(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転者によってシフトレバーにおいて手動で切り換えられる主変速機（１０）と、
弁（４４、４６）を介して切り換えられその切換が運転者によってシフトレバーに位置するスイッチを介して手動で予選択されるレンジ選択機（１２）と、
主変速機（１０）における速度段を切り換えるために、運転者がシフトレバーを手動で切り換えるための動作をしようするときに前記動作をより小さい圧力でできるようにするサーボ支援をするためのサーボ装置（７４）と、
前記弁（４４、４６）を作動する電子制御装置（２０）と
を有した車両変速機（６）用の変速装置においてサーボ支援を減少する方法であって、
手動で切り換えられる主変速機（１０）におけるニュートラル位置が検出され、
ニュートラル位置の検出によって、前記サーボ装置（７４）による前記サーボ支援が停止された状態で、レンジ選択機（１４）における切換が開始され、
停止された状態にあった前記サーボ装置（７４）による前記サーボ支援が前記主変速機（１０）による変速切換に要する所定時間だけ遅れて投入される、
ことを特徴とする車両変速機用の変速装置におけるサーボ支援を減少する方法。
【請求項２】
レンジ選択機（１４）における切換の終了が検出され、この切換終了検出後、サーボ支援の投入が行われる、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
所定時間経過後に、遅延されたサーボ支援投入が行われる、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
変速機油温度が検出され、この検出された変速機油温度に関係して、前記所定時間が決定される、ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
変速機出力回転数が検出され、この検出された変速機出力回転数に関係して、前記所定時間が決定される、ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】
所定時間経過後の遅延されたサーボ支援投入は、前記所定時間の終わりまでレンジ選択機（１４）における切換が通常待機されて行われる、ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項７】
予め設定された変速機油温度において通常必要とされる切換時間に応じて、前記所定時間が決定される、ことを特徴とする請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部分に記載の変速装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大形産業用車両の変速機は、主変速機と、動力分割機と、レンジ選択機に分かれている。特に産業用車両における最近の変速機は、空気圧で支援（アシスト）されて作動される変速装置を有している。その変速装置は、動力分割機およびレンジ選択機における空気圧式切換を実施し、主変速機における変速切換は、運転者によって手動で実施され、空気圧による力で支援される。
【０００３】
独国特許出願公開第１９８３９８５４号明細書において、サーボ装置が運転者の変速切換力を支援する変速装置が知られている。その支援用圧縮空気の供給はできるだけ減少されねばならず、例えば、車両クラッチが作動されるときしか許されないようにしなければならない。そのために、圧縮空気の減少を可能にする補助弁が必要とされる。その独国特許出願公開第１９８３９８５４号明細書の開示内容は本件出願の説明対象にも完全に組み込まれる。
【０００４】
独国特許出願公開第１００２９４９７号明細書において、車両用多段変速機に対する電空式変速装置が知られている。その変速装置の場合、いくつかのユニットから成る変速機が多数の制御弁によって変速切換され、この変速装置は同時に誤動作を防止するために電子式に監視されている。そのために、それらの制御弁は車両主制御コンピュータによって制御される。独国特許出願公開第１００２９４９７号明細書の開示内容は本件出願の説明対象にも完全に組み込まれる。ここでは、支援力の制御は行われていない。
【０００５】
また、独国特許出願公開第１０２１７４８２号明細書で、電空式変速装置が知られている。その変速装置の場合、シフトレバーで運転者によって手動で切り換えられる主変速機と、弁を介して電空式に切り換えられる動力分割機とを有する車両変速機に対して、シャトル弁が利用されている。その動力分割機の切換は、運転者がシフトレバーに在るスイッチによって手動で予選択される。運転者による車両クラッチの手動操作が、センサあるいはスイッチによって検出され、その信号が電子制御装置に伝えられ、この電子制御装置によって弁が開かれる。その弁の出口配管に各入口開口が接続されているシャトル弁が設けられている。弁はクラッチ作動信号が存在するたびに開き、詳しくは、シフトレバーに存る動力分割機用スイッチの最後の動作時に予選択された弁が常に開く。シャトル弁の出口開口は空気圧配管を介して空気圧式サーボ装置に接続され、このサーボ装置は主変速機における手動変速切換時に運転者を支援する。
【０００６】
シャトル弁は、動力分割機のいずれか一方の弁から空気圧配管への、従って、サーボ装置への空気供給だけを許し、他方の接続配管はそのシャトル弁によってしゃ断される。これによって、動力分割機用の接続された切換シリンダがその両切換方向において空気の供給を受けることが防止される。予選択された接続配管にしか、従って、切換シリンダの一部にしか空気は供給されない。その場合、その予選択が実際に新たに運転者によって実施されたか、シフトレバーに在るスイッチの最後の作動時に行われたかは重要でない。空気圧配管および従ってサーボ装置において、切換シリンダのどちらの側に空気が供給されても同じ価値を有する。サーボ装置は連結されているときには常に空気が供給される。主変速機における変速切換過程時に動力分割機における切換が行われないとき、クラッチを作動した際、動力分割機の最後の切換時に既に制御され接続された同じ弁が再び制御される。従ってその弁が、動力分割機自体の切換シリンダの位置を変化することなしに、空気をシャトル弁に導き、従って、これを通過させてサーボ装置に送る。
【０００７】
主変速機とレンジ選択機とを備えた切換変速機の場合、レンジ選択機における切換進行中に主変速機の速度段を選択すること、および、主変速機をブロック（拘束）するブロックピンに対して多少大きな手動切換力を与えることができる。切換変速機にサーボ装置が装備されているとき、そのサーボ装置は既に与えられた手動切換力により始動され、即ち、サーボ装置において十分な所定の圧力が形成される。いま、レンジ選択機における切換が終了したとき、ブロックピンが主変速機の変速切換を再び自由にする。既に圧力が供給されているサーボ装置は、いまや予圧縮されたばねのように作用し、シフトレールおよびシフトスリーブを（シフトスリーブが同期装置に衝突する際に同期がもはや拘束されず、大きなガタガタ騒音を発してしまうほどに）大きく加速する。この騒音を発しながらの変速切換は、同期装置並びにすべての切換部品の寿命にかなり影響を与える。これは、変速機の故障前に早くも、変速装置の騒音および機能について問題を生じ、従って、計画外の工場滞在を余儀なくされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、大きな追加的経費なしに、変速装置の支援媒体の供給を決定し、損傷を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、請求項１の特徴を有する変速装置におけるサーボ支援を減少する方法によって解決される。本発明の実施態様は従属請求項に記載されている。
【００１０】
車両変速機用の変速装置は、運転者によってシフトレバーにおいて手動で切り換えられる主変速機と、弁を介して切り換えらその切換が運転者によってシフトレバーにおいて手動で予選択されるレンジ選択機と、主変速機における速度段を切り換えるためのサーボ装置とを有している。電子制御装置がその弁を作動する。本発明によってこの変速装置に対してサーボ支援を減少する方法を提案する。この方法において、手動で切り換えられる主変速機におけるニュートラル位置がまず適当な手段によって検出され、ニュートラル位置の検出によって、レンジ選択機における切換が開始される。レンジ選択機におけるこの切換開始に遅れて、主変速機に対するサーボ装置の投入が行われる。ニュートラル位置を検出するための適当な手段は、例えば、エンジン始動時に車両の思わぬ急発進を防止するために、主変速機がニュートラル位置にあるときしかスタータを作動させられないようにする始動拘束機能に対する信号の発生装置である。そのような装置は多くの車両において存在している。
【００１１】
本発明の方法の有利な実施態様において、レンジ選択機における切換の開始後、その切換の終了も検出され確認され、このレンジ選択機の切換終了の検出後、主変速機に対するサーボ支援の投入が行われる。その切換終了の検出は、例えば適当な手段によるシフトレール、インターロックあるいはシフトロッドの切換行程の検出によって行われる。
【００１２】
他の有利な実施態様において、レンジ選択機切換の開始後、所定時間経過後にはじめて、主変速機に対するサーボ支援の遅延された投入が行われる。同じ変速機油温度および同じ変速機出力回転数の場合、レンジ選択機の完全な切換は常に同一時間で進行する。これは、主変速機におけるニュートラル信号の検出によって、サーボ支援の遅延投入がレンジ選択機における切換の終了と正確に一致するように行われる、ことを意味する。本発明の方法の実施態様において、変速機油温度が検出され、主変速機に対するサーボ支援の遅延投入までの所定遅延時間長が、検出された変速機油温度に関係して決定される。主変速機に対するサーボ支援の遅延投入までの所定遅延時間長は、本発明の他の実施態様において、同様に検出された変速機出力回転数に関係して決定される。
【００１３】
特に有利な実施態様において、所定時間経過後における主変速機に対するサーボ支援の遅延投入は、前記所定時間の終わりまでレンジ選択機における切換が通常待機されて行われる。例えば通常約８０℃の変速機油温度の場合、レンジ選択機における切換過程は、実験的に求められる模範的時間にわたって継続する。この実験的に求められた時間は、制御装置においてプログラミングされ、待機切換時間の根拠として用いられる。
【００１４】
主変速機におけるサーボ支援が、レンジ選択機における切換が終了されたときにはじめて投入されるとき、サーボ装置はバイアスが加えられず、ガタついた接続および損傷が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図を参照して本発明を詳細に説明する。  
図１には、エンジン４と、変速機６と、その両者間に配置されたクラッチ８とを備えた車両２が示されている。その変速機６は主変速機１０と、動力分割機（スプリッタ）１２と、レンジ選択機（レンジセレクタ）１４とを有している。主変速機１０は運転者によって手動でシフトレバー１６を介して切り換えられる。変速機６は接続配線１８を介して電子制御装置２０に接続されている。変速機６のケース内に配置された弁ブロック６０は供給管７２を介して空気源（エアタンク）３４に接続されている。変速機ケースに、あるいはその中に据え付けられたサーボ装置７４は、シフトレバーに、あるいは主変速機１０内におけるシフトレバーで作動される要素に結合されている。
【００１６】
図２には、「重畳Ｈ」と呼ばれるシフトパターン２８をした好例のシフトレバー１６が拡大して示されている。そのシフトレバー１６の横に、動力分割機１２の切換を予選定するためのタンブラスイッチ２２が配置されている。シフトレバー１６の前面にもう１つのタンブラスイッチ２４が設けられ、このタンブラスイッチ２４によって、レンジ選択機１４が切り換えられる。これらの両タンブラスイッチ２２、２４は電気スイッチであり、電線２６を介して制御装置２０に接続されている。シフトパターン２８による変速切換の場合、前進段においてシフトレバー１６の各終端位置にそれぞれ、レンジ選択機１４の伝達比ステップだけ異なる２つの変速段が付属されている。タンブラスイッチ位置「低速」において、前進１速〜４速および後進段が入れられ、タンブラスイッチ位置「高速」において、前進５速〜８速が入れられる。主変速機１０のニュートラル位置は前進３速と４速との間ないし前進７速と８速との間における変速切換溝に存在している。
【００１７】
運転者はシフトレバー１６に在るタンブラスイッチ２４によってレンジ選択機１４の交換切換を予選択しなければならない。その交換切換は、主変速機１０において手動でニュートラル位置が入れられるや否や実行される。
【００１８】
動力分割機１２は、シフトレバー１６の横に在るタンブラスイッチ２２で低速位置「Ｌ」あるいは高速位置「Ｓ」予選択され、クラッチ８の作動によって切り換えられる。そのために図３にクラッチペダル６２が示され、このクラッチペダル６２は制御装置２０に接続されている電気スイッチ６４を作動する。この配置構造の場合、動力分割機１２における切換の許可は、スイッチ６４の接続中に制御装置２０によって検出される。その場合、２つの電空式３ポート２位置切換弁３６、３８に空気が永続的にかかっている。その弁３６、３８は電子制御装置２０に接続され、シフトレバー１６に在るタンブラスイッチ２２のスイッチ位置に関係して制御される。クラッチペダル６２が踏み込まれた場合、空気が動力分割機１２の切換シリンダ４０の左室あるいは右室に入れられ、その場合、反対側の室は弁３６ないし３８を介して排気される。
【００１９】
既に述べたように、運転者はレンジ選択機１４の交換切換をシフトレバー１６に在るタンブラスイッチ２４によって予選択しなければならない。その交換切換は、主変速機１０において手動でニュートラル位置が入れられるや否や実行される。そのニュートラル位置において、切換運動に機械式に連結された主止め弁４２は、空気源３４から空気を２つの電空式３ポート２位置切換弁４４、４６に送る。それらの弁４４、４６は電子制御装置２０に接続され、シフトレバー１６に在るタンブラスイッチ２４のスイッチ位置に関係して制御される。主止め弁４２によってニュートラル位置が認識された場合、その都度制御された弁４４あるいは４６を介して、空気がレンジ選択機１４の切換シリンダ４８の左室あるいは右室に入れられ、その場合、反対側の室は弁４６ないし４８を介して排気される。
【００２０】
誤作動切換を防止するために、変速装置に補助的に安全策が講じられねばならない。そのために、切換溝拘束シリンダ５４が設けられている。この切換溝拘束シリンダ５４は特にレンジ選択機の低速段において変速機６の所定出力回転数以上で、シフトパターン２８の右側変速切換溝から左側変速切換溝への切換を阻止し、即ち、３速あるいは４速から１速あるいは２速への切換を阻止する。これは、運転者がタンブラスイッチ２４でレンジ選択機における高速段を予選択することを忘れてしまっているとき、運転者が５速と誤って１速に入れることを防止しようとしている。この同じ装置は、レンジ選択機の高速段において８速から５速への切換を阻止するために利用される。変速機６の出力回転数はセンサ５０によって検出され、信号として電子制御装置２０に伝えられる。出力回転数が大き過ぎるとき、制御装置２０は信号を電空式３ポート２位置切換弁５２に与え、空気が空気源３４から配管９４を介して切換溝拘束シリンダ５４に送られる。そして、そのプランジャが転向レバー５６を介してシフトロッド５８に係合し、このシフトロッド５８をシフトパターン２８の右側変速切換溝の方向に押し付ける。この装置は、運転者によって増大された力で無理押しでき、これによって、極端な状態においてシフトパターン２８の左側変速切換溝における速度段の切換を許可する。
【００２１】
レンジ群拘束が、所定の車速以上においてレンジ選択機１４の低速段への切換を抑制し、レンジ選択機１４の同期並びに主変速機１０の同期を保護する。車速はセンサ５０を介して変速機出力回転数に応じて検出され、信号として制御装置２０に伝えられる。制御装置２０はその信号に関係して弁４４ないし４６を制御し、相応した許容信号が存在するときだけ低速段への切換を許可する。
【００２２】
弁３６、３８、４２、４４、４６、５２は、共通ハウジングとしての弁ブロック６０内に一緒に収容されている。この弁ブロック６０は変速機６のシフトロッド５８が収容されている変速機ケースに直接取り付けられている。これによって、変速機６に配置される弁ブロック６０のコンパクトなユニットが生ずる（図１参照）。個々の弁間における短い配管長によって、有利に短い反応時間および切換時間が生ずる。弁ブロック６０と制御装置２０との電気接続は弁ブロック６０における主電気接続端子を介して行われる。弁ブロック６０は既存の変速機に、その変速機の構造を変更する必要なしに結合できる。
【００２３】
弁３６から出口配管７６が、動力分割機１２の切換シリンダ４０に、およびシャトル弁８０の第１入口開口７８に通じている。弁３８から出口配管８２が、動力分割機１２の切換シリンダ４０に、およびシャトル弁８０の第２入口開口８４に通じている。シャトル弁８０は、入口開口７８または入口開口８４のいずれかから空気を受けると、その他方の入口開口８４または入口開口７８を閉鎖する。これによって、切換シリンダ４０の意図しない作動室への空気の供給は行われない。シャトル弁８０の出口開口８６は空気圧配管８８に接続され、この空気圧配管８８にサーボ装置７４が接続されている。空気圧配管および弁を通る通路が十分に寸法づけられているとき、空気圧配管８８を貫流する空気量は、サーボ装置７４において十分な力を発生するために十分足りる。
【００２４】
図４には、主変速機１０およびレンジ選択機１４における切換に関与する種々の要素の時間的経過が示されている。レンジ選択機１４が低速段に入れられた状態で主変速機１０において入れられた４速から、レンジ選択機１４が高速段が入れられた状態での主変速機１０における１速への切換が示されている。これは実際には、動力分割機１２における切換が行われないことを前提として、４速から５速への切換に相当している。
【００２５】
時間軸ｔ上にまず開始段としての４速における走行状態が示され、この開始段は続いて４速から５速への切換過程に移行し、５速の走行状態で終える。４速の走行中、５速の予選択が行われる。切換過程はレンジ選択機１４における切換と主変速機１０における切換に分けられる。両切換の移行時に僅かに重なり合ってサーボ支援の投入が行われるとき、その投入はここでは、例えばニュートラル位置の認識後、例えば０．３秒までの遅れで採用される。
【００２６】
４速走行中、シフトレバー１６はシフトパターン２８における４速位置に存在する。これは、シフトレバー１６においてタンブラスイッチ２４がレンジ選択機１４の５速への切換の予選択に対して作動されたときも保たれる。動力分割機１２の切換の予選択に対するタンブラスイッチ２２は、すべての切換過程中において変わらない。クラッチ位置がクラッチペダル６２の作動によって「入（続）」から「切（断）」に変化された後、シフトレバー１６がニュートラル位置の方向に移動される。
【００２７】
シフトレバー１６の運動によって、主止め弁４２が作動されて開かれ（「切」）、空気が弁４４（“ＭＶ  ＧＰＬ”）および弁４６（“ＭＶ  ＧＰＳ”）に送られる。レンジ選択機の予選択時、弁４６（“ＭＶ  ＧＰＳ”）は開かれ（０→１）、他方で同時に、弁４４（“ＭＶ  ＧＰＬ”）が閉じられ（１→０）、弁５２が同様に閉じられ、これによって、切換溝拘束シリンダ５４が解除される。シフトレバー１６がニュートラル位置に到達された後、ニュートラル位置の認識信号は０から１に切り換わり、サーボ装置が遅れて投入される。その遅延時間経過後に、ないしレンジ選択機１４における入れられた高速段の認識後に、制御装置２０によって、弁３８（“ＭＶ  ＧＶＳ”）が開かれ、クラッチペダル６２が作動されている限りにおいて、空気がシャトル弁８０を介してサーボ装置７４に送られる。
【００２８】
この時間中、レンジ選択機１４の低速段から高速段への切換が実施される。続いて、クラッチ８がなお解除されている間、シフトレバー１６がシフトパターン２８に応じて５速用切換位置に方向に移動され、ニュートラル位置認識信号が１から０に切り換わる。５速用切換位置は、主変速機１０における同期過程が終了されたときにはじめて得られる。主止め弁４２は再び閉じられ（「入」）、弁４４および４６への空気供給をしゃ断する。クラッチ６２はその後再び係合され、車両は５速で走行する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】変速機の配置構造の概略図。
【図２】代表的なシフトパターンによる変速切換操作。
【図３】変速装置の実施例。
【図４】切換時における各要素の時間的経過。
【符号の説明】
【００３０】
２    車両
４    エンジン
６    変速機
８    クラッチ
１０    主変速機
１２    動力分割機（スプリッタ）
１４    レンジ選択機（レンジセレクタ）
１６    シフトレバー
１８    接続配線
２０    制御装置
２２    タンブラスイッチ
２４    タンブラスイッチ
２６    接続配線
２８    シフトパターン
３４    空気源（エアタンク）
３６    弁
３８    弁
４０    切換シリンダ
４２    主止め弁
４４    弁
４６    弁
４８    切換シリンダ
５０    センサ
５２    弁
５４    切換溝拘束シリンダ
５６    転向レバー
５８    シフトロッド
６０    弁ブロック
６２    クラッチペダル
６４    スイッチ
７２    供給管
７４    サーボ装置
７６    出口配管
７８    入口開口
８０    シャトル弁
８２    出口配管
８４    入口開口
８６    出口開口
８８    空気圧配管
９４    配管
【図１】
0004574357.tif 000002
【図２】
0004574357.tif 000003
【図３】
0004574357.tif 000004
【図４】
0004574357.tif 000005