JP2008540970A - ２重クラッチギアボックス - Google Patents

Abstract

本発明は、エンジンに連結するクラッチ（Ｃ１、Ｃ２）にそれぞれが接続される２つの一次シャフト（２、４）および少なくとも１つの二次シャフト（１０）を有するギアボックスに関し、各一次シャフト（２、４）は、直接使用時にギアボックスの２つのギアを構成する２つの比の関与によって、二次シャフト（１０）に回転可能に連結することができる。本発明は、一次シャフトが、補助シャフト（３０）上に配列された２つの伝達リンク（Ｔ１、Ｔ２）の関与によって、共通の回転方向に沿って互いに回転可能に連結されることができ、それぞれの伝達リンクが、単一の同期スリーブ（１６、２２）の関与によって実施され、第１の伝達リンク（Ｔ１）が、第１の一次シャフト（２）の回転によって第２の一次シャフト（４）の減速を提供し、第２の伝達リンク（Ｔ２）が、第２の一次シャフト（４）のより大きな減速を提供することを特徴とする。

Description

本発明は、自動車の変速システムに使用されるギアボックスに関する。

ある種の知られている２重クラッチを有する自動ギアボックスは、乾燥状態でまたはオイル内で動作することができるクラッチを介してエンジンのシャフトにそれぞれが連結する２つの入力一次シャフトを含む。各一次シャフトは、エンジンから受ける運動を、以下、速度と呼ぶ減少速度をそれぞれ規定する種々の減速比で、駆動ホイールに対してギアボックスの出力に連結する１つまたはいくつかの二次シャフトに伝達する。一方の一次シャフト上および他方の一次シャフト上に交互に配列される速度増加を増大するシーケンスにおいて行われる、運動の同期後のピニオンのクラッチ動作によって、各速度が関与する。

車両の静止状態からの始動は、一方の一次シャフトに連結する最大の減速を与える比を関与させ、次に、このシャフトを駆動する第１クラッチを徐々に締め付けてトルクを伝達することによって行われる。第１の比から第２の比へのシフトは、第２の一次シャフト上に配列された第２の比を関与させ、次に、第２クラッチを閉じるのと同時に第１クラッチを開くことによって実施され、エンジントルクは第１の比から第２の比へ連続的に伝達される。他の速度のシフトは、同様にしてトルク伝達を断絶することなく達成され、それが、良好な快適さと高い性能を提供する。

クラッチコマンドおよびギアシフト装置は、エンジンおよび車両の動作ならびに運転者の要求に関する情報を用いる制御ユニットによって制御されるアクチュエータを含む。

この種のギアボックスの改良が、文献ＤＥ−Ａ１−１００１５３３６に記載されている。エンジンの運動は、２つのクラッチによって、同じ軸上に配列された２つの一次シャフトに伝達され、各一次シャフトは２つの比によって二次シャフトを駆動して４つの速度を達成することができる。横にずれた補助シャフトは、パワートランスファを支持し、所与の減速に関して２つの一次シャフトに回転可能に連結することができ、同期装置に作用する滑りスリーブがパワートランスファに関与する。一次シャフトのクラッチが閉じると、運動は、パワートランスファによって他の一次シャフトに伝達され、次に、比の中の１つによって二次シャフトに伝達され、パワートランスファの減速は使用される比の中の１つと組み合わされて、さらなる速度が達成される。

このパワートランスファは、車両の静止状態からの始動の場合に第１速になる第１の比の減速を増加させ、第６速になる最後の比の速度増加を増大させるのに使用される。

しかし、比の範囲の両側に２つの速度を単に追加することによるこの装置は、さらなる可能性をほとんど提供せず、また、より速い速度のセットによって速度の数をある程度密に増加させることが望まれる現代の実現化の要求をほとんど満たさない。さらに、低い速度をある程度間隔をあけて維持することが望まれる。

本発明は特に、これらの欠点を回避し、上述した問題に対する単純、効率的、かつ費用効率の高い解決策を提供することを目的とする。その対象は、トルクを断絶することなく、いくつかの速度変更を達成するギアボックスであり、それは、ピニオンの数の低減、良好なコンパクトさ、およびコストの低減を維持しながら、広い範囲の速度選択を提供する。

そのために、本発明は、エンジンの第１および第２の連結クラッチにそれぞれ連結する、共有軸を使用する第１の一次シャフトおよび第２の一次シャフト、ならびに、ギアボックスの出力装置に連結する少なくとも１つの二次シャフトを含み、第２の一次シャフトは、第１の比および第３の比の関与によって二次シャフトに回転可能に連結することができ、第１の一次シャフトは、第２の比および第４の比の関与によって二次シャフトに回転可能に連結することができ、直接使用されるこれらの比は、ギアボックスの４つの速度を達成し、その順序の結果として、出力要素の速度の益々大きな速度増加を連続的に達成するギアボックスにおいて、一次シャフトは、それぞれが単一の同期スリーブの関与によって起動される２つのパワートランスファの関与によって同じ回転方向に従って共に回転可能に接続されることができ、第１パワートランスファは、第１の一次シャフトの回転から第２の一次シャフトの減速を達成し、第２パワートランスファは、第２の一次シャフトのより大きな減速を達成することを特徴とするギアボックスを提供する。

本発明によるギアボックスの主要な利点は、４つの比によって直接提供される４つの速度範囲の始めと最後にさらなる速度を追加することを可能にし、種々の比と組み合わせてパワートランスファを数回使用することによって、良好なコンパクトさと少ない部品数数を維持しながら、十分なギア範囲で一連の速度を達成することを可能にすることである。

第２パワートランスファは、好ましくは、第１パワートランスファによって提供される減速より少なくとも２倍大きい減速を提供する。

２つのパワートランスファは、通常、第４の比と組み合わされて、それぞれ、回転速度の大きな増加を提供する第１の付加的な速度および第１の速度より大きな速度増加を提供する第２の付加的な速度を達成する。

第１の付加的な速度から第２の付加的な速度への間接シフトの場合、直接使用される第４の比による一時的な動作のために、エンジントルクが一方のクラッチから他方へ切り換わることができ、次に、第１パワートランスファが解放され、第２パワートランスファが関与し、最後に、エンジントルクが、逆順となってクラッチ間で元に切り換わり、エンジンは、駆動トルクを駆動ホイールに常時供給することができる。

付加的な第１の速度から付加的な第２の速度への直接シフトの場合、トルクを伝達するクラッチはまた、開くことができ、次に、第１パワートランスファが解放され、第２パワートランスファが関与し、最後に、同じクラッチが再び閉じる。

直接使用される第４の比または付加的な第１の速度から付加的な第２の速度へのシフトは、運転者がスロットルを開放したときに、所与の車両速度から達成されることができる。

２つのパワートランスファは、通常、第１の比と組み合わされて、それぞれ、大きな減速を提供する付加的な第１の速度、および第１の速度より大きな減速を提供する付加的な第２の速度を達成する。

車両が、直接使用される第１の比で走行し、車両の速度が所与の閾値よりも減少するときに、付加的な第１の速度が関与することができ、車両がほとんど停止しているときに、付加的な第２の速度が関与する。

一方、第３の比は、第１パワートランスファと組み合わせて使用されて、直接使用される第２の比と直接使用される第３の比との間の付加的な中間の速度が提供され、第２の比から中間の速度へのシフトプロセスは、第３の比が関与する動作と、同時でかつ少なくとも部分的な、第２の一次シャフトのクラッチの閉鎖および第１の一次シャフトのクラッチの開放によって、エンジンのトルクが第１の一次シャフトから第２の一次シャフトへ切り換わる動作と、第１の一次シャフトの減速比が解放される動作と、パワートランスファが関与する動作と、最後の、同時に起こる第１クラッチの閉鎖および第２クラッチの開放によって、エンジンのトルクが、第２の一次シャフトから第１の一次シャフトへと元に切り換わる動作とを連続的に含む。

本発明の特徴によれば、長手方向の孔を含む外部の一次シャフトは、第１の比および第３の比の駆動ピニオンを支持し、外部の一次シャフトを貫通して進む第２の内部の一次シャフトは、第２の比および第４の比の駆動ピニオンを支持する。

補助シャフトによって支持され、かつ、パワートランスファの関与を達成する同期スリーブは、外部の一次シャフトと横方向に一列に並んでいることができる。

第２の比の駆動ピニオンは、補助シャフトを駆動するために使用されることができ、第３の比の駆動ピニオンは、場合によって第２パワートランスファを達成するのに使用されることができる。

変形として、ギアボックスは、第１の比および第３の比によって駆動される第１の二次シャフトおよび第２の比および第４の比によって駆動される第２の二次シャフトを含むことができる。

特別な設計によれば、ギアボックスは、エンジンの端部に軸方向に固定され、このシステムは、車両のフロント駆動ホイール間に横置きされる。

別の特別な設計によれば、二次シャフトは、一次シャフトと軸方向に一列に並んでいる。

本発明のよりよい理解、ならびに、いくつかの他の特徴および利点の明確なビジョンは、例として与えられ、また、添付図面を参照して実施される、以降の詳細な説明を読むことから引き出されるであろう。

図１は、クラッチＣ１およびＣ２を駆動する図示しない動力部からの運動を受け取るギアボックス１を示しており、ギアボックスは、共通軸と一致して配列された、長手方向の孔を含む中空または外部一次シャフト２を駆動する第１クラッチＣ１と、第１クラッチに並置された、外部一次シャフト２の内部を貫通する第２の中実または内部一次シャフト４を駆動する第２クラッチＣ２とを含む。二次シャフト１０は、一次シャフトによってもたらされる運動を受け取り、その運動を、通常はギアボックスに含まれる差動システムに接続される出力ピニオン６を介して車両の駆動ホイールに伝達する。この出力ピニオン６は、クラッチ側の二次シャフト１０の端部に配置される。

内部一次シャフト４は、二次シャフト１０に支持される駆動ピニオン１２に噛み合う、内部一次シャフト４に接続される駆動ピニオン１１を含む、比Ｉと呼ばれる第１の比を介して、および、二次シャフトに同様に支持される駆動ピニオン１４に噛み合う駆動ピニオン１３を含む、比ＩＩＩと呼ばれる第３の比を介して、二次シャフト１０を駆動することができる。従動ピニオンと二次シャフト１０との間に軸方向に配置され、かつ、端部に同期装置およびクラッチ装置を含む滑りスリーブ１６の変位を通じて従動ピニオンを二次シャフト１０に接続することによって、これらの比の各々が関与する。

外部一次シャフト２もまた、二次シャフト１０に支持される駆動ピニオン１８に噛み合う、外部一次シャフト２に接続される駆動ピニオン１７を含む、比ＩＩと呼ばれる第２の比を介して、および、二次シャフトに同様に支持される駆動ピニオン２０に噛み合う駆動ピニオン１９を含む、比ＩＶと呼ばれる第４の比を介して、二次シャフト１０を駆動することができる。従動ピニオンと二次シャフト１０との間に軸方向に配置される滑りスリーブ２２の変位を通じて従動ピニオンを二次シャフト１０に接続することによって、これらの比の各々が関与する。

Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶとして示す４つの二次シャフト比は、連続的に逓減する減速を達成し、二次シャフト１０に益々速い速度を与える。

一次シャフト２、４に向かって横方向にずれた平行な補助シャフト３０は、比ＩＩＩの駆動ピニオン１３に噛み合って補助シャフト３０に接続されるピニオン３２を備えて形成される一対のピニオンを介して内部一次シャフト４に常時回転可能に接続される。この補助シャフト３０は、滑り同期スリーブ４０の変位によって補助シャフト３０に相互依存することができるピニオン３４と、外部一次シャフト２に接続された別のピニオン３６とを含む一対のピニオン３４、３６を含む、Ｔ１として示す第１パワートランスファを支持する。

パワートランスファＴ１の関与によって、２つの一次シャフトは回転可能に接続され、このＴ１接続の２対のピニオン１３、３２および３４、３６の比は、内部一次シャフト４の速度が、比Ｔ１と呼ばれる比に従って外部一次シャフト２の速度に関して減少するように選択される。

ギアボックス１は、さらに、一対のピニオン４２、４４を含むＴ２として示される第２パワートランスファを含み、ピニオン４４は外部一次シャフト２に接続され、ピニオン４２は滑りスリーブ４０を介して補助シャフト３０に回転可能に接続されることができる。

外部一次シャフト２の回転によって始動する場合、パワートランスファＴ１およびＴ２の対のピニオン３４、３６および４２、４４は、パワートランスファＴ２が補助シャフト３０に生じさせる速度が、パワートランスファＴ１が生じさせる速度に比べて低い速度であるように選択される。すなわち、内部一次シャフト４を駆動するパワートランスファＴ２は、パワートランスファＴ１に比べてより高い減速を達成する。

補助シャフト３０上で、ピニオン４８は、ピニオン４２のハブによって支持され、滑りスリーブ４６を介して補助シャフトに接続されることができ、このピニオン４８は、比Ｉの駆動ピニオン１１にそれ自体が噛み合う、回転自在のシャフト上に搭載されるピニオン５０と噛み合う。エンジンからもたらされる運動は、クラッチＣ１、対のピニオン４４、４２によって、次に、ピニオン４８、５０、および１１によって伝達されて、バックギア比を供給する二次シャフト１０の走行方向の反転を達成する。

ピニオンは、以下の順序でクラッチＣ１、Ｃ２から始まって軸方向に配列される。すなわち、少なくとも部分的に出力ピニオン６と横方向に一列に並んだパワートランスファＴ１の対のピニオン３４、３６、間にスリーブ２２が取り付けられた比ＩＩとその次の比ＩＶ、第２パワートランスファＴ２の対のピニオン４２、４４、間にスリーブ１６が取り付けられた比Ｉとその次の比ＩＩＩの順序である。

スリーブ４０、４６は、それぞれスリーブ２２、１６と横方向におおよそ一列に並んでいるが、一次シャフト２、４と、一方で二次シャフト１０、他方で補助シャフト３０との間の横方向の距離は、適度に小さくすることができ、スリーブは、ある程度大きな外径を持つが、対のピニオンによって直接接続される２つの隣接するシャフト上に配列されないことが留意される。

図２の表は、図１のギアボックスの動作を示し、１〜９で示す速度を示す第１欄６０、クラッチＣ１が関与する比を示す第２欄６２、およびクラッチＣ２が関与する比を示す第３欄６４を含む。

第１速は、比ＩとパワートランスファＴ２を関与させることによって稼動状態になり、次に、クラッチＣ１が徐々に閉じられ車両を始動させ、トルクが、２つの比、パワートランスファＴ２と比Ｉによって連続的に伝達される。

第２速のシフトは、クラッチＣ２を閉じると同時にクラッチＣ１を開けることによって外部一次シャフト２から内部一次シャフト４へエンジントルクを徐々に切り換えることによって行われる。比Ｉは、エンジンの比である内部一次シャフト４の速い速度の場合を除いて関与したままである。シフトの終了時に、パワートランスファＴ２を解放することができる。トルクの断絶の無いこのシフトは、連続した線で表に示される。

第３速へのシフトの場合、比ＩＩが関与し、次に、エンジントルクがクラッチＣ１からクラッチＣ２へ徐々に切り換わる。シフトの終了時に、比Ｉを解放することができる。

第４速へのシフトは、比ＩＩＩの関与によって準備され、次に、エンジントルクがクラッチＣ２からクラッチＣ１へ一時的に切り換わる。次に、比ＩＩが解放され、パワートランスファＴ２が関与し、最後に、エンジントルクがクラッチＣ２からクラッチＣ１へと反対に戻って切り換わる。次に、内部一次シャフト４の減速に関して、比ＩＩＩが使用される。

比ＩＩＩを介した一時的なシフトは、第４速に達することになるエンジン速度以上のエンジン速度を維持するようにクラッチＣ２の滑りを制御することによって達成することができる。エンジントルクがクラッチＣ２からクラッチＣ１へと元に切り換わると、エンジン速度の同期がクラッチＣ２によって以前に終了していない場合、クラッチＣ１はエンジン速度の同期を終了することができる。

こうして、速度シフトは、エンジン速度の安定しかつ連続した減少によって漸進的であり、比ＩＩＩを介した一時的なシフトは、運転者によって知覚されず、エネルギーを消費し車両にブレーキをかけることになるエンジンフライホイールの速度の低下とそれに続く上昇によって、性能は低下しない。

第５速のシフトは、滑りを維持しながらクラッチＣ２を締め付けることによって、一時的に比ＩＩＩにトルクを加えることで行われ、次に、パワートランスファＴ２が解放され、トルクはクラッチＣ２からクラッチＣ１へと元に切り換わる。同様に、クラッチＣ２の滑りは、エンジン速度の安定しかつ連続した降下を達成することを可能にする。

直接使用される比ＩＩＩに相当する第６速のシフトは、クラッチＣ１からクラッチＣ２にトルクを切り換えることによって行われる。直接使用される比ＩＶに相当する第７速のシフトは、比ＩＶを関与させることによって、および、クラッチＣ２からクラッチＣ１にトルクを切り換えることによって実施される。

第８速のシフトは、パワートランスファＴ１を関与させ、次に、クラッチＣ１からクラッチＣ２にトルクを切り換えることによって行われる。比ＩＶは、パワートランスファＴ１が直列である状態で使用され、この場合、エンジンの速度に関して外部一次シャフト２の速度増加を与える。

エンジンの速度に関して外部一次シャフト２のより大きな速度増加を与えるパワートランスファＴ２と共に比ＩＶを使用する第９速は、いくつかの方法でシフトされることができる。

第１の方法は、ホイールにエンジントルクを加え続けることによって第７速から直接得られるものであり、パワートランスファＴ２が関与し、次に、エンジントルクがクラッチＣ１からクラッチＣ２に切り換わる。第２の方法は、クラッチＣ２からクラッチＣ１への切り換えによって第７速を一時的に経由することによって、ホイールにエンジントルクを加え続けることによって第８速から達成され、次に、パワートランスファＴ１が解放され、パワートランスファＴ２が関与し、エンジントルクがクラッチＣ１からクラッチＣ２へと元に切り換わる。この場合、第７速を通じた一時的なシフトは、エンジン速度の増加をもたらし、これらの速度間の差が減少し、かつ、大きな速度増加を提供するこれらの比が、一般にある程度低いエンジン回転速度と共に使用されるため、エンジン速度の増加が制限される。

第８速から第９速へシフトする第３の方法は、トルクが断絶された状態で行なうことができ、クラッチＣ２が開き、パワートランスファＴ１が解放され、パワートランスファＴ２が関与し、次に、クラッチＣ２が閉じる。

この最後の速度の特別な使用は、十分に速い車両速度を有する２つの以前の速度から始まって運転者がスロットルを開放するときに、エンジンの回転速度、したがってその制動力を減少させるためにパワートランスファを関与させることにある。このギアのシフトは、エンジントルクが存在しない状態で起こるため、運転者によって知覚されないであろう。スロットルに関する最初の要求において、ギアボックスは第７速に戻って十分な牽引力を与え、次に、必要であれば、牽引トルクを断絶せずに第８速に戻る。

速度のシフトダウンもまた、トルクを断絶することなく、動作の順序を逆にすることによって達成される。第５速から第４速への（または第４速から第３速への）シフトは、一時的に比ＩＩＩを使用し、エンジントルクは、クラッチＣ２の滑りを制御することによってクラッチＣ１からクラッチＣ２に切り換えられて、エンジン速度が、第４速（または第３速）に関して達するであろう速度を超えることなく、エンジン速度の連続上昇が達成される。次に、パワートランスファＴ１（またはＴ２）が解放され、パワートランスファＴ２（または比ＩＩ）が関与し、最後に、トルクが、クラッチＣ２からクラッチＣ１へと元に切り換わる。

ギアボックス１は、第９速または第８速から始まるいくつかの速度を、第７速に進むためにいずれの比にも関与することなく、次に、第６速へのシフティングに対して１回の関与によって、そして最後に、第５速、第４速、または第３速へのシフトに対して１回だけの関与によって、迅速にシフトダウンすることを可能にする。

表に破断線で示す第７速から第２速への直接的なシフトもまた、比Ｉの１回の関与しか必要とせず、クラッチＣ１からクラッチＣ２への切り換えによって実施される。さらに、ある速度で運転中に、運転者の要求の可能性に応じて、１つまたは複数の速度をシフトダウンするのに使用されることになる比を予測して関与させ続けて、シフトダウンが起こった場合にシフト時間を低減することが可能である。

ギアボックスのギア範囲は興味深い。例えば１．１５〜１．３０に含まれる、パワートランスファＴ１の減少比についてのある程度低い値、および比ＩＩＩと比ＩＶとの速度差についての同様の値を選択することによって、第５速と第８速との間で、ある程度密な一連の差が達成される。第３速と第４速との間の差ならびに第２速と第３速との間の差は、より大きな値を持って自由に選択される。

第１速と第２速との間で、例えば１．４０〜１．８０に含まれる減速比を持つパワートランスファＴ２は、大きな差を達成する。さらに、第５速または第８速は、一連のより速い速度についての差を制限するパワートランスファＴ２によって、値の差が同様に与えられる２つの速度の中間に適合する。

このギアボックス１は、利用可能な長さを制限する、車両内でホイール間を横切って設置されるエンジンの端部に搭載されるのに特に適し、スリーブおよびピニオンの数の減少によって、ギアボックス１に短い軸方向長さを提供する。ギアボックスは、４つの同期スリーブと単一の出力シャフトだけを使用することによって、最大９つの速度とバックギアを達成することができ、２つの速度について少なくとも１つのスリーブと２つの出力シャフトを必要とする従来の解決策と比較して、単純、コンパクトな、かつ費用効率の高い実現策を示す。

図３に示すギアボックス１０１に関して、比ＩＩおよびＩＶは、クラッチＣ１によって駆動される内部一次シャフト１０２上に配列され、一方、比ＩおよびＩＩＩは、クラッチＣ２によって駆動される外部一次シャフト１０４上に配列され、したがって、２つのクラッチの位置は、図１と比較して逆になっている。クラッチから引き続いて軸方向に、出力ピニオン１０６、間に制御スリーブ１１６を備える比ＩおよびＩＩＩ、次に、間に制御スリーブ１２２を備える比ＩＩおよびＩＶ、を有する。

補助シャフト１３０は、一対のピニオン１５０、１５２によって内部一次シャフト１０２に回転可能に接続され、これらのピニオンは、これらのシャフトにそれぞれ接続され、かつ、軸方向にギアＩＩとＩＩＩとの間に配置される。その減速比は、他のギアボックス比とは無関係に選択することができる。

補助シャフト１３０は、外部一次シャフト１０４に接続される第２ピニオン１３６に噛み合う滑り同期スリーブ１５４を介して相互依存させることができるピニオン１３４を支持する。これらのピニオンは、軸方向にクラッチと第１の比Ｉとの間に、少なくとも部分的に一列に並んで配列される。このピニオン１３４に関与することによって、２つの対の連続するピニオン１５２、１５０および１３４、１３６の減速比の積に等しい減速比Ｔ１に従って、同じ方向に回転する２つの一次シャフト間でパワートランスファＴ１が達成される。

補助シャフト１３０は、第３の比ＩＩＩの駆動ピニオン１１３に噛み合う滑り同期スリーブ１５６を介して相互依存させることができる別のピニオン１４２を支持する。理想的には、ピニオン１５６に関与することによって、２つの対の連続するピニオン１５２、１５０および１４２、１１３の減速比の積に等しい減速比Ｔ２に従って、同じ方向に回転する２つの一次シャフト間でパワートランスファＴ２が達成される。

パワートランスファＴ２に関与するスリーブ１５６はまた、ピニオン１４８を支持する補助シャフト１３０にピニオン１４８を回転可能に接続することによって、バックギアＲに関与するために使用される。このピニオン１４８は、比Ｉの駆動ピニオン１１１にそれ自体が噛み合う回転自在のピニオン１４４に噛み合い、付加的なピニオン１４４の介在が走行方向の逆転を達成する。

図４に示すギアボックス１６１は、図３のギアボックスと類似しているが、内部一次シャフト１０２による補助シャフト１３０の駆動が異なり、その駆動は、補助シャフト１３０に接続されるピニオン１５０に噛み合う比ＩＩの駆動ピニオン１１７によって達成される。駆動ピニオン１１７は、比ＩＩと補助シャフト１３０の駆動とのために共通であり、ピニオンが少なくなり、ギアボックスが軸方向に短くなる。

他方、パワートランスファＴ２の比は固定されており、比ＩＩとＩＩＩとの比の差におおよそ等しい。しかし、補助シャフト１３０と一次シャフト１０２、１０４との間の距離を変更することによって、この比の調整パラメータが得られる。

パワートランスファＴ１、Ｔ２の位置は交換でき、そのため、バックギアＲの同期スリーブ１５６は、パワートランスファＴ１に関与するために使用される。しかし、外部一次シャフト１０４に接続されるピニオン１３６は、この場合、より大きな直径を有することになり、特に出力ピニオン１０６に関してそのレイアウトを確定することができる。

パワートランスファＴ１の同期スリーブ１５４は、軸方向においてクラッチと被制御ピニオン１３４との間で補助シャフト１３０の端部に配置され、かつ、出力ピニオン１０６と横方向に一列に並んでおり、これがギアボックスの軸方向長さを増加させない利点を有することが留意される。

さらに、補助シャフト１３０は、内部一次シャフト１０２の駆動ピニオン１１７を超えて軸方向に存在せず、したがって、他のシャフトより短く、ギアボックスの後ろに自由空間を残し、いくつかの部品、特に車両本体の部品をより容易に設置することを可能にする。この短いシャフトは、軽量で、あまり費用がかからず、かつ屈曲が低減され、ギア列の効率および動作ノイズを改善することを可能にする。

この他に、補助シャフトは、一次シャフトに接続されるだけであり、その位置は、シャフト間の距離を維持しながら円の弧に従って変わることができ、そのレイアウトに役立つ。

ギアボックス１０１、１６１の他の利点は、最も大きな力を伝達する最も小さな比Ｉの駆動ピニオン１１１が、クラッチに隣接して配置される一次シャフトの支持軸受に最も近い外部一次シャフト１０４上に配置されることである。

図示しない変形によれば、補助シャフト１３０に接続されるピニオン１５０は、第２の比ＩＩの駆動ピニオン１１７に噛み合い、補助シャフトによって支持される第２パワートランスファＴ２のピニオン１４２は、外部一次シャフト１０４に接続されるピニオンに噛み合う。こうして、外部一次シャフト１０４に接続される２つのパワートランスファＴ１、Ｔ２の２つのピニオンは、小さな直径を有することができ、特に、出力ピニオン１０６に関してそのレイアウトに役立つ。

図５および図７は、２つのパワートランスファＴ１、Ｔ２を有するギアボックスによって達成可能な２つの組合せの例を示し、図６および図８は、図５および図７からそれぞれ実現可能な、速度の減少値の一部の例を示す。

図５は、先のギアボックスの動作モードを示し、欄１６０は、１〜７として示す７つの速度と、２−として示す速度を含み、第２欄１６２は、開状態が０で閉状態が１の、クラッチＣ１の状態であり、第３欄１６４はクラッチＣ２の状態であり、第４欄１６６は、関与する比およびパワートランスファである。

第１速は、パワートランスファＴ２と組み合わせた比Ｉを使用して、この比に連結した一次シャフトの大きな速度減少を提供し、車両の停止からの始動に使用される。第２速から第５速へは、比ＩからＩＶを直接的に使用する。第６速は、パワートランスファＴ１と組み合わせた比ＩＶを使用して、この比に連結した一次シャフトの回転速度増加を提供し、第７速はまた、パワートランスファＴ２と共に比ＩＶを使用して、より大きな速度増加を提供する。これらの２つの最後の比のシフトは、図２について述べたシフトと同様に行なうことができる。

２−として示す付加的な速度は、第１速と第２速との間に挿入され、パワートランスファＴ１と組み合わせて比Ｉを使用し、第１速よりも小さい速度減少を提供する。破断線で示すこの速度へのシフトは、パワートランスファＴ１を関与させ、次にクラッチＣ２からクラッチＣ１へトルクを切り換えることによって、第２速から実施される。

この付加的な２−速の考えられる使用は次の通りである。車両が、第２速で走行しており、停止には達しないかなりの速度減少中に、たとえば、車両が町の交差路において１０ｋｍ／時間で曲がるとき、従来のギアボックスの設計者は、第１速にシフトバックする案か第２速に留まる案のいずれかを選択する。第１速にシフトバックする案は、長い同期時間とかなり高い回転速度でのエンジンのブーストを必要とし、遅く、第１速と第２速との減少差が与えられると不快であり、さらに、しばらくして、第２速に再びシフトされる。

この最後の場合、エンジン回転速度が過剰に減少し、エンジンの回転がますます不規則になり、それが、不快となり、かつ、エンジンおよびその部品に損傷を与える可能性がある場合、回転速度を十分に高く維持するために、クラッチＣ２の滑りを予定することを余儀なくさせる。そのため、クラッチで浪費されるエネルギー、加熱および磨耗は、速度差が大きいのと同様に高い。さらに、トルクが増大しない。

２−速度は魅力的であり、小さな差によって許容される迅速でかつ快適なシフトは、第２速よりも減少した速度を提供し、クラッチＣ２の滑りの減少によって同様に実施されることができるある種の操作を可能にする。車両がさらに速度を落とし、ほとんど停止状態に達している場合、停止からの次の始動を準備するために、第１速が関与する。他方、運転者が加速する場合、減速比の差がある程度低いため、第２速へのシフトは円滑に実施され、２−速は、第１速へのシフトによって生じる時間損失無しに、第２速によるのに比べて大幅な車両加速が可能になる。

ある程度ゆっくりした第２速での走行中、クラッチＣ２からクラッチＣ１へトルクを瞬時に切り換えることによって、要求がある場合に強い加速を迅速に提供するという予測によってパワートランスファＴ１を関与させることが可能である。この迅速な対応は、たとえば、別の車両を回避するために交差路の迅速な走行が必要とされるときの安全事項である。

さらに、この２−速はまた、滑る道路上のような特別な状況において車両の始動速度であることができ、ホイールに供給されるトルクの減少が、スピンの危険を減らす。

図６は、図５に示す動作モードの実現例を示し、欄１７０は、速度の減少値を示し、欄１７２は、各速度間の差を示し、第１速から最後の速度までの総合の差を一番下に示す。好ましくは、第１速から第６速に向かって、差が徐々に減少する。そうするために、パワートランスファＴ２は、第１速と第２速との差（１．５０）より大きいな減速比（１．６０）を有する。

さらに、パワートランスファＴ２の減速比（１．６０）は、パワートランスファＴ１の減速比（１．２２）の２倍より大きく、第５速と第６速との差と比べてより大きな第６速と第７速との差をもたらし、最後の速度が、非常に減少した速度になり、消費を減少させるためのある程度ゆっくりしたエンジン回転によって迅速に走行することが可能になる。

図７は、変形として、パワートランスファＴ１と直列の比ＩＩＩを使用する付加的な速度、第４速を含んだ、８つの速度を有する動作モードを示す。第３速から第４速へのシフトは、図２に示すように直接使用される比ＩＩＩの一時的な使用を含み、比ＩＩＩを関与させた後に、クラッチＣ２を締め付けることによって比ＩＩＩにトルクを一時的に加えることによって達成され、次に、比ＩＩが解放され、パワートランスファＴ１が関与し、トルクがクラッチＣ２からクラッチＣ１へと元に切り換わる。第４速を使用するときに達することになる回転速度より下がることなく、ギアシフト中にエンジン速度の安定しかつ連続した降下を達成するために、クラッチＣ２上で滑りを維持することができる。

しかし、パワートランスファＴ１と組み合わせてだけ使用される比ＩＩＩは、クラッチＣ２の摩擦エネルギーを制限することを可能にする。

図８は、図７に示す動作モードの実現例を示す。第５速と第６速との差（１．２３）は、パワートランスファＴ１の減速比にほぼ等しく、第４速から第７速へ向かうほぼ一定の一連の差を達成することを可能にすることが留意される。

図６について、パワートランスファＴ２の減速比（１．５９）を、パワートランスファＴ１の減速比の２倍より大きくすることができ、前の３つの差と比べて、第７速と第８速との間のより大きな差をもたらし、非常に減少した最後の速度が達成される。

より多くの速度が、第１速から８より大きくてもよい最後の速度への総合の差を増加させることや、非常に減少した第１速または非常に増大した高い速度を達成することを可能にする。さらに、より近接した速度を達成することも可能である。

図９に示すギアボックス２０１は、以下の変形を含む。２つの二次シャフト２１０、２１１は、それぞれ、横方向に一列に並んだ出力ピニオン２０６、２０７に接続され、内部一次シャフト１０２は、軸方向に並んだ２つの駆動ピニオン１１７、１１９を有する。

第１出力シャフト２１０は、比ＩおよびＩＩＩを達成するために、同期スリーブ１１６が間にある状態で２つの従動ピニオン１１２、１１４を支持するだけである。同様に、第２出力シャフト２１１は、軸方向に並んだ２つの従動ピニオン２１８、２２０を支持するだけであり、同期スリーブ２２２は、出力ピニオン２０７に隣接して並ぶ２つのピニオンの外側にずれる。スリーブ２２２から最も離れた従動ピニオン２２０は、スリーブの軸方向端の前にある同期要素に接続するために、ピニオンに対向する、従動ピニオン２１８を貫通し、次にスリーブ２２２を通って進むハブを含む。同期要素は、外側を通って半径方向に進むスリーブ２２２の一部によって迂回されて、二次シャフト２１１への回転接続のために、このスリーブをスプライン２２３に接続することを可能にする。

この変形は、各二次シャフトについて１つのスリーブと２つの従動ピニオンを含むだけであり、剛性シャフトを備えて軸方向に非常に短く、車両内により容易に設置することができ、エンジンの横置きを可能にする。

図１０は、エンジンシャフトと一列に並んだ出力二次シャフト３５８を有し、先に規定した動作モードに従って動作することができるギアボックスを示す。

クラッチから軸方向に、２つのパワートランスファＴ１、Ｔ２を達成するために、クラッチＣ１によって駆動される外部一次シャフト３５０と中実の補助シャフト３５４を回転可能に接続する一対のピニオン３６０、３６２、２つのパワートランスファＴ１、Ｔ２をそれぞれ実現する２対のピニオン３９０、３９２および３９４、３９６であって、これらの対の間に軸方向に設置されたスリーブ３９８の制御によって、クラッチＣ２によって駆動される内部一次シャフト３５２を中実の補助シャフト３５４に接続することができる２対のピニオン３９０、３９２および３９４、３９６が見出される。ピニオン３９６は、中実の補助シャフト３５４を囲む中空の補助シャフト３５６に接続される。

比ＩＩＩを達成するために、スリーブ３７４は、内部一次シャフト３５２の端を出力二次シャフト３５８の端に回転可能に接続することができ、対のピニオン３７０、３７２は、Ｉとして示す比を達成するために、スリーブ３７４の制御によって、中空の補助シャフト３５６を二次シャフト３５８に回転可能に接続することができる。

Ｒとして示すバックギア比を達成するために、スリーブ３６８は、ピニオン３８６を他の中実の補助シャフト３５４に回転可能に接続することができ、このピニオン３８６は、回転自在のシャフト上に搭載されるピニオン３９０を通じて、二次シャフト３５８に接続されるピニオン３８８に噛み合う。そして、最後に、２対のピニオン３７６、３７８および３８０、３８２は、これらの対の間に軸方向に設置されたスリーブ３８４の制御によって中実の補助シャフト３５４を二次シャフト３５８に回転可能に接続することができる。

パワートランスファＴ１、Ｔ２は、内部一次シャフト３２５を外部一次シャフト３５０に回転可能に接続することを可能にし、パワートランスファＴ２は、パワートランスファＴ１が与える速度に比べて、内部一次シャフト３５２に対してより低い速度を与える。こうして、クラッチＣ１を使用することによって、比ＩおよびＩＩＩについて可能な２つの速度減少があり、また、クラッチＣ２を使用することによって、比ＩＩおよびＩＶについて可能な２つの速度増加がある。

示された種々の変形について、パワートランスファＴ１、Ｔ２は、単一のスリーブの移動によって関与し、このことが、制御を単純化し、かつコストを低減することが留意される。

一般的に言えば、比とトランスファとの組合せを変更することによって他の変形を達成することができ、各比の３倍を使用することによって全部で１２速を達成することができ、速度シフトは、トルクの断絶の有無にかかわらず達成される。クラッチは、乾燥状態でまたはオイル内で作動する、種々の技術を使用することができる。各クラッチは、それ自体にねじり振動減衰デバイスを含むことができる、または、単一のダンパデバイスをクラッチとエンジンとの間の上流に搭載することができる。

本発明の興味深い応用は、軽量車、商用車、４輪駆動車、または農業車のような種々の車両について実現可能である。

本発明によるギアボックスの図である。 ギアボックスの動作を示す表である。 第１の変形によるギアボックスの図である。 第２の変形によるギアボックスの図である。 第１の動作変形を示す表である。 第１の動作変形についていくつかの値の例を示す表である。 第２の動作変形を示す表である。 第２の動作変形についていくつかの値の例を示す表である。 第３の変形によるギアボックスの図である。 第４の変形によるギアボックスの図である。

Claims (15)

1. エンジンに連結する第１クラッチ（Ｃ１）および第２クラッチ（Ｃ２）にそれぞれ連結する、共有軸を使用する第１の一次シャフト（２、１０２、３５０）および第２の一次シャフト（４、１０４、３５２）、ならびに、ギアボックスの出力装置に連結する少なくとも１つの二次シャフト（１０、１１０、３５８）を含み、前記第２の一次シャフト（４、１０４、３５２）は、第１の比（Ｉ）および第３の比（ＩＩＩ）の関与によって二次シャフト（１０、１１０、２１０、３５８）に回転可能に連結することができ、前記第１の一次シャフト（２、１０２、３５０）は、第２の比（ＩＩ）および第４の比（ＩＶ）の関与によって二次シャフト（１０、１１０、２１０、３５８）に回転可能に連結することができ、直接使用されるこれらの比は、ギアボックスの４つの速度を達成し、その順序の結果として、前記出力要素の速度の益々大きな速度増加を連続的に達成するギアボックスにおいて、前記一次シャフトは、それぞれが単一の同期スリーブ（１６、２２、１１６、１２２、２２２、３９８）の関与によって起動される２つのパワートランスファ（Ｔ１、Ｔ２）の関与によって同じ回転方向に従って共に回転可能に接続されることができ、前記第１パワートランスファ（Ｔ１）は、前記第１の一次シャフト（２、１０２、３５０）の回転から前記第２の一次シャフト（４、１０４、３５２）の減速を達成し、前記第２パワートランスファ（Ｔ２）は、前記第２の一次シャフト（４、１０４、３５２）のより大きな減速を達成することを特徴とするギアボックス。
2. 前記第２パワートランスファ（Ｔ２）は、前記第１パワートランスファ（Ｔ１）によって提供される減速より少なくとも２倍大きい減速を提供することを特徴とする請求項１に記載のギアボックス。
3. 前記２つのパワートランスファ（Ｔ１、Ｔ２）は、前記第４の比（ＩＶ）と組み合わされて、それぞれ、回転速度の大きな増加を提供する第１の付加的な速度、および前記第１の速度より大きな速度増加を提供する第２の付加的な速度を達成することを特徴とする請求項１または２に記載のギアボックス。
4. 前記付加的な第１の速度から前記付加的な第２の速度への間接シフトの場合、直接使用される前記第４の比（ＩＶ）による一時的な動作のために、エンジントルクが一方のクラッチ（Ｃ２）から他方（Ｃ１）へ切り換わり、次に、前記第１パワートランスファ（Ｔ１）が解放され、前記第２パワートランスファ（Ｔ２）が関与し、最後に、エンジントルクは逆順となってクラッチ間で元に切り換わり、前記エンジンは、駆動トルクを駆動ホイールに常時供給することができることを特徴とする請求項３に記載のギアボックス。
5. 前記付加的な第１の速度から前記付加的な第２の速度への直接シフトの場合、トルクを伝達するクラッチ（Ｃ２）が開き、次に、前記第１パワートランスファ（Ｔ１）が解放され、前記第２パワートランスファ（Ｔ２）が関与し、最後に、同じクラッチ（Ｃ２）が再び閉じることを特徴とする請求項３に記載のギアボックス。
6. 前記直接使用される第４の比ＩＶまたは前記付加的な第１の速度から前記付加的な第２の速度へのシフトが、所与の車両速度から始動する場合、運転者がスロットルを開放したときに達成されることを特徴とする請求項５に記載のギアボックス。
7. 前記２つのパワートランスファ（Ｔ１、Ｔ２）は、前記第１の比（Ｉ）と組み合わされて、それぞれ、大きな減速を提供する付加的な第１の速度、および前記第１の速度より大きな減速を提供する付加的な第２の速度を達成することを特徴とする先の請求項のいずれか１項に記載のギアボックス。
8. 前記車両が、前記直接使用される第１の比（Ｉ）で走行し、前記車両の速度が所与の閾値よりも減少するとき、前記付加的な第１の速度が関与し、さらに前記車両がほとんど停止しているときに、前記付加的な第２の速度が関与することを特徴とする請求項７に記載のギアボックス。
9. 前記第３の比は、前記第１パワートランスファ（Ｔ１）と組み合わせて使用されて、前記直接使用される第２の比（ＩＩ）と前記直接使用される第３の比（ＩＩＩ）との間の付加的な中間の速度が提供され、前記第２の比（ＩＩ）から前記中間の速度へのシフトプロセスは、前記第３の比（ＩＩＩ）が関与する動作と、同時でかつ少なくとも部分的な、前記第２の一次シャフト（４、１０４、３５２）のクラッチ（Ｃ２）の閉鎖および前記第１の一次シャフト（２、１０２、３５０）のクラッチ（Ｃ１）の開放によって、前記エンジンのトルクが前記第１の一次シャフト（２、１０２、３５０）から前記第２の一次シャフト（４、１０４、３５２）へ切り換わる動作と、前記第１の一次シャフト（２、１０２、３５０）の減速比（ＩＩ）が解放される動作と、前記パワートランスファ（Ｔ１）が関与する動作と、最後の、同時に起こる前記第１クラッチ（Ｃ１）の閉鎖および前記第２クラッチ（Ｃ２）の開放によって、前記エンジンのトルクが、前記第２の一次シャフト（４、１０４、３５２）から前記第１の一次シャフト（２、１０２、３５０）へと元に切り換わる動作と、を連続的に含むことを特徴とする先の請求項のいずれか１項に記載のギアボックス。
10. 長手方向の孔を含む前記外部の一次シャフト（２、１０４）は、前記第１の比（Ｉ）および前記第３の比（ＩＩＩ）の駆動ピニオンを支持し、前記外部の一次シャフトを貫通して進む前記第２の内部の一次シャフト（４、１０２）は、前記第２の比（ＩＩ）および前記第４の比（ＩＶ）の駆動ピニオンを支持することを特徴とする先の請求項のいずれか１項に記載のギアボックス。
11. 補助シャフト（３０、１３０）によって支持され、かつ、前記パワートランスファ（Ｔ１、Ｔ２）の関与を達成する前記同期スリーブ（４０、１５４、１５６）は、前記外部の一次シャフト（２、１０４）と横方向に一列に並んでいることを特徴とする請求項１０に記載のギアボックス。
12. 前記第２の比（ＩＩ）の駆動ピニオン（１１７）は、補助シャフト（３０、１３０）を駆動するのに使用され、前記第３の比（ＩＩＩ）の駆動ピニオン（１１３）は、前記第２パワートランスファ（Ｔ２）を達成するのに使用できることを特徴とする先の請求項のいずれか１項に記載のギアボックス。
13. 前記第１の比（Ｉ）および前記第３の比（ＩＩＩ）によって駆動される第１の二次シャフト（２１０）、および前記第２の比（ＩＩ）および前記第４の比（ＩＶ）によって駆動される第２の二次シャフト（２１１）を含むことを特徴とする先の請求項のいずれか１項に記載のギアボックス。
14. エンジンの端部に軸方向に固定され、このシステムは、車両のフロント駆動ホイール間に横置きされることを特徴とする先の請求項のいずれか１項に記載のギアボックス。
15. 前記二次シャフト（３５８）は、前記一次シャフト（３５０、３５２）と軸方向に一列に並んでいることを特徴とする先の請求項のいずれか１項に記載のギアボックス。

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