(57)【要約】  ギヤシフティング機構（３）に作用する合計力が所定の値を超えないようにするシステム。ギヤレバー（１６）からギヤシフティング機構に伝えられる力は、支援システムからのパワー支援を受ける。このシステムは、ギヤシフティング力が（第２の）限界値に等しいか、またはより大きい場合には、支援システムからのパワー支援がギヤシフティング機構に作用する合計力を一定に維持するか、またはギヤシフティング機構に作用する合計力を減少させる値を有していることを特徴とする。
2008501904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤシフティング機構に作用する合計力が所定の値を超えないようにするシステムにおいて、ギヤレバーから前記ギヤシフティング機構に伝達される力は支援システムからパワー支援を受けるようになっており、
第１の限界値は正の値を有する前記パワー支援を制御するために使用され、第２の限界値は負の値を有する前記パワー支援を制御するために使用され、
前記支援システムによって与えられる前記パワー支援は、ギヤレバー力が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい場合には、前記ギヤシフティング機構に作用する合計力を一定に保持するか、または前記ギヤシフティング機構に作用する合計力を減少させる値を有している、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
ギヤシフティング機構に作用する合計力が所定の値を超えないようにするシステムにおいて、ギヤレバーから前記ギヤシフティング機構に伝達される力は支援システムからパワー支援を受けるようになっており、
第１の限界値は正の値を有する前記パワー支援を制御するために使用され、第２の限界値は負の値を有する前記パワー支援を制御するために使用され、
前記支援システムによって与えられる前記パワー支援は、ギヤレバー力が前記第１の限界値に等しいかそれより大きく、且つ前記第２の限界値より小さい範囲内で増加した場合には、前記ギヤシフティング機構に作用する合計力を増加させる値を有し、
前記支援システムからの前記パワー支援は、ギヤレバー力が前記第２の限界値に等しいか、それより大きい場合には、前記ギヤシフティング機構に作用する合計力を一定に保持するか、または減少させる値を有している、
ことを特徴とするシステム。
【請求項３】
前記ギヤレバーからの力は前記ギヤシフティング機構への信号（６ｃ）として伝達され、ドライバが前記ギヤレバーに加える力は前記ギヤレバーから前記支援システムへの信号（６ｂ）として伝達されることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記信号伝達は、電気、水圧、空気圧、光、または電磁信号の形であることができることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ギヤレバーからの信号（６ｂ）は、好ましくは、前記支援システムから例えばサーボ機構のようなパワー供給デバイスへ伝達され、パワー支援であるか、またはパワー支援を表す信号（２ａ）が前記支援システムから前記ギヤシフティング機構へ伝達されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ギヤレバーからの信号（６ｂ）に対応する、または前記信号（６ｂ）から導出された信号が低減装置へ伝達され、前記低減装置は、パワー供給であるか、またはパワー供給を表す信号（５ｂ）を前記サーボ機構へ伝達することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記低減装置は、
前記ギヤレバーからの信号、または前記ギヤレバー信号から導出した信号を受ける少なくとも１つの測定ユニットと、
前記測定ユニットによって制御される少なくとも１つのレギュレータと、
を含み、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の制限値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記測定ユニットは、前記低減装置から前記サーボ機構へ伝達される信号が減少されたパワー供給であるか、または減少されたパワー供給を表すように前記レギュレータを制御する、
ことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値より小さい値を表している場合には、前記低減装置から前記サーボ機構へ伝達される信号は、前記レギュレータが源（５ａ）から受けるパワー供給を表しており、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記源（５ａ）からのパワー供給は前記レギュレータにおいて減少され、前記低減装置から前記サーボ機構へ伝達される信号が相応に減少されている、
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記パワー供給は加圧された流体によって与えられ、前記レギュレータは前記加圧された流体を前記源（５ａ）から前記レギュレータ内の空洞へ導くための入口を有し、前記空洞内には前記流体を出口へ導くための孔を有するプレロードされたレギュレータピストンが配置され、前記ピストンはそのプレローディング力の方向に運動すると排出口を開かせることができ、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値より小さい値を表している場合には、前記出口から出て行く流体の圧力は前記レギュレータへ供給される流体の圧力に等しく、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記レギュレータの排出口が開かれて前記出口から流出する前記流体の圧力を前記ギヤレバーからの信号の値に従って減少させる、
ことを特徴とする請求項７または８の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記測定ユニットは、前記レギュレータピストンのプレローディング力、及びオプションとして前記排出口を閉じている前記レギュレータピストン弁座のプレローディングに逆向きに作用する力が前記レギュレータに供給されるように、そしてそれによって前記レギュレータピストンが前記排出口を通して前記流体を放出できるように、前記レギュレータを制御することを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記測定ユニットは前記測定ユニットの空洞内に配列された２つのプレロードされたピストンを含み、第１のピストンのピストンロッドは、第２のピストン及び前記第２のピストンのピストンロッドを通って延びる貫通孔内に配置され、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記２つのピストンの一方のピストンのプレローディング、前記レギュレータピストンのプレローディング、及びオプションとして前記レギュレータピストン弁座のプレローディングの合計に逆向きに作用する力が当該ピストンに対して加わり、それによって前記測定ユニットの前記ピストンを前記レギュレータピストンに突き当たらせ、そしてそれによって前記レギュレータピストンを変位させて前記排出口を開かせるようになっている、
ことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記低減装置は水圧式ギヤシフティングシステム内に使用され、前記ギヤレバーが一方向に運動すると、前記流体が前記第１のピストンのピストン面に圧力を加えるように前記測定ユニットへ送られ、前記ギヤレバーが他の方向に運動すると、前記流体が前記第２のピストンのピストン面に圧力を加えるように前記測定ユニット内の前記第１のピストンと第２のピストンとの間の空間へ送られることを特徴とする請求項７乃至１１の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記低減装置は機械式ギヤシフティングシステム内に使用され、且つ２つのレギュレータと、前記２つのレギュレータの間に配列されている１つの測定ユニットとを含み、前記測定ユニットは前記測定ユニット内の空洞内に配置されている２つのプレロードされたスライドを含み、前記ギヤレバーが一方向に、または他の方向に前記第２の限界値に等しいかそれより大きい力で運動すると、前記２つのスライドの一方に、当該スライドのプレローディング、前記測定ユニット内の空洞内に配列されている弁のプレローディング、当該レギュレータピストンのプレローディング、及びオプションとして前記レギュレータピストン弁座のプレローディングの合計よりも大きい力が加わり、それによって排出口が開いて前記流体が放出されるようになっていることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤボックス内のギヤ比を変化させるために使用されるシフティング機構に作用する合計力が所定の値を超えないようにするためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術によれば、手動ギヤボックス内のシフトフォーク及び同期機構のようなギヤシフティング機構は、それらを手動で動作させる時にそれらが受ける力に耐えることができるように製造されている。手動ギヤボックスを動作させる場合、ギヤレバーを操作するドライバが使用する力は、例えば機械式または水圧式トランスミッションによってギヤボックス内のギヤシフティング機構へ伝達される。
【０００３】
大きい原動機トルクが使用可能なローリーにおいては、ギヤボックスはこれらの原動機トルクに耐えるように製造しなければならず、これはギヤをチェンジするための高いシフティング力を含む。幾つかの構造においては、ギヤレバーを快適に作動できるようにするためには、ドライバがある形状の支援システム／サーボシステムからパワー支援の形状の支援を必要とする程ギヤをチェンジさせるのに必要な力は大きくなる。快適にギヤチェンジを行うことができるように、必要なパワー支援を得ることを試みる多くの異なる解決法が提唱されている。この件に関しては、例えば支援システム／サーボ解決法の例を記述しているDE 2223881を参照されたい。
【０００４】
ギヤシフティング機構が受ける力が大きいので、ギヤシフティング機構部分は、それらの構造がこれらの力に耐えるように製造する必要がある。しかしながら、この必要性は、ギヤシフティング機構部分の製造費が高くなり、従って購入価格も高くなることを意味している。従って、ギヤボックス製造について、特にギヤシフト動作中に大きい負荷が加わるギヤシフティング機構部分の製造に従来は賦課されていたコストを低減するように、ギヤシフティング機構内に発生するギヤチェンジ力を制限できるような対策をとるべきであるという要望が存在している。もしギヤシフティング機構に作用する力を低減させるような解決法が達成されれば、それは同時にコストを節約した同期リングのコーティングまたは処理方法を導入することを可能にするであろうから、生産全体ではかなりな合計を節約することができる。このような解決法の１つの欠陥は、ギヤボックスがより限界的に製造され、実際的には酷使に対する耐性が従来よりも低くなることである。従って、所望の操作力を最大可能限度に維持しながら、ギヤボックスを保護するような解決法に対する要望が存在している。
【０００５】
この問題の１つの解決法は、ギヤシフティング機構に作用する力を制限するために、支援システムから供給されるパワーに限界を導入することである。従って、サーボ支援システムにおいては、サーボ機構によって供給される最大パワーに限界が導入される。電子制御サーボ支援システムにおいては、これはギヤボックス内のギヤシフティング機構に加わる推定合計力が所定の値を超えた時に、サーボ支援の低減を導入することによって達成することができる。これは、例えばソフトウェアによって行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明の目的は、サーボ支援システムが機械的に、または電気的にの何れで制御されていようとも、それには無関係に、上述した問題に対する機械式解決法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この問題を解消するための１つのアプローチは、支援システムからのパワー供給に対して状態制御限界を得ることである。パワー供給を制限するこの制御状態は、ギヤシフティング機構の許容限界等のようなパラメータに従ってセットされる。これは、サーボ機構と共に動作する、そしてサーボ機構に変更されたパワーを供給することができる低減装置（レデューサ）を導入することによって解決することができる。
【０００８】
本発明の目的は、特許請求の範囲の独立項に記載されている本発明により達成され、本発明の実施の形態は特許請求の範囲の従属項に記載されている。
【０００９】
特許請求の範囲の請求項１によれば、ギヤシフティング機構に作用する合計力が所定の値を超えないようにするシステムが提供される。因みに、ギヤレバーからギヤシフティング機構へ伝達される力は、支援システムからパワー支援を受けることを想定している。システムは、第１の限界値を使用して正の値を有するパワー支援を制御し、第２の限界値を使用して負の値を有するパワー支援を制御する。支援システムによって与えられるパワー支援は、ギアレバー力が限界値（以下、第２の限界値という）に等しいか、またはより大きい場合に、ギヤシフティング機構に作用する合計力を一定に保持するか、またはギヤシフティング機構に作用する合計力を減少させる値を有する。この限界値は、使用されているギヤシフティング機構の耐久性、及びシステムの他の個々の特性に従って調整される。
【００１０】
もし、ギヤ比のシフトを行うのに大きい力を必要とするギヤシフティング機構内に本発明を使用するのであれば、ドライバ（運転者）が容易にギヤをチェンジできるようにするパワー支援を与える支援システム、典型的にはいわゆるサーボシステムが使用される。独立請求項２に記載されている本発明によるシステムは、以下の２部分機能を有している。
‐  支援システムによって与えられるパワー支援は、ギヤレバー力が第１の限界値に等しいか、またはより大きく、且つ第２の限界値よりも小さいような範囲内でギヤレバー力を増加させた時には、ギヤシフティング機構に作用する合計力を増加させる値を有し、
‐  支援システムによって与えられるパワー支援は、ギヤレバー力が第２の限界値に等しいかまたはより大きい時には、ギヤシフティング機構に作用する合計力を一定に保持するか、または減少させる値を有する。
【００１１】
システムは更に、ギヤシフティング機構に作用する合計力のための限界値をセットすることによって制御される。
【００１２】
以下に使用する「信号伝達」という用語は、ギヤシフティング機構においてギヤレバー機構とギヤシフティング機構及び支援システムとの間に発生するパワー伝達をそれぞれ意味する。因みに、信号の伝達とは、ギヤシフティング機構及び支援システムにどの入力条件が適用されるかに関する情報の伝達を意味する。従って、ギヤレバー機構とギヤシフティング機構及び支援システムとの間でそれぞれ伝達される信号は、異なる型であることができる。もしギヤシフティングシステムが機械式であれば、信号は、例えばロッドまたはケーブルを介する力及び運動の組合わせ信号であることができる。信号伝達は、もしギヤシフティングシステムが水圧式システムであれば、例えば圧力信号の形であることもできる。勿論、圧力信号伝達は水圧以外の媒体、例えば空気圧によって遂行することもできる。代替として、信号伝達は、電気、光、または電磁信号の形であることができる。この「信号伝達」は、システム内の他の要素間における圧力、力、及び電圧の伝達を記述するのにも使用されることに注目されたい。
【００１３】
もしパワー供給デバイス、例えばサーボ機構が支援システム内に含まれていれば、信号はギヤレバーからパワー供給デバイスへ伝達され、また信号の値に依存して、パワー支援がギヤシフティング機構へ伝達される。代替として、信号は、パワー支援を表す支援システムから、ギヤシフティング機構に接続されているパワー供給デバイスへ伝達することができる。
【００１４】
ギヤレバーからの信号に対応する信号、またはこの信号から導出された信号は、到来信号の値に依存して、パワー供給の値を調整できるように設けられている低減装置（パワー供給に接続されている）に伝達される。これは、加圧流体、電圧源等のような異なる種類のパワー供給であることができる。低減装置は、パワー供給をサーボ機構へ伝達することができるか、または代替として、もしパワー供給が、それをサーボ機構と両立可能とするために変換しなければならない種類のものであれば、例えばパワー供給を表す信号を伝達することができる。
【００１５】
低減装置の好ましい実施の形態においては、少なくとも１つの測定ユニット及び少なくとも１つのレギュレータを含む。測定ユニットは、ギヤレバーからの信号、またはギヤレバーの信号から導出された信号を受け、この信号に基づいてレギュレータを制御する。ギヤレバーからの信号が第２の限界値に等しいか、またはより大きいことを表している場合には、測定ユニットは、低減装置からサーボ機構への信号が低減されたパワー供給であるように、またはそれを表すようにレギュレータを制御する。
【００１６】
ギヤレバーからの信号が第２の限界値よりは小さいが、第１の限界値に等しいか、またはより大きい値を表している場合には、低減装置からサーボ機構へ伝達される信号はレギュレータが源から受けるパワー供給を表す。ギヤレバーからの信号が第２の限界値に等しいか、またはより大きい値を表している場合には、源からのパワー供給はレギュレータにおいて低減され、低減装置からサーボ機構へ伝達される信号の値も相応に低減される。
【００１７】
本発明の一実施の形態においては、パワー供給は加圧流体によって与えることができ、レギュレータはその加圧流体を源からレギュレータ内の空洞へ導くための入口を有している。この空洞内には、プレロードされたレギュレータピストンが配列されている。ピストンは流体を出口へ導くための孔を有している。更に、ピストンは、そのプレローディング力の方向に運動した時に、排出口を開かせるようになっている。ギヤレバーからの信号が第２の限界値よりも小さい値を表している場合には、出口から排出される流体の圧力は、レギュレータから供給される流体の圧力に本質的に等しい。ギヤレバーからの信号が第２の限界値に等しいか、またはより大きい値を表している場合には、レギュレータの排出口が開いて流体をレギュレータから放出させ、出口から出て行く流体の圧力はギヤレバーからの信号の値に従って低減される。
【００１８】
別の実施の形態によれば、ギヤレバーからの信号が第２の限界値に等しいか、またはより大きい値を表している場合には、測定ユニットはレギュレータを制御し、レギュレータ内に供給される力がレギュレータピストンのプレローディング、及びオプションとして、排出口を閉じるレギュレータピストン弁座のプレローディングよりも大きく、逆向きに作用するようにし、そしてそれによってピストンが排出口を開いて流体が排出口を通して放出されるようにする。レギュレータに供給される力は異なる方法で発生させることができ、測定ユニットによるレギュレータの制御も異なる方法で遂行することができる。
【００１９】
本発明の一実施の形態においては、測定ユニットは、測定ユニットの空洞内に配列された少なくとも２つのプレロードされたピストンを含む。第１のピストンのピストンロッドは、第２のピストン及び第２のピストンのピストンロッドを通って延びる貫通孔内に配置されている。ギヤレバーからの信号が第２の限界値に等しいか、またはより大きい値を表している場合、２つのピストンの一方に力が加えられるが、この力は、当該ピストンのプレローディング、レギュレータピストンのプレローディング、及びオプションとして弁座のプレローディングの合計より大きく、逆向きに作用する。従って、第１の測定ユニットのピストンが変位してレギュレータピストンに接するようになり、レギュレータピストンもまた変位して排出口を開くようになる。
【００２０】
上述したように測定ユニットを有する低減装置が水圧式ギヤシフティングシステム内に使用される場合には、２つのピストンの一方に加わる力は、ギヤレバー力に応答して流体の源から測定ユニットに供給されよう。ギヤレバーが一方向に運動すると、流体は、それが第１のピストンのピストン面に圧力を加えるように測定ユニットに流入する。ギヤレバーが他の方向に運動すると、流体は、それが第２のピストンのピストン面に圧力を加えるように測定ユニットの第１のピストンと第２のピストンとの間の空間へ流入する。
【００２１】
低減装置が機械式ギヤシフティングシステム内に使用される場合には、低減装置は、好ましい実施の形態においては、２つのレギュレータと、これら２つのレギュレータの間に配置されている１つの測定ユニットとを含む。測定ユニットは、測定ユニット内の空洞の中に配置されている２つのプレロードされたスライドを含む。第２の限界値に等しいか、またはより大きい力でギヤレバーが一方向へ、または他の方向へ運動すると、２つのスライドの一方に、当該スライドのプレローディング、測定ユニットの空洞内に配列された弁のプレローディング、そのレギュレータピストンのプレローディング、及びオプションとしてレギュレータピストン弁座のプレローディングの合計よりも大きい力が加わる。それにより排気口が開かれ、圧力が調整されたパワー供給がサーボ機構に印加される。
【００２２】
以下に、添付図面を参照して、本発明の機能及び２つの実施の形態の形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１の横軸は、ドライバがギヤレバーに加える力を表している。縦軸は、ギヤシフティング機構に加わる力を表している。支援システムからパワー支援されない標準システムにおいては、ギヤボックス内のギヤセレクタ機構に作用する力は、ドライバがギヤレバーに加える力の関数である。曲線２に示すこの状況では、ギヤセレクタ機構に作用する力は、ドライバがギヤレバーに加える力に比例して増加している。
【００２４】
曲線５は、支援システムからのパワー支援がどのように作用するかを示す例である。ギヤレバー力が低い場合には、支援システムからのパワー支援はギヤレバー力の関数として増加し、支援システムからのパワー支援が最大に達すると曲線は水平になり、一定の補助パワーがギヤボックス内のギヤセレクタ機構に加わることを表している。
【００２５】
ギヤボックス内のギヤセレクタ機構に作用する合計力を、曲線６に示す。この曲線は、曲線２に示すギヤレバー力と、図５に示す支援システムからのパワー支援の合成である。
【００２６】
曲線１は、ギヤボックスの同期リングが耐えることができる最大力を示している。曲線６が曲線１と交叉する点における力値よりもギヤレバー力が大きい場合、ギヤボックス同期機構のオーバーロードは危険である。この領域を、図１に番号７で示す。
【００２７】
曲線６で示す合成がギヤ機構／同期機構の最大許容値を超えるのを防ぐために、本発明の目的は、適当な手段の援助の下に、ギヤ機構に作用する合計力を最大許容値より低く維持するシステムを提供することである。
【００２８】
このようなシステムの解決原理を図２に示す。横軸はドライバがギヤレバーに加える力を表している。縦軸は、ギヤシフティング機構に加わる力を表している。図１に示したように、曲線２は、ドライバがギヤレバーに加える力の関数としてギヤボックス内のギヤセレクタ機構に力が加わる（支援システムからのパワー支援がない）標準システムを示している。
【００２９】
曲線３は、支援システムからのパワー支援を調整することによって、ギヤシフティング機構のオーバーロードに対する所望の保護を導入するようになっている解決法の一例を示している。曲線３に示すように、これはギヤレバー力がある限界値に到達した時に支援システムからのパワー支援を減少させることによって行われる。この解決原理によって、ギヤシフティング機構は、ギヤレバー力（曲線２で示す）と支援システムからのパワー支援（曲線３で示す）との合成（曲線４で示す）でロードされる。図２から分かるように、ギヤレバー力が低い場合には、支援システムからのパワー支援はギヤーレバー力の関数として増加する。ギヤレバー力の限界値であろうと、ギヤシフティング機構に作用する合計力の限界値であろうと、ある限界値においては、支援システムからのパワー支援はギヤレバー力の増加に伴って減少するので、ギヤシフティング機構に作用する合計力が許容された最大力を超えることは決してない。ギヤシフティング機構に許容された最大合計力を、曲線１で示す。
【００３０】
図２から、ギヤレバー力が第１の限界値に等しいか、またはより大きく、且つ第２の限界値より小さい範囲内で増加する場合には、支援システムからのパワー支援は、ギヤシフティング機構に作用する合計力を増加させるような大きさを有すことが分かる。また、ギヤレバー力が第２の限界値に等しいか、またはより大きい場合には、支援システムからのパワー支援は、ギヤシフティング機構に作用する合計力を一定に維持するか、またはギヤシフティング機構に作用する合計力を減少させるような大きさを有する。
【００３１】
ギヤシフティング機構に許容される最大合計力の値、及び第１及び第２の限界値は、どの型のシステムが使用されているかに依存して変化し得る。図２に示す例においては、ギヤレバー力の第２の限界値は、支援システムからのパワー支援が曲線４に示す合計力を減少させる効果（曲線３参照）を呈するような範囲内にあろう。また、ギヤレバー力の第１の限界値は第２の限界値よりも小さいであろう。図２に示す例においては、第１の限界値は、支援システムからのパワー支援（曲線３）がギヤシフティング機構に加わる合計力に正の貢献をし始める（曲線４）ような範囲内で見出されよう。
【００３２】
図２から、もしギヤレバー力が、支援システムのパワー支援範囲を超えて更に増加すれば、ギヤレバー力の増加は最大許容力（曲線１）を徐々に超えるようになる。安全性の理由から、ある場合には、たとえ高いギヤレバー力がギヤシフティング機構の最大許容力を超えてギヤシフティング機構を破損させる危険性があるとしても、ドライバがこのような高いギヤシフティング力でギヤチェンジすることができるようなシステムを設けることが望ましいかも知れない。
【００３３】
図３に、本発明によるシステムの機能をブロック図の形で示す。
【００３４】
矢印６ａは、ドライバがギヤレバーに加える力を表している。ギヤレバー機構はこのギヤレバーへのドライバの力ロードを信号６ｂとして伝える。信号６ｂは、ロッドまたはケーブル等を介する力及び運動の組合わせであることができる。オプションとして、それは水圧、または空気圧、または電気信号であることができる。
【００３５】
殆どの場合、ギヤレバー機構からの信号は、信号６ｃによって直接的にギヤボックスのギヤシフティング機構３を作動させる。図示の場合には、支援システム内にはサーボ支援が含まれており、ギヤレバー機構からの信号はサーボ機構２を制御する。サーボ機構は、ギヤボックスギヤシフティング機構にパワー支援（信号２ａ）を行う。信号２ａ及び信号６ｃは、ギヤボックス内のギヤシフティング機構に加わる合計力を表している。
【００３６】
サーボ機構２は、パワー供給である、またはパワー供給を表している信号５ｂを受ける。信号５ｂは、例えば空気圧または水圧、または代替として供給電圧信号であることができる。
【００３７】
支援システムは更に、破線領域１内に示されている低減装置を含む。低減装置は、レギュレータ５と、ギヤレバー機構から所望のギヤチェンジ力信号（信号６ｂ）を受ける測定ユニット４とを含む。測定ユニット４は、パワー供給５ａを所望のレベル５ｂに調整することができるように設けられているレギュレータ５を制御する。レギュレータ５は、測定ユニット４への入力信号６ｂに依存して前記調整を遂行する。パワー源はパワー５ａを供給する。パワー源は、例えば、空気圧源、水圧源、電圧源等である。
【００３８】
もし信号６ｂが第１の限界値より大きいか、または等しければ、サーボ機構２へ送られるパワー供給５ｂは、レギュレータ内へ送られるパワー供給５ａに本質的に一致する。これらの条件の下では、サーボ機構は、ギヤシフティング機構に加わる合計力を増加させ、従ってビークルのドライバが容易にギヤチェンジできるようにするパワー支援を与える。もし信号６ｂが第２の限界値に等しいか、またはそれを超えれば、測定ユニット４は、レギュレータへのパワー供給５ａをレギュレータ内で下方に制御し、サーボ機構への低下されたパワー供給５ｂを発生する。このように、ギヤレバーに加わる力が第２の限界値より大きい場合には、サーボ機構によってギヤシフティング機構に与えられるパワー支援２ａが制限される。これにより、ギヤシフティング機構に加わる合計力はプリセットされた値より小さく、またはそれに等しく維持され、それによってシフティング機構の可能なオーバーロードが回避される。
【００３９】
図３に示した解決原理は、図４において、空気圧式サーボ支援を有する水圧式ギヤシフティングシステム内に実現されている。図４に示す例においては、低減装置１は水圧式測定ユニット４によって制御される空気圧低減弁５として示されているレギュレータ部分５を有する。勿論、他の型の流体もレギュレータ内の圧力媒体として、及び測定ユニット内の圧力媒体として使用することができる。低減装置の詳細構造は、図５に最も明白に示されている。解決原理のこの実施の形態に関して、図４及び図５の両図を参照して以下に説明する。
【００４０】
測定ユニット４は、低減装置１内に形成されている空洞１２を含む。空洞１２内には、第１のプレロードされたピストン１３と、第２のプレロードされたピストン１４とが配列されている。図４及び５に示されているように、第１のピストン１３のピストンロッドは第２のピストン内の孔を通って突き出ており、両ピストンのピストンロッドの端はレギュレータピストン１５から同じ距離に配置されている。また図４及び５から明らかなように第１のピストン１３及び第２のピストン１４は、それぞればね１３ａ及び１４ａによってプレロードされている。
【００４１】
ギヤチェンジが行われると、水圧流体は転送ラインを通してサーボ機構２及び測定ユニット４へのラインへ伝えられる。この実施の形態においては、サーボ機構２は、弁ユニット及びサーボアクチュエータを含む。もしギヤレバーが矢印Ａの方向に移動されれば、水圧用流体はサーボ機構２への、及びピストン１３のピストン面１３ｂの上方の空洞の領域へのライン１０を通して伝えられる。もしギヤレバーが矢印Ｂの方向に移動されれば、水圧流体はサーボ機構２への、及び第２のピストン１４のピストン面１４ｂの上方の領域へのライン１１を通して伝えられる。
【００４２】
これら２つの各場合、それぞれのピストン面に作用する圧力はドライバがギヤレバーに加える力に依存する。一方の、または他方のピストンを変位させるためには、ピストン１３及び１４に作用する力が、それぞれのばね１３ａ及び１４ａのプレローディング力に打ち勝つことができる大きさ及び方向を有していなければならない。
【００４３】
もしピストン面１３ｂ、１４ｂに加わる力が第２の限界値よりも小さければ、低減装置内におけるそれぞれのピストンの変位は、レギュレータピストンの弁座１９を開かせることができる程十分ではない。流体通路は源１６から、サーボ機構に接続されている弁ユニットまで確立される。加圧された流体は、源１６からレギュレータの入口１６ａへ流入し、レギュレータピストン１５内に形成されている孔１７を通って出口２１から流出して弁ユニットへ到達する。このように、サーボ機構には、源１６内の流体の圧力と実質的に等しい圧力が供給される。低減装置１からサーボ機構２へ供給される圧力は、サーボ機構によってギヤシフティング機構３に与えられるパワー支援を決定する。この場合、サーボ機構２への供給圧力は、ギヤシフティング機構３に作用する合計力の増加を援助するパワー支援になる。
【００４４】
レギュレータ部分５のレギュレータピストン１５は、ばね１５ａによってプレロードされている。もしピストン１３、１４の一方に加わる力が第２の限界値よりも大きければ、それに関連するピストンロッドの端がレギュレータピストン１５に突き当たるまで移動する。この場合、ピストン１３または１４は、レギュレータピストン１５のプレローディングに逆方向に作用する力をレギュレータピストン１５に伝える。
【００４５】
従って、レギュレータピストン１５は、ばね１９ａによってプレロードされているレギュラーピストンの弁座１９に突き当たるまで下方へ変位し、更に、その力はばね１９ａのプレローディングに逆方向に作用するのに十分であるので、ばねは圧縮される。従って、レギュレータピストンの弁座１９が開き、流体は排出口２０から放出され得るようになる。どれ程大きい開口が得られるかは、レギュレータピストンの弁座１９の開きによって決定され、従って源１６と弁ユニットとの間の流体通路からどれ程多くの流体が流出するかはピストン面１３ｂまたは１４ｂに作用する力に依存する。ドライバがギヤレバーに加える力が大きくなる程ピストン面１３ｂまたは１４ｂに作用する力が大きくなり、これは、排出口２０を通って流れる流体も多くなることを意味している。その結果、供給圧力は源１６内の流体の圧力と比較して減圧調整され、サーボ機構からのパワー支援はギヤシフティング機構に作用する合計力を予め定められた値より低く維持するようになる。
【００４６】
図６−８は、図３に示した解決原理を実現した空気圧式サーボ支援を有する機械式ギヤシフティングシステムを示している。この「機械式ギヤシフティングシステム」とは、ギヤレバーとギヤボックスとの間のケーブルまたはロッド伝達を意味している。図７及び８は、このような機械式ギヤシフティングシステム内に使用される低減装置１ａを示している。低減装置１ａは、２つのレギュレータ５ａ及び５ｂの間に配置されている測定ユニット４を含む。この場合、低減装置の測定ユニットはサーボ弁からなる。しかしながら、図４−５の実施の形態と同様に、サーボアクチュエータは低減装置の外部に配置されている。以下、簡易化の目的で、サーボアクチュエータの代わりにサーボ機構２という語を使用する。
【００４７】
レギュレータ５ａ、５ｂは、本質的に図４及び５に示したレギュレータに類似する。従って、かなりの部分において、図４のレギュレータに使用した番号と同一の番号を使用する。測定ユニット４’が、図４に示した測定ユニットとは異なる構造を有していることは明らかである。測定ユニット４’は複動式（両方向に動作する）であり、ばね２２ｃ及び２２ｄによってプレロードされている２つのスライド２２ａ、２２ｂを含む。ギヤレバーからの力は、平衡したレバー（図示せず）によってサーボ機構２及び低減装置１ａへ伝えられる。レバーは、低減装置の測定ユニット４’内の作動ピン（一方の、または他方のスライドに力を加える）の箇所に作用点を有している。ギヤレバーが図４に示したＡまたはＢに対応する方向の何れに運動されたかに依存して、力がスライド２２ａまたはスライド２２ｂの何れかに作用する。動作モード及び構造は、低減装置の両側で同一である。
【００４８】
もしシステムが動作していなければ、流体（空気）は源から入口１６ａを通ってレギュレータ部分内に入る。出口２１ａ、２１ｂはサーボ機構２の側に通じており、サーボ機構２は圧力が増加するとアクチュエータをギヤレバーからの力が指示しているのと同一の方向に運動させる。排出口２０及び２４は、システムから空気を解放するために使用される。
【００４９】
この場合、加圧された空気をサーボ機構２へ転送するための出口２１ａ、２１ｂは、排出口弁座２６及びスライド２２ａ、２２ｂ内の孔２５を介して排出口２４に直接接続されている。図７及び８に示すシステムは、ロードされていない状態を示している。
【００５０】
ギヤレバー力が第１の限界値に等しいか、またはより大きいが、第２の限界値よりも小さい場合には、測定ユニットが作動してスライド２２ａ、２２ｂの一方にそのスライドを押してある距離だけ下方へ運動させるような力を加えるので、スライド２２ａ、２２ｂをプレロードしているばね２２ｃ、２２ｄがある程度圧縮される。このことは、スライドを運動させるのに必要な力が、ばねの硬さ及び運動経路の関数であることを意味している。スライド２２ａ、２２ｂがある距離運動すると、排気口弁座２６は弁２７に突き当たる。これは、サーボ機構への出口２１が最早排気口２４へ通じないことを意味する。従って、スライドが更に運動すると弁２７も運動して弁ばね２８を圧縮し、供給弁座２９を通る流体の通路も開かれる。そのため、源からの流体は入口１６ａ、１６ｂ、レギュレータピストン１５内の孔１７、及びダクト２３を通り、レギュレータピストン１５に載っている弁座３０内のスロットを介して供給弁座２９内へ到達する。これらのスロットは、図示されていない。
【００５１】
弁２７が供給弁座２９の方向に動いて生じる流体通路は、弁２７の凹みの中に受入れられているピン３１及びレギュレータピストン１５に対して弁２７が運動する可能性が存在すること、または弁２７及びピン３１がレギュレータピストン１５に対して運動することの何れかで助けられる。或いは、弁２７、接続ピン３１、及びレギュレータピストン１５は一緒に下方へ運動させられ、レギュレータピストン弁座１９とレギュレータピストン１５との間の距離が、レギュレータピストン弁座１９を開かせることなく上述したことを可能にする。
【００５２】
従って、流体はサーボ機構２から流出し、ドライバはそれを容易に動かすことができるようになる。サーボ機構２がギヤレバーによって指示される位置に向かって運動すると、所望の位置（ギヤレバー）と実位置（サーボ機構２）との間の距離が減少し、レギュレータをサーボ機構２に結合しているレバー機構は、所望の位置に到達したスライド２２ａ、２２ｂの変位をその始めの位置に向かって引き戻すようになる。以上のように、上述した弁機構は、位置レギュレータとして動作する。
【００５３】
レギュレータピストン１５は、弁２７の凹み内に受入れられている、そしてオプションとして弁に固着されているピン３１によって作動させることができる。ピン３１をレギュレータピストン１５内に固定せず、それとは無関係に運動させることができる。前述したように、弁２７は、ギヤレバーに加えられる力が、スライドばね２２ｃ、２２ｄのプレローディングよりも大きい逆向きの力を表していることの結果として運動する。
【００５４】
更に、レギュレータ部分１５の頂部部分には、ダクト２３を介して加圧流体を供給することができる。入口１６ａ、１６ｂを通過させられた源からの供給は、レギュレータピストン１５を図６及び７に示すように２つのスライドの間の中間の空洞に達する。レギュラーピストン１５に対する源からの供給による正味の力は、実質的に０である。レギュラーピストン１５の大きいピストン領域の下側はダクト３２を介して排出口２０に通ずるので、そこに圧力が累積することは決してない。
【００５５】
作動ピン１２を介して伝えられるギヤレバーからの力、及びレギュレータピストン１５の頂部に作用するダクト２３内の圧力からの力成分の合計は、レギュラーピストン１５を下方へ押そうとするので、ばね１５ａが圧縮される。スライドばね２２ｃまたは２２ｄ＋弁ばね２８＋レギュレータピストンのばね１５ａのばね硬さに依存して、ギヤレバー機構からある力が加えられると、レギュレータピストン１５はレギュレータピストン弁座１９に着座し、従って源から入口１６ａ、１６ｂを通る供給を遮断する。
【００５６】
もしドライバがギヤレバーの運動をそこで停止させれば、サーボ機構２が出口２１ａまたは２１ｂから幾らかの空気を使用するのでレギュレータピストン１５の上の空気圧が低下し、レギュレータピストン１５がレギュレータピストン弁座１９から持ち上げられ、流体が再び測定ユニット／サーボ弁内に流入するまで、ピストンはばね１５ａによって押し戻される。（このことは、図４及び５の実施の形態の場合にも適用される。）
【００５７】
一方、もしドライバが、ギヤレバーに加える力を更に増加させてギヤレバー力を第２の限界値に等しいか、またはより大きくしようとすれば、レギュレータ部分５が作動してサーボ機構２内へ流入する流体の圧力を低下させるように調整する。この場合、レギュレータピストン５はより一層下方へ押され、レギュレータピストン弁座１９がばね１９ａを圧縮するように下方へ押される。これにより、ダクト２３を通ってサーボ弁／測定ユニット４’内へ流入する流体は、排出口２０から放出される。レギュレータピストン１５の上側に加わる圧力、作動ピン１２によって伝えられるギヤレバー機構に加わるドライバの力、及びレギュレータピストンへのばねからの逆向きの力の間の平衡によって、ユニットピン３１、レギュレータピストン１５、レギュレータピストン１５のばね、レギュレータピストン弁座１９及び関連ばね１９が一緒に圧力レギュレータとして動作し、サーボ弁／測定ユニット４’へ送られる供給圧力を下方に調整する。排出口２０を介しての流体の引き出しと、その後減圧された圧力（出口２１ａ、２１ｂを通してサーボ機構２へ渡される）とが、ギヤシフティング機構に作用する合計力を一定に保つか、または減少させる。
【００５８】
測定ユニット／サーボ弁へ、次いでサーボ機構２へ送られる流体の圧力調整は、ドライバが初期デッドバンドを超えてギヤ機構に加える力が増加すると、サーボ弁内への流体の圧力はそれに比例して低下する。これは、ギヤレバー力が第２の限界値より大きい場合には、ドライバがギヤをチェンジする力を大きくする程、サーボ弁が貢献するサーボブーストが小さくなることを意味している。これは、サーボユニットが最早パワー支援を与えることができなくなるまで続く。このようにして、サーボ機構２からギヤシフティング機構に作用する合計力、及びギヤレバー力は所定の最大値を超えることを阻止される。
【００５９】
勿論、低減装置１及び１ａ内に使用されている種々のピストンをプレロードするためには、ばね以外の手段を使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来技術によるギヤシフティング機構が発生する力を示す図である。
【図２】本発明の基礎を形成している解決原理によるギヤシフティング機構が発生する力を示す図である。
【図３】本発明による解決原理のブロック図である。
【図４】水圧式ギヤシフティングシステムに使用される本発明を示す図である。
【図５】図４のシステムに使用される低減装置を示す図である。
【図６】機械式ギヤシステムに使用される本発明を示す図である。
【図７】機械式ギヤシステムに使用される本発明を示す図である。
【図８】機械式ギヤシステムに使用される本発明を示す図である。
【図１】
2008501904.tif 000003
【図２】
2008501904.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008501904.tif 000007
【図６】
2008501904.tif 000008
【図７】
2008501904.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年12月6日(2006.12.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤシフティング機構に作用する合計力が所定の値を超えないようにするシステムにおいて、ギヤレバーから前記ギヤシフティング機構に伝達される力は支援システムからパワー支援を受けるようになっており、
（第２の）限界値は、前記ギヤレバー力が増加した時に前記支援システムからの前記パワー支援を減少させるように制御するために使用され、
前記支援システムによって与えられる前記パワー支援は、前記ギヤレバー力が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい範囲内で増加する場合には、前記ギヤシフティング機構に作用する合計力を一定に保持するか、または前記ギヤシフティング機構に作用する合計力を減少させる値を有している、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
第１の限界値は、前記ギヤレバー力が増加した時に前記支援システムからの前記パワー支援を増加させるように制御するために使用され、
前記支援システムからの前記パワー支援は、前記ギヤレバー力が前記第１の限界値に等しいか、それより大きく、且つ前記第２の限界値より小さい範囲内で増加する場合には、前記ギヤシフティング機構に作用する合計力を増加させる値を有している、
ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ギヤレバーからの力は前記ギヤシフティング機構への信号（６ｃ）として伝達され、ドライバが前記ギヤレバーに加える力は前記ギヤレバーから前記支援システムへの信号（６ｂ）として伝達されることを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記信号伝達は、電気、水圧、空気圧、光、または電磁信号の形であることができることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ギヤレバーからの信号（６ｂ）は、好ましくは、前記支援システムから例えばサーボ機構のようなパワー供給デバイスへ伝達され、パワー支援であるか、またはパワー支援を表す信号（２ａ）が前記支援システムから前記ギヤシフティング機構へ伝達されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記ギヤレバーからの信号（６ｂ）に対応する、または前記信号（６ｂ）から導出された信号が低減装置へ伝達され、前記低減装置は、パワー供給であるか、またはパワー供給を表す信号（５ｂ）を前記サーボ機構へ伝達することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記低減装置は、
前記ギヤレバーからの信号、または前記ギヤレバー信号から導出した信号を受ける少なくとも１つの測定ユニットと、
前記測定ユニットによって制御される少なくとも１つのレギュレータと、
を含み、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の制限値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記測定ユニットは、前記低減装置から前記サーボ機構へ伝達される信号が減少されたパワー供給であるか、または減少されたパワー供給を表すように前記レギュレータを制御する、
ことを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値より小さい値を表している場合には、前記低減装置から前記サーボ機構へ伝達される信号は、前記レギュレータが源（５ａ）から受けるパワー供給を表しており、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記源（５ａ）からのパワー供給は前記レギュレータにおいて減少され、前記低減装置から前記サーボ機構へ伝達される信号が相応に減少されている、
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記パワー供給は加圧された流体によって与えられ、前記レギュレータは前記加圧された流体を前記源（５ａ）から前記レギュレータ内の空洞へ導くための入口を有し、前記空洞内には前記流体を出口へ導くための孔を有するプレロードされたレギュレータピストンが配置され、前記ピストンはそのプレローディング力の方向に運動すると排出口を開かせることができ、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値より小さい値を表している場合には、前記出口から出て行く流体の圧力は前記レギュレータへ供給される流体の圧力に等しく、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記レギュレータの排出口が開かれて前記出口から流出する前記流体の圧力を前記ギヤレバーからの信号の値に従って減少させる、
ことを特徴とする請求項７または８の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記測定ユニットは、前記レギュレータピストンのプレローディング力、及びオプションとして前記排出口を閉じている前記レギュレータピストン弁座のプレローディングに逆向きに作用する力が前記レギュレータに供給されるように、そしてそれによって前記レギュレータピストンが前記排出口を通して前記流体を放出できるように、前記レギュレータを制御することを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記測定ユニットは前記測定ユニットの空洞内に配列された２つのプレロードされたピストンを含み、第１のピストンのピストンロッドは、第２のピストン及び前記第２のピストンのピストンロッドを通って延びる貫通孔内に配置され、
前記ギヤレバーからの信号が前記第２の限界値に等しいかそれより大きい値を表している場合には、前記２つのピストンの一方に、当該ピストンのプレローディング、前記レギュレータピストンのプレローディング、及びオプションとして前記レギュレータピストン弁座のプレローディングの合計に逆向きに作用する力が加わり、それによって前記測定ユニットの前記ピストンを前記レギュレータピストンに突き当たらせ、そしてそれによって前記レギュレータピストンを変位させて前記排出口を開かせるようになっている、
ことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記低減装置は水圧式ギヤシフティングシステム内に使用され、前記ギヤレバーが一方向に運動すると、前記流体が前記第１のピストンのピストン面に圧力を加えるように前記測定ユニットへ送られ、前記ギヤレバーが他の方向に運動すると、前記流体が前記第２のピストンのピストン面に圧力を加えるように前記測定ユニット内の前記第１のピストンと第２のピストンとの間の空間へ送られることを特徴とする請求項７乃至１１の何れか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記低減装置は機械式ギヤシフティングシステム内に使用され、且つ２つのレギュレータと、前記２つのレギュレータの間に配列されている１つの測定ユニットとを含み、前記測定ユニットは前記測定ユニット内の空洞内に配置されている２つのプレロードされたスライドを含み、前記ギヤレバーが一方向に、または他の方向に前記第２の限界値に等しいかそれより大きい力で運動すると、前記２つのスライドの一方に、当該スライドのプレローディング、前記測定ユニット内の空洞内に配列されている弁のプレローディング、当該レギュレータピストンのプレローディング、及びオプションとして前記レギュレータピストン弁座のプレローディングの合計よりも大きい力が加わり、それによって排出口が開いて前記流体が放出されるようになっていることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載のシステム。
【国際調査報告】
2008501904.tif 000011
2008501904.tif 000012