JP4267077B2 - 自動変速機における補助出力駆動部の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動式あるいは部分自動式切換装置を利用している変速機における補助出力駆動部の制御方法に関する。
最新の商用車において、エンジンと変速機の間にクラッチが配置され且つ許容切換推薦を求めるための電子制御装置を備えた自動車の多段変速機特に歯車式多段変速機を部分自動式に切り換えるための切換装置が提案されている。
特に多段変速機が装備されているような商用車を運転する際における運転者の操縦を容易にし経済性を改善するために、多くの部分自動式切換装置が提案され、またそれによって種々の目的および策略が遂行させられている。
この種の多段変速機は一般に多数の補助出力駆動方式を有している。それらの補助出力駆動部は同期接続されず、かみ合わせ式で接続される。補助出力駆動部を接続するために、さもなければ望ましくない騒音が生じてしまうので、かみ合い継手において大きな回転数差が存在していてはならない。他方ではその回転数差が零に近い場合、かみ合い継手において歯と歯が向き合って位置し、そのために補助出力駆動部がかみ合い接続できなくなる確率が非常に高い。
本発明の課題は、自動クラッチを備えた自動式あるいは部分自動式変速機を、かみ合い継手の確実なかみ合わせが達成されるように改良することにある。
本発明の課題は請求の範囲第１項に記載の方法によって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求の範囲に記載されている。
商用車の自動変速機において補助出力駆動部の接続を可能にするために、本発明に基づいて、運転者が補助出力駆動部の接続に対する願望を例えばスイッチあるいはボタンによって信号の形で与えることを提案する。この信号は制御装置において商用車のエンジンと変速機との間の自動クラッチを解除するための信号に変換される。変速機の入力軸の回転数はセンサによって監視されている。自動クラッチの解除後において変速機の入力軸の回転数が低下し所定の最低回転数に到達した後、補助出力駆動部を変速機軸に接続するための切換装置がこの切換装置の結合を達成するために制御される。その変速機軸は補助出力駆動部を駆動するために設けられている変速機内における変速機軸である。これは変速機の形式に応じて種々の変速機軸が考えられる。それは好適には変速機の入力軸に対して同軸的に配置されている主軸に対して平行に設けられている副軸である。負荷を分配するために互いに平行に配置された２本の副軸を備えた変速機の場合、好適にはその一方の副軸に補助出力駆動部が接続されている。
その後でクラッチは再び係合される。これによって駆動されている変速機軸にねじりモーメントが与えられ、これによって切換装置の互いに対向して位置する部品の歯が互いに向き合って位置することを防止するか排除するために、切換装置の両部品が相対回転される。
本発明の他の実施形態において、補助出力駆動部が、車両のエンジンが回転し、車両が停止状態にあり、変速機が中立位置にあり、変速機の切換が活動していないか準備されていないという条件が存在しているときにだけ接続されることを保証するセンサが設けられている。
本発明の有利な実施形態において、最低回転数への到達は変速機内におけるブレーキ装置によって速められる。そのために例えば多板ディスクブレーキの形をした慣性ブレーキが副軸に設けられる。また入力軸にブレーキ装置を設けることもできる。
本発明の他の有利な実施形態において、補助出力駆動部の切換装置が完全に接続され終えているか否かを検出するセンサが切換装置に設けられている。更に本発明の他の有利な実施形態において、駆動されている変速機軸と補助出力駆動部に接続されている出力軸との間に回転数差が存在するか否かあるいは所定のクラッチ変位距離が超過されているか否かを検出するセンサが切換装置に設けられている。
以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
図１は補助出力駆動部付き変速機の概略構成図、
図２は補助出力駆動部の切換装置の断面図、
図３は補助出力駆動部の制御経過の流れ図である。
図１にはクラッチ４を介して変速機６に接続されているエンジン２が概略的に示されている。変速機６の入力軸１０は副軸１６上にある歯車１４とかみ合っている歯車１２を支持している。変速機の多数の変速段のうちにここでは、副軸１６上にある歯車１８と変速機の主軸２０上にある歯車８を有する変速段だけしか示されていない。主軸２０は入力軸１０に対して同軸的に位置している。歯車８はトルク伝達するために切換装置２２を介して主軸２０に接続できる。副軸１６上には更にこの副軸１６を制動するセンタブレーキ２４が配置されている。副軸１６は補助出力駆動部２８内における切換装置２６によって、ここでは図示されていない装置例えばポンプを駆動する軸３０に接続できる。
副軸１６にこの副軸１６の回転数を検出し制御装置３４に伝えるセンサ３２が設けられている。補助出力駆動部２８にあるセンサ３６は切換装置２６の位置を検出し、その位置についての信号を例えばセンサ３２も接続されているＣＡＮバス３８を介して制御装置３４に伝える。補助出力駆動部２８にあるもう一つのセンサ４０は軸３０の回転数を検出し、この情報を同様にＣＡＮバス３８を介して制御装置３４に伝える。制御装置３４はＣＡＮバス３８を介して少なくともブレーキ２４、切換装置２２および切換装置２６に接続されている。
図２には補助出力駆動部２８に対する切換装置２６が示されている。
補助出力駆動部２８におけるトルクは変速機６のハウジングの内部に存在している軸４２から導き出される。補助出力駆動部２８のフランジ６６に図示されていない被駆動部品が固定されている。
中間軸７２のスプライン５１上にシフトスリーブ５２が軸方向に移動可能に配置されている。シフトスリーブ５２のスプライン５３は軸４２のスプライン５０にここで図示されていない作動要素によってかみ合わされる。この作動装置は補助出力駆動部２８を接続およびしゃ断することを可能にしている。図示のしゃ断された状態において中間軸７２は軸４２に対して相対回転できる。中間軸７２のジャーナル４８は円筒ころ軸受４６で支持されている。中間軸７２のもう一つの軸受はボルト５８によって中間ハウジング５６に固定されている球軸受５４である。軸封装置５７は変速機ハウジングを外に対して密封している。
部品６０はスプライン６１を有し、このスプライン６１を介してこの範囲に同様にスプラインを有する中間軸７２にトルクを伝達するために確動的に（かみ合い結合で）接続されている。部品６０は中間軸７２上にカバー６８によって軸方向に保持され、このカバー６８はボルト７０によって中間軸７２に固定されている。
図３には補助出力駆動部２８を制御するための制御過程の流れが示されている。
始動ブロック８０において補助出力駆動部の接続過程が開始される。一連の質問ステップにおいて補助出力駆動部を切り換えるための条件が存在しているか否かが検査される。最初の質問ステップ８２において、車両エンジンが回転しているか否かが検査される。この条件が存在するとき次の質問ステップ８４において、車両が停止しているか否かが検査される。この条件が存在するとき次の質問ステップ８６において、変速機６が中立位置にあるか否かが検査される。この条件も存在するとき次の質問ステップ８８において、変速機の切換が活動していないか否か即ち目下のところ変速機６の切換装置２２が作動されていないか否かが検査される。
その都度質問された条件が存在していないとき、質問ステップはその満たされていない条件の手前の質問ステップに戻される。
上述のすべての条件が存在するとき、機能ブロック９０で記号化されている補助出力駆動部の要件が運転者によって確認され、受諾され、機能ブロック９２においてクラッチ４が解除される。その後で質問ステップ９４において、変速機６の入力軸１０の回転数が所定の敷居値より小さいか否かが検査される。この条件が満たされていないとき機能ブロック９６において入力軸回転数を減少するための信号が発生され、好適には入力軸１０上あるいは副軸１６上のブレーキ２４によってあるいは所定の時間幅の経過によって入力軸回転数が減少される。
質問ステップ９４において入力軸回転数が所定の敷居値の下にあることが確認されたとき、機能ブロック９７において補助出力駆動部２８が切換装置２６の作動によって接続される。同時に機能ブロック９８においてクラッチ４が係合させ始められる。
続く一連の質問ステップにおいて、クラッチ４のかみ合い過程が中断されているか否かが検査される。このために質問ステップ９９において、補助出力駆動部２８の切換装置２６が完全に接続され終えているか否かが検査される。この条件が存在しないとき質問ステップ１００において、補助出力駆動部において駆動されている軸４２と補助出力駆動部２８の出力フランジ６６との間に回転数差が存在するか否かが検査される。この条件が満たされていないときも質問ステップ１０２において、クラッチの予め規定された所定のかみ合わせ距離が超過されていないか否かが検査される。質問ステップ９９、１００、１０２はここでは連続して示されているが、補助出力駆動部２８が接続されているか否かを検査するために唯一の条件だけでも十分である。
質問ステップ９９、１００、１０２で確認される条件の一つが存在するや否や、クラッチ４のかみ合わせは中断され、再び解除される。
制御過程の終了は、補助出力駆動部２８が接続されていることを表している機能ブロック１０４によって記号的に示されている。
符号の説明
２ 駆動エンジン
４ クラッチ
６ 変速機
８ 歯車
１０ 入力軸
１２ 歯車
１４ 歯車
１６ 副軸
１８ 歯車
２０ 主軸
２２ 切換装置
２４ センタブレーキ（変速機ブレーキ）
２６ 切換装置
２８ 補助出力駆動部
３０ 軸
３２ センサ
３４ 制御装置
３６ センサ
３８ ＣＡＮバス
４０ センサ
４２ 軸
４４ 円筒ころ軸受
４８ ジャーナル
５０ スプライン
５１ スプライン
５２ シフトスリーブ
５３ スプライン
５４ 球軸受
５６ 中間ハウジング
５７ 軸封装置
５８ ボルト
６０ 設定破断個所付き部品
６１ スプライン
６２ 溝
６４ 設定破断個所の作用をする切欠き溝
６６ フランジ
６８ 抜け止め用カバー
７０ ボルト
７１ 段部
７２ 中間軸
８０ 始動ブロック
８２〜８８ 質問ステップ
９０ 機能ブロック
９２ 機能ブロック
９４ 質問ステップ
９６〜９８ 機能ブロック
９９〜１０２ 質問ステップ
１０４ 機能ブロック

Claims (7)

1. 運転者から補助出力駆動部（２８）の接続についての願望に対応する信号が制御装置（３４）に与えられ、
   この信号が制御装置（３４）において商用車のエンジン（２）と変速機（６）との間の自動クラッチ（４）を解除するための信号に変換され、
   自動クラッチ（４）の解除に伴い変速機（６）の入力軸（１０）の回転数が低下して入力軸（１０）の回転数が所定の最低回転数に到達し、
   入力軸（１０）の回転数が所定の最低回転数に到達した後、補助出力駆動部（２８）を駆動する変速機軸（１６、４２）に補助出力駆動部（２８）を接続するための切換装置（２６）が、入力軸（１０）の回転数が前記所定の最低回転数で回転している状態において、制御され、
   そして切換装置（２６、５２）の歯（５０、５３）の向き合いを排除するためにクラッチ（４）が再び結合され、切換装置（２６、５２）による結合を達成する
   ことを特徴とする商用車の自動式あるいは部分自動式変速機（６）における補助出力駆動部（２８）の制御方法。
2. 所定の最低回転数への到達が変速機（６）におけるブレーキ装置（２４）によって早められることを特徴とする請求の範囲第１項記載の商用車の自動式あるいは部分自動式変速機（６）における補助出力駆動部（２８）の制御方法。
3. 補助出力駆動部（２６）の切換装置（２６、５２）が完全に接続され終えているか否かがセンサ（３６）によって検出されることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の商用車の自動式あるいは部分自動式変速機（６）における補助出力駆動部（２８）の制御方法。
4. 駆動されている変速機軸（１６、４２）と補助出力駆動部（２８）における出力軸（３０、７２）との回転数差がセンサ（３２、４０）によって検出されることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の商用車の自動式あるいは部分自動式変速機（６）における補助出力駆動部（２８）の制御方法。
5. クラッチ（４）において所定のクラッチ変位距離が超過されていないか否かが検出されることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の商用車の自動式あるいは部分自動式変速機（６）における補助出力駆動部（２８）の制御方法。
6. 補助出力駆動部（２８）が、
   − 車両のエンジン（２）が回転している、
   − 車両が停止状態にある、
   − 変速機（６）が中立位置にある、
   − 変速機（６）の切換が活動していないか導入されていない、
   という条件が存在しているときにだけ接続されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の商用車の自動式あるいは部分自動式変速機（６）における補助出力駆動部（２８）の制御方法。
7. ２本の副軸（６）を備え、補助出力駆動部（２８）が両副軸（１６）の一つによって駆動される変速機（６）において利用されることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の商用車の自動式あるいは部分自動式変速機（６）における補助出力駆動部（２８）の制御方法。

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