JP3577599B2 - レンジシフト制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、レンジ形複式変速機用のレンジシフト構造、特に他の点では手動でシフトされるレンジ形複式変速機用の自動レンジシフト構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンジ形またはレンジ／スプリッタ結合形の複式変速機は従来より公知であって、例えば米国特許第３，１０５，３９５ 号、第３，１３８，９６５ 号、第３，１７１，３００ 号、第３，２８３，６１３ 号及び第４，７５４，６６５ 号に記載されており、それらの開示内容は参考文献として本説明に含まれる。
【０００３】
簡単に説明すると、このような変速機は、一般的に多段速度主変速部がレンジ形補助部と直列に接続されており、レンジ範囲が主変速部がカバーする全体の速度比よりも大きくなっている。譲受人の公知のＲＴ／ＲＴＯ１１６０９ 及びＲＴ／ＲＴＯ１１６１０ 形「ロードレンジャー（Ｒｏａｄｒａｎｇｅｒ）」の変速機は、「（４＋１）×（２）」の９速、及び「（５）×（２）」の１０速の重荷重レンジ形変速機の例である。
【０００４】
このような変速機では、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でシフトされ、補助変速部は遠隔位置のスレーブ弁／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でシフトされる。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、好ましくは完了しなければならない。
【０００５】
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を備えている。このような変速機及びその制御装置は、例えば米国特許第２，６５４，２６８ 号、第３，１３８，９６５ 号、第４，０６０，００５ 号及び第４，９７４，４７４ 号に記載されており、これらの開示内容は参考文献として本説明に含まれる。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レンジ形変速機が、米国特許第４，９７４，４７４ 号、第４，９４４，１９７ 号及び第４，２９６，６４２ 号に記載されており、これらの開示内容は参考文献として本説明に含まれる。
【０００６】
従来形の手動制御式レンジ形複式変速機は一般的に、レンジシフトが運転者によって通常はシフトレバーのボタン／スイッチで選択または事前選択された「リピートＨ」形であるか、または「Ｈ」パターン間のシフトをセンサが感知してレンジシフトを選択する「ダブルＨ」形であった。いわゆる「ダブルＨ」形制御装置は、米国特許第４，６３３，７２５ 号及び第４，２７５，６１２ 号等の従来技術から公知であって、これらの開示内容は参考文献として本説明に含まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の手動シフトレンジ形複式変速機は、特に重量形車両に使用される場合には非常に好都合であるが、「リピートＨ」形制御装置を備えたものはレンジシフトの手動選択の必要及び／またはエンジン速度の過小または過多を発生する不適当なレンジへシフトされる不都合があり、また「ダブルＨ」形制御装置を備えたものは、シフトレバーに過大な横方向空間が必要なこと及び／またはシフトしづらいことから、完全に満足できるものではない。
【０００８】
このような事情から、本発明は、レンジ形複式変速機において最適なレンジシフトを可能にするレンジシフト制御装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、
多段速度主変速部が多段速度補助変速部と直列に接続され、前記主変速部は選択可能なニュートラル位置を備え、前記補助変速部は高速レンジ比及び低速レンジ比を備えており、選択された主変速部比または主変速部ニュートラル位置を選択できるようにする運転者作動式のギヤレバーと、アクチュエータシリンダ内に密着状態で摺動可能にはめ込まれて第１及び第２シリンダ室を形成しているアクチュエータピストンを備えて、前記補助変速部を前記補助部レンジ速度比の１つから別の補助部レンジ速度比へシフトさせる補助シフト機構とを有し、リピートＨ型ギヤシフトパターン形式で構成される複式変速機用のレンジシフト制御装置であって、
車両対地速度を表す値を感知して、この速度信号(100A)を発生するセンサ手段(100)と、
前記補助シフト機構の作動を制御する制御手段(102、110、111、115) とを有しており、
前記制御手段は、
前記補助シフト機構（96）を低レンジ位置と高レンジ位置の一方に変位させ、前記補助シフト機構(96)を前記高レンジ位置と低レンジ位置に選択的に指令するレンジ変更信号によって作動するレンジ変更手段（102）と、
前記センサ手段（100）からの前記速度信号(100A)を受信して、車両対地速度に基づいて前記レンジ変更手段（102）へ前記レンジ変更信号を供給し、前記速度信号(100A)を前記所定の基準値と比較し、(i) 前記速度信号が前記基準値より大きい場合、前記レンジ変更信号を供給して、前記レンジ変更手段によってシフトを前記高速レンジ比へ自動的に推し進め、(ii)前記速度信号が前記基準値より小さい場合、前記レンジ変更手段によってシフトを前記低速レンジ比へ自動的に推し進めるトリガスイッチ手段（110）と、
前記レンジ変更手段（102）とトリガスイッチ手段（110）の間に配置され、運転者によるクラッチ又はブレーキの作動に応答して、前記運転者の要求によるクラッチ又はブレーキの動作時に所定の時間の間、前記トリガスイッチ手段（110）からの前記レンジ変更信号を遮断するリレースイッチ手段（111）とを有し、
さらに、前記レンジ変更手段（ 102 ）は、通常は、高レンジの弁位置にあり、電気系統の故障時には、前記補助シフト機構（ 96 ）のアクチュエータピストン（ 114 ）を高レンジ位置に維持またはシフトさせるための付勢手段（ 102B ）を含み、フェールセーフ機能を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この制御装置は、スレーブ形レンジシフトアクチュエータに対して高（一般的に直接的）または低レンジにシフトするように命令すべきかを決定し、また必要に応じて次にニュートラルへ手動シフトされた時に実施される必要なレンジシフトを事前選択するアクチュエータへコマンド信号を送る。
【００１１】
好ましくは、レンジシフトアクチュエータアセンブリには、主部ニュートラル位置へシフトされるまでレンジシフトの開始を阻止するインターロック装置及び／または基準車速よりも低い車速で高いレンジへのレンジシフトを手動選択できるようにする手動オーバライドが設けられる。また、好ましくは、制御装置または作動媒体が故障した場合にはレンジ部を高速レンジ比に維持またはシフトさせるようにアクチュエータアセンブリをばね付勢して、車両エンジン及び／または変速機が破損する可能性をなくす。
【００１２】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の説明において、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。
【００１３】
「複式変速機」は、多段前進速度主変速部と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て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。
【００１４】
「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、クラッチ連結の初期において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式に連結するために用いられるクラッチアセンブリを示している。
【００１５】
図１、図２及び図３は、レンジ形複式変速機10を示している。複式変速機10は、多段速度主変速部12をレンジ形補助部（補助変速部）14と直列に接続して構成されている。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は変速機入力軸16に回転可能に固着されている。
【００１６】
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は、入力軸１６にほぼ同軸的に配置されている主軸２８の直径方向の両側に配置されている。副軸アセンブリの各々は、ハウジングＨ内で軸受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。副軸アセンブリの各々には、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、公知のようにクラッチカラー６０、６２及び６４を滑らせることによって一度に１つが主軸に選択的にクラッチ連結されてそれと共転する。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。
【００１７】
一般的に、ジョークラッチカラー６０、６２及び６４は、公知のように手動操作式シフトバーアセンブリ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。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にすることができる。
【００１８】
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を備えているが、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」歯車と見なす必要がある場合が多い。従って、主変速部１２には５段階前進速度を備えているが、一般的には「４＋１」主部と呼ばれ、前進速度の４つだけが併用の補助レンジ変速部１４と組み合わされる。
【００１９】
ジョークラッチ６０、６２及び６４は３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、クラッチ６０、６２及び６４の１つだけが一度に連結可能であって、その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）を備えている。
【００２０】
補助変速レンジ部１４には２のほぼ同一の補助副軸アセンブリ７４及び７４Ａが設けられており、その各々は、ハウジングＨ内の軸受７８及び８０によって支持されている補助副軸７６を有しており、それに２つの補助部副軸歯車８２及び８４がそれと共転可能に支持されている。補助部副軸歯車８２は、主軸２８に回転可能に固定されているレンジ／出力歯車８６と常時噛み合っているのに対して、補助部副軸歯車８４は、出力歯車８８と常時噛み合っている。
【００２１】
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２位置同期ジョークラッチアセンブリ92が設けられて、複式変速機10の低レンジ作動用に歯車88を出力軸90に、あるいは直接または高レンジ作動用に歯車86を出力軸90にクラッチ連結できるようにしている。複式レンジ形変速機10の「リピートＨ」形ギヤシフトパターンが図３に概略的に示されている。
「リーピートＨ形ギヤシフトパターン」とは、同一のＨ形ギヤシフトパターンを、補助変速部の低レンジ側および高レンジ側と組合せる方式であり、図３に示すように、Ｈ形シフトパターンを用いて、ギヤ比１〜４段とギヤ比５〜８段が同一のＨ形シフトパターンを用いて変速できるものである。
【００２２】
レンジ形補助部１４は、平歯車またはハスバ歯車を用いた２速部として図示されているが、３つ以上の選択可能なレンジ比及び／または遊星形歯車を備えたスプリッタ／レンジ結合形補助部を用いたレンジ形変速機にも本発明を適用できることを理解されたい。また、前述したように、いずれか１つまたは複数のクラッチ６０、６２または６４を同期ジョークラッチ形にし、また変速部１２及び／または１４を単一副軸形にすることもできる。
【００２３】
従来技術では、図２に示されているように、変速機１００ のレンジ作動の高低は、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によって選択される。
【００２４】
本発明は、スイッチまたはボタン９８をなくすと共に、運転者が手動でそれを操作する必要がなくなる。リピートＨ形シフト制御装置における自動レンジシフト用の本発明の電気制御式空気圧制御装置について図４〜６を参照しながら説明する。
【００２５】
変速機10には、出力軸90の回転速度を感知して、それを表す出力信号（速度信号）100Aを発生する回転速度センサ（センサ手段）100 を備えている。公知のように、出力軸90の回転速度は、変速機10が搭載されている車両の対地速度を表している。
【００２６】
所定の車速以上ではレンジダウンシフトを禁止するレンジ変更自動禁止制御装置を手動レンジ変更構造に設けることは公知である。手動レンジシフトは、レンジ内で主変速部をシフトするために用いられるギヤチェンジレバーまたはノブに設けられた空気圧または電気スイッチによって実施されるのが一般的である。公知の自動制御された制止装置は、速度センサ等に応じて電気的及び／または空気圧的に制御することができ、車速に自動的に応答する。本発明によれば、このような公知の装置を用いて、レンジシフトを自動的に禁止すると共に自動的に導入し、また同装置を手動でオーバライド制御することによって、レンジアップシフト及び／またはダウンシフトを運転者が制御することもできるようにしている。
【００２７】
以下の説明では、シフトとは、例えば４つの手動選択比の最高（一般的に直結）レンジと４つの手動選択比の最低（一般的に減速）レンジとの間のレンジシフトのことである。但し、ここでは、レンジシフトは本発明によって通常は自動的であるがオーバライド可能であると考えられる。
【００２８】
例えば上記の米国特許第４，９７４，４７４ 号に記載されているように従来から公知のように、レンジシフトフォーク９４を取り付けた軸１０４ を支持している２位置ピストン１１４ が、シリンダ１０３ 内に摺動可能にはめ込まれている。２位置４方向ソレノイド１０２Ａで制御された制御弁を用いて、シリンダ１０３ の両側の室を選択的に加圧及び排気できるようにしている。以下に記載するフェイルセイフのため、ばね１０２Ｂが、ピストンを高レンジに係合させることができる位置へ弁１０２ を付勢している。
【００２９】
レンジ変更弁（レンジ変更手段）102 に接続されている少なくとも１つの電線（Ｌ）がソレノイド102Aへ電力を供給するのは、この電線における、速度センサ100 に制御された本発明の常開接点110Bが閉じた時で、好ましくは現時点では通常のクラッチペダルであることが好ましい手動式装置112 がクラッチの切り離しに通常必要とされる位置を越えた選択可能な位置まで踏み込まれる（この時点でマイクロスイッチ111Dが閉じる）ことによって開く電線上の常閉接点111Bがまだ開かれていない時だけである。多くのドライバがこのクラッチの深踏み込みすなわちオーバトラベル形の制御には慣れており、これはアップシフトブレーキに用いられることが多い。
【００３０】
さらなるオプションの改良として、電力線（Ｌ）を励起するさらなる制御装置１１５ をブレーキペダルによって作動させてもよい。それは、クラッチ作動式の常閉接点１１１Ｂの、クラッチによって開いた時の分路にすることができる。あるいは、クラッチ作動装置１１１ 内の別の常閉接点１１６ を励起することによって直列または線接点１１１Ｂが開放できないようにすることによって、電気的な干渉を受ける前記常閉接点１１１Ｂを作動させる装置１１１ でもよい。
【００３１】
これらの作動を共通線Ｌ、Ｌを介してフェイルセイフに実施するため、レンジ変更制御弁１０２ を通常はそれの高レンジ位置へ（例えばばね付勢で）押し付け、ソレノイドをそれの低レンジ位置へ（電線ＬＬによって）押し付ける必要がある。これによって、電気故障の際に、高レンジへのアップシフトだけが可能になる。低すぎるレンジは望ましくない過剰回転を引き起こしてはるかに重大な問題となるのに対して、高すぎるレンジはエンジン及び変速機の回転不足を招くだけである（比較的安全である）から、フェイルセイフが達成されると考えられる。
【００３２】
クラッチオーバライド制御装置１１１ 、１１１Ｄは、線接点１１１Ｂの開放時に長期的な効力を与える必要がある、すなわちクラッチペダル１１２ 及びマイクロスイッチイニシエータ装置１１１Ｄが作動した後、接点を開放状態に、例えば１５秒程度維持する必要がある。これは、車両が車速励起接点１１０Ｂを開放できる速度に加速されるまで、電線を開放状態に保持しなければならないからである。さもなければ、レンジ部がその低速度比へ再びシフトしてしまう。
【００３３】
レンジ制御弁102 から高低の圧力線（ＨＰ、ＬＰ）がレンジ調節２方向ピストン114 の各側に延在して、レンジ変更軸104 を駆動できるようにしている。軸104 に２つの窪みを設けることによって、手動セレクタ（ギヤレバー）107 がニュートラル位置にある時以外にはレンジシフト制止ピン105 がレンジシフトを阻止できるようにしている。主部がニュートラル状態にあることによって、ピン105 がレンジ軸ロッド106 を解放するだけでなく、前記ニュートラル状態で（例えばセレクタ106 の小径部分105Aがピン105 と向き合う位置を通過中）レンジが変更されている間だけ弁108 も低圧導管または源ＬＰ（一般的に大気への連通路）を有効化、すなわち作動させることができる。この形式の装置は、上記米国特許第4,974,474 号及び米国特許第4,974,468 号に記載されており、それらの開示内容は参考文献として本説明に含まれる
【００３４】
空気圧系統は、車両空気系統101 からフィルタ及び／またはレギュレータ113 を介して圧縮空気が供給されるソレノイドレンジ制御弁（レンジ変更手段）102 を有している。圧縮空気は、レンジ制御弁102 を通ってレンジシリンダ103 に入り、ここでレンジ軸104 ／レンジピストン114 アセンブリをその高低レンジ位置間で一方向または他方向へ移動させようとする。レンジ軸104 と主部セレクタ軸106 との間のインターロックピン105 が、公知の方法で両軸の同時移動を阻止している。セレクタ軸106 は、ギヤレバー107 によって手動操作され、セレクタ軸106 がニュートラル位置へ移動通過してインターロックピン105 が小径部分105Aにはまり込んでレンジ軸104 を移動できるようにするまで、レンジ軸104 は移動できない。同時に、排気制御弁108 が開放して、空気がレンジシリンダ103 から大気へ流れることができるようにする。レンジ軸104 が付勢されて移動する方向は、レンジ制御弁102 の位置、及びそれがソレノイド102Aによって左方向へ作動しているか、弁のばね102Bによって右方向へ作動しているかによって決められる。
【００３５】
電気系統は、車速センサ（センサ手段）100 から信号を受け取り、車両が所定の対地速度に達した時に切れて消勢されるトリガスイッチ（トリガスイッチ手段）110 を有している。この速度以下では、トリガスイッチのソレノイド110Aが励起されて、常開ゲート110Bが閉じることによって弁102 のソレノイド102Aに続く１つの回路が閉成される。この速度以上では、ソレノイド110Aが励起されず、回路は常に開いたままである。ドライバークラッチペダル112 の下側にリレータイマースイッチ（リレースイッチ手段）111 がはめ込まれており、例えば通常のクラッチ切り離し踏み込みよりも深いクラッチペダルストロークの最下端部で（必要時に）手動で励起される。リレータイマースイッチ111 の目的は、コイル111Cを励磁することであって、これによって常閉ゲート111Bが（所定時間）開き、後者がトリガされている時でもトリガスイッチ110 からの信号をオーバライド／遮断する。タイマーリレースイッチ111 がマイクロスイッチ111Dの閉鎖等で作動すると、それは常開の接点111Aを閉じてマイクロスイッチを励起することによって、ブレーキペダルの下方のマイクロスイッチ115 またはブレーキ線上の圧力スイッチへ電力を供給する。次にタイムリレースイッチ111 の作動後にブレーキペダルが押し付けられると、ブレーキペダルの下方のマイクロスイッチ115 またはブレーキ線上の圧力スイッチが常閉ゲート116 を開き、リレータイマースイッチ111 を解除して、接点111Bを再閉鎖する。

【００３６】
図４は、低レンジにある変速機を示しており、トリガスイッチ１１０ 内のソレノイド１１０Ａが車速センサ制御装置１１０ から信号を受け取って、常開ゲート１１０Ｂを閉鎖状態に保持し、それによって回路が閉成してレンジ制御弁１０２ 内のソレノイド１０２Ａが励起され、これによって変速機が低レンジに保持されている。本装置が低レンジにある時に何かの理由で弁１０２ のソレノイド１０２Ａへ電気信号が送られない場合、弁がレンジ制御弁１０２ 内のばね１０２Ｂによって自動的に高レンジ位置へ戻る。これによってシリンダ１０３ の各側が事前励起され、手動シフト動作によって次にニュートラルを通過した時、高レンジへ戻る。
【００３７】
本装置は、故障時に高レンジへ移動して、エンジンがオーバスピード状態にならないようにすることによって、エンジン及び変速機の両方の損傷を防止する構造になっている。車速センサ１００ からトリガスイッチ１１０ を介して送られた信号がソレノイド１１０Ａを励起する時の車両対地速度は、車両及び駆動系構造に応じて予め決定されており、低レンジの最高歯車の調節速度の割合に基づいていることが好ましい。この車速に達するまで、変速機は低レンジに保持され、その車速に達した時点で車速信号または電圧が遮断されて、トリガスイッチ１１０ 内のソレノイド１１０Ａが消勢され、ゲート１１０Ｂが開く。これによってレンジ制御弁１０２ 内のソレノイド１０２Ａが消勢されて、ばね１０２Ｂが弁を高レンジの初期位置へ移動させる。このため、ギヤレバー１０７ 及びセレクタ軸１０６ が次にニュートラル位置へ移動して通過した時、ピストン１１４ は高レンジ比位置へ移動する。
【００３８】
図５は、変速機１０が高レンジへ移動中または移動した後のレンジ制御装置を示している。レンジ制御弁１０２ は、弁内のばね１０２Ｂによって高レンジ位置に保持されており、車速が所定速度に減速するまでその状態にあり、所定速度に減速した時、トリガスイッチ１１０ がソレノイド１１０Ａを励起して、ゲート１１０Ｂを閉じて回路を閉成する。その後、ギヤレバー１０７ 及びセレクタ軸１０６ が次にニュートラル位置へ移動して通過した時、レンジ制御弁１０２ のソレノイド１０２Ａ（現時点では励起されている）が低レンジ位置にある弁１０２ で低レンジを事前選択し、空気が高圧導管ＨＰからレンジシリンダ１０３ の左側（右側ではない）へ流れて、レンジシリンダピストン１１４ ／レンジ軸１０４ アセンブリを低レンジ位置へ右方向に移動させ、シリンダ１０３ の右側の空気を排気導管ＬＰ及び排気制御弁１０８ を介して排出する。
【００３９】
図６は、リレータイマースイッチ１１１ が通常のクラッチ切り離しを行うペダル１１２ の踏み込みよりもさらに深く踏み込むことによって励起されている状態を示している。このようにして、ドライバは自動レンジ変更をオーバライドしたいという自分の願望を信号化することができる。これは一般的に以下の場合である。ａ）（低レンジの最高歯車に入っている時）ドライバが低レンジから高レンジへ変化させ、エンジン／変速機を回転／燃料消費量が低くなる最適値に保持したい時、
ｂ）例えば車両が荷物を積んでいないか、少し積んでいるだけであるため、ドライバが車両を高レンジで始動したい時、または
ｃ）ドライバが最高の歯車より低い低レンジ歯車から高レンジへスキップシフトしたい（すなわち第３速から第５または第６速へのスキップシフト）時である。
【００４０】
クラッチペダル１１２ がオーバトラベル位置まで、すなわちそのストローク端まで踏み込まれた時、リレータイマースイッチ１１１ のマイクロスイッチ１１１Ｄが励起される。タイマー１１１ のコイル１１１Ｃが励磁されて常閉ゲート１１１Ｂを開き、トリガスイッチ１１０ のソレノイド１１０Ａからの信号を遮断することによって、レンジ制御弁ソレノイド１０２Ａが消勢され、レンジ制御弁１０２ を高レンジ位置へ戻す。レンジピストン１１４ 及び軸１０４ はこの時点で事前励起される。ギヤレバー１０７ 及びセレクタ軸１０６ が次にニュートラル位置へ移動して通過した時、高レンジ位置が得られる。リレータイマースイッチ１１１ の時間設定は、車両及び駆動系の構造によって決定され、トリガスイッチ１１０ からの信号によってソレノイド１１０Ａが常時遮断される時の速度に車両が達することができるように設定される。例えば、１５秒である。この時間設定内で車両がその速度に達することができないか、何かの理由でドライバが高レンジに連結しない決心をした場合、リレータイマー１１１ が切れた時に本装置及び変速機は低レンジのままであるか、それに戻る。
【００４１】
重量形車両はクラッチペダルを過剰に深く踏み込むようにして作動させるアップシフトブレーキを備えていることが多いため、このような車両の多くのドライバはクラッチペダルを過剰に深く踏み込む必要がある制御装置に慣れている。従って、リレータイマースイッチ１１１ の上記励起方法は多くのドライバにとって非常に容易に取得できる動作である。
【００４２】
好適な実施例では、前述したようにリレータイマースイッチ１１１ を励起するクラッチの過剰な踏み込みの後にドライバがブレーキペダルを踏み込むと、ブレーキペダルの下側のマイクロスイッチ１１５ またはブレーキ線上の圧力スイッチが接点１１６ を介してリレータイマースイッチ１１１ を解除し、リレータイマースイッチ１１１ が再始動される（接点１１１Ｂが開く）か、車速センサによってトリガスイッチ１１０ が消勢されて、常開の接点１０Ｂ が解放されるまで、変速機は低レンジのままとなる。
【００４３】
従って、変速機は、「リピートＨ」ギヤシフトパターン（図３参照）を用いて足踏みペダル式または自動的に低レンジから高レンジへ、またその逆に変化することができ、ハンド制御弁でいずれかのレンジを事前選択する必要がなく、また特に電気故障の際に高レンジへ移動するように設計することによって、エンジンのオーバスピードによる損傷から保護される。
【００４４】
図７の実施例では、必要性が認められない場合があったりコストが高くなるため、オーバライドの特別な解除機能が設けられていない。また、アップシフトへのオーバライドを選択する別体の手動押しボタンを備えている。これは、クラッチペダル作動式アップシフトブレーキ等を車両に用いた場合に特に有益である。従って、手動制御装置は固有のものであって、主クラッチペダルの過剰な踏み込みによるものではない。この押しボタン２１２ はリレーコイル２１２Ａを励起させ、これによって保持接点２１２Ｂ及び遅延装置２１１ が作動する。後者によって第２リレーコイル２１１Ａが一定時間の遅れで励起され、この遅れが必要な理由については後述する。第２リレーコイル２１１Ａは、励起されていない時には２つのレンジ部歯車比のうちの高い方の比を選択するレンジシフター弁に電気接続している常閉接点２１１Ｂを開く。遅延装置２１１ は、アップシフト手動歯車変更に時間をとれる十分に長い時間、常閉接点を開放状態に維持できるように選択される。
【００４５】
別のオプション改良としてオーバライドリレー２１２Ａが設けられており、これは押しボタンで開始されて、レンジボックスがそれのニュートラル位置を通過した時、例えばシフト軸２１５ の小径部分２１９ がオーバライドリレー２１２Ａを消勢できる十分な時間長さだけ常閉接点２１６ を開いた時、オフになる。前述のように、遅延装置２１１ は、アップシフトを完了できるだけではない十分に長い遅延値能力を備えていなければならない。
【００４６】
図７において、本装置が高レンジであるが、車速センサ１００ の読み取り値が低く、電線Ｌ、Ｌ上の直列接点１１０Ｂを閉じた時はいつも自動的に、電線Ｌ、Ｌがソレノイド１０２Ａへ電気を供給して、上記のようにシフター１０３ を低レンジ位置へ移動させる。電線Ｌ、Ｌが開路状態の時、戻しばね１０２Ｂがソレノイド弁を高レンジ位置へ戻す。本実施例は、通常は前述のように高レンジの方が現在の作動状態に適しているとドライバが考えるため、低レンジ状態を手動でオーバライドするための装置を提供している。一般的に車速センサの比較的低い読み取り値に応答して常開接点１１０Ｂが閉じるが、本実施例では電線Ｌ、Ｌ上の接点１１０Ｂと直列関係にある常閉接点２１１Ｂが開くことによってオーバライドが達成される。
【００４７】
従って、第１リレー２１２Ａ、第２リレー２１１Ａ及び遅延または保持装置２１１ を励起する押しボタン接点２１２ を備えている。リレー２１２Ａは、手動制御装置２１２ によって励磁されて、それ自身の持続接点２１２Ｂによってオン状態に維持され、レンジボックス（図示せず）の作動軸２１５ がニュートラルを通過した時に消勢される。例えば、その時に軸２１５ の小径部分２１９ が１点で感知されることによって、持続接点２１２Ｂと直列状態の常閉接点２１６ を開く。
【００４８】
このため、ニュートラル感知接点２１６ が開いた後でも、第２リレー２１１Ａは押しボタン及び第１リレー２１２Ａを介して励起され、最初は接点２１２Ｂでオンに保持されてから、例えば２秒間保持装置２１１ によって直接電線２１１Ｄを介して励磁状態に維持される。これによって高レンジに連結する時間が与えられる。
【００４９】
本実施例では、高レンジは実際には、電線Ｌ、Ｌ上の直列接点２１１Ｂを装置２１１ で設定された２秒間開く第２リレー２１１Ａによって連結される、さらに正確に言えば連結できるようになる（レバー１０７ がニュートラルを通過した時に連結する）。感知された車速が２秒以内に基準車速に達しない場合、接点２１１Ｂが閉じて、電線Ｌ、Ｌが再び閉成し、低レンジに再連結する（そのため、図４〜６の実施例のキャンセルボタン１１５ が不必要になる）。
【００５０】
従って、他の点では手動でシフトされるレンジ形複式変速機のレンジシフトを自動的に制御する新規な改良空気圧制御装置が提供されている。
【００５１】
以上に本発明の好適な実施例を説明してきたが、発明の範囲内において様々な変更を加えることができることは理解されるであろう。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、「リピートＨ」形制御装置を備えて、他の点では手動でシフトされるレンジ形複式変速機用の自動レンジシフト構造を備えるので、従来の欠点である不適切な手動選択やエンジン速度の過小および過多を原因を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動レンジシフト制御装置を用いた、レンジ形補助部を備えている複式変速機の概略図である。
【図２】図１の変速機の従来形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】低レンジ状態にある本発明の自動レンジシフト装置を示す概略ブロック図である。
【図５】高レンジへ移動中または移動後の本発明の自動レンジシフト装置を示す概略ブロック図である。
【図６】オーバーライド状態を要求するペダルの過剰踏み込み時の本発明の自動レンジシフト装置を示す概略ブロック図である。
【図７】本発明の変更実施例の、図２と同様な概略ブロック図である。
【符号の説明】
１０ 複式変速機
１２ 主変速部
１４ 補助変速部
９６ レンジ部シフトアクチュエータアセンブリ
１００ 車速センサ
１００ 出力信号
１０２ 制御弁
１０７ 手動セレクタ
１１０ トリガスイッチ
１１１ リレータイマースイッチ
１１５ マイクロスイッチ

Claims (8)

1. 多段速度主変速部(12)が多段速度補助変速部(14)と直列に接続され、前記主変速部は選択可能なニュートラル位置を備え、前記補助変速部は高速レンジ比及び低速レンジ比を備えており、選択された主変速部比または主変速部ニュートラル位置を選択できるようにする運転者作動式のギヤレバー(107) と、アクチュエータシリンダ (103) 内に密着状態で摺動可能にはめ込まれて第１及び第２シリンダ室を形成しているアクチュエータピストン (114) を備えて、前記補助変速部を前記補助部レンジ速度比の１つから別の補助部レンジ速度比へシフトさせる補助シフト機構(96)とを有し、リピートＨ型ギヤシフトパターン形式で構成される複式変速機(10)用のレンジシフト制御装置であって、
   車両対地速度を表す値を感知して、この速度信号(100A)を発生するセンサ手段(100)と、
   前記補助シフト機構の作動を制御する制御手段(102、110、111、115) とを有しており、
   前記制御手段は、
   前記補助シフト機構（96）を低レンジ位置と高レンジ位置の一方に変位させ、前記補助シフト機構(96)を前記高レンジ位置と低レンジ位置に選択的に指令するレンジ変更信号によって作動するレンジ変更手段（102）と、
   前記センサ手段（100）からの前記速度信号(100A)を受信して、車両対地速度に基づいて前記レンジ変更手段（102）へ前記レンジ変更信号を供給し、前記速度信号(100A)を前記所定の基準値と比較し、(i) 前記速度信号が前記基準値より大きい場合、前記レンジ変更信号を供給して、前記レンジ変更手段によってシフトを前記高速レンジ比へ自動的に推し進め、(ii)前記速度信号が前記基準値より小さい場合、前記レンジ変更手段によってシフトを前記低速レンジ比へ自動的に推し進めるトリガスイッチ手段（110）と、
   前記レンジ変更手段（102）とトリガスイッチ手段（110）の間に配置され、運転者によるクラッチ又はブレーキの作動に応答して、前記運転者の要求によるクラッチ又はブレーキの動作時に所定の時間の間、前記トリガスイッチ手段（110）からの前記レンジ変更信号を遮断するリレースイッチ手段（111）とを有し、
   さらに、前記レンジ変更手段（ 102 ）は、通常は、高レンジの弁位置にあり、電気系統の故障時には、前記補助シフト機構（ 96 ）のアクチュエータピストン（ 114 ）を高レンジ位置に維持またはシフトさせるための付勢手段（ 102B ）を含み、フェールセーフ機能を備えたことを特徴とするレンジシフト制御装置。
2. 前記補助シフト機構（96）は、前記ギヤレバー(107)がニュートラルにない場合に前記補助変速部のシフトを阻止するためのインターロック手段(104,105,105A)を備えていることを特徴とする請求項１のレンジシフト制御装置。
3. 前記運転者作動式のギヤレバー(107)は、リピートＨ型ギヤシフトパターン（図３）形式であることを特徴とする請求項１のレンジシフト制御装置。
4. 前記レンジ変更手段（ 102 ）は、補助変速部シフトを高速レンジ比へ推し進める第１位置と、この第１位置から変位して補助変速部シフトを低速レンジ比へ推し進める第２位置とを備え、かつ前記第１位置の方向へ弾発付勢されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかのレンジシフト制御装置。
5. 前記制御手段は、運転者が前記信号の値に関係なく補助変速部シフトを前記高速レンジ比に手動選択できるようにする手動操作可能なオーバライド装置(122、212) を備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかのレンジシフト制御装置。
6. 前記オーバライド装置は、制限された時間長さだけ有効であることを特徴とする請求項５のレンジシフト制御装置。
7. 前記制限された時間長さが約15秒であることを特徴とする請求項５または６のレンジシフト制御装置。
8. 車両対地速度を表す前記値が、変速機出力軸(90)の回転速度であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかのレンジシフト制御装置。

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