專利名稱：同步分流部分保護(hù)系統(tǒng)和方法
本申請涉及下面共同待審的美國專利申請題為量程(Range)部分保護(hù)閥裝置的美國專利申請S.N.824925;
題為輔助部分致動控制系統(tǒng)和方法的美國專利申請S.N.824924;
題為用于量程部分隨動閥的聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的美國專利申請S.N.824673;
題為量程閥預(yù)排氣管的美國專利申請S.N.824675;
題為兩級量程活塞/汽缸裝置的美國專利申請S.N.824961;
題為可變壓量程部分致動器活塞的美國專利申請S.N.824645;
題為雙壓調(diào)節(jié)器的美國專利申請S.N.824960;
題為可變壓量程部分致動器裝置的美國專利申請S.N.824672;
題為輔助部分致動器氣動控制系統(tǒng)的美國專利申請S.N.824957;
題為用于防止量程部分同步器損壞的量程部分致動器控制系統(tǒng)和方法的美國專利申請824638;
所有這些專利都讓與同一受讓人Eaton公司，并象該申請一樣，同于1992年1月23日這一天提交。
本發(fā)明涉及一種控制車輛組合式變速器的輔助部分致動器的控制系統(tǒng)或方法。具體地說，本發(fā)明涉及一種用于保護(hù)重型車輛組合式變速器的輔助部分同步分流(splitter)爪式離合器，特別是分流部分的高速同步爪式離合器的控制系統(tǒng)或方法。
具有一個或多個與主變速器部分串聯(lián)的輔助部分的這種組合式換擋齒輪變速器，在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的。這種變速器一般與諸如大卡車、拖拉機(jī)/半掛車之類的重型車輛有關(guān)。簡單地說，利用串聯(lián)的主、輔變速器部分，采用適當(dāng)?shù)乃俦燃壪鄬x配，則總的有效變速器傳動比等于主、輔部分傳動比的乘積。例如，至少在理論上，一個包括有一個與一4速輔助部分串聯(lián)的4速主部分的組合式換擋齒輪變速器將具有十六個(4×4＝16)有效的傳動比。
輔助變速器部分有三種一般的形式量程式，分流式或量程/分流復(fù)合式。
在具有量程式輔助部分的組合式變速器中，量程部分的傳動比級大于主變速器部分的總的傳動比范圍，并且主部分是通過它的每一量程中的傳動比逐步地?fù)Q擋的。具有量程式輔助部分的組合式變速器的例子可參見美國專利4974474;4964313，4920815;3105395;2637222和2637221，該些專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。
受讓人的眾所周知的RT/RTO 11609和RT/RTO 11610“公路漫游者(Roadranger)”變速器就是“(4+1)×(2)”九速和“(5)×(2)”十速重型量程式變速器的例子。
在具有一分流式輔助部分的組合式變速器中，分流輔助部分的傳動比級少于主變速器部分的傳動比級，并且每一主部分傳動比都是由該分流部分分級或再分的。具有分流式輔助部分的組合式換擋齒輪變速器的例子可參見美國專利4290515;3799002;4440037和4527447，該些專利公開的內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。
在一個或幾個量程和分流復(fù)合式的輔助部分中，提供有量程式和分流式傳動比，以允許主部分通過它的至少兩個量程的傳動比逐步地?fù)Q擋，并且還允許主部分的傳動比在至少一個量程中分級。
具有單個量程/分流復(fù)合式輔助部分的組合式變速器的例子可參見美國專利3283613;3648546，該兩專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。一種三層齒輪，4速分流/量程復(fù)合式輔助部分可參見美國專利4754665，該專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。受讓人的眾所周知的RT/RTO 11613和RT/RTO 14718“Eaton公路漫游者(Roadranger)”變速器是“(4+1)×3”13速和“(4+1)×(4)”18速量程和分流復(fù)合式變速器的例子。
另一例子是由聯(lián)邦德國Friedrichshafen的Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengeseushaft銷售的“Ecosplit”型變速器。它是“(2×4×2)”16級向前速度型的變速器，它在主變速器部分的前面采用一獨立的兩速兩速分流輔助部分和在主變速器后面采用一獨立的量程輔助部分。
應(yīng)注意到，術(shù)語主、輔部分是相對的并且如果將主、輔部分命名反過來，輔助部分(量程或分流)的型式也將反過來。換言之，假如習(xí)慣上稱為具有兩速量程式輔助部分的四速主部分，如果把通常命名為輔助部分的稱為主部分，則通常稱為主部分的就被稱為四速分流式輔助部分。按照變速器工業(yè)通常采用的習(xí)慣和如本發(fā)明說明書中采用的叫法，組合式變速器的主變速器部分是這樣的部分，該部分包括有最大(或至少不少于)向前速度傳動比的級數(shù)、并可處于空擋位置、且包含有反向傳動比和/或與主閥/隨動閥/汽缸裝置之類的裝置相反，通過操縱換擋桿或換擋滑桿或換擋軸/換擋爪裝置來換擋。
在量程或量程/分流復(fù)合式或分流/量程復(fù)合式的組合式變速器中，主變速器部分一般是利用由一手動操作的換擋桿之類的裝置控制的變速桿殼體裝置，或單換擋軸裝置進(jìn)行換擋的，而輔助量程部分，在“復(fù)H”式的變速器中，是利用通常手動操作的用以控制遙控隨動閥/致動器機(jī)構(gòu)實現(xiàn)換擋的。在所謂“雙H”或“一個半H”型的控制裝置中，量程是利用響應(yīng)換擋杠桿的定位的開關(guān)來換擋的。雙H式控制裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，這些現(xiàn)有技術(shù)可參見美國專利4633725和4275612，該兩專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。
在某些分流部分中，特別是前置式分流部分，分流部分采用同步爪式離合器。因此，為了保證可接受的換擋質(zhì)量和防止分流部分同步爪式離合器受到過分磨損或損傷，現(xiàn)有技術(shù)一直想實現(xiàn)這樣的目的，即提供一些裝置以確保在主斷開聯(lián)接器，例如主離合器和變扭器斷開離合器脫開的同時開始進(jìn)行分流換擋并能有希望完成該換擋。
鑒于上述目的，現(xiàn)有技術(shù)的同步分流式組合變速器，通常包括一個控制系統(tǒng)，通常是一氣動控制系統(tǒng)，它包括有互鎖裝置，并可采用主控制閥上的選擇按鈕或開關(guān)對分流換擋加以預(yù)選直到斷開器被脫開和在斷開器被重新嚙合時使分流致動器排氣。這些系統(tǒng)一般在分流部分致動器機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)上采用機(jī)械式互鎖裝置，該聯(lián)動機(jī)構(gòu)可防止分流部分換擋撥叉運動直到斷開裝置脫開為止，和/或采用放泄閥式互鎖裝置，其中將壓縮空氣供給分流部分活塞的閥(常稱為“隨動閥”)沒有輸入壓縮流體直到和/或除非斷開裝置的脫開被檢測到為止。
雖然現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)在斷開裝置嚙合時，通過防止發(fā)生分流換擋和/或使分流換擋致動器失去動力，的確給分流部分同步器提供了相當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，但它們并不完全使人滿意，因為雖然它們保證了在斷開裝置(主離合器)嚙合的同時，不開始和/或不進(jìn)行分流部分的換擋，但它們不能使該分流變速器保持在一給定位置，因此會遭受到分流離合器滑出的情況。而且，如果在完成分流換擋之前重新嚙合主離合器，則變速器會掛在空擋上，而需要進(jìn)行主離合器的第二次脫開操作。
眾所周知，在某些狀態(tài)下，如果企圖在主離合器嚙合的同時，嚙合分流同步離合器，發(fā)動機(jī)扭矩的一部分可能完全被嚙合著的同步器摩擦表面?zhèn)鬟f到車輛的驅(qū)動輪上，這樣同步器的摩擦件，特別是高速分流同步器可能會很快損壞。
按照本發(fā)明，通過提供一個包括有一隨動閥裝置的輔助部分致動器控制系統(tǒng)/方法，可將現(xiàn)有技術(shù)的缺陷減到最小或克服，該隨動閥裝置在主離合器于分流部分換擋完成之前嚙合的情況下可使輔助部分同步器得到保護(hù)，而且還允許在嚙合的同步離合器的爪式離合器構(gòu)件達(dá)到基本上同步轉(zhuǎn)動時完成分流部分的換擋。
上述系統(tǒng)和方法是通過提供一帶有用于檢測主離合器是否處于嚙合或脫開狀態(tài)的裝置的閥裝置來實現(xiàn)的。如果主離合器已脫開，該閥裝置就作出反應(yīng)使選定的分流離合器，通常是高速分流離合器被施加以一相對高的第一力，而如果主離合器處于嚙合狀態(tài)，則施加以一相對低的第二力。
該相對高的力是通過對一差動活塞的較大表面加壓獲得的，而較小的力則是通過對差動活塞的兩面加壓獲得的。
本發(fā)明特別適用于控制分流高速同步離合器的嚙合。低速同步分流部分離合器通常不需要保護(hù)，因為當(dāng)換擋進(jìn)入低速分流傳動比時，同步器摩擦表面上的扭矩，特別是在銷式同步器的情況下，往往會使一鎖定的同步器解鎖從而使離合器迅速嚙合。
一種對本發(fā)明特別有用的閥裝置能有效地控制差動活塞式氣動換擋致動器的較大面積的第一活塞端室和較小面積的第二活塞端室的加壓和排氣。該閥始終偏置到第一位置以便通過對第一活塞室加壓和對第二活塞室排氣的方式，以相對高的力嚙合一高速分流部分傳動比，并且該閥可以利用選擇器致動導(dǎo)向裝置移動到第二位置以便通過對第二活塞室加壓和對第一活塞室排氣的方式以一相對高的力嚙合一低速分流部分傳動比。設(shè)有超越裝置使閥從第一位置移動到第三位置。在該第三位置上，當(dāng)檢測到(ⅰ)高傳動比被嚙合或正被嚙合時和(ⅱ)主離合器嚙合時，對兩活塞室進(jìn)行加壓。在閥的第三位置上，高速傳動比離合器會被以相對較小的力推進(jìn)嚙合狀態(tài)并保持在嚙合狀態(tài)。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于在其分流部分中采用一個或多個同步爪式離合器的組合式變速器的新的和經(jīng)改進(jìn)的分流部分換擋控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種以壓縮流體為動力的分流部分致動器控制系統(tǒng)和方法，用以迫使一選定的分流部分同步離合器(通常為高速傳動比)在主離合器未嚙合時以相對高的力，而在主離合器被嚙合時則以相對低的力進(jìn)行嚙合。
本發(fā)明的這些和其它目的以及優(yōu)點，可通過閱讀以下帶有


的優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明而得到了解。
圖1是一個具有分流式輔助部分和采用本發(fā)明的氣動控制系統(tǒng)的組合式變速器的示意圖;
圖1A是圖1所示變速器的換擋機(jī)構(gòu)的示意圖;
圖1B是圖1所示變速器的“復(fù)H”型變速桿各擋位置的示意圖;
圖2是一個具有一前分流部分和一后分流部分并采用對本發(fā)明特別有用的氣動控制系統(tǒng)的“2×4×2”組合式變速器的示意圖;
圖2A是圖2所示變速器的“復(fù)H”型變速桿各擋位置的示意圖;
圖3是單換擋軸式換擋機(jī)構(gòu)的透視圖;
圖4是實施本發(fā)明的一優(yōu)選氣動控制系統(tǒng)的示意圖;
圖5是用于圖4所示的氣動控制系統(tǒng)的閥裝置的截面圖;
圖6是圖5所示閥裝置在一個不同工作位置的截面圖;
圖7是圖5所示閥裝置的分解圖。
在下面的描述中的采用的某些術(shù)語僅僅是為了引用方便，這些術(shù)語是不具有限定意義的。單詞“向上”，“向下”，“向右”和“向左”用來表示所參見的附圖中的方向。單詞“前進(jìn)”，“后退”則分別指變速器按常規(guī)方式安裝在車輛中時的前、后端，圖1所示變速器的左側(cè)和右側(cè)。單詞“向內(nèi)”和“向外”則分別指向著和背離該裝置極其指定部分的幾何中心的方向。所述術(shù)語包括上述特別提及的單詞，該些單詞的派生詞和一些類似含義的單詞。
術(shù)語“組合式變速器”是用來表示一個具有一個多級前進(jìn)速度主變速器部分和至少一個串聯(lián)的多速輔助變速器部分的分級調(diào)速式或變速齒輪變速器，借此使主變速器部分中的選定的齒輪減速可以由輔助變速器部分中另外選定的齒輪減速加以組合。“同步離合器裝置”及其類似含義的名詞用來表示一種用來利用一剛性離合器將一選定的齒輪不可轉(zhuǎn)動地咬合到一軸上的剛性爪式離合器裝置，在該剛性離合器中，直到離合器的構(gòu)件處于基本上同步的轉(zhuǎn)速以前要防止所述離合器嚙合以及離合器構(gòu)件利用了較大容量的摩擦裝置，并且摩擦裝置要足以在離合器發(fā)生嚙合時使離合器構(gòu)件和所有隨其一起轉(zhuǎn)動的構(gòu)件轉(zhuǎn)動并達(dá)到基本上同步的轉(zhuǎn)速。
術(shù)語“嚙合”和“未脫開”可互換使用，它們指主摩擦離合器處于扭矩從車輛的原動機(jī)(發(fā)動機(jī))傳到變速器輸入軸的狀態(tài)。術(shù)語“不嚙合”和“脫開”可互換使用，它們指主摩擦離合器處于基本上沒有扭矩從發(fā)動機(jī)傳到變速器輸入軸上的狀態(tài)。
術(shù)語“高速”傳動比指變速器部分這樣的傳動比，即對于一指定的輸入轉(zhuǎn)速來說，其輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到最大時的傳動比。
參見圖1，1A和1B，圖中示出了一個分流式組合式變速器10。組合式變速器10包括一個與一分流式輔助部分14相串聯(lián)的多速主變速器部分12。變速器10置于一殼體H內(nèi)，其包括一個輸入軸16，該輸入軸由一個柴油機(jī)E之類的原動機(jī)通過一個可選擇地脫開的通常嚙合著的主摩擦離合器C驅(qū)動;該主摩擦離合器C具有一驅(qū)動式地聯(lián)接到發(fā)動機(jī)曲柄軸20上的輸入或驅(qū)動部分18和一可轉(zhuǎn)動地固定到變速器輸入軸16上的從動部分22。
致動器A用來有選擇地脫開通常嚙合著的主離合器C，而諸如位置和/或致動壓力之類的各種工作參數(shù)可作為離合器C嚙合或脫開狀態(tài)的指示信號加以監(jiān)控。美國專利4899858，4873637;4229462和4646891描述了現(xiàn)有技術(shù)已知的主離合器結(jié)構(gòu)和狀態(tài)傳感元件。這四個專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。
在主變速器部分12中，輸入軸16裝有輸入齒輪24，該齒輪24用來同時驅(qū)動多個處于基本上相同轉(zhuǎn)速的基本上相同的副傳動軸裝置26和26A。這兩個基本上相同的副傳動軸裝置設(shè)在主軸28的徑向相對側(cè)，該主軸28一般是與輸入軸16同軸對準(zhǔn)的。每個副傳動軸裝置各包括有一個由殼體H內(nèi)的軸承32和34支承的副傳動軸30，殼體H在圖中僅部分示意性的示出。每一副傳動軸都設(shè)有同樣一組副軸齒輪38，40，42，44，46和48，它們被固定著以便一起轉(zhuǎn)動。多個主軸齒輪50，52，54，56和58空套在主軸28上并可象現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的那樣通過滑動離合器套環(huán)60，62和64一次一個地有選擇地咬合到主軸28上以便隨主軸轉(zhuǎn)動。離合器套環(huán)60還可以用來將輸入齒輪24咬合到主軸28上，以便在輸入軸16和主軸28之間提供直接的驅(qū)動關(guān)系。
在典型的情況下，離合器套環(huán)60，62和64是如現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的那樣，分別利用與換擋箱裝置70相聯(lián)的換擋撥叉60A，62A和64A進(jìn)行軸向定位的。離合器套環(huán)60，62和64可以是眾所周知的同步的或非同步雙作用爪式離合器類型。
主軸齒輪58是回動齒輪，它利用常規(guī)的中間空套齒輪(未示出)來保持其與副軸齒輪48的連續(xù)咬接嚙合。還應(yīng)注意到，雖然主變速器部分12的確提供了五種可選擇的前進(jìn)速度傳動比，但最低的前進(jìn)速度傳動比，即通過將主軸驅(qū)動齒輪56驅(qū)動式地聯(lián)接到主軸28上的方式所產(chǎn)生的傳動比，常常具有如此高的齒輪減速，以致必須考慮這樣一種低速或“緩行”齒輪，這種齒輪僅僅在惡劣的狀態(tài)下才用來起動車輛，而在高變速量程內(nèi)通常并不使用。因此，雖然主變速器部分12的確提供了五個前進(jìn)速度，但它通常是指“四加一”或“(4+1)”主變速器部分，因為只有4級前進(jìn)速度是由其所采用的輔助分流變速器部分14合成的。
爪式離合器60，62和64是三位置離合器，即它們可以利用一變速桿72設(shè)定在如圖所示的中間非嚙合位置或完全向右嚙合或完全向左嚙合的位置。眾所周知，在給定時刻，離合器60、62和64中只有一個是可嚙合的，并且設(shè)置主部分互鎖裝置(未示出)來將其它離合器鎖定在空擋位置。
輔助變速器分流部分14包括兩個基本上相同的輔助副軸裝置74和74A，每個輔助副軸裝置包括一個由殼體H內(nèi)的軸承78和80支承的輔助副傳動軸76，并裝有兩個隨其轉(zhuǎn)動的輔助部分副軸齒輪82和84。輔助副軸齒輪82始終與齒輪86嚙合并對其進(jìn)行支承，而輔助部分副軸齒輪84始終與固定到變速器輸出軸90上的輸出齒輪88嚙合。
一個兩位置同步爪式離合器裝置92利用換擋撥叉94和分流部分換擋致動器裝置96進(jìn)行軸向定位，設(shè)置其是為了將齒輪86咬合到主軸28上實現(xiàn)組合式變速器10的非直接操作，或?qū)X輪88咬合到主軸28上實現(xiàn)組合式變速器10的直接或高速操作。圖1B中示意性地示出了用于分流式組合變速器10的“復(fù)H”型變速桿各擋位置。變速器10的低(非直接)或高(直接)的分速操作的選擇和/或預(yù)選是利用一個通常位于變速桿72處的手動操作開關(guān)或按鈕98進(jìn)行的。
雖然所示的分速式輔助部分14是一個采用直齒或螺旋式傳動的兩速部分，但應(yīng)該理解到，本發(fā)明也適用于采用具有三個或更多可選擇的分速傳動比和/或采用行星式傳動的分速/量程復(fù)合式輔助部分的分速式變速器。而且，如上所示，離合器60，62或64中的任一個或更多個可以是同步爪式離合器類型，變速器部分12和/或14則可以是單一副轉(zhuǎn)動軸類型。
主變速器部分12是由裝在換擋桿箱70內(nèi)并通過操作變速杠桿72加以控制的至少一個換擋滑軌或換擋軸的軸向運動控制的。正如已知道的那樣，變速桿72可直接安裝到變速器上，或安裝在遠(yuǎn)離變速器的地方。這種類型的裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，其可參見美國專利4621537，該專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。正如現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的那樣，分速部分是通過操作按鈕98來控制的。換擋桿箱70還可以是較普通多換擋滑桿類型，這種類型在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，其可參見美國專利4782719;4738863;4722237和4614126中見到，這些專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。
本發(fā)明的控制系統(tǒng)同樣可應(yīng)用于具有量程式，量程/分速復(fù)合式或分速/量程復(fù)合式的輔助部分的組合式變速器。
參見圖2，組合式變速齒輪機(jī)械變速器100是一個“2×4×2”型16級前進(jìn)速度變速器，它包括一與上述變速器10的主變速器部分12基本上相同的主變速器部分12A。變速器100的主變速器部分12A與變速器10的主變速器部分12的差別僅僅在于去掉了低傳動比齒輪46和56，副傳動軸26和26A得到延伸并裝有一附加的副軸齒輪組，而輸入齒輪24并不固定到輸入軸上。鑒于主變速器部分12和12A的結(jié)構(gòu)基本上相同，主變速器部分12A不再給予詳細(xì)說明。一兩速同步分速部分102被置于主變速器部分12A的前面，而一兩速同步量程部分104則被置于主變速器部分12A的后面。
輸出量程變速器部分104包括兩個基本上相同的輔助副軸裝置106和106A，每個副軸裝置包括一個由殼體H內(nèi)的軸承110和112支承的輔助副傳動軸108，并載有固定著隨其轉(zhuǎn)動的輔助部分副軸齒輪114和116。輔助副軸齒輪114始終與輔助部分量程齒輪118相嚙合并對其進(jìn)行支承，該齒輪118以其相鄰于主軸28同軸端的端部空套在輸出軸120上。輔助部分副軸齒輪116始終與固定地套在輸出軸120上的輔助部分量程齒輪122相嚙合并對其進(jìn)行支承。
利用一個滑動式兩位置同步爪式離合器裝置124來有選擇地將量程齒輪118或?qū)⒘砍听X輪122咬合到主軸28上。雙作用同步離合器裝置124的結(jié)構(gòu)和功能與變速器10所用的同步離合器裝置92的結(jié)構(gòu)和功能基本上一樣。象裝置92和124之類的同步離合器裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，它們的實例可參見美國專利4462489，4125179和2667955，這三個專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。
這種離合器一般包括一對可軸向嚙合的爪式離合器構(gòu)件、一個用于檢測爪式離合器構(gòu)件的非同步轉(zhuǎn)動及將爪式離合器構(gòu)件的軸向嚙合鎖死的傳感器/閉鎖器裝置，以及一對常為錐形的摩操表面;該兩摩擦表面被迫相接觸后可將爪式離合器構(gòu)件摩擦式地聯(lián)接起來以使兩者產(chǎn)生基本上同步的轉(zhuǎn)動。這種裝置試圖嚙合期間，即呈現(xiàn)一種基本上非同步的狀態(tài)時，離合器處于一鎖定位置，其中，閉鎖器裝置防止爪式離合器構(gòu)件軸向嚙合，而摩擦表面則在力的作用下相互嚙合。
輸出軸120由殼體H內(nèi)的軸承支承，并從殼內(nèi)向外伸出以便與一個撥叉件之類的構(gòu)件對接，該撥叉件一般形成用于將一傳動軸驅(qū)動到一個差動器之類的構(gòu)件上的萬向節(jié)的一部分。輸出軸120也可裝有車速表齒輪和/或各種密封元件(未示出)。
兩速同步分速部分102被串聯(lián)在主變速器部分12A的前端或輸入端。
主部分副傳動軸26和26A向前延伸，并裝有非直接分速副軸齒輪130，該些齒輪130始終與空套在伸長的輸入軸134上的非直接分速輸入齒輪132相嚙合。
兩位置同步爪式離合器裝置136用來將直接分速輸入齒輪24或非直接分速輸入齒輪132可轉(zhuǎn)動地咬合到輸入軸134上。同步爪式離合器裝置136可以與上面討論過的裝置92和/或124基本一樣。如果離合器裝置在主變速器和主離合器嚙合一段延長時間的同時，在高軸向嚙合力的作用下處于閉鎖位置，則過大的扭矩負(fù)荷會損傷和/或毀壞摩擦表面。
這種普通型的變速器(即“2×4×2”16前進(jìn)速度)在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，其中一個實例是由Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengeseushaft制造的上述“ECOSPLIT”變速器。圖2A中示意性地示出了變速器100的變速桿的各擋位置，其中“S”箭頭表示分速換擋，“R”箭頭表示量程換擋。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，采用了圖3所示類型的單一換擋軸式換擋機(jī)構(gòu)200。這種類型的機(jī)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，其可參見美國專利4920815和4621537，該兩專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。
簡言之，換擋桿98會與閉鎖件202相互作用以使軸204相對于變速器箱體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動或軸向移動。轉(zhuǎn)動將會導(dǎo)致鍵，例如鍵206和另一個看不到的鍵與設(shè)置于換擋撥叉60A，62A和64A轂部上的型面(lands)或狹槽相互作用，以便將換擋撥叉中的兩個相對于殼體在軸向固定住，并將另一個換擋撥叉軸向固定到軸204上。軸204和軸向固定到該軸上的選定的換擋撥叉的軸向運動則導(dǎo)致與之相聯(lián)的爪式離合器的嚙合和脫開。
本發(fā)明也可適用于采用眾所周知的多平行滑軌式換擋桿箱裝置的組合式變速器，其可參見美國專利4445393;4275612;4584895和4722237，這四個美國專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。這些裝置一般包括一垂直于(常與一換擋滑軌互鎖機(jī)構(gòu)相聯(lián)的)換擋滑軌延伸的裝置，該裝置在所有換擋滑軌都處于軸向中心空擋位置時處于第一位置，或在任何一個換擋滑軌離開它的軸向中心空擋位置時處于第二位置。
雖然本發(fā)明同樣適用于圖1所示的變速器10和圖2所示的變速器100，以及其它采用同步輔助部分爪式離合器裝置的組合式變速器，但為了簡化和易于理解，描述本發(fā)明時主要描述其采用圖1，1A，1B和1C所示的分速式組合變速器的情況。
假定為圖1B所示類型的換擋控制，即“復(fù)H”式控制，則1-2，3-4，5-6和7-8換擋是簡單的分流換擋，其中在主變速器部分12保持嚙合在其目前嚙合著的傳動比的同時，只有分流部分14被換擋。在上述換入高擋時，假定為一非超速傳動變速器，則同步離合器裝置92必須使非直接分流齒輪86與主軸28脫開，并將直接分流齒輪88嚙合到主軸28上。為實現(xiàn)這一點，汽車駕駛員要利用分流選擇按鈕98預(yù)選“HI(高檔)”，并暫時使主離合器C脫開，以便斷開扭矩，使齒輪86脫開，及使直接分流齒輪88嚙合。對于分流換入低擋，即，2-1，4-3，6-5和8-7換擋，情況正好相反。
在具有以壓縮空氣致動的同步分流部分的現(xiàn)有技術(shù)變速器中，設(shè)置有一個放泄閥來在主離合器未脫開時對分流致動器進(jìn)行排氣。雖然這確實保護(hù)了分流同步器，但分流器沒有保持在一選定的位置;而如果主離合器在完成分流換擋之前重新嚙合，則變速器可能被掛在分流空擋，并需要再次操作主離合器以完成需要的分流換擋。
本發(fā)明的輔助部分控制系統(tǒng)/方法，通過減小由換擋撥叉94施加的作用力以便檢測出主離合器處于嚙合狀態(tài)時將直接傳動比分流齒輪88嚙合到一相對低的作用力水平的方式而克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。所選定的較小的致動力要大到足以在出現(xiàn)同步狀態(tài)時使高速同步分流離合器嚙合，但是又要小到足以確保將同步器燒毀的危險減到最小或消除。
為簡化起見，將在本發(fā)明所期望的最有利的用途方面，即在控制施加來嚙合分流式組合變速器(10)、量程/分流或分流/量程式變速器(100)的高速同步分流離合器的作用力方面對本發(fā)明進(jìn)行敘述。
雖然施加來嚙合同步分流離合器的典型力是施加到有效活塞面積上的有效流體壓力(通常為氣動的)的函數(shù)，但嚙合力也可由象電動機(jī)驅(qū)動的球螺桿之類的機(jī)電裝置，或象螺管式裝置之類的電磁裝置，或其它加力裝置來施加。采用流體壓力加力系統(tǒng)，施加到離合器上的作用力是隨有效的流體壓力和/或有效活塞面積的變化而變化的。采用電磁和機(jī)電系統(tǒng)，其力則是隨電流、電壓之類的參數(shù)變化而變化的。
雖然并不想這樣來限定本發(fā)明，但仍將在其較佳的氣動致動系統(tǒng)的模式方面對本發(fā)明進(jìn)行敘述。
在現(xiàn)有技術(shù)的分流離合器致動器中，假定已選擇/預(yù)選了一分流換擋，主離合器已脫開，并且隨動閥互鎖裝置有的話也已解脫，則分流隨動閥將提供具有一定壓力(該壓力通常調(diào)到60磅/每平方英寸～80磅/每平方英寸)的分流離合器致動汽缸/活塞的選定室，該壓力的大小要足以施加(約300至400磅)的力，以使選定的離合器迅速進(jìn)入嚙合和/或鎖定位置，并通過同步器摩擦錐施加很大的同步力使離合器構(gòu)件產(chǎn)生迅速同步轉(zhuǎn)動，使同步器解鎖并使離合器構(gòu)件通過鎖定器(blocker)運動并進(jìn)入剛性嚙合。如果主離合器仍然脫開，或者萬一分流部分換擋進(jìn)入分流低速傳動比，該力就不會導(dǎo)致同步器發(fā)生損壞，并導(dǎo)致量程部分較快速地嚙合。然而，如果主離合器在分流部分換入高擋掛進(jìn)量程部分的高速傳動比完成之前嚙合，則同步器摩擦表面可能會較快地出現(xiàn)的損傷和/或毀壞。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，一旦在所要求的分流部分換擋進(jìn)入分流部分高速傳動比完成之前檢測出表示主離合器嚙合的狀態(tài)時，如果施加來嚙合直接量程離合器的力減小到一相對較低的第二水平(約40～80磅)，則高速傳動比同步分流離合器會在離合器構(gòu)件基本上同步轉(zhuǎn)動時仍然嚙合著，同時同步器至少在一預(yù)定的時間(如20～45秒)內(nèi)不會受到損傷或毀壞。
對分流同步離合器的正常嚙合來說，該較低的第二力是不允許的，因為沒有足夠大的力施加到同步器摩擦離合器上，并且許多分流換擋要花費相當(dāng)長的時間。
減小主離合器再嚙合時的力還可以實現(xiàn)用較小的致動件應(yīng)力維持高速傳動比。
雖然可以采用變壓力壓力調(diào)節(jié)器來獲得施加給直接分流離合器的第二作用力水平，但在優(yōu)選實施例中，采用了一種差動活塞法。參見圖5，圖6和圖7可見，該分流離合器致動器活塞裝置200包括一個差動活塞221，該活塞221具有為嚙合低速分流離合器而加壓的第一表面積222(約為3.96平方英寸)，和為用第一水平的力(P＊a224)嚙合高速分流離合器而加壓的第二較大表面積224(約為4.65平方英寸)。對該兩表面加壓將產(chǎn)生施加在差分面積(第二表面積224減去第一表面積222)上的經(jīng)調(diào)節(jié)的壓力(80磅/平方英寸)，并有效地以一相對低的第二水平力(P＊(a224-a222)約等于54磅)施加給高速分流離合器。
活塞221是密封地和可滑動地被置放在一個分成兩個室222A和224A的汽缸內(nèi)?；钊?21包括一個其上安裝有換擋撥叉94的軸226，該換擋撥叉是用于將兩位置的同步離合器裝置92或136滑移到它的選定位置。
為了提供同步器的保護(hù)效果，在仍使高速分流離合器嚙合的同時，本發(fā)明要能有效地進(jìn)行(ⅰ)在將分流換擋選到高速且主離合器C脫開時，僅對第二表面積224進(jìn)行加壓，和(ⅱ)當(dāng)在將分流部分換擋選到高速且主離合器嚙合時，則對第一和第二表面積(222和224)進(jìn)行加壓。
當(dāng)高速分流離合器的咬合構(gòu)件達(dá)到同步或基本上同步轉(zhuǎn)動時，該第二力的水平必須足以引起高速分流離合器嚙合，最好應(yīng)足以保持高速嚙合(或應(yīng)提供嚙合閉鎖裝置)。該第二力也應(yīng)足夠地低，使得當(dāng)同步器在滑塊(block)上嚙合時，因主離合器嚙合，同步器錐形離合器不會在例如20到45秒的預(yù)定時間內(nèi)受到嚴(yán)重的損壞。
例如，在第二力約為40～80磅時，第一力約為300～400磅，已證明是非常滿意的了。
達(dá)到上述效果的氣動系統(tǒng)的原理圖可參見圖4，而特別適于達(dá)到上述目的的閥裝置可參見圖5，圖6和圖7。
如前所示，主離合器C的未嚙合和脫開狀態(tài)可通過檢測與離合器致動器A相聯(lián)的軸210的軸向非位移或位移位置檢測出來。該軸210可對離合器致動器的位移、離合器致動器的壓力或類似的參數(shù)作出響應(yīng)。軸210設(shè)有一缺口或槽210A，軸的位置指示出主離合器的嚙合或脫開狀態(tài)。
給換擋撥叉施加第一力或相對較小的第二力、例如用較大的第一力嚙合、用較小的第二力脫開的裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，其可參見美國專利4928544，該專利的公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本說明書中。
圖4示意性地示出了同步器保護(hù)分流換擋氣動控制系統(tǒng)300。該控制系統(tǒng)300包括一具有選擇高(HI)或低(LO)分流傳動比的選擇器開關(guān)98的主閥301。該主閥301還可包括一選擇量程高或量程低量程傳動比的第二選擇器開關(guān)(未示出)。一分流低速導(dǎo)向管236控制著分流隨動閥310的工作。
分流隨動閥裝置310包括一個三位置四通閥312和一個閂鎖與超越機(jī)構(gòu)314。閥312有聯(lián)接到排氣管的孔316，聯(lián)接到來自過濾器/調(diào)節(jié)器234(80磅/平方英寸)的氣源上的孔318，聯(lián)接到差動活塞裝置220的高分流氣缸224A的孔320和聯(lián)接到差活塞裝置220的低分流汽缸222A的孔322。
閥312有一個第一位置324(圖5的上位置)，用于選擇高速分流傳動比，其中高速分流汽缸224A被接到壓力源，而低速分流汽缸222A與排氣管相通。閥312有一個第二位置326(圖5的下位置)，用于選擇低速分流傳動比，其中低速分流汽缸222A被接到壓力源，而高速分流汽缸224A被通到排氣管。閥312有一中間或第三位置328(見圖6)，其中高速分流汽缸(224A)和低速分流汽缸(222A)被接到壓力源。
閥312是用彈簧330偏置到第一位置(324)或高速量程位置，并可利用來自管道236的低量程導(dǎo)向壓力的作用將它移動到其第二位置(326)或低速量程位置。利用與軸210上的缺口210A和毗鄰的型面相互作用的超越致動桿或聯(lián)桿332的機(jī)械裝置，如果閥在其第一位置時，主離合器被移動到嚙合位置，則該閥可從它的第一位置(324)移動到其中間第三位置(328)。
閂鎖與超越裝置314的閂鎖功能是防止閥在離合器C嚙合時從其第一位置324移到第二位置326或從第二位置326移動到第一位置324，但不妨礙閥從其第一位置324移動到中間第三位置328。這樣閂鎖與超越裝置就提供了防止在主離合器脫開之前發(fā)生分流換擋的分流互鎖功能。閥312和閂鎖與超越裝置的具體結(jié)構(gòu)示于圖5、6和7中，并在下面對其進(jìn)行詳述。
在從高分流傳動比到低分流傳動比的換擋操作中，選擇器98將被移動以便選擇預(yù)選“LO”(低)位置，并且對導(dǎo)向管236進(jìn)行加壓。只要換擋軸位置指示出主離合器脫開，閂鎖314就松脫，以使閥機(jī)構(gòu)312處于其第二位置326，這將使低分流室224A加壓，及使高分流室224A排氣。該超越裝置不會使閥處于其第二位置326，因此閥312的定位仍然不變直到選擇器98被移動為止。
為了從低分流傳動比換擋到高分流傳動比，要移動選擇器98以選擇/預(yù)選“HI”(高)位置，并且對導(dǎo)向管236進(jìn)行排氣。只要軸210的位置指示出主離合器處于脫開狀態(tài)，閂鎖就松脫，而閥312將在彈簧330的偏壓下運動到其第一位置324。高分流室224A將被加壓，低量程室222A則被排氣。之后，當(dāng)主離合器嚙合，致動器聯(lián)桿332將使閥312從第一位置(324)運動到第三或中間位置(328)，其中，高分流傳動比汽缸室(224A)和低分流傳動比汽缸室(222A)都被加壓，以便對換擋撥叉94提供一個被減小了的力，使高速分流同步離合器進(jìn)入嚙合。
為了適應(yīng)直接和超速式的分流部分，致動裝置200和/或閥裝置310的取向應(yīng)易于逆轉(zhuǎn)。
分流隨動閥裝置310的結(jié)構(gòu)示于圖5、圖6和圖7中。分流隨動閥裝置310被包容在一兩件式殼體340內(nèi)，該殼體包括一滑閥殼體部分342和一閂鎖與超越機(jī)構(gòu)部分344?；y殼體部分342形成一其內(nèi)裝有閥柱塞(Valve spool)348的內(nèi)孔腔346，并且還制有分別聯(lián)接到排氣管、氣源、低分流活塞室222A和高分流活塞室224A的孔316(兩個)，318，320和322。聯(lián)接到低速導(dǎo)向管236的孔350設(shè)置在閂鎖與超越部分上。閥柱塞的左端設(shè)有密封地并可滑動地容置在一與孔350相連通的室354內(nèi)的活塞表面352。偏置彈簧330被置于孔腔346的右端并與閥柱塞348的端部嚙合以推動閥柱塞向左。
正如在圖5的上半部分看到的那樣，閥312的第一位置324相當(dāng)于閥柱塞348的最左面位置。在該位置中，孔318和322呈流體連通，孔320和左孔316呈流體連通，而右孔316與其它孔密封隔離。
閥312的第二位置326相應(yīng)于閥柱塞348的右邊位置，如圖6所示。在該位置中，孔318和320呈流體連通，孔322和右孔316呈流體連通，而左孔316與其它孔密封隔離。如圖6所示，柱塞348可通過孔350和低分流導(dǎo)向管236(圖5的下部分)對室352加壓的方式，或利用一杠桿或聯(lián)桿被推到右邊或第二位置。
閥312的第三或中間位置328示于圖5的下部分。在該位置中，孔320和322兩者與氣源孔318呈流體連通，而兩排氣孔與其它孔密封隔離。正如從圖5可看到的，當(dāng)杠桿致動器332跨在軸210的外表面上時，該杠桿將與推桿356的一部分嚙合，以推動柱塞到達(dá)它的中間位置。應(yīng)注意到，當(dāng)柱塞處于最右邊位置，即閥312的第二位置326時，超越杠桿332(見圖5)將不會對柱塞的位置有影響。
閂鎖與超越裝置314的閂鎖功能提供了防止分流換擋發(fā)生在主離合器脫開之前的分流互鎖功能，該閂鎖功能是由筒夾360，止動輥362和閥柱塞推桿延長部356上的槽364和366完成的。止動輥362置于殼體部分344的槽內(nèi)以進(jìn)行徑向運動，而推桿延長部356的外表面包括一個當(dāng)柱塞處于它的第二位置(圖6)時，將會與止動輥對準(zhǔn)的第一止動槽364，和一個經(jīng)加長并當(dāng)柱塞處于第一位置或第二位置或這兩位置之間的過渡位置時，都會與止動輥對準(zhǔn)的第二止動槽366。請參見圖5和圖6的頂部，當(dāng)筒夾360在彈簧368的偏壓下處于收縮位置時，止動輥362可沿徑向向外運動，但不會影響閥柱塞348的軸向運動。然而，當(dāng)筒夾被杠桿332向右推時，見圖5底部，止動輥362被鎖住而不會沿軸向向外運動，并且柱塞348被互鎖在它第一到中間(第三)的軸向位置或第二軸向位置上。
量程閥裝置310的分解圖可參見圖7。為清楚起見，各種密封件，墊圈等零件沒有用標(biāo)號標(biāo)出。
雖然對本發(fā)明的說明帶有一定的特殊性，但應(yīng)該理解，本說明書只是通過舉例進(jìn)行說明，在權(quán)利要求書所揭示的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可對各部分進(jìn)行變更和重新安排。
權(quán)利要求
1.一種用于控制一個與一同步爪式離合器(92)相聯(lián)的換擋致動器(96)的控制方法，該爪式離合器用以在車輛組合式變速器(10)的第一變速器部分(14)中有選擇地嚙合和脫開一可選擇的傳動比(高)，該組合式變速器(10)包括串聯(lián)的第一和第二(12)多速部分，所述變速器具有一根經(jīng)一可選擇地嚙合和脫開的斷開件(C)聯(lián)結(jié)到一原動機(jī)(E)上的輸入軸(16)，所述方法的特征在于(a)檢測所述第一變速部分的可選擇傳動比的嚙合選擇；(b)檢測斷開件是否處于嚙合或脫開狀態(tài)；(c)通過使所述致動器以一個第一力(ρ*a224)推動所述同步爪式離合器進(jìn)入嚙合的方式對檢測到(i)選擇嚙合所述第一變速器部分可選擇的傳動比和(ii)所述斷開件被脫開作出反應(yīng)；(d)通過使所述致動器以一個第二力(ρ*(a224-a222))推動所述同步爪式離合器進(jìn)入嚙合的方式對檢測到(i)選擇嚙合所述第一變速器部分可選擇傳動比和(ii)所述斷開件處于嚙合作出反應(yīng)，其中，所述的第二力大大小于所述的第一力。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一力至少兩倍于所述第二力。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述組合式變速器是一種手動操作的分流式變速器，所述第一變速器部分是一具有高速和低速傳動比的輔助分流部分，所述可選擇傳動比是高速分流部分傳動比。
4.權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該方法還包括(e)防止所述可選擇傳動比發(fā)生嚙合，直到所述斷開件被檢測出在選擇嚙合所述可選擇傳動比時或之后被脫開為止。
5.一種用于控制組合式變速齒輪車輛變速器(10)的換擋的方法，該種變速器(10)包括一與多速分流部分(14/102)串聯(lián)的手動換擋多速主變速器部分(12)，所述分流部分分別包括可通過響應(yīng)一主選擇器(98)的選擇，由一致動器(96)嚙合低速或高速分流部分傳動比的方式換擋的低速和高速同步爪式離合器(92)，所述變速器包括一根經(jīng)一選擇地嚙合和脫開的摩擦主離合器驅(qū)動式地聯(lián)接到車輛原動機(jī)(E)上的輸入軸(16/134)，所述方法的特征在于檢測所述分流部分換擋到選定的低速和高速分流部分傳動比中選定的一種傳動比的選擇;檢測所述主離合器處于其嚙合或脫開的狀態(tài);通過使所述致動器以一第一力水平推動所述分流部分高速同步爪式離合器進(jìn)入嚙合的方式對檢測到(ⅰ)選擇換擋到分流部分高速傳動比，和(ⅱ)所述主離合器處于脫開狀態(tài)作出反應(yīng);然后通過使所述致動器以一第二力水平推動所述分流部分高速同步爪式離合器進(jìn)入嚙合的方式對(ⅰ)繼續(xù)選擇換擋到分流部分高速傳動比，和(ⅱ)所述主離合器處于一嚙合狀態(tài)作出反應(yīng)，所述第二力水平大大低于所述第一力水平。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該方法還包括通過使所述致動器以一基本上等于所述第一力水平的第三力水平推動所述分流部分低速同步離合器進(jìn)行嚙合的方式對檢測到(ⅰ)選擇換擋到分流部分低速傳動比，和(ⅱ)所述主離合器處于脫開狀態(tài)作出反應(yīng)。之后，通過使所述致動器以所述第三力水平，無論所述主離合器是否嚙合或脫開，都推動所述分流部分低速同步離合器進(jìn)入嚙合的方式對繼續(xù)選擇換擋到分流部分低速傳動比作出反應(yīng);
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于所述分流部分(14/102)是一兩速分流部分，所述高速傳動比是一直接擋速度傳動比。
8.權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，該方法還包括防止一選定的分流部分換擋發(fā)生直到檢測出主離合器處在脫開狀態(tài)為止。
9.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于所述第一力水平至少兩倍于所述的第二力水平。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一力水平至少兩倍于所述第二力水平。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述第一力水平至少兩倍于所述第二力水平。
12.一種用于控制用于組合式車輛變速器的輔助變速器部分的換擋致動器的方法，該車輛變速器具有與所述輔助變速器部分串聯(lián)并具有嚙合和不嚙合位置的主變速器部分，所述變速器具有一由車輛原動機(jī)經(jīng)過一選擇地嚙合和脫開的摩擦聯(lián)接器驅(qū)動的輸入軸，所述輔助變速器部分包括一可選擇的高速傳動比和一可選擇的低速傳動比，每一所述輔助部分傳動比可由一同步爪式離合器裝置和用于選擇一要求的輔助部分傳動比的開關(guān)裝置來嚙合，所述的致動器包括一個沿第一軸向方向?qū)⒌谝涣κ┘拥剿鐾诫x合器裝置上的第一力施加裝置，和一個沿與所述第一軸向方向相反的第二軸向方向?qū)⒌诙κ┘拥剿鐾诫x合器裝置的第二力施加裝置，所述第一力大于所述第二力，所述第一軸向方向上的力有效地推動所述同步離合器裝置以嚙合到所述高速傳動比，所述第二軸向方向上的力有效地推動使所述同步離合器裝置以嚙合到所述低速傳動比，所述方法特征在于檢測所述摩擦聯(lián)接器的當(dāng)前嚙合或脫開位置;當(dāng)所述摩擦聯(lián)接器處于它的嚙合位置時，施加所述的第二力。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該方法還包括當(dāng)所述摩擦聯(lián)接器處于它的脫開位置，并且高速傳動比已被選擇時，施加所述第一力，而不施加所述第二力。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，該方法還包括當(dāng)高速傳動比被選定，并且在沒有施加所述第二力的情況下開始施加所述第一力后所述摩擦聯(lián)接器處于它的嚙合位置時，施加第一和第二力。
15.如權(quán)利要求12或13所述的控制方法，其特征在于，該方法還包括當(dāng)選擇低速傳動比時，施加所述第二力，而不施加所述第一力。
16.一種用于控制與一同步爪式離合器(92)相聯(lián)的換擋致動器的控制系統(tǒng)，所述同步爪式離合器用于有選擇地嚙合和脫開一組合式變速器(10)的第一變速器部分(14)的傳動比，所述變速器(10)包含有串聯(lián)的第一和第二(12)多速部分，所述變速器具有一個由一個車輛原動機(jī)(E)通過一個選擇性地嚙合和脫開的摩擦聯(lián)接器(C)驅(qū)動的輸入軸(16)，所述系統(tǒng)的特征在于，該系統(tǒng)包括(a)檢測所述第一變速器部分的可選擇傳動比(98)的嚙合選擇的裝置;(b)檢測摩擦聯(lián)接器是否處于嚙合或脫開狀態(tài)(210/210A)的裝置;(c)通過使所述致動器以一第一力推動所述同步爪式離合器進(jìn)入嚙合的方式對檢測到(ⅰ)選擇嚙合所述第一變速器部分可選擇傳動比和(ⅱ)所述摩擦聯(lián)接器被脫開作出反應(yīng)的裝置(324);(d)通過使所述致動器以一第二力推動所述同步爪式離合器進(jìn)入嚙合的方式對檢測到(ⅰ)選擇嚙合所述第一變速器部分可選擇傳動比和(ⅱ)所述摩擦聯(lián)接器被嚙合作出反應(yīng)的裝置(328)。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一力至少兩倍于所述第二力。
18.如權(quán)利要求16或17所述的系統(tǒng)，其特征在于所述組合式變速器是一種手動操作的分流式變速器，所述第一變速器部分是一具有一高速和一低速傳動比的輔助分流部分，所述可選擇傳動比是高速分流部分傳動比。
19.權(quán)利要求16或17所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括(e)防止發(fā)生所述可選擇的傳動比的嚙合直到所述摩擦聯(lián)接器在選擇嚙合所述傳動比后被檢測出脫開時為止的裝置(314)。
20.如權(quán)利要求16或17所述的系統(tǒng)，其特征在于所述摩擦聯(lián)接器包括一手動操作通常嚙合著的車輛主離合器。
21.一種控制用于組合式車輛變速器的輔助變速器部分的壓縮流體操動的換擋致動器的方法，該車輛變速器包括一具有嚙合和不嚙合位置并與所述輔助變速器部分串聯(lián)的主變速器部分，所述變速器具有一個經(jīng)過一個手動操作選擇地嚙合和脫開的摩擦主離合器被動地聯(lián)接到車輛原動機(jī)的輸入軸，所述輔助變速器部分包括一可選擇的高速傳動比和一可選擇的低速傳動比，每一傳動比都可由一同步爪式離合器裝置和用于選擇要求的輔助部分傳動比的開關(guān)裝置嚙合，所述致動器包括一具有形成一個第一室的第一活塞表面和形成一個第二室的第二活塞表面的差動活塞，所述第一活塞表面形成的面積大于所述第二活塞表面形成的面積，所述第一室的加壓使所述致動器推動所述同步離合器裝置嚙合所述高速傳動比，所述第二室的加壓使所述致動器推動所述同步離合器裝置以嚙合所述低速傳動比，所述的每一室都可選擇地聯(lián)接到一公共的壓縮流體源和一排氣管，所述方法的特征在于檢測所述主離合器當(dāng)前嚙合或脫開的位置;通過對所述第一室加壓及對所述第二室排氣的方式對選擇換擋到輔助部分高速傳動比和(ⅱ)所述主離合器處于嚙合位置作出反應(yīng);之后，通過對所述第一和所述第二室兩者加壓的方式對檢測到(ⅰ)選擇換擋到輔助部分高速傳動比和(ⅱ)所述離合器處于嚙合位置作出反應(yīng)。
22.如權(quán)利要求22所述方法，其特征在于，該方法還包括通過對所述第一室加壓及對所述第二室排氣的方式對檢測到(ⅰ)選擇換擋到輔助部分高速傳動比和(ⅱ)所述主離合器處于脫開狀態(tài)作出反應(yīng);之后，無論主離合器處于什么位置都通過對所述第二室加壓和對所述第一室排氣的方式對繼續(xù)選擇換擋到輔助部分低速傳動比作出反應(yīng)。
23.一種控制用于組合式車輛變速器的輔助變速部分的壓縮流體操動的換擋致動器的系統(tǒng)，該車輛變速器包括一個與所述輔助變速部分串聯(lián)的主變速器部分，所述變速器有一通過一選擇性地嚙合和脫開的摩擦聯(lián)接器驅(qū)動性地聯(lián)接到一車輛原動機(jī)的輸入軸，所述輔助變速器部分包括一可選擇的高速傳動比和一可選擇的低速傳動比，每一所述輔助部分傳動比都可由一同步爪式離合器裝置和用于選擇要求的輔助部分傳動比的開關(guān)裝置進(jìn)行嚙合，所述致動器包括一具有一形成一第一室的第一活塞表面和形成一第二室的第二活塞表面的差動活塞，所述第一活塞表面形成的第一活塞表面積大于所述第二活塞表面形成的第二活塞表面積，所述第一室的加壓使所述致動器推動所述同步離合器裝置以嚙合所述高速傳動比，而所述第二室的加壓使所述致動器推動所述同步離合器裝置以嚙合所述低速傳動比，每一室都可選擇地接到一公共的壓縮流體源和一排氣管，所述系統(tǒng)特征在于檢測所述摩擦聯(lián)接器的當(dāng)前嚙合或脫開位置的裝置;用于當(dāng)所述摩擦聯(lián)接器處于它的嚙合位置時對所述第二室加壓的裝置;
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)進(jìn)一步的特征在于，該系統(tǒng)包括有用于當(dāng)所述摩擦聯(lián)接器處于它的脫開位置和高速傳動比已被選擇時，對所述第一室加壓和對所述第二室排氣的裝置。
25.權(quán)利要求23或24所述的系統(tǒng)。其特征在于，該系統(tǒng)還包括用于當(dāng)所述第一室開始加壓及所述第二室排氣后選定高速傳動比并且所述摩擦聯(lián)接器處于它的嚙合位置時，對第一和第二室加壓的裝置。
26.如權(quán)利要求23或24所述的系統(tǒng)，其特征在于;所述輔助部分是一分流部分。
27.如權(quán)利要求23或24所述的系統(tǒng)，其特征在于所述的第一表面積(a224)小于所述第二表面積(a222)的兩倍。
28.一種控制用于組合式車輛變速器(10)的輔助變速器部分(14)的壓縮流體操作的換擋致動器(220)的系統(tǒng)(300)，該變速器(10)包括與所述輔助變速器部分串聯(lián)的主變速器部分(12)，所述變速器通過一手動操縱選擇性地嚙合和脫開的摩擦主離合器連接到一車輛原動機(jī)，所述輔助變速器部分包括一可選擇的高速傳動比和一可選擇的低速傳動比，每個所述輔助部分傳動比可由一同步爪式離合器裝置(92/128)和用于選擇要求的輔助部分傳動比的開關(guān)裝置進(jìn)行嚙合，所述致動器(220)包括一個具有一形成一第一室(224A)的第一活塞表面(224)和一形成一第二室(222A)的第二活塞表面(222)的差動活塞(221)，所述第一活塞表面的面積大于所述第二活塞表面的面積，所述第一室(224A)的加壓使所述致動器推動所述同步離合器裝置以嚙合所述高速傳動比，所述第二室(222A)的加壓使所述致動器推動所述同步離合器裝置以嚙合所述低速傳動比，所述的每一室可選擇地聯(lián)接到一公共的壓縮流體源(234)和一排氣管(Ex)，所述系統(tǒng)的特征在于，該系統(tǒng)還包括用于檢測所述主離合器的當(dāng)前嚙合或脫開位置的裝置;通過對所述第一室加壓和對所述第二室排氣的方式對檢測到(ⅰ)選擇換擋到輔助部分高速傳動比，和(ⅱ)所述主離合器處于脫開位置作出出反應(yīng)的裝置。之后，通過對所述第一室和所述第二室都進(jìn)行加壓的方式對(ⅰ)繼續(xù)選擇換擋到輔助部分高速傳動比，和(ⅱ)所述主離合器處于嚙合位置作出反應(yīng)的裝置。
29.如權(quán)利要求28所述系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括通過對所述第二室加壓和對所述第一室排氣的方式對檢測到(ⅰ)選擇換擋到輔助部分低速傳動比，和(ⅱ)所述主離合器處于脫開狀態(tài)作出反應(yīng)的裝置;之后，無論主離合器處于何位置均通過對所述第二室加壓及對所述第一室排氣的方式，對繼續(xù)選擇換擋到輔助部分低速傳動比作出反應(yīng)的裝置。
30.如權(quán)利要求28或29所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助部分(14/102)是一雙速分流部分。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于分流式輔助部分的換擋控制系統(tǒng)/方法，該系統(tǒng)包括有控制件，以防止因主離合器在輔助部分換擋期間嚙合而造成輔助部分同步離合器損壞。當(dāng)檢測到主離合器在換擋到輔助部分高速傳動比期間嚙合時，便將嚙合高速傳動所用的力從第一水平(ρ
文檔編號F16H63/20GK1076410SQ9310135
公開日1993年9月22日 申請日期1993年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月23日
發(fā)明者R·A·哈奇森 申請人:易通公司