JP2002356117A - トランスファケース内で低速から高速へのシフトを同期化する装置 - Google Patents
トランスファケース内で低速から高速へのシフトを同期化する装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 本発明は、コントローラエリアネットワーク
（ＣＡＮ）システムを採用する車にて同期化した低速か
ら高速へのシフト能力を提供し得るようデジタルデータ
バスを介して制御可能なトランスファケースに関するも
のである。 【解決手段】 トランスファケース（２８）は、入力軸
（５０）、出力軸（４０）、減速度時、該入力軸（５
０）と出力軸（４０）との間にてトルクを伝達し得るよ
う選択的に作動可能な歯車セット（４８）と、クラッチ
（８４）と、クラッチ（８４）に作用可能に接続された
回転出力部を有するアクチュエータ（１００）と、前記
アクチュエータが前記クラッチ（８４）を中立位置まで
移動させるときの該アクチュエータ（１００）の速度を
計算する制御装置（２００）とを備える。
（ＣＡＮ）システムを採用する車にて同期化した低速か
ら高速へのシフト能力を提供し得るようデジタルデータ
バスを介して制御可能なトランスファケースに関するも
のである。 【解決手段】 トランスファケース（２８）は、入力軸
（５０）、出力軸（４０）、減速度時、該入力軸（５
０）と出力軸（４０）との間にてトルクを伝達し得るよ
う選択的に作動可能な歯車セット（４８）と、クラッチ
（８４）と、クラッチ（８４）に作用可能に接続された
回転出力部を有するアクチュエータ（１００）と、前記
アクチュエータが前記クラッチ（８４）を中立位置まで
移動させるときの該アクチュエータ（１００）の速度を
計算する制御装置（２００）とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全体として、２速
度（高速−低速）トランスファケース、より具体的に
は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）デジタ
ルデータバスシステムを採用する自動車内のデジタル制
御式２速度トランスファケース内で低速歯車状態と高速
歯車状態との間にて同期化状態のシフトを実現する方法
及び装置に関する。
度（高速−低速）トランスファケース、より具体的に
は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）デジタ
ルデータバスシステムを採用する自動車内のデジタル制
御式２速度トランスファケース内で低速歯車状態と高速
歯車状態との間にて同期化状態のシフトを実現する方法
及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車の伝動装置から入力軸を通して受け取
った駆動動力をから一対の出力駆動軸まで分配すべく全
時間及び部分時間の４輪駆動車にてトランスファケース
が使用されている。駆動軸の１つは、車の前輪を作動さ
せ、他方の駆動軸は車の後輪を作動させる。２輪駆動モ
ードと４輪モードとの間にてシフトを許容する車におい
て、トランスファケースの入力軸は、出力軸の１つに連
続的な駆動動力を提供し、粘性継手、電磁クラッチ又は
位置決め可能なスパー歯車のような何らかの型式の非係
合状態可能又はその他の可調節継手を介して駆動動力を
他方の出力軸に選択的に提供する。より高速の４輪駆動
速度に対する４輪駆動高速（４Ｈ）、より低速速の４輪
駆動速度に対する４輪駆動低速（４Ｌ）、牽引を許容し
得るように前車軸及び後車軸から伝動装置を非係合状態
にするための中立位置、車輪の滑りを制御するためのロ
ック４輪駆動位置を含む、その他の駆動モードが提供さ
れる場合がある。歴史的に、トランスファケースは、低
速歯車と高速歯車との間にてシフトする前に、車を停止
させなければならないような形態とされていた。典型的
に、この必要性は、このシフトを容易にするため何らか
の型式のシンクロナイザがトランスファケース内に存在
しないことに起因ものであった。これらの場合、機械的
シフトアクチュエータを使用して駆動モード間にて手動
でシフトするため可調節継手を使用していた。
った駆動動力をから一対の出力駆動軸まで分配すべく全
時間及び部分時間の４輪駆動車にてトランスファケース
が使用されている。駆動軸の１つは、車の前輪を作動さ
せ、他方の駆動軸は車の後輪を作動させる。２輪駆動モ
ードと４輪モードとの間にてシフトを許容する車におい
て、トランスファケースの入力軸は、出力軸の１つに連
続的な駆動動力を提供し、粘性継手、電磁クラッチ又は
位置決め可能なスパー歯車のような何らかの型式の非係
合状態可能又はその他の可調節継手を介して駆動動力を
他方の出力軸に選択的に提供する。より高速の４輪駆動
速度に対する４輪駆動高速（４Ｈ）、より低速速の４輪
駆動速度に対する４輪駆動低速（４Ｌ）、牽引を許容し
得るように前車軸及び後車軸から伝動装置を非係合状態
にするための中立位置、車輪の滑りを制御するためのロ
ック４輪駆動位置を含む、その他の駆動モードが提供さ
れる場合がある。歴史的に、トランスファケースは、低
速歯車と高速歯車との間にてシフトする前に、車を停止
させなければならないような形態とされていた。典型的
に、この必要性は、このシフトを容易にするため何らか
の型式のシンクロナイザがトランスファケース内に存在
しないことに起因ものであった。これらの場合、機械的
シフトアクチュエータを使用して駆動モード間にて手動
でシフトするため可調節継手を使用していた。
【０００３】他方、低速歯車と高速歯車との間にてシフ
トし、４輪駆動へ切入りする前に、トランスファケース
の入力軸及び出力軸を同期化させることは、車が走行す
る間のシフトを容易にすることになる。この作動モード
は、「走行中の（ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｙ）」シフトと称
されている。関連技術分野にて多数の同期化装置が提案
されている。例えば、入力軸と出力軸（高速度）との間
にて直接的に、又は入力軸と出力軸との間にて、遊星歯
車減速セットを介してトルクを伝導する作用可能なクラ
ッチを採用することが既知である。この型式のクラッチ
は、ばね偏倚させ、接続すべき回転部材の相対的速度が
特定程度の同期化を実現する迄、シフトが完全に実現さ
れないようにすることができる。
トし、４輪駆動へ切入りする前に、トランスファケース
の入力軸及び出力軸を同期化させることは、車が走行す
る間のシフトを容易にすることになる。この作動モード
は、「走行中の（ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｙ）」シフトと称
されている。関連技術分野にて多数の同期化装置が提案
されている。例えば、入力軸と出力軸（高速度）との間
にて直接的に、又は入力軸と出力軸との間にて、遊星歯
車減速セットを介してトルクを伝導する作用可能なクラ
ッチを採用することが既知である。この型式のクラッチ
は、ばね偏倚させ、接続すべき回転部材の相対的速度が
特定程度の同期化を実現する迄、シフトが完全に実現さ
れないようにすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、関連技術分野
にて既知の幾つかの同期化装置は、過度に複雑であり且
つトランスファケースのコストを過剰に増すという不利
益な点がある。その他のものは、シフト操作の前に十分
な同期化を実現できず、滑り及び／又は受容できない程
の騒音が生ずることさえもある。
にて既知の幾つかの同期化装置は、過度に複雑であり且
つトランスファケースのコストを過剰に増すという不利
益な点がある。その他のものは、シフト操作の前に十分
な同期化を実現できず、滑り及び／又は受容できない程
の騒音が生ずることさえもある。
【０００５】特に、電気モータのような、回転源により
作動させることのできるシフトアクチュエータ用の電子
制御式のシフトアクチュエータに機械的なシフトアクチ
ュエータは取って代わられている。１９８７年５月１２
日付けでウェルシュ（Ｗｅｌｓｈ）らに対して発行され
た米国特許第４，６６４，２１７号には、かかる電気的
シフトアクチュエータが開示されている。より具体的に
は、ウェルシュらの米国特許第４，６６４，２１７号
は、中立位置、２輪駆動モード、低速及び高速度４輪駆
動モードの間にてトランスファケース内で駆動歯車を選
択的にシフトするためカム式シフトアクチュエータを回
転させるべく可逆直流電気モータを使用することを教示
している。マイクロプロセッサ利用の制御回路の制御の
下、モータを作動させることにより所望の駆動モードが
選ばれる。このマイクロプロセッサは、モータを作動さ
せて時計回り方向又は反時計回り方向の何れかに回転さ
せて、所望の駆動モードを実現するように、モータの駆
動回路に命令する。この型式の電子式シフト制御は関連
技術における１つの改良ではあったが、任意の所定のシ
フト操作の間、接続すべき部材を効果的に且つ効率的に
同期化させるという問題が依然として残る。
作動させることのできるシフトアクチュエータ用の電子
制御式のシフトアクチュエータに機械的なシフトアクチ
ュエータは取って代わられている。１９８７年５月１２
日付けでウェルシュ（Ｗｅｌｓｈ）らに対して発行され
た米国特許第４，６６４，２１７号には、かかる電気的
シフトアクチュエータが開示されている。より具体的に
は、ウェルシュらの米国特許第４，６６４，２１７号
は、中立位置、２輪駆動モード、低速及び高速度４輪駆
動モードの間にてトランスファケース内で駆動歯車を選
択的にシフトするためカム式シフトアクチュエータを回
転させるべく可逆直流電気モータを使用することを教示
している。マイクロプロセッサ利用の制御回路の制御の
下、モータを作動させることにより所望の駆動モードが
選ばれる。このマイクロプロセッサは、モータを作動さ
せて時計回り方向又は反時計回り方向の何れかに回転さ
せて、所望の駆動モードを実現するように、モータの駆
動回路に命令する。この型式の電子式シフト制御は関連
技術における１つの改良ではあったが、任意の所定のシ
フト操作の間、接続すべき部材を効果的に且つ効率的に
同期化させるという問題が依然として残る。
【０００６】１９９８年６月２３日付けでショワルター
（Ｓｈｏｗａｌｔｅｒ）らに対して発行された米国特許
第５，７７１，４７７号には、この問題点に対する１つ
の解決策が提案されている。より具体的には、ショワル
ターの米国特許第５，７７１，４７７号号には、トラン
スファケースの入力軸及び出力軸の速度を検出するため
センサを使用して低速から高速へのトランスファケース
のシフトを同期化させる方法及び装置が開示されてい
る。入力軸及び出力軸の各々の時間に亙る速度変化を測
定し且つ軸の相対速度が等しくなる時点を予測するため
マイクロプロセッサが採用されている。このマイクロプ
ロセッサは、次に、軸が同期化される前の所定の時点に
てシフトアクチュエータの作動を命令し、入力軸及び出
力軸の速度が実質的に等しくなるとき、シフトが行われ
るようにする。米国特許第５，７７１，４７７号の方法
及び装置は、関連技術に優る１つの改良ではあったが、
依然として、トランスファケース内で低速度と高速度と
の間でシフトする前に、より大きく制御し且つより正確
に同期化することが必要とされている。
（Ｓｈｏｗａｌｔｅｒ）らに対して発行された米国特許
第５，７７１，４７７号には、この問題点に対する１つ
の解決策が提案されている。より具体的には、ショワル
ターの米国特許第５，７７１，４７７号号には、トラン
スファケースの入力軸及び出力軸の速度を検出するため
センサを使用して低速から高速へのトランスファケース
のシフトを同期化させる方法及び装置が開示されてい
る。入力軸及び出力軸の各々の時間に亙る速度変化を測
定し且つ軸の相対速度が等しくなる時点を予測するため
マイクロプロセッサが採用されている。このマイクロプ
ロセッサは、次に、軸が同期化される前の所定の時点に
てシフトアクチュエータの作動を命令し、入力軸及び出
力軸の速度が実質的に等しくなるとき、シフトが行われ
るようにする。米国特許第５，７７１，４７７号の方法
及び装置は、関連技術に優る１つの改良ではあったが、
依然として、トランスファケース内で低速度と高速度と
の間でシフトする前に、より大きく制御し且つより正確
に同期化することが必要とされている。
【０００７】これに対応すべく、トランスファケースが
開発されるに伴って、同様にトランスファケースが使用
される車が複雑化しており、トランスファケースの設計
の現在の状態における更なる短所を明らかにしている。
車の複雑さが増す１つの態様は、設計上、一体型の車の
システム及び制御に向けた傾向が顕著となるものであ
る。これは、相互に接続したコンピュータ制御の車シス
テムの技術的革新を進展させ、毎年、登場するモデル
は、完全にコンピュータ制御し且つ電子的に制御する車
に近づくものとなる。トランスファケースの現在の設計
上の短所は、完全な車のシステムに向けて発展するに伴
って明らかとなり、補助システムを一体化することは、
４輪駆動車の標準を確立するための方途を確立しようと
するものである。具体的には、経済性及び効率さのた
め、改良された同期化シフトを提供することの必要性に
加えて、トランスファケースは、同様に、車の全体的な
システムの制御インターフェース部内に一体化すること
も必要となっている。
開発されるに伴って、同様にトランスファケースが使用
される車が複雑化しており、トランスファケースの設計
の現在の状態における更なる短所を明らかにしている。
車の複雑さが増す１つの態様は、設計上、一体型の車の
システム及び制御に向けた傾向が顕著となるものであ
る。これは、相互に接続したコンピュータ制御の車シス
テムの技術的革新を進展させ、毎年、登場するモデル
は、完全にコンピュータ制御し且つ電子的に制御する車
に近づくものとなる。トランスファケースの現在の設計
上の短所は、完全な車のシステムに向けて発展するに伴
って明らかとなり、補助システムを一体化することは、
４輪駆動車の標準を確立するための方途を確立しようと
するものである。具体的には、経済性及び効率さのた
め、改良された同期化シフトを提供することの必要性に
加えて、トランスファケースは、同様に、車の全体的な
システムの制御インターフェース部内に一体化すること
も必要となっている。
【０００８】車のシステムの全体を電子的に制御する方
向に進展するに伴い、製造メーカは、自動車の全てのシ
ステムにて及び補助システム全体において複雑さが増大
することに対処しなければならない。車のシステム自体
がより複雑化し且つ相互に接続されるに伴って、システ
ムコントローラ及びセンサ間にて個別的な専用の点同士
を線接続する部分の数が劇的に増大している。このこと
は、より大きく、より重く且つより取り扱い難い配線ハ
ーネスとなるに至り、これらのハーネスは、変動する電
圧及び電流を保持しなければならず、製造及び設置が難
しく、また、機械的及び環境的応力を受け易い。更に、
より大きく、より巧緻なハーネスは、車の製造コスト及
びメンテナンスコストを増すことになる。この問題点に
対応すべく、車の製造メーカは、個別の専用の配線を共
通のデジタルインターフェース部又はデジタルバスネッ
トワークで置換し始めている。この型式のデジタルシス
テムのインターフェース部は、小エリアネットワーク
（ＳＡＮ）として既知である。
向に進展するに伴い、製造メーカは、自動車の全てのシ
ステムにて及び補助システム全体において複雑さが増大
することに対処しなければならない。車のシステム自体
がより複雑化し且つ相互に接続されるに伴って、システ
ムコントローラ及びセンサ間にて個別的な専用の点同士
を線接続する部分の数が劇的に増大している。このこと
は、より大きく、より重く且つより取り扱い難い配線ハ
ーネスとなるに至り、これらのハーネスは、変動する電
圧及び電流を保持しなければならず、製造及び設置が難
しく、また、機械的及び環境的応力を受け易い。更に、
より大きく、より巧緻なハーネスは、車の製造コスト及
びメンテナンスコストを増すことになる。この問題点に
対応すべく、車の製造メーカは、個別の専用の配線を共
通のデジタルインターフェース部又はデジタルバスネッ
トワークで置換し始めている。この型式のデジタルシス
テムのインターフェース部は、小エリアネットワーク
（ＳＡＮ）として既知である。
【０００９】適用時、これらのＳＡＮは、コンピュータ
ネットワークシステムと同様のデジタルデータバスとし
ても既知である簡単なデジタル配線システムである。Ｓ
ＡＮは、車を通して配線され、コスト高で且つ大型の独
立的な点間の配線の大部分に置換する。自動車にて使用
される１つの特定型式のＳＡＮは、コントローラエリア
ネットワーク（ＣＡＮ）システムである。このＣＡＮシ
ステムは、幾つかの車の製造メーカが採用している実証
された既存の国際的なＳＡＮ標準である。これは、車内
にて利用する追加的な構成要素が最小であり、しかも直
ちに利用可能な非在庫品システムである。ＣＡＮシステ
ムは、撚った２対の線ケーブルにより全てのネットワー
ク部材を電子的に相互に接続し且つそのシステム内の全
ての部材間にて高速度の直列デジタルデータ伝送を行
う。これらのネットワーク部材は、色々な車のシステム
及び補助システムから、又は、多くの場合、その電子的
制御ユニットから成っている。
ネットワークシステムと同様のデジタルデータバスとし
ても既知である簡単なデジタル配線システムである。Ｓ
ＡＮは、車を通して配線され、コスト高で且つ大型の独
立的な点間の配線の大部分に置換する。自動車にて使用
される１つの特定型式のＳＡＮは、コントローラエリア
ネットワーク（ＣＡＮ）システムである。このＣＡＮシ
ステムは、幾つかの車の製造メーカが採用している実証
された既存の国際的なＳＡＮ標準である。これは、車内
にて利用する追加的な構成要素が最小であり、しかも直
ちに利用可能な非在庫品システムである。ＣＡＮシステ
ムは、撚った２対の線ケーブルにより全てのネットワー
ク部材を電子的に相互に接続し且つそのシステム内の全
ての部材間にて高速度の直列デジタルデータ伝送を行
う。これらのネットワーク部材は、色々な車のシステム
及び補助システムから、又は、多くの場合、その電子的
制御ユニットから成っている。
【００１０】作動時、ＣＡＮシステム部材の１つは、車
の制御の全体を担当する車の統括システムとして機能す
る搭載型コンピュータ又はマイクロプロセッサとするこ
とができる。車の統括システムは、ＣＡＮシステムを通
じて色々なシステムコントローラ（すなわち、エンジ
ン、燃料の制御、ブレーキ、懸架装置、天候の制御等）
と連通している一方、車の運転者及び色々なセンサから
車に関する独立的な入力及びフィードバックを得る。ま
た、ＣＡＮシステムは、中央型マイクロプロセッサ無し
の設計とすることもでき、デジタルデータバスケーブル
を介して全てのシステムコントローラ間にて直接、相互
に接続することを許容する。従って、ＣＡＮシステム
は、車のシステム及び補助的システムの全ての間にて正
確な高速度のデジタルインターフェース部を提供する。
更に、車のシステムが相互に接続されるため、メンテナ
ンス及び故障修復の詳細なデータを集めるためシステム
全体を常時、監視することが可能である。
の制御の全体を担当する車の統括システムとして機能す
る搭載型コンピュータ又はマイクロプロセッサとするこ
とができる。車の統括システムは、ＣＡＮシステムを通
じて色々なシステムコントローラ（すなわち、エンジ
ン、燃料の制御、ブレーキ、懸架装置、天候の制御等）
と連通している一方、車の運転者及び色々なセンサから
車に関する独立的な入力及びフィードバックを得る。ま
た、ＣＡＮシステムは、中央型マイクロプロセッサ無し
の設計とすることもでき、デジタルデータバスケーブル
を介して全てのシステムコントローラ間にて直接、相互
に接続することを許容する。従って、ＣＡＮシステム
は、車のシステム及び補助的システムの全ての間にて正
確な高速度のデジタルインターフェース部を提供する。
更に、車のシステムが相互に接続されるため、メンテナ
ンス及び故障修復の詳細なデータを集めるためシステム
全体を常時、監視することが可能である。
【００１１】このようにして、ＣＡＮシステムは、全体
として、車の設計、製造、及び運転の効率及び経済性を
著しく向上させる。しかし、このことは、実際上、ＣＡ
Ｎシステムのようなデジタルデータバスシステムと共に
作用し得るようにされていない、現在のトランスファケ
ースの設計の現在の不利益な点を明らかにすることにな
る。現在のトランスファケースの設計は、ＣＡＮシステ
ムと共に機能する能力が欠如しており、このため、現在
のトランスファケースは、車のコンピュータ制御及び監
視システムの他の部分から隔離されることになる。かか
る現在のトランスファケースは、この電子的制御及び他
の車のシステムとのデジタルインターフェース部が欠如
するという欠点があるため、これらのトランスファケー
スは、所望とされる真に調和し且つ同期化されたＬＯか
らＨＩのシフトを提供することができない。
として、車の設計、製造、及び運転の効率及び経済性を
著しく向上させる。しかし、このことは、実際上、ＣＡ
Ｎシステムのようなデジタルデータバスシステムと共に
作用し得るようにされていない、現在のトランスファケ
ースの設計の現在の不利益な点を明らかにすることにな
る。現在のトランスファケースの設計は、ＣＡＮシステ
ムと共に機能する能力が欠如しており、このため、現在
のトランスファケースは、車のコンピュータ制御及び監
視システムの他の部分から隔離されることになる。かか
る現在のトランスファケースは、この電子的制御及び他
の車のシステムとのデジタルインターフェース部が欠如
するという欠点があるため、これらのトランスファケー
スは、所望とされる真に調和し且つ同期化されたＬＯか
らＨＩのシフトを提供することができない。
【００１２】このため、従来通りに配線された車に対し
て設計されており、従って、ＣＡＮシステムのようなデ
ジタルデータシステムと相互接続することができず、ま
た、同期化方法が制限されるという従来技術のトランス
ファケースの短所を考慮するならば、デジタル式に制御
することのできるトランスファケース、及びＣＡＮデジ
タルデータネットワークシステムを採用する車内にてデ
ジタル的に制御されたトランスファケースの完全に同期
化したシフトを提供する方法が必要とされている。
て設計されており、従って、ＣＡＮシステムのようなデ
ジタルデータシステムと相互接続することができず、ま
た、同期化方法が制限されるという従来技術のトランス
ファケースの短所を考慮するならば、デジタル式に制御
することのできるトランスファケース、及びＣＡＮデジ
タルデータネットワークシステムを採用する車内にてデ
ジタル的に制御されたトランスファケースの完全に同期
化したシフトを提供する方法が必要とされている。
【００１３】本発明の目的は、低速から高速への同期化
したシフトを実現する、デジタル式に制御することがで
き且つコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）シス
テムにより車内に一体化し得るようにされたトランスフ
ァケースを提供することにより、従来のトランスファケ
ースの不利益な点も解決することである。本発明の他の
目的は、ＣＡＮシステムを利用する車内にてデジタル的
に制御されるトランスファケース内にて低速から高速へ
のシフトを同期化することを可能にし、低速及び高速度
間にてシフトする間、高度の制御及び正確な同期化を許
容する装置を提供することである。
したシフトを実現する、デジタル式に制御することがで
き且つコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）シス
テムにより車内に一体化し得るようにされたトランスフ
ァケースを提供することにより、従来のトランスファケ
ースの不利益な点も解決することである。本発明の他の
目的は、ＣＡＮシステムを利用する車内にてデジタル的
に制御されるトランスファケース内にて低速から高速へ
のシフトを同期化することを可能にし、低速及び高速度
間にてシフトする間、高度の制御及び正確な同期化を許
容する装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、デジタルデー
タバスに亙ってデジタルデータ信号を通すコントローラ
エリアネットワークを有する自動車で使用され、同期化
した低速から高速へのシフト機能を備えるトランスファ
ケースにおいて、入力軸、出力軸、減速度時、該入力軸
と出力軸との間にてトルクを伝達し得るよう選択的に作
動可能な歯車セットと、前記入力軸及び前記出力軸の間
にて直結的に又は前記歯車セットを通じてトルクを伝達
する作用可能なクラッチと、該クラッチを所定の位置の
間にて移動させ得るように前記クラッチに作用可能に接
続された回転出力部を有するアクチュエータと、前記ア
クチュエータが前記クラッチを中立位置まで移動させる
ときの該アクチュエータの速度を計算する制御装置であ
って、前記アクチュエータの速度と、前記クラッチが前
記所定の中立の同期化点に達するために前記アクチュエ
ータが移動しなければならない残りの回転距離とを使用
して、前記クラッチが所定の同期化点に達する迄の追加
的な時間を更に決定し、前記クラッチが前記中立の同期
化点に達したとき、所定の時間以内だけ、前記アクチュ
エータを停止させるように更に動作可能であり、前記入
力軸及び出力軸の回転速度を検出し且つ比較すると共
に、前記入力軸及び出力軸の回転速度の差が所定の値よ
り小であるとき、前記入力軸と出力軸との間にてトルク
を直接伝達させるべく前記クラッチを移動させることに
より低速から高速へのシフトを完結させるように前記ア
クチュエータに信号を送る制御装置とを備え、前記コン
トローラのエリアネットワークが、前記制御装置とその
他の車のシステムとの間にてデジタルデータを伝達する
ことを許容し得るようにデジタルデータインターフェー
ス部を有して構成されている。
タバスに亙ってデジタルデータ信号を通すコントローラ
エリアネットワークを有する自動車で使用され、同期化
した低速から高速へのシフト機能を備えるトランスファ
ケースにおいて、入力軸、出力軸、減速度時、該入力軸
と出力軸との間にてトルクを伝達し得るよう選択的に作
動可能な歯車セットと、前記入力軸及び前記出力軸の間
にて直結的に又は前記歯車セットを通じてトルクを伝達
する作用可能なクラッチと、該クラッチを所定の位置の
間にて移動させ得るように前記クラッチに作用可能に接
続された回転出力部を有するアクチュエータと、前記ア
クチュエータが前記クラッチを中立位置まで移動させる
ときの該アクチュエータの速度を計算する制御装置であ
って、前記アクチュエータの速度と、前記クラッチが前
記所定の中立の同期化点に達するために前記アクチュエ
ータが移動しなければならない残りの回転距離とを使用
して、前記クラッチが所定の同期化点に達する迄の追加
的な時間を更に決定し、前記クラッチが前記中立の同期
化点に達したとき、所定の時間以内だけ、前記アクチュ
エータを停止させるように更に動作可能であり、前記入
力軸及び出力軸の回転速度を検出し且つ比較すると共
に、前記入力軸及び出力軸の回転速度の差が所定の値よ
り小であるとき、前記入力軸と出力軸との間にてトルク
を直接伝達させるべく前記クラッチを移動させることに
より低速から高速へのシフトを完結させるように前記ア
クチュエータに信号を送る制御装置とを備え、前記コン
トローラのエリアネットワークが、前記制御装置とその
他の車のシステムとの間にてデジタルデータを伝達する
ことを許容し得るようにデジタルデータインターフェー
ス部を有して構成されている。
【００１５】より具体的には、トランスファケースは、
入力軸と、出力軸と、入力軸及び出力軸の間にて減速度
でトルクを伝達するように選択的に作用可能な減速歯車
セットとを備えている。クラッチは、直結的に又は減速
歯車セットを介して入力軸と出力軸との間にてトルクを
伝達するように作用可能である。回転出力を有するアク
チュエータは、クラッチを所定の位置の間にて移動させ
るためクラッチに作用可能に接続されている。トランス
ファケース内にて低速から高速へのシフトを同期化する
方法を実行するためトランスファケースと関連して制御
装置が使用される。この目的のため、制御装置は、クラ
ッチを減速歯車セットとの係合状態から中立位置まで作
用可能に移動させる。制御装置は、アクチュエータがク
ラッチを中立位置に動かすとき、そのアクチュエータの
速度を検出する。制御装置は、アクチュエータの検出し
た速度と、アクチュエータが所定の中立の同期化位置に
達するために移動しなければならない残りの既知の回路
距離とを使用して、クラッチが所定の中立の同期化点に
達する迄の時間を更に決定する。制御装置は、クラッチ
が中立の同期化点に達したとき、アクチュエータを停止
させるよう更に作用可能である。次に、制御装置は、入
力軸及び出力軸の回転速度を検出し且つ比較し、入力軸
と出力軸との回転速度の差が所定の値より小であると
き、入力軸と出力軸との間にて直接的なトルク伝達を行
い得るようにクラッチを動かすことにより中立の同期化
点から高速へのシフトを完結させるべくアクチュエータ
に信号を送る。制御装置は、制御装置とその他の車のシ
ステムとの間にてＣＡＮシステムを介してデジタルデー
タを伝達することを許容すべくデジタルデータインター
フェース部を更に有している。
入力軸と、出力軸と、入力軸及び出力軸の間にて減速度
でトルクを伝達するように選択的に作用可能な減速歯車
セットとを備えている。クラッチは、直結的に又は減速
歯車セットを介して入力軸と出力軸との間にてトルクを
伝達するように作用可能である。回転出力を有するアク
チュエータは、クラッチを所定の位置の間にて移動させ
るためクラッチに作用可能に接続されている。トランス
ファケース内にて低速から高速へのシフトを同期化する
方法を実行するためトランスファケースと関連して制御
装置が使用される。この目的のため、制御装置は、クラ
ッチを減速歯車セットとの係合状態から中立位置まで作
用可能に移動させる。制御装置は、アクチュエータがク
ラッチを中立位置に動かすとき、そのアクチュエータの
速度を検出する。制御装置は、アクチュエータの検出し
た速度と、アクチュエータが所定の中立の同期化位置に
達するために移動しなければならない残りの既知の回路
距離とを使用して、クラッチが所定の中立の同期化点に
達する迄の時間を更に決定する。制御装置は、クラッチ
が中立の同期化点に達したとき、アクチュエータを停止
させるよう更に作用可能である。次に、制御装置は、入
力軸及び出力軸の回転速度を検出し且つ比較し、入力軸
と出力軸との回転速度の差が所定の値より小であると
き、入力軸と出力軸との間にて直接的なトルク伝達を行
い得るようにクラッチを動かすことにより中立の同期化
点から高速へのシフトを完結させるべくアクチュエータ
に信号を送る。制御装置は、制御装置とその他の車のシ
ステムとの間にてＣＡＮシステムを介してデジタルデー
タを伝達することを許容すべくデジタルデータインター
フェース部を更に有している。
【００１６】上記の目的は、本発明の装置により、効率
的で、経済的に且つ比較的簡単な方法にて実現される。
本発明のその他の目的、特徴並びに有利な点は、添付図
面と共に、以下の説明を読むことによりこれらが一層良
く理解されるであろうから、容易に認識可能であろう。
的で、経済的に且つ比較的簡単な方法にて実現される。
本発明のその他の目的、特徴並びに有利な点は、添付図
面と共に、以下の説明を読むことによりこれらが一層良
く理解されるであろうから、容易に認識可能であろう。
【００１７】
【実施の形態】本発明を具体化する４輪駆動装置及び２
速度トランスファケースを有する車が図１に全体として
参照番号１０で概略図的に図示されている。車１０は、
前側（二次的）差動装置１４の中央に接続された一対の
前（二次的）車軸１２を備えている。前（二次的）車軸
１２の外端はそれぞれの一対の係止ハブ１６に接続する
ことができる。係止ハブ１６は、負圧作動式であり且つ
関係した負圧供給管（図示せず）を介して制御された負
圧源（図示せず）と流体的に連通している。負圧供給管
内に負圧が存在するとき、ハブ１６は前（二次的）車軸
１２を前（二次的）タイヤ及び車輪組立体２２のそれぞ
れ一対に係止し且つ接続する。電気的に又は機械的に作
動される係止ハブ１６の何れかが本発明と共に利用可能
であることが理解されよう。第一の代替例として、前
（二次的）差動装置１４内に配置された前（二次的）車
軸分離装置（図示せず）と共に、第一の代替的な前（二
次的）活車軸１２を利用することができる。更に、前
（二次的）車軸１２は前タイヤ及び車輪組立体２２及び
前差動装置１４の双方に恒久的に接続し且つその入力に
より駆動することができる。前差動装置１４は前（二次
的）駆動軸すなわち推進軸２４により駆動される一方、
該推進軸は、全体として参照番号２８で示したトランス
ファケースの前（二次的）出力軸２６によって駆動され
る。
速度トランスファケースを有する車が図１に全体として
参照番号１０で概略図的に図示されている。車１０は、
前側（二次的）差動装置１４の中央に接続された一対の
前（二次的）車軸１２を備えている。前（二次的）車軸
１２の外端はそれぞれの一対の係止ハブ１６に接続する
ことができる。係止ハブ１６は、負圧作動式であり且つ
関係した負圧供給管（図示せず）を介して制御された負
圧源（図示せず）と流体的に連通している。負圧供給管
内に負圧が存在するとき、ハブ１６は前（二次的）車軸
１２を前（二次的）タイヤ及び車輪組立体２２のそれぞ
れ一対に係止し且つ接続する。電気的に又は機械的に作
動される係止ハブ１６の何れかが本発明と共に利用可能
であることが理解されよう。第一の代替例として、前
（二次的）差動装置１４内に配置された前（二次的）車
軸分離装置（図示せず）と共に、第一の代替的な前（二
次的）活車軸１２を利用することができる。更に、前
（二次的）車軸１２は前タイヤ及び車輪組立体２２及び
前差動装置１４の双方に恒久的に接続し且つその入力に
より駆動することができる。前差動装置１４は前（二次
的）駆動軸すなわち推進軸２４により駆動される一方、
該推進軸は、全体として参照番号２８で示したトランス
ファケースの前（二次的）出力軸２６によって駆動され
る。
【００１８】車１０は一対の整合した後（主要）車軸３
２を更に備えている。車軸３２の外端は後（主要）タイ
ヤ及び車輪組立体３４に接続され、その両端は後（主
要）差動装置３６に接続され且つ該差動装置により駆動
される。一方、後差動装置３６は後（主要）駆動軸すな
わち推進軸３８により駆動される一方、該推進軸はトラ
ンスファケース２８の後（主要）出力軸４０によって駆
動される。色々な上述した軸は、従来の車の駆動列の実
施に従って必要とされるように複数の自在継手により接
続されている。内燃機関４２のような主原動機がクラッ
チを備える手動伝動装置又は自動伝動装置の何れかとす
ることができる従来の伝動装置４４を駆動する。
２を更に備えている。車軸３２の外端は後（主要）タイ
ヤ及び車輪組立体３４に接続され、その両端は後（主
要）差動装置３６に接続され且つ該差動装置により駆動
される。一方、後差動装置３６は後（主要）駆動軸すな
わち推進軸３８により駆動される一方、該推進軸はトラ
ンスファケース２８の後（主要）出力軸４０によって駆
動される。色々な上述した軸は、従来の車の駆動列の実
施に従って必要とされるように複数の自在継手により接
続されている。内燃機関４２のような主原動機がクラッ
チを備える手動伝動装置又は自動伝動装置の何れかとす
ることができる従来の伝動装置４４を駆動する。
【００１９】上記に使用する「主要」及び「二次的」と
いう語は、車１０を「主として」及び「二次的に」推進
することを目的とする車１０内の駆動ラインを意味する
ものとする。以下の説明において、当該発明者達は、後
駆動軸３８が全ての駆動トルクを２輪駆動モードにて後
車輪３４に伝達し且つそのトルクの一部分を４輪駆動モ
ードにて供給する装置に関して説明する。従って、車１
０において、後駆動軸３８はより包括概念的に、主要駆
動軸すなわち推進軸３８と称することができ、また、こ
の軸３８と、車軸３２、後タイヤ及び車輪組立体３４及
び後差動装置３６のような関係した構成要素とが主要駆
動ラインを構成する。これとは逆に、前駆動軸２４は２
輪駆動モードにて非係合状態とされるが、駆動トルクを
４輪駆動モードにて伝達する。このように、前駆動軸２
４は、より包括概念的に、二次的駆動軸すなわち推進軸
２４と称し又は表示することができ、また、この軸２４
と、前車軸１２、前差動装置１４、係止ハブ１６の前タ
イヤ及び車輪組立体２２のような関係した構成要素とが
二次的駆動ラインを構成する。
いう語は、車１０を「主として」及び「二次的に」推進
することを目的とする車１０内の駆動ラインを意味する
ものとする。以下の説明において、当該発明者達は、後
駆動軸３８が全ての駆動トルクを２輪駆動モードにて後
車輪３４に伝達し且つそのトルクの一部分を４輪駆動モ
ードにて供給する装置に関して説明する。従って、車１
０において、後駆動軸３８はより包括概念的に、主要駆
動軸すなわち推進軸３８と称することができ、また、こ
の軸３８と、車軸３２、後タイヤ及び車輪組立体３４及
び後差動装置３６のような関係した構成要素とが主要駆
動ラインを構成する。これとは逆に、前駆動軸２４は２
輪駆動モードにて非係合状態とされるが、駆動トルクを
４輪駆動モードにて伝達する。このように、前駆動軸２
４は、より包括概念的に、二次的駆動軸すなわち推進軸
２４と称し又は表示することができ、また、この軸２４
と、前車軸１２、前差動装置１４、係止ハブ１６の前タ
イヤ及び車輪組立体２２のような関係した構成要素とが
二次的駆動ラインを構成する。
【００２０】本明細書に記載した車１０の駆動ライン構
成要素は前駆動軸２４及び関係した構成要素は、主要駆
動ラインであり、後駆動軸３８及び関係した構成要素が
従って二次的駆動ラインである従来から表示された前輪
駆動車の駆動装置と共に使用するのに十分に適したもの
であることを理解すべきである。
成要素は前駆動軸２４及び関係した構成要素は、主要駆
動ラインであり、後駆動軸３８及び関係した構成要素が
従って二次的駆動ラインである従来から表示された前輪
駆動車の駆動装置と共に使用するのに十分に適したもの
であることを理解すべきである。
【００２１】次に、図２を参照しつつ、本発明のトラン
スファケース２８に関してより詳細に説明する。トラン
スファケース２８は、全体として参照番号３０で示した
ハウジングを備えており、このハウジングは、２つの合
わさり部分に分けて金属にて鋳造されることが好まし
く、また、開口と、盲開口部と、支持体と、ベアリング
受け面と、トランスファケース２８の構成要素を特に受
け入れ得るようにされたその他の機能部分とを含んでい
る。より具体的には、トランスファケース２８は、全体
として参照番号４８で示した遊星歯車セットを備えてお
り、この遊星歯車セットはトランスファケース２８内で
回転可能に配置された入力軸５０によって駆動される。
入力軸５０は伝動装置又は変速装置４４の出力部に接続
され且つ該出力部によって駆動される。入力軸５０はロ
ーラベアリング組立体５４を受け入れる再入穴５２を画
成する。一方、ローラベアリング組立体５４はトランス
ファケース２８の後（主要）出力軸４０の前端５６を受
け入れ且つ回転可能に支持する。ゲロータ（ｇｅｒｏｔ
ｏｒ）ポンプ５７が出力軸４０の周りに固着され且つ該
出力軸と共に回転し、圧力下潤滑流体を通路５７Ａに提
供しこの通路は出力軸４０内で軸方向に伸び且つ潤滑流
体をトランスファケース２８の構成要素に分配する。
スファケース２８に関してより詳細に説明する。トラン
スファケース２８は、全体として参照番号３０で示した
ハウジングを備えており、このハウジングは、２つの合
わさり部分に分けて金属にて鋳造されることが好まし
く、また、開口と、盲開口部と、支持体と、ベアリング
受け面と、トランスファケース２８の構成要素を特に受
け入れ得るようにされたその他の機能部分とを含んでい
る。より具体的には、トランスファケース２８は、全体
として参照番号４８で示した遊星歯車セットを備えてお
り、この遊星歯車セットはトランスファケース２８内で
回転可能に配置された入力軸５０によって駆動される。
入力軸５０は伝動装置又は変速装置４４の出力部に接続
され且つ該出力部によって駆動される。入力軸５０はロ
ーラベアリング組立体５４を受け入れる再入穴５２を画
成する。一方、ローラベアリング組立体５４はトランス
ファケース２８の後（主要）出力軸４０の前端５６を受
け入れ且つ回転可能に支持する。ゲロータ（ｇｅｒｏｔ
ｏｒ）ポンプ５７が出力軸４０の周りに固着され且つ該
出力軸と共に回転し、圧力下潤滑流体を通路５７Ａに提
供しこの通路は出力軸４０内で軸方向に伸び且つ潤滑流
体をトランスファケース２８の構成要素に分配する。
【００２２】入力軸５０の外面は複数の外歯５８を画成
し、これら複数の外歯は遊星歯車セット４８の太陽歯車
６２の円形の内面における相補的に形成された歯６０に
係合する。このように、太陽歯車６２は入力軸５０と共
に回転し得るように該入力軸に接続される。太陽歯車６
２は、その周縁の周りに配置された複数の歯車の歯６４
を有している。リング歯車６８が太陽歯車の歯６４と整
合されている。リング歯車６８は内方に向けた歯車の歯
７０を有している。複数のピニオン歯車７２がキャリア
７６内に取り付けられた同様の複数の短軸７４に回転可
能に受けられる。キャリア７６は、入力軸５０により画
成された外歯５８に全体として隣接する面に配置された
複数の内方を向いた歯７８を有している。遊星歯車セッ
ト４８は、本発明の譲受人に譲渡され且つその内容を参
考として引用し本明細書に含めた米国特許第４，４４
０，０４２号により詳細に記載されている。
し、これら複数の外歯は遊星歯車セット４８の太陽歯車
６２の円形の内面における相補的に形成された歯６０に
係合する。このように、太陽歯車６２は入力軸５０と共
に回転し得るように該入力軸に接続される。太陽歯車６
２は、その周縁の周りに配置された複数の歯車の歯６４
を有している。リング歯車６８が太陽歯車の歯６４と整
合されている。リング歯車６８は内方に向けた歯車の歯
７０を有している。複数のピニオン歯車７２がキャリア
７６内に取り付けられた同様の複数の短軸７４に回転可
能に受けられる。キャリア７６は、入力軸５０により画
成された外歯５８に全体として隣接する面に配置された
複数の内方を向いた歯７８を有している。遊星歯車セッ
ト４８は、本発明の譲受人に譲渡され且つその内容を参
考として引用し本明細書に含めた米国特許第４，４４
０，０４２号により詳細に記載されている。
【００２３】クラッチ８４が出力軸４０の周りに受けら
れ且つ出力軸４０に対して軸方向に摺動動作し得るよう
該出力軸に支持されている。図２に図示した実施の形態
において、クラッチ８４はドッグ型である。クラッチ８
４は出力軸４０に配置された同様の複数の外歯８８と相
補的で且つ該複数の外歯と合わさる内方を向いた複数の
歯８６を画成する。このように、ドッグクラッチ８４は
出力軸４０と共に回転するが、該軸に沿って軸方向に摺
動可能である。また、歯８６は入力軸５０における外歯
５８に対しても相補的である。ドッグクラッチ８４はキ
ャリア７６に配置された歯７８と相補的であり且つ以下
により詳細に説明するように該歯と選択的に合わさるこ
とができる複数の外歯９０を更に備えている。
れ且つ出力軸４０に対して軸方向に摺動動作し得るよう
該出力軸に支持されている。図２に図示した実施の形態
において、クラッチ８４はドッグ型である。クラッチ８
４は出力軸４０に配置された同様の複数の外歯８８と相
補的で且つ該複数の外歯と合わさる内方を向いた複数の
歯８６を画成する。このように、ドッグクラッチ８４は
出力軸４０と共に回転するが、該軸に沿って軸方向に摺
動可能である。また、歯８６は入力軸５０における外歯
５８に対しても相補的である。ドッグクラッチ８４はキ
ャリア７６に配置された歯７８と相補的であり且つ以下
により詳細に説明するように該歯と選択的に合わさるこ
とができる複数の外歯９０を更に備えている。
【００２４】ドッグクラッチ８４は第一の前方位置まで
軸方向に並進可能であり、この前方位置において、外歯
５８は歯８６と接続し、これによりトルクを直接的に伝
達しこのため入力軸５０と出力軸４０との間にて駆動す
る。入力軸５０における外歯５８とドッグクラッチ８４
における歯８６とを平滑に係合させ易くするため、トラ
ンスファケース２８は、当該技術分野にて一般に既知で
あるように、低速から高速へシフトする間、出力軸４０
の回転速度に近づくように入力軸５０の回転速度を遅く
する作用を果たす機械的シンクロナイザ（図示せず）を
備えることができる。他方、ドッグクラッチ８４が後方
まで完全に並進したならば、歯７８がドッグクラッチ８
４の外歯９０と合わさることを通じて該クラッチはキャ
リア７６を出力軸４０に接続する。この位置において、
入力軸５０に対する出力軸４０の速度は遊星歯車セット
４８の選んだ歯車比に従って減速される。更に、ドッグ
クラッチ８４を前方の直接駆動位置と後方の減速駆動位
置との中間にある第三の中立位置まで動かすこともでき
る。この中立位置は図２に図示されている。中間の中立
位置において、入力軸５０は出力軸４０から切り離さ
れ、その間にてトルクは何ら伝達されない。
軸方向に並進可能であり、この前方位置において、外歯
５８は歯８６と接続し、これによりトルクを直接的に伝
達しこのため入力軸５０と出力軸４０との間にて駆動す
る。入力軸５０における外歯５８とドッグクラッチ８４
における歯８６とを平滑に係合させ易くするため、トラ
ンスファケース２８は、当該技術分野にて一般に既知で
あるように、低速から高速へシフトする間、出力軸４０
の回転速度に近づくように入力軸５０の回転速度を遅く
する作用を果たす機械的シンクロナイザ（図示せず）を
備えることができる。他方、ドッグクラッチ８４が後方
まで完全に並進したならば、歯７８がドッグクラッチ８
４の外歯９０と合わさることを通じて該クラッチはキャ
リア７６を出力軸４０に接続する。この位置において、
入力軸５０に対する出力軸４０の速度は遊星歯車セット
４８の選んだ歯車比に従って減速される。更に、ドッグ
クラッチ８４を前方の直接駆動位置と後方の減速駆動位
置との中間にある第三の中立位置まで動かすこともでき
る。この中立位置は図２に図示されている。中間の中立
位置において、入力軸５０は出力軸４０から切り離さ
れ、その間にてトルクは何ら伝達されない。
【００２５】ドッグクラッチ８４の位置はアクチュエー
タ１００によって命令される。好ましい実施の形態にお
いて、アクチュエータはシフト制御電気モータ１００で
ある。シフト制御電気モータ１００は全体として参照番
号１０４で示したウォーム歯車駆動装置を通じて駆動軸
１０２を回転させる。駆動軸１０２はトランスファケー
ス２８のハウジング３０と共に、回転可能に適宜に支持
されている。駆動軸１０２の位置は全体として参照番号
１０６で示したエンコーダ組立体により監視され且つ読
み取られ、このエンコーダ組立体は、駆動軸１０２及び
ドッグクラッチ８４の現在の位置に関する情報を提供す
る。
タ１００によって命令される。好ましい実施の形態にお
いて、アクチュエータはシフト制御電気モータ１００で
ある。シフト制御電気モータ１００は全体として参照番
号１０４で示したウォーム歯車駆動装置を通じて駆動軸
１０２を回転させる。駆動軸１０２はトランスファケー
ス２８のハウジング３０と共に、回転可能に適宜に支持
されている。駆動軸１０２の位置は全体として参照番号
１０６で示したエンコーダ組立体により監視され且つ読
み取られ、このエンコーダ組立体は、駆動軸１０２及び
ドッグクラッチ８４の現在の位置に関する情報を提供す
る。
【００２６】駆動軸１０２はばね組立体１１０に接続さ
れたアーム１０８にて終わっている。ばね組立体１１０
は駆動軸１０２の周りに巻かれておりまた、円筒状カム
１１４から軸方向に伸びるアーム１１２が係合する。ば
ね組立体１１０は駆動軸１０２と円筒状カム１１４との
間の弾性継手として機能し、駆動モータ１００及び駆動
構成要素により命令された動作間の遅れを吸収し、シフ
トモータ１００がその要求された最終位置に達し得るよ
うにする。ばね組立体１１０は、ドッグクラッチ８４の
内方に向けた歯８６が入力軸５０の歯５８に瞬間的に係
合しない状況にてドッグクラッチ８４が要求された位置
決めに対し平滑に且つ迅速に応答することを許容する。
入力軸５０及びドッグクラッチ８４の同期化が実質的に
実現されたならば、ばね組立体１１０内に蓄えられた全
ての電気エネルギが円筒状カム１１４をその要求された
位置まで回転させこれによりシフトを完結させる。
れたアーム１０８にて終わっている。ばね組立体１１０
は駆動軸１０２の周りに巻かれておりまた、円筒状カム
１１４から軸方向に伸びるアーム１１２が係合する。ば
ね組立体１１０は駆動軸１０２と円筒状カム１１４との
間の弾性継手として機能し、駆動モータ１００及び駆動
構成要素により命令された動作間の遅れを吸収し、シフ
トモータ１００がその要求された最終位置に達し得るよ
うにする。ばね組立体１１０は、ドッグクラッチ８４の
内方に向けた歯８６が入力軸５０の歯５８に瞬間的に係
合しない状況にてドッグクラッチ８４が要求された位置
決めに対し平滑に且つ迅速に応答することを許容する。
入力軸５０及びドッグクラッチ８４の同期化が実質的に
実現されたならば、ばね組立体１１０内に蓄えられた全
ての電気エネルギが円筒状カム１１４をその要求された
位置まで回転させこれによりシフトを完結させる。
【００２７】円筒状カム１１４は、カム１１４の周りで
約２７０゜伸びるヘリカル軌道１１６を画成する。ヘリ
カル軌道１１６はピンと、フォーク組立体１２０に接続
されたカム従動子１１８とを受け入れる。フォーク組立
体１２０は固定軸１２２にて両方向に並進可能に支持さ
れており且つドッグクラッチ８４の周縁に係合する。フ
ォーク組立体の両方向への移動はカム従動子がヘリカル
軌道１１６に沿って移動するとき該カム従動子１１８を
通じて生じされる。より具体的には、軸１０２の回転
は、カム従動子組立体１１８を軸方向に再位置決めし、
これによりドッグクラッチ８４をフォーク組立体１２０
を通じて上述した３つの位置の１つに軸方向に配置す
る。
約２７０゜伸びるヘリカル軌道１１６を画成する。ヘリ
カル軌道１１６はピンと、フォーク組立体１２０に接続
されたカム従動子１１８とを受け入れる。フォーク組立
体１２０は固定軸１２２にて両方向に並進可能に支持さ
れており且つドッグクラッチ８４の周縁に係合する。フ
ォーク組立体の両方向への移動はカム従動子がヘリカル
軌道１１６に沿って移動するとき該カム従動子１１８を
通じて生じされる。より具体的には、軸１０２の回転
は、カム従動子組立体１１８を軸方向に再位置決めし、
これによりドッグクラッチ８４をフォーク組立体１２０
を通じて上述した３つの位置の１つに軸方向に配置す
る。
【００２８】次に、図２及び図４を参照すると、トラン
スファケース２８はまた電磁作動式のディスクパック型
式クラッチ組立体１２４も備えている。クラッチ組立体
１２４は出力軸４０の周りに配置され且つ円形の駆動部
材１２６を備えており、この円形の駆動部材はスプライ
ン付き相互接続部１２８を通して出力軸４０に接続され
ている。円形の駆動部材１２６は、図３に図示するよう
にヘリカル円環体の斜め断面の形状をしていて周縁方向
に隔てられた複数の凹部１３０Ａを有している。凹部１
３０Ａの各々は複数の荷重伝達ボール１３２の一つを受
け入れる。
スファケース２８はまた電磁作動式のディスクパック型
式クラッチ組立体１２４も備えている。クラッチ組立体
１２４は出力軸４０の周りに配置され且つ円形の駆動部
材１２６を備えており、この円形の駆動部材はスプライ
ン付き相互接続部１２８を通して出力軸４０に接続され
ている。円形の駆動部材１２６は、図３に図示するよう
にヘリカル円環体の斜め断面の形状をしていて周縁方向
に隔てられた複数の凹部１３０Ａを有している。凹部１
３０Ａの各々は複数の荷重伝達ボール１３２の一つを受
け入れる。
【００２９】円形の被駆動部材１３４が円形の駆動部材
１２６に隣接する位置に配置されており、また、該被駆
動部材は、凹部１３０Ａと同一の形状を画成する同様の
複数の対向した凹部１３０Ｂを有している。凹部１３０
Ａ及び１３０Ｂの斜め側壁は傾斜路すなわちカムとして
機能し且つボール１３２と協働してその間の相対的回転
に応答して円形部材１２６、１３４を駆動して分離させ
る。しかし、当該技術分野の当業者は、凹部１３０Ａ、
１３０Ｂ並びに荷重伝達ボール１３２をその間の回転に
応答してそれぞれ円形の駆動部材１２６及び被駆動部材
１３４を軸方向に変位させるその他の類似した機械的要
素にて置換することが可能であることが理解されよう。
例えば、相補的な形状の円錐形ヘリックス線内に配置さ
れたテーパー付きローラが採用可能である。
１２６に隣接する位置に配置されており、また、該被駆
動部材は、凹部１３０Ａと同一の形状を画成する同様の
複数の対向した凹部１３０Ｂを有している。凹部１３０
Ａ及び１３０Ｂの斜め側壁は傾斜路すなわちカムとして
機能し且つボール１３２と協働してその間の相対的回転
に応答して円形部材１２６、１３４を駆動して分離させ
る。しかし、当該技術分野の当業者は、凹部１３０Ａ、
１３０Ｂ並びに荷重伝達ボール１３２をその間の回転に
応答してそれぞれ円形の駆動部材１２６及び被駆動部材
１３４を軸方向に変位させるその他の類似した機械的要
素にて置換することが可能であることが理解されよう。
例えば、相補的な形状の円錐形ヘリックス線内に配置さ
れたテーパー付きローラが採用可能である。
【００３０】円形の被駆動部材１３４は半径方向外方に
伸び且つ同様に電磁コイルハウジング１３６として機能
するロータに固着されている。コイルハウジング１３６
はアーマチャ１４２のクラッチ面１４０と対向した関係
に配置される面１３８を有している。コイルハウジング
１３６はＵ字形断面を画成し且つ３つの側部にて電磁コ
イル１４４を取り巻いている。
伸び且つ同様に電磁コイルハウジング１３６として機能
するロータに固着されている。コイルハウジング１３６
はアーマチャ１４２のクラッチ面１４０と対向した関係
に配置される面１３８を有している。コイルハウジング
１３６はＵ字形断面を画成し且つ３つの側部にて電磁コ
イル１４４を取り巻いている。
【００３１】電磁コイル１４４には、パルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）制御装置（図示せず）から段階的に調節された程
度の電気エネルギが供給される。本発明にて利用される
パルス幅変調方法は、従来通りであり、電磁クラッチ組
立体１２４のコイル１４４に対する平均電流を増大又は
減少させ、これにより、３３ヘルツ信号の作動時間（負
荷サイクル）を増加又は減少させることによりトルクの
総出力を増大又は減少させる。しかし、当該技術分野の
当業者は、調節クラッチ組立体１２４の段階的係合及び
非係合状態を実現するためにその他の調節制御技術が利
用可能であることが理解されよう。
ＷＭ）制御装置（図示せず）から段階的に調節された程
度の電気エネルギが供給される。本発明にて利用される
パルス幅変調方法は、従来通りであり、電磁クラッチ組
立体１２４のコイル１４４に対する平均電流を増大又は
減少させ、これにより、３３ヘルツ信号の作動時間（負
荷サイクル）を増加又は減少させることによりトルクの
総出力を増大又は減少させる。しかし、当該技術分野の
当業者は、調節クラッチ組立体１２４の段階的係合及び
非係合状態を実現するためにその他の調節制御技術が利
用可能であることが理解されよう。
【００３２】電磁コイル１４４に電気エネルギを供給す
ると、アーマチャ１４２はコイルハウジング１３６に磁
気的に吸引される。この磁気吸引の結果、アーマチャ１
４２はコイルハウジング１３６に摩擦接触する。出力軸
４０が二次的出力軸２６と等しい回転速度にて回転する
アーマチャ１４２と異なる速度にて回転するとき、この
摩擦接触の結果、摩擦トルクは出力軸４０から円形の駆
動部材１２６、荷重伝達ボール１３２を通じて円形の被
駆動部材１３４まで伝達される。これにより生ずる摩擦
トルクの結果、ボール１３２は凹部１３０Ａ、１３０Ｂ
の傾斜路に乗り上げて、円形の駆動部材１２６を軸方向
に変位させる。円形の駆動部材１２６が軸方向に変位す
ると、作用プレート１４６と、アーマチャ１４２及び作
用プレート１４６の間に配置された座金１４８とが全体
として参照番号１５０で示したディスクパッククラッチ
組立体に向けて軸方向に並進する。圧縮ばね１５１は復
帰力を提供し、この力は、円形の駆動部材１２６を円形
の被駆動部材１３４に向けて偏倚させ且つ荷重伝達ボー
ル１３２を円形の凹部１３０Ａ、１３０Ｂの中心位置に
戻し、電磁クラッチ組立体が不作動とされたとき、電磁
クラッチ組立体１２４の構成要素の間にて最大の隙間及
び最小の摩擦力を提供する。
ると、アーマチャ１４２はコイルハウジング１３６に磁
気的に吸引される。この磁気吸引の結果、アーマチャ１
４２はコイルハウジング１３６に摩擦接触する。出力軸
４０が二次的出力軸２６と等しい回転速度にて回転する
アーマチャ１４２と異なる速度にて回転するとき、この
摩擦接触の結果、摩擦トルクは出力軸４０から円形の駆
動部材１２６、荷重伝達ボール１３２を通じて円形の被
駆動部材１３４まで伝達される。これにより生ずる摩擦
トルクの結果、ボール１３２は凹部１３０Ａ、１３０Ｂ
の傾斜路に乗り上げて、円形の駆動部材１２６を軸方向
に変位させる。円形の駆動部材１２６が軸方向に変位す
ると、作用プレート１４６と、アーマチャ１４２及び作
用プレート１４６の間に配置された座金１４８とが全体
として参照番号１５０で示したディスクパッククラッチ
組立体に向けて軸方向に並進する。圧縮ばね１５１は復
帰力を提供し、この力は、円形の駆動部材１２６を円形
の被駆動部材１３４に向けて偏倚させ且つ荷重伝達ボー
ル１３２を円形の凹部１３０Ａ、１３０Ｂの中心位置に
戻し、電磁クラッチ組立体が不作動とされたとき、電磁
クラッチ組立体１２４の構成要素の間にて最大の隙間及
び最小の摩擦力を提供する。
【００３３】ディスクパッククラッチ組立体１５０は複
数の相互に差し込んだ摩擦板すなわちディスク１５２を
有している。第一の複数のディスク１５２Ａが相互に係
合するスプライン部１５４によりクラッチハブ１５５に
接続され、該クラッチハブは、出力軸４０と共に回転し
得るように該出力軸に接続されている。第二の複数のデ
ィスク１５２Ｂが相互に係合するスプライン部１５８に
より環状ハウジング１５６と共に回転し得るように該環
状ハウジングに接続されている。
数の相互に差し込んだ摩擦板すなわちディスク１５２を
有している。第一の複数のディスク１５２Ａが相互に係
合するスプライン部１５４によりクラッチハブ１５５に
接続され、該クラッチハブは、出力軸４０と共に回転し
得るように該出力軸に接続されている。第二の複数のデ
ィスク１５２Ｂが相互に係合するスプライン部１５８に
より環状ハウジング１５６と共に回転し得るように該環
状ハウジングに接続されている。
【００３４】環状ハウジング１５６は、出力軸４０の周
りで回転自在に配置され且つ複数の相互係合突出部及び
凹部１６２によりチェーン駆動スプロケット１６０に接
続されている。駆動スプロケット１６０は、また出力軸
４０に回転可能に配置されている。クラッチ組立体１２
４が係合すると、該組立体はエネルギを出力軸４０から
チェーン駆動スプロケット１６０に伝達する。駆動チェ
ーン１６４はチェーン駆動スプロケット１６０の歯の上
に受け入れられ且つ係合して、回転エネルギを被駆動チ
ェーン及びスプロケット１６６に伝達する。被駆動スプ
ロケット１６６は相互に係合するスプライン部１６８に
よりトランスファケース２８の前（二次的）出力軸２６
に接続されている。
りで回転自在に配置され且つ複数の相互係合突出部及び
凹部１６２によりチェーン駆動スプロケット１６０に接
続されている。駆動スプロケット１６０は、また出力軸
４０に回転可能に配置されている。クラッチ組立体１２
４が係合すると、該組立体はエネルギを出力軸４０から
チェーン駆動スプロケット１６０に伝達する。駆動チェ
ーン１６４はチェーン駆動スプロケット１６０の歯の上
に受け入れられ且つ係合して、回転エネルギを被駆動チ
ェーン及びスプロケット１６６に伝達する。被駆動スプ
ロケット１６６は相互に係合するスプライン部１６８に
よりトランスファケース２８の前（二次的）出力軸２６
に接続されている。
【００３５】凹部１３０Ａ、１３０Ｂ及びボール１３２
の設計及び幾何学的形態、座金１４８、圧縮ばね１５１
の設計並びにクラッチ組立体１２４内の隙間がクラッチ
組立体１２４が自己係止しないことを保証することを、
当該技術分野の等業者には理解できるであろう。電磁ク
ラッチ組立体１２４は、自己係合してはならず、段階的
に増加して又は段階的に減少してＰＷＭ制御装置に直接
応答してクラッチディスク１５２のクランプ止め及びト
ルクの伝達を調節することができるものでなければなら
ない。更に、当該技術分野の当業者は、上述した電磁ク
ラッチ組立体１２４は電磁作動手段を内蔵するが、それ
ぞれ制御され且つ加圧された液体又は加圧された空気が
供給される液圧又は空圧作動装置により同一の仕方にて
作動させることもできることが認識されよう。
の設計及び幾何学的形態、座金１４８、圧縮ばね１５１
の設計並びにクラッチ組立体１２４内の隙間がクラッチ
組立体１２４が自己係止しないことを保証することを、
当該技術分野の等業者には理解できるであろう。電磁ク
ラッチ組立体１２４は、自己係合してはならず、段階的
に増加して又は段階的に減少してＰＷＭ制御装置に直接
応答してクラッチディスク１５２のクランプ止め及びト
ルクの伝達を調節することができるものでなければなら
ない。更に、当該技術分野の当業者は、上述した電磁ク
ラッチ組立体１２４は電磁作動手段を内蔵するが、それ
ぞれ制御され且つ加圧された液体又は加圧された空気が
供給される液圧又は空圧作動装置により同一の仕方にて
作動させることもできることが認識されよう。
【００３６】図２を特に参照すると、トランスファケー
ス２８はまた、前入力軸５０に接続され且つ該前入力軸
と共に回転する入力トーン歯車１７４も備えている。第
一の入力ホール効果センサ１７０がトーン歯車１７４の
複数の歯１７２と近接する検出可能な関係に配置されて
いる。第一のホール効果センサの出力は、導電体１７６
で運ばれる。同様に、出力トーン歯車１８４が後（主
要）出力軸４０に配置されている。第二の出力ホール効
果センサ１８０が出力トーン歯車１８４の複数の歯１８
２に対し近接する検出可能な関係に配置されている。第
二のホール効果センサ１８０の出力は導電体１８６で運
ばれる。好ましくは、トーン歯車１７４の歯１７２の数
はトーン歯車１８４の歯１８２の数に等しく、軸の回転
速度が等しければ、ホール効果センサ１７０、１８０か
ら単位時間当たり同一の数のパルスが得られるようにす
る。このことは、軸の速度に関する計算を簡略化し且つ
かかるデータ及び計算に基づく全ての論理的決定の精度
を向上させることになる。トーン歯車１７４の歯１７２
及びトーン歯車１８４の歯１８２の実際の数は、回転速
度及びセンサの構造に依存して２５から５０又はそれよ
り多く或いは少ないように変更することができる。
ス２８はまた、前入力軸５０に接続され且つ該前入力軸
と共に回転する入力トーン歯車１７４も備えている。第
一の入力ホール効果センサ１７０がトーン歯車１７４の
複数の歯１７２と近接する検出可能な関係に配置されて
いる。第一のホール効果センサの出力は、導電体１７６
で運ばれる。同様に、出力トーン歯車１８４が後（主
要）出力軸４０に配置されている。第二の出力ホール効
果センサ１８０が出力トーン歯車１８４の複数の歯１８
２に対し近接する検出可能な関係に配置されている。第
二のホール効果センサ１８０の出力は導電体１８６で運
ばれる。好ましくは、トーン歯車１７４の歯１７２の数
はトーン歯車１８４の歯１８２の数に等しく、軸の回転
速度が等しければ、ホール効果センサ１７０、１８０か
ら単位時間当たり同一の数のパルスが得られるようにす
る。このことは、軸の速度に関する計算を簡略化し且つ
かかるデータ及び計算に基づく全ての論理的決定の精度
を向上させることになる。トーン歯車１７４の歯１７２
及びトーン歯車１８４の歯１８２の実際の数は、回転速
度及びセンサの構造に依存して２５から５０又はそれよ
り多く或いは少ないように変更することができる。
【００３７】第一及び第二のホール効果センサ１７０、
１８０は、それぞれの歯１７２、１８２を検出し且つ一
連のパルスを提供し、これらパルスは、入力軸５０及び
後出力軸４０の瞬間的な回転速度を計算するために利用
することができる。入力軸５０の回転速度は伝動装置４
４の出力部の回転速度に相応する。同様に、後出力軸４
０の回転速度は後駆動軸３８の回転速度に相応する。
１８０は、それぞれの歯１７２、１８２を検出し且つ一
連のパルスを提供し、これらパルスは、入力軸５０及び
後出力軸４０の瞬間的な回転速度を計算するために利用
することができる。入力軸５０の回転速度は伝動装置４
４の出力部の回転速度に相応する。同様に、後出力軸４
０の回転速度は後駆動軸３８の回転速度に相応する。
【００３８】検出された歯が通るときに十分に画成され
た高速及び低速信号値の間にて交互に変化する出力信号
を提供する限り、ホール効果センサは好ましい。しか
し、当該技術分野の当業者は、例えば、可変リラクタン
スセンサのようなその他の検出装置を利用することがで
きることが理解されよう。しかし、かかるセンサは、特
に、軸が低速度のとき、ホール効果センサにより提供さ
れるきれいな波形を提供せず、このため、使用可能なデ
ータを提供するためには、余剰な入力の調節を必要とす
る。また、ホール効果センサ１７０、１８０及びトーン
ホィール１７４、１８４のそれぞれの隣接する歯１７
２、１８２は、トランスファケース２８のハウジング３
０内に配置することが好ましいが、伝動装置の出力／ト
ランスファケースの入力軸５０及び後（主要）出力軸４
０並びに主要駆動ラインに沿った任意の便宜な箇所に配
置することができることが理解されよう。また、装置の
歯車比を補償するため適正な加減ファクタが信号プロセ
ッサ内に含まれるならば、後差動装置３６のような歯車
減速装置を通して何れか又は双方の軸の速度を検出する
ことも可能である。このように、例えば、アンチロック
ブレーキ装置と共に利用される後車輪速度センサの適正
に加減された出力は、平均化されて、駆動ラインに沿っ
た色々な位置にて速度の検出に関する上述した警告に従
って出力軸４０の速度を提供する。
た高速及び低速信号値の間にて交互に変化する出力信号
を提供する限り、ホール効果センサは好ましい。しか
し、当該技術分野の当業者は、例えば、可変リラクタン
スセンサのようなその他の検出装置を利用することがで
きることが理解されよう。しかし、かかるセンサは、特
に、軸が低速度のとき、ホール効果センサにより提供さ
れるきれいな波形を提供せず、このため、使用可能なデ
ータを提供するためには、余剰な入力の調節を必要とす
る。また、ホール効果センサ１７０、１８０及びトーン
ホィール１７４、１８４のそれぞれの隣接する歯１７
２、１８２は、トランスファケース２８のハウジング３
０内に配置することが好ましいが、伝動装置の出力／ト
ランスファケースの入力軸５０及び後（主要）出力軸４
０並びに主要駆動ラインに沿った任意の便宜な箇所に配
置することができることが理解されよう。また、装置の
歯車比を補償するため適正な加減ファクタが信号プロセ
ッサ内に含まれるならば、後差動装置３６のような歯車
減速装置を通して何れか又は双方の軸の速度を検出する
ことも可能である。このように、例えば、アンチロック
ブレーキ装置と共に利用される後車輪速度センサの適正
に加減された出力は、平均化されて、駆動ラインに沿っ
た色々な位置にて速度の検出に関する上述した警告に従
って出力軸４０の速度を提供する。
【００３９】図１及び図２を再度参照すると、第一のホ
ール効果センサ１７０からの直流信号は、導体１７６内
を且つ小さい独立的な電気配線ハーネス２０４を通して
制御装置２００のようなマイクロプロセッサに送られ
る。同様に、導体１８６内を送られる第二のホール効果
センサ１８０からの信号も配線ハーネス２０４を通して
制御装置２００に提供される。最後に、制御装置２００
から、この場合、シフト制御モータ１００であるアクチ
ュエータ１００へのシフト変更を命令する信号も別個の
電気配線ハーネス２０４を介して制御装置２００からア
クチュエータ１００へ送り戻される。別の非限定的な実
施の形態において、制御装置２００は、トランスファケ
ース２８上に又はその内部に物理的に配置することがで
き、このため、ホール効果センサ１７０、１８０及びア
クチュエータ１００は、制御装置２００に直接、配線さ
れ、このため、外部の配線ハーネス２０４は不要であ
る。
ール効果センサ１７０からの直流信号は、導体１７６内
を且つ小さい独立的な電気配線ハーネス２０４を通して
制御装置２００のようなマイクロプロセッサに送られ
る。同様に、導体１８６内を送られる第二のホール効果
センサ１８０からの信号も配線ハーネス２０４を通して
制御装置２００に提供される。最後に、制御装置２００
から、この場合、シフト制御モータ１００であるアクチ
ュエータ１００へのシフト変更を命令する信号も別個の
電気配線ハーネス２０４を介して制御装置２００からア
クチュエータ１００へ送り戻される。別の非限定的な実
施の形態において、制御装置２００は、トランスファケ
ース２８上に又はその内部に物理的に配置することがで
き、このため、ホール効果センサ１７０、１８０及びア
クチュエータ１００は、制御装置２００に直接、配線さ
れ、このため、外部の配線ハーネス２０４は不要であ
る。
【００４０】制御装置２００は、ＣＡＮデータバス２５
０を横断して、デジタルデータインターフェース部２０
１を介してその他のネットワーク化された車のシステム
及びセンサと連通している。デジタルデータインターフ
ェース部２０１は、制御装置２００がＣＡＮデータバス
２５０を介してデジタル信号を送り且つ受け取れること
を許容するように適宜な信号制御及びデジタルデータ伝
送プロトコルを提供する。従って、図１に図示するよう
に、制御装置２００は、ＣＡＮバス２５０及びデジタル
データインターフェース部２０１を介して運転者制御の
シフト変化セレクタ２０２から入力を受け取り、このイ
ンターフェース部は、トランスファケース２８内でそれ
ぞれの歯車の変化を開始させる。別の非限定的な実施の
形態において、デジタルデータインターフェース部２０
１は、直接、ＣＡＮシステムの一部とし、本発明の一部
ではないようにしてもよい。
０を横断して、デジタルデータインターフェース部２０
１を介してその他のネットワーク化された車のシステム
及びセンサと連通している。デジタルデータインターフ
ェース部２０１は、制御装置２００がＣＡＮデータバス
２５０を介してデジタル信号を送り且つ受け取れること
を許容するように適宜な信号制御及びデジタルデータ伝
送プロトコルを提供する。従って、図１に図示するよう
に、制御装置２００は、ＣＡＮバス２５０及びデジタル
データインターフェース部２０１を介して運転者制御の
シフト変化セレクタ２０２から入力を受け取り、このイ
ンターフェース部は、トランスファケース２８内でそれ
ぞれの歯車の変化を開始させる。別の非限定的な実施の
形態において、デジタルデータインターフェース部２０
１は、直接、ＣＡＮシステムの一部とし、本発明の一部
ではないようにしてもよい。
【００４１】次に、図５及び図６を参照しつつ、本発明
のトランスファケース内で低速から高速へのシフトを同
期化する方法についてより詳細に説明する。この方法
は、基本的に、ＣＡＮシステム及びその他の車のシステ
ムと相互接続するとき、トランスファケースの制御装置
２００の補助的手順の概略を示すフローチャート２０６
に関して説明する。当該技術分野の当業者は、このフロ
ーチャート２０６は、トランスファケースの制御装置２
００の作動を制御する多数のその他のプログラム又はサ
ブルーチンの１つにしか過ぎないことが理解されよう。
繰り返して説明しないが、制御装置２００に入り且つこ
の装置から出て、ＣＡＮデータバス２５０に入る全ての
データ信号は、デジタルデータインターフェース部２０
１を介して配送されることを更に理解すべきである。
のトランスファケース内で低速から高速へのシフトを同
期化する方法についてより詳細に説明する。この方法
は、基本的に、ＣＡＮシステム及びその他の車のシステ
ムと相互接続するとき、トランスファケースの制御装置
２００の補助的手順の概略を示すフローチャート２０６
に関して説明する。当該技術分野の当業者は、このフロ
ーチャート２０６は、トランスファケースの制御装置２
００の作動を制御する多数のその他のプログラム又はサ
ブルーチンの１つにしか過ぎないことが理解されよう。
繰り返して説明しないが、制御装置２００に入り且つこ
の装置から出て、ＣＡＮデータバス２５０に入る全ての
データ信号は、デジタルデータインターフェース部２０
１を介して配送されることを更に理解すべきである。
【００４２】フローチャート２０６（図５及び図６）に
示した本発明の方法は、トランスファケース２８内の歯
車の実質的に検出不能な走行中のＬＯからＨＩへのシフ
トを実現する目的にてシフト制御モータ又はアクチュエ
ータ１００を制御する。このように、本発明の方法は、
トルクが遊星歯車セット４８を介して入力軸５０から出
力軸４０まで伝達される低速範囲から、トルクがドッグ
クラッチ８４を介して入力軸５０と出力軸４０との間に
て直結的に伝達される高速範囲へのシフトを制御する。
示した本発明の方法は、トランスファケース２８内の歯
車の実質的に検出不能な走行中のＬＯからＨＩへのシフ
トを実現する目的にてシフト制御モータ又はアクチュエ
ータ１００を制御する。このように、本発明の方法は、
トルクが遊星歯車セット４８を介して入力軸５０から出
力軸４０まで伝達される低速範囲から、トルクがドッグ
クラッチ８４を介して入力軸５０と出力軸４０との間に
て直結的に伝達される高速範囲へのシフトを制御する。
【００４３】この方法は参照番号２０８で示した箇所に
て開始する。決定点２１０は、マイクロプロセッサの車
統括システム（図示せず）内で実行システム又は大きい
制御ループの一部分を形成することができ、この車の統
括システムは、シフト切換えセレクタ２０２が、低速位
置又は高速位置まで移動され、車の運転者がシフトを要
求したかどうかに関して、ＣＡＮシステムを介して、監
視し又は検出する。シフトが何ら要求されないならば、
関係した実行システム又はサブルーチンはその他の質
問、計算及び本発明の方法に関係しない行為を続けるこ
とができる。しかし、決定点２１０は、ループフィード
バックライン２１２で示されるようにシフトが選ばれた
ときを検出すべく連続的に監視される。
て開始する。決定点２１０は、マイクロプロセッサの車
統括システム（図示せず）内で実行システム又は大きい
制御ループの一部分を形成することができ、この車の統
括システムは、シフト切換えセレクタ２０２が、低速位
置又は高速位置まで移動され、車の運転者がシフトを要
求したかどうかに関して、ＣＡＮシステムを介して、監
視し又は検出する。シフトが何ら要求されないならば、
関係した実行システム又はサブルーチンはその他の質
問、計算及び本発明の方法に関係しない行為を続けるこ
とができる。しかし、決定点２１０は、ループフィード
バックライン２１２で示されるようにシフトが選ばれた
ときを検出すべく連続的に監視される。
【００４４】他方、あるシフトが選ばれたならば、運転
者にはプロセスステップ２１４にて示すようにシフトが
進行中であることを示す視覚的信号が与えられる。この
インジケータは、自動車の搭乗者室内の点滅ライトとす
ることができるが、このインジケータは任意の適当な視
覚的又は音響的インジケータの形態のものとすることが
できる。車の統括システムが運転者に対しシフトが進行
中であることを知らせるため上述したフィードバック方
法の１つを使用するとき（ステップ２１４）、このシス
テムは、またステップ２１６にてＣＡＮデータバス２５
０（図１）を介してトランスファケースの制御装置２０
０に対しシフト要求命令を送る。
者にはプロセスステップ２１４にて示すようにシフトが
進行中であることを示す視覚的信号が与えられる。この
インジケータは、自動車の搭乗者室内の点滅ライトとす
ることができるが、このインジケータは任意の適当な視
覚的又は音響的インジケータの形態のものとすることが
できる。車の統括システムが運転者に対しシフトが進行
中であることを知らせるため上述したフィードバック方
法の１つを使用するとき（ステップ２１４）、このシス
テムは、またステップ２１６にてＣＡＮデータバス２５
０（図１）を介してトランスファケースの制御装置２０
０に対しシフト要求命令を送る。
【００４５】制御装置２００は、ブロック２１８で示す
ように、ＣＡＮデータバス２５０から車速度を読み取る
ことによりシフトを開始する。車のＣＡＮシステムの適
用範囲内の設計プロトコルに依存して、特定の車及び環
境状態及び／又はパラメータを常にデータバスに出力し
且つ任意の所定の時点にてアクセスするためその他のネ
ットワークシステムが利用可能であるようにすることが
できる。これとは逆に、ＣＡＮシステムは、質問を受け
たシステムが応答してＣＡＮデータバス２５０を介して
作動データ又は環境データが戻される前に、最初にシス
テム又は補助システムが質問を送ることができるように
要求すべく設計することができる。これにも拘らず、こ
の作動上の設計の特徴は本明細書の範囲外である。説明
の目的のため、車の作動データはデータバスを亙って定
期的に更新を加えて自動的に送られるものと仮定する。
ように、ＣＡＮデータバス２５０から車速度を読み取る
ことによりシフトを開始する。車のＣＡＮシステムの適
用範囲内の設計プロトコルに依存して、特定の車及び環
境状態及び／又はパラメータを常にデータバスに出力し
且つ任意の所定の時点にてアクセスするためその他のネ
ットワークシステムが利用可能であるようにすることが
できる。これとは逆に、ＣＡＮシステムは、質問を受け
たシステムが応答してＣＡＮデータバス２５０を介して
作動データ又は環境データが戻される前に、最初にシス
テム又は補助システムが質問を送ることができるように
要求すべく設計することができる。これにも拘らず、こ
の作動上の設計の特徴は本明細書の範囲外である。説明
の目的のため、車の作動データはデータバスを亙って定
期的に更新を加えて自動的に送られるものと仮定する。
【００４６】フローチャート２０６を続けて参照する
と、一度びシフトが表示され、制御装置２００（図１）
が車の速度を最初に読み取るならば、決定点２２０に入
る。この場合、制御装置２００はＬＯからＨＩへのシフ
トが要求されたかどうかを決定する。その答えがノーで
あり、ＨＩからＬＯ１へのシフトであることを意味する
ならば、その決定点はノーにて出る。その後、決定点２
２１に入り、制御装置２００は車の速度が毎時１６キロ
メートル（ｋｐｈ）以下（又はそれより小）であるかど
うかを決定する。車の速度が１６ｋｐｈ以上（又はそれ
より大）であるならば、決定点２２１はノーにて出て、
サブルーチンはデータブロック２１８に戻り、車の速度
を再度読み取る。他方、車の速度が１６ｋｐｈ以下（又
はそれより小）であるならば、決定点２２１はイエスに
て出て、プロセスステップ２２３にて示すように、制御
装置２００により（図６のコネクタ「Ａ」を介して）シ
フトが命令される。シフト制御モータ又はアクチュエー
タ１００は、そのＨＩ位置、すなわち、図２に図示した
位置の左側に配置された位置から中立位置、すなわち図
２に図示したドッグクラッチ８４の位置までドッグクラ
ッチ８４を移動させる。その後、車の速度が１６ｋｐｈ
より低くなると、アクチュエータ１００はドッグクラッ
チ８４を図２に図示した位置の右側まで完全に移動さ
せ、トルクが入力軸５０から低速歯車減速セット４８及
びドッグクラッチ８４を介して出力軸４０に伝達される
ため、シフトが完結する。
と、一度びシフトが表示され、制御装置２００（図１）
が車の速度を最初に読み取るならば、決定点２２０に入
る。この場合、制御装置２００はＬＯからＨＩへのシフ
トが要求されたかどうかを決定する。その答えがノーで
あり、ＨＩからＬＯ１へのシフトであることを意味する
ならば、その決定点はノーにて出る。その後、決定点２
２１に入り、制御装置２００は車の速度が毎時１６キロ
メートル（ｋｐｈ）以下（又はそれより小）であるかど
うかを決定する。車の速度が１６ｋｐｈ以上（又はそれ
より大）であるならば、決定点２２１はノーにて出て、
サブルーチンはデータブロック２１８に戻り、車の速度
を再度読み取る。他方、車の速度が１６ｋｐｈ以下（又
はそれより小）であるならば、決定点２２１はイエスに
て出て、プロセスステップ２２３にて示すように、制御
装置２００により（図６のコネクタ「Ａ」を介して）シ
フトが命令される。シフト制御モータ又はアクチュエー
タ１００は、そのＨＩ位置、すなわち、図２に図示した
位置の左側に配置された位置から中立位置、すなわち図
２に図示したドッグクラッチ８４の位置までドッグクラ
ッチ８４を移動させる。その後、車の速度が１６ｋｐｈ
より低くなると、アクチュエータ１００はドッグクラッ
チ８４を図２に図示した位置の右側まで完全に移動さ
せ、トルクが入力軸５０から低速歯車減速セット４８及
びドッグクラッチ８４を介して出力軸４０に伝達される
ため、シフトが完結する。
【００４７】これと代替的に、ＬＯからＨＩへのシフト
が選ばれたならば、決定点２２０はイエスにて出る。こ
の場合、サブルーチン２０６は決定点２２２に入り、制
御装置２００は車の速度が３５ｋｐｈより小又はそれに
等しいかどうかを決定する。否であるならば、決定点２
２２はノーにて出て、サブルーチンはデータブロック２
１８に戻り、車の速度を再度読み取る。このように、好
ましい実施の形態において、決定ブロック２２２はその
状態が適合する迄、サブルーチンを続行することを許容
しないため、車は３５ｋｐｈ又はそれより低速にて走行
しなければならない。
が選ばれたならば、決定点２２０はイエスにて出る。こ
の場合、サブルーチン２０６は決定点２２２に入り、制
御装置２００は車の速度が３５ｋｐｈより小又はそれに
等しいかどうかを決定する。否であるならば、決定点２
２２はノーにて出て、サブルーチンはデータブロック２
１８に戻り、車の速度を再度読み取る。このように、好
ましい実施の形態において、決定ブロック２２２はその
状態が適合する迄、サブルーチンを続行することを許容
しないため、車は３５ｋｐｈ又はそれより低速にて走行
しなければならない。
【００４８】制御装置２００が３５ｋｐｈより低速で車
が走行していると決定するならば、決定点２２２はイエ
スにて出て、制御装置の内部シフトタイマーがクリアー
され且つプロセスステップ２２６にて図示するように開
始する。本発明の方法の好ましい実施の形態において、
トランスファケース２８は、最初に、プロセス準備ステ
ップ２２４にて表示するようにＬＯからＨＩへのシフト
を完結する前に中立にシフトされる。プロセスステップ
２２８にて表示するように、クラッチアクチュエータ１
００は、減速（低速）歯車セット４８と係合する状態か
ら最初に所定の中立位置（図２に図示）にクラッチ８４
を移動させるように命令を受ける。アクチュエータ１０
０がクラッチ８４を移動させると、プロセスステップ２
３０にて制御装置２００はアクチュエータ１００の速度
を測定し且つ監視する。同様にこのステップにおいて、
制御装置２００は、クラッチアクチュエータ１００が最
初に所定の中立位置に達し、次に、所定の中立同期化点
に達するのに必要な時間を計算する。ドッグクラッチ８
４を所定の中立同期化点まで移動させると、クラッチの
歯８６が移動して入力軸の歯５８と物理的に近接する
（直接係合するための準備として）。制御装置２００
は、アクチュエータ１００の監視した回転速度及びアク
チュエータ機構が中立同期化点に達するまで走行しなけ
ればならない既知の角度距離の関数として時間を計算す
る。
が走行していると決定するならば、決定点２２２はイエ
スにて出て、制御装置の内部シフトタイマーがクリアー
され且つプロセスステップ２２６にて図示するように開
始する。本発明の方法の好ましい実施の形態において、
トランスファケース２８は、最初に、プロセス準備ステ
ップ２２４にて表示するようにＬＯからＨＩへのシフト
を完結する前に中立にシフトされる。プロセスステップ
２２８にて表示するように、クラッチアクチュエータ１
００は、減速（低速）歯車セット４８と係合する状態か
ら最初に所定の中立位置（図２に図示）にクラッチ８４
を移動させるように命令を受ける。アクチュエータ１０
０がクラッチ８４を移動させると、プロセスステップ２
３０にて制御装置２００はアクチュエータ１００の速度
を測定し且つ監視する。同様にこのステップにおいて、
制御装置２００は、クラッチアクチュエータ１００が最
初に所定の中立位置に達し、次に、所定の中立同期化点
に達するのに必要な時間を計算する。ドッグクラッチ８
４を所定の中立同期化点まで移動させると、クラッチの
歯８６が移動して入力軸の歯５８と物理的に近接する
（直接係合するための準備として）。制御装置２００
は、アクチュエータ１００の監視した回転速度及びアク
チュエータ機構が中立同期化点に達するまで走行しなけ
ればならない既知の角度距離の関数として時間を計算す
る。
【００４９】一度び計算が為され、時間の回答が求めら
れたならば、決定ブロック２３２で示すように、その計
算時間をシフトタイマーの走行経過時間と比較する。経
過時間が未だ計算時間に等しくないならば、決定点２３
２はノーにて出て、制御装置２００は、時間の比較値が
等しくなる迄、決定点２３２に再度入る（フィードバッ
クループ２３４として図示）。この状態に達したなら
ば、サブルーチンは決定ブロック２３２がイエスとして
出て且つプロセスステップ２３６まで移動するのを許容
する。２３６にて、経過時間が計算時間に等しい状態
で、中立同期化点に達し、制御装置２００はアクチュエ
ータ１００を停止させる。一度びステップ２３６が完結
し、クラッチが低速歯車セットと非係合状態となるよう
にシフトされ且つ中立同期化点を実現したならば、制御
装置２００はステップ２３８にてＣＡＮデータバス２５
０を亙って中立（ＮＥＵＴＲＡＬ）信号を送る。このデ
ジタル情報はエンジンシステム及び自動伝動装置システ
ムによって使用される。車が上述した車の統括システム
を備える設計とされているならば、その信号はエンジン
及び自動的伝動システムに供給される前に、最初にその
統括システムにより処理することができることを理解す
べきである。ステップ２４０において、入力及び出力ホ
ール効果センサ１７０、１８０を使用して、制御装置２
００はトランスファケース入力軸５０及び出力軸４０の
それぞれの回転速度を検出し、そのデータをＣＡＮデー
タバス２５０に送る。これの信号がＣＡＮデータバス２
５０を亙って送られるとき、これらの信号は、車の統括
システムをプログラミング化するか又は車自体の設計に
基づいてエンジン及び自動伝動装置の制御システムをプ
ログラミング化するかの何れかにより検出される。これ
ら信号の検出は、運転者が選んだシフト変更及び中立信
号と相俟って、ステップ２４２、２４４にてエンジンの
ＲＰＭが命令された通りに減速し、また、自動伝動装置
のより低速歯車を選ぶことになる。このことは、トラン
スファケースの軸速度が等しくなるようにするために必
要である。別の非限定的な実施の形態において、自動伝
動装置は、軸の速度が等しくなり、また、トランスファ
ケースのシフトが完結するまで非係合状態とし且つその
中立位置となるように命令することができる。
れたならば、決定ブロック２３２で示すように、その計
算時間をシフトタイマーの走行経過時間と比較する。経
過時間が未だ計算時間に等しくないならば、決定点２３
２はノーにて出て、制御装置２００は、時間の比較値が
等しくなる迄、決定点２３２に再度入る（フィードバッ
クループ２３４として図示）。この状態に達したなら
ば、サブルーチンは決定ブロック２３２がイエスとして
出て且つプロセスステップ２３６まで移動するのを許容
する。２３６にて、経過時間が計算時間に等しい状態
で、中立同期化点に達し、制御装置２００はアクチュエ
ータ１００を停止させる。一度びステップ２３６が完結
し、クラッチが低速歯車セットと非係合状態となるよう
にシフトされ且つ中立同期化点を実現したならば、制御
装置２００はステップ２３８にてＣＡＮデータバス２５
０を亙って中立（ＮＥＵＴＲＡＬ）信号を送る。このデ
ジタル情報はエンジンシステム及び自動伝動装置システ
ムによって使用される。車が上述した車の統括システム
を備える設計とされているならば、その信号はエンジン
及び自動的伝動システムに供給される前に、最初にその
統括システムにより処理することができることを理解す
べきである。ステップ２４０において、入力及び出力ホ
ール効果センサ１７０、１８０を使用して、制御装置２
００はトランスファケース入力軸５０及び出力軸４０の
それぞれの回転速度を検出し、そのデータをＣＡＮデー
タバス２５０に送る。これの信号がＣＡＮデータバス２
５０を亙って送られるとき、これらの信号は、車の統括
システムをプログラミング化するか又は車自体の設計に
基づいてエンジン及び自動伝動装置の制御システムをプ
ログラミング化するかの何れかにより検出される。これ
ら信号の検出は、運転者が選んだシフト変更及び中立信
号と相俟って、ステップ２４２、２４４にてエンジンの
ＲＰＭが命令された通りに減速し、また、自動伝動装置
のより低速歯車を選ぶことになる。このことは、トラン
スファケースの軸速度が等しくなるようにするために必
要である。別の非限定的な実施の形態において、自動伝
動装置は、軸の速度が等しくなり、また、トランスファ
ケースのシフトが完結するまで非係合状態とし且つその
中立位置となるように命令することができる。
【００５０】制御装置２００は、トランスファケースの
軸の速度の監視を続け、出力軸ＲＰＭが入力軸ＲＰＭよ
り大であるならば、決定ブロックがノーの枝から出て、
エンジンＲＰＭの変化及び自動伝動装置の歯車設定値が
決定点を満足させる迄、ステップ２４２までループ状に
戻る。制御装置２００が入力軸５０の回転速度は出力軸
４０の回転速度より小又はそれに等しいと決定したと
き、制御装置２００は同期化状態が実現されものと決定
し、フローチャートは、プロセスの準備ステップ２５２
にて表示するように、決定ブロック２４６のイエス出口
からステップ２５４へと進行する。
軸の速度の監視を続け、出力軸ＲＰＭが入力軸ＲＰＭよ
り大であるならば、決定ブロックがノーの枝から出て、
エンジンＲＰＭの変化及び自動伝動装置の歯車設定値が
決定点を満足させる迄、ステップ２４２までループ状に
戻る。制御装置２００が入力軸５０の回転速度は出力軸
４０の回転速度より小又はそれに等しいと決定したと
き、制御装置２００は同期化状態が実現されものと決定
し、フローチャートは、プロセスの準備ステップ２５２
にて表示するように、決定ブロック２４６のイエス出口
からステップ２５４へと進行する。
【００５１】ステップ２５４において、制御装置２００
は、クラッチアクチュエータ１００に対してドッグクラ
ッチ８４をＨＩ移動させるよう命令する。このことは、
アクチュエータ１００がドッグクラッチ８４、従ってク
ラッチ歯８６を中立同期化点から入力軸５０の歯５８と
直接係合する点まで移動させることにより行われる。こ
れと同時に、クラッチの歯８６は、出力軸４０の歯８８
に沿って軸方向に摺動するが、該歯８８と直接係合した
ままである。クラッチの歯８６が入力軸５０の歯５８及
び出力軸４０の歯８８に同時に係合すると、クラッチ８
４は入力軸５０と出力軸４０との間にて直接トルクを伝
達する。しかし、入力軸５０及び出力軸４０の回転速度
の差が所定の値より小（又はそれ以下）であるときにの
みシフトが完結される。１つの好ましい実施の形態にお
いて、この差は１００ｒｐｍより小（又はそれ以下）と
することができる。これと代替的に、入力軸５０及び出
力軸４０の回転速度の差が所定の時間所定の値より大
（又はそれ以上）であるならば、ＬＯからＨＩへのシフ
トを完結するために決定点２４６がイエスにて出るよう
にしてもよい。より具体的には、入力軸５０及び出力軸
４０の回転速度の差がそれぞれ経過時間の所定の部分に
亙って１００ｒｐｍより大（又はそれ以上）であると
き、シフトが完結するようにしてもよい。本発明の１つ
の好ましい方法において、この所定の部分はシフトの開
始から経過時間の２０％を表わすものとすることができ
る。さもなければ、また、これら状態の何れもが存在し
ないとき、決定点２４６はノーにて出て、サブルーチン
がステップ２４２までループ状に戻る。
は、クラッチアクチュエータ１００に対してドッグクラ
ッチ８４をＨＩ移動させるよう命令する。このことは、
アクチュエータ１００がドッグクラッチ８４、従ってク
ラッチ歯８６を中立同期化点から入力軸５０の歯５８と
直接係合する点まで移動させることにより行われる。こ
れと同時に、クラッチの歯８６は、出力軸４０の歯８８
に沿って軸方向に摺動するが、該歯８８と直接係合した
ままである。クラッチの歯８６が入力軸５０の歯５８及
び出力軸４０の歯８８に同時に係合すると、クラッチ８
４は入力軸５０と出力軸４０との間にて直接トルクを伝
達する。しかし、入力軸５０及び出力軸４０の回転速度
の差が所定の値より小（又はそれ以下）であるときにの
みシフトが完結される。１つの好ましい実施の形態にお
いて、この差は１００ｒｐｍより小（又はそれ以下）と
することができる。これと代替的に、入力軸５０及び出
力軸４０の回転速度の差が所定の時間所定の値より大
（又はそれ以上）であるならば、ＬＯからＨＩへのシフ
トを完結するために決定点２４６がイエスにて出るよう
にしてもよい。より具体的には、入力軸５０及び出力軸
４０の回転速度の差がそれぞれ経過時間の所定の部分に
亙って１００ｒｐｍより大（又はそれ以上）であると
き、シフトが完結するようにしてもよい。本発明の１つ
の好ましい方法において、この所定の部分はシフトの開
始から経過時間の２０％を表わすものとすることができ
る。さもなければ、また、これら状態の何れもが存在し
ないとき、決定点２４６はノーにて出て、サブルーチン
がステップ２４２までループ状に戻る。
【００５２】更に、ＬＯからＨＩのシフト状態（「トラ
ップ」状態と称される）の開始時、ドッグクラッチ８４
が低速遊星歯車減速セット４８から非係合状態となって
中立位置まで動くことができないならば、制御装置２０
０はシフトの要求を無効にする。この状態が生じたこと
は車の統括システムによって運転者に通知される。「進
行シフトの停止」の通知は、プロセスステップ２１４に
関して上述したシフト表示と同様である。
ップ」状態と称される）の開始時、ドッグクラッチ８４
が低速遊星歯車減速セット４８から非係合状態となって
中立位置まで動くことができないならば、制御装置２０
０はシフトの要求を無効にする。この状態が生じたこと
は車の統括システムによって運転者に通知される。「進
行シフトの停止」の通知は、プロセスステップ２１４に
関して上述したシフト表示と同様である。
【００５３】従って、本発明はデジタル式に制御された
トランスファケース内で低速から高速シフトを同期化さ
せ、ＣＡＮシステムを採用する車で低速歯車と高速歯車
との間にてシフトする間、高度の制御及び正確な同期化
を許容する方法及び装置である。更に、本発明の方法及
び装置により、これらの目的は効率的、経済的で且つ比
較的簡単な仕方にて実現される。
トランスファケース内で低速から高速シフトを同期化さ
せ、ＣＡＮシステムを採用する車で低速歯車と高速歯車
との間にてシフトする間、高度の制御及び正確な同期化
を許容する方法及び装置である。更に、本発明の方法及
び装置により、これらの目的は効率的、経済的で且つ比
較的簡単な仕方にて実現される。
【００５４】本発明は例示として説明した。使用した用
語は限定的ではなくて説明の本来の語の意味であること
を意図するものであることを理解すべきである。上記の
教示に照らして本発明の多数の改変例及び変更例が可能
である。このため、特許請求の範囲内において、本発明
は具体的に説明した以外の形態にて実施することが可能
である。
語は限定的ではなくて説明の本来の語の意味であること
を意図するものであることを理解すべきである。上記の
教示に照らして本発明の多数の改変例及び変更例が可能
である。このため、特許請求の範囲内において、本発明
は具体的に説明した以外の形態にて実施することが可能
である。
【図１】車の駆動ライン及び本発明による同期化シフト
装置の関係する構成要素の概略図である。
装置の関係する構成要素の概略図である。
【図２】本発明による２速度トランスファケースの完全
な断面側面図である。
な断面側面図である。
【図３】本発明のトランスファケースの調節クラッチ内
の荷重伝達ボール及び傾斜路の平坦なパターン展開図で
ある。
の荷重伝達ボール及び傾斜路の平坦なパターン展開図で
ある。
【図４】本発明による電磁クラッチ組立体の拡大部分断
面側面図である。
面側面図である。
【図５】本発明によるＣＡＮデジタルデータバスシステ
ムを有する車のトランスファケース内の低速から高速へ
のシフトを同期化させる方法を示すフロー図である。
ムを有する車のトランスファケース内の低速から高速へ
のシフトを同期化させる方法を示すフロー図である。
【図６】本発明によるＣＡＮデジタルデータバスシステ
ムを有する車のトランスファケース内の低速から高速へ
のシフトを同期化させる方法を示すフロー図である。
ムを有する車のトランスファケース内の低速から高速へ
のシフトを同期化させる方法を示すフロー図である。
１０ 車 １２ 前（二次的）
車軸 １４ 前（二次的）差動装置 １６ 係止ハブ ２２ 車輪組立体 ２４ 前駆動軸／推
進軸 ２６ 前（二次的）出力軸 ２８ トランスファ
ケース ３０ ハウジング ３２ 後（主要）車
軸 ３４ 車輪組立体 ３６ 後（主要）差
動装置 ３８ 後（主要）駆動軸 ４０ 後（主要）出
力軸 ４２ 内燃機関 ４４ 伝動装置 ４８ 遊星歯車セット ５０ 入力軸 ５２ 再入穴 ５４ ローラベアリ
ング組立体 ５６ 後（主要）出力軸の前端 ５７ ゲロータポン
プ ５７Ａ 通路 ５８ 外歯 ６０ 歯 ６２ 太陽歯車 ６４ 歯 ６８ リング歯車 ７０ 歯 ７２ ピニオン歯車 ７４ 短軸 ７６ キャリア ７８ 歯 ８４ ドッグクラッ
チ ８６ 歯 ８８ 外歯 ９０ 外歯 １００ アクチュエータ／シフト制御電気モータ １０２ 駆動軸 １０４ ウォーム歯
車駆動装置 １０６ エンコーダ組立体 １０８ アーム １１０ ばね組立体 １１２ アーム １１４ 円筒状カム １１６ ヘリカル軌
道 １１８ カム従動子 １２０ フォーク組
立体 １２２ 固定軸 １２４ 電磁クラッチ組立体／調節クラッチ組立体／電
磁作動式のディスクパック型式クラッチ組立体 １２６ 円形の駆動部材 １２８ スプライン
付き相互接続部 １３０Ａ 凹部 １３０Ｂ 凹部 １３２ 荷重伝達ボール １３４ 円形の被駆
動部材 １３６ 電磁コイルハウジング １３８ 面 １４０ クラッチ面 １４２ アーマチャ １４４ 電磁コイル １４６ 作用プレー
ト １４８ 座金 １５０ ディスクパ
ッククラッチ組立体 １５１ 圧縮ばね １５２ ディスク １５２Ａ 第一の複数のディスク １５２Ｂ 第二の複
数のディスク １５４ スプライン部 １５５ クラッチハ
ブ １５６ 環状ハウジング １５８ スプライン
部 １６０ チェーン駆動スプロケット １６２ 凹部 １６４ 駆動チェー
ン １６６ 被駆動スプロケット １６８ スプライン
部 １７０ 第一の入力ホール効果センサ １７２ 歯 １７４ 入力トーン
歯車 １７６ 導電体 １８０ 第二の出力
ホール効果センサ １８２ 歯 １８４ 出力トーン
歯車 １８６ 導電体 ２００ 制御装置 ２０１ デジタルデータインターフェース部 ２０２ シフト変化セレクタ ２０４ 電気配線ハ
ーネス ２１２ ループフィードバック線 ２２１ 決定点 ２２６ プロセスステップ ２３２ 決定点／決
定ブロック ２５０ ＣＡＮデータバス
車軸 １４ 前（二次的）差動装置 １６ 係止ハブ ２２ 車輪組立体 ２４ 前駆動軸／推
進軸 ２６ 前（二次的）出力軸 ２８ トランスファ
ケース ３０ ハウジング ３２ 後（主要）車
軸 ３４ 車輪組立体 ３６ 後（主要）差
動装置 ３８ 後（主要）駆動軸 ４０ 後（主要）出
力軸 ４２ 内燃機関 ４４ 伝動装置 ４８ 遊星歯車セット ５０ 入力軸 ５２ 再入穴 ５４ ローラベアリ
ング組立体 ５６ 後（主要）出力軸の前端 ５７ ゲロータポン
プ ５７Ａ 通路 ５８ 外歯 ６０ 歯 ６２ 太陽歯車 ６４ 歯 ６８ リング歯車 ７０ 歯 ７２ ピニオン歯車 ７４ 短軸 ７６ キャリア ７８ 歯 ８４ ドッグクラッ
チ ８６ 歯 ８８ 外歯 ９０ 外歯 １００ アクチュエータ／シフト制御電気モータ １０２ 駆動軸 １０４ ウォーム歯
車駆動装置 １０６ エンコーダ組立体 １０８ アーム １１０ ばね組立体 １１２ アーム １１４ 円筒状カム １１６ ヘリカル軌
道 １１８ カム従動子 １２０ フォーク組
立体 １２２ 固定軸 １２４ 電磁クラッチ組立体／調節クラッチ組立体／電
磁作動式のディスクパック型式クラッチ組立体 １２６ 円形の駆動部材 １２８ スプライン
付き相互接続部 １３０Ａ 凹部 １３０Ｂ 凹部 １３２ 荷重伝達ボール １３４ 円形の被駆
動部材 １３６ 電磁コイルハウジング １３８ 面 １４０ クラッチ面 １４２ アーマチャ １４４ 電磁コイル １４６ 作用プレー
ト １４８ 座金 １５０ ディスクパ
ッククラッチ組立体 １５１ 圧縮ばね １５２ ディスク １５２Ａ 第一の複数のディスク １５２Ｂ 第二の複
数のディスク １５４ スプライン部 １５５ クラッチハ
ブ １５６ 環状ハウジング １５８ スプライン
部 １６０ チェーン駆動スプロケット １６２ 凹部 １６４ 駆動チェー
ン １６６ 被駆動スプロケット １６８ スプライン
部 １７０ 第一の入力ホール効果センサ １７２ 歯 １７４ 入力トーン
歯車 １７６ 導電体 １８０ 第二の出力
ホール効果センサ １８２ 歯 １８４ 出力トーン
歯車 １８６ 導電体 ２００ 制御装置 ２０１ デジタルデータインターフェース部 ２０２ シフト変化セレクタ ２０４ 電気配線ハ
ーネス ２１２ ループフィードバック線 ２２１ 決定点 ２２６ プロセスステップ ２３２ 決定点／決
定ブロック ２５０ ＣＡＮデータバス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・トーマス・フォスモー ドイツ連邦共和国70794 フィルデルシュ タット，ボンレンダー・ハオプトシュトラ ーセ 65／２，ボンランデン (72)発明者 ジョン・アール・フィヒト アメリカ合衆国ミシガン州48047，チェス ターフィールド・ティーダブリューピー, ウェイルズ 28831 Ｆターム(参考） 3D036 GA16 GA45 GB05 GB13 GD09 GE02 GE03 GF08 GG35 GG36 GG39 GH01 GJ17 3D043 AA01 AB01 AB17 EA02 EA18 EA32 3J057 AA02 BB01 GA01 GA47 GA67 GA68 GB13 GB14 GB36 GC11 GE05 GE06 HH02 JJ02
Claims (10)
- 【請求項１】 デジタルデータバスに亙ってデジタルデ
ータ信号を通すコントローラエリアネットワークを有す
る自動車で使用され、同期化した低速から高速へのシフ
ト機能を備えるトランスファケース（２８）において、 入力軸（５０）、出力軸（４０）、減速度時、該入力軸
（５０）と出力軸（４０）との間にてトルクを伝達し得
るよう選択的に作動可能な歯車セット（４８）と、 前記入力軸（５０）及び前記出力軸（４０）の間にて直
結的に又は前記歯車セット（４８）を通じてトルクを伝
達する作用可能なクラッチ（８４）と、該クラッチ（８
４）を所定の位置の間にて移動させ得るように前記クラ
ッチ（８４）に作用可能に接続された回転出力部を有す
るアクチュエータ（１００）と、 前記アクチュエータが前記クラッチ（８４）を中立位置
まで移動させるときの該アクチュエータ（１００）の速
度を計算する制御装置（２００）であって、前記アクチ
ュエータ（１００）の速度と、前記クラッチ（８４）が
前記所定の中立の同期化点に達するために前記アクチュ
エータが移動しなければならない残りの回転距離とを使
用して、前記クラッチ（８４）が所定の同期化点に達す
る迄の追加的な時間を更に決定し、前記クラッチ（８
４）が前記中立の同期化点に達したとき、所定の時間以
内だけ、前記アクチュエータ（１００）を停止させるよ
うに更に動作可能であり、前記入力軸（５０）及び出力
軸（４０）の回転速度を検出し且つ比較すると共に、前
記入力軸（５０）及び出力軸（４０）の回転速度の差が
所定の値より小であるとき、前記入力軸（５０）と出力
軸（４０）との間にてトルクを直接伝達させるべく前記
クラッチ（８４）を移動させることにより低速から高速
へのシフトを完結させるように前記アクチュエータ（１
００）に信号を送る制御装置（２００）とを備え、 前記コントローラのエリアネットワークが、前記制御装
置（２００）とその他の車のシステムとの間にてデジタ
ルデータを伝達することを許容し得るようにデジタルデ
ータインターフェース部（２０１）を有する、トランス
ファケース。 - 【請求項２】 請求項１に記載のトランスファケースに
おいて、前記制御装置（２００）に対し入力軸の速度信
号を提供する第一の速度センサ（１７０）を更に備え
る、トランスファケース。 - 【請求項３】 請求項２に記載のトランスファケースに
おいて、前記制御装置に対し出力軸の速度信号を提供す
る第二の速度センサ（１８０）を更に備える、トランス
ファケース。 - 【請求項４】 請求項１に記載のトランスファケースに
おいて、前記クラッチ（８４）が、前記出力軸（４０）
に取り付けられ且つ該出力軸と共に回転可能なドッグク
ラッチであり、前記クラッチ（８４）が、前記歯車セッ
ト（４８）に係合し且つ減速度時前記入力軸（５０）と
出力軸（４０）との間にてトルクを伝達する第一の位置
と、前記入力軸（５０）と出力軸（４０）との間にて何
らトルクが伝達されない中立位置と、前記入力軸（５
０）と出力軸（４０）との間にて前記クラッチ（８４）
を介してトルクが直結的に伝達される第二の位置との間
にて、前記クラッチ（８４）が前記出力軸（４０）に沿
って軸方向に並進可能である、トランスファケース。 - 【請求項５】 請求項４に記載のトランスファケースに
おいて、前記クラッチ（８４）が、前記中立位置と前記
第二の位置との間に配置された同期化点を有する、トラ
ンスファケース。 - 【請求項６】 請求項１に記載のトランスファケースに
おいて、前記制御装置が、前記クラッチ（８４）が所定
の中立同期化点に達したときを決定し且つ前記トランス
ファケース（２８）が中立位置にあることを表示する信
号を前記デジタルインターフェース部（２０１）を介し
て前記コントローラエリアネットワークに送る、トラン
スファケース。 - 【請求項７】 請求項１に記載のトランスファケースに
おいて、前記入力軸（５０）及び出力軸（４０）の回転
速度の差が１００ＲＰＭ以下であるとき、低速から高速
へのシフトを完結すべく前記クラッチ（８４）を移動さ
せるよう前記制御装置（２００）が、アクチュエータ
（１００）に命令する、トランスファケース。 - 【請求項８】 請求項１に記載のトランスファケースに
おいて、前記入力軸（５０）及び出力軸（４０）の回転
速度の差が所定の時間、所定の値より大であるとき、低
速から高速へのシフトを完結すべく前記クラッチ（８
４）を移動させるよう前記制御装置（２００）が、前記
アクチュエータ（１００）に命令する、トランスファケ
ース。 - 【請求項９】 請求項８に記載のトランスファケースに
おいて、前記入力軸（５０）及び出力軸（４０）の回転
速度の差がシフトの開始位置からの経過時間の所定の部
分に亙って１００ＲＰＭ以上であるとき、低速から高速
へのシフトを完結すべく前記クラッチ（８４）を移動さ
せるよう前記制御装置（２００）が、前記アクチュエー
タ（１００）に命令する、トランスファケース。 - 【請求項１０】 請求項９に記載のトランスファケース
において、前記入力軸（５０）及び出力軸（４０）の回
転速度の差がシフトの開始位置からの経過時間の少なく
とも２０パーセントに亙って１００ＲＰＭ以上であると
き、低速から高速へのシフトを完結すべく前記クラッチ
（８４）を移動させるよう前記制御装置（２００）が、
前記アクチュエータ（１００）に命令する、トランスフ
ァケース。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/824,608 US6579208B2 (en) | 2000-01-18 | 2001-04-02 | Method and apparatus for providing synchronization of low to high shifts in a transfer case |
| US09/824608 | 2001-04-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002356117A true JP2002356117A (ja) | 2002-12-10 |
Family
ID=25241845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002099671A Pending JP2002356117A (ja) | 2001-04-02 | 2002-04-02 | トランスファケース内で低速から高速へのシフトを同期化する装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6579208B2 (ja) |
| EP (1) | EP1258387B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002356117A (ja) |
| AT (1) | ATE329785T1 (ja) |
| DE (1) | DE60212255T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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