＭＳ）か、入力軸速度（ＩＳ）に連結主部ギアレシオ（ＧＲMS）を掛けた積と比較することによって感知される。この比較が既知の補助部ギアレシオ（ＧＲAS）を示さない場合、レンジ部は連結していない。
【００５５】
意図しない非連結レンジ部状態は、一般的に３つの状況の１つで、すなわち複式シフト中に同期装置が停止するか、複式シフト中にクラッチ歯がぶつかり合うか、厳しい車両作動状態中にクラッチが跳ねて外れることによって発生する。意図しないレンジ部非連結状態を感知した時、高い成功の確率で、また非同期無理押し連結の恐れを最小限に抑えて選択レンジ部レシオの連結／再連結を行う手順を備えていることが重要である。これには、同期装置アセンブリの相対回転可能な部材を適正に位置決めする必要がある。
【００５６】
本発明によれば、意図しないレンジ部非連結状態が感知された場合、以下のレンジ部連結手順が開始される。
【００５７】
(a) 主変速部12をニュートラルへシフトするか、これを保持して、
(b) 次に、複動レンジ同期装置を、選択されたレンジ部レシオの連結に必要な位置の反対の位置へ、その他方のレシオの同期装置の摩擦表面の係合が、一般的に主軸速度の変化を感知することによって感知されるまで押し付けて、
(c) 次に、選択されたレンジ部レシオに連結できる方向へ複動同期ジョークラッチアセンブリを押し付ける。
【００５８】
他方のレンジレシオに対応した摩擦表面に接触することによって、同期装置は選択レンジ部レシオに連結できるように適正に位置決め（セットアップ）される。上記手順によって多数回、例えば３回試行しても選択レンジ部レシオが連結しない場合、可能ならば反対側のレンジ部レシオに連結して、レンジシフトを試行しないで変速機を低下故障許容モードで作動させる。
【００５９】
図５には、意図しない非連結レンジ部状態からのレンジ部の連結／再連結の制御方法／装置がフローチャートで概略的に示されている。ここで、ＧＲRSはレンジ部のギアレシオを表す。
【００６０】
以上に本発明をある程度詳細に説明してきたが、本発明の精神の範囲内において形式及び詳細に様々な変更を加えることができることを理解されたい。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、レンジ補助変速部の複動同期ジョークラッチが選択可能レシオのいずれにも連結されていない場合、このジョークラッチが選択されていない他方のレシオへ軸方向移動させ、そのレシオの同期装置の摩擦表面の接触を感知した後、選択されたレンジ部レシオへのシフトを再開するので、意図しないレンジ補助変速部の非連結状態を感知して、選択されたレンジ部レシオを連結させることができる。
【００６２】
さらに、本発明では、この手順に従ってレンジ形自動変速装置を制御することによって、選択されたレンジ部レシオの同期装置を連結の試行前に適切にリセットして、同期装置の停止または無理押しの可能性を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置によって一部自動化された車両用機械式変速装置の概略図である。
【図２】図１の変速機用のシフトパターンの概略図である。
【図３】本発明の機械式変速装置のための半自動シフト実行装置の概略図である。
【図４】図２の変速装置のための別のドライバ制御装置の立面図である。
【図５】本発明のフローチャートである。
【符号の説明】
10 複式変速機
12 主変速部
14 レンジ形補助部
28 主軸
86 レンジ／出力歯車
88 出力歯車
86A,88A 摩擦表面
90 変速機出力軸
93 補助部アクチュエータ
104 シフト実行制御装置
106 電子制御装置
【産業上の利用分野】
本発明は、主部と補助部とを直列に接続した車両用の全自動化または半自動化された複式機械式変速装置、特に２つの選択可能なレンジレシオが複動同期ジョークラッチで連結されるようにしたレンジ形の自動複式機械式変速装置に関するものである。
【０００２】
さらに言えば、本発明は、自動機械式複式レンジ形変速機の同期レンジ部において意図しない非連結状態からの回復を向上させるための制御装置およびその方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
スロットルの開度すなわちスロットル位置、車速、エンジン速度、変速軸速度等を感知し、それらに従って車両変速機を自動的にシフトする（重量形トラック等の重量形車両及び自動車の両方のための）全自動変速装置が従来より公知である。
【０００４】
このような全自動チェンジギヤ変速装置には、加圧流体を利用して１つまたは複数の部材を他の部材または地面と摩擦係合させることによって選択ギアレシオが得られるようにする自動変速機と共に、電子及び／または空気圧論理及びアクチュエータを用いて機械式（すなわち噛み合い）クラッチの連結及び切り離しを行うことによって所望のギアレシオを得られるようにする自動機械式変速機が含まれる。このような変速機の例が、米国特許第3,961,546 号、第4,081,065 号及び第4,361,060 号に示されており、それらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００５】
スロットル位置、エンジン、入力軸、主軸、出力軸及び／または車両の各速度を感知して、自動制御された燃料スロットル装置、歯車シフト装置及び／またはマスタークラッチ作動装置を用いることによって、運転者が手動選択した変速レシオの変更をほぼ全自動式に実行する電子制御装置を用いた半自動変速装置が従来より公知である。このような半自動変速装置の例として、米国特許第4,425,620 号、第4,631,679 号及び第4,648,290 号があり、それらの開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００６】
手動だけで制御されるエンジンスロットル手段及び／または手動だけで制御されるマスタークラッチを備えた車両に用いられる機械式変速装置のための半自動シフト実行システム／方法も提案されている。そのようなシステムは、例えば米国特許第5,053,959 号、第5,053,961 号、第5,053,962 号、第5,063,511 号、第5,050,079 号、第5,081,588 号、第5,089,962 号及び第5,105,357 号に記載されており、それらの開示内容は参考として本説明に含まれる。
【０００７】
トラック及びトラクタ／セミトレーラ車両等の重量形車両の場合、必要な９、10、12、13、16、18またはそれ以上の前進速度レシオを与えるために、一般的に主部をレンジ、スプリッタまたはレンジ及びスプリッタ結合形の補助部に直列に接続した複式の全自動化または半自動化された変速機が用いられる。一般的に、レンジ補助部は、２つの選択可能なレンジ部レシオの選択された一方に連結するため、両面複動同期ジョークラッチアセンブリを用いている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
自動複式機械式変速機、特にレンジ形またはスプリッタ及びレンジ結合形の自動複式変速機では、選択されたレンジレシオが連結を完了していないか、連結が外れたことが感知された時（すなわち意図しない非連結レンジ部状態を感知した時）、無理押しのシフトを避けながらその選択レンジレシオの連結または再連結を行う手順を提供することが重要である。
【０００９】
従って、本発明の目的は、複動同期ジョークラッチアセンブリを有する２速度の変速部のシフトを制御する制御装置およびその制御方法を提供することである。 また、本発明の目的は、レンジ形複式変速機を用いた全自動または半自動機械式変速装置用の改良された非連結状態のレンジ部回復ルーチンを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明によれば、レンジ部ジョークラッチ同期装置のブロッキング部材を停止させたり、無理押しする傾向を最小限に抑えるようにして現在選択されているレンジ部レシオを連結させることができるようになる、意図しない非連結レンジ部状態からの回復を行う連結手順が与えられる。
【００１１】
周知のように、複式変速機では、入力軸及び出力軸速度間の全体的なレシオが、現在連結している主部レシオ及び現在連結している補助部レシオによって決定される。リア（後部）補助部を備えた複式変速機では、出力軸速度と主軸速度または入力軸速度と（主部がニュートラルの場合以外は）主部連結レシオとを感知することによって、補助部レシオを決定することができる。補助部におけるレシオが、現在選択されている補助部レシオまたは他のいずれかの選択可能な補助部レシオに一致しない場合、これは補助部が連結していないことを表す。
【００１２】
本発明によれば、選択されたレンジ補助部レシオの連結が命令されているが、レンジ補助部が選択レシオまたは他方のレシオに連結していないと決定された場合、複動レンジクラッチが他方のレシオへ、そのレシオの同期装置の摩擦表面の接触が感知されるまで、シフトするように命令されてから、選択されたレンジ部レシオへのシフトが再開される。
【００１３】
上記手順に従ってレンジ形自動変速装置を制御することによって、選択されたレンジ部レシオの同期装置を連結の試行前に適切にリセットして、同期装置の停止または無理押しの可能性を最小限に抑えることができる。一般的に、他方のレンジレシオの同期装置の摩擦表面の接触は、主軸または入力軸の速度の所定の変化または変化率を感知することによって感知される。好ましくは、選択されたレンジレシオの連結を所定回数（例えば３回）試行しても成功しない場合、他方のレンジレシオに連結して、さらなるレンジシフトを行わないで変速機を低下故障許容モードで作動させる。いずれのレンジレシオにも連結できない場合、装置を停止させる。
【００１４】
本発明の上記及び他の目的及び利点は、添付の図面を参照した好適な実施例の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の説明において、便宜上一定の用語を用いるが、それらは参考にすぎず、制限的なものではない。
【００１６】
「複式変速機」は、多段前進速度主変速部と多段速度補助変速部とを直列に接続して、主変速部で選択された歯車減速レシオをさらに補助変速部で選択された歯車減速レシオと組み合わせることができるようにした変速機またはチェンジギヤ伝達装置を表すために用いられている。
【００１７】
「同期クラッチアセンブリ」及び同様な意味の言葉は、クラッチの部材がほぼ同期回転するまでそのクラッチの連結が試みられず、また比較的大きい容量の摩擦手段をクラッチ手段と共に使用して、クラッチ連結の開始時にクラッチ部材及びそれと共転するすべての部材をほぼ同期速度で回転させることができるようにした噛み合いクラッチによって選択歯車を軸に回転できないように連結するために用いられるクラッチアセンブリを示している。
【００１８】
ここで使用されている「アップシフト」は、低速ギアレシオから高速ギアレシオへのシフト動作のことである。ここで使用されている「ダウンシフト」は、高速ギアレシオから低速ギアレシオへのシフト動作のことである。ここで使用されている「低速歯車」、「ロー歯車」及び／または「第１歯車」はすべて、変速機または変速部の最低前進速度作動に用いられるギアレシオ（ＧＲ）、すなわち変速機の入力軸に対して最高の減速レシオを有する歯車組のことである。
【００１９】
エンジン速度を表す信号には、エンジン速度センサからの信号（ＥＳ）、入力軸速度センサからの信号（ＩＳ）、及びエンジン速度の計算（ＥＳ＝ＩＳ＝ＯＳ・ＧＲ）及び／または予想に使用できる出力軸及びギアレシオ信号等の信号が含まれる。
【００２０】
図１は、本発明の制御装置／方法によって制御された半自動レンジ形複式変速機10を示している。複式変速機10は、多段速度主変速部12をレンジ形補助部14と直列に接続して構成されている。変速機10は、ハウジングＨ内に収容されており、常時連結しているが選択的に切り離される摩擦マスタークラッチＣを介してディーゼルエンジンＥ等の原動機によって駆動される入力軸16を設けており、マスタークラッチＣの入力すなわち駆動部18はエンジンクランク軸20に駆動連結され、従動部22は変速機入力軸16に回転可能に固着されている。
【００２１】
エンジンＥは、手動または自動操作されるスロットル装置23によって燃料スロットル制御され、マスタークラッチＣはクラッチペダル（図示せず）によって手動操作されるか、クラッチアクチュエータ等によって自動制御される。従来から公知のように、一般的にクラッチペダルのオーバートラベルによって手動操作される入力軸ブレーキＢを設けることによってアップシフトの迅速化を図ることが好ましい。
【００２２】
複式機械式変速機10と同様な変速機は公知であって、米国特許第3,105,395 号、第3,283,613 号、第4,735,109 号及び第4,754,665 号を参照すれば理解されるであろう。これらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。エンジンの回転速度を感知して、それを表す信号を発生するセンサ11を設けてもよい。
【００２３】
主変速部12では、入力軸16に入力歯車24が取り付けられて、複数のほぼ同一の副軸アセンブリ26及び26Ａをほぼ同一回転速度で同時に駆動できるようになっている。２つのほぼ同一の副軸アセンブリは、入力軸16にほぼ同軸的に整合している主軸28の直径方向に向き合う位置に配置されている。
【００２４】
副軸アセンブリの各々は、一部分だけが概略的に図示されているハウジングＨ内に軸受32及び34によって支持されている副軸30を有している。副軸の各々には、同一群の副軸歯車38、40、42、44、46及び48がそれと共転可能に固着されている。複数の主軸歯車50、52、54、56及び58が主軸28を取り囲むように設けられており、公知のように滑りクラッチカラー60、62及び64によって一度に１つが主軸28に選択的にクラッチ連結されてそれと共転できるようになっている。クラッチカラー60はまた、入力歯車24を主軸28にクラッチ連結して入力軸16と主軸28との間を直結するためにも使用できる。
【００２５】
一般的に、クラッチカラー60、62及び64は、公知のようにシフトハウジングアセンブリ70に連動したシフトフォークによって軸方向に位置決めされる。クラッチカラー60、62及び64は、公知の作動非同期式複動形ジョークラッチ形式にすることができる。
【００２６】
シフトハウジングすなわちアクチュエータ70は、電気モータまたは圧縮空気等の圧縮流体によって作動され、米国特許第4,445,393 号、第4,555,959 号、第4,361,060 号、第4,676,115 号、第4,873,881 号及び第4,899,607 号を参照すれば明らかになる制御装置によって自動的に制御可能な形式のものであって、これらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００２７】
主軸歯車58は後進歯車であって、従来形の中間アイドラ歯車（図示せず）を介して副軸歯車48と継続的に噛み合っている。また、主変速部12には５段階の選択可能な前進速度レシオが設けられているが、最も低い前進速度レシオ、すなわち主軸駆動歯車56を主軸28に駆動連結することによって得られる速度レシオは減速レシオが非常に高いため、厳しい状態での車両の始動だけに使用され、高い変速レンジでは一般的に使用されないローまたは「クリーパ」歯車と見なす必要があることに注意されたい。
【００２８】
従って、主変速部12には５段階の前進速度が設けられているが、前進速度の４つだけが併用の補助レンジ変速部14と組み合わされるので、一般的には「４＋１」主部と呼ばれている。図２は、変速機10のシフトパターンを示す概略図である。米国特許第4,754,665 号及び第4,974,468 号に示されているように、同様な変速機は、10、13、16または18段階前進速度を設けている。
【００２９】
ジョークラッチ60、62及び64は、３位置クラッチであって、アクチュエータ70によって図示の中央非連結位置、最右側連結位置または最左側連結位置に位置決めされる。公知のように、クラッチ60、62及び64の１つだけが一度に連結可能であって、その他のクラッチをニュートラル状態にロックするために主部インターロック手段（図示せず）が設けられている。
【００３０】
補助変速レンジ部14には２つのほぼ同一の補助副軸アセンブリ74及び74Ａが設けられており、その各々は、ハウジングＨ内の軸受78及び80によって支持されている補助副軸76を有しており、それに２つの補助部副軸歯車82及び84がそれと共転可能に支持されている。補助部副軸歯車82は、レンジ／出力歯車86と常時噛み合ってそれを支持しているのに対して、補助部副軸歯車84は、変速機出力軸90に固定されている出力歯車88と常時噛み合っている。
【００３１】
シフトフォーク（図示せず）及びレンジ部シフトアクチュエータアセンブリ96によって軸方向に位置決めされる２位置複動同期ジョークラッチアセンブリ92が設けられて、複式変速機10の低レンジ作動用に歯車86を主軸28に、あるいは直接または高レンジ作動用に歯車88を主軸28にクラッチ連結できるようにしている。
【００３２】
ここで、複動同期ジョークラッチアセンブリ92は両側面部に同期装置の摩擦表面93A,93A を有する第１ジョークラッチ部材93を有している。この第１ジョークラッチ部材は、第１軸方向（図１では右方向）位置または第２軸方向（図１では左方向）位置に軸方向移動することができる。第１ジョークラッチ部材93と対向して左右に第２ジョークラッチ部材が配置されており、第２ジョークラッチ部材第１軸90の回りに回転する歯車88と共転する同期装置の摩擦表面88A または第２軸28と共転する同期装置の摩擦表面86A を備え、それぞれ、第１ジョークラッチ部材の摩擦表面93A,93A と係合するようになっている。
【００３３】
この形式の複動同期ジョークラッチは公知であり、例えば米国特許第4,059,178 号、第4,081,319 号、第4,252,222 号、第4,540,074 号、第4,754,665 号及び第4,989,706 号に記載されており、これらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００３４】
レンジ部アクチュエータ96は、米国特許第3,648,546 号、第4,440,037 号及び第4,614,126 号に記載されている形式のものでよく、これらの特許の開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００３５】
レンジ形補助部14は、直歯またはらせん形の歯車を用いた２速部として図示されているが、本発明はスプリッタ／レンジ結合形補助部及び／または遊星形歯車を用いたレンジ形変速機にも適用可能であることを理解されたい。また、クラッチ60、62及び64のいずれか１つまたは複数を同期ジョークラッチ形にし、また変速部12及び／または14を単一副軸形にすることもできる。
【００３６】
図３には、本発明の機械式変速装置のための半自動シフト実行制御装置104 が概略的に示されている。制御装置104 には、上記の機械式変速装置10に加えて、エンジン速度センサ11、入力軸速度(IS)センサ98、出力軸速度(OS)センサ100 、さらに、主軸速度(MS)センサ102 及び運転者操作盤108 から入力信号を受け取る電子制御装置106 、好ましくはマイクロプロセッサベースのものが含まれている。ＥＣＵ106 は補助部位置センサ110 からも入力を受け取ることができる。
【００３７】
ＥＣＵは所定の論理規則に従って入力を処理して、主部アクチュエータ70及び補助部アクチュエータ96を制御するソレノイドマニホルド112 等の変速機オペレータや運転者操作盤108 へコマンド出力信号を送る。この形式のＥＣＵは公知であり、例えば米国特許第4,595,986 号に記載されており、その開示内容は参考として本説明に含まれる。
【００３８】
運転者操作及び表示盤によって運転者は現在の連結レシオからある方向のシフト（すなわちアップシフトまたはダウンシフト）またはニュートラルへのシフトを手動で選択する手動すなわちホールド作動モードを選択するか、半自動事前選択作動モードを選択することができ、現在の作動モード（シフト動作の自動または手動事前選択）、現在の変速機作動状態（前進、後進またはニュートラル）及び事前選択されているがまだ実行されていないギアレシオ変更すなわちシフト（アップシフト、ダウンシフトまたはニュートラルへのシフト）を運転者に知らせる表示が行なわれる。
【００３９】
操作盤108 には３つの表示ライト114 、116 及び118 が設けられており、それらが点灯することによって変速機10がそれぞれ前進駆動、ニュートラルまたは後進駆動状態にあることを表示できる。操作盤にはさらに、運転者がアップシフト、自動事前選択モードまたはダウンシフトを選択できるようにする、選択的に点灯する３つの押しボタン120 、122 及び124 も設けられている。押しボタン126 よってニュートラルへのシフトを選択することができる。
【００４０】
ボタン120 、122 、124 または126 のいずれか１つを押圧することによって選択を行うことができ、ボタンを再度押圧することによって（ボタン120 、124 及び126 の場合には実行前に）取り消すことができる。あるいは、スキップシフト用のコマンドとしてボタン120 及び124 を複数回押圧することもできる。
【００４１】
もちろん、ボタン及び照明付きボタンを他の選択手段、例えばトグルスイッチ及び／またはトグルスイッチ及びライトまたは他の表示部材に代えることもできる。
【００４２】
後進の選択用に個別のボタンまたはスイッチを設けてもよいが、ニュートラルからのダウンシフトとして後進を選択してもよい。また、ニュートラルは後進からのアップシフトまたはローからのダウンシフトとして選択することもできる。
【００４３】
作用を説明すると、手動でアップシフトまたはダウンシフトを選択するためには、運転者が適宜ボタン120 または124 を押圧する。すると、選択されたボタンは、選択されたシフトが実行されるまで、または選択が取り消されるまで点灯する。
【００４４】
操作盤108 の変更例が図４に示されている。簡単に説明すると、モードセレクタ210 を用いて後進（Ｒ）212 、ニュートラル（Ｎ）214 、ドライブ（自動）（Ｄ）216 、ホールド（手動）（Ｈ）218 及びロー（Ｌ）220 を選択することができる。モードセレクタには、後進インターロック解除ボタン224 とアップシフト226 及びダウンシフト228 選択ボタンとを備えたハンドル222 が設けられている。モードセレクタ210 の機能は、上記制御盤108 とほぼ同じである。
【００４５】
選択されたシフトを実行するためには、アクチュエータ70を付勢して主変速部12をニュートラルにシフトさせることができるようにマニホルド112 を事前選択する。これは、運転者がエンジンへの燃料供給量を手動で一時的に増減させること及び／またはマスタークラッチＣを手動で切り離すことによってトルクを中断または反転させることによって達成される。
【００４６】
変速機がニュートラルへシフトし、ニュートラルがＥＣＵによって確認される（ニュートラルが所定時間、例えば1.5 秒間感知される）と、ニュートラル状態表示ボタン116 が点灯する。選択したシフトが複式シフトである場合、すなわち主部12及びレンジ部14の両方のシフト、例えば図２において第４速から第５速へのシフトである場合、ＥＣＵは、ニュートラルがフロントボックス内で感知された後に補助部アクチュエータ96がレンジシフトを完了できるようにするコマンド出力信号をマニホルド112 へ送る。
【００４７】
レンジ補助部が適当なレシオに連結した時、ＥＣＵは感知された出力軸（車両）速度及び連結すべきレシオに基づいて入力軸速度の使用可能範囲または帯域を計算もしくは他の方法で決定して更新し続け、これによって連結すべきレシオの許容できる同期連結が得られる。
【００４８】
スロットル操作及び／または入力軸ブレーキの使用によって運転者または制御装置が入力軸速度を許容範囲内まで落とすと、ＥＣＵ106 はアクチュエータ70が連結すべき主部レシオを連結できるようにするコマンド出力信号をマニホルド112 に送る。好ましくは、アクチュエータが非常に迅速に反応するようにして、運転者が入力軸速度を長時間に渡って許容範囲内に維持する必要をなくす。
【００４９】
変速機ニュートラルへのシフトを選択するためには、選択ボタン126 を押す。ニュートラルが得られたことをＥＣＵが確認するまで表示ライト116 が点滅し、確認した時点から変速機がニュートラルにある間、ライト116 は継続点灯状態になる。
【００５０】
制御アルゴリズムにおいて、目標歯車に連結するコマンド出力信号の発生は、変速機（すなわち入力軸）が許容同期点内へ手動で移動するのに応じて行われる。この同期点は一般的に、誤差が約ゼロＲＰＭである点（すなわち入力軸速度が出力軸速度に目標ギアレシオの数値を掛けた積に等しい時、ＩＳ＝ＯＳ・ＧＴt ）を中心にしたＲＰＭの範囲（誤差帯域）である。
【００５１】
入力軸速度が誤差帯域内へ落ちたことを制御電子機器が感知した時、マニホルド112 のソレノイドが励磁され、これによって目標歯車の連結が行われる。誤差帯域は、各ギアレシオについて最高のシフト特性を与えることができるように選択されている。これらの誤差帯域は、一般的に目標歯車の関数としてインデックスが付けられている表の形式でソフトウェア内に記憶される。
【００５２】
照明付き押しボタン122 を用いて、またはセレクタ210 を「Ｄ」位置へ移動させることによって選択された自動事前選択作動モードでは、ＥＣＵは、記憶されている論理規則、現在の連結レシオ（これは入力軸速度を出力軸速度と比較することによって計算できる）及び出力軸速度に基づいて、アップシフトまたはダウンシフトが必要かを決定して、それを事前選択する。
【００５３】
アップシフトまたはダウンシフトが事前選択されて半自動的に実行されることが、照明付き押しボタン120 または照明付き押しボタン124 を点滅させるＥＣＵ106 からのコマンド出力信号及び／または可聴シフト警報信号によって運転者に知らされる。運転者は、上記のような自動事前選択シフトの半自動実行を開始するか、押しボタン122 を押圧して自動モードを取り消すことができる。
【００５４】
レンジ部14が選択されたレンジレシオにも他方のレンジレシオにも連結していないと決定されると、修正動作を取る必要がある。この状態は、一般的にセンサ100 によって感知される出力軸速度（ＯＳ）をセンサ102 で感知される主軸速度（ＭＳ）か、入力軸速度（ＩＳ）に連結主部ギアレシオ（ＧＲMS）を掛けた積と比較することによって感知される。この比較が既知の補助部ギアレシオ（ＧＲAS）を示さない場合、レンジ部は連結していない。
【００５５】
意図しない非連結レンジ部状態は、一般的に３つの状況の１つで、すなわち複式シフト中に同期装置が停止するか、複式シフト中にクラッチ歯がぶつかり合うか、厳しい車両作動状態中にクラッチが跳ねて外れることによって発生する。意図しないレンジ部非連結状態を感知した時、高い成功の確率で、また非同期無理押し連結の恐れを最小限に抑えて選択レンジ部レシオの連結／再連結を行う手順を備えていることが重要である。これには、同期装置アセンブリの相対回転可能な部材を適正に位置決めする必要がある。
【００５６】
本発明によれば、意図しないレンジ部非連結状態が感知された場合、以下のレンジ部連結手順が開始される。
【００５７】
(a) 主変速部12をニュートラルへシフトするか、これを保持して、
(b) 次に、複動レンジ同期装置を、選択されたレンジ部レシオの連結に必要な位置の反対の位置へ、その他方のレシオの同期装置の摩擦表面の係合が、一般的に主軸速度の変化を感知することによって感知されるまで押し付けて、
(c) 次に、選択されたレンジ部レシオに連結できる方向へ複動同期ジョークラッチアセンブリを押し付ける。
【００５８】
他方のレンジレシオに対応した摩擦表面に接触することによって、同期装置は選択レンジ部レシオに連結できるように適正に位置決め（セットアップ）される。上記手順によって多数回、例えば３回試行しても選択レンジ部レシオが連結しない場合、可能ならば反対側のレンジ部レシオに連結して、レンジシフトを試行しないで変速機を低下故障許容モードで作動させる。
【００５９】
図５には、意図しない非連結レンジ部状態からのレンジ部の連結／再連結の制御方法／装置がフローチャートで概略的に示されている。ここで、ＧＲRSはレンジ部のギアレシオを表す。
【００６０】
以上に本発明をある程度詳細に説明してきたが、本発明の精神の範囲内において形式及び詳細に様々な変更を加えることができることを理解されたい。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、レンジ補助変速部の複動同期ジョークラッチが選択可能レシオのいずれにも連結されていない場合、このジョークラッチが選択されていない他方のレシオへ軸方向移動させ、そのレシオの同期装置の摩擦表面の接触を感知した後、選択されたレンジ部レシオへのシフトを再開するので、意図しないレンジ補助変速部の非連結状態を感知して、選択されたレンジ部レシオを連結させることができる。
【００６２】
さらに、本発明では、この手順に従ってレンジ形自動変速装置を制御することによって、選択されたレンジ部レシオの同期装置を連結の試行前に適切にリセットして、同期装置の停止または無理押しの可能性を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置によって一部自動化された車両用機械式変速装置の概略図である。
【図２】図１の変速機用のシフトパターンの概略図である。
【図３】本発明の機械式変速装置のための半自動シフト実行装置の概略図である。
【図４】図２の変速装置のための別のドライバ制御装置の立面図である。
【図５】本発明のフローチャートである。
【符号の説明】
10 複式変速機
12 主変速部
14 レンジ形補助部
28 主軸
86 レンジ／出力歯車
88 出力歯車
86A,88A 摩擦表面
90 変速機出力軸
93 補助部アクチュエータ
104 シフト実行制御装置
106 電子制御装置
Claims (9)
- 第１軸(90)と共転可能に固定されており、第１選択可能レシオ(88)に連結するための前記第１軸に対する第１軸方向位置と、第２選択可能レシオ(86)に連結するための前記第１軸に対する第２軸方向位置とを備えている、軸方向に移動可能な両面形の第１ジョークラッチ部材(93)を含み、
この第１ジョークラッチ部材(93)が前記第１及び第２軸方向位置の各々へ移動することによって、まず第１ジョークラッチ部材に設けられている同期装置の摩擦表面(93A) が第２軸(28)と共転する第２ジョークラッチ部材に設けられた同期装置の摩擦表面(86A、88A)と係合してから、前記第１ジョークラッチ部材と第２ジョークラッチ部材とが噛み合うようにした、複動同期ジョークラッチアセンブリ(92)を有する２速度の変速部(14)のシフトを制御する装置であって、
前記変速部レシオのいずれか一方の連結が選択されたかを感知する手段と、
前記第１及び第２軸の回転速度を表す信号を感知して、前記選択可能レシオのいずれが連結したかを決定する手段と、
前記選択可能レシオのいずれもが連結していない場合に、
(a) 前記第１ジョークラッチ部材を非選択レシオの連結に対応した軸方向位置に向かって軸方向移動させ、
(b) 次に、この第１ジョークラッチ部材の非選択レシオの連結に対応した軸方向位置に向かう軸方向移動時に、係合可能な同期装置の摩擦表面の係合を感知し、
(c) さらに、この第１ジョークラッチ部材の非選択レシオの連結に対応した軸方向位置に向かう軸方向移動による同期装置の摩擦表面の係合を感知したら、前記第１ジョークラッチ部材を前記選択速度レシオの連結に対応した軸方向位置に向かって移動させる手段と、を有していることを特徴とする制御装置。 - 同期装置の摩擦表面の係合を感知することは、前記軸の一方の回転速度の変化を感知し、そして、この変化を所定の基準値と比較することを含んでいる請求項１の装置。
- 変速部は複式変速機(10)のレンジ部(14)であり、このレンジ部に多段速度主部(12)が直列に接続されていることを特徴とする請求項１の装置。
- 変速部は複式変速機のレンジ部(14)であり、前記複式変速機では前記レンジ部に多段速度主部(12)が直列に接続されていることを特徴とする請求項２の装置。
- 第１軸(90)と共転可能に固定されており、第１選択可能レシオ(88)に連結するための前記第１軸に対する第１軸方向位置と、第２選択可能レシオ(86)に連結するための前記第１軸に対する第２軸方向位置とを備えている、軸方向に移動可能な両面形の第１ジョークラッチ部材(93)を含み、この第１ジョークラッチ部材(93)が前記第１及び第２軸方向位置の各々へ移動することによって、まず第１ジョークラッチ部材に設けられている同期装置の摩擦表面(93A) が第２軸(28)と共転する第２ジョークラッチ部材に設けられた同期装置の摩擦表面(86A、88A)と係合してから、前記第１ジョークラッチ部材と第２ジョークラッチ部材とが噛み合うようにした、複動同期ジョークラッチアセンブリ(92)を有する２速度の変速部(14)のシフトを制御する制御方法であって、
前記変速部レシオのいずれか一方の連結が選択されるのを感知し、
前記第１及び第２軸の回転速度を表す信号を感知して、前記選択可能レシオのいずれが連結したかを決定し、
前記選択可能レシオのいずれもが連結していない場合に、
(a) 前記軸方向に移動可能な第１ジョークラッチ部材を非選択レシオの連結に対応した軸方向位置に向かって軸方向移動させ、
(b) 次に、この第１ジョークラッチ部材の非選択レシオの連結に対応した軸方向位置に向かう軸方向移動時に、係合可能な同期装置の摩擦表面の係合を感知し、
(c) さらに、この第１ジョークラッチ部材の非選択レシオの連結に対応した軸方向位置に向かう軸方向移動による同期装置の摩擦表面の係合を感知したら、前記第１ジョークラッチ部材を前記選択速度レシオの連結に対応した軸方向位置に向かって移動させる、各ステップを有していることを特徴とする制御方法。 - 同期装置の摩擦表面の係合を感知することは、前記軸の一方の回転速度の変化を感知し、そして、この変化を所定の基準値と比較することを含んでいることを特徴とする請求項５の方法。
- 変速部は複式変速機(10)のレンジ部(14)であり、このレンジ部に多段速度主部(12)が直列に接続されていることを特徴とする請求項５の方法。
- 複式変速機(10)の２速レンジ部(14)に直列に接続された多段速度主部(12)を含み、
前記レンジ部(12)には、第１軸(90)と共転可能に固定されて、第１選択可能レシオ(88)に連結するための前記第１軸に対する第１軸方向位置と、第２選択可能レシオ(86)に連結するための前記第１軸に対する第２軸方向位置とを備えている軸方向に移動可能な両面形の第１ジョークラッチ部材(93)を含む複動同期ジョークラッチアセンブリ(92)が設けられ、
この軸方向に移動可能な第１ジョークラッチ部材(93)が前記第１及び第２軸方向位置の各々へ移動することによって、まず前記第１ジョークラッチ部材に設けられている同期装置の摩擦表面(93A) が第２軸(28)と共転する第２ジョークラッチ部材に設けられた同期装置の摩擦表面(86A、88A)と係合してから、前記第１ジョークラッチ部材と第２ジョークラッチ部材とが噛み合うようにした、自動機械式変速装置のシフトを制御する制御装置であって、
入力信号を受け取って、所定の論理規則に従ってそれらを処理してコマンド出力信号を装置アクチュエータへ送る中央処理装置(106) を含み、
前記変速部レシオのいずれか一方の連結が選択されたかを感知する手段と、
前記第１及び第２軸の回転速度を表す信号を感知して、前記選択可能レシオのいずれが連結したかを決定する手段と、
前記選択可能レシオのいずれもが連結していない場合に、
(a) 前記主変速部をニュートラルへシフトさせ、
(b) 前記第１ジョークラッチ部材を非選択レシオの連結に対応した軸方向位置に向かって軸方向移動させ、
(c) 次に、この第１ジョークラッチ部材の非選択レシオの連結に対応した軸方向位置に向かう軸方向移動時に、係合可能な同期装置の摩擦表面の係合を感知し、
(d) この第１ジョークラッチ部材の非選択レシオの連結に対応した軸方向位置に向かう軸方向移動による同期装置の摩擦表面の係合を感知したら、前記第１ジョークラッチ部材を前記選択速度レシオの連結に対応した軸方向位置に向かって移動させる手段と、を有していることを特徴とする制御装置。 - 同期装置の摩擦表面の係合を感知することは、前記軸の一方の回転速度の変化を感知して、この変化を所定の基準値と比較することを含んでいる請求項８の装置。
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