(57)【要約】【課題】サーボ圧力が作用する手段（４２、４４）を備え、手動シフト力（ＦH）またはシフトフェーズに応じて手動シフト力（ＦH）に対して種々の勾配または比例領域を有する特性曲線を呈する、自動車トランスミッションのシフト装置のためのサーボアシスト装置（１０）において、サーボアシスト装置が発生するサーボアシスト力がトランスミッションのシンクロナイザの最大許容負荷に良好に適応させる。【解決手段】手段（４２、４４）を、サーボアシスト力（ＦS）の急激な減少が実現されるように形成し、かつ、サーボアシスト装置（１０）に配置する。【選択図】図２
2009138937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボ圧力が作用する手段（４２、４４）を備え、手動シフト力（ＦH）またはシフトフェーズに応じて手動シフト力（ＦH）に対して種々の勾配または比例領域を有する特性曲線を呈する、特に自動車トランスミッションのシフト装置のためのサーボアシスト装置（１０）において、
手段（４２、４４）が、サーボアシスト力（ＦS）の急激な減少が実現されるように形成され、かつ、サーボアシスト装置（１０）に配置されていることを特徴とするサーボアシスト装置（１０）。
【請求項２】
サーボアシスト装置（１０）が、アシストされる手動シフト力（ＦH）が作用する制御ロッド（２０）と、歯車切替え式トランスミッションのシフト手段と協動するピストンロッド（２２）と、バルブピストン（４０）及びバルブスライダ（３８、５４）を有するバルブ（５０）とからなることを特徴とする請求項１に記載のサーボアシスト装置（１０）。
【請求項３】
手段（４２、４４）がバルブ（５０）と協動する段付きピストン（４２）及びばね部材（４４）として形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサーボアシスト装置（１０）。
【請求項４】
段付きピストン（４２）が、ばね部材（４４）の方向にその外周に外径の段階的増加を有し、かつ、ばね部材（４４）の反対側に制御ロッド（２０）の方向に形成されたストップを有する中空円柱として形成されていることを特徴とする請求項３に記載のサーボアシスト装置（１０）。
【請求項５】
段付きピストン（４２）が、ピストンロッド（２２）の内部に配置され、制御ロッド（２０）及びバルブピストン（４０）を取り囲み、ピストンロッド（２２）のストップ（５６）にそれぞれ接し、ストップ（５６）がそれぞれシールシートとして形成されていることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のサーボアシスト装置（１０）。
【請求項６】
ばね部材（４４）が一方ではピストンロッド（２２）のストップに、他方では当該の段付きピストン（４２）にそれぞれ接することを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のサーボアシスト装置（１０）。
【請求項７】
ばね部材（４４）がコイルばねまたは皿ばねとして形成されていることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載のサーボアシスト装置（１０）。
【請求項８】
ばね部材（４４）の設計に応じて、制御ロッド（２０）に作用する特定の手動シフト力（ＦH1）でサーボアシスト力（ＦS）の急激な減少を生じさせることができることを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一項に記載のサーボアシスト装置（１０）。
【請求項９】
特性曲線が、サーボアシスト力（ＦS）の急激な減少の後に僅かな上昇、それとともにゆるやかな経過を有することを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか一項に記載のサーボアシスト装置（１０）。
【請求項１０】
トランスミッション（３０）の変速段の選択及びシフトのための手段を備えた自動車のトランスミッション（３０）のためのシフト装置（１１）において、請求項１から９のうちのいずれか一項に記載のサーボアシスト装置（１０）を有することを特徴とするシフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ圧力が作用する手段を備え、手動シフト力またはシフトフェーズ（シフト段階）に応じて手動シフト力に対して種々の勾配または比例領域を有する特性曲線を表示することができる、シフト装置特に自動車トランスミッションのシフト装置のためのサーボアシスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の商用車例えばバスやトラックには、キャブオーバタイプの場合、トランスミッションが必然的に運転席から遠く離れているというトランスミッション取付けの場所的条件がある。アンダーフロアエンジンまたはリヤエンジンの車両では、距離が特に大きい。機械シフト式トランスミッションの長い、時には動きの重いシフトリンケージによって正確なギヤチェンジがしばしば困難になる。
【０００３】
自動車の運転者が注意力を完全に道路交通に向けることができるように、自動車の運転のために必要なすべての動作で、運転者をなるべく楽にし、支援しなければならない。
【０００４】
機械空気圧式制御部と別個の空気圧式動力部からなる組立型の空気圧式シフト補助手段が周知である。組立型のシフト補助手段は、ローマン著「歯車式変速機」２版、シュプリンガー・フェアラーク（Loomann; Zahnradgetriebe; 2. Auflage; Springer Verlag）1988年；225頁により知られている。制御部はシフトリンケージによって操作される機械式制御バルブである。この場合、ギヤチェンジの際の選択運動の伝達は、直接にトランスミッションに対して機械的に行われる。シフト運動の伝達の際に制御バルブが作動され、同時に手動シフト力が機械的にレバーによりトランスミッションに伝達される。また、手動シフト力は圧縮空気シリンダによりさらに空気圧でアシストされる。この場合、圧縮空気シリンダは、油圧ダンパを組み込んだ２ポジションシリンダとして空気圧式動力部をなす。この場合は手動シフト力の直接的比例写像は得られない。制御部と動力部の間の経路が長く、取付けは場所をとる。制御部と動力部の間の圧縮空気管の損傷を回避することができない。
【０００５】
ドイツ特許公開ＤＥ１９５３９４７２Ａ１は、自動車トランスミッションのためのサーボアシスト装置付きシフト装置を開示する。サーボアシスト装置の制御ロッドはピストンロッドの中に軸方向移動可能に設けられ、シフトリンケージを介してシフトレバーと協動する。両側に圧力媒質が働くピストンがピストンロッドに配置され、ピストンロッドは歯車切替え式トランスミッションのシフト手段と協動する。ピストンロッドの中の制御ロッドが軸方向に移動すると、作動ピストンによって制御バルブが作動させられる。シフトレバー及びシフトリンケージを経て制御ロッドに働くシフト力は、ピストンロッドを経て歯車切替え式トランスミッションのシフト手段に比例的に伝達される。その際シフト装置の両側は異なる大きさのシフト力を送出するから、自動車トランスミッションの種々の変速段が異なるシフト力でシフトされる。異なるシフト力は作動ピストンの異なる大きさのピストン面及び／又は２つの対置されたピストン面の異なる幾何学的寸法に基づき、異なるバルブ特性曲線によって得られる。
【０００６】
トランスミッションの変速段のシフト及び選択のための手段並びにアシストされる手動シフト力が作用するサーボアシスト装置の制御ロッドからなる自動車トランスミッションのためのサーボアシスト装置付きシフト装置がドイツ特許公開ＤＥ１０２００６００６６５１Ａ１により公知である。サーボアシスト装置に作用する手動シフト力をサーボアシスト装置に伝達する前に変化または制限するために、シフト装置に弾性部材が設けられている。
【０００７】
ドイツ特許公開ＤＥ１０２００６００６６５２Ａ１も、トランスミッションの変速段のシフト及び選択のための手段並びにアシストされる手動シフト力が作用するサーボアシスト装置の制御ロッドからなる自動車トランスミッションのためのサーボアシスト装置付きシフト装置を開示する。サーボアシスト装置に作用する手動シフト力をサーボアシスト装置の内部でサーボアシスト力の発生の前及び／又は発生時に変化するために、シフト装置にばね部材が設けられている。
【０００８】
様々なサーボアシスト力を実現するために、様々な可撓性または弾性が必要である。これは構造によっては費用がかかり、しばしば都合がつかない取付けスペースを必要とする。
【０００９】
ドイツ特許公開ＤＥ１０２００４０４２６０９Ａ１では自動車トランスミッションのシフト装置のサーボアシスト装置のための特性曲線が提案される。特性曲線は手動シフト力またはシフト段階に応じて、手動シフト力に対して様々な勾配または比例領域を有する。ドイツ特許公開ＤＥ１０２００４０４２６０９Ａ１では、特性曲線が構造的にどのように実現されるかが開示されない。
【特許文献１】ドイツ国特許公開公報ＤＥ１９５３９４７２Ａ１号
【特許文献２】ドイツ国特許公開公報ＤＥ１０２００６００６６５１Ａ１号
【特許文献３】ドイツ国特許公開公報ＤＥ１０２００６００６６５２Ａ１号
【特許文献４】ドイツ国特許公開公報ＤＥ１０２００４０４２６０９Ａ１号
【非特許文献１】ローマン著「歯車式変速機」２版、シュプリンガー・フェアラーク（Loomann; Zahnradgetriebe; 2. Auflage; Springer Verlag）1988年；225頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の根底にあるのは、サーボアシスト装置が発生するサーボアシスト力がトランスミッションのシンクロナイザの最大許容負荷に良好に適応するように、特に自動車トランスミッションのシフト装置のためのサーボアシスト装置を一層改善するという課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の根底にある課題は、主請求項の特徴を有するサーボアシスト装置によって解決される。
【００１２】
手動シフト力またはシフト段階に応じて手動シフト力に対して種々の勾配または比例領域を有する特性曲線を呈する、特に自動車トランスミッションのシフト装置のための本発明に基づくサーボアシスト装置は、サーボ圧力が作用する手段を備えている。上記の手段は本発明に基づきサーボアシスト力の急激な減少が実現されるように形成され、かつサーボアシスト装置に配置される。
【００１３】
本発明に基づくサーボアシスト装置の好ましい実施形態では、サーボアシスト装置は、アシストされる手動シフト力が作用する制御ロッド及び歯車切替え式トランスミッションのシフト手段と協動するピストンロッドからなる。またサーボアシスト装置はバルブピストン及びバルブスライダからなるバルブを有し、バルブピストンは制御ロッドに固設されている。
【００１４】
本発明に基づくサーボアシスト装置の特に好ましい実施形態では、サーボアシスト力の急激な減少を可能にする手段が、サーボアシスト装置のバルブと協動する段付きピストン及びばね部材として形成されている。
【００１５】
本発明に基づくサーボアシスト装置の別の好ましい実施形態では、段付きピストンは、ばね部材の方向に外周に外径の段階的拡大を有し、またばね部材の反対側には制御ロッドの方向に形成されたストップを有する中空円柱として形成されている。
【００１６】
本発明に基づくサーボアシスト装置の好ましい実施形態では、段付きピストンは制御ロッドもバルブピストンも取り囲み、ピストンロッドのストップにそれぞれ接するように、サーボアシスト装置のピストンロッドの中に配置されている。なおストップはそれぞれシールシートとして形成されている。
【００１７】
本発明に基づくサーボアシスト装置の別の実施形態では、ばね部材はそれぞれ一方ではピストンロッドのストップに、他方では当該の段付きピストンに接するように、サーボアシスト装置に配置されている。この場合ピストンロッドのストップは例えば止め輪によって実現することができる。サーボアシスト装置が作動しないときは、ばね部材によって段付きピストンがピストンロッドのシールシートに押し付けられる。ばね部材は例えばコイルばねまたは皿ばねとして形成することができる。
【００１８】
ばね部材はサーボアシスト装置に予圧して配置される。ばね部材の設計に応じて、サーボアシスト装置の制御ロッドに作用する特定の手動シフト力でサーボアシスト力の急激な減少を生じさせることができる。小さなばね力を有するばね部材では、大きなばね力を有するばね部材より早期にサーボアシスト力の急激な減少が生じさせられる。
【００１９】
本発明に基づくサーボアシスト装置の好ましい実施形態では、特性曲線はサーボアシスト力の急激な減少の後に、サーボアシスト力の急激な減少の前よりも小さな上昇、従ってゆるやかな経過を呈する。
【００２０】
自動車トランスミッションのための本発明に基づくシフト装置はトランスミッションの変速段の選択とシフトのための手段を包含し、本発明に基づくサーボアシスト装置を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に幾つかの実施形態を含む本発明の基本原理を図面に基づいて詳しく例示する。
【００２２】
図１は先行技術による自動車のシフト装置の略図を示す。シフトレバー４からシフトロッド６がレバー方向転換部８を経て、空気圧式サーボアシスト装置１０を備えたシフト装置１１に通じている。空気圧式サーボアシスト装置１０は空気圧式サーボアシスト装置１０に圧縮空気を供給する貯蔵タンク１４に通じる接続管１２を有する。レバー方向転換部８はシフトロッド６ととりわけピン継手で結合された第１のレバー１６を有する。レバー方向転換部８は、空気圧式サーボアシスト装置１０に配置された制御ロッド２０に係合する第２のレバー１８を有する。さらに空気圧式サーボアシスト装置１０にピストンロッド２２が設けられ、これにレバー２４が係合する。レバー２４は回転可能なセレクタシャフト２６を経て自動車トランスミッション３０のレバー２８と結合されている。レバー２８はシフトレール３２に係合する。周知のようにシフトレール３２によってトランスミッションの変速比を切替えることができる。レバー２４の運動はセレクタシャフト２６によってレバー２８の運動に伝達されるから、レバー２８はシフトレール３２を軸方向に運動させることができる。この運動でシフトレール３２はとりわけ３つのポジションを取る。即ちシフトされたそれぞれ１つの変速比に対応する２つの軸方向末端位置と末端位置の間にあって、トランスミッションの中立位置に相当する中間ポジションである。
【００２３】
図２は本発明に基づくサーボアシスト装置１０の部分断面図を示す。サーボアシスト装置１０は制御ロッド２０、ピストンロッド２２、シリンダ３４及びピストン３６からなる。サーボアシスト装置１０の制御ロッド２０はピストンロッド２２の中に軸方向移動可能に配置され、シフトリンケージを介してシフトレバーと協動する（図１を参照）。ピストン３６とピストンロッド２２は互いに固結されるかまたは１つの部材で作られている。ピストンロッド２２は歯車切替え式トランスミッションのシフト手段と協動する（図１を参照）。バルブ５０はバルブピストン４０（ここには１つだけ示す）とバルブスライダ３８、５４からなる。バルブピストン４０はこの場合制御ロッド２０に固設されている。制御ロッド２０をその軸線に沿って軸方向に操作することによって、バルブピストン４０も操作される。バルブピストン４０の間にバルブスライダ３８、５４が軸方向移動可能に配置されている。バルブスライダ３８、５４はばね部材５２によって互いに引き離され、ピストンロッド２２のそれぞれ一方のバルブシートに接する。本発明に基づきサーボアシスト装置１０は段付きピストン４２及びばね部材４４を有する。図２に示した本発明サーボアシスト装置１０の部分図ではそれぞれ１個の、即ち制御ロッド２０を図平面で左へ操作するための段付きピストン４２、ばね部材４４及びバルブピストン４０だけが示されている。本発明に基づくサーボアシスト装置１０は同様に制御ロッド２０を図平面で右へ操作するために、同じく段付きピストン、ばね部材及びバルブピストンを有する。これらは制御ロッド２０を図平面で左へ操作するための段付きピストン４２、ばね部材４４及びバルブピストン４０と同じ機能を生じさせる。
【００２４】
段付きピストン４２はこの場合ばね部材４４の反対側に、制御ロッド２０の方向に形成されたストップを有する中空円柱として形成されている。ストップはこの場合止め輪によって形成される。またストップと段付きピストン４２を１つの部材で作製することも考えられる。ばね部材４４はこの場合コイルばねとして形成されている。段付きピストン４２は制御ロッド２０もバルブピストン４０も取り囲み、制御ロッド２０に対して軸方向に移動しうるように配置されている。ばね部材４４の一方の端部はピストンロッド２２のストップに、他方の端部は段付きピストン４２に接する。サーボアシスト装置１０の不作動状態でバルブスライダ３８、５４はピストンロッド２２のバルブシートに接し、段付きピストン４２はばね部材４４によってピストンロッド２２のストップ５６に押し付けられる。ストップ５６はこの場合シールシートとして形成されている。
【００２５】
手動シフト力に基づき制御ロッド２０が図中で左に移動させられると、制御ロッド２０に固設されたバルブピストン４０も左へ移動させられる。バルブピストン４０によってバルブスライダ３８が操作され、それによってバルブスライダ３８はピストンロッド２２のバルブシートから引き離され、バルブ５０が開く。開いたバルブ５０は現存する貯蔵圧力によってサーボ圧力を、優勢な手動シフト力または制御ロッド力に対応して調節する。バルブ５０の開放の後に、バルブピストン４０にも段付きピストン４８にも圧力が働く。この場合段付きピストン面４８はバルブ５０側に向いた段付きピストン４２の端面と制御ロッド２０寄りに形成されたストップからなる。サーボ圧力によって段付きピストン４２に作用する圧縮力は差当たりまだばね部材４４が生じる力より小さいから、段付きピストン４２は引き続きピストンロッド２２のシールシートに接しており、ばね部材４４は圧縮されない。こうして手動シフト力または制御ロッド力には、バルブピストン４０に作用する圧縮力だけが抵抗する。これは特性曲線の急傾斜した区域の制御ポジションに相当する。
【００２６】
調節されたサーボ圧力によって段付きピストン４２に作用する圧縮力がばね部材４４のばね力より大きくなると、段付きピストン４２がシールシート５６から遊離する。これまで段付きピストン面４８に作用していたサーボ圧力が今度は段付きピストン面４６にも作用するから、段付きピストン４２に作用する圧縮力が相応に増大し、ばね部材４４が圧縮される。その結果、これまで制御ロッド２０に伝達された手動シフト力が今や段付きピストン４２に作用する増大した圧縮力ともはや均衡しないから、段付きピストン４２の制御ロッド２０側に形成されたストップが軸方向にバルブピストン４０に当接し、サーボアシスト装置１０のバルブ５０を短絡する。こうしてバルブ５０は低いサーボ圧力に突然調節されるから、サーボアシスト力の急激な減少が起こる。
【００２７】
そこで手動シフト力または制御ロッド力に対して、バルブピストン４０に直接作用する圧縮力も、段付きピストン面４６、４８に作用し、制御ロッド２０側に形成されたストップを介してバルブピストン４０に伝達される圧縮力も抵抗する。こうしてサーボ圧力が作用する段付きピストン４２の面が段付きピストン面４６の分だけ拡大されるから、手動シフト力または制御ロッド力に抵抗する圧縮力が特定の手動シフト力から相応に増大される。手動シフト力がさらに上昇すると、サーボアシスト力の増加が小さくなるから、特性曲線はサーボアシスト力の急激な減少の後に小さな上昇を呈し、従ってゆるやかに経過する。
【００２８】
同じことが図平面で右への制御ロッド２０の操作にも当てはまる。
【００２９】
図３にサーボアシスト力ＦSを手動シフト力ＦHの関数として示す。本発明に基づくサーボアシスト装置１０によって実現されるバルブ特性曲線はサーボアシスト力ＦSの急激な減少を呈し、そこから特性曲線の経過は、シフトに関与する部品をいたわるためにあまり急でない。
【００３０】
手動シフト力ＦHがＦH1より小さければ、調節されたサーボ圧力はばね部材４４の力に逆らって段付きピストン４２を動かすのに十分でない。こうしてサーボ圧力によってバルブピストン４０に作用する圧縮力だけが反作用力として手動シフト力に抵抗する。この制御ポジションは急傾斜した特性曲線の区域に相当する。この場合特性曲線は手動シフト力ＦH1に至るまで、直線的に上昇する経過を有する。
【００３１】
調節されたサーボ圧力によって段付きピストン４２に作用する圧縮力がここでばね部材４４のばね力より大きくなると、段付きピストン４２がシールシート５６から遊離する。その結果、これまで制御ロッド２０に伝達された手動シフト力ＦHは現在段付きピストン４２に作用する増大した圧縮力ともはや均衡しないから、サーボアシスト装置１０のバルブ５０が短絡する。それによってバルブ５０が小さなサーボ圧力に調節されるから、サーボアシスト力ＦSの急激な減少が得られる。
【００３２】
こうしてサーボ圧力が作用する段付きピストン４２の面が拡大されるから、手動シフト力または制御ロッド力に抵抗する圧縮力が特定の手動シフト力ＦH1から相応に増大される。手動シフト力ＦHがさらに上昇すると、サーボアシスト力ＦSの増加が小さくなり、このため特性曲線はサーボアシスト力ＦSの急激な減少の後に小さな上昇を有し、従ってゆるやかに経過する。この場合特性曲線はこの区域に直線的に上昇する経過を有する。
【００３３】
本発明に基づくサーボアシスト装置によってシフト開始時に十分なサーボアシスト力ＦSを保証することができ、同期段階ではシフトに関与する部品またはシンクロナイザに過大な負担を掛けないサーボアシスト力ＦSが発生される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】先行技術によるシフト装置を示す。
【図２】本発明に基づくサーボアシスト装置の実施形態の部分断面図を示す。
【図３】特性曲線を示す。
【符号の説明】
【００３５】
２  シフト装置
４  シフトレバー
６  セレクタロッド
８  レバー方向転換部
１０  サーボアシスト装置
１１  シフト装置
１２  接続管
１４  貯蔵タンク
１６  レバー
１８  レバー
２０  制御ロッド
２２  ピストンロッド
２４  レバー
２６  セレクタシャフト
２８  レバー
３０  自動車トランスミッション
３２  シフトレール
３４  シリンダ
３６  ピストン
３８  バルブスライダ
４０  バルブピストン
４２  段付きピストン
４４  ばね部材
４６  段付きピストン面
４８  段付きピストン面
５０  バルブ
５２  ばね部材
５４  バルブスライダ
５６  シールシート
ＦS  サーボアシスト力
ＦH  手動シフト力
【図１】
2009138937.tif 000003
【図２】
2009138937.tif 000004
【図３】
2009138937.tif 000005