JPH05346165A - 複式変速機の変速部アクチュエータの制御方法およびその装置 - Google Patents

複式変速機の変速部アクチュエータの制御方法およびその装置

Info

Publication number
JPH05346165A
JPH05346165A JP5028613A JP2861393A JPH05346165A JP H05346165 A JPH05346165 A JP H05346165A JP 5028613 A JP5028613 A JP 5028613A JP 2861393 A JP2861393 A JP 2861393A JP H05346165 A JPH05346165 A JP H05346165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
speed ratio
auxiliary transmission
transmission unit
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5028613A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3312221B2 (ja
Inventor
Michael J Huggins
ジェームズ ヒギンズ マイケル
Daniel A Monette
アラン モネット ダニエル
Ronald A Hutchison
アレン ヒッチンソン ロナルド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Publication of JPH05346165A publication Critical patent/JPH05346165A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3312221B2 publication Critical patent/JP3312221B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/70—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements
    • F16H61/705—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for change-speed gearing in group arrangement, i.e. with separate change-speed gear trains arranged in series, e.g. range or overdrive-type gearing arrangements using hydraulic and mechanical control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/3023—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by fluid pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2306/00—Shifting
    • F16H2306/20—Timing of gear shifts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2306/00—Shifting
    • F16H2306/40—Shifting activities
    • F16H2306/46—Uncoupling of current gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H2306/00—Shifting
    • F16H2306/40—Shifting activities
    • F16H2306/50—Coupling of new gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/68—Inputs being a function of gearing status
    • F16H59/70—Inputs being a function of gearing status dependent on the ratio established
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/18—Preventing unintentional or unsafe shift, e.g. preventing manual shift from highest gear to reverse gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/68—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings
    • F16H61/682—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings with interruption of drive
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19219—Interchangeably locked
    • Y10T74/19251—Control mechanism

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複式変速機の主変速部(12)の連結状態が非ニ
ュートラルのときに補助変速部が作動する場合に、補助
変速部を保護する。 【構成】 複式変速機の補助部のシフト中に主変速部(1
2)が連結した場合に、主変速部(12)が非ニュートラルで
あることを伝達するプランジャ(252) を介してレンジ保
護弁(246) が作動してピストンアクチュエータ(220) の
少なくとも高速比室(224) を排気する。これにより、補
助変速部の連結する相互の回転のギャップが少なくな
り、摩耗、損傷を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用複式変速機の補
助変速部アクチュエータを制御するための方法およびそ
の装置に関するものである。特に本発明は、１段または
多段速度補助変速部を多段速度主変速部に直列に接続し
た形式の複式変速機の補助変速部同期ジョークラッチの
連結を制御するための加圧流体（空気圧）スレーブ弁ア
センブリに関するものである。さらに言えば、本発明
は、重量形車両用複式変速機の補助変速部同期ジョーク
ラッチ、特に補助変速部高速同期ジョークラッチを複式
シフト中に保護する加圧流体スレーブ弁アセンブリに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】１つまたは複数の補助変速部を主変速部
と直列に接続した形式の複式チェンジギヤ変速機は従来
から公知である。そのような変速機は、一般的に大型ト
ラック、トラクタ／セミトレーラ等の重量形車両に用い
られている。簡単に説明すると、主変速部及び補助変速
部を直列に接続して使用することによって、変速段階が
適当な相対的大きさであるとして、使用可能な変速比の
合計が、主部及び補助部比の積に等しくなる。例えば、
少なくとも理論的には、４速主変速部を３速補助変速部
と直列に接続した複式チェンジギヤ変速機では、12（４
×３＝12）の比が使用可能になる。
【０００３】補助変速部には一般的にレンジ形、スプリ
ッタ形またはレンジ／スプリッタ結合形の３種類があ
る。
【０００４】レンジ形補助変速部を備えた複式変速機で
は、レンジ形補助変速部の変速段階が、主変速部の合計
比範囲よりも大きく、主変速部は各レンジ内の比に順次
シフトされる。レンジ形補助変速部を備えた複式変速機
の例が、米国特許第4,974,474 号、第4,964,313 号、第
4,920,815 号、第3,105,395 号、第2,637,222 号及び第
2,637,221 号に記載されており、例えば、譲受人の公知
のRT/RTO11609 及びRT/RTO11610 形「ロードレンジャー
(Roadranger)」変速機は、「（４＋１）×（２）」の９
速、及び「（５）×（２）」の10速重量形車両レンジ形
変速機である。
【０００５】スプリッタ形補助変速部を備えた複式変速
機では、スプリッタ形補助変速部の変速段階が、主変速
部の変速段階よりも少なく、各主変速部比はスプリッタ
部によってスプリット、すなわち細分割される。スプリ
ッタ形補助変速部を備えた複式チェンジギヤ変速機は、
米国特許第4,290,515 号、第3,799,002 号、第4,440,03
7 号及び第4,527,447 号に開示されている。
【０００６】レンジ／スプリッタ結合形補助変速部で
は、レンジ及びスプリッタ形の両方の比が与えられて、
主変速部が少なくとも２つのレンジのその比に順次シフ
トされ、また主変速部比が少なくとも１つのレンジでス
プリットされるようになっている。 単一のレンジ／ス
プリッタ結合形補助変速部を備えた複式変速機は、例え
ば米国特許第3,283,613 号、第3,648,546 号に開示され
ている。
【０００７】３歯車層４速度レンジ／スプリッタ結合形
補助変速部（米国特許第4,754,665号参照）は、譲受人
の公知のRT/RTO11613 及びRT/RTO14718 形「イートン・
ロードレンジャー(Eaton Roadranger)」変速機に使用さ
れ、「（４＋１）×（３）」の13速及び「（４＋１）×
（４）」の18速仕様のレンジ／スプリッタ結合形変速機
になっている。
【０００８】別の例として、ドイツ国、フリードリッヒ
シャッフェンのザーンラドファブリック・フリードリッ
ヒシャッフェン・アクチエンゲゼルシャフトが販売して
いる「エコスプリット」モデルがあり、これは主変速部
の前方に個別のスプリッタ形を、後方に個別のレンジ形
を用いている。
【０００９】主及び補助部の用語は相対的であって、主
及び補助部の指定を逆にした場合、補助部の形式（レン
ジまたはスプリッタ）も逆になることに注意されたい。
言い換えれば、２速レンジ形補助変速部を備えた４速主
変速部であると一般的に考えられているものの場合、通
常の指定で補助部であるものが主部であると考えられる
場合、通常の指定で主部であるものがそのための４速ス
プリッタ形補助変速部であると考えられる。一般的に認
められている変速機業界の慣習により、また本発明の説
明で用いられているように、複式変速機の主変速部は、
最大（または少なくとも同程度の）数の前進速比を含
み、ニュートラル位置の選択を許可し、後進比を含み、
及び／またはマスター／スレーブ弁／シリンダ構造体等
に対抗したシフトバーまたはシフトレールまたはシフト
軸／シフトフィンガアセンブリの操作によって（手動ま
たは半自動変速機で）シフトさせる部分である。
【００１０】レンジ形、レンジ／スプリッタ結合形また
はスプリッタ／レンジ形の複式変速機では、主変速部は
一般的に手動作動式シフトレバー等によって操作される
シフトバーハウジングアセンブリまたは単一のシフト軸
アセンブリでシフトされ、「リピートＨ」形変速機の補
助レンジ部は、遠隔スレーブ弁／アクチュエータ機構を
制御する一般的に手動作動式のボタンまたはスイッチに
よってシフトされる。いわゆる「ダブルＨ」または「1.
5 Ｈ」形制御装置では、シフトレバーの位置決めに応答
するスイッチによってレンジがシフトされる。「ダブル
Ｈ」形制御装置は、米国特許第4,633,725 号及び第4,27
5,612 号等の従来技術から公知である。
【００１１】レンジ部には同期ジョークラッチが用いら
れることが多いため、許容できるシフト品質が得られ、
またレンジ部の同期ジョークラッチの不当な摩耗及び／
または破損を防止できるようにするため、主変速部がニ
ュートラル状態の間にレンジシフトを開始し、望ましく
は完了できるようにする装置を提供することが、従来技
術の目的であった。
【００１２】上記の点から、従来形の複式変速機には一
般的に、レンジシフトをマスター制御弁のセレクタボタ
ンまたはスイッチで事前選択できるようにするが、主変
速部がニュートラル位置へ、または少なくともその方向
へシフトされるまで開始しないようにするインターロッ
ク装置を含む制御装置、一般的に空気圧制御装置が設け
られている。そのような装置は一般的に、主変速部がニ
ュートラルにシフトされるまでレンジ部シフトフォーク
の移動を物理的に阻止するレンジ部アクチュエータ機械
式リンク機構に機械式のインターロックを用いるか、加
圧空気をレンジ部ピストンへ供給する弁（「スレーブ
弁」と呼ばれることが多い）が、主変速部のニュートラ
ルへのシフトが感知されるまで作動しないか、加圧流体
を供給されない、または主変速部がニュートラルへシフ
トされてニュートラルに留まる間だけ、作動して加圧流
体が供給される形式のインターロックを用いている。そ
のような変速機及びそれの制御装置は、例えば米国特許
第2,654,268 号、第3,138,965 号及び第4,060,005 号に
記載されている。
【００１３】主変速部がニュートラルにシフトされるま
でインターロックされるレンジ部制御弁（供給及び／ま
たは排気）を用いた変速機は、例えば米国特許第3,229,
551号、第4,450,869 号、第4,793,378 号及び第4,974,4
74 号に記載されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来装置は、主変速部
がニュートラルにシフトされるまでレンジシフトの開始
を阻止することによってレンジ部シンクロナイザを相当
に保護しているが、それらは主変速部がニュートラル状
態になるまでレンジ部シフトを開始させないようにして
いる一方で、主変速部シフトがレンジシフトよりも速い
（すなわちビート）状態を防止しないため、完全には満
足できない。
【００１５】公知のように、状況によっては、主変速部
が連結している間にレンジ同期クラッチが連結しようと
した場合、エンジントルクの一部がもっぱら連結してい
るシンクロナイザの摩擦表面によって車両駆動輪に伝達
されるため、シンクロナイザの摩擦部材が急激に破損す
る。そのような状態では、レンジシンクロナイザ、特に
直接または高速レンジシンクロナイザが比較的早く破損
または破壊される虞がある。誤ってレンジだけのシフト
を試みた場合、約２秒以内でそのような破壊を招くと思
われる。
【００１６】また、剛直及び弾性形の両方の機械式イン
ターロック装置を用いた変速機がある（米国特許第4,97
4,474 号、第4,944,197 号及び第4,296,642 号参照）。
そのような装置は一般的に、主変速部がニュートラル位
置にない間、レンジクラッチを高速または低速位置にロ
ック、及び／またはレンジクラッチが高速または低速位
置に連結していない場合、主変速部をニュートラルにロ
ックする。これらの装置は、適切に作動する時、主変速
部がニュートラルにない間にレンジクラッチの連結を試
みることによるレンジシンクロナイザの破損を防止する
が、(1) 主変速部の速いシフトによって補助変速部が望
ましくない比にロックされること、(2) レンジクラッチ
がブロッカ上に引っかかった場合に主変速部を連結して
クラッチを操作することができないこと、(3) 弾性装置
は適切なインターロックまたはバインジングを行うこと
ができないこと、(4) インターロック及び／またはシフ
トアクチュエータに相当な摩耗及びストレスが生じるこ
と、(5) 摩耗でインターロック機構が摩擦ロックが起こ
ること、から、従来装置では完全に満足できるものがな
かった。
【００１７】これは、主変速部がニュートラルか、非ニ
ュートラルかを感知し、主変速部が非ニュートラル位置
にある場合には、補助変速部シフトアクチュエータへの
すべての加圧流体を排気すれば良く、特にレンジ高速ま
たは直接同期クラッチの連結の制御に適している。補助
変速部低速比へのシフト時には、シンクロナイザ摩擦表
面の両側のトルクが、特にピン形シンクロナイザでは、
ブロックされているシンクロナイザのブロックを解除し
ようとすることによってクラッチが迅速に連結するた
め、低速または減速同期補助部クラッチの保護は一般的
に必要ない。本発明は、補助部に同期ジョークラッチを
用いた形式の車両用複式変速機において、試みられてい
る補助変速部シフトが完了する前に主変速部が連結した
場合に補助変速部シンクロナイザを保護し、また主変速
部がニュートラルにシフトするまで、選択補助部同期ク
ラッチ（一般的に直接または高速比）を連結させ、レン
ジシフトの開始を阻止する加圧流体作動式の変速部アク
チュエータの制御方法およびその装置を提供する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の方法を提
供するために、連結位置及び非連結位置を備えた主変速
部(12)が、選択可能な高速比（直接）及び選択可能な低
速比（減速）を備えた補助変速部(14)に直列に接続され
ており、前記補助変速部比の各々が同期ジョークラッチ
アセンブリ(92/128)によって連結可能であり、スイッチ
手段(98/98A)によって所望の補助変速部比を選択できる
ようになっている複式変速機(10)の補助変速部用の加圧
流体作動式シフトアクチュエータ(220) を制御するため
の方法であって、前記アクチュエータ(220) は、第１室
(224A)を形成する第１ピストン表面(224) 及び第２室(2
22A)を形成する第２ピストン表面(222) を備えたピスト
ン(221) によって、該ピストン(221) の前記第１室(224
A)を加圧したときに、前記アクチュエータが前記同期ク
ラッチアセンブリを前記高速比に連結させ、また、前記
第２室(222A)を加圧したときに、前記アクチュエータが
前記同期クラッチアセンブリを前記低速比に連結させる
ようになっており、前記室の各々は、加圧流体の共通源
(234) 及び排気部(EX)に選択的に接続可能であり、前記
主変速部の現在の連結または非連結位置を感知する段階
と、前記主変速部が連結位置にある時はいつも、少なく
とも前記第１室を排気する段階とを有していることを特
徴とする。
【００１９】また、その方法を実施するための装置は、
連結位置及び非連結位置を備えた主変速部(12)が、選択
可能な高速比（直接）及び選択可能な低速比（減速）を
備えた補助変速部(14)に直列に接続されており、前記補
助変速部比の各々が同期ジョークラッチアセンブリ(92/
128)によって連結可能であり、スイッチ手段(98/98A)に
よって所望の補助変速部比を選択できるようになってい
る複式変速機(10)の補助変速部用の加圧流体作動式シフ
トアクチュエータ(220) を制御するための装置(230/27
0) であって、前記アクチュエータ(220) は、第１室(22
4A)を形成する第１ピストン表面(224) 及び第２室(222
A)を形成する第２ピストン表面(222) を備えたピストン
(221) を有しており、前記第１室(224A)を加圧すると、
前記アクチュエータが前記同期クラッチアセンブリを前
記高速比に連結させ、前記第２室(222A)を加圧すると、
前記アクチュエータが前記同期クラッチアセンブリを前
記低速比に連結させるようになっており、前記室の各々
は、加圧流体の共通源(234)及び排気部(EX)に選択的に
接続可能であり、前記主変速部の現在の連結または非連
結位置を感知する手段(204、210、252) と、前記主変速部
が連結位置にある時はいつも、少なくとも前記第１室を
排気する手段(246、238、239) とを有していることを特徴
とする。
【００２０】
【作用】本発明は上記のように構成したのであるから、
主変速部がニュートラルか、非ニュートラルかを感知
し、主変速部が非ニュートラル位置にある場合、ピスト
ン(221) を加圧流体により２室(222A)を加圧し、アクチ
ュエータ(220) が同期クラッチアセンブリを低速比に連
結させる。このため、補助変速部を作動させても回転の
ギャップが少ないので、摩耗、損傷を軽減することがで
きる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。なお、便宜上一定の用語を用いるが、それら
は参考にすぎず、制限的なものではない。「上方」「下
方」「右方向」及び「左方向」は、参照している図面上
での方向を示している。「前方」及び「後方」は、それ
ぞれ従来通りに車両に取り付けた時の変速機の前及び後
端部を示しており、図１において変速機の左側及び右側
である。「内向き」及び「外向き」は、装置または指定
部品の構造中心に対してそれぞれ向かう方向及び離れる
方向を示している。以上の定義は、上記用語及びその派
生語及び類似語に適用される。
【００２２】「複式変速機」は、多段前進速度主変速部
と少なくとも１つの多段速度補助変速部とを直列に接続
して、主変速部で選択された歯車減速比をさらに補助変
速部で選択された歯車減速比と組み合わせることができ
るようにした変速またはチェンジギヤ伝達装置を表すた
めに用いられている。「同期クラッチアセンブリ」及び
同様な意味の言葉は、クラッチの部材がほぼ同期回転す
るまでそのクラッチの連結が試みられず、クラッチ連結
の開始時にクラッチ部材及びそれと共転するすべての部
材をほぼ同期速度で回転させることができる比較的大き
い容量の摩擦手段がクラッチ手段と共に使用されている
確動クラッチによって選択歯車を軸に非回転状態で連結
するために用いられる確動ジョー形クラッチアセンブリ
を示している。
【００２３】「ニュートラル」及び「非連結」は、互い
に交換可能に用いられており、トルクが（図１及び図５
に示されいる一般形式の変速機では）変速機入力軸から
主軸に伝達されない主変速部状態のことである。「非ニ
ュートラル」及び「連結」は、互いに交換可能に用いら
れており、主部駆動比が連結して、駆動トルクが（図１
及び図５に示されいる一般形式の変速機では）変速機入
力軸から主軸に伝達される主変速部状態のことである。
「高速比」は、ある入力回転速度に対して出力部の回転
速度が最高になる変速部の比のことである。
【００２４】図１、２及び３は、レンジ形複式変速機10
を示している。複式変速機10では、多段速度主変速部12
が、レンジ形補助変速部14と直列に接続している。複式
変速機10はハウジングＨ内に収容されており、常時連結
しているが選択的に切り離される摩擦マスタークラッチ
Ｃを介してディーゼルエンジンＥ等の原動機によって駆
動される変速機入力軸16を設けており、マスタークラッ
チＣの入力すなわち駆動部18はエンジンクランク軸20に
駆動連結し、従動部22は入力軸16に回転可能に固着され
ている。
【００２５】主変速部12では、入力軸16に入力歯車24が
取り付けられて、複数のほぼ同一の副軸アセンブリ26及
び26Ａをほぼ同一回転速度で同時に駆動できるようにな
っている。２つのほぼ同一の副軸アセンブリ26及び26Ａ
は、入力軸16とほぼ同軸的に整合している主軸28の直径
方向の両側に配置されている。副軸アセンブリ26及び26
Ａの各々は、ハウジングＨ内の軸受32及び34によって支
持されている副軸30を有しており、その一部分だけが概
略的に図示されている。副軸30の各々には、同一群の副
軸歯車38、40、42、44、46及び48がそれと共転可能に固
着されている。複数の主軸歯車50、52、54、56及び58が
主軸28を取り囲むように設けられており、ジョークラッ
チカラー60、62及び64を滑らせることによって一度に１
つが主軸28に選択的にクラッチ連結されて共転すること
は公知の通りである。ジョークラッチカラー60はまた、
入力歯車24を主軸28にクラッチ連結して入力軸16と主軸
28との間を直結するためにも使用できる。
【００２６】一般的に、ジョークラッチカラー60、62及
び64は、公知のようにシフトハウジングアセンブリ70に
連動したシフトフォーク60Ａ、62Ａ及び64Ａによってそ
れぞれ軸方向に位置決めされる。ジョークラッチカラー
60、62及び64は、公知の同期または非同期複動作動形ジ
ョークラッチ形式である。
【００２７】主軸歯車58は後進歯車であって、従来形の
中間アイドラ歯車（図示せず）を介して副軸歯車48と継
続的に噛み合っている。また、主変速部12には５段階の
選択可能な前進速度比が設けられているが、最も低い前
進速度比、すなわち主軸駆動歯車56を主軸28に駆動連結
して得られる速度比は減速比が多くの場合に非常に高い
ため、厳しい状態での車両の始動だけに使用され、高い
変速レンジでは一般的に使用されないローまたは「クリ
ーパ」歯車と見なされるべきであることに注意する必要
がある。従って、主変速部12には５段階の前進速度が設
けられているが、前進速度のうちの４つだけが併用のレ
ンジ形補助変速部14と組み合わされるので、一般的には
「４＋１」主部と呼ばれている。
【００２８】ジョークラッチカラー60、62及び64は三位
置クラッチであって、シフトレバー72によって図示の中
央非連結位置、最右側連結位置または最左側連結位置に
位置決めされる。公知のように、一度にジョークラッチ
カラー60、62及び64のうちの１つだけを連結でき、他の
クラッチをニュートラル状態にロックするために主部イ
ンターロック手段（図示せず）が設けられている。
【００２９】レンジ形補助変速部14には２つのほぼ同一
の補助部副軸アセンブリ74及び74Ａが設けられており、
その各々には、ハウジングＨ内の軸受78及び80によって
支持されて、２つの補助部副軸歯車82及び84が共転可能
に取り付けられている補助部副軸76が設けられている。
補助部副軸歯車82は、主軸28と共転可能に固着されてい
るレンジ／出力歯車86と常時噛み合ってそれを支持して
いるのに対して、補助部副軸歯車84は、変速機出力軸90
を取り囲むように設けられた出力歯車88と常時噛み合っ
ている。
【００３０】シフトフォーク94及びレンジ部シフトアク
チュエータアセンブリ96によって軸方向に位置決めされ
る二位置同期ジョークラッチアセンブリ92によって、複
式変速機10の低速レンジ作動用に出力歯車88が出力軸90
に、あるいは直接または高速レンジ作動用に出力歯車86
が出力軸90にクラッチ連結される。複式レンジ形変速機
10のための「リピートＨ」形シフトパターンが図３に概
略的に示されている。変速機10の低速または高速レンジ
作動の選択及び／または事前選択は、一般的にシフトレ
バー72に設けられている運転者作動式スイッチまたはボ
タン98によって実施される。
【００３１】レンジ形補助変速部14は、直歯またははす
ば歯車機構を用いた２速度部として図示されているが、
本発明が３以上の選択可能なレンジ比を備えたスプリッ
タ／レンジ結合形補助変速部、及び／または遊星形歯車
機構を用いたレンジ形変速機にも適用可能であることは
理解されるであろう。また前述のように、ジョークラッ
チカラー60、62または64の１つまたは複数が同期ジョー
クラッチ形でもよく、また変速部12及び／または14が単
一副軸形でもよい。
【００３２】主変速部12は、シフトバーハウジング70内
に収容され、シフトレバー72の作動によって制御される
少なくとも１つのシフトレールまたはシフト軸の軸方向
移動によって制御される。公知のように、シフトレバー
72は変速機に直接に、またはそれから離して取り付ける
ことができる（米国特許第4,621,537 号参照）。レンジ
部は、ボタン98、あるいは「ダブルＨ」形制御装置の場
合には位置スイッチ98Ａの操作で制御され、それらは共
に公知である。シフトバーハウジング70は、より一般的
な多重シフトレール形でもよい（米国特許第4,782,719
号、第4,738,863 号、第4,722,237 号及び第4,614,126
号参照）。
【００３３】本発明の制御装置は、レンジ形、レンジ／
スプリッタ結合形、またはスプリッタ／レンジ形補助部
を備えた複式変速機に等しく適用できる。図５に示され
ている複式チェンジギヤ機械式変速機100 は、従来形変
速機10を参照しながら以上に説明してきた主変速部12と
同一またはほぼ同一である主変速部12Ａを有する18速前
進速度変速機である。変速機100 の主変速部12Ａが変速
機10の主変速部12と異なる唯一の点は、主軸28が補助変
速部14内へ延出しているよりもわずかに長く主軸28Ａが
補助変速部102 内へ延出していることである。主変速部
12及び12Ａの構造がほぼ同一であることから、主変速部
12Ａについての説明は省略する。
【００３４】補助変速部102 には、２つのほぼ同一の補
助部副軸アセンブリ104 及び104 Ａが設けられており、
その各々には、ハウジングＨ内の軸受108 及び110 によ
って支持されて、３つの補助部副軸歯車112 、114 及び
116 が共転可能に固着されている補助部副軸106 が設け
られている。補助部副軸歯車112 は、主軸28Ａを取り囲
むように設けられた補助部スプリッタ歯車118 と常時噛
み合ってそれを支持している。補助部副軸歯車114 は、
主軸28Ａの同軸端部に隣接した出力軸122 端部を取り囲
むように設けられた補助部スプリッタ／レンジ歯車120
と常時噛み合ってそれを支持している。補助部副軸歯車
116 は、出力軸122 を取り囲むように設けられた補助部
レンジ歯車124 と常時噛み合ってそれを支持している。
従って、補助部副軸歯車112 及びスプリッタ歯車118 に
よって、スプリッタ／レンジ結合形補助変速部102 の歯
車群の第１歯車層が形成され、補助部副軸歯車114 及び
スプリッタ／レンジ歯車120 によって第２歯車層が形成
され、補助部副軸歯車116及びレンジ歯車124 によって
第３歯車層が形成されている。
【００３５】滑り二位置ジョークラッチカラー126 によ
って、スプリッタ歯車118 またはスプリッタ／レンジ歯
車120 が主軸28Ａに選択的に連結されるのに対して、滑
り二位置同期クラッチアセンブリ128 によって、スプリ
ッタ／レンジ歯車120 またはレンジ歯車124 が出力軸12
2 に選択的に連結される。ジョークラッチカラー126の
構造及び機能は、変速機10に用いられている滑りジョー
クラッチカラー60、62及び64の構造及び機能とほぼ同一
であるのに対して、同期クラッチアセンブリ128 の構造
及び機能は、変速機10に用いられているジョークラッチ
アセンブリ92の構造及び機能とほぼ同一である（米国特
許第4,462,489 号、第4,125,179 号及び第2,667,955 号
参照）。
【００３６】そのようなクラッチは、一般的に１対の軸
方向に連結可能なジョークラッチ部材と、ジョークラッ
チ部材の非同期回転を感知してそれの軸方向連結を阻止
するセンサ／ブロッカ装置と、ジョークラッチ部材を摩
擦接続させてほぼ同期回転させることができるように接
触位置へ押し付けられる、円錐形であることが多い１対
の摩擦表面とを設けている。そのようなアセンブリが連
結を試みている間、ほぼ非同期状態であるとすると、ク
ラッチは、ブロッカ装置がジョークラッチ部材の軸方向
連結を阻止するブロック位置をとり、摩擦表面が力を受
けて係合する。主変速部が長時間に渡って連結している
間にクラッチアセンブリが強い軸方向連結力を受けなが
らブロック位置に留まっている場合、過大なトルク負荷
によって摩擦表面が破損及び／または破壊される。
【００３７】補助変速部102 の好適な実施例の詳細な構
造が図７及び図８に示されており、補助変速部102 内へ
延出している主軸28Ａの後端部に外側スプライン130 が
設けられて、これがジョークラッチカラー126 に設けら
れた内側スプライン132 と噛み合うことによって、ジョ
ークラッチカラー126 及び主軸28Ａ間を相対的に軸方向
移動を可能にし、ジョークラッチカラー126 を主軸28Ａ
に回転結合している。ジョークラッチカラー126 にはク
ラッチ歯134 及び136 が設けられており、それぞれスプ
リッタ歯車118 およびスプリッタ／レンジ歯車120 に設
けられたクラッチ歯138 及び140 と選択的に軸方向連結
できるようになっている。ジョークラッチカラー126 に
は、シフトフォーク142 を収容する溝141 も設けられて
いる。
【００３８】スプリッタ歯車118 が、主軸28Ａを取り囲
むように設けられており、常時それに対して回転自在で
あり、リテーナ144 によって主軸28Ａに対して軸方向に
固定される。クラッチ歯136 及び138 には、主軸28Ａの
軸線に対して約35゜傾斜させたテーパ表面146 及び148
が設けられており、これらによって非同期連結に抵抗
し、同期回転させようとする有益な相互作用が得られる
（米国特許第3,265,173号参照）。クラッチ歯136 及び1
40 にも同様な相補形のテーパ表面が設けられている。
【００３９】スプリッタ／レンジ歯車120 は、１対のス
ラスト軸受によって出力軸122 の内側端部150 に回転可
能に支持されているのに対して、レンジ歯車124 は、出
力軸122 を取り囲むように設けられて、スラストワッシ
ャによってその上に軸方向に固定されている。軸方向に
おいてスプリッタ／レンジ歯車120 とレンジ歯車124と
の間の位置で、複動作動形二位置同期クラッチアセンブ
リ128 が外側スプライン及び内側スプラインによって出
力軸122 に共転可能にに固定されている。公知の同期確
動クラッチ構造の多くのものを本発明の補助変速部に用
いることができる。図示の同期クラッチアセンブリ128
はピン形である（米国特許第4,462,489号参照）。
【００４０】簡単に説明すると、同期クラッチアセンブ
リ128 には、シフトフォーク164 によって軸方向に位置
決めされる滑りジョークラッチ部材162 が設けられ、こ
れに形成されたクラッチ歯166 及び168 がそれぞれ歯車
120 及び124 に形成されたクラッチ歯170 及び172 と軸
方向に連結するようになっている。歯車120 及び124に
は、同期クラッチアセンブリ128 の摩擦リング182 及び
184 にそれぞれ設けられた対応の円錐形摩擦表面178 及
び180 と摩擦同期係合する円錐形摩擦表面174及び176
がそれぞれ設けられている。ブロッカピン186 及び188
がそれぞれ摩擦リング184 及び182 に共転可能に固着さ
れており、滑りジョークラッチ部材162に設けられたブ
ロッカ開口190 と相互作用してブロッキング機能を実施
するすることは、公知の通りである。同期クラッチアセ
ンブリ128 にはさらに、クラッチ連結作動の開始時に円
錐形摩擦表面を初期係合させる複数のばねピン（図示せ
ず）が設けられている。
【００４１】出力軸122 は、ハウジングＨ内の軸受192
によって支持されてそれから延出しており、一般的にプ
ロペラ軸を駆動するユニバーサル継手の一部を形成して
いるヨーク部材Ｙ等を差動装置等に取り付けている。出
力軸122 には、速度計歯車194 及び／または様々なシー
ル部材（図示せず）も取り付けられている。
【００４２】図５、図７及び図８に示されているよう
に、スプリッタクラッチ（ジョークラッチカラー126 ）
及びレンジクラッチ（同期クラッチアセンブリ128 ）の
両方を前方及び後方軸方向位置に選択的に軸方向位置決
めすることによって、出力軸回転に対する主軸回転の比
を４種類得ることができる。従って、補助変速部102
は、入力（主軸28Ａ）と出力（出力軸122 ）との間に４
つの選択可能な速度すなわち駆動比を与えるレンジ／ス
プリッタ結合形の３層補助変速部である。
【００４３】この形式の変速機は従来より公知であっ
て、本発明の譲受人であるイートン社から「スーパ(Sup
er)10 」及び「スーパ18」の商品名で販売されている
（米国特許第4,754,665 号参照）。変速機100 のシフト
パターンが図６に概略的に示されており、矢印「Ｓ」は
スプリッタシフトを表し、矢印「Ｒ」はレンジシフトを
表している。
【００４４】本発明の好適な実施例では、図９に示され
ている形式の単一シフト軸形シフト機構200 が用いられ
ている（米国特許第4,920,815 号及び第4,621,537 号参
照）。簡単に説明すると、シフトレバー72がブロック部
材202 と相互作用することによって、変速機ハウジング
に対してシフト軸204 が回転及び軸方向移動する。回転
移動によって、キー206 及び他の見えないキー等のキー
がシフトフォーク60Ａ、62Ａ及び64Ａのハブに設けられ
たランドまたはスロットと相互作用して、２つのシフト
フォークをハウジングに対して軸方向に固定し、残りの
シフトフォークをシフト軸204 に軸方向固定する。シフ
ト軸204 及びそれに軸方向固定された選択シフトフォー
クを軸方向移動させることによって、それに連動したジ
ョークラッチの連結及び切り離しが行われる。
【００４５】従って、シフト軸204 の選択セグメント、
例えば１つまたは複数のニュートラル止めノッチ210 の
軸方向位置を監視することによって、変速機10の主変速
部12のニュートラル−非ニュートラル状態を感知するこ
とができる。本発明はまた、公知の多重パラレルレール
形シフトバーハウジングアセンブリを用いた複式変速機
にも適用可能である（米国特許第4,445,393 号、第4,27
5,612 号、第4,584,895 号及び第4,722,237 号参照）。
そのような装置には一般的に、シフトレール（多くの場
合にシフトレールインターロック機構と連動している）
に垂直方向に延出し、すべてのシフトレールが軸方向中
央のニュートラル位置にある時の第１位置、またはいず
れか１つのシフトレールが軸方向中央のニュートラル位
置から変位している第２位置をとるアセンブリが設けら
れている。
【００４６】本発明はまた、変速機主変速部のニュート
ラル（非連結）または非ニュートラル（連結）状態を表
す状態を感知するために他の機械式、電気式、電磁式ま
たは他の形式のセンサを用いた複式変速機にも適用可能
である。補助変速部は、一般的に主変速部に取り付けら
れているが、ここで使用する「補助変速部」は、多段速
度車軸、多段速度トランスファケース等の分離駆動列装
置にも適用可能である。
【００４７】本発明は、図１に示されている変速機10及
び図５、図７及び図８に示されている変速機100 、さら
に補助部同期ジョークラッチアセンブリを用いた他の複
式変速機もに同様に適用可能であるが、簡単にして理解
しやすくするため、本発明を特に図１ないし図４に示さ
れている複式レンジ形変速機に用いた場合について説明
する。
【００４８】図３に示されている形式のシフト制御、す
なわち「リピートＨ」形の制御であるとすると、第４速
から第５速への複式シフトでは、ジョークラッチカラー
60を第４／第８速入力歯車24から切り離し、次にクラッ
チ92をレンジ低速または減速歯車86から切り離してか
ら、クラッチ（ジョークラッチアセンブリ92）を高速ま
たは直接レンジ歯車（出力歯車88）に連結し、次にジョ
ークラッチカラー62を第１／第５速主軸歯車54に連結す
る。これを達成するため、車両運転者は、レンジセレク
タボタン98で「ＨＩ」を事前選択し、シフトレバー72で
第４／第８速位置からＮへ、さらに第１／第５速へシフ
トする。イートン社が製造販売している９速ＲＴ／ＲＴ
Ｏ11609 「ロードレンジャ」変速機等の従来のレンジ形
変速機では、主変速部10がニュートラルにない場合はい
つも、「ＨＩ」レンジが選択されるようにする第１位置
及び「ＬＯ」レンジが選択されるようにする第２位置を
備えた二位置スレーブ弁が、プランジャ等によって２つ
の位置の一方にインターロックされる（米国特許第3,22
9,551 号、第4,450,869 号、第4,793,378 号及び第4,97
4,474 号参照）。
【００４９】前述したように、これらの装置は、ほとん
どの状態では主変速部がニュートラルへシフトされるま
ではレンジシフトの開始を阻止することによってレンジ
部シンクロナイザを保護するが、状況によってはレンジ
シフトの前に主変速部シフトが完了し、レンジシンクロ
ナイザが危険な状態になる。この問題は、レンジダウン
シフト（第５速から第４速へ）の場合よりもレンジアッ
プシフト（第４速から第５速へ）の場合の方が重大化す
るが、それは、直接レンジ歯車88に連結している時には
シンクロナイザ円錐形摩擦表面（図７の174 ／178 ）間
のトルクがシンクロナイザのシンクロナイザブロッカへ
の引っかかり易さを増大させる傾向があるのに対して、
減速レンジ歯車86に連結している時には円錐形摩擦表面
（図８の176 ／180 ）間のトルクがシンクロナイザを非
ブロック位置へ引っ張る傾向があるためである。一般的
に、図１及び図５に示されている形式の変速機におい
て、レンジ部ダウンシフトではレンジ部シンクロナイザ
のバーンアウトが重大な問題になっていない。
【００５０】図１の変速機では、第４歯車にある時に運
転者がアップシフトを決定して、レンジアップを事前選
択し、シフトレバーをニュートラル位置へ、またはその
方向へ移動させた時に別の重大な問題が発生する可能性
がある。運転者がすぐに気持ちを変えて、レンジ選択を
変更しないでシフトレバーを第４／第８速位置へ戻した
場合、レンジクラッチはレンジの第４／第８速アップシ
フトだけを完了しようとするため、シンクロナイザの円
錐形摩擦表面間に大きな速度差が生じて、それが急激に
破損する。そのような状況では、シンクロナイザは約２
秒以内で重大な損傷または破壊を受けると予測される。
【００５１】同様に不注意から複式スキップアップシフ
トを試みた場合にも同様な結果が生じる。別の例とし
て、運転者が不注意からレンジアップシフトを事前選択
するか、それの事前選択を忘れて、第４速から第３速へ
ダウンシフトしようとした場合、実際には第４速から第
７速へアップシフトしようとしたことになるため、シン
クロナイザ摩擦表面間に大きな速度差が生じる。
【００５２】本発明の変速部の制御装置／方法は、主変
速部が非ニュートラル位置にあることが感知された時、
高速レンジ歯車86に連結するためにシフトフォーク94に
よって加えられる力を比較的低レベルに減少させること
によって、従来技術の問題点を解決している。比較的低
レベルの力は、同期状態にある時は同期クラッチを連結
させることができる十分な大きさであるが、シンクロナ
イザのバーンアウトの危険を最小限にするか、なくすこ
とができる十分に低レベルに選択される。本発明は、複
式変速機の同期レンジクラッチ、特に高速または直接レ
ンジクラッチの連結の制御に用いるのに特に適している
が、そのような用途に限定されるものではなく、同期ス
プリッタクラッチ等の連結の制御にも用いることができ
る。
【００５３】説明を簡単にするため、本発明を最も有益
な用途が期待される場合について、すなわちレンジ形(1
0)、レンジ／スプリッタ形またはスプリッタ／レンジ形
(100) の複式変速機の直接または高速同期レンジクラッ
チ（図７のクラッチ歯166 及び170 ）を連結するために
加えられる力の制御について説明する。
【００５４】レンジクラッチを連結するために加えられ
る一般的な力は有効ピストン面積に加えられる有効流体
圧（一般的に空気圧）の関数であるが、連結力は、電気
モータ駆動式ボールスクリュー等の電気機械式手段、ソ
レノイド形装置等の電磁手段、または他の力を加える手
段によって加えることもできる。流体圧を加える装置で
は、レンジクラッチに加えられる力は、有効流体圧及び
／または有効ピストン面積を変えることによって変更可
能である。電磁及び電気機械式装置では、電流、電圧等
を変えることによって力を変更できる。
【００５５】以下に本発明を空気圧作動装置の好適な態
様について説明するが、本発明がそれに制限されること
はない。従来形レンジクラッチアクチュエータでは、レ
ンジシフトが選択／事前選択され、主変速部がニュート
ラルにシフトしており、レンジ弁インターロックが解除
されているとすると、選択されたクラッチを連結及び／
またはブロック位置へ迅速に移動させて、シンクロナイ
ザ円錐形摩擦表面を介して十分な同期化力を加えること
によって、クラッチ部材を迅速に同期回転させ、シンク
ロナイザのブロックを解除し、クラッチ部材をブロッカ
から確実連結位置へ移動させることができるように、レ
ンジ弁は約300 〜400lbsの力を加えることができる十分
な圧力（一般的に約60psi 〜80psi に調整されている）
をレンジクラッチ作動シリンダ／ピストンの選択室に加
える。主変速部がニュートラルに留まっている場合、ま
たはレンジ低速または減速比へのレンジ部シフトの場
合、その力はシンクロナイザに損傷を与えることはな
く、また比較的迅速にレンジ部を連結させる。しかし、
レンジ部高速または直接比へ試みられているレンジ部ア
ップシフトが完了する前に主変速部が連結した場合、シ
ンクロナイザの重大な破損及び／または破壊が比較的急
激に、スキップアップシフトが試みられている場合、一
般的に約2.0 秒以内に発生する。
【００５６】レンジ部高速または直接比へ試みられてい
るレンジ部シフトが完了する前に主変速部が連結位置
（すなわち非ニュートラル）へシフトしたことを表す状
態が感知された時、直接レンジクラッチを連結させるた
めに加えられる力をなくすことが、本発明の目的であ
る。図10及び図11を参照しながら説明すると、レンジク
ラッチアクチュエータピストンアセンブリ220 には、低
速レンジクラッチを連結するために加圧される第１表面
積222 と、高速レンジクラッチを連結するために加圧さ
れる第２大表面積224 とを備えた面積差ピストン221 が
設けられている。面積差ピストン221 は、シリンダ内に
密着状で摺動可能に収容されて、それを２つの室222 Ａ
及び224 Ａに分割している。面積差ピストン221 に設け
られた軸226 に、同期クラッチアセンブリ128 またはジ
ョークラッチアセンブリ92を選択位置へシフトさせるた
めのシフトフォーク164 が取り付けられている。
【００５７】上記効果を達成するための空気制御装置の
概略が図10及び図11に示されている。前述したように、
変速機10の主変速部12の非連結（ニュートラル）及び連
結（非ニュートラル）状態は、主変速部のシフト軸204
が軸方向に変位していないか、変位しているかを感知す
ることによって感知できる。そのようなシフト軸または
シフトレールの軸方向変位は、その軸またはレール自身
で、その延長部で、またはクロス軸等で感知できる。
【００５８】シンクロナイザ保護レンジシフト空気制御
装置230 が図10に示されている。マスターレンジ弁232
が、フィルタレギュレータ234 から送られるろ過調整空
気源に接続している。重量形車両では、調整空気圧力は
通常60〜80psi である。スイッチまたはボタン98によっ
て、低圧信号またはパイロット線236 を加圧（低速）ま
たは排気（高速）することができる。マスター弁にはさ
らに、スプリッタ高速またはスプリッタ低速スプリッタ
比を選択するための第２セレクタスイッチが設けられて
いる。スプリッタパイロット線が、二位置三方向スプリ
ッタスレーブ弁306 の作動を制御する。マスター弁232
は、図５、図７及び図８に示されているようなレンジ及
びスプリッタ結合形複式変速機に対応している。
【００５９】低速レンジパイロット線236 はレンジスレ
ーブ弁238 及び239 に接続しており、これらは、高速レ
ンジ位置（すなわち室224 Ａが加圧され、室222 Ａが排
気されている）へばね付勢されており、パイロット線23
6 の加圧に応答して、低速レンジ位置（すなわち室222
Ａが加圧され、室224 Ａが排気される）へ移動する二位
置三方向弁である。上記部材に加えて、二位置三方向レ
ンジ保護弁246 が設けられている。レンジ保護弁246
は、加圧源からスレーブ弁までの間の供給線248 内に接
続している。レンジ保護弁246 には、主変速部の噛み合
いまたはニュートラル状態を感知するプランジャ252 が
設けられている。
【００６０】図10に示されているように主変速部がニュ
ートラルにない時、供給線248 が排気部に接続されて、
レンジアクチュエータ220 の両方の室222 Ａ及び224 Ａ
が排気される。室の排気は、セレクタ（ボタン98）の位
置に応じて、レンジ保護弁を介して、またはスレーブ弁
238 及び239 を介して行われる。主変速部がニュートラ
ルにシフトするまでは、セレクタ（ボタン98）の移動に
よって事前選択されても室222 Ａ及び224 Ａが加圧され
ないようになっているため、レンジ保護弁246 はインタ
ーロック機能も備えている。主変速部の連結時に両方の
アクチュエータ室が排気された時、噛み合い止め部材26
0 を用いて補助変速部を所望の駆動比に保持することが
できる。同様な制御装置270 の一部が図11に示されてい
る。上記空気制御装置230 の部材と構造及び機能がほぼ
同一である図11の部材には同一の参照番号が付けられて
いる。制御装置270 は、空気制御装置230 のレンジスレ
ーブ弁238 及び239 の機能を行う単一の二位置四方向レ
ンジ弁272 を用いている。
【００６１】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したものであ
るから、主変速部が非ニュートラル位置にあることが感
知された時、高速レンジ歯車86に連結するためにシフト
フォーク94によって加えられる力を比較的低レベルに減
少させたので、補助変速部アクチュエータの破損、摩耗
を防ぐことができる。したがって、本発明により、変速
機の耐久性を良くすると共に自動車の操縦安定性を向上
させることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気圧制御装置を用いた、レンジ
形補助変速部を備えた複式変速機の概略図である。
【図２】図１の変速機のシフト機構の概略図である。
【図３】図１の変速機の「リピートＨ」形シフトパター
ンの概略図である。
【図４】図１の変速機の「ダブルＨ」形シフトパターン
の概略図である。
【図５】本発明の空気圧制御装置が特に有効であるスプ
リッタ／レンジ結合形補助変速部を備えた複式変速機の
概略図である。
【図６】図５の変速機の「リピートＨ」形シフトパター
ンの概略図である。
【図７】変速機100 の補助部102 の左側部分断面図であ
る。
【図８】変速機100 の補助部102 の右側部分断面図であ
る。
【図９】単一シフト軸形シフト機構の斜視図である。
【図１０】本発明を実行するための空気制御装置の概略
図である。
【図１１】変更形空気制御装置の概略図である。
【符号の説明】
10 複式変速機 12 主変速部 14 補助変速部 92、128 同期ジョークラッチアセンブリ 98、98Ａ、412 セレクタ 204 シフト軸 210 溝 220 レンジアクチュエータ 221 面積差ピストン 222 小面積ピストン表面 222 Ａ 低速レンジ室 224 大面積ピストン表面 224 Ａ 高速レンジ室 234 フィルタ／レギュレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロナルド アレン ヒッチンソン アメリカ合衆国 ミシガン 49002 ポー ティッジ サーリー アベニー 6420

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 連結位置及び非連結位置を備えた主変速
    部(12)が、選択可能な高速比（直接）及び選択可能な低
    速比（減速）を備えた補助変速部(14)に直列に接続され
    ており、前記補助変速部比の各々が同期ジョークラッチ
    アセンブリ(92/128)によって連結可能であり、スイッチ
    手段(98/98A)によって所望の補助変速部比を選択できる
    ようになっている複式変速機(10)の補助変速部用の加圧
    流体作動式シフトアクチュエータ(220) を制御するため
    の方法であって、前記アクチュエータ(220) は、第１室
    (224A)を形成する第１ピストン表面(224) 及び第２室(2
    22A)を形成する第２ピストン表面(222) を備えたピスト
    ン(221) によって、該ピストン(221) の前記第１室(224
    A)を加圧したときに、前記アクチュエータが前記同期ク
    ラッチアセンブリを前記高速比に連結させ、また、前記
    第２室(222A)を加圧したときに、前記アクチュエータが
    前記同期クラッチアセンブリを前記低速比に連結させる
    ようになっており、前記室の各々は、加圧流体の共通源
    (234) 及び排気部(EX)に選択的に接続可能であり、 前記主変速部の現在の連結または非連結位置を感知する
    段階と、 前記主変速部が連結位置にある時はいつも、少なくとも
    前記第１室を排気する段階とを有していることを特徴と
    する制御方法。
  2. 【請求項２】 前記主変速部が連結位置にある時、前記
    第１及び前記第２室の両方を排気する段階を有している
    ことを特徴とする請求項１の制御方法。
  3. 【請求項３】 前記主変速部が非連結位置にあり、高速
    比が選択されている時、前記第１室を加圧して前記第２
    室を排気する段階を有していることを特徴とする請求項
    １または２の制御方法。
  4. 【請求項４】 低速比が選択されている時、前記第２室
    を加圧して前記第１室を排気する段階を有していること
    を特徴とする請求項１または２の制御方法。
  5. 【請求項５】 前記流体が圧縮空気であることを特徴と
    する請求項１または２の制御方法。
  6. 【請求項６】 前記流体が圧縮空気であることを特徴と
    する請求項３の制御方法。
  7. 【請求項７】 前記補助変速部がレンジ形であることを
    特徴とする請求項１または２の制御方法。
  8. 【請求項８】 前記補助変速部がレンジ形であることを
    特徴とする請求項３の制御方法。
  9. 【請求項９】 前記補助変速部がレンジ形であることを
    特徴とする請求項４の制御方法。
  10. 【請求項１０】 前記補助変速部がレンジ形であること
    を特徴とする請求項５の制御方法。
  11. 【請求項１１】 連結位置及び非連結位置を備えた主変
    速部(12)が、選択可能な高速比（直接）及び選択可能な
    低速比（減速）を備えた補助変速部(14)に直列に接続さ
    れており、前記補助変速部比の各々が同期ジョークラッ
    チアセンブリ(92/128)によって連結可能であり、スイッ
    チ手段(98/98A)によって所望の補助変速部比を選択でき
    るようになっている複式変速機(10)の補助変速部用の加
    圧流体作動式シフトアクチュエータ(220) を制御するた
    めの方法であって、前記アクチュエータ(220) は、第１
    室(224A)を形成する第１ピストン表面(224) 及び第２室
    (222A)を形成する第２ピストン表面(222) を備えたピス
    トン(221) を有しており、前記第１室(224A)を加圧する
    と、前記アクチュエータが前記同期クラッチアセンブリ
    を前記高速比に連結させ、前記第２室(222A)を加圧する
    と、前記アクチュエータが前記同期クラッチアセンブリ
    を前記低速比に連結させるようになっており、前記室の
    各々は、加圧流体の共通源(234) 及び排気部(EX)に選択
    的に接続可能であり、 前記主変速部の現在の連結または非連結位置を感知する
    段階と、 (i) 補助変速部高速比へのシフトが選択されたこと、及
    び(ii)前記主変速部が非連結位置にあることの感知に応
    答して、前記第１室を加圧して前記第２室を排気する段
    階と、 (i) 補助変速部高速比へのシフトが選択されたこと、及
    び(ii)前記主変速部が連結位置にあることの感知に応答
    して、前記第１及び前記第２室の両方を排気する段階と
    を有していることを特徴とする制御方法。
  12. 【請求項１２】 (i) 補助変速部低速比へのシフトが選
    択されたこと、及び(ii)前記主変速部が非連結位置にあ
    ることの感知に応答して、前記第２室を加圧して前記第
    １室を排気する段階を有していることを特徴とする請求
    項11の制御方法。
  13. 【請求項１３】 前記主変速部の連結の感知に応答し
    て、選択された補助変速部比に無関係に、少なくとも前
    記第１室を排気する段階を有していることを特徴とする
    請求項11または12の制御方法。
  14. 【請求項１４】 前記補助変速部(14)は２速度レンジ形
    であり、前記高速比は直接速度比であることを特徴とす
    る請求項11または12の制御装置。
  15. 【請求項１５】 前記主変速部の連結状態の感知に応答
    して、選択された補助変速部比に無関係に、前記第１及
    び第２室の両方を排気する段階を有していることを特徴
    とする請求項11または12の制御方法。
  16. 【請求項１６】 連結位置及び非連結位置を備えた主変
    速部(12)が、選択可能な高速比（直接）及び選択可能な
    低速比（減速）を備えた補助変速部(14)に直列に接続さ
    れており、前記補助変速部比の各々が同期ジョークラッ
    チアセンブリ(92/128)によって連結可能であり、スイッ
    チ手段(98/98A)によって所望の補助変速部比を選択でき
    るようになっている複式変速機(10)の補助変速部用の加
    圧流体作動式シフトアクチュエータ(220) を制御するた
    めの装置(230/270) であって、前記アクチュエータ(22
    0) は、第１室(224A)を形成する第１ピストン表面(224)
    及び第２室(222A)を形成する第２ピストン表面(222) を
    備えたピストン(221) を有しており、前記第１室(224A)
    を加圧すると、前記アクチュエータが前記同期クラッチ
    アセンブリを前記高速比に連結させ、前記第２室(222A)
    を加圧すると、前記アクチュエータが前記同期クラッチ
    アセンブリを前記低速比に連結させるようになってお
    り、前記室の各々は、加圧流体の共通源(234) 及び排気
    部(EX)に選択的に接続可能であり、 前記主変速部の現在の連結または非連結位置を感知する
    手段(204、210、252) と、 前記主変速部が連結位置にある時はいつも、少なくとも
    前記第１室を排気する手段(246、238、239) とを有してい
    ることを特徴とする制御装置。
  17. 【請求項１７】 前記主変速部が非連結位置にあり、高
    速比が選択されている時、前記第１室を加圧して前記第
    ２室を排気する手段(238、239) を有していることを特徴
    とする請求項16の装置。
  18. 【請求項１８】 低速比が選択されて、前記主変速部が
    非連結位置にある時、前記第２室を加圧して前記第１室
    を排気する手段(238、239) を有していることを特徴とす
    る請求項16または17の制御装置。
  19. 【請求項１９】 低速比が選択されている時、前記主変
    速部の連結または非連結状態に無関係に、前記第２室を
    加圧して前記第１室を排気する手段(276) を有している
    ことを特徴とする請求項17の制御装置。
  20. 【請求項２０】 前記流体が圧縮空気であることを特徴
    とする請求項16または17の制御装置。
  21. 【請求項２１】 前記補助変速部がレンジ形であること
    を特徴とする請求項16または17の制御装置。
  22. 【請求項２２】 前記補助変速部がレンジ形であること
    を特徴とする請求項18の制御装置。
  23. 【請求項２３】 連結位置及び非連結位置を備えた主変
    速部(12)が、選択可能な高速比（直接）及び選択可能な
    低速比（減速）を備えた補助変速部(14)に直列に接続さ
    れており、前記補助変速部比の各々が同期ジョークラッ
    チアセンブリ(92/128)によって連結可能であり、スイッ
    チ手段(98/98A)によって所望の補助変速部比を選択でき
    るようになっている複式変速機(10)の補助変速部用の加
    圧流体作動式シフトアクチュエータ(220) を制御するた
    めの装置(230、270) であって、前記アクチュエータ(22
    0) は、第１室(224A)を形成する第１ピストン表面(224)
    及び第２室(222A)を形成する、前記第１ピストン表面積
    よりも小さい表面積の第２ピストン表面(222) を備えた
    面積差ピストン(221) を有しており、前記第１室(224A)
    を加圧すると、前記アクチュエータが前記同期クラッチ
    アセンブリを前記高速比に連結させ、前記第２室(222A)
    を加圧すると、前記アクチュエータが前記同期クラッチ
    アセンブリを前記低速比に連結させるようになってお
    り、前記室の各々は、加圧流体の共通源(234) 及び排気
    部(EX)に選択的に接続可能であり、 前記主変速部の現在の連結または非連結位置を感知する
    手段(204、210、252) と、 (i) 補助変速部高速比へのシフトが選択されたこと、及
    び(ii)前記主変速部が非連結位置にあることの感知に応
    答して、前記第１室を加圧して前記第２室を排気する手
    段(324) と、 (i) 補助変速部低速比へのシフトが選択されたこと、及
    び(ii)前記主変速部が非連結状態にあることの感知に応
    答して、前記第２室を加圧して前記第１室を排気する手
    段と、 前記主変速部の連結状態の感知に応答して、選択された
    補助変速部比に無関係に、少なくとも前記第１室を排気
    する手段(326) とを有していることを特徴とする制御装
    置。
  24. 【請求項２４】 前記補助変速部(14)は２速度レンジ形
    であり、前記高速比は直接速度比であることを特徴とす
    る請求項23の制御装置。
  25. 【請求項２５】 主変速部のニュートラル状態が感知さ
    れるまで、選択補助変速部シフトの開始を禁止する手段
    を有していることを特徴とする請求項23または24の制御
    装置。
  26. 【請求項２６】 連結位置及び非連結位置を備えた主変
    速部(12)が、選択可能な高速比（直接）及び選択可能な
    低速比（減速）を備えた補助変速部(14)に直列に接続さ
    れており、前記補助変速部比の各々が同期ジョークラッ
    チアセンブリ(92/128)によって連結可能であり、スイッ
    チ手段(98/98A)によって所望の補助変速部比を選択でき
    るようになっている複式変速機(10)の補助変速部用のシ
    フトアクチュエータ(220) を制御するための方法であっ
    て、前記アクチュエータ(220)は、第１方向の力を加え
    ることによって前記同期クラッチアセンブリを前記高速
    比に連結させ、第２の反対方向の力を加えることによっ
    て前記同期クラッチアセンブリを前記低速比に連結させ
    ることができるようになっており、 前記主変速部の現在の連結または非連結位置を感知する
    段階と、 前記主変速部が連結位置にある時はいつも、前記アクチ
    ュエータが少なくとも前記第１方向の力を加えることを
    禁止する段階とを有していることを特徴とする制御方
    法。
  27. 【請求項２７】 連結位置及び非連結位置を備えた主変
    速部(12)が、選択可能な高速比（直接）及び選択可能な
    低速比（減速）を備えた補助変速部(14)に直列に接続さ
    れており、前記補助変速部比の各々が同期ジョークラッ
    チアセンブリ(92/128)によって連結可能であり、スイッ
    チ手段(98/98A)によって所望の補助変速部比を選択でき
    るようになっている複式変速機(10)の補助変速部用の加
    圧流体作動式シフトアクチュエータ(220) を制御するた
    めの装置(300) であって、前記アクチュエータ(220)
    は、第１室(224A)を形成する第１ピストン表面(224) 及
    び第２室(222A)を形成する第２ピストン表面(222) を備
    えたピストン(221) を有しており、前記第１室(224A)を
    加圧すると、前記アクチュエータが前記同期クラッチア
    センブリを前記高速比に連結させ、前記第２室(222A)を
    加圧すると、前記アクチュエータが前記同期クラッチア
    センブリを前記低速比に連結させるようになっており、
    前記室の各々は、加圧流体の共通源(234) 及び排気部(E
    X)に選択的に接続可能であり、 加圧流体源(234) と、 前記第１及び第２室のうちの選択された一方を前記流体
    源に接続し、他方の室を排気部に接続するスレーブ弁ア
    センブリ(238/239または272)と、 前記流体源と前記スレーブ弁との間を流体連通させる第
    １導管(248) と、 前記導管を流れる流体流を制御するシンクロナイザ保護
    弁アセンブリ(246) とを有しており、前記弁には、前記
    主変速部の現在の連結及び非連結状態を感知して、前記
    主連結部が連結していない時、前記導管を加圧流体が流
    れるようにし、前記主連結部が連結している時、導管を
    前記スレーブ弁で排気させ、導管を前記流体源で密閉す
    る手段(252) が設けられていることを特徴とする制御装
    置。
  28. 【請求項２８】 前記第１導管に平行であって、前記流
    体源及び前記スレーブ弁間を接続する第２導管(274)
    と、前記導管内に配置されて、前記低速比が選択された
    場合はいつも前記流体源から前記スレーブ弁アセンブリ
    へ流体を流す低速レンジバイパス弁(276) とが設けられ
    ていることを特徴とする請求項27の制御装置。
  29. 【請求項２９】 前記流体が圧縮空気であることを特徴
    とする請求項27または28の制御装置。
  30. 【請求項３０】 前記補助変速部がレンジ形であること
    を特徴とする請求項27または28の制御装置。
JP02861393A 1992-01-23 1993-01-25 複式変速機の変速部アクチュエータの制御方法およびその装置 Expired - Fee Related JP3312221B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/824,638 US5199312A (en) 1992-01-23 1992-01-23 Range section actuator control system and method for preventing damage to range section synchronizers
US824638 1992-01-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05346165A true JPH05346165A (ja) 1993-12-27
JP3312221B2 JP3312221B2 (ja) 2002-08-05

Family

ID=25241928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02861393A Expired - Fee Related JP3312221B2 (ja) 1992-01-23 1993-01-25 複式変速機の変速部アクチュエータの制御方法およびその装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5199312A (ja)
EP (1) EP0552900B1 (ja)
JP (1) JP3312221B2 (ja)
CA (1) CA2086866C (ja)
DE (1) DE69301836T2 (ja)
ES (1) ES2085109T3 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5329826A (en) * 1992-01-22 1994-07-19 Eaton Corporation Enhanced automated splitter shifting with dual solenoid valves and auto fuel control
GB9312014D0 (en) * 1993-06-10 1993-07-28 Eaton Corp Auxiliary transmission system and input splitter therefor
US5582558A (en) * 1995-07-27 1996-12-10 Rockwell International Corporation Combined system for assisting shifting of manual transmission
US5676017A (en) * 1995-07-27 1997-10-14 Rockwell Heavy Vehicle Systems, Inc. Automatic range shift for multi-speed transmission
GB9521620D0 (en) * 1995-10-21 1996-01-03 Eaton Corp Compound transmission with repeat or double-I shift pattern
US5931055A (en) * 1997-12-23 1999-08-03 Meritor Heavy Vehicle Systems, Llc Electrical transmission range shift system
US5899121A (en) * 1997-12-29 1999-05-04 Eaton Corporation Fluid biased transmission range valve
US5970810A (en) * 1998-04-01 1999-10-26 Eaton Corporation Adaptive splitter actuator engagement force control
US6042504A (en) * 1998-04-01 2000-03-28 Eaton Corporation Range shift control
US6019011A (en) * 1998-12-09 2000-02-01 Eaton Corporation System for control of auxiliary section of compound transmissions
DE10001486C1 (de) * 2000-01-15 2001-09-06 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Ansteuerung einer Getriebeeinheit eines Kraftfahrzeuges mit Synchronisiereinrichtungen
US6339973B1 (en) 2000-04-10 2002-01-22 Eaton Corporation Slave valve with integral syncho-saver logic
US8117935B2 (en) * 2007-08-03 2012-02-21 GM Global Technology Operations LLC Synchronizer actuating system with selectives
DE102008007558A1 (de) * 2008-02-05 2009-08-06 Daimler Ag Getriebeschutzvorrichtung
CN103671886B (zh) * 2013-12-02 2016-01-20 陕西法士特齿轮有限责任公司 一种变速器保护系统
CN110873178B (zh) * 2020-01-17 2020-06-05 盛瑞传动股份有限公司 一种自动变速器在车辆“摇篮”滥用操作时的控制方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2778247A (en) * 1955-05-27 1957-01-22 Fuller Mfg Co Transmission control system
US3229551A (en) * 1963-06-10 1966-01-18 Dana Corp Shifting mechanism
SE371611B (ja) * 1972-11-17 1974-11-25 Volvo Ab
US4296642A (en) * 1979-08-20 1981-10-27 Dana Corporation Transmission interlock
US4450869A (en) * 1981-07-24 1984-05-29 Teledyne Republic Manufacturing Pilot-operated valve
US4428469A (en) * 1981-07-31 1984-01-31 Eaton Corporation Synchronizer spring pin
DE3429531A1 (de) * 1984-08-10 1986-02-20 Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH, 3000 Hannover Hilfskraftbetaetigtes fahrzeuggetriebe
US4754665A (en) * 1986-02-05 1988-07-05 Eaton Corporation Auxiliary transmission section
US4793378A (en) * 1986-08-06 1988-12-27 Dana Corporation Interlock valve and control
US4788875A (en) * 1987-09-03 1988-12-06 Eaton Corporation Auxiliary transmission section shift control system
SE459760B (sv) * 1987-11-02 1989-07-31 Volvo Ab Reglersystem foer en stegvaexlad automatvaexellaada
GB8809945D0 (en) * 1988-04-27 1988-06-02 Eaton Corp Pneumatic control system
US4920815A (en) * 1989-04-24 1990-05-01 Eaton Corporation Single shaft shifting mechanism
US4944197A (en) * 1989-06-07 1990-07-31 Eaton Corporation Resilient range interlock
US4989706A (en) * 1989-10-25 1991-02-05 Eaton Corporation Synchronizer
US5092187A (en) * 1990-11-08 1992-03-03 Rockwell International Corporation Auxiliary transmission shift control system

Also Published As

Publication number Publication date
CA2086866A1 (en) 1993-07-24
CA2086866C (en) 1996-07-02
ES2085109T3 (es) 1996-05-16
JP3312221B2 (ja) 2002-08-05
EP0552900A1 (en) 1993-07-28
DE69301836D1 (de) 1996-04-25
US5199312A (en) 1993-04-06
EP0552900B1 (en) 1996-03-20
DE69301836T2 (de) 1996-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3407077B2 (ja) レンジ部保護弁アセンブリ
KR100243894B1 (ko) 시프트 액추에이터 제어방법 및 장치
EP0552872B1 (en) Interlock mechanism for range section slave valve
US5231895A (en) Auxiliary section actuator air control system
JP3312221B2 (ja) 複式変速機の変速部アクチュエータの制御方法およびその装置
EP0552866B1 (en) Variable pressure range section actuator piston
JP3312220B2 (ja) 同期スプリッタ部保護装置及び方法
JPH05263929A (ja) アクチュエータアセンブリおよびその制御方法
JP4147503B2 (ja) 変速機用の流体バイアス式弁アセンブリ
EP0552901B1 (en) Pneumatic control with pre-exhaust for range section of transmission
JPH05263928A (ja) シフトアクチュエータの制御方法およびその装置
EP0552868B1 (en) Variable pressure range section actuator assembly
JP3303116B2 (ja) シフトアクチュエータの制御方法およびその装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees