JP2023121155A - サーボアシスト式の機械的変速装置とサーボアシスト式の機械的歯車箱を備えたサーボアシスト式の機械的変速装置を制御する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造容易かつコスト効率の良いサーボアシスト式の機械的変速装置を提供する。【解決手段】前進歯車と逆転歯車を形成する、主軸と第２軸を備えるサーボアシスト式の機械的歯車箱と油圧回路を備え、回路は、タンクと２つの作動室を備え、歯車と係合及び解除する複動式の油圧アクチュエータで、これら作動室はピストンで分離されかつピストンは歯車箱に接続される、アクチュエータと、流量制御されかつタンクに接続するよう２つの作動室に連結される第１比例四方電磁弁と、第１比例四方電磁弁に直列に接続され、第１弁に供給される油の圧力を調節する、第２三方電磁弁の、一対の電磁弁を備え、歯車箱の通常運転時にギア転換がない場合、アクチュエータを隔離するよう、第１弁が無効化されかつ第２弁を介して加圧油が供給されず、第２弁の不具合等の場合にピストンは第１方向に沿って逆転歯車と逆方向に摺動する、サーボアシスト式の機械的変速装置。【選択図】図２

Description

本願は、２０２２年２月１８日に出願された伊国特許出願第１０２０２２０００００３０８６号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。

本発明は、サーボアシスト式の機械的変速装置と、サーボアシスト式の機械的歯車箱を備えたサーボアシスト式の機械的変速装置を制御する方法に関する。

オートメーテッド・マニュアル・トランスミッション（ＡＭＴ）によって内燃機関が発生するトルクを受ける２つの駆動輪を備えた車両が、今日では大いに普及している。サーボアシスト式の機械的変速装置は、運転手によって作動させられるクラッチペダル及び変速レバーが対応する電気又は油圧式のサーボ制御によって置き換えられるという事実を除いて、従来の手動式の機械的変速装置に構造的に類似している。

サーボアシスト式の機械的歯車箱は、主軸と第２軸（又は出力軸）を備え、この第２軸は、差動装置と一対の車軸によって運動を駆動輪に伝達する。サーボアシスト式の機械的歯車箱は、例えば５つ又は６つの前進歯車と、主軸を回転方向の反転を決定するピボットを介して第２軸に接続する逆転歯車とを備えている。

更に、サーボアシスト式の機械的歯車箱の作動及びサーボアシスト式のクラッチの作動を管理し、サーボアシスト式のクラッチの開閉を指令し、それぞれの油圧電磁弁によって指令された油圧アクチュエータを介して、歯車の係合及び係合解除を指令し、歯車の選択を指令する、制御装置が提供される。

サーボアシスト式の機械的歯車箱は、歯車の係合及び係合解除を行うための油圧アクチュエータと、歯車の並びを選択するための油圧アクチュエータによって作動させられる。この並びを選択するための油圧アクチュエータは、通常は単動式であり、１つの単動式の作動室を備えており、これは、加圧された油で充填されるように設計され、機械的に摺動することができかつサーボアシスト式の歯車箱に接続されたピストンによって形成されている。一方、係合する油圧アクチュエータは複動式であり、加圧された油が交互に充填されるように設計された２つの作動室を備え、これら作動室は、並んで配置され、機械的に摺動することができるピストンによって分離され、サーボアシスト式の歯車箱に接続されている。並びを係合及び係合解除するための油圧アクチュエータは、各作動室に対して電子制御装置によって駆動される対応する三方電磁弁を備える油圧回路に接続されている。

さらに、車両のギアリング中に望ましくない逆転歯車の係合が生じるのを防止するために、通常、車両には、サーボアシスト式の機械的歯車箱内の歯車（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、Ｒ）の配置に応じて、同じ並びの前進歯車から始まる逆転歯車の係合を許容せず、代わりに、他の前進歯車から始まる逆転歯車への移動を可能にする機械的ロック装置が設けられている。しかしながら、ここまでに説明したタイプの機械的ロック装置は、経済的観点からは不利な解決策を示し、かなり嵩張る。

特許文献１（米国特許出願公開第２０１４／２９１１０１号明細書）は、公知のタイプのサーボアシスト式の機械的変速装置を記載している。

米国特許出願公開第２０１４／２９１１０１号明細書

このように、本発明の目的は、上述の欠点をなくし、特に製造が容易でかつコスト効率の良いサーボアシスト式の機械的変速装置を提供することにある。

本発明の更なる目的は、上述した欠点をなくし、特に、実施が容易でかつ費用効果が高い、サーボアシスト式の機械的歯車箱を備えたサーボアシスト式の機械的変速装置を制御する方法を提供することである。

本発明によれば、添付の特許請求の範囲に記載されたものに基づいて、サーボアシスト式の機械的変速装置、及び、サーボアシスト式の機械的変速装置を備えたサーボアシスト式の機械的変速装置を制御する方法が提供される。

以下、本発明を、その非限定的な実施形態を示す添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明により製造されるサーボアシスト式の機械的変速装置を備えた車両の模式の図である。 図２は、図１のサーボアシスト式の機械的変速装置の油圧回路の模式の図である。

図１において、参照番号１は、全体として、２つの前輪（図示せず）を備え、サーボアシスト式の変速装置４によって内燃機関３によって発生するトルクを受ける２つの後側駆動輪２を備えた車両を示している。サーボアシスト式の変速装置４は、サーボアシスト式のクラッチ５を備え、このクラッチは、内燃機関３と一体のベル状部材内に収容され、内燃機関３の駆動軸６を、サーボアシスト式の機械的歯車箱８内で終わっている伝動軸７に接続するように設計されている。差動装置９がサーボアシスト式の歯車箱８に接続され、この一対の車軸１０が歯車箱８及び差動装置９から始まる場合、その車軸１０の各々がそれぞれの後側駆動輪２と一体となっている。

サーボアシスト式の機械的歯車箱８は、角速度ω_１で回転する主軸１１と、角速度ω_２で回転し、差動装置９及び一対の車軸１０によって運動を後側駆動輪２に伝達する第２軸１２（又は出力軸）とを備えている。サーボアシスト式の機械的歯車箱８は、（図２によく示されているように）例えばローマ数字で示される５つの前進歯車（第１の歯車Ｉ、第２の歯車ＩＩ、第３の歯車ＩＩＩ、第４の歯車ＩＶ、第５の歯車Ｖ）を備える。主軸１１と第２軸１２は、複数の歯車対によって互いに機械的に連結されており、この複数の歯車対の各々は、それぞれの歯車を形成し、主軸１１に取り付けられた主歯車装置と、第２軸１２に取り付けられた第２の歯車装置とを備える。サーボアシスト式の機械的歯車箱８は、また、回転方向の反転を決定するピボットを介して主軸１１を第２軸１２に接続する逆転歯車Ｒを備えている。

サーボアシスト式の機械的歯車箱８は、歯車を係合及び係合解除する、すなわち、図２に示す方向Ａに沿って移動するための油圧アクチュエータ１３と、歯車の並びを選択する、すなわち、図２に示す方向Ｂに沿って移動するための油圧アクチュエータ１４とによって作動させられる。

油圧アクチュエータ１５によって作動させられるサーボアシスト式のクラッチ５の介在によって、主軸１１は駆動軸６に接続されており、駆動軸は内燃機関３によって回転させられ、角速度ω_ｍで回転する。

車両１は、電子制御装置ＥＣＵ（概略的に図示）を備え、この電子制御装置はサーボアシスト式の変速装置４を制御し、とりわけ、サーボアシスト式の歯車箱８の油圧アクチュエータ１３及び１４と、サーボアシスト式のクラッチ５の油圧アクチュエータ１５とを駆動する。

図２に図示されているように、油圧アクチュエータ１３は、複動式であり、２つの作動室１６、１８を備え、これら２つの作動室１６、１８は、（油圧アクチュエータ１３の指令流体を構成する）加圧された油で充填されるように設計され、並んで配置され、機械的に摺動することができかつサーボアシスト式の歯車箱８に接続されたピストン１７によって分離されている。換言すれば、複動式の油圧アクチュエータ１３は、２つの両方向の油圧の推力をピストン１７に発生することができ、その結果、油圧アクチュエータ１３はばねを一切備えていない。

また、油圧アクチュエータ１４は、複動式であり、（油圧アクチュエータ１４の指令流体を構成する）加圧された油で交互に充填されるように設計された２つの作動室１９、２０を備え、これら２つの作動室１９、２０は、並んで配置され、機械的に摺動することができかつサーボアシスト式の歯車箱８に接続されているピストン２１によって分離されている。換言すれば、複動式の油圧アクチュエータ１４は、２つの両方向の油圧の推力をピストン２１上に発生することができ、その結果、油圧アクチュエータ１４はばねを一切備えていない。

油圧アクチュエータ１５は、単動式であり、単一の作動室２２を備え、この作動室２２は、（油圧アクチュエータ１５の指令流体を構成する）加圧された油で充填されるように設計され、機械的に摺動することができかつサーボアシスト式のクラッチ５に接続されたピストン２３によって形成されている。換言すれば、この単動式の油圧アクチュエータ１５は、単一方向の油圧推力をピストン２３上に生成することができ、その結果、油圧アクチュエータ１５は、油圧の推力と反対の弾性推力を生成するように設計されたばね２４も備える。

油圧アクチュエータ１５は、電子制御装置ＥＣＵによって駆動される対応する弁２６、好ましくは電磁弁２６を作動室２２に対して備える油圧回路２５に接続されている。さらに、油圧回路２５は、大気圧下で油を収容するタンク２８と、加圧された油を収容する油圧アキュムレータ２９と、タンク２８から汲み上げて油圧アキュムレータ２９に供給する電気ポンプ３０とを備えている。

弁２７、好ましくは電磁弁２７は、作動室２２内の油の圧力を一定に維持するようにそれぞれの作動室２２を隔離された状態で維持することができ、作動室２２内の油の圧力を減少させるように作動室２２をタンク２８に接続することができ、作動室２２内の油の圧力を増加させるように作動室２２を油圧アキュムレータ２９に接続するように設計されている。

電磁弁２７はスプールを備え、このスプールは、電磁アクチュエータによって（隔離された作動室２２と、タンク２８に接続された作動室２２と、油圧アキュムレータ２９に接続された作動室２２とに対応する）３つの異なる位置に軸線方向に移動させられる。電磁弁２７は比例弁であり、その流量が指令される。換言すれば、電磁弁２７は、それぞれのスプールの軸線方向位置が電磁弁２６、２７を流れる油の流量に比例するようにされている。

油圧回路２５は、油圧アクチュエータ１４について、電子制御装置ＥＣＵによって駆動される、対応する弁３２、好ましくは四方電磁弁３２をさらに備え、弁３３、好ましくは三方電磁弁３３に直列に配置されている。四方電磁弁３２は、それぞれの作動室１９、２０内で油の圧力を一定に維持するように各作動室１９、２０を隔離された状態で維持することができ、作動室１９、２０内の油の圧力を減少させるように各作動室１９、２０をタンク２８に接続することができ、各作動室１９、２０を三方電磁弁３３に接続するように設計されている。

四方電磁弁３２は、電磁アクチュエータによって、隔離された作動室１９、２０に対応する、又は、作動室１９がタンク２８に接続されておりかつ作動室２０が三方電磁弁３３に接続されている状態に対応する、又は、作動室２０がタンク２８に接続されておりかつ作動室１９が三方電磁弁３３に接続されている状態に対応する、異なる位置に配置することができる。四方電磁弁３２は比例弁であり、その流量が指令される。換言すれば、四方電磁弁３２は、四方電磁弁３２を流れる油の流量に比例して駆動されるようにされている。

三方電磁弁３３はスプールを備え、このスプールは、電磁アクチュエータによって、タンク２８への接続のための、又は、油圧アキュムレータ２９への接続のための、又は、四方電磁弁３２（及び電磁弁２６）への接続のための、三つの異なる位置に軸線方向に移動させられる。三方電磁弁３３は比例弁であり、圧力下で指令される。換言すれば、三方電磁弁３３は、三方電磁弁３３を流れる油の圧力に比例して駆動されるようにされている。さらに換言すれば、三方電磁弁３３は、油圧アクチュエータ１３、１４に供給される油の圧力を調節するように設計されている。

最後に、油圧回路２５は、作動室１６に対して、電子制御装置ＥＣＵによって駆動される対応する電磁弁２６と、作動室１８に対して、三方電磁弁３３とを備え、油圧アクチュエータ１３は、電磁弁２６、３３の両方に接続されている。

電磁弁２６は、作動室１６内で油の圧力を一定に維持するように作動室１６を隔離された状態で維持することができ、作動室１６内の油の圧力を減少させるように作動室１６をタンク２８に接続することができ、作動室１６を三方電磁弁３３に接続するように設計されている。電磁弁２６はスプールを備え、このスプールは、電磁アクチュエータによって、（隔離された作動室１６に対応し、タンク２８に接続された作動室１６に対応し、三方電磁弁３３に接続された作動室１６に対応する）３つの異なる位置で軸線方向に移動させられる。電磁弁２６は比例弁であり、その流量が指令される。換言すれば、電磁弁２６は、それぞれのスプールの軸線方向位置が電磁弁２６を通って流れる油の流量に比例するようにされている。

使用中、サーボアシスト式の機械的歯車箱８の通常運転中、ギア転換が行われていないとき、三方電磁弁３３は、電子制御装置ＥＣＵによって通常無効化され、これは、サーボアシスト式の機械的歯車箱８の通常運転中、ギア転換が行われていないとき、油圧アクチュエータ１４には三方電磁弁３３を介して加圧された油が供給されず、ピストン２１が方向Ａに沿って移動する危険がないことを意味する。

場合によって、たとえ三方電磁弁３３の電気的起点の不具合又は機能不全がある場合でも、油圧アクチュエータ１４は、代わりに四方電磁弁３２を介して加圧された油を供給される。したがって、ピストン２１は、方向Ａに沿って自由に動くことができる。

三方電磁弁３３の電気的起点の不具合又は機能不全がある場合に、作動室１９がタンク２８に接続されつつ作動室２０に加圧された油が供給され、このようにして、ピストン２１は、特定の方向に（すなわち、右から左に）移動し、逆転歯車Ｒが係合するのを防ぐように、油圧回路２５は製造されている。

換言すれば、三方電磁弁３３に不具合又は機能不全がある場合には、四方電磁弁３２を介して加圧された油を供給することにより、ピストン２１を逆転歯車Ｒとは反対に方向Ａに沿って摺動させる。

サーボアシスト式の機械的歯車箱８内の歯車（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、Ｒ）の配置に応じて、三方電磁弁３３に電気的起点の不具合又は機能不全がある場合にピストン２１の摺動が逆転歯車Ｒとは反対に方向Ａに沿って常に行われるように、四方電磁弁３２は作動室１９、２０に接続される。

また、サーボアシスト式の機械的歯車箱８の通常運転中、ギア転換が行われていないとき、三方電磁弁３３は電子制御装置ＥＣＵによって通常無効化され、これは、四方電磁弁３２の電気的起点の不具合又は機能不全がある場合には、油圧アクチュエータ１４には加圧された油が供給されておらず、ピストン２１が方向Ａに沿って移動する危険がないことを意味するという事実を強調することが重要である。換言すれば、サーボアシスト式の機械的歯車箱８の通常運転中にギア転換が行われていないときには、三方電磁弁３３は油圧アクチュエータ１４を隔離し、四方電磁弁３２の電気的起点の不具合又は機能不全がある場合にも、三方電磁弁３３はピストン２１の方向に沿った望ましくない動きを防止する。

以上の記載で説明した油圧回路２５は、いくつかの利点を有する。特に、製造が簡単であり、たとえ第１の前進歯車からのみ逆転歯車に移動することを可能にする機械的ロック装置が存在しなくても、車両のギアリング中に、逆転歯車の望ましくない係合が発生するのを効果的に防止することができる。

１ 車両
２ 後側駆動輪
３ 内燃機関
４ サーボアシスト式の変速装置
５ サーボアシスト式のクラッチ
６ 駆動軸
７ 伝動軸
８ サーボアシスト式の機械的歯車箱
９ 差動装置
１０ 車軸
１１ 主軸
１２ 第２軸
１３ 油圧アクチュエータ
１４ 油圧アクチュエータ
１５ 油圧アクチュエータ
１６ 作動室
１７ ピストン
１８ 作動室
１９ 作動室
２０ 作動室
２１ ピストン
２２ 作動室
２３ ピストン
２４ ばね
２５ 油圧回路
２６ 電磁弁
２７ 電磁弁
２８ タンク
２９ 油圧アキュムレータ
３０ 電気ポンプ
３２ 四方電磁弁
３３ 三方電磁弁
Ａ 方向
Ｂ 方向
ＥＣＵ 電子制御装置

Claims (7)

1. サーボアシスト式の機械的変速装置（４）において、
   前記サーボアシスト式の機械的変速装置（４）は、
   複数の前進歯車（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）及び逆転歯車（Ｒ）を形成するように互いに機械的に接続された、主軸（１１）及び第２軸（１２）を備えたサーボアシスト式の機械的歯車箱（８）と、
   油圧回路（２５）とを備え、
   前記油圧回路（２５）は、
   大気圧下で油を収集するタンク（２８）と、
   ２つの第１の作動室（１９、２０）を備える、前記複数の前進歯車（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）及び前記逆転歯車（Ｒ）と係合及び係合解除する複動式の油圧アクチュエータ（１４）であって、前記２つの第１の作動室（１９、２０）は、加圧された油を交互に充填させられるように設計されており、かつ、第１のピストン（２１）によって分離されており、かつ、前記第１のピストン（２１）は第１の方向（Ａ）に沿って機械的に摺動することができかつサーボアシスト式の機械的歯車箱（８）に接続されている、複動式の油圧アクチュエータ（１４）と、
   特に第１の比例四方電磁弁（３２）であって、その流量は制御され、前記第１の作動室（１９、２０）を前記タンク（２８）に接続するように前記２つの第１の作動室（１９、２０）に連結される、第１の比例四方電磁弁（３２）と、
   第２の三方電磁弁（３３）であって、前記第２の三方電磁弁（３３）が、圧力制御された比例弁でありかつ前記第１の比例四方電磁弁（３２）に直列に接続されており、前記第１の比例四方電磁弁（３２）に供給された油の圧力を調節するように設計された、第２の三方電磁弁（３３）である、一対の電磁弁（３２、３３）とを備え、
   前記サーボアシスト式の機械的歯車箱（８）の通常運転時に、ギア転換が行われず、係合及び係合解除する前記複動式の油圧アクチュエータ（１４）を隔離するように、前記第１の電磁弁（３２）が無効化されかつ前記第２の電磁弁（３３）を介して加圧された油が供給されず、
   前記第２の電磁弁（３３）の不具合又は機能不全の場合には、前記第１のピストン（２１）は、前記第１の方向（Ａ）に沿って前記逆転歯車（Ｒ）と逆方向に摺動する、サーボアシスト式の機械的変速装置（４）。
2. 前記サーボアシスト式の機械的歯車箱（８）における前記歯車（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、Ｒ）の配置に応じて、前記第１のピストン（２１）の摺動が前記逆転歯車（Ｒ）とは反対に前記第１の方向（Ａ）に沿って常に行われるように、前記第１の電磁弁（３２）は前記第１の作動室（１９、２０）に接続されており、前記サーボアシスト式の機械的歯車箱（８）の通常運転時に前記第２の電磁弁（３３）の不具合又は機能不全があった場合に、ギア転換が行われない、請求項１に記載のサーボアシスト式の機械的変速装置（４）。
3. 前記第２の三方電磁弁（３３）が、前記タンク（２８）と、加圧されている油を含む油圧アキュムレータ（２９）とに接続されている、請求項１に記載のサーボアシスト式の機械的変速装置（４）。
4. 第２の作動室（１６）及び第３の作動室（１８）を備える前記歯車（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、Ｒ）の並びを選択するための複動式の油圧アクチュエータ（１３）を備え、前記第２の作動室（１６）及び前記第３の作動室（１８）は、加圧された油で交互に充填されるように設計されており、かつ、第１のピストン（１７）によって分離されており、かつ、第２の方向（Ｂ）に沿って機械的に摺動することができかつ前記サーボアシスト式の機械的歯車箱（８）に接続されている、請求項１に記載のサーボアシスト式の機械的変速装置（４）。
5. 前記サーボアシスト式の機械的変速装置（４）は第３の比例電磁弁（２６）を備え、前記第３の比例電磁弁（２６）の流量が制御され、前記第３の比例電磁弁（２６）は、前記第２の作動室（１６）を前記タンク（２８）と前記第２の電磁弁（３３）に接続するように、前記第２の作動室（１６）に接続されている、請求項４に記載のサーボアシスト式の機械的変速装置（４）。
6. 前記第２の三方電磁弁（３３）が前記第３の作動室（１８）に接続されている、請求項５に記載のサーボアシスト式の機械的変速装置（４）。
7. 複数の前進歯車（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）及び逆転歯車（Ｒ）を形成するように互いに機械的に接続された、主軸（１１）及び第２軸（１２）を備えるサーボアシスト式の機械的歯車箱（８）と、油圧回路（２５）とを備えたサーボアシスト式の機械的変速装置（４）を制御する方法において、
   前記サーボアシスト式の機械的変速装置（４）は、
   大気圧下で油を収集するタンク（２８）と、
   ２つの第１の作動室（１９、２０）を備える、前記複数の前進歯車（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ）及び前記逆転歯車（Ｒ）と係合及び係合解除する複動式の油圧アクチュエータ（１４）であって、前記２つの第１の作動室（１９、２０）は、加圧された油で交互に充填させられるように設計されており、かつ、第１のピストン（２１）によって分離されており、かつ、前記第１のピストン（２１）は第１の方向（Ａ）に沿って機械的に摺動することができかつサーボアシスト式の機械的歯車箱（８）に接続されている、複動式の油圧アクチュエータ（１４）と、
   特に第１の比例四方電磁弁（３２）であって、その流量は制御され、前記第１の作動室（１９、２０）を前記タンク（２８）に接続するように前記２つの第１の作動室（１９、２０）に連結される、第１の比例四方電磁弁（３２）と、
   第２の三方電磁弁（３３）であって、前記第２の三方電磁弁（３３）が、圧力制御された比例弁でありかつ前記第１の比例四方電磁弁（３２）に直列に接続されており、前記第１の比例四方電磁弁（３２）に供給された油の圧力を調節するように設計された、第２の三方電磁弁（３３）とである、一対の電磁弁（３２、３３）とを備え、
   前記方法は、
   前記サーボアシスト式の機械的歯車箱（８）の通常運転中に前記第２の電磁弁（３３）の不具合又は機能不全がある場合に、ギア転換が行われていない場合、前記第１のピストン（２１）の摺動が前記逆転歯車（Ｒ）とは反対に前記第１の方向（Ａ）に沿って常に行われるよう、前記第１の作動室（１９、２０）を前記第１の電磁弁（３２）に接続するステップと、
   前記サーボアシスト式の機械的歯車箱（８）の通常運転中において、ギア転換が行われていない場合、前記第２の電磁弁（３３）を通して加圧された油を供給しないようにかつ係合及び係合解除する前記油圧アクチュエータ（１４）と前記第２の電磁弁（３３）を隔離するように、前記第１の電磁弁（３２）を無効化するステップとを備えることを特徴とする方法。

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