JP2015525331A

JP2015525331A - 変速機システム

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Publication number: JP2015525331A
Application number: JP2015517798A
Authority: JP
Inventors: デイヴィット・ケリー; ペドロ・ザバラ; アンドリュー・ハリソン; マーク・フィンドレイ; アレックス・ティリー−バーゾール
Original assignee: エボリュート・ドライヴズ・リミテッド
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2015-09-03
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Also published as: HK1209815A1; KR20150035809A; JP6305996B2; EP2864662A1; US9638315B2; WO2013190126A1; US20150176702A1; CN104769320B; CN104769320A; EP2864662B1

Abstract

第1のシャフト(10)に回転可能に搭載された少なくとも1つの浮動歯車(14a、16a、18a)と、少なくとも1つの浮動歯車(14a、16a、18a)と第1のシャフト(10)との間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを備え、歯車作動システムは、少なくとも1つの浮動歯車(18a)の第1の側面に配置された摩擦境界面(30)との摩擦係合のための摩擦境界面(28)を備える第1の装置(28、30)と、少なくとも1つの浮動歯車(18a)の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面(25)との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置(25、26)とを備え、それによって、浮動歯車(18a)は、摩擦境界面(28/30)および/または固定境界面(25/26)によって第1のシャフト(10)に回転可能に連結可能である変速機システム(8)。

Description

本発明は、変速機システムまたはギアボックス、ギア選択のための作動装置、および、ギア選択の方法に関し、特には、しかし排他的ではないが、ギアと摩擦係合するように構成されると共に異なるギアとの係合を固定するように構成された作動装置を備える変速機システムまたはギアボックス、および、ギア比同士の間でパワーシフトする方法に関する。

回転する動力源、エンジン、またはモータとの間で速度およびトルクの変換を提供するために、ギアボックスとしても知られる変速機を車両に設けることが知られている。例えば、内燃機関のクランクシャフトと、ロードホイールを駆動する1つまたは複数の差動装置に連結されたドライブシャフトとの間である。

典型的な手動式変速機は、入力シャフトと出力シャフトとを備えている。入力シャフトは、クラッチおよびフライホイールを介して、エンジンのクランクシャフトに連結されている。

出力シャフトは、ドライブシャフトおよび1つまたは複数の差動装置または追加の歯車を介して、駆動ホイールに連結されている。

入力シャフトは、普通ははすば歯車である複数の歯車を備えており、それら歯車は入力シャフトに固定されている。出力シャフトは、入力シャフトの各々の歯車に対して1つずつとされた複数の歯車を備え、出力シャフトの歯車は、「浮動」であり、言い換えれば、出力シャフトの周りに自由に回転するように軸受に搭載されている。

出力シャフトは、自身に固定的に搭載された複数の作動装置も備えており、それら作動装置は出力シャフトと共に回転する。

作動装置は、典型的にはドッグクラッチである、浮動歯車に固定するための固定機構を備えている。

円錐クラッチをドッグクラッチと組み合わせて同期装置を作り出すことが知られており、円錐クラッチは、最初に、浮動歯車の速度を出力シャフトと一致させるために、選択された歯車と摩擦係合しており、速度が一致されると、作動装置が、ドッグクラッチと係合することで、歯車との固定した係合へと移動させられる。

作動装置は、異なる歯車と係合するために、両側に円錐クラッチとドッグクラッチとを備えてもよい。

個々の歯車を選択または作動する過程は、歯車とシャフトの速度とを同期する助けとなる初期摩擦段階を含む。この段階において、作動装置に設けられた鞘体がその行程を塞ぐ環体に押し当たり、これが、摩擦境界面に力を加える。

速度が同期するとき、塞いでいる環体が行程から押し出され、鞘体はその歯車へと向かう移動を自由に続けられる。塞いでいる環体が移動されると、同期装置は、作動装置が中立位置へと戻されて過程が再び開始されない場合、それ以上の摩擦を発生させることはできないことになる。歯車の初期速度およびシャフトの初期速度が同期する場合、摩擦局面が作動されることはない。摩擦局面が完了され、鞘体が歯車の固定境界面まで移動した後、鞘体がドッグクラッチを用いるシャフトに歯車を固定する状態で固定局面が行われる。作動装置を中立位置へと戻すとき、摩擦局面が再び作動されることは不可能であり、実施される唯一の作業は歯車の解放であり、解放段階の間はトルクまたは速度の制御はない。

本発明は、先行技術の問題を克服しようと、または、少なくとも緩和しようとすることである。

本発明が車両について具体的な用途がある一方で、本発明が他の用途で用いられ得ることが想定されており、例えば、本発明が、発電、ポンプ用途、船舶用途、および産業用途で用いられ得ることが予測される。

本発明の第1の態様は、変速機システムのギア比を変えるための方法を提供し、その方法は、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、第1の浮動歯車と第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、歯車作動システムは、第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、第1の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第2の浮動歯車を提供するステップであって、歯車作動システムは、第2の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第3の装置と、第2の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第4の装置とを備えるステップと、
第1の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第1の装置の摩擦境界面を第1の浮動歯車の摩擦境界面と係合するステップと、
第2の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第2の装置の固定境界面を第1の浮動歯車の固定境界面から係合解除するステップと、
第3の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第3の装置の摩擦境界面を第2の浮動歯車の摩擦境界面と係合するステップと、
第1の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第1の装置の摩擦境界面を第1の浮動歯車の摩擦境界面と係合解除するステップと、
第4の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第4の装置の固定境界面を第2の浮動歯車の固定境界面と係合するステップと、
第3の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第3の装置の摩擦境界面を第2の浮動歯車の摩擦境界面と係合解除するステップと
を含む。

有利には、この方法は、最小のトルク撹乱またはトルク変動のために適合されたギアシフトを提供する。

選択的に、方法は、
第1の浮動歯車の摩擦境界面によって伝達されているトルクが実質的にゼロであることを指し示すセンサからデータを受信するステップを含む。

選択的に、方法は、
第2の浮動歯車の摩擦境界面によって伝達されているトルクが、エンジンまたはモータによって変速機システムへと伝えられるトルクと実質的に等しいことを指し示すセンサからデータを受信するステップを含む。

選択的に、トルクが第1の浮動歯車から第2の浮動歯車へと伝達されつつ、第1の装置の摩擦境界面が第1の浮動歯車の摩擦境界面と係合され、かつ、第3の装置の摩擦境界面が第2の浮動歯車の摩擦境界面と同時に係合され、それによって、第1の浮動歯車と第2の浮動歯車との間にパワーシフトを生じさせる。

選択的に、方法は、
第1のシャフトに搭載された少なくとも1つのさらなる浮動歯車を提供するステップであって、各々の少なくとも1つのさらなる浮動歯車は、少なくとも1つのさらなる装置のそれぞれの摩擦境界面と摩擦係合するための摩擦境界面を備えるステップを含み、さらに、
少なくとも1つのさらなる浮動歯車の摩擦境界面のうちの1つまたは複数を摩擦係合するステップと、
同時に、
第3の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第3の装置の摩擦境界面を第2の浮動歯車の摩擦境界面と係合するステップとを含む。

本発明の第2の態様は、変速機システムのギア比を変えるための方法を提供し、その方法は、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、第1の浮動歯車と第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、歯車作動システムは、第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、第1の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第2の浮動歯車を提供するステップであって、歯車作動システムは、第2の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第3の装置と、第2の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第4の装置とを備えるステップと、
第3の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第3の装置の摩擦境界面を第2の浮動歯車の摩擦境界面と係合するステップと、
第2の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第2の装置の固定境界面を第1の浮動歯車の固定境界面から係合解除するステップと、
第4の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第4の装置の固定境界面を第2の浮動歯車の固定境界面と係合するステップと、
第3の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第3の装置の摩擦境界面を第2の浮動歯車の摩擦境界面と係合解除するステップと
を含む。

有利には、この方法は、最大の性能および最小の遅れのために適合されたギアシフトを提供する。

本発明の第3の態様は、第1のシャフトに回転可能に搭載された少なくとも2つの浮動歯車と、少なくとも1つのさらなるシャフトに搭載された少なくとも2つのさらなる歯車とを備える変速機システムであって、前記少なくとも1つのさらなる歯車は少なくとも2つの浮動歯車のそれぞれに連結され、変速機システムは少なくとも2つの浮動歯車の各々と第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムを備え、歯車作動システムは、少なくとも2つの浮動歯車の各々の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、少なくとも2つの浮動歯車の各々の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備え、それによって、浮動歯車は、摩擦境界面および/または固定境界面によって第1のシャフトに回転可能に連結可能であり、変速機システムは、第1のシャフトのトルクを指し示すパラメータを測定するためのセンサに連結された制御装置を備え、センサは、少なくとも2つの浮動歯車の第1の浮動歯車と少なくとも2つの浮動歯車の第2の浮動歯車との間に位置決めされ、制御装置は、第1の浮動歯車および第2の浮動歯車のどちらが、第1のシャフトから少なくとも1つのさらなるシャフトへとトルクを伝達しているかを指し示すセンサからデータを受信する変速機システムを提供する。

好ましくは、第1の装置および第2の装置は、第1のシャフトと回転係合している第1のシャフトに摺動して搭載される。

好ましくは、少なくとも2つのさらなる歯車は、第2のシャフトとの回転動作のために第2のシャフトに固定的に搭載される。

選択的に、少なくとも2つのさらなる歯車は、第2のシャフトに回転可能に搭載された浮動歯車である。

選択的に、摩擦境界面はクラッチ機構を備える。

選択的に、クラッチ機構は、円錐クラッチであり、好ましくは多板円錐クラッチである。

選択的に、固定境界面はドッグクラッチを備える。

本発明の第4の態様は、変速機システムの固定境界面と係合するための方法を提供し、その方法は、
第1の浮動歯車が搭載された第1のシャフトと、第1の浮動歯車の回転を第1のシャフトと同期するための第1の作動装置とを備える変速機システムを提供するステップであって、第1の浮動歯車は、第1の作動装置に設けられた第2の固定境界面との介在係合のための第1の固定境界面を備え、第1の固定境界面および第2の固定境界面は固定装置を形成し、作動装置は、軸方向の移動のために第1のシャフトに摺動して搭載され、第2の作動装置は第1の浮動歯車の回転を第1のシャフトと同期するためのものであり、第1の浮動歯車は第2の作動装置に設けられた第2の摩擦境界面と摩擦係合するための第1の摩擦境界面を備え、第1の固定境界面および第2の固定境界面は摩擦装置を形成し、変速機システムは作動装置の軸方向位置を指し示すデータを提供するための少なくとも1つのセンサを備えるステップと、
第1の浮動歯車の回転を第1のシャフトと同期するために、摩擦装置を係合するステップと、
第1の境界面が第2の境界面と接触するまで、作動装置を第1のシャフトに沿って摺動するステップと、
センサからデータを受信するステップと、
第1の境界面が第2の境界面と介在係合にある位置へと作動装置が移動したかどうかを判定するステップと、
第1の固定境界面が第2の固定境界面と介在係合にある場合、
摩擦装置を係合解除するステップと、または、
第1の境界面が第2の境界面と介在係合にない場合、
第1の摩擦境界面と第2の摩擦境界面との間の摩擦係合を低減するステップと、それによって、
第1の固定境界面が第2の固定境界面に対して回転するように、第1の浮動歯車を第1のシャフトに対して回転するステップと、
第1の固定境界面が第2の固定境界面と介在係合になるまで、作動装置を第1のシャフトに沿って再び摺動するステップと
を含む。

選択的に、第1の摩擦境界面と第2の摩擦境界面との間の摩擦係合を低減するステップは、
第1の浮動歯車が第1のシャフトに対して所定の角度だけ回転した後、第1の浮動歯車の回転を第1のシャフトと同期するように、第1の摩擦境界面と第2の摩擦境界面との間の摩擦係合を増加するステップが続く。

選択的に、第1の固定境界面が第2の固定境界面と介在係合になるまで、作動装置を第1のシャフトに沿って再び摺動するステップは、第1の浮動歯車が第1のシャフトに対して所定の角度だけ回転した後に実行される。

選択的に、第1の固定境界面が第2の固定境界面と介在係合になるまで、作動装置を第1のシャフトに沿って再び摺動するステップは、第1の浮動歯車が第1のシャフトに対して回転している間に実行される。

本発明の第5の態様は、第1のシャフトに回転可能に搭載された少なくとも1つの浮動歯車と、少なくとも1つの浮動歯車と第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを備え、歯車作動システムは、少なくとも1つの浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、少なくとも1つの浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備え、それによって、浮動歯車は、摩擦境界面および/または固定境界面によって第1のシャフトに回転可能に連結可能である変速機システムを提供する。

好ましくは、少なくとも1つのさらなるシャフトに搭載される少なくとも1つのさらなる歯車を備え、前記少なくとも1つのさらなる歯車は、第1のシャフトの少なくとも1つの浮動歯車のそれぞれに連結される。

選択的に、少なくとも1つのさらなる歯車は、第2のシャフトとの回転動作のために第2のシャフトに固定的に搭載される。

選択的に、少なくとも1つのさらなる歯車は、第2のシャフトに回転可能に搭載された浮動歯車である。

選択的に、摩擦境界面はクラッチ機構を備える。

選択的に、固定境界面はドッグクラッチを備える。

好ましくは、第1の作動装置は第1の側面および第2の側面を備え、摩擦境界面は第1の側面に設けられ、固定境界面が、第1のシャフトに設けられた異なる浮動歯車との係合のために第2の側面に設けられる。

代替で、第1の作動装置は第1の側面および第2の側面を備え、摩擦境界面は第1の側面に設けられ、第2の摩擦境界面が、第1のシャフトに設けられた異なる浮動歯車との係合のために第2の側面に設けられる。

代替で、第2の作動装置は第1の側面および第2の側面を備え、固定境界面は第1の側面に設けられ、摩擦境界面が、第1のシャフトに設けられた異なる浮動歯車との係合のために第2の側面に設けられる。

代替で、第2の作動装置は第1の側面および第2の側面を備え、固定境界面は第1の側面に設けられ、第2の固定境界面が、第1のシャフトに設けられた異なる浮動歯車との係合のために第2の側面に設けられる。

本発明の第6の態様は、変速機システム用装置を提供し、その装置は、
第1の側面と、
第1の側面と反対にある第2の側面と、
第1の歯車の摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面と、
第2の歯車の固定境界面との介在係合のための固定境界面と
を備え、
摩擦境界面が第1の側面に配置され、固定境界面が第2の側面に配置される。

本発明の第7の態様は、前述の段落に記載されるような装置を備える変速機システムを提供する。

本発明の第8の態様は、前述の段落に記載されるような変速機システムを備える車両を提供する。

本発明の第9の態様は、変速機システムの浮動歯車を作動するための方法を提供し、その方法は、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、第1の浮動歯車と第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、歯車作動システムは、第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、第1の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
第1の装置を、第1のシャフトに沿って第1の方向に摺動し、第1の歯車の第1の側面の摩擦境界面と摩擦係合させ、第1の浮動歯車を第1のシャフトと実質的に同期させるように第1のシャフトから第1の浮動歯車へとトルクを伝達するステップと、
第2の装置を、第1のシャフトに沿って前記第1の方向と反対の第2の方向に摺動し、第1の歯車の第2の反対にある側面の固定境界面と固定係合させ、それによって、第1の浮動歯車を第1のシャフトと固定するステップと
を含む。

好ましくは、変速機システムの浮動歯車を作動するための方法は、第1の装置の摩擦境界面を第1の歯車の第1の側面の摩擦境界面から係合解除するように、第1の装置を、第1のシャフトに沿って、第2の方向に摺動するステップを含む。

本発明の第10の態様は、変速機システムのギア比を変えるための方法を提供し、その方法は、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、第1の浮動歯車と第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、歯車作動システムは、第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、第1の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第2の浮動歯車を提供するステップであって、歯車作動システムは、第2の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第3の装置と、第2の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第4の装置とを備えるステップと、
第1の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第1の装置の摩擦境界面を第1の浮動歯車の摩擦境界面と係合するステップと、
第2の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第2の装置の固定境界面を第1の浮動歯車の固定境界面から係合解除するステップと、
第3の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第3の装置の摩擦境界面を第2の浮動歯車の摩擦境界面と係合するステップと、
第1の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第1の装置の摩擦境界面を第1の浮動歯車の摩擦境界面と係合解除するステップと、
第4の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第4の装置の固定境界面を第2の浮動歯車の固定境界面と係合するステップと
を含む。

好ましくは、トルクが第1の浮動歯車から第2の浮動歯車へと伝達されつつ、第1の装置の摩擦境界面が第1の浮動歯車の摩擦境界面と係合され、かつ、第3の装置の摩擦境界面が第2の浮動歯車の摩擦境界面と同時に係合され、それによって、第1の浮動歯車と第2の浮動歯車との間にパワーシフトを生じさせる。

好ましくは、ギア比を変えるための方法は、
第1のシャフトに搭載された少なくとも1つのさらなる浮動歯車を提供するステップであって、各々の少なくとも1つのさらなる浮動歯車は、少なくとも1つのさらなる装置のそれぞれの摩擦境界面と摩擦係合するための摩擦境界面を備えるステップを含み、さらに、
少なくとも1つのさらなる浮動歯車の摩擦境界面のうちの1つまたは複数を摩擦係合するステップと、
同時に、
第3の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第3の装置の摩擦境界面を第2の浮動歯車の摩擦境界面と係合するステップとを含む。

本発明の第11の態様は、丘陵地で車両を保持するための方法を提供し、その方法は、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、第1の浮動歯車と第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、歯車作動システムは、第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、第1の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
第1のシャフトに搭載された少なくとも1つのさらなる浮動歯車を提供するステップであって、各々の少なくとも1つのさらなる浮動歯車は、少なくとも1つのさらなる装置のそれぞれの摩擦境界面と摩擦係合するための摩擦境界面を備えるステップと
を含み、
方法は、
第1の浮動歯車の摩擦境界面を第1の装置と摩擦係合する、および/または、第1の浮動歯車の固定境界面を第2の装置と摩擦係合するステップと、
同時に、
少なくとも1つのさらなる浮動歯車の摩擦境界面のうちの1つまたは複数を、少なくとも1つのさらなる装置のそれぞれの摩擦境界面と係合するステップと
を含む。

本発明の第12の態様は、変速機システムのギア比を変えるための方法を提供し、その方法は、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、第1の浮動歯車と第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、歯車作動システムは、第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、第1の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
第2のシャフトに回転可能に搭載された第2の浮動歯車を提供するステップであって、第2の浮動歯車は、第1のシャフトに搭載されたさらなる歯車によって第1のシャフトに連結され、歯車作動システムは、第2の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第3の装置と、第2の浮動歯車の第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第4の装置とを備えるステップと、
第1の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第1の装置の摩擦境界面を第1の浮動歯車の摩擦境界面と係合するステップと、
第2の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第2の装置の固定境界面を第1の浮動歯車の固定境界面から係合解除するステップと、
第3の装置を第2のシャフトに沿って摺動することで、第3の装置の摩擦境界面を第2の浮動歯車の摩擦境界面と係合するステップと、
第1の装置を第1のシャフトに沿って摺動することで、第1の装置の摩擦境界面を第1の浮動歯車の摩擦境界面と係合解除するステップと、
第4の装置を第2のシャフトに沿って摺動することで、第4の装置の固定境界面を第2の浮動歯車の固定境界面と係合するステップと
を含む。

本発明の第13の態様は、変速機システムのトルク伝達関数を適合するための方法を提供し、その方法は、
第1の作動装置の摩擦境界面を被試験歯車の摩擦境界面と係合し、第2の作動装置の固定境界面を被試験歯車の固定境界面から係合解除するステップと、
第1の作動装置の摩擦境界面によって被試験歯車の摩擦境界面に加えられる力を低減し、それによって所定の度合いの滑りを導入するステップと、
所定の度合いの滑りを生成する変速機システムの制御パラメータを記録するステップと、
変速機システムに伝えられるトルク値を指し示すパラメータを受信するステップと、
変速機システムに伝えられるトルク値を指し示すパラメータの値に対応する制御パラメータの保存された値を得るためにデータベースに問い合わせるステップと、
制御パラメータの保存された値を制御パラメータの記録された値と比較するステップと、
保存された値と異なる場合、制御パラメータの記録された値でデータベースを更新するステップと、
被試験歯車を被試験歯車が搭載されるシャフトと同期させるように、第1の作動装置の摩擦境界面と被試験歯車の摩擦境界面との間の圧力を増加するステップと、
第2の作動装置の固定境界面を被試験歯車の固定境界面で介在するために、第2の作動装置を作動することで、被試験歯車の固定境界面を係合するステップと、
第1の作動装置の摩擦境界面を被試験歯車の摩擦境界面から係合解除するステップと
を含む。

好ましくは、方法は、
被試験歯車にとって安定した条件のもとで、変速機システムの運転を検出するステップを含む。

好ましくは、方法は、
定常状態条件が摩擦境界面同士の間での微小滑りで達せられるまで待機するステップを含む。

好ましくは、方法は、
変速機システムに伝えられるトルク値を指し示すパラメータの値に対応する制御パラメータの保存された値を得るためにデータベースに問い合わせるステップを、
変速機システムに伝えられるトルク値を指し示すパラメータの値に対応する制御パラメータの値を計算するステップで置き換える。

好ましくは、方法は、
制御パラメータの保存された値を制御パラメータの記録された値と比較するステップを省略し、
また方法は、
値が保存された値と異なるかどうかに拘わりなく、制御パラメータの記録された値でデータベースを更新する。

好ましくは、方法は、第1の作動装置の摩擦境界面によって被試験歯車の摩擦境界面に加えられる力を低減して、所定の度合いの滑りを導入する。

本発明の第14の態様は、変速機システムにおいて作動装置を移動するための機構であって、機構は両端のあるピストンを具備する複動式シリンダを備え、シリンダは、ピストンの第1の端部への流体作用のための第1の開口部と、ピストンの第2の端部への流体作用のための第2の開口部とを備え、第1の開口部は、機構が、ピストンを変速機システムの摩擦境界面との係合のために第1の方向に移動するとき、加えられる圧力または力を制御できるように、第1の圧力制御弁に連結され、第2の開口部は、機構がシリンダ内でのピストンの移動の方向を制御できるように、方向制御弁に連結される機構を提供する。

本発明の第15の態様は、第1のシャフトに搭載された浮動歯車を備え、浮動歯車は、摩擦境界面を備える第1の側面と、固定境界面を備える第2の側面とを備え、第1の作動装置が、浮動歯車の第1の側面に隣接して配置され、浮動歯車との摩擦係合のための摩擦境界面を備え、第2の作動装置が、浮動歯車の第2の側面に配置され、浮動歯車の固定境界面との介在のための固定境界面を備え、浮動歯車は、第1の作動装置および/または第2の作動装置によって第1のシャフトに回転可能に連結できる変速機システムを提供する。

本発明の第16の態様は、シャフトに摺動可能に搭載された装置を備え、装置は、シャフトに設けられた浮動歯車の摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の側面を備え、装置は、シャフトに沿って移動するために転動接触または摺動接触で支持部に搭載された本体部を備え、装置は、浮動歯車の摩擦境界面との摩擦境界面の係合に向けた方向に本体部を移動するときに打ち勝たなければならない付勢力の弾性装置を備える変速機システムを提供する。

好ましくは、本体部は、支持体に対する本体部の抵抗する移動のための戻り止めを形成する斜面または凹部を備える。

本出願の範囲内において、前述の段落、特許請求の範囲、ならびに/または、以下の説明および図面にある様々な態様、実施形態、例、特徴、および代替が、個々に、または、それらの組み合わせで解釈されてもよいことが、想定および意図されている。例えば、一実施形態との関連で記載された特徴は、特徴の両立ができないことがなければ、すべての実施形態に適用可能である。

ここで、本発明の実施形態が、添付の図面を参照しつつ、単なる例として説明される。

本発明の実施形態による変速機システムの断面図である。図1の一部の拡大図である。図1の第2の一部の拡大図である。図1の第3の一部の拡大図である。本発明の実施形態による変速機レイアウトの概略図である。軸方向力を作動装置に加えるための機械の断面における概略図である。典型的な電磁弁についての電流に対する圧力/力のグラフである。弁におけるヒステリシスを克服するための装置の断面における概略図である。測定周期の間の時間に関する摩擦境界面の圧力、位置、トルク伝達、および滑りのグラフである。図1〜図5のトルク伝達摩擦システムを用いるための方法のステップを示す流れ図である。図1の変速機システムを備える車両の概略図である。本発明の実施形態による、ギア比をアップシフトするための2つの代替の方法のステップを示す表である。本発明の実施形態による、ギア比をダウンシフトするための2つの代替の方法のステップを示す表である。第1の歯車の歯を第2の歯車の溝または凹部と位置合せする方法を示す概略図である。第1の歯車の歯を第2の歯車の溝または凹部と位置合せする方法を示す概略図である。第1の歯車の歯を第2の歯車の溝または凹部と位置合せする方法を示す概略図である。

本発明の変速機システム、車両、作動装置、および変速機の作動の方法の特定の実施形態の詳細な説明が、本明細書で開示される。開示された実施形態は、本発明の特定の態様が実施され得る方法の単なる例であり、本発明が具体化され得る方法のすべての包括的な一覧を表してはいないことは、理解されるものである。実際、本明細書で説明される変速機システム、車両、作動装置、および変速機の作動の方法は、様々な代替の形態で具体化できる。図は必ずしも縮尺通りではなく、ある特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために、誇張または最小化されてもよい。周知の構成要素、材料、または方法は、本発明の開示を分かりにくくすることを回避するために、必ずしも詳細に説明されない。本明細書で開示される任意の具体的な構造および機能の詳細は、限定するとして解釈されることはなく、単に、特許請求の範囲の根拠として、および、本発明を様々に用いるために当業者に教示するための代表的な根拠として解釈される。

図1は、断面で示された変速機システム8の概略的な描写を示している。変速機システム8は、入力シャフト10と出力シャフト12とを備えている。

入力シャフト10は、複数の浮動歯車14a、16a、18aを備えている。浮動歯車14a、16a、18aは、軸受17aによって入力シャフト10に回転可能に搭載されている。この方法では、入力シャフト10の回転は、浮動歯車14a、16a、18aを回転させない。

出力シャフト12は、出力シャフト12と共に同期して回転する複数の固定歯車14b、16b、18bを備えている。入力シャフト10および出力シャフト12は、筺体(図示せず)に回転可能に搭載されており、軸受5a、5bによってそれぞれ筺体に搭載されている。

浮動歯車14a、16a、18aと固定歯車14b、16b、18bとは、各々、複数の歯を備えている。好ましくは、浮動歯車14a、16a、18aおよび/または固定歯車14b、16b、18bは、はすば歯車であるが、しかしながら、他の実施形態では、限定されることはないが、平歯車もしくは直線状に切った歯車、または、やまば歯車を含む他の歯車の種類が想定されている。

第1の浮動歯車14aの歯は、第1の固定歯車14bの歯と噛み合いまたは係わり合っている。第2の浮動歯車16aの歯は、第2の固定歯車16bの歯と噛み合っており、第3の浮動歯車18aの歯は、第3の固定歯車18bの歯と噛み合っている。

浮動歯車14a、16a、18aは入力シャフト10に沿って配分されており、固定歯車14b、16b、18bは出力シャフト12に沿って配分されている。浮動歯車14a、16a、18aは、互いから離間されている。

二重の選択装置または作動装置20が、第1の浮動歯車14aと第2の浮動歯車16aとの間に設けられ、第2の二重の作動装置20が、第2の浮動歯車16aと第3の浮動歯車18aとの間に設けられている。

単一の選択装置または作動装置19が、第1の浮動歯車14aに隣接する入力シャフト10の第1の端部に設けられている。

第2の単一の選択装置または作動装置22が、第3の浮動歯車18aに隣接する入力シャフト10の第2の端部に設けられている。

二重の作動装置20および単一の作動装置19、22は、浮動歯車14a、16a、18aを入力シャフト10に連結することでそれらが同期して回転するために設けられている。

二重の作動装置20は、図2に示すように、第1の側面13と第2の側面15とを備えている。

第1の側面13は第1の境界面28を備え、第1の境界面28は、第2の浮動歯車16aの歯車摩擦境界面30と摩擦係合するための作動装置摩擦境界面28であって、摩擦装置28、30を形成する。図示した実施形態では、摩擦装置28、30は、図4に示すように、円錐クラッチを選択的に備えている。好ましくは、摩擦装置28、30は多板円錐クラッチであるが、しかしながら、他の実施形態では、他の構造が想定されている。

第2の側面15は、第3の浮動歯車18aの歯車固定境界面25との固定係合のための固定境界面26を備えて、固定装置25、26を形成する。作動装置固定境界面26はドッグ環を形成する複数のドッグ歯を備え、それらドッグ歯は、ドッグクラッチを形成するために第3の浮動歯車18aに設けられたドッグ歯を備えるドッグ環として形成された歯車固定境界面25と係合し、2つのドッグ歯車は、一体に係わり合うまたは噛み合って介在嵌合を形成することができる。

二重の作動装置20は、2つの異なる歯車と係合できる。

二重の作動装置20および単一の作動装置19、22は、例えばキー溝29を用いて、軸方向に摺動可能であるように、入力シャフト10に摺動可能に搭載されている。二重の作動装置20は、摩擦境界面28を歯車摩擦境界面30と係合および係合解除するように、また、固定境界面26を歯車固定境界面25と係合および係合解除するように、入力シャフト10に沿って移動可能とされている。二重の作動装置20には中立位置が設けられており、その位置では、第2の浮動歯車16aまたは第3の浮動歯車18aのいずれとも係合されない。つまり、摩擦境界面28および固定境界面26の両方が、第2の浮動歯車16aまたは第3の浮動歯車18aのそれぞれの摩擦境界面および固定境界面から係合解除されている。

方向矢印Lによって指し示されるように、二重の作動装置20が第3の浮動歯車18aと係合されるとき、固定境界面26は、入力シャフト10から出力シャフト12への第1のトルク経路Aを作り出す。

方向矢印Fによって指し示されるように、二重の作動装置20が第2の浮動歯車16aと係合されるとき、摩擦境界面28は、入力シャフト10から出力シャフト12への第2のトルク経路Bを作り出す。

図3は第1の単一の作動装置19を示しており、第1の単一の作動装置19は、第1の浮動歯車14aの歯車固定境界面25との固定係合のための固定境界面26を備えている。固定境界面26はドッグ歯車を形成する複数のドッグ歯を備え、それらドッグ歯は、ドッグクラッチを形成するために第1の浮動歯車14aに設けられたドッグ歯を備えるドッグ歯車と係合し、2つのドッグ歯車は、一体に係わり合うまたは噛み合って介在嵌合を形成することができる。

図4は第2の単一の作動装置22を示しており、第2の単一の作動装置22は、第3の浮動歯車18aの歯車摩擦境界面30との摩擦係合のため摩擦境界面28を備えている。図示した実施形態では、摩擦境界面28は、図4に示すように、円錐クラッチを備えている。

第1および第2の単一の作動装置19、22は、好ましくはキー溝29上において、入力シャフト10に沿って摺動できる。

単一の作動装置19は、固定境界面26が第1の浮動歯車14aを入力シャフト10に固定するために提供されることを確実にする。

単一の作動装置22は、第3の浮動歯車18aが摩擦境界面28を介して入力シャフト10と摩擦係合になることができることを確実にする。

図1に戻って、変速機システム8は、トルクセンサTs₁、Ts₂を選択的に備えている。選択的な第1のトルクセンサTs₁は、入力シャフト10に搭載されている。第1のトルクセンサTs₁は、第1の浮動歯車14aと第2の浮動歯車16aとの間の軸方向位置で、入力シャフト10に配置されている。選択的な第2のトルクセンサTs₂は、入力シャフト10に搭載されている。第2のトルクセンサTs₂は、第2の浮動歯車16aと第3の浮動歯車18aとの間の軸方向位置で、入力シャフト10に配置されている。

代替の実施形態では、第1のトルクセンサTs₁は、第1の固定歯車14bと第2の固定歯車16bとの間に配置された仮想線で指し示される位置Ts₁'において、出力シャフト12に搭載されてもよいことが想定されている。第2のトルクセンサTs₂は、第2の固定歯車16bと第3の固定歯車18bとの間に配置された仮想線で指し示される位置Ts₂'において、出力シャフト12に搭載されてもよい。

変速機システム8がより大きいまたはより小さい数字のギア比を有する代替の実施形態では、トルクセンサTs₁、Ts₂は、変速機システム8の各々のギア比によって伝達されるトルクの大きさの決定を可能にするために必要な入力シャフトの各々の位置に設けられることが想定されている。

選択的なトルクセンサTs₁、Ts₂は、設けられるとき、2つのギア比の間でシフトするときに用いられ得る。トルクセンサTs₁、Ts₂を設けることは、入力シャフト10または出力シャフト12におけるトルクの測定を、所与の軸方向位置について行うことができる。これは、変速機システム8を通るトルク経路を判定することができる。摩擦装置28、30または固定装置25、26のいずれかである所与の装置が、トルクを第1の入力シャフト10から第2の出力シャフト12へと伝達するために用いられているかどうかを判定することが可能である。例えば、第1のギア比と第2のギア比との間での変更のとき、第1のギア比で用いられている摩擦装置28、30が、入力シャフト10から出力シャフト12へとトルクをもはや伝達していないことを判定することが可能であり、したがって、トルクは、第1のギア比での摩擦装置28、30がトルクの最小の撹乱を被る状態で係合解除され得る第2のギア比で用いられている摩擦装置28、30によって伝達されていることを判定することが可能である。別の例では、トルクセンサTs₁、Ts₂は、第1のギア比と第2のギア比との間で変更するときに用いられてもよく、その場合、第1のギア比が固定装置25、26を用いてトルクを入力シャフト10と出力シャフト12との間で伝達する。そして、変速機システム8は、滑り条件、すなわち、作動装置摩擦境界面28が歯車摩擦境界面30に対して異なる速度で回転している条件で、摩擦装置28、30を用いて、第2のギア比と係合し、入力シャフト10(または出力シャフト12)におけるトルクの測定は、エンジンによって入力シャフト10へと送られるすべてのトルクが第2のギア比の摩擦装置28、30を介していつ伝達されているかを判定するために用いられ得る。ある実施形態では、これは、ゼロのトルクが第1のギア比に連結された固定装置25、26によって伝達されていることを判定することで、達成される。第1のギア比の固定装置25、26がトルクをもはや伝達していないと変速機システム8が判定すると、変速機システム8は、作動装置固定境界面26を歯車固定境界面25から解放または係合解除できる。

トルクセンサTs₁、Ts₂は、入力シャフト10に搭載されたトルクセンサTs₁、Ts₂に加えてか、または、それらトルクセンサTs₁、Ts₂の代替としてのいずれかで、仮想線で示された位置Ts₁'、Ts₂'において出力シャフト12に搭載されてもよい。

図5は、第1および第2の二重の作動装置20a、20bの各々が、第1または第2のアクチュエータ34、35にそれぞれ連結される車両についての変速機システム8を示しており、好ましくは、第1または第2のアクチュエータ34、35は、実質的にU字形の形態の一対の脚を有するフォークを各々備える。フォークの脚は、それぞれの二重の作動装置20の周辺の周りで少なくとも部分的に延在している。二重の作動装置20には、それぞれ第1または第2のアクチュエータ34、35を受け入れるため、第1および第2の二重の作動装置20a、20bの周辺のそれぞれの少なくとも一部の周りで周方向に延在する凹部または溝が設けられている。

単一の作動装置19は、ここでも好ましくはフォークの構成の第3のアクチュエータ32bに連結されている。

単一の作動装置22は、ここでも好ましくはフォークの構成の第4のアクチュエータ32aに連結されている。

他の実施形態では、アクチュエータ32a、32b、34、35は、異なる形または形態を有してもよい。

第3のアクチュエータ32bおよび第4のアクチュエータ32aは、シャフトまたはレール36によって一体に連結されており、この方法で、第1および第2の単一の作動装置19、22は二重の作動装置として効果的に作動し、すなわち、同時に移動される固定境界面および摩擦境界面の両方を提供し、摩擦境界面は、固定境界面によって係合される歯車と異なる歯車と係合する。

各々の浮動歯車14a、16a、18aは、2つの異なる独立した作動装置19、20、22のうちの一方または両方によって、作動される、または、入力シャフト10に連結可能である。

浮動歯車14a、16a、18aは、摩擦境界面28のみによって、固定境界面26のみによって、または、摩擦境界面28および固定境界面26の両方によって係合可能である。浮動歯車14a、16a、18aは、摩擦境界面28または固定境界面26のいずれかによって係合されなくてもよく、すなわち、入力シャフト10に対して自由に回転できる。

入力シャフト10からのトルク伝達は、固定境界面26を介して、または、摩擦境界面28を通じてあり得る。二重の作動装置20a、20bの各々の側面は、異なる浮動歯車14a、16a、18aと係合する。

いずれの浮動歯車14a、16a、18aも、その固定境界面26によって入力シャフト10に完全に固定でき(トルク経路A)、全部のトルクを伝達できるか、または、その摩擦境界面28によって入力シャフト10に完全または部分的に固定でき(トルク経路B)、全部または一部のトルクを伝達できる。

浮動歯車14a、16a、18aは、入力シャフト10と同期している必要はないが、摩擦境界面28(トルク経路B)を通じて滑る条件においてトルクを伝達する。浮動歯車14a、16a、18aは、入力シャフト10と同期してもよく、また、固定境界面26、摩擦境界面28、またはそれら両方のいずれかを、異なる作動装置20、19、22によって、能動または係合された条件で有してもよいが、しかしながら、固定境界面26および/または摩擦境界面28は、トルクをまったく伝達しなくてもよい。

本発明の一利点は、摩擦境界面28が常に利用可能であり、車両のエンジンまたはモータと変速機システム8との間に摩擦装置(クラッチ)を必要としないことである。

本発明は、歯車の変更、あるギア比から別の異なるギア比への変更が、2つ以上の異なる浮動歯車14a、16a、18aの2つ以上の異なる作動装置20a、20b、19、22の摩擦境界面28を用いることで、トルク伝達を遮断することなく達成できる(「パワーシフト」と呼ばれることもある)。パワーシフトでは、入力シャフト10から出力シャフト12へのトルク経路は、遮断されないトルク伝達の状態で、1つの歯車から別の歯車へと変わる。

ギア比を変速機システム8による使用であるギア比から別のギア比へと変更するために、以下の例示の方法が用いられ得る。

変速機システム8は第3の浮動歯車18aで係合され、その第3の浮動歯車18aは第2の二重の作動装置20bと固定係合しており、図5を見ると、つまり、ドッグクラッチが第3の浮動歯車18aと第2の二重の作動装置20bとの間で係合されている。ドッグクラッチが係合されている状態で、第2の単一の作動装置22の摩擦クラッチは、第3の浮動歯車18aと係合させられる。そして、第2の二重の作動装置20bは、第3の浮動歯車18aが第2の単一の作動装置22の摩擦クラッチによってのみ係合されるように、第3の浮動歯車18aを解放する。

そして、第1の二重の作動装置20aの摩擦境界面28が、第1の浮動歯車14aの摩擦境界面28と係合させられる。エンジンまたはモータからのトルクは、ここでは、第3の浮動歯車18aを介して出力シャフトへと伝達されている。入力シャフトの回転の速度は実質的に変更されず、第1の浮動歯車14aの摩擦境界面28と第1の二重の作動装置20aの摩擦境界面30との間に、相対移動または「滑り」があることになる。相対移動または「滑り」は、摩擦境界面28、30の間の圧力を増加することで摩擦クラッチをさらに係合することで、第1の浮動歯車14aが入力シャフト10と同期するまで減らされていく。

第1の浮動歯車14aが入力シャフト10と実質的に同期されるとすぐに、第1の単一の作動装置19の固定境界面26が第1の浮動歯車14aの固定境界面と固定係合させられる。ある実施形態では、第1の浮動歯車14aのドッグ環の歯が第2の単一の作動装置19のドッグ環の凹部に受け入れられるのを確保するために、および、第2の単一の作動装置19のドッグ環の歯が第1の浮動歯車14aのドッグ環の凹部に受け入れられるのを確保すするために、第1の浮動歯車14aと入力シャフト10との間の相対移動である滑りの度合いを維持することが望ましい。

固定装置25、26を係合する代替の方法が、図14〜図16を参照しつつ後で説明されている。変速機システム8は両方法を用いるように構成されてもよいことが想定されている。変速機システム8は、例えば、使用者の選択、車両の条件、または、使用の環境の特性もしくは評価といった特定の入力基準に基づいて、どちらの方法を使用するかを決定してもよい。

そして、第1の二重の作動装置20aの摩擦境界面28は、第1の浮動歯車14aの摩擦境界面30から係合解除されて、ギア比の変更を完了する。

各々の歯車の摩擦境界面および固定境界面型が互いから独立して制御可能であるため、ギア比を変更する代替の方法が存在することは理解されるだろう。

例えば、ギア変更またはシフトの前述の説明において、先の例では第3の浮動歯車18aであった出力の歯車を、第2の単一の作動装置22の摩擦境界面28と摩擦係合するステップは、省略されてもよい。いずれの場合でも、上記の例では第1の浮動歯車14aである入力の歯車の摩擦境界面30は、ドッグクラッチまたは出力の歯車の固定境界面25、26が係合解除される前に、第1の二重の作動装置20aの摩擦境界面28によって係合されることになる。

さらに、トルクをあるギア比から別のギア比へと伝達するとき、入力の歯車のギア比および出力の歯車のギア比以外の追加のギア比同士の間の摩擦境界面28、30を係合することが望ましい可能性もある。

変速機システム8は、例えば、自動変速システムによって必要とされるような、圧力を維持すること、または、クラッチに力を連続的に加えることといった、連続的なエネルギーの供給を必要とせず、すなわち、これが固定境界面25、26を用いて実現され、浮動歯車14a、16a、18aが入力シャフト10と係合して維持できるため、効率がよい。これらの固定境界面25、26は、固定装置、ドッグクラッチの形状に依存して、係合された位置に留まる。

変速機システム8は、1つの浮動歯車14a、16a、18aを適切な作動装置20、19、22の固定境界面26と固定すること、および、摩擦境界面28を用いる別の浮動歯車14a、16a、18aを異なる作動装置20、19、22と係合することで、丘陵地で保持する機能を提供するために用いられ得る。

図6は、単一の作動装置19、22および二重の作動装置20a、20bの移動をもたらすための機械110を示している。

機械110は、シリンダまたは筺体112内に配置されたピストン114を備えている。

筺体112は、第1の室116と第2の室118とを備えており、それぞれ流体の進入および退出のための開口部120、122を持っている。

ピストンロッド115がピストン114に連結されており、ピストンロッド115は、ピストン114に垂直に搭載され、筺体112の開口を通って延在している。代替の実施形態では、他の構成が想定されており、例えば、ピストンロッドがピストンと同一線上に搭載され、図示されるような側壁でなく、筺体112の端壁の1つの開口を通って延在してもよい。筺体112は、加圧された流体を第1の室116および第2の室118のそれぞれの一方に注入することで、ピストンを直線的な方法で往復して移動させることができる複動式シリンダを形成する。

ピストンは、第1の面積寸法を有する第1の面124と、第2の面積寸法を有する第2の面126とを備えている。第1の面積寸法は第2の面積寸法より大きい。そのため、第1の面124および第2の面126に加えられる流体の圧力が同じとき、方向矢印Fによって指し示される方向に発揮される力が、方向矢印Lによって指し示される方向に発揮される力より大きい。

好ましくは、ピストンロッド115が、方向矢印Fによって指し示される方向に移動されるとき、単一または二重の作動装置20a、20b、22のうちの1つの摩擦境界面28を、摩擦歯車14a、16a、18aのうちの1つの摩擦境界面と係合させるように、機械110は構成される。これは、流体を第1の室116へと注入して圧力を第1の面124に加え、それによって、方向矢印Fによって指し示される方向に力を発生させることによって実現される。機械110は、矢印Fによって指し示される方向に、矢印Lによって指し示される方向においてよりも大きな力を加えることができる。機械110は、ピストンロッド115を矢印Lによって指し示される方向に移動するとき、単一または二重の作動装置19、20a、20bがそれぞれの固定境界面25を浮動歯車14a、16a、18aと係合させるように、好ましくは構成される。これは、所与の流体の流量についてこの方向に移動するとき、固定境界面25と素早く係合できる利点を有しており、これは、第1の室より第2の室の単位長さ当たりの容積がより小さいためである。

機械110は、図5の変速機システム8において、ロッドA、B、およびCの各々に連結されることになることが想定されている。

機械110は、開口部120、122に、それぞれの導管または管によってそれぞれ連結された一対の弁130、132を備えている。弁130、132は、励磁されていない状態で図示されている。弁130、132は、各々、流体ポンプなどの流体圧力源Pと、流体貯留器またはタンクTとに連結されている。

弁130は、好ましくは、3つの開口部を備えると共に2つの位置を有する電磁弁である。

弁132は、好ましくは、3つの開口部と3つの位置とを備える電磁弁である。

弁130は、流体が第1の室116から開口部120を介してタンクTへと流れ得る第1の位置144を備えている。

ポンプPからの流体の流れは、ポンプPからの導管が途切れているため、妨害または防止されている。弁130は、ポンプPから第1の室116へと流れが流れ得る、または、送り出され得て、タンクTへの流体の流れ、または、タンクTからの流体の流れが妨害または防止される第2の位置146を備えている。

バネまたは他の適切な弾性装置140Bが、弁130を第1の位置144になるように付勢している。弁130は、弁130の第1の位置144と、弁130と開口部120との間の導管との間に連結されたフィードバックループ142を備えている。

弁132は、開口部122がタンクTに流体連結され、タンクTとの流体の流れの往来を可能にする第1の位置148を備えている。第1の位置148では、ポンプPからの流体の流れは、途切れることで妨害または防止される。バネまたは他の弾性装置140Aが、弁132を第1の位置148へと付勢している。

弁132は、流体の流れが第2の室118とタンクTとの間で防止または妨害され、かつ、流体の流れがポンプPと第2の室118との間で妨害される第2の位置150を備えている。

弁132は、ポンプPが第2の室118へと連結され、かつ、弁132をタンクTへと連結する導管または流体経路が途切れるまたは妨害される第3の位置152を備えている。

ピストンロッド115を方向矢印Fによって指し示される方向に移動するために、第1の室116の流体によって第1の面124に加えられる力は、第2の室118の流体によって第2の面126に加えられる力よりも大きくなければならない。これは、流体が第1の室116へと送り出され得るように、ソレノイド138Aを駆動して弁130を第2の位置146へと移動することで実現される。第1の室116で作り出される圧力は、ピストン114を矢印Fによって指し示される方向に押す。第2の室118の流体は、第1の位置148にある弁132を通って、タンクTへと押し出される。

矢印Fによって指し示される方向に移動するピストン114を止めるために、第2の室118に出入りする流体の流れが防止されるように弁132が作動されて第2の位置150とされ、ピストン114の移動が、ピストン114によって圧縮される第2の室118の流体の抵抗のため、停止される。

矢印Lによって指し示される方向にピストン114を移動するために、第2の室118にある流体によって発揮される第2の面126への力は、第1の室116にある流体によって第1の面124に発揮される力より大きくなければならず、これは、第3の位置152を用いることでポンプPを第2の室118に連結するように、第2の弁132においてソレノイド138Bを作動すること、および第1の位置144が用いられることで第1の室116をタンクTに連結するように、第1の弁130のソレノイド138Aを非作動とすることによって実現される。

そして、流体は、ポンプPによって第2の室118へと注入でき、また、ピストン114の移動によって第1の室116から排出でき、その結果、ピストン114が矢印Lによって指し示される方向に移動し、すなわち、第1の面124を筺体112の隣接する端壁に向かって移動する。

矢印Lによって指し示される方向に移動するピストン114を止めるために、第1の弁130は、ポンプPが流体を第1の室116へと送り出すように第2の位置146を用いるために、ソレノイド138Aを作動する。第2の面126の面積よりも第1の面124のより大きな面積のため、第1の面124に加えられる力は第2の面126に加えられる力よりも大きく、それによって、ピストン114の移動を遅くして停止させる。

選択的に、弁132は、第2の位置150または第1の位置148を用いて第2の室118への流体の流れを防止するために作動されてもよい。

第1の弁130は、第1の室116、したがって、ピストン114の第1の面124に加えられる流体の圧力を制御する。第2の弁132は、第2の室118への流体の流れを制御する。

代替の実施形態では、ピストン114は、第1の面124および第2の面126が等しい面積を有するように構成されてもよい。

第1の面124の面積が第2の面126の面積より大きい図示した実施形態の利点は、弁の失陥の場合にフェイルセーフ機能が提供できることである。第1の弁130の失陥の場合、第2の弁132は第2の位置150に位置決めでき、それによってピストン114を静止させる。例えば、流体が第2の室118へと注入される第3の位置152で第2の弁132が動けなくなるといった、第2の弁132の失陥の場合、第1の弁は、流体が第1の室116へと注入される第2の位置146に位置決めできるが、これは、第1の面124の面積が第2の面126の面積より大きく、方向矢印Fによって指し示される方向で第1の室116の流体によって加えられる力が、第2の室118の流体によって方向矢印Lによって指し示される方向で第2の面に加えられる力より大きいという事実のためである。

第2の弁132は、第2の室118に出入りする流体の流量を制御し、それによって、第2の弁132は、FおよびLの両方の方向におけるピストン114の移動の速度および方向を制御する。

弁130は第1の面124に加えられる流体の圧力を制御し、そのため、ピストン114を方向Fに移動するとき、弁130は、単一または二重の作動装置19、20a、20bの摩擦境界面28によって浮動歯車14a、16a、18aの摩擦境界面30に加えられる力を制御する。第1の面124に加えられる圧力を制御することで、ギア比の変更またはシフトの特性が制御できる。例えば、十分な圧力が加えられていない場合、作動装置19、20a、20bの摩擦境界面28と浮動歯車14a、16a、18aの摩擦境界面30との間の相対移動があることになり、その場合、摩擦境界面28、30の間の摩擦のため、エネルギーが熱として失われ得る。

過大な圧力が過度に速く加えられる場合、トルクの入力の歯車への伝達が速くなり、これは、変速機システム8が勢いよくグイと動かされたりガタガタと動かされたりすることとして現れる可能性がある。

ここで図7および図8を見ると、典型的な油圧弁の電流に対する圧力/力のプロットが示されている。ソレノイド加えられる任意の所与の値の電流に対して得られる圧力/力は、電流が増加しているか、または、低下しているかに依存して異なり、このヒステリシスの問題は、小さい圧力値を制御しようとするとき、小さな値の電流において実質的なものとなり得る。圧力弁のヒステリシスの問題は、図8の実施形態で示されるようにして克服できる。

図8の作動装置320aの実施形態では、作動装置320aは、固定境界面326と、本体部329に搭載された摩擦境界面328とを備えている。

本体部329は、例えば1つまたは複数の玉364によって、戻り止めを形成するために転動接触または摺動接触で支持部360に搭載されており、玉364は、支持部360内においてバネまたは他の弾性装置362に搭載されており、そのため、玉364のうちの少なくとも一部は、バネ362が圧縮されるとき、支持部360内に受け入れられ得る。玉364は、本体部329に対して付勢されている。

本体部329は、摩擦境界面328、330を移動して係合させるとき、玉364と係合する凹部または斜面366を備えている。斜面366は、摩擦境界面328と係合するときに克服されなければならない力を導入するが、これは、バネ362が圧縮されなければならないためである。

斜面366は、本体部329を移動して摩擦境界面328を摩擦境界面330と係合するとき、作動装置320a、したがって、作動装置320aが連結される機械110が、バネ362によって本体部329に発揮される力に打ち勝つように構成されている。これは、さらに、ピストン/シリンダ機械110に、バネ力に打ち勝つのに十分な力を発揮させることを必要とする。そのようにする際、ピストン114は、バネ362を圧縮させる斜面366を必要としない場合より、より大きな力/圧力を作動装置320aに加えなければならない。これは、第1の室116においてより大きな流体の圧力を必要とする。そのようにする際、圧力弁130は、より高い圧力で作動し、より大きな電流負荷を必要とする。これは、ヒステリシスの問題が軽減または排除される図7のグラフの領域2で、圧力弁130を作動させる効果がある。

変速機システム8は、好ましくは、摩擦境界面28、30の間で必要とされる要求圧力を決定して特定の大きさのトルクを伝えるために、変速機システム8によって用いられる適合トルク伝達関数を適合的に変更するためのシステムを備えてもよい。変速機システム8の摩擦境界面28、30の各々は、摩擦境界面28と摩擦境界面30との間の圧力と、それら摩擦境界面を通じて伝達されるトルクとの間の関係またはトルク伝達関数によって定めることができる。

圧力とトルクとの間の関係であるトルク伝達関数は、例えば、温度、摩擦境界面28と摩擦境界面30との間の滑りまたは相対移動の度合いといった、変速機システム8の伝達経路および作動条件の多くのパラメータに依存しており、トルク伝達関数は、異なる摩擦境界面28、30については異なることになる。トルク伝達関数は、使用中の部品の摩耗による変化の影響も受ける。

そのため、本発明の実施形態は、変速システム性能を向上または維持するための適合システムまたは学習システムを提供する。具体的には、摩擦境界面28、30の間でそれぞれに加えられる所与の圧力について、伝達されるトルクが、システム8によって予測されるものと実質的に同じであることを確保するためである。または、代替で、伝達されるトルクの必要な度合いについて、システム8が、機能境界面28、30の間に現在の大きさの圧力を加えることができることを確保するためである。

具体的な一対の摩擦境界面28、30のトルク伝達関数を適合または監視するために、摩擦境界面28、30の間に加えられる力と、その力の値に対して伝達されるトルクの大きさとを知ることが望ましい。摩擦境界面28、30の間で伝達されるトルクの値、または、それらの間で加えられる力を測定することは不可能であり得るが、しかしながら、多くのシステムでは、エンジンまたはモータによって変速機システム8へと送られているトルクを指し示す値を得ること、および例えば、圧力制御弁130によって使われる電流の現在の値またはその近似値といった、摩擦境界面同士の間に加えられる力を制御する制御パラメータの値を読み取ることは、可能であり得る。そのため、変速機システム8が十分な力を摩擦境界面28、30の間に加えて、第1のシャフト10と浮動歯車14a、16a、18aとの間、したがって、変速機システム8を通じてのトルクの伝達を最適化するために、変速機システム8へと送られるトルクの任意の所与の値が、変速機システム8に連結された制御システム(図示せず)のデータベースに保存された制御パラメータ値を更新することができることが望ましい。

図10に示すシステム400は、以下の手順を用いて、所与の対の摩擦境界面28、30のトルク伝達関数を決定できる。

好ましくは、例えば一定の速度で高速道路を運転しているといった、安定した条件で、変速システム8を試験される任意の所与の歯車で運転している間である。

適合システム400は、トルク経路の交換または変更を開始する。変速機システム8は、摩擦境界面28、30を用いるために、固定境界面25、26を用いるのを止める。これは、摩擦境界面28、30を係合し、続いて固定境界面25、26を係合解除することによって行われる。摩擦境界面28、30に加えられる力または圧力は、好ましくは、固定境界面25、26によって伝達されている現在のトルク値を得るために必要とされる力または圧力よりも大きい。

そして、変速機システム8は、流体によって機械110のピストン114の第1の面124に加えられる圧力を低減することで、第1の境界面28、30に加えられる力または圧力を低減し、その低減によって摩擦境界面28、30に加えられる力または圧力を低減する。流体の圧力は、変速機システム8が、例えば、シャフト10の回転速度が被試験浮動歯車14a、16a、18aの回転速度より5、10、15rpmだけ高くなるまでといった、好ましくは小さな度合いの滑りである「微小滑り」の、所定の度合いの滑りを受けるまで低減される。

適合システム400は、エンジンまたはモータによって送られているトルクを指し示す値を得るために変速機システム8に連結される、エンジンまたはモータを制御するエンジン/モータ管理システム(図示せず)を受信する、または、そのエンジン/モータ管理システムに問い合わせる。

適合システム400は、変速機システム8によって伝達されているトルクを指し示す値と、変速機システム8がそのトルク容量を達成するために必要な制御パラメータの値とを得る。

トルクと力または圧力とを指し示すこれらの値は、記憶装置において、参照テーブルとして、または、変速機システム8の他の所定のトルク伝達関数として保存されたトルクおよび値と比較できる。適合システム400は、測定または記録された値を採り入れるために、トルク伝達関数または参照テーブルの値を変更できる。

図9は、適合過程を示すグラフを示している。上方の軸211は、摩擦境界面28、30の作用に関しており、下方の軸210は被試験歯車の固定境界面25、26の作用に関している。線214は、摩擦境界面28、30の圧力の変化を指し示している。線216は、摩擦境界面28の位置を反映している。線218は、摩擦境界面28、30を通じたトルク容量を反映している。線220は、作動装置19、20a、20bの摩擦境界面28と被試験歯車の摩擦境界面30との間の滑りまたは相対移動の度合いを示している。

線222は、固定境界面25、26に加えられる圧力を示している。線224は、固定境界面25の位置を示している。線226は、固定境界面25、26を通じたトルク容量の度合いを示している。

時間T₀では、摩擦境界面28、30は係合解除されており、固定境界面25、26は被試験浮動歯車14a、16a、18aと係合されている。

時間T₁では、適合システム400は、変速機システム8に摩擦境界面28、30を係合するように命令し、伝達されている現在のトルクを被試験浮動歯車14a、16a、18aに伝達するために必要とされる値を超える十分な値まで、圧力が機械110によって加えられる。この圧力または力を摩擦境界面28に加えることは、摩擦境界面28を摩擦境界面30と接触させる。そのようにする際、トルクが摩擦境界面28、30を介して被試験浮動歯車14a、16a、18aへと伝達される。

時間T₂では、適合システム400は、係合解除するために固定境界面25に圧力を加える。つまり、被試験浮動歯車14a、16a、18aを制御する作動装置20a、20b、22に連結されたそれぞれの機械110が、加圧された流体を第1の室116へと注入することによって、方向矢印Fによって指し示される方向に動かされる。

そのようにする際、固定境界面25は、固定境界面26の介在の位置から係合解除される。固定境界面25、26を介して被試験浮動歯車14a、16a、18aへと伝達されるトルクは、ゼロまで低減される。

時間T₃では、適合システム400は、摩擦境界面28、30に加えられる圧力を低減する。そして、摩擦境界面28、30は、互いとの相対回転移動を受ける。

これは、トルク容量の値を小さくする。変速機システム8は、時間T₅までこの状態で保持される。

時間T₄では、トルクの値と圧力とが記録される。選択的に時間T₅では、適合システム400は、摩擦境界面28、30の間の滑りを排除して伝達されるトルク値を増加させるために、摩擦境界面28、30に加えられる圧力を増加してもよい(図には示されていない)。

適合システム400は、時間T₆で、変速機システム8に、必須の作動装置19、20a、20bの固定境界面25の、被試験歯車の固定境界面26との再係合を命令する。ここで、トルクが、固定境界面25、26を介して被試験浮動歯車14a、16a、18aへと伝達される。

時間T₇では、適合システム400は、変速機システム8に摩擦境界面28への圧力を低減するように命令する。すなわち、加圧下の流体が、被試験浮動歯車14a、16a、18aの摩擦境界面28をそれぞれ作動する作動装置19、20a、20bを制御する機械110へと注入され、その結果、機械110はピストンを方向矢印Lによって指し示される方向に移動する。これは、力を第2の面126に加えるために、流体を第2の室118へと注入することで実現される。

これは、摩擦境界面28を摩擦境界面30から係合解除させる。被試験浮動歯車14a、16a、18aへと伝達されるトルクは、ゼロまで低減される。

ある実施形態では、圧力値の直接の測定は行われず、圧力弁130または他のシステム部品によって使われる電流値が、圧力値を指し示す測定に用いられる。

車両に用いられる場合、適合システムは、好ましくは定常状態または安定した条件のもと、いつでも測定サイクルを引き起こすことができることは理解されるであろう。

測定サイクルの間、車両は、例えば、運転者または他の車両システムによって、ギア比を変更するように要求され得ることは理解されるであろう。このような状況で、変速機システム8は、進行中の測定サイクルを停止し、ギア比の変更を生じさせることになる。測定サイクル内のシフト要求のタイミングに応じて、変速機システム8は、現在の歯車の摩擦境界面28、30を係合する前に、現在のギア比の固定境界面25、26を係合解除する必要がない可能性もある。変速機システム8は、現在の出力のギア比の摩擦境界面28、30から、次に来るギア比の摩擦境界面28、30へとトルクを伝達することで、ギア比をシフトすることになる。

図10は、任意の所与の対の摩擦境界面28、30のトルク伝達摩擦を監視および更新するための適合システム400の流れ図を示している。
S1. 運転の安定条件を検出し、トルク伝達関数の測定サイクルを開始する。
S2. 被試験歯車で、使用中の現在のギア比の摩擦境界面28、30を係合する。
S3. 被試験歯車で、現在のギア比の固定境界面25、26を係合解除する。
S4. 「微小滑り」を導入するために、摩擦境界面28、30に加えられる圧力を低減する。
S5. 変速機システム8が安定条件になるまで待機する。
S6. トルク値、および、力もしくは圧力の値、または、代替で、トルクを指し示す値、および、力もしくは圧力指し示す値を、記録、受信、または記録する。
S7. トルクおよび圧力の測定された値を、測定された摩擦境界面についての保存された値と比較する。違いが検出された場合はS8が続き、検出されない場合はS9が続く。ある実施形態では、測定された値と保存された値とが同じかどうか、または、異なるかどうかに拘わらず、S8がS7に常に続いてもよい。
S8. 保存されている値を新たに測定された値で更新する。
S9. 被試験歯車で、使用中のギア比の摩擦境界面28、30の間の圧力を増加する。
S10. 被試験歯車について、作動装置19、20a、20bを用いて固定境界面を再係合する。
S11. 被試験歯車の摩擦境界面28、30を係合解除する。

図12は、2つの異なるギア比の間で変更するための2つの代替のパワーシフトする方法を示しており、一連の事象は、アップシフトすること、すなわち、第1のギア比と第2のより高いギア比との間で変更することに適合されている。第1のアップシフト方法501が図示されており、第1のアップシフト方法501は、円滑な特性を持つギア変更を提供するように適合されており、この第1のアップシフト方法501は、入力シャフト10と出力シャフト12との間でトルクを伝える際に低減された撹乱または最小の撹乱でギア比を変更する。すなわち、ギア比同士の間での変更の間、入力シャフト10と出力シャフト12との間で伝達されるトルクの変動が、最小とされている。

第2のアップシフト方法500が図12に示されており、第2のアップシフト方法500は、素早い特性を有するギア変更を提供するように適合されており、この第2のアップシフト方法500はギア比を最大の性能で変更し、第2のアップシフト方法500は、第1のギア比と第2のギア比との間で変更に取られる遅れまたは時間を最小にする。第2のアップシフト方法500は、切替時間間隔、すなわち、トルクが入力シャフト10と出力シャフト12との間で伝達される変速機システム8を通る経路が変更されている時間間隔、すなわち、入力シャフト10と出力シャフト12との間でトルクを伝達するために第1のギア比を用いている状態から、入力シャフト10と出力シャフトとの間でトルクを伝達するために第2のギア比を用いる状態へと切り替えるための時間間隔を、縮小または最小とする。

ある実施形態では、変速機システム8は、第1のアップシフト方法501および第2のアップシフト方法500の両方を実行するように構成されることが想定されており、また、用いられる方法が入力基準に依存し得ることが想定されている。例えば、図11に示す車両1000は、変速機システム8に連結されたエンジンまたはモータ1010を備えている。変速機システム8は、ギアをシフトするどの方法が用いられるかを使用者が選択できるように、制御装置1020を介して、使用者が選択できる制御インターフェース1040に連結されている。他の実施形態では、制御装置1020は、車両1000に搭載されて制御装置1020に連結されたセンサ1050からの利用可能なデータに基づいて採用された方法を選択する。センサ1050は、例えば、道路表面上の凍結の高い可能性を示す温度センサ、または、降雨センサからのデータといった、周囲条件を指し示すものでもよい。代替で、センサ1050は、車両1000の条件を指し示すデータを提供してもよい。

車両1000は、アクセル足ペダルなどの使用者入力装置1030を備えている。例えば、運転者は、足ペダルを踏み降ろして、車両の速度の増加を要求してもよい。制御装置1020は、エンジンまたはモータ1010に連結または搭載されたセンサ(図示せず)からデータを受信する。データは、エンジンのクランクシャフトまたはフライホイールの現在の1分間当たり回転数など、エンジンまたはモータ1010の運転条件を指し示す。制御装置1020は、歯車14a、16a、18aが変速機システム8によって現在用いられているとき、現在選択されているギア比に関するデータを受信または保持もしている。この使用から外れて行く歯車14a、16a、18aはそれぞれの固定装置25、26によって係合されている。なお、使用から外れて行く歯車は、係合解除されることになる歯車である。

制御装置1020は、使用者によって要求された性能を伝える上で、または、車両1000を効率的に運転することにとって、ギア比における変化が望ましいことを決定するために、受信されたデータを用いる。制御装置1020はどの歯車14a、16a、18aが係合されるかを決定し、これが、次に来る歯車14a、16a、18aである。制御装置1020は、変速機システム8へと送られるシフト要求U1を生成する。

第1のアップシフト方法501はシフト要求U1によって開始され、シフト要求U1は、制御装置1020から変速機システム8によって受信される。代替の実施形態では、シフト要求U1は他の車両部品から受信されてもよい。

シフト要求U1を受信すると、変速機システム8は選択前局面に入り、選択前局面では、ステップU2によって示されるように、変速機システム8は外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30と係合する。そして、変速機システム8は、ステップU3で、エンジンによって変速機システム8へと送られるすべてのトルクが入力シャフト10から出力シャフト12へと外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30によって伝達され、外れて行く歯車14a、16a、18aの固定装置25、26によって入力シャフト10から出力シャフト12へと伝達されるトルクが実質的にゼロとなるように、外れて行く歯車の固定装置25、26と係合解除する。

そして、変速機システム8は、入力シャフト10から出力シャフト12へのトルク伝達が外れて行く歯車14a、16a、18aを通じて伝達されている状態から次に来る歯車14a、16a、18aへと変化されるトルク局面に入る。ステップU4では、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30が係合される。すなわち、クラッチの板が摩擦係合で一体に押し付けられる。選択的に、トルク局面の間、ステップU5で、外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30が解除されてもよい。

そして、変速機システム8は、ステップU6で、入力シャフト10の回転速度が出力シャフト12の速度と一致される速度局面に入る。この局面の開始において、摩擦装置28、30は「滑り」を被り、クラッチの一方の側の1枚または複数の板がクラッチの他方の側の1枚または複数の板に対して移動、回転している。速度局面の間、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30の2つの側の間の回転速度の差は、「滑り」がなくなるように、ゼロへと減らされていく。

これは、ステップU7において、変速機システム8へと伝達される入力トルクを変化させることで、すなわち、エンジン1010によって作られるトルクを減らし、そのため、変速機システム8の入力シャフト10へのトルクを減らすことで、実現され得る。燃焼機関を用いる車両では、これは、エンジン1010のクランクシャフトの回転速度を落とすこと(エンジンシリンダに投入される必要量、燃料/空気混合気を減らすこと)で実現され、電気モータを用いる車両では、トルクは、ドライブシャフトの回転速度を落とすことで低減される。これは、モータを挟んでの電圧または電流を減らすことで実現できる。これは、例えば、トランジスタで電圧または電流のオンオフを繰り返し切り替えることで実現できる。

追加または代替で、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30の2つの側面の間の滑りは、ステップU8で、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30のトルク容量を変化させることで、ゼロまで減らされてもよい。これは、例えば、クラッチの一方の側の板がクラッチの他方の側の板に加える力を増加または減少することで実現できる。

追加または代替で、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30の2つの側面の間の滑りは、ステップU9で、外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30のトルク容量を変化させることで、ゼロまで減らされてもよい。これは、例えば、クラッチの一方の側の板がクラッチの他方の側の板に加える力を増加または減少することで実現できる。

速度局面に続いて、次に、変速機システム8は、次に来る歯車14a、16a、18aが入力シャフト10と回転が固定される固定局面へと入る。これが用いられる場合、すなわち、速度局面の間、出力シャフト12の速度を入力シャフト10の速度と同期することが用いられている場合、固定局面は、ステップU10で、外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30を解除することを含む。そして、変速機システム8は、ステップU11で、次に来る歯車14a、16a、18aの固定装置25、26と係合する。次に来る歯車14a、16a、18aの固定装置25、26が係合されると、変速機システム8は、ステップU12で、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30を係合解除する。そして、U13で、ギアシフトは完了する。

第2のアップシフト方法500も、シフト要求U1によって開始されるが、しかしながら、選択前局面の間に実行されるステップU2およびステップU3が省略される。第2の方法500は、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30の係合の前に、外れて行く歯車14a、16a、18aの固定装置25、26から外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30へとトルクを伝達しない。

トルク局面の間、変速機システム8は、ステップU4'で、次に来る歯車の摩擦装置28、30と係合する。そして、システムは、ステップU5'で、外れて行く歯車14a、16a、18aの固定装置25、26と係合解除する。

速度局面および固定局面は、第1のアップシフト方法501の前述したものと実質的に同じである。

図13は、2つの異なるギア比の間で変更するための2つの代替の方法を示しており、一連の事象は、ダウンシフトすること、すなわち、第1のギア比と第2のより低いギア比との間で変更することに適合されている。第1のダウンシフト方法601が図示されており、第1のダウンシフト方法601は、円滑な特性を持つギア変更を提供するように適合されており、この第1のダウンシフト方法601は、入力シャフト10と出力シャフト12との間でトルクを伝える際に低減された撹乱または最小の撹乱でギア比を変更する。すなわち、ギア比同士の間での変更の間、入力シャフト10と出力シャフト12との間で伝達されるトルクの変動が、最小とされている。

第2のダウンシフト方法600が図13に示されており、第2のダウンシフト方法600は、素早い特性を有するギア変更を提供するように適合されており、この第2のダウンシフト方法600はギア比を最大の性能で変更し、第2のダウンシフト方法600は、第1のギア比と第2のギア比との間で変更に取られる遅れまたは時間を最小にする。第2のダウンシフト方法600は、切替時間間隔、すなわち、トルクが入力シャフト10と出力シャフト12との間で伝達される変速機システム8を通る経路が変更されている時間間隔、すなわち、入力シャフト10と出力シャフト12との間でトルクを伝達するために第1のギア比を用いている状態から、入力シャフト10と出力シャフトとの間でトルクを伝達するために第2のギア比を用いる状態へと切り替えるための時間間隔を、縮小または最小とする。

ここでも、変速機システム8は、第1のダウンシフト方法601および第2のダウンシフト方法600の両方を実行するように構成されることが想定されており、また、用いられる方法が入力基準に依存し得ることが想定されている。

第1のダウンシフト方法601はシフト要求D1によって開始され、シフト要求D1は、制御装置1020から変速機システム8によって受信される。

例えば、制御装置1020は、例えば、使用者が車両1000の速度の素早い増加を要求するためにアクセル足ペダルを踏むといった、運転者が使用者入力装置1030とやり取りしたことを検出できる。制御装置1020は、要求された性能を伝えるために、より低いギア比へのギアシフトが要求されることを決定し、そして、シフトダウン要求D1を変速機システム8へと送信する。

そして、変速機システム8は選択前局面へと入る。選択前局面では、変速機システム8は、ステップD2によって示されるように、外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30と係合する。そして、変速機システム8は、ステップD3で、エンジンによって変速機システム8へと送られるすべてのトルクが入力シャフト10から出力シャフト12へと外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30によって伝達され、外れて行く歯車14a、16a、18aの固定装置25、26によって入力シャフト10から出力シャフト12へと伝達されるトルクが実質的にゼロとなるように、外れて行く歯車の固定装置25、26と係合解除する。選択的に、選択前局面の間、制御装置1020は、エンジンまたはモータ1010によって変速機システム8に伝えられるトルクを減らす。

ダウンシフトするとき、エンジン速度(エンジンrpm)は、車両の速度を維持するために、および、摩耗を低減する、または、車両の伝動機構の摩耗を低減する円滑なギア変更をもたらすために、増加する必要がある。

代替で、エンジン速度と一致するために、車両の速度は下がる必要があり、これは、運転者が「ガタガタしたり」または「グラグラしたり」する経験をさせられ、望ましくないハンドリング特性をもたらし得る急減速となる可能性があるため、望ましくない。

そして、変速機システム8は、入力シャフト10の回転速度が出力シャフト12の回転速度と同期される速度局面に入る。この局面の間、変速機システム8は、ステップD5において、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30にわたって正の度合いの滑りがあるように構成される。正の滑りとは、入力シャフト10が出力シャフト12より速く回転しており、これが、ロードホイール1060において正のトルクを発生させることを意味している。この方法で、エンジン1010および入力シャフト10の速度は、現在の車両の速度を維持するために、または、導入されているより低いギア比で係合されるときに車両速度を増加するために、必要な速度に近いかまたは等しい速度で回転している。

変速機システム8は、ステップD6において、変速機システム8へと伝達される入力トルクを変化させることで、つまり、エンジン1010によって作られるトルクを減らし、そのため、変速機システム8の入力シャフト10へのトルクを減らすことで、実現され得る。燃焼機関を用いる車両では、これは、エンジン1010のクランクシャフトの回転速度を落とすこと(エンジンシリンダに投入される必要量、燃料/空気混合気を減らすこと)で実現され、電気モータを用いる車両では、トルクは、ドライブシャフトの回転速度を落とすことで低減される。これは、モータを挟んでの電圧または電流を減らすことで実現できる。これは、例えば、トランジスタで電圧または電流のオンオフを繰り返し切り替えることで実現できる。

追加または代替で、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30にわたる正の滑りが、ステップD7で、外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦境界面26のトルク容量を、エンジンまたはモータ1010からの入力トルクの容量未満まで制限し、正の滑りが得られるまで入力シャフトの速度を増加することによって実現される。例えば、トルク容量は、クラッチの一方の側の板がクラッチの他方の側の板に加える力を増加または減少することで変化され得る。

速度局面に続いて、変速機システム8は、入力シャフト10から出力シャフト12へのトルク伝達が外れて行く歯車14a、16a、18aを通じて伝達されている状態から次に来る歯車14a、16a、18aへと変化されるトルク局面に入る。ステップD8では、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30が係合される。すなわち、クラッチの板が摩擦係合で一体に押し付けられる。ステップD9で、外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30が解除される。

そして、変速機システム8は、次に来る歯車14a、16a、18aが入力シャフト10と回転が固定される固定局面へと入る。固定局面は、ステップD10で、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30にわたる滑りを確立するステップを含み得る。そして、変速機システム8は、ステップD11で、次に来る歯車14a、16a、18aの固定装置25、26と係合する。次に来る歯車14a、16a、18aの固定装置25、26が係合されると、変速機システム8は、ステップD12で、次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30を係合解除する。そして、D13で、ギアシフトは完了する。

第2のダウンシフト方法600も、シフト要求D1によって開始される。選択前局面は、変速機システム8が外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30と係合するステップD2'を含む。そして、変速機システム8は、ステップD3'で、エンジンによって変速機システム8へと送られるすべてのトルクが入力シャフト10から出力シャフト12へと外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30によって伝達され、外れて行く歯車14a、16a、18aの固定装置25、26によって入力シャフト10から出力シャフト12へと伝達されるトルクが実質的にゼロとなるように、外れて行く歯車の固定装置25、26と係合解除する。エンジンまたはモータ1010によって変速機システム8へと伝えられるトルクを減らす選択的なステップD4が、素早いダウンシフトの方法600の選択前局面の間では、省略される。

速度局面は、第1のダウンシフト方法601の前述したものと実質的に同じである。

トルク局面は速度局面に続き、トルク局面の間、入力シャフト10から出力シャフト12へのトルクの送りは、外れて行くギア比を介している状態から次に来るギア比へと伝達される。これは、ステップD8'で、次に来る歯車14a、16a、18aの固定装置25、26と係合することを含む。そして、ステップD9'で、外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30が係合解除される。

次に来る歯車14a、16a、18aが固定係合しているため、すなわち、変速機システム8がトルクを入力シャフト10から出力シャフト12へと伝達するために固定装置25、26を用いているため、第2の素早いダウンシフトの方法600において固定局面に入るための要件はない。固定局面およびトルク局面は、同時に実行されるように考慮されてもよい。そして、D12で、ギアシフトは完了する。

第2のダウンシフト方法600は、次に来る歯車14a、16a、18aの固定装置25、26の係合の前に、外れて行く歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30から次に来る歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30へとトルクを伝達しない。

固定装置25、26から摩擦境界面28へといつ引き渡すか、すなわち、固定装置25、26をいつ解除するか、摩擦装置28、30から固定装置25、26へといつ引き渡すか、すなわち、固定装置25、26をいつ係合するか、または、固定境界面26と係合するために、外れて行く浮動歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30から次に来る浮動歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30へといつ引き渡すかを決定するために、制御装置1020が変速機システム8からのトルク測定を用いることができるように、トルクセンサTs₁、Ts₂が制御装置1020に連結されることが想定されている。

図12に示した第1のアップシフト方法501および第2のアップシフト方法500、ならびに図13に示した第1のダウンシフト方法601および第2のダウンシフト方法600では、トルク局面の間、方法は、外れて行く浮動歯車および次に来る浮動歯車以外の他の浮動歯車14a、16a、18aのうちの1つまたは複数の摩擦境界面28、30を選択的に用いることができることが想定されている。この方法では、トルクをあるギア比から別のギア比へと伝達するとき、用いられている追加の浮動歯車の追加の摩擦境界面28、30が、変速機システム8の全トルク容量を増加させる。使用される各追加の摩擦装置28、30は、追加のトルク取扱容量に寄与する。

図14〜図16は、固定装置25、26を係合する方法を概略的に示している。方法は、摩擦装置28、30から固定装置25、26への引き渡しを容易にする。固定装置25、26は、第1の側面G1と第2の側面G2とを備えている。第1の側面G1および第2の側面G2は、各々、ドッグ歯を有するドッグ歯車であることが想定されている。固定境界面の第1の側面G1は、それと共に回転係合している入力シャフト10(図14〜図16には示されていない)に搭載され得る。第2の側面G2は、浮動歯車14a、16a、18aに搭載されてもよいし、または、浮動歯車14a、16a、18aと共に一体的に形成されてもよい。第1の側面G1が第2の側面G2と係合しているとき、図16を見ると、浮動歯車14a、16a、18aが入力シャフト10と共に回転することになる。

第1の側面G1および第2の側面G2は、仮想線で示されるように、概念的な線L1によって表される入力シャフト10の軸方向で離間された位置で動き始める。

第1の側面G1および第2の側面G2は、入力シャフト10の軸線の周りで一体的に同期して回転されている。アクチュエータ32a、32b、34、35は、第1の側面G1から突出する歯T1を第2の側面G2に画定された凹部Rへと挿入するために、第1の側面G1を、方向矢印M1によって指し示されるように、第2の側面G2に向かって移動する。ある実施形態では、凹部Rは、第2の側面G2から突出する2つの隣接する歯T2、T3の間の隙間によって画定される。第1の側面G1および第2の側面G2の各々が複数の歯と複数の凹部とを備えることが想定されており、また、第1の側面G1および第2の側面G2の一方の各々の凹部が、第1の側面G1および第2の側面G2の他方からのそれぞれの歯を受け入れることが想定されている。

図14に示されるように、第1の側面G1の歯T1が第2の側面G2の凹部Rと位置合せされる場合、アクチュエータ32a、32b、34、35は、図15に示すように、歯T1を凹部Rへと摺動させることができる。位置センサ(図示せず)が、歯が凹部R内へと完全に挿入されたこと、すなわち、第1の側面の歯T1が第2の側面G2の凹部Rに完全に係合されるのに十分な距離で第1の側面G1が移動されたことを判定する。制御装置1020は、第1の側面G1が第2の側面G2と完全に係合されたことを判定したとき、変速機システム8に、選択されている浮動歯車14a、16a、18aの摩擦装置28、30を解除するように命令する。

図16に示すように、歯T1が凹部Rと正しく位置合せされていない状況では、第1の側面G1の歯T1は、第2の側面G2の歯T2とぶつかり、歯T1が凹部Rへと挿入されるのを妨げる。制御装置1020は、位置センサから受信したデータから、第1の側面G1が凹部Rと十分に係合されるように軸方向に移動されていないことを判定する。そのため、制御装置1020は、ある程度の滑りを摩擦装置28、30に導入し、例えば、これは、クラッチのプレート間の圧力を、相対移動が2つの側面の間でもたらされるように減少させることで実現できる。そして、制御装置1020は、アクチュエータ32a、32b、34、35に、歯T1を凹部Rへと挿入するように再び試みるように命令する。ある実施形態では、制御装置1020は、歯T1を凹部Rへと挿入しようと再び試みる前に、摩擦装置28、30が滑るのを止めるために、摩擦境界面にわたる力を増加してもよい。他の実施形態では、制御装置1020は、例えば、歯T1を凹部Rと位置合せするために第2の側面G2が第1の側面G1に対して回転しなければならない角度を決定することで、第1の側面G1と第2の側面G2との間の相対移動の量を正確に制御するために、摩擦装置28、30を用いてもよい。制御装置1020は、第1の側面G1が第2の側面G2と完全に係合されていることを指し示す位置センサからのデータを受信すると、摩擦装置28、30に係合解除するように命令することになる。

様々な変更が本発明の範囲内で行われることは理解でき、例えば、本発明の他の実施形態では、二重の作動装置が1つの摩擦境界面に各々の側面において提供されてもよいし、代替で、二重の作動装置が1つの固定境界面に共に各々の側面において提供されてもよいし、各々の作動装置が一体的に命令されずに互いから独立して命令されてもよいことが想定されている。浮動歯車は同じシャフトに設けられなくてもよく、浮動歯車の一部または全部が出力シャフトに設けられてもよい。出力シャフトに同じく連結される第3のシャフトが、浮動歯車に提供されてもよい。

変速機システム8には、入力シャフトと、車両の用途における差動の後で車両の駆動ホイールへと連結されるような、追加の装置に連結され得るさらなる1つまたは複数のシャフトとに各々連結可能な複数の出力シャフトが設けられてもよい。

変速機システム8には、入力シャフトをエンジンまたはモータに連結するための1つまたは複数の追加のクラッチが設けられてもよい。これらの追加のクラッチは、車両を静止位置から出発させるときのみ、および/または、ギアシフトの事象の間に、用いることができる。

ある実施形態では、変速機システム8は、車両を静止位置から出発させるとき、2つ以上のギア比の間で摩擦境界面を係合できる。

代替の実施形態では、シリンダ/ピストン構成は、限定されることはないが、磁石もしくは電磁石の装置、ウォームギアおよび電気モータ、空気圧システム、または、摺動システムで置き換え可能である。

5a 軸受
5b 軸受
8 変速機システム
10 入力シャフト
12 出力シャフト
13 第1の側面
14a 第1の浮動歯車
14a 摩擦歯車
14b 第1の固定歯車
15 第2の側面
16a 第2の浮動歯車
16a 摩擦歯車
16b 第2の固定歯車
17a 軸受
18a 第3の浮動歯車
18a 摩擦歯車
18b 第3の固定歯車
19 第1の単一の作動装置
20 二重の作動装置
20a 第1の二重の作動装置
20b 第2の二重の作動装置
22 作動装置
25 歯車固定境界面
25 固定装置
26 作動装置固定境界面
26 固定装置
28 第1の境界面
28 作動装置摩擦境界面
28 摩擦装置
29 キー溝
30 歯車摩擦境界面
30 摩擦装置
32a 第4のアクチュエータ
32b 第3のアクチュエータ
34 第1のアクチュエータ
35 第2のアクチュエータ
110 機械
112 筺体
114 ピストン
115 ピストンロッド
116 第1の室
118 第2の室
120 開口部
122 開口部
124 第1の面
126 第2の面
130 第1の弁
132 第2の弁
138A ソレノイド
138B ソレノイド
140A バネ
140B バネ
142 フィードバックループ
144 第1の位置
146 第2の位置
148 第1の位置
150 第2の位置
152 第3の位置
210 下方の軸
211 上方の軸
214 線
216 線
218 線
220 線
222 線
224 線
226 線
320a 作動装置
326 固定境界面
328 摩擦境界面
330 摩擦境界面
329 本体部
360 支持部
362 バネ
364 玉
366 凹部
366 斜面
400 適合システム
500 第2のアップシフト方法
501 第1のアップシフト方法
600 第2のダウンシフト方法
601 第1のダウンシフト方法
1000 車両
1010 エンジン
1010 モータ
1020 制御装置
1030 使用者入力装置
1040 制御インターフェース
1050 センサ
1060 ロードホイール
A ロッド
A 第1のトルク経路
B ロッド
B 第2のトルク経路
C ロッド
D1 シフト要求
F 方向矢印
G1 第1の側面
G2 第2の側面
L 方向矢印
L1 概念的な線
M1 方向矢印
P 流体圧力源
P ポンプ
R 凹部
T 流体貯留器
T タンク
T1 歯
T2 歯
T3 歯
Ts₁ トルクセンサ
Ts₂ トルクセンサ
U1 シフト要求

Claims

変速機システムのギア比を変えるための方法であって、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、前記第1の浮動歯車と前記第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、前記歯車作動システムは、前記第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、前記第1の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
前記第1のシャフトに回転可能に搭載された第2の浮動歯車を提供するステップであって、前記歯車作動システムは、前記第2の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第3の装置と、前記第2の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第4の装置とを備えるステップと、
前記第1の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第1の装置の前記摩擦境界面を前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと、
前記第2の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第2の装置の前記固定境界面を前記第1の浮動歯車の前記固定境界面から係合解除するステップと、
前記第3の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第3の装置の前記摩擦境界面を前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと、
前記第1の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第1の装置の前記摩擦境界面を前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合解除するステップと、
前記第4の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第4の装置の前記固定境界面を前記第2の浮動歯車の前記固定境界面と係合するステップと、
前記第3の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第3の装置の前記摩擦境界面を前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合解除するステップと
を含む方法。
前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面によって伝達されているトルクが実質的にゼロであることを指し示すセンサからデータを受信するステップを含む、請求項1に記載の方法。
前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面によって伝達されているトルクが、エンジンまたはモータによって前記変速機システムへと伝えられるトルクと実質的に等しいことを指し示すセンサからデータを受信するステップを含む、請求項1に記載の方法。
トルクが前記第1の浮動歯車から前記第2の浮動歯車へと伝達されつつ、前記第1の装置の前記摩擦境界面が前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合され、かつ、前記第3の装置の前記摩擦境界面が前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と同時に係合され、それによって、前記第1の浮動歯車と前記第2の浮動歯車との間にパワーシフトを生じさせる、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
前記第1のシャフトに搭載された少なくとも1つのさらなる浮動歯車を提供するステップであって、各々の前記少なくとも1つのさらなる浮動歯車は、少なくとも1つのさらなる装置のそれぞれの摩擦境界面と摩擦係合するための摩擦境界面を備えるステップを含み、さらに、
前記少なくとも1つのさらなる浮動歯車の前記摩擦境界面のうちの1つまたは複数を摩擦係合するステップと、
同時に、
前記第3の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第3の装置の前記摩擦境界面を前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと
を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
変速機システムのギア比を変えるための方法であって、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、前記第1の浮動歯車と前記第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、前記歯車作動システムは、前記第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、前記第1の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
前記第1のシャフトに回転可能に搭載された第2の浮動歯車を提供するステップであって、前記歯車作動システムは、前記第2の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第3の装置と、前記第2の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第4の装置とを備えるステップと、
前記第3の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第3の装置の前記摩擦境界面を前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと、
前記第2の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第2の装置の前記固定境界面を前記第1の浮動歯車の前記固定境界面から係合解除するステップと、
前記第4の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第4の装置の前記固定境界面を前記第2の浮動歯車の前記固定境界面と係合するステップと、
前記第3の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第3の装置の前記摩擦境界面を前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合解除するステップと
を含む方法。
前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面によって伝達されているトルクが実質的にゼロであることを指し示すセンサからデータを受信するステップを含む、請求項6に記載の方法。
前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面によって伝達されているトルクが、エンジンまたはモータによって前記変速機システムへと伝えられるトルクと実質的に等しいことを指し示すセンサからデータを受信するステップを含む、請求項6に記載の方法。
トルクが前記第1の浮動歯車から前記第2の浮動歯車へと伝達されつつ、前記第1の装置の前記摩擦境界面が前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合され、かつ、前記第3の装置の前記摩擦境界面が前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と同時に係合され、それによって、前記第1の浮動歯車と前記第2の浮動歯車との間にパワーシフトを生じさせる、請求項6から8のいずれか一項に記載のギア比を変えるための方法。
前記第1のシャフトに搭載された少なくとも1つのさらなる浮動歯車を提供するステップであって、各々の前記少なくとも1つのさらなる浮動歯車は、少なくとも1つのさらなる装置のそれぞれの摩擦境界面と摩擦係合するための摩擦境界面を備えるステップを含み、さらに、
前記少なくとも1つのさらなる浮動歯車の前記摩擦境界面のうちの1つまたは複数を摩擦係合するステップと、
同時に、
前記第3の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第3の装置の前記摩擦境界面を前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと
を含む、請求項6から9のいずれか一項に記載のギア比を変えるための方法。
第1のシャフトに回転可能に搭載された少なくとも2つの浮動歯車と、少なくとも1つのさらなるシャフトに搭載された少なくとも2つのさらなる歯車とを備える変速機システムであって、前記少なくとも1つのさらなる歯車は第1のシャフトの前記少なくとも2つの浮動歯車のそれぞれに連結され、前記変速機システムは前記少なくとも2つの浮動歯車の各々と前記第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムを備え、前記歯車作動システムは、前記少なくとも2つの浮動歯車の各々の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、前記少なくとも2つの浮動歯車の各々の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備え、それによって、前記浮動歯車は、前記摩擦境界面および/または前記固定境界面によって前記第1のシャフトに回転可能に連結可能であり、前記変速機システムは、前記第1のシャフトのトルクを指し示すパラメータを測定するためのセンサに連結された制御装置を備え、前記センサは、前記少なくとも2つの浮動歯車の第1の浮動歯車と前記少なくとも2つの浮動歯車の第2の浮動歯車との間に位置決めされ、前記制御装置は、前記第1の浮動歯車および前記第2の浮動歯車のどちらが、前記第1のシャフトから前記少なくとも1つのさらなるシャフトへとトルクを伝達しているかを指し示すセンサからデータを受信する変速機システム。
前記第1の装置および前記第2の装置は、前記第1のシャフトと回転係合している前記第1のシャフトに摺動して搭載される、請求項11に記載の変速機システム。
前記少なくとも2つのさらなる歯車は、前記第2のシャフトとの回転動作のために前記第2のシャフトに固定的に搭載される、請求項11または12に記載の変速機システム。
前記少なくとも2つのさらなる歯車は、前記第2のシャフトに回転可能に搭載された浮動歯車である、請求項11から13のいずれか一項に記載の変速機システム。
前記摩擦境界面はクラッチ機構を備える、請求項11に記載の変速機システム。
前記クラッチ機構は、円錐クラッチであり、好ましくは多板円錐クラッチである、請求項15に記載の変速機システム。
前記固定境界面はドッグクラッチを備える、請求項11に記載の変速機システム。
変速機システムの固定境界面と係合するための方法であって、
第1の浮動歯車が搭載された第1のシャフトと、前記第1の浮動歯車の回転を前記第1のシャフトと同期するための第1の作動装置とを備える変速機システムを提供するステップであって、前記第1の浮動歯車は、前記第1の作動装置に設けられた第2の固定境界面との介在係合のための第1の固定境界面を備え、前記第1の固定境界面および前記第2の固定境界面は固定装置を形成し、前記作動装置は、軸方向の移動のために前記第1のシャフトに摺動して搭載され、第2の作動装置は前記第1の浮動歯車の回転を前記第1のシャフトと同期するためのものであり、前記第1の浮動歯車は前記第2の作動装置に設けられた第2の摩擦境界面と摩擦係合するための第1の摩擦境界面を備え、前記第1の固定境界面および前記第2の固定境界面は摩擦装置を形成し、前記変速機システムは前記作動装置の軸方向位置を指し示すデータを提供するための少なくとも1つのセンサを備えるステップと、
前記第1の浮動歯車の回転を前記第1のシャフトと同期するために、前記摩擦装置を係合するステップと、
前記第1の境界面が前記第2の境界面と接触するまで、前記作動装置を前記第1のシャフトに沿って摺動するステップと、
前記センサからデータを受信するステップと、
前記第1の境界面が前記第2の境界面と介在係合にある位置へと前記作動装置が移動したかどうかを判定するステップと、
前記第1の固定境界面が前記第2の固定境界面と介在係合にある場合、
前記摩擦装置を係合解除するステップと、または、
前記第1の境界面が前記第2の境界面と介在係合にない場合、
前記第1の摩擦境界面と前記第2の摩擦境界面との間の摩擦係合を低減するステップと、それによって、
前記第1の固定境界面が前記第2の固定境界面に対して回転するように、前記第1の浮動歯車を前記第1のシャフトに対して回転するステップと、
前記第1の固定境界面が前記第2の固定境界面と介在係合になるまで、前記作動装置を前記第1のシャフトに沿って再び摺動するステップと
を含む方法。
前記第1の摩擦境界面と前記第2の摩擦境界面との間の摩擦係合を低減する前記ステップは、
前記第1の浮動歯車が前記第1のシャフトに対して所定の角度だけ回転した後、前記第1の浮動歯車の回転を前記第1のシャフトと同期するように、前記第1の摩擦境界面と前記第2の摩擦境界面との間の摩擦係合を増加するステップが続く、請求項18に記載の方法。
前記第1の固定境界面が前記第2の固定境界面と介在係合になるまで、前記作動装置を前記第1のシャフトに沿って再び摺動する前記ステップは、前記第1の浮動歯車が前記第1のシャフトに対して所定の角度だけ回転した後に実行される、請求項18に記載の方法。
前記第1の固定境界面が前記第2の固定境界面と介在係合になるまで、前記作動装置を前記第1のシャフトに沿って再び摺動する前記ステップは、前記第1の浮動歯車が前記第1のシャフトに対して回転している間に実行される、請求項18に記載の方法。
第1のシャフトに回転可能に搭載された少なくとも1つの浮動歯車と、前記少なくとも1つの浮動歯車と前記第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを備え、前記歯車作動システムは、前記少なくとも1つの浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、前記少なくとも1つの浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備え、それによって、前記浮動歯車は、前記摩擦境界面および/または前記固定境界面によって前記第1のシャフトに回転可能に連結可能である変速機システム。
少なくとも1つのさらなるシャフトに搭載される少なくとも1つのさらなる歯車を備え、前記少なくとも1つのさらなる歯車は、前記第1のシャフトの前記少なくとも1つの浮動歯車のそれぞれに連結される、請求項22に記載の変速機システム。
前記少なくとも1つのさらなる歯車は、前記第2のシャフトとの回転動作のために前記第2のシャフトに固定的に搭載される、請求項23に記載の変速機システム。
前記少なくとも1つのさらなる歯車は、前記第2のシャフトに回転可能に搭載された浮動歯車である、請求項23に記載の変速機システム。
前記摩擦境界面はクラッチ機構を備える、請求項22に記載の変速機システム。
前記クラッチ機構は、円錐クラッチであり、好ましくは多板円錐クラッチである、請求項26に記載の変速機システム。
前記固定境界面はドッグクラッチを備える、請求項22に記載の変速機システム。
前記第1の作動装置は第1の側面および第2の側面を備え、前記摩擦境界面は前記第1の側面に設けられ、固定境界面が、前記第1のシャフトに設けられた異なる浮動歯車との係合のために前記第2の側面に設けられる、請求項22に記載の変速機システム。
前記第1の作動装置は第1の側面および第2の側面を備え、前記摩擦境界面は前記第1の側面に設けられ、第2の摩擦境界面が、前記第1のシャフトに設けられた異なる浮動歯車との係合のために前記第2の側面に設けられる、請求項22に記載の変速機システム。
前記第2の作動装置は第1の側面および第2の側面を備え、前記固定境界面は前記第1の側面に設けられ、摩擦境界面が、前記第1のシャフトに設けられた異なる浮動歯車との係合のために前記第2の側面に設けられる、請求項22に記載の変速機システム。
前記第2の作動装置は第1の側面および第2の側面を備え、前記固定境界面は前記第1の側面に設けられ、第2の固定境界面が、前記第1のシャフトに設けられた異なる浮動歯車との係合のために前記第2の側面に設けられる、請求項22に記載の変速機システム。
第1の側面と、
前記第1の側面と反対にある第2の側面と、
第1の歯車の摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面と、
第2の歯車の固定境界面との介在係合のための固定境界面と
を備え、
前記摩擦境界面が前記第1の側面に配置され、前記固定境界面が前記第2の側面に配置される変速機システム用装置。
請求項33に記載の前記装置を備える変速機システム。
請求項11から17、請求項22から32、または請求項34のいずれか一項に記載の前記変速機システムを備える車両。
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、前記第1の浮動歯車と前記第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、前記歯車作動システムは、前記第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、前記第1の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
前記第1の装置を、前記第1のシャフトに沿って第1の方向に摺動し、前記第1の歯車の第1の側面の前記摩擦境界面と摩擦係合させ、前記第1の浮動歯車を前記第1のシャフトと実質的に同期させるように前記第1のシャフトから前記第1の浮動歯車へとトルクを伝達するステップと、
前記第2の装置を、前記第1のシャフトに沿って前記第1の方向と反対の第2の方向に摺動し、前記第1の歯車の第2の反対にある側面の前記固定境界面と固定係合させ、それによって、前記第1の浮動歯車を前記第1のシャフトと固定するステップと
を含む、変速機システムの浮動歯車を作動するための方法。
前記第1の装置の前記摩擦境界面を前記第1の歯車の前記第1の側面の前記摩擦境界面から係合解除するように、前記第1の装置を、前記第1のシャフトに沿って、前記第2の方向に摺動するステップを含む、請求項37に記載の変速機システムの浮動歯車を作動するための方法。
変速機システムのギア比を変えるための方法であって、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、前記第1の浮動歯車と前記第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、前記歯車作動システムは、前記第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、前記第1の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
前記第1のシャフトに回転可能に搭載された第2の浮動歯車を提供するステップであって、前記歯車作動システムは、前記第2の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第3の装置と、前記第2の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第4の装置とを備えるステップと、
前記第1の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第1の装置の前記摩擦境界面を前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと、
前記第2の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第2の装置の前記固定境界面を前記第1の浮動歯車の前記固定境界面から係合解除するステップと、
前記第3の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第3の装置の前記摩擦境界面を前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと、
前記第1の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第1の装置の前記摩擦境界面を前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合解除するステップと、
前記第4の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第4の装置の前記固定境界面を前記第2の浮動歯車の前記固定境界面と係合するステップと
を含む、ギア比を変えるための方法。
トルクが前記第1の浮動歯車から前記第2の浮動歯車へと伝達されつつ、前記第1の装置の前記摩擦境界面が前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合され、かつ、前記第3の装置の前記摩擦境界面が前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と同時に係合され、それによって、前記第1の浮動歯車と前記第2の浮動歯車との間にパワーシフトを生じさせる、請求項39に記載のギア比を変えるための方法。
前記第1のシャフトに搭載された少なくとも1つのさらなる浮動歯車を提供するステップであって、各々の前記少なくとも1つのさらなる浮動歯車は、少なくとも1つのさらなる装置のそれぞれの摩擦境界面と摩擦係合するための摩擦境界面を備えるステップを含み、さらに、
前記少なくとも1つのさらなる浮動歯車の前記摩擦境界面のうちの1つまたは複数を摩擦係合するステップと、
同時に、
前記第3の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第3の装置の前記摩擦境界面を前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと
を含む、請求項39または40に記載のギア比を変えるための方法。
丘陵地で車両を保持するための方法であって、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、前記第1の浮動歯車と前記第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、前記歯車作動システムは、前記第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、前記第1の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
前記第1のシャフトに搭載された少なくとも1つのさらなる浮動歯車を提供するステップであって、各々の前記少なくとも1つのさらなる浮動歯車は、少なくとも1つのさらなる装置のそれぞれの摩擦境界面と摩擦係合するための摩擦境界面を備えるステップと
を含み、
前記方法は、
前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面を前記第1の装置と摩擦係合する、および/または、前記第1の浮動歯車の前記固定境界面を前記第2の装置と摩擦係合するステップと、
同時に、
前記少なくとも1つのさらなる浮動歯車の前記摩擦境界面のうちの1つまたは複数を、前記少なくとも1つのさらなる装置のそれぞれの摩擦境界面と係合するステップと
を含む方法。
変速機システムのギア比を変えるための方法であって、
第1のシャフトに回転可能に搭載された第1の浮動歯車と、前記第1の浮動歯車と前記第1のシャフトとの間のトルク伝達を制御するための浮動歯車作動システムとを提供するステップであって、前記歯車作動システムは、前記第1の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の装置と、前記第1の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第2の装置とを備えるステップと、
第2のシャフトに回転可能に搭載された第2の浮動歯車を提供するステップであって、前記第2の浮動歯車は、前記第1のシャフトに搭載されたさらなる歯車によって前記第1のシャフトに連結され、前記歯車作動システムは、前記第2の浮動歯車の第1の側面に配置された摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第3の装置と、前記第2の浮動歯車の前記第1の側面と反対にある第2の側面に配置された固定境界面との介在係合のための固定境界面を備える第4の装置とを備えるステップと、
前記第1の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第1の装置の前記摩擦境界面を前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと、
前記第2の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第2の装置の前記固定境界面を前記第1の浮動歯車の前記固定境界面から係合解除するステップと、
前記第3の装置を前記第2のシャフトに沿って摺動することで、前記第3の装置の前記摩擦境界面を前記第2の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合するステップと、
前記第1の装置を前記第1のシャフトに沿って摺動することで、前記第1の装置の前記摩擦境界面を前記第1の浮動歯車の前記摩擦境界面と係合解除するステップと、
前記第4の装置を前記第2のシャフトに沿って摺動することで、前記第4の装置の前記固定境界面を前記第2の浮動歯車の前記固定境界面と係合するステップと
を含む方法。
変速機システムのトルク伝達関数を適合するための方法であって、
第1の作動装置の摩擦境界面を被試験歯車の摩擦境界面と係合し、第2の作動装置の固定境界面を被試験歯車の固定境界面から係合解除するステップと、
前記第1の作動装置の前記摩擦境界面によって被試験歯車の前記摩擦境界面に加えられる力を低減し、それによって所定の度合いの滑りを導入するステップと、
前記所定の度合いの滑りを生成する前記変速機システムの制御パラメータを記録するステップと、
前記変速機システムに伝えられるトルク値を指し示すパラメータを受信するステップと、
前記変速機システムに伝えられるトルク値を指し示す前記パラメータの値に対応する前記制御パラメータの保存された値を得るためにデータベースに問い合わせるステップと、
前記制御パラメータの前記保存された値を前記制御パラメータの前記記録された値と比較するステップと、
前記保存された値と異なる場合、前記制御パラメータの前記記録された値で前記データベースを更新するステップと、
被試験歯車を被試験歯車が搭載されるシャフトと同期させるように、前記第1の作動装置の前記摩擦境界面と被試験歯車の前記摩擦境界面との間の圧力を増加するステップと、
前記第2の作動装置の前記固定境界面を被試験歯車の固定境界面で介在するために、前記第2の作動装置を作動することで、被試験歯車の前記固定境界面を係合するステップと、
前記第1の作動装置の前記摩擦境界面を被試験歯車の前記摩擦境界面から係合解除するステップと
を含む方法。
被試験歯車にとって安定した条件のもとで、前記変速機システムの運転を検出するステップを含む、請求項44に記載の方法。
定常状態条件が前記摩擦境界面同士の間での微小滑りで達せられるまで待機するステップを含む、請求項44または45に記載の方法。
前記方法は、
前記変速機システムに伝えられるトルク値を指し示す前記パラメータの値に対応する前記制御パラメータの保存された値を得るために前記データベースに問い合わせる前記ステップを、
前記変速機システムに伝えられるトルク値を指し示す前記パラメータの値に対応する前記制御パラメータの値を計算するステップで置き換える、請求項44から46のいずれか一項に記載の方法。
前記方法は、
前記制御パラメータの前記保存された値を前記制御パラメータの前記記録された値と比較する前記ステップを省略し、
また前記方法は、
前記値が前記保存された値と異なるかどうかに拘わりなく、前記制御パラメータの前記記録された値で前記データベースを更新する、請求項44から47のいずれか一項に記載の方法。
前記方法は、前記第1の作動装置の前記摩擦境界面によって被試験歯車の前記摩擦境界面に加えられる力を低減して、所定の度合いの滑りを導入する、請求項44から48のいずれか一項に記載の方法。
変速機システムにおいて作動装置を移動するための機構であって、前記機構は両端のあるピストンを具備する複動式シリンダを備え、前記シリンダは、前記ピストンの第1の端部への流体作用のための第1の開口部と、前記ピストンの第2の端部への流体作用のための第2の開口部とを備え、前記第1の開口部は、前記機構が、前記ピストンを変速機システムの摩擦境界面との係合のために第1の方向に移動するとき、加えられる圧力または力を制御できるように、第1の圧力制御弁に連結され、前記第2の開口部は、前記機構が前記シリンダ内での前記ピストンの移動の方向を制御できるように、方向制御弁に連結される機構。
第1のシャフトに搭載された浮動歯車を備え、前記浮動歯車は、摩擦境界面を備える第1の側面と、固定境界面を備える第2の側面とを備え、第1の作動装置が、前記浮動歯車の前記第1の側面に隣接して配置され、前記浮動歯車との摩擦係合のための摩擦境界面を備え、第2の作動装置が、前記浮動歯車の前記第2の側面に配置され、前記浮動歯車の前記固定境界面との介在のための固定境界面を備え、前記浮動歯車は、前記第1の作動装置および/または前記第2の作動装置によって前記第1のシャフトに回転可能に連結できる変速機システム。
シャフトに摺動可能に搭載された装置を備え、前記装置は、前記シャフトに設けられた浮動歯車の摩擦境界面との摩擦係合のための摩擦境界面を備える第1の側面を備え、前記装置は、前記シャフトに沿って移動するために転動接触または摺動接触で支持体に搭載された本体部を備え、前記装置は、前記浮動歯車の前記摩擦境界面との前記摩擦境界面の係合に向けた方向に前記本体部を移動するときに打ち勝たなければならない付勢力の弾性装置を備える変速機システム。
前記本体部は、前記支持体に対する前記本体部の抵抗する移動のための戻り止めを形成する斜面または凹部を備える、請求項52に記載の変速機システム。
実質的に、添付の図を参照して明細書で説明されるような、および/または、添付の図によって示されるような変速機システム。
実質的に、添付の図を参照して明細書で説明されるような、および/または、添付の図によって示されるような変速機システムを備える車両。
実質的に、添付の図を参照して明細書で説明されるような、および/または、添付の図によって示されるような変方法。
実質的に、添付の図を参照して明細書で説明されるような、および/または、添付の図によって示されるような作動装置。