JPH0248786B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 主レーン９と副レーン１０に沿つて案内可能
である変速レバー７を収容する変速レバーコンソ
ール６と、 主レーン９または副レーン１０における変速レ
バー７の位置を表す量を発生するための発信装置
１１，１２と、 変速機１に設けられ、ギヤチエンジのために少
なくとも二つの座標で調節可能である変速軸３
と、 座標の方向に変速軸３を操作するための空気圧
式アクチユエータ４１，４２と、 前記の量に依存してアクチユエータ４１，４２
を制御するための装置と を備えた自動車の変速機１を制御するための装置
において、 発信装置が第１の機械式／電気式の位置知らせ
器１１，１２として形成され、 アクチユエータ４１，４２が第２の機械式／電
気式の位置知らせ器５０，５７に接続され、 アクチユエータを制御するための装置が電子制
御装置として形成され、この電子制御装置が、第
１の位置知らせ器１１，１２の電気信号に対する
第２の位置知らせ器５０，５７の電気信号の差か
ら、アクチユエータ４１，４２用の制御信号を発
生し、 アクチユータ４１，４２が電空サーボ弁３３〜
３６によつて制御され、 変速レバー７が副レーン１０の方へ作用する作
動シリンダ１８に連結され、この作動シリンダ
が、変速機１の変速状態を変速レバー７にフイー
ドバツクするために、ギヤ選択座標での変速軸１
の位置を表す信号を、電子制御装置から受け取る
ことを特徴とする自動車の変速機の制御装置。

２ 空気圧式アクチユエータが２個の作動シリン
ダ４１，４２からなり、この作動シリンダがサー
ボ弁３３〜３６によつて制御可能であり、かつ突
出したピストンロツド４５，５２を有し、 空気圧アクチユエータが一つのブロツクのアク
チユエータ装置として予め製作され、変速機１に
フランジ止め可能であり、そして変速軸３に直接
連結可能であることを特徴とする、請求の範囲第
１項記載の自動車の変速機の制御装置。

３ 位置知らせ器１１，１２，５０，５７が回転
ポテンシヨメータとして形成され、この回転ポテ
ンシヨメータが、アクチユエータ４１，４２のピ
ストンロツド４５，５２の移動と変速レバー７の
移動に従つて、電気信号を電子制御装置に供給す
ることを特徴とする、請求の範囲第１項または第
２項記載の自動車の変速機の制御装置。

４ ピストンロツド４５，５２が歯４７，５４を
備え、この歯が回転ポテンシヨメータの軸に相対
回転しないように設けられた歯車４８，５５に噛
み合つていることを特徴とする、請求の範囲第３
項記載の自動車の変速機の制御装置。

５ 変速レバーコンソール６が揺動可能なケーシ
ング６０に収納され、このケーシングが同時に電
子制御装置を収納していることを特徴とする、請
求の範囲第１項から第４項までのいずれか一つに
記載の自動車の変速機の制御装置。

６ 作動シリンダ１８が変速レバーコンソール６
内で、ピストンロツド１９とクランクアームを介
して、変速レバー７と直接的に協働することを特
徴とする、請求の範囲第１項から第５項までのい
ずれか一つに記載の自動車の変速機の制御装置。

明細書 本発明は、組込まれた圧縮空気網を有する自動
車のための変速ギヤを遠隔制御する装置に関す
る。周知の如く、自動車の変速機のギヤを入れる
ことは、運転者のすぐ近くに設けた変速レバーに
より機械的なレバー装置と棒を介して行われる。
エンジン室内の固有の変速ギヤに対する運転者の
位置に応じて、変速動作を伝達するために寸法の
大きな接続棒が必要である。この接続棒は多数の
部材を介していわゆるチエンジレバーの変速動作
を歯車装置のギアシフトゲートに正確に伝達すべ
きである。特に大型の商用車またはバスの場合に
は、接続棒によつて時々数メートル離す必要があ
る。従つて、多数の部材を介して変速ストローク
を正確に伝達すべきであり、かつ接続棒の収納の
ために広い組込みスペースを必要とする。特にリ
ヤエンジン構造の場合の運転者位置から変速ギヤ
までの接続棒の重量はきわめて重く、その一部は
燃料消費の増大につながる。更に、接続棒と変速
ギヤが損傷しないようにするために、変速動作の
このような機械的な伝達は変速レバーの熟練した
やさしい取扱い操作を必要とする。

自動車の他の分野は既にサーボ制御による操作
の補助を行つているが、駆動の分野においても、
変速過程の自動化ひいては操作の簡単化が望まれ
ている。特に制御が容易で正確である操作を達成
するために、サーボ補助が行われている。このサ
ーボ補助は電気モータまたは液圧式のアクチユエ
ータに依存し、そして自動車の分野では例えばサ
ーボブレーキ装置とサーボ操縦装置に既に用いら
れている。天候の影響と振動に基因する、自動車
または大型商用車のきびしい用途のために、サー
ボ弁、アクチユエータのような液圧部品には高度
の要求がなされ、例えば長い寿命にわたるシール
問題を片づけなければならない。液圧式圧力系に
漏れ個所が生じると、圧力媒体の損失および変速
機構によつて伝達される機能の低下が発生する。
このような場合には、圧力媒体例えばブレーキ液
を予備容器に入れ、漏れによるその損失を補償す
る。特に大型の商用者には、液圧式伝達装置を備
えた外力制動装置のほかに、空気圧式伝達装置を
備えたものが知られている。電気モータ式または
液圧式アクチユエータと比べて空気圧式サーボ弁
が利点を有することは明らかである。ここで若干
の特性について述べると、空気圧式サーボ弁は高
速度および高加速度で大きな力と長いストローク
を伝達することができる。空気圧式伝達装置は敏
感でなく、作動がやさしいという利点がある。適
当な作動シリンダを使用する場合は高い位置精度
が得られる。従つて、中型または大型の商用車の
場合には既存の圧縮空気網に基づいて、例えば駆
動装置の分野での自動化を補助するために空気圧
式圧力装置を使用することができる。自動クラツ
チについて補足すると、適当な制御を補助して空
気圧駆動装置によつて個々のギヤを入れることも
考えられる。

本発明の課題は、変速機能が正確でかつチエツ
ク可能であり、スペースが節約され重量が軽く、
そして取扱い操作が容易でいろいろな車両に適合
するように車両に組込むことができる、既存の駆
動源を利用して大型自動車の変速機の変速機能を
自動的に遠隔制御するための装置を提供すること
である。

この課題の解決策は、 主レーンと副レーンに沿つて案内可能である変
速レバーを収容する変速レバーコンソールと、主
レーンまたは副レーンにおける変速レバーの位置
を表す量を発生するための発信装置と、変速機に
設けられ、ギヤチエンジのために少なくとも二つ
の座標で調節可能である変速軸と、座標の方向に
変速軸を操作するための空気圧式アクチユエータ
と、前記の量に依存してアクチユエータを制御す
るための装置とを備えた自動車の変速機を制御す
るための装置において、発信装置が第１の機械
式／電気式の位置知らせ器として形成され、アク
チユエータが第２の機械式／電気式の位置知らせ
器に接続され、アクチユエータを制御するための
装置が電子制御装置として形成され、この電子制
御装置が、第１の位置知らせ器の電気信号に対す
る第２の位置知らせ器の電気信号の差から、アク
チユエータ用の制御信号を発生し、アクチユエー
タが電空サーボ弁によつて制御され、変速レバー
が副レーンの方へ作用する作動シリンダに連結さ
れ、この作動シリンダが、変速機の変速状態を変
速レバーにフイードバツクするために、ギヤ選択
座標での変速軸の位置を表す信号を、電子制御装
置から受け取ることを特徴とする。

本発明は、変速ギヤの上記遠隔制御装置によつ
て、操作過程の自動化を促進し、それによつて運
転者が交通に対して充分な注意を払うことを可能
にする。変速レバーコンソールは非常にコンパク
トな形をし、かついかなるものにも取付けること
ができる、カルダン式に懸垂された小型の変速レ
バーと、小型の作動シリンダを含む。この作動シ
リンダは機械的連結部を介して、電子的な信号制
御によつて変速ギヤのギヤシフトゲートの接続状
態を変速レバーにフイードバツクするので、変速
ギヤの変速動作の感覚が変速レバーを介して運転
者に伝達され、この伝達は変速ギヤに対する従来
の形状補完的接続棒連結部と同じように行われ
る。電子制御装置も変速レバーコンソール内に収
納可能である。変速レバーコンソールは変速命令
を伝達するために電気的な導体と圧縮空気管路だ
けしか必要としないので、操作にとつて最適の据
付け位置において、変速レバーを運転室内に収納
することができる。好ましい実施形態では側方の
ケーシング内に、必要な場合には姿勢を揺動し得
るケーシング内に収納することができる。スペー
スを節約する構造によつておよび可撓的に布設可
能な導体だけを介してギヤに連結することによつ
て、据付けが車輛の構造に依存しなくなる。これ
は、組立てブロツクにまとめることができる空気
圧サーボ式のギヤシフトゲートの収納についても
あてはまる。この場合、他の構造形式ではギヤシ
フトゲートがギヤブロツクと完全に一体化され
る。ギヤシフトゲートと変速レバーコンソールの
全体構造は前記の構造形式において、従来の変速
棒装置と比べて重量の大巾な低減をもたらす。こ
れは時間あたりの燃料消費を節約する。変速状態
については、変位（運転者の変速命令とギヤのフ
イードバツク連続信号）と空気圧装置内の力の調
節は、電子制御装置内で制御信号を変換すること
によつてチエツク可能である。基本的には作動シ
リンダは電子装置からの連続信号によつてサーボ
弁を介して調整可能である。なぜなら、シリンダ
のその都度の変位が変位センサによつて測定さ
れ、そして制御系または電子装置に再報告される
からである。この構造により、変位に応じた力の
調整が達成される。すなわち、例えば或る速度段
を比較的に迅速に解除し、次の変速段において同
期の直前まで迅速に動かし、それによつて正確な
押圧力によつてギヤを同期させて入れることがで
きる。すなわち、この構造では空気圧装置の特性
に基づいて、微調節可能な変位一力制御により、
電子制御装置の連続制御によつて正確な変速過程
を遠隔制御することができる。更に、電子制御装
置を使用することによつて、例えば連結過程の駆
動の自動化と、最適な速度段選択が可能となる。

以下、図に基づいて本発明に係る実施例を説明
する。

第１図は、運転室内に設けられた、電子制御装
置を含むチエンジレバーコンソールと、エンジン
内の離れたところに設けられたチエンジゲートと
を備えた変速機遠隔制御装置のブロツク回路図、 第２図は変速機接続状態をチエンジレバーに再
生するための位置知らせスイツチと作動シリンダ
を備えたチエンジレバーコンソールの側面図、 第２／１図はこのチエンジレバーコンソールの
写真、第３図は、チエンジレバーコンソールと電
子制御装置を位置揺動可能なケーシング内に収納
するための構造を示す図、 第３／１図はこの構造を示す写真、 第４図はサーボ−空気圧式に制御可能なチエン
ジゲートを変速機に直に設けた構造を示す平面
図、 第４／１図はこの構造を示す写真、 第５図は、変速機に設けたサーボ空気圧式に制
御可能なチエンジゲートの構造を示す側面図、 第５／１図はこの構造を示す写真である。

第１図には、組込まれた圧縮空気回路を有する
自動車のための変速ギヤ１を遠隔制御するための
装置が、ブロツク回路図で略示されている。全体
の表示は、運転室２内の運転者の周りに収納され
た装置と、この運転室から制御可能である、変速
軸３を操作するための機器とに分けられている。
この変速軸は運転室から離れたところにある、エ
ンジン室４内の変速ギヤ１に直結されている。運
転室２内において、変速レバーコンソール６はケ
ーシング５と組合わさつてできるだけ良好な操作
位置に設けられている。変速レバー７はカルダン
式に懸垂され、そして切換可能な速度段の数と配
置に相応して、ゲートガイド８により主レーン９
（無負荷運転）およびこの通路に対して直角な副
レーン１０（速度段選択）に沿つて個々の変速位
置にセツトすることができる。変速レバー７の切
換ストロークは機械的な連結部材を介して位置知
らせスイツチ（位置知らせ器）１１，１２に伝達
される。第１図のブロツク線図では、主レーンま
たは無負荷運転部に沿つた変速レバー７の変位は
位置知らせスイツチ１１によつて表わされ、速度
段選択用副レーン１０に沿つた変位は位置知らせ
スイツチ１２によつて表わされる。好ましくは回
転ポテンシヨメータとして形成された位置知らせ
スイツチ１１，１２は導体１３，１４を介して中
央の電子制御装置１５に接続されている。変速レ
バーコンソール６内には更に、第１図から判るよ
うに複動作動シリンダ１８が設けられている。こ
の作動シリンダは２個のサーボ弁１６，１７によ
つて制御可能であり、ピストンロツド１９を介し
て変速レバー７に連結され、そして変度段選択の
移動方向へのフイードバツク運動を行なう。この
ために、電空式サーボ弁１６，１７が導体２０，
２１を介して中央の電子制御装置１５に接続され
ている。サーボ弁は変速ギヤ１の実際の接続状態
に応じて適当に処理された連続信号を電子制御装
置から受取る。サーボ弁１６，１７と作動シリン
ダ１８には、圧縮空気管路２３と圧縮空気制御管
路２４，２５を介して、貨物自動車の生産時にそ
れに標準装備された圧縮空気網２２から圧縮空気
が供給される。圧縮空気の貯蔵量を調節するため
に、圧力スイツチ２６が設けられている。この圧
力スイツチは一方では圧縮空気管路２２に接続さ
れ、他方では信号ライン２８を介して電子制御装
置１５に接続されている。

変速レバー７から位置知らせスイツチ１１，１
２を経て電子制御装置１５に与えられる変速命令
は、電子制御装置１５で変換され、そして連続信
号として導体２９，３０，３１，３２を経てエン
ジン室４のいわゆる３／２ウエイサーボ弁３３，
３４，３５，３６に伝達される。圧縮空気供給の
ため、サーボ弁３３，３４は圧縮空気管路４３を
介して、そしてサーボ弁３５，３６は圧縮空気管
路４４を介して圧縮空気網２２に接続されてい
る。サーボ弁３３，３４，３５，３６から圧縮空
気制御管路３７，３８，３９，４０が複動作動シ
リンダ４１，４２まで案内されている。

作動シリンダ４１から出ているピストンロツド
４５はヒンジヘツド４６を介して、変速ギヤ１か
ら出る変速軸３に連結されている（第４，５図参
照）。ピストンロツド４５のストローク運動は、
電子制御装置１５を介して変速レバー７によつて
選択された位置に、変速ギヤ１の主レーン９／１
を選択またはセツトするために役立つ。そのとき
の変速軸３の軸方向の変位はピストンロツド４５
の歯４７を介して歯車４８に伝達される。この歯
車は位置知らせスイツチ５０の調整軸４９に相対
回転しないよう固定されている。第４図の実施例
では、位置知らせスイツチ５０として回転ポテン
シヨメータが用いられている。従つて、ピストン
ロツド４５の行程運動に依存して、変位が位置知
らせスイツチ５０によつて測定され、そして導体
５１を介して電子制御装置１５に再報告され、変
速レバー７の位置と比較される。

作動シリンダ４２から出ているピストンロツド
５２は変速ギヤ１の変速軸３に対して高さが異な
るようにかつ直角に配置され、そして変速軸３に
相対回転しないように連結された揺動アーム５３
に枢着されている。従つて、ピストンロツド５２
の行程運動は揺動アーム５３を介して変速軸３を
回転させる。更に、ピストンロツド５２にも歯５
４が設けられている。この歯は歯車５５と調整軸
５６を介して変位を他の位置知らせスイツチ５
７、第４，５図では回転ポテンシヨメータに伝達
する。位置知らせスイツチ５７によつて測定され
た値は変速軸の回転を表わす。すなわち、作動シ
リンダ４２によつて副ライン１０／１の距離だけ
移動が行われるかまたはギヤが連結される。位置
知らせスイツチ５７から出る連続信号は同様に、
導体５８を経て中央の電子制御装置１５に再報告
される。作動シリンダ４２の力の作用によつて変
速ギヤの個々の速度段すなわち副ライン１０／１
における移動が行われる際、変速機構が同期の相
に入る。この状態は電子制御装置１５に絶えず再
報告される。この電子制御装置は変速機能に関す
る変速ギヤの力−変位の状態を導体２０，２１と
小さな作動シリンダ１８を経て変速レバー７にフ
イードバツクさせる。従つて、正確な押圧力によ
つて変速ギヤを同期させて入れることができ、か
つ変速ギヤ１の変速状態と変速位置を、運転者の
ために変速レバー７でチエツクできるようにフイ
ードバツクすることができる。

第２図には変速レバーコンソール６の詳細が示
されている。変速レバー７は玉継手を介してカル
ダン式に懸垂され、この継手を越えて延びた変速
レバー７はゲートガイド８に沿つて案内される。
一平面内で互いに直角に延びる所定の移動路に沿
つて行われる変速レバー７の操作は、例えば軸５
９を介して回転角度運動として位置知らせスイツ
チ１１，１２に、第２，３図の実施例では回転ポ
テンシヨメータに伝達される。ギヤを入れるとき
に、離れたところにある変速ギヤ１のギヤ接続位
置を運転者がチエツクできるようにするために、
変速ギヤ１の変位と力の状態が変速レバー７にフ
イードバツクされる。そのために、変速レバーコ
ンソール６内に複動作動シリンダ１８が設けられ
ている。このシリンダのピストンロツド１９はレ
バーアーム５９を介して変速レバー７に直接的に
連結されている。作動シリンダ１８は２個のサー
ボ弁１６，１７によつて制御される。このサーボ
弁は導体２０，２１を介して、中央電子制御装置
１５からの連続信号によつて負荷される。従つ
て、変速機における力と変位の状態のフイードバ
ツクが達成される。このフイードバツクは特に、
速度段選択のための線形移動に関して重要であ
る。なぜなら、適当に調節可能な押圧力によつて
同期相を開始し、同期達成時にギヤをやさしくす
なわち小さな押圧力で入れる必要があるからであ
る。

充分な精度でもつてこの過程を調節するため
に、変速ギヤ１のゲート８／１と運転室２の変速
レバーコンソール６の間に、電子制御装置１５が
設けられている。電子制御装置１５は一方では、
運転室２のチエンジレバー７の側からの変速命令
を、離れたところにあるエンジン室４の変速ギヤ
１の空気圧サーボ式に制御可能な変速ゲート８／
１にで受取りおよび変換させるために役立ち、他
方では変速ギヤ１の接続状態を作動シリンダ１８
と変速レバー７に信号制御式にフイードバツクす
るために役立つ。

電子制御装置１５は、第３図の好ましい実施例
では変速レバーコンソール６と共に、揺動可能な
ケーシング６０の中に収納されている。従つて、
運転者または修理者のために最適の操作位置が保
証される。これは、ユニツト間のすべての接続部
が電気的または空気圧式の導体だけからなり、こ
の導体が問題なく省スペースで収納し得ることに
よつて可能となる。

第４，５図の実施例の構造では、空気圧サーボ
式に制御可能なギヤシフトゲート８／１―このギ
ヤシフトゲートはサーボ弁３３，３４，３５，３
６によつて制御可能な２個の作動シリンダ４１，
４２からなり、このシリンダのピストンロツドは
送り部材として作用する―がブロツク６１、例え
ば組立板において前もつて製作され、従来の種の
変速ギヤに取付け可能である。他の構造において
は、空気圧サーボ弁式駆動要素を機械的なギヤシ
フトゲートの中に入れるか変速ギヤブロツク１と
一体化することも考えられる。