JP2008534890A - 自動車の自動変速機用のギヤシフトモジュール - Google Patents

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Abstract

自動変速機では、例えば、ギヤボックスフォークの形状である1列の切換要素が作動される。本発明の目的は、自動車の自動変速機用の切換装置の経済的な製造を可能にするギヤシフトモジュールを製造することである。本発明によれば、ギヤシフトモジュールは、ピストンシリンダユニット(37、73、74、75)のシリンダの一部、及びカウンタシャフトブレーキのハウジング(82)の少なくとも一部、及び/又は始動クラッチのメインクラッチ解除装置の一部(83)を形成するモジュールベースプレート(71)を備える。また、前記モジュールベースプレート(71)はカウンタシャフトブレーキ及びメインクラッチ解除装置の部分を形成する。より高いコストをもたらす前記部分は別個に製造されずに済む。

Description

本発明は、請求項1の前段の特徴を有する自動車の自動変速機用のギヤシフトモジュールに関する。
特許文献1は、ソレノイドバルブの形態の電磁作動弁によって変速機の補助グループのギヤシフト要素を作動することができる自動車の変速機用のギヤシフト装置を記載している。ギヤシフト要素は、ピストンシリンダユニットのピストンに接続されるギヤシフト棒によって作動される。ソレノイドバルブは、圧縮空気の形態の流体をピストンシリンダユニット内に送るか、あるいは流体を前記ピストンシリンダユニットから放出することによって、ピストン、したがってギヤシフト棒を動かすことができる。ギヤシフト装置は、複数のピストンシリンダユニットを備えるギヤシフトモジュールを有する。主変速機は、車両の運転者が作動できるギヤシフトレバーによってシフトされる。
独国特許出願公表第69711286T2号明細書
上述とは対照的に、本発明の目的は、自動車の自動変速機用のギヤシフト装置の費用効率的な設計を可能にするギヤシフトモジュールを提案することである。本発明によれば、この目的は、請求項1の特徴を有するギヤシフトモジュールによって達成される。
本発明によれば、ギヤシフトモジュールは、ピストンシリンダユニットのシリンダの部分と、カウンタシャフトブレーキのハウジングの少なくとも一部及び/又は始動クラッチのメインクラッチ解除装置の部分と、を形成するモジュールベースプレートを有する。
したがって、例えばアルミニウムから鋳物部として製造できるモジュールベースプレートは、カウンタシャフトブレーキ及びメインクラッチ解除装置の部分も形成する。より高いコストを伴うであろうこれらの部分は、別個に製造する必要はない。さらに、この結果、ギヤシフト装置の異なる構成要素の数は少なく、これによって、ギヤシフト装置の組立が単純化され、構成要素の貯蔵コストが低く維持される。
カウンタシャフトブレーキは、シフトアップ操作中に変速機のカウンタシャフトを制動するために使用することができる。カウンタシャフトブレーキはまた、作動流体で作動され、この作動流体によって、変速機のギヤシフト要素に割り当てられるピストンシリンダユニットも作動することができる。
特に、始動クラッチはエンジンと変速機との間に取り付けられ、自動摩擦クラッチとして具体化される。クラッチのメインクラッチ解除装置は、同様に、前述の作動流体によって作動される。特に、モジュールベースプレートは、メインクラッチ解除装置の支持体の部分を形成する。クラッチ解除装置の環状ピストンは、クラッチが開閉するときに支持体で案内される。メインクラッチ解除装置の操作の設計及びモードは、独国特許出願公開第10049459A1号明細書に詳細に説明されており、その内容は本出願の開示に援用されている。
本発明の一実施形態では、ギヤシフトモジュール及び始動クラッチは前部ハウジング部に取り付けられ、自動変速ギヤ機構の主変速機は、前部ハウジング部分に隣接する中央ハウジング部に取り付けられる。前部ハウジング部分は自動車のエンジンに接続され、この結果、前部はエンジンの方向と理解することができる。変速機は、主変速機の下流に配置されるいわゆる後部装着グループを備えることができる。この場合、変速機はさらに後部ハウジング部分を備えることができる。後部装着グループは、例えばレンジグループとして具体化することができる。
異なるハウジング部分へのギヤシフトモジュール、始動クラッチ及び主変速機の上述の分割は、変速機の特に簡単な、したがって費用効率的な組立を可能にする。
本発明の一実施形態では、ギヤシフトモジュールはモジュールカバーを有する。モジュールベースプレート、モジュールカバー及び前部ハウジング部は、ピストンシリンダユニットのシリンダを形成する。3つの部分からなるシリンダの構造は、ピストンシリンダユニットの簡単な組立を可能にする。
本発明の一実施形態では、ピストンシリンダユニットは、対称の3位置シリンダとして具体化される。対称の3位置シリンダは、シリンダで案内される2つの中空ピストンと、中空ピストンに取り付けられる1つの内側ピストンとを有する。内側ピストンは、例えば、ピストン棒を介して変速機のギヤシフト棒に接続される。対称の3位置シリンダでは、3つの安定位置を採ることができる。内側ピストンは、2つの外側位置に及び1つの中心位置に移動することができる。作動のため、ピストンの反対側で、作動流体、例えば圧縮空気用に2つのポートが必要である。有効なピストン面は、両方の作動方向について同一の大きさであり、この結果、流体圧力が利用可能である場合、等しい大きさの作動力が両方の作動方向に生成される。中心位置が採られた場合、中空ピストン及び内側ピストンのピストン面から構成される有効面積が組み合わせられる。反対に、外側位置の一方が採られた場合、有効面積は内側ピストンのピストン面のみから構成される。この結果、外側位置を採るためよりも中心位置を採るために、高い作動力を適用できる。ギヤシフトモジュールが非同期の変速ギヤ機構に適用される場合、中心位置の採用はギヤ速度の解放に対応する。このため、変速機の作動条件に応じて大きな力が必要である可能性がある。したがって、対称の3位置シリンダを使用することにより、非同期の変速ギヤ機構に特に有利に使用できるギヤシフトモジュールが可能である。
本発明の一実施形態では、モジュールベースプレート及び/又はモジュールカバーは、作動流体を分配するための管路を有する。管路は、作動流体が送られるポートと、電磁作動できる弁からの供給導管との間の接続を形成する。モジュールベースプレート及び/又はモジュールカバーは、特に、部分的に弁を受け入れるための凹部を有し、弁によって、作動流体を、ピストンシリンダユニット及び/又はメインクラッチ解除装置及び/又はカウンタシャフトブレーキに送り、それらから放出することができる。前述の管路は、弁のユーザポートをピストンシリンダユニット、クラッチ解除装置及びカウンタシャフトブレーキに接続する。管路は、モジュールベースプレート及び/又はモジュールカバーを製造、例えば鋳造するために設けることができる。この結果、別個の圧力導管は不要である。モジュールベースプレート及び/又はモジュールカバーの凹部に弁を取り付けることにより、ギヤシフト装置の特にコンパクトな設計が可能になる。
本発明の一実施形態では、モジュールベースプレート及び/又はモジュールカバーは、1つ以上の弁を部分的に受け入れるための凹部を有し、この弁によって、作動流体を、ギヤシフトモジュールから離間して取り付けられるピストンシリンダユニットに送る及び/又はそれから放出することができる。これにより、ギヤシフト装置のすべてのピストンシリンダユニットがギヤシフトモジュールに組み込まれないとしても、ギヤシフトモジュールにおけるすべての弁の組み込みが可能である。したがって、弁を作動するためのコイルの追加の配線は不要である。
ギヤシフトモジュールは、特に、流体導管用のポートを有し、このポートは、ギヤシフトモジュールから離間して取り付けられるピストンシリンダユニットの弁用の凹部に接続される。このポートを介して、前述の弁のユーザポートをピストンシリンダユニットに接続することができる。
上述のように、変速機は、例えば、主変速機の下流に配置される後部装着グループを有することができる。後部装着グループのギヤシフト要素を作動するためのピストンシリンダユニットは、後部装着グループのハウジングの内部に取り付けることができる。
モジュールベースプレート及び/又はモジュールカバーの凹部に収容されない弁の部分は、特に、ギヤシフトモジュールに装着される制御装置の内側に取り付けられる。制御装置は、特に、弁を電磁作動するためのコイルを備える。コイルは、特に、制御装置のプロセッサ及び記憶モジュールのような別のすべての電子構成要素も取り付けることができる回路基板に共に取り付けられる。したがって、コイルを電気接続するための費用は非常に小さい。
本発明のさらなる利点は、説明及び添付図面から明らかになる。本発明の例示的な実施形態が単純化した形態で図面に示され、次の説明においてより詳細に説明される。
図1によれば、カウンタシャフト設計の歯車変速機として具体化される自動変速機20は、自動始動クラッチ76によってエンジン(図示せず)に接続される変速機入力軸21を有する。変速機20は、分割グループ77、主変速機22、及び下流に接続されるレンジ変更グループの形態のグループ変速機23を有する。図1に示していない主変速機22および分割グループ77のギヤシフト要素は、ギヤシフトモジュール24に組み込まれるピストンシリンダユニット(図示せず)によって作動される。ギヤシフトモジュール24は、始動クラッチ76と分割グループ77との間に取り付けられる。グループ変速機23のギヤシフト要素(図示せず)は、グループ変速機23内に取り付けられるピストンシリンダユニット78によって作動される。センサモジュール25は、主変速機22とグループ変速機23との間に取り付けられる。センサモジュール25は、変速機20の回転速度及びギヤシフト要素の位置を感知できるセンサ(図示せず)を有する。さらに、センサモジュール25は、感知したセンサ信号を前処理して、変速機20の制御装置46に信号を伝送する図示していない評価モジュールを有する。制御装置46は、ピストンシリンダユニットを作動するためのすべての弁と同様に、ギヤシフトモジュール24に取り付けられる。
ギヤシフトモジュール24は、接続導管10を介してセンサモジュール25及びグループ変速機23に接続される。このため、接続導管10は、流体導管及び電気導線を有する。センサモジュール25には、電気導線のあるものを介して電圧が供給される。評価モジュールは、前処理されたセンサ信号を別の電気導線を介して制御装置46に送る。これは、例えば、それ自体公知のCANプロトコルによって行うことが可能である。グループ変速機23に割り当てられ、ギヤシフトモジュール24にも取り付けられる弁は、流体導管によって後部装着グループ23のピストンシリンダユニット78に接続される。
変速機20の様々な要素は、変速機20のハウジングを共に形成する3つのハウジング部に配置される。始動クラッチ76及びギヤシフトモジュール24は、エンジンに接続される前部ハウジング部79に取り付けられる。前部ハウジング部分79は、分割グループ77、主変速機22及びセンサモジュール25が取り付けられる中央ハウジング部80と隣接する。変速機20のハウジングは、下流に接続されるグループ変速機23を含む後部ハウジング部81によって閉鎖される。
図2によれば、ギヤシフトフォーク34、65、68と70の形態の自動変速機20のギヤシフト要素は、ギヤシフト棒35、66、67と69に接続される。ギヤシフト棒35、66、67と69が移動するとき、ギヤシフトフォーク34、65、68と70も移動される。ギヤシフトフォーク65を使用して、分割グループ77をシフトすることができ、ギヤシフトフォーク34と68で主変速機22の前進ギヤ速度をシフトし、ギヤシフトフォーク70で主変速機22の後進ギヤ速度をシフトすることができる。
ギヤシフト棒35、66、67と69は、ピストンシリンダユニットのピストン(図2に図示せず)に接続され、この結果、ピストンの移動はギヤシフト棒35、66、67と69に、したがって、ギヤシフトフォーク34、65、68と70に伝達される。ピストンシリンダユニットは、モジュールベースプレート71及びモジュールカバー72を有するギヤシフトモジュール24に取り付けられる。
電子制御装置46は、ギヤシフトモジュール24に取り付けられ、制御装置46には変速機プラグ47を介して電圧が供給され、制御装置46を自動車の他の制御装置に接続することができる。
ギヤシフト棒35、66、67と69は、ギヤシフトモジュールの反対側端部にセンサピン99、100、98と97を有する。センサピン99、100、98と97は、ギヤシフト棒35、66、67と69に対し同軸に走る細いピンとして具体化される。センサピン99、100、98と97は、図示しないセンサ内に、センサモジュール25に取り付けられるセンサコイルと称されるものの中に沈む。このように、ギヤシフト棒35、66、67と69の位置を測定することができる。
図3によれば、ギヤシフトモジュール24のモジュールベースプレート71は、ギヤシフト棒35、66、67と69を作動するために設けられるピストンシリンダユニット37、73、74と75のシリンダの部分を形成する。モジュールベースプレート71はまた、カウンタシャフトブレーキのハウジング82とメインクラッチ解除装置の支持体83の部分とを形成する。この関連で、支持体83は、本質的に中空シリンダの形状である。カウンタシャフトブレーキ及びクラッチ解除装置はまた、圧縮空気によって作動される。
モジュールベースプレート71は、主に、電磁作動弁を部分的に受け入れることができる円筒状凹部29を有する。弁によって、圧縮空気をピストンシリンダユニット、クラッチ解除装置及びカウンタシャフトに送ること、又はそれらから圧力を解放することができる。このため、モジュールベースプレート71は、ピストンシリンダユニット、カウンタシャフトブレーキ及びクラッチ解除装置をそれらに割り当てられる弁に接続する管路84を含む。
ピストンシリンダユニット78を作動するための弁は、接続導管10の流体導管によってピストンシリンダユニット78に接続される。このため、モジュールベースプレート71はポート85を有する。ポート85は、図4によれば、関連の凹部49に接続される短い中空シリンダとして具体化される。
図5によれば、ギヤシフトモジュール24のモジュールカバー72はまた、ピストンシリンダユニット37、73、74と75のシリンダの部分を形成する。さらに、モジュールカバー72は、部分的に弁を受け入れることができる主に円筒状の別の凹部29を有する。圧縮空気を分配するために、モジュールカバーはまた管路84を有する。
モジュールベースプレート71及びモジュールカバー72は、アルミニウム鋳物部として具体化される。
モジュールカバー72及びモジュールベースプレート71は、ピストンシリンダユニット37、73、74と75のシリンダを共に形成するように、分割グループ77の方向に前部ハウジング部分79にねじ留めされる。ピストンシリンダユニット37は、一例として、図6に概略的に示されている。2つの中空ピストン86と87は、シリンダの内部に取り付けられる。中空ピストン86と87の各々は、2つの異なる直径D1、D2を有し、各々の場合に、より小さい直径D2が軸方向内側に方向付けられるように、シリンダの内部に取り付けられる。シリンダは、右手の中空シリンダ87に対し軸方向左にストッパ90が生成され、左手の中空シリンダ86に対し軸方向右にストッパ89が生成されるように、中空ピストン86と87の直径D1、D2に対応する直径を有する。ピストン棒91に永続的に接続される内側ピストン88は、中空ピストン86と87の内部に変位可能に取り付けられる。次に、ピストン棒91は、ギヤシフト棒35に接続され、この結果、ピストン88がシリンダ内で変位させられるときにギヤシフト棒35も変位させられる。
ピストン88は、中空ピストン86と87のより小さな直径D2に対応する直径を有するカラー92を有する。ピストン88は、カラー92が中空ピストン86と87の間に位置するように取り付けられる。
モジュールカバー72、ピストン88及び中空ピストン87は、右手の圧力室93を形成し、モジュールベースプレート71、前部ハウジング部79、ピストン88及び中空ピストン86は、左手の圧力室94を形成する。圧力室93と94は、それらに割り当てられる弁によって管路84(図6に図示せず)に接続される。したがって、圧力室93と94で圧力を調整でき、すなわち、前記圧力室93と94を換気又は減圧でき、すなわち通気できる。
図示したピストン88の中心位置で右手の圧力室93が換気され、左手の圧力室94が通気される場合、ピストン88及び中空ピストン86は、ピストン88が前部ハウジング部79に当接するまで左に変位させられる。中空ピストン87は図示した位置に留まる。ピストン棒91に作用する力は、圧力室93の圧力及びピストン88のピストン面95から生じる。
次に、ピストン88が再び右に移動された場合、左手の圧力室94が換気され、圧力室93が通気される。したがって、ピストン88及び中空ピストン86は、右に移動する。中空ピストン86は、シリンダのストッパ89に当接するまで右に移動する。ピストン88は、ピストン面95がモジュールカバー72に当接するまでさらに移動する。
ここで、ピストン棒91に作用する力は、中空ピストン86も移動される移動の第1の部分に関し、圧力室94の圧力から、及びピストン88のピストン面95の面積と、中空ピストン86のピストン面96の面積との和から生じる。したがって、力は、ピストン88が押し出されかつ中空ピストン87が静止しているときの力よりも大きい。中空ピストン86が静止すると、ピストン88の移動は、説明したピストンの左への移動に対応する。したがって、力も低下する。
図示したピストンの中心位置を調整すべき場合、ピストン88の右への移動は、圧力室93の正確なタイミングの通気によって制動されなければならない。圧力室93と94の両方が換気される場合、中心位置が保持される。
ピストンシリンダユニット37は3つの安定位置を有し、適用される力は、両方の作動方向で等しい大きさであるので、このようなピストンシリンダユニットは、対称の3位置シリンダと称される。しかし、2つの作動方向に作用する力の大きさが異なる非対称の3位置シリンダを使用することもできる。
図7は、一例としてすべての弁の配置について、ギヤシフトモジュール24内の弁42及び制御装置46の配置を示している。図7によれば、ギヤシフトモジュール24は、弁42の部分を受け入れる主に円筒状の凹部49を有する。ギヤシフトモジュール24は、弁42のアクチュエータポートとして機能する圧力導管40と整列して配置される周囲へのゼロ流出部50を有する。圧力導管40は、管路84を介してピストンシリンダユニットの圧力室に接続される。圧力導管40及びゼロ流出部50は、凹部49によって分離される。さらに、ギヤシフトモジュール24は、圧力導管40に平行に配置されかつ圧縮空気ポートに接続される供給導管51を有する。ギヤシフト装置には、圧縮空気ポートを介して圧縮空気が供給される。供給導管51はまた、凹部49内に開口する。弁42は、凹部49内で変位させることができる円筒状ピストン52を有する。ピストン52に向かい合って位置する弁42の部分53は、制御装置46に取り付けられる。弁42の部分53の1つの部分は、制御装置46の回路基板55に取り付けられる電磁コイル54によって囲まれる。したがって、コイル54によって形成される空洞63は、弁42の部分を受け入れる制御装置46の凹部を構成する。弁42のピストン52は、コイル54を対応して電気的に作動することによって、ギヤシフトモジュール24の凹部49で変位させることができる。弁42は、制御装置46(図7に図示せず)内に完全に取り付けられる。
図示したピストン52の完全に後退した位置では、コイル54には電流は印加されていない。したがって、図示した位置は、弁42の静止位置を構成する。この静止位置で、圧力導管40は、凹部49を介してゼロ流出部50に接続される。したがって、ピストンシリンダユニット37の圧力空間38には、圧力がない。コイル54を対応して作動することによって、圧力導管40がピストン52から閉鎖される程度に、ピストン52を圧力導管40の方向に変位させることができる。この位置では、一時的に支配する圧力が圧力導管40で維持される。対応する作動によってピストン52がなおさらに変位させられる場合、供給導管51がピストン52の凹部57を介して圧力導管40に接続される。この位置では、圧縮空気がピストンシリンダユニットの圧力室内に送られ、したがって圧力室が換気される。
ギヤシフト装置は、合計15の弁を有し、10の弁がモジュールベースプレート71に取り付けられ、5つの弁がモジュールカバー72に取り付けられる。ギヤシフト棒35、66、67と69とグループ変速機23とを作動するための5つのピストンシリンダユニット37、73、74、75、78の各々は、弁が各々に割り当てられる2つの圧力室を有する。4つの弁は、クラッチ解除装置を作動するために必要であり、1つの弁はカウンタシャフトブレーキに必要である。
自動変速機の概略図である。 自動変速機のギヤシフト装置の図面である。 ギヤシフト装置のギヤシフトモジュールのモジュールベースプレートの図面である。 モジュールベースプレートの圧縮空気ポートの図面である。 ギヤシフトモジュールのモジュールカバーの図面である。 対称の3位置シリンダの図面である。 電磁作動弁を有するギヤシフト装置の詳細図である。

Claims (9)

  1. 液体作動のピストンシリンダユニット(37、73、74、75、78)によりギヤシフト要素(34、65、68、70)を作動し、前記ピストンシリンダユニット(37、73、74、75、78)の内の複数のピストンシリンダユニット(37、73、74、75)は前記ギヤシフトモジュール(24)に組み込まれる、自動車の自動変速機(20)用のギヤシフトモジュールであって、
    前記ギヤシフトモジュール(24)が、前記複数のピストンシリンダユニット(37、73、74、75)のシリンダの部分と、カウンタシャフトブレーキのハウジング(82)の少なくとも一部及び/又は始動クラッチ(76)のメインクラッチ解除装置(83)の部分と、を形成するモジュールベースプレート(71)を有することを特徴とするギヤシフトモジュール。
  2. 前記モジュールベースプレート(71)が、メインクラッチ解除装置の支持体(83)の少なくとも一部を形成することを特徴とする、請求項1に記載のギヤシフトモジュール。
  3. 前記ギヤシフトモジュール(24)及び前記始動クラッチ(76)が、前部ハウジング部(79)に取り付けられ、
    前記自動変速機(20)の主変速機(22)が、前記前部ハウジング部分(79)に隣接する中央ハウジング部分(80)に取り付けられることを特徴とする、請求項1あるいは2に記載のギヤシフトモジュール。
  4. 前記ギヤシフトモジュール(24)が、モジュールカバー(72)を有し、前記モジュールベースプレート(71)、前記モジュールカバー(72)及び前記前部ハウジング部分(79)が前記複数のピストンシリンダユニット(37、73、74、75)のシリンダを形成することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のギヤシフトモジュール。
  5. 前記ピストンシリンダユニット(37、73、74、75、78)が、対称の3つの位置シリンダとして具体化されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のギヤシフトモジュール。
  6. 前記モジュールベースプレート(71)及び/又は前記モジュールカバー(72)が、作動流体を分配するための管路(84)を有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のギヤシフトモジュール。
  7. 前記モジュールベースプレート(71)及び/又は前記モジュールカバー(72)が、部分的に弁(42)を受け入れるための凹部(49)を有し、前記弁によって、作動流体を、前記ピストンシリンダユニット(37、73、74、75、78)及び/又はメインクラッチ解除装置及び/又はカウンタシャフトブレーキに送り、それらから放出することができることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のギヤシフトモジュール。
  8. 前記モジュールベースプレート(71)及び/又は前記モジュールカバー(72)が、弁(42)を受け入れるための凹部(49)を有し、前記弁によって、作動流体を、前記ギヤシフトモジュール(24)から離間して取り付けられるピストンシリンダユニット(78)に送る及び/又は前記ピストンシリンダユニットから放出することができることを特徴とする、請求項7に記載のギヤシフトモジュール。
  9. 前記ギヤシフトモジュール(24)が、流体導管(10)用のポート(85)を有し、該ポートが、前記ギヤシフトモジュール(24)から離間して取り付けられる前記ピストンシリンダユニット(78)の前記弁(42)用の前記凹部(49)に接続されることを特徴とする、請求項8に記載のギヤシフトモジュール。
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