デュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載した車両
【課題】両クラッチを用いることで発生する２重噛み合いを防止すると共に、両クラッチからのトルクを全て発進段へ伝えるデュアルクラッチ式変速機の変速装置それを搭載する車両を提供する。
【解決手段】第１クラッチＣ１と結合する第１入力軸１１、第２クラッチＣ２と結合する第２入力軸１２、第１入力軸１１及び第２入力軸１２と、出力軸３との間にそれぞれ奇数段と偶数段のギア段を一段おきに配置し、ギア段Ｇ２を発進段ＤＧ２に、また、ギア段Ｇ１を補助段ＳＧ１に設定し、発進段ＤＧ２を第２入力軸１２に、及び補助段ＳＧ１を第１入力軸１１に同期係合させると共に、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を同時に結合状態にして、車両を発進するときに、補助段ＳＧ１を空転させるワンウェイクラッチ３０を、第１入力軸１１との間に備えると共に、第１入力軸１１と第２入力軸１２とを結合して一体に回転させる第３クラッチ４０を備えて構成される。
【解決手段】第１クラッチＣ１と結合する第１入力軸１１、第２クラッチＣ２と結合する第２入力軸１２、第１入力軸１１及び第２入力軸１２と、出力軸３との間にそれぞれ奇数段と偶数段のギア段を一段おきに配置し、ギア段Ｇ２を発進段ＤＧ２に、また、ギア段Ｇ１を補助段ＳＧ１に設定し、発進段ＤＧ２を第２入力軸１２に、及び補助段ＳＧ１を第１入力軸１１に同期係合させると共に、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を同時に結合状態にして、車両を発進するときに、補助段ＳＧ１を空転させるワンウェイクラッチ３０を、第１入力軸１１との間に備えると共に、第１入力軸１１と第２入力軸１２とを結合して一体に回転させる第３クラッチ４０を備えて構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２本の入力軸と２つのクラッチを備え、変速操作を円滑にしたデュアルクラッチ式変速機において、両クラッチの負担を低減すると共に、摩耗を抑制して、耐久性を高めたデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動変速マニュアルトランスミッション（以下、ＡＭＴという）の変速時間改善のため、クラッチを２系統もつデュアルクラッチトランスミッション（以下、ＤＣＴという）が存在する。ＤＣＴは通常、偶数段と奇数段それぞれにクラッチを持ち、両者を切り換えて変速していくため偶数段（奇数段）の使用中に奇数段（偶数段）の変速操作を行うことができる。このＤＣＴは変速タイムラグの無い素早い変速を可能とすると共に、クラッチで動力を伝達するため、構造がシンプルで動力損失も少なく伝達効率に優れているため、燃費の向上にもつながる。
【０００３】
ここで、従来のＤＣＴについて図８及び図９を参照しながら説明する。図８に示すように、ＤＣＴ１Ｘは、第１入力軸１１、第２入力軸１２、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、カウンターシャフト１３、歯車段Ｇ１〜Ｇ６、歯車段ＧＲ、カップリングスリーブＳ１〜Ｓ３、及びカップリングスリーブＳＲを備える。
【０００４】
クランクシャフト２からエンジン（内燃機関）の動力を第１クラッチＣ１又は第２クラッチＣ２を介して受け取り、各ギア段で変速して出力軸３へとその動力を伝達している。
【０００５】
第２入力軸１２を中空状に形成し、第１入力軸１１を第２入力軸１２内の同軸上になるように挿通する。ギア段Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５、及びＧＲを第１入力軸１１に配置し、ギア段Ｇ２、Ｇ４、及びＧ６を第２入力軸に配置する。第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、又は第２クラッチＣ２を第２入力軸に結合すると共に、カウンターシャフト１３に設けた各カップリングスリーブＳ１〜ＳＲが各ギア段Ｇ１〜ＧＲと同期係合することで、動力を伝達することができる。
【０００６】
クラッチＣ１は、フライホイールＣ１ａ、クラッチカバーＣ１ｂ、レリーズベアリングＣ１ｃ、ダイヤフラムスプリングＣ１ｄ、プレッシャープレートＣ１ｅ、及びライニング、トーションダンパー、スラストなどからなるクラッチディスクＣ１ｆを備える。クラッチＣ２も同様の構成になる。
【０００７】
また、上記のＤＣＴ１Ｘは、図８に示すように、ＥＣＵ（制御装置）２０、クラッチＣ１又はクラッチＣ２を動作させるクラッチ動作機構２１、及びカップリングスリーブＳ１〜ＳＲを動作させる同期係合機構２２を備える。クラッチ動作機構２１及び同期係合機構２２には油圧ピストンなどを用いることができる。
【０００８】
次に、このＤＣＴ１Ｘの発進動作を説明する。このＤＣＴ１Ｘはギア段Ｇ１を発進段ＤＧ１とする。車両が止まり、エンジンが停止すると、ＥＣＵ２０は、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の結合を解除すると共に、カップリングスリーブＳ１を発進段ＤＧ１に同期係合する。車両を発進するときには、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１と結合する。図９の矢印がこのときの動力の伝達を示している。
【０００９】
次に、加速を円滑に行うために、カップリングスリーブＳ２をギア段Ｇ２に同期係合しておく。これにより、発進段ＤＧ１からギア段Ｇ２へ変更する場合は、第１クラッチＣ１の結合を解除（以下、完断という）し、第２クラッチＣ２を第２入力軸１２と結合（以下、完接という）する。このように、交互に切り換えることができるため、変速操作を円滑にすることができる。
【００１０】
しかし、上記のように、ＤＣＴにおいては、通常、発進は１速もしくは２速といった、決まったギア段が使用されるため、発進に用いられるクラッチは奇数段用か偶数段用のどちらか一方となる。発進時の係合はクラッチにとって負荷が高く摩耗が進む状況である。従って奇数段又は偶数段のどちらか一方のクラッチのみ摩耗が進行してしまう。
【００１１】
このクラッチの摩耗を防ぐために、十分な容量のクラッチを用いればよいが、狭いスペースに２組のクラッチを収めているＤＣＴでは、十分な容量をとることが難しい。また、クラッチの摩耗状況や発進条件などにより発進段を使い分ける方法を採用した装置がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらの装置はクラッチの摩耗状況により発進段を適宜選択することで摩耗を均等化できる。しかし、一方で発進フィーリングの変化により運転しづらい車両となるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１３２５６２号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の発進時に、発進フィーリングを変化させずに、一方のクラッチにかかる負担を低減して、一方のクラッチのみの摩耗を抑制することができ、クラッチの交換時期を長くすることができるデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載する車両を提供することである。加えて、両方のクラッチを用いることで、発生する二重噛み合いを防ぐと共に、出力軸へのトルクを低減させないデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載する車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するためのデュアルクラッチ式変速機は、少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸と出力軸との間、及び前記第２入力軸と出力軸との間に、それぞれ奇数段と偶数段の歯車段を配置し、動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機において、前記第１入力軸に配置され、前記発進段と異なる歯車比を有する補助段を備え、前記発進段を前記第２入力軸に、及び前記補助段を前記第１入力軸に同期係合させると共に、前記前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを同時に結合状態にして、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、前記補助段を空転させる回転切断機構を前記補助段と前記第１入力軸との間に備えて構成される。
【００１５】
車両の発進の瞬間に両クラッチを用いると、発進段のクラッチの摩耗を抑制することができるので、クラッチの交換期間を長くすることができる。一方、両クラッチを用いることで、2重噛み合いを引き起こす可能性がある。そこで、上記の構成によれば、補助段の
歯車回転数よりも低い回転数のときは、入力軸から補助段へ回転を伝達しないように、補
助段を空転させる回転切断機構を設ける。これにより、両クラッチを同時に結合させても、補助段が空転しトルクを伝達しないため、２重噛み合いを防ぐことができる。そのため、安全に両クラッチの負担を低減して、摩耗を抑制することができる。
【００１６】
また、上記のデュアルクラッチ式変速機において、前記第１入力軸又は前記第２入力軸のどちらか一方を中空軸で形成し、もう一方の挿設軸を前記中空軸の内の同軸上に挿設し、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達が開始するときに、前記中空軸と前記挿設軸とを一体回転する入力結合機構を備える。
【００１７】
この構成によれば、入力結合機構が両入力軸を結合して、一体に回転させることができる。これにより、両方のクラッチを同時につないだときに、補助段は入力回転数がギア回転数より低いため空転して、トルクを伝達しないと共に、両方のクラッチにより両入力軸に伝達されたトルクは、入力結合機構によって両入力軸が一体回転しているため、全て発進段に伝えることができる。そのため、両クラッチを用いても、出力軸へのトルクを低減させることがない。
【００１８】
加えて、上記のデュアルクラッチ式変速機において、前記回転切断機構を、前記第１入力軸の回転数が、前記補助段の歯車回転数より低い回転数のときに、前記補助段を空転させるワンウェイクラッチで構成する。この構成によれば、ワンウェイクラッチにより、入力軸の回転数が補助段よりも低回転数の場合はトルク伝達しないため、２重噛み合いを防ぐことができる。
【００１９】
上記の目的を達成するための車両は、上記に記載のデュアルクラッチ式変速機を搭載して構成される。この構成によれば、クラッチの摩耗を均等化すると共に、発進フィーリングが変化しないため、運転し易い車両を提供することができる。
【００２０】
上記の目的を達成するためのデュアルクラッチ式変速機の制御方法は、少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸と出力軸との間、及び前記第２入力軸と出力軸との間に、それぞれ奇数段と偶数段の歯車段を配置し、動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機の制御方法において、前記発進段を前記第２入力軸に、及び、前記発進段と異なる歯車比を有する補助段を前記第１入力軸に同期係合すると共に、前記第１クラッチと前記第２クラッチとを同時に結合状態にして、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、入力結合機構が前記第１入力軸と前記第２入力軸とを一体回転させると共に、回転切断機構が前記補助段を空転させることを特徴とする方法である。
【００２１】
この方法によれば、クラッチの負荷を低減して、摩耗を抑制するために、両クラッチを用いて車両を発進させても、２重噛み合いを防ぐと共に、両クラッチに伝達されたトルクを無駄なく発進段に伝達することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、車両の発進時に、発進フィーリングを変化させずに、一方のクラッチにかかる負担を低減して、一方のクラッチのみの摩耗を抑制することができ、クラッチの交換時期を長くすることができる。加えて、両方のクラッチを用いることで、発生する二重噛み合いを防ぐと共に、出力軸へのトルクを低減させない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩを示し、ワンウェイクラッチを示した断面図であり、（ａ）に第１入力軸の回転数が補助段のギア比回転数以上の場合を示し、（ｂ）に第１入力軸の回転数が補助段のギア比回転数よりも小さい場合を示す。
【図３】図１の入力結合機構を示した図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の発進動作を示し、（ａ）に車両の発進前の状態を示し、（ｂ）に両クラッチが結合し、ワンウェイクラッチが補助段を空転させ、両入力軸が一体に回転した状態を示し、（ｃ）に第２クラッチが完接し、第３クラッチが完断した状態を示し、（ｄ）に加速時の状態を示した図である。
【図５】本発明に係る第２の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。
【図６】本発明に係る第２の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の制御方法を示したフローチャートである。
【図７】本発明に係る第３の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。
【図８】従来のデュアルクラッチ式変速機を示した図である。
【図９】従来のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る第１、第２及び第３の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載する車両について、図面を参照しながら説明する。なお、図８及び図９に示した従来のデュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）１Ｘと同一の構成及び動作については同一の符号を用いて、その説明を省略する。また、本発明に係る第１、第２及び第３の実施の形態では６速のＤＣＴを例にして説明するが、本発明のＤＣＴは、例えば８速などでもよく、変速段の段数には限定しない。
【００２５】
本発明に係る第１の実施の形態のデュアルクラッチトランスミッション（デュアルクラッチ式変速機、以下ＤＣＴという）１は、図１に示すように、ＤＣＴ１は、第１入力軸１１、第２入力軸１２、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、カウンターシャフト１３、ギア段Ｇ１〜Ｇ６、ギア段ＧＲ、カップリングスリーブＳ１〜Ｓ３、カップリングスリーブＳＲ、ＥＣＵ（制御装置）２０、クラッチ動作機構２１、及び同期係合機構２２を備え、図８に示す従来のＤＣＴ１Ｘと同様の構成を用いている。そして、図１に示すように、ギア段Ｇ２を発進段ＤＧ２、ギア段Ｇ１を補助段ＳＧ１とすること、クラッチ動作機構２１が両クラッチＣ１及びＣ２を同時に動作させることができる構成にすること、及びワンウェイクラッチ（回転切断機構）３０と第３クラッチ（入力結合機構）４０とを追加することが、従来のＤＣＴ１Ｘと相違する構成である。
【００２６】
このＤＣＴ１は、自動変速マニュアルトランスミッションであれば、上記の構成に限らず、両入力軸の配置や、入力軸とクラッチの搭載数、及びギア段の数などを限定しない。例えば、両入力軸を同軸上に配置せずに、平行に配置し、両入力軸の間にカウンターシャフトを配置する構成や、また、クラッチを３つ備えたトリプルクラッチトランスミッションにも適用することができる。
【００２７】
上記の構成のギア段Ｇ２を発進段ＤＧ２とし、発進段ＤＧ２よりも一段低いギア比（歯車比）で、第１入力軸１１と同期係合するギア段Ｇ１を補助段ＳＧ１とする。また、発進段ＤＧ２よりも一段高いギア比で、第１入力軸１１と同期係合するギア段Ｇ３を加速段ＡＧ３とする。この発進段は、どのギア段に設定してもよい。例えば、ギア段Ｇ３を発進段とする場合は、補助段をギア段Ｇ２に設定し、加速段をギア段Ｇ４に設定する。
【００２８】
ＥＣＵ２０は、電気回路によってトランスミッションを含むパワープラント全体の制御を担当している。またエンジンもコントロールしており、電気的な制御を総合的に行うマイクロコントローラである。オートマチック車においては、ＥＣＵ２０にあらゆる運転状態における最適制御値を記憶させ、その時々の状態をセンサで検出し、センサからの入力信号により、記憶しているデータの中から最適値を選出し各機構を制御している。
【００２９】
このＥＣＵ２０は、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、また、第２クラッチＣ２を第２入力軸１２に係合させる制御を、独立、且つ同時に行う。また、ＥＣＵ２０は、各ギア段Ｇ１〜ＧＲをそれぞれ第１入力軸１１又は第２入力軸１２に各カップリングスリーブＳ１〜ＳＲを介して同期係合させる制御も行う。この制御は、円滑な変速動作となるように、例えば、偶数段Ｇ２、Ｇ４、及びＧ６の使用中に奇数段Ｇ１、Ｇ３、及びＧ５の同期係合を行うことができる。
【００３０】
クラッチ動作機構２１は、各クラッチＣ１、Ｃ２及び４０を動作させ、それぞれを第１入力軸１１と第２入力軸１２とに結合することができ、且つ同時に動作させることができればよく、例えば油圧ピストンや電磁アクチュエータなどで構成する。同期係合機構２２は、各カップリングスリーブＳ１〜ＳＲを揺動させるシフトフォークを含み、そのシフトフォークを動作させることができればよく、例えば油圧ピストンや電磁アクチュエータなどで構成する。クラッチ動作機構２１と同期係合機構２２は上記の構成に限らず、クラッチ動作機構２１は各クラッチＣ１及びＣ２を、同期係合機構２２はカップリングスリーブＳ３をそれぞれ動作することができればよい。
【００３１】
ワンウェイクラッチ３０は、第１入力軸と補助段ＳＧ１との間に設け、第１入力軸１１の回転数が、補助段ＳＧ１のギア回転数よりも低い場合に、補助段ＳＧ１を空転させることができる。このワンウェイクラッチ３０について、図２を参照しながら説明する。図２の（ａ）に示すように、ワンウェイクラッチ３０は、外輪３１、内輪３２、間隙部３３、ローラー３４、及びバネ３５を備える。また、間隙部３３には、噛み合い部３３ａと空転部３３ｂを設ける。
【００３２】
図２の（ａ）に第１入力軸１１の回転数が、補助段ＳＧ１のギア回転数よりも小さい場合を示し、図２の（ｂ）に第１入力軸１１の回転数が、補助段ＳＧ１のギア回転数以上の場合を示す。図２の（ａ）に示すように、第１入力軸１１の回転数が小さい場合は、ローラー３４と内輪３２との摩擦力が、バネ３５がローラー３４を付勢する付勢力よりも大きくなるため、ローラー３４は空転部３３ｂに位置する。すると外輪３１に第１入力軸１１の回転が伝達されず、外輪３１は回転しない。そのため、補助段ＳＧ１は空転する。図２の（ｂ）に示すように、第１入力軸１１の回転数が大きい場合は、ローラー３４はバネ３５に付勢されて、噛み合い部３３ａに位置する。そのため、ローラー３４を介して外輪３１と内輪３２とが一体に回転する。よって、補助段ＳＧ１も回転する。
【００３３】
このワンウェイクラッチ３０は、第１入力軸１１の回転数が補助段ＳＧ１のギア回転数よりも小さいときに、補助段ＳＧ１を空転させることができれば、上記の構成に限定しない。例えば、内輪にカム面を設けてもよい。また、ローラー３４に換えて、可動式の歯であるスプラグを設けてもよい。
【００３４】
このワンウェイクラッチ３０を、第１入力軸１１と補助段ＳＧ１との間に介すと、エンジンブレーキが利かなくなる。発進段はどのギア段に設定してもよいが、好ましくは補助段をギア段のなかでもギア比が低い段に設定し、より好ましくは発進段をギア段Ｇ２（２速段）、及び補助段をギア段Ｇ１（１速段）に設定する。
【００３５】
この構成によれば、補助段ＳＧ１は自身のギア回転数よりも第１入力軸１１の回転数が
小さいときに、ワンウェイクラッチ３０により空転する。これにより、両クラッチＣ１及びＣ２を用いて、車両を発進させても、２重噛み合いを抑制することができる。
【００３６】
第３クラッチ４０は、第１入力軸１１と第２入力軸１２との間に設け、第１入力軸１１と第２入力軸１２とを一体に回転させることができる。この第３クラッチ４０について、図３を参照しながら説明する。第３クラッチ４０は、湿式多板クラッチであり、複数のアウターディスク４１、複数のインナーディスク４２、レリーズバネ４３、ピストン４４、コイルバネ４５、油圧室４６、シリンダ４７、及びオイル管４８を備える。また、第２入力軸１２にスラストプレート１２ａも備える。
【００３７】
この第３クラッチ４０は、油圧を上げ、作動油を油圧室４６へ送ると、ピストン４４が動作し、アウターディスク４１を押す。これにより、アウターディスク４１とインナーディスク４２とが圧着して、第３クラッチ４０を結合することができる。一方、油圧を下げ、作動油を戻すと、コイルバネ４５がピストン４４を押し戻す。これにより、アウターディスク４１とインナーディスク４２とが、レリーズバネ４３により分離して、第３クラッチ４０を切り離すことができる。
【００３８】
この第３クラッチ４０は、第１入力軸１１と第２入力軸１２とを結合及び分離することができれば、上記の構成に限定しない。例えば、乾式クラッチ、電磁式クラッチ、及びパウダークラッチなどを用いることができる。しかし、第１入力軸１１と第２入力軸１２との間が狭く、充分なクラッチ容量をとることができないため、ディスクを複数枚使用する多板式のクラッチや、電磁式クラッチなどが好ましい。
【００３９】
この構成によれば、ワンウェイクラッチ３０を設けることにより、補助段ＳＧ１が空転し、トルクを出力軸３に伝えない。一方、第３クラッチ４０により、第１入力軸１１と第２入力軸１２とが結合し、一体に回転することができる。これにより、両クラッチＣ１及びＣ２により、伝達されるトルクを全て発進段ＤＧ２に伝えることができる。
【００４０】
次にＤＣＴ１の動作について、図４を参照しながら説明する。図４の（ａ）に示すように、車両の発進時には、ＥＣＵ２０が、発進段ＤＧ２を第２入力軸１２に、補助段ＳＧ１を第１入力軸１１に、それぞれ同期係合する。また、第３クラッチ４０により、第１入力軸１１と第２入力軸とを結合して、一体回転できる状態にする。なお、図中の左から右に向かう矢印が各クラッチの結合を示し、右から左に向かう矢印が各クラッチの切断を示す。その他の矢印は各入力軸と各ギア段の回転を示す。
【００４１】
そして図４の（ｂ）に示すように、車両を発進するときに、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、及び第２クラッチＣ２を第２入力軸１２に、結合していく。第１入力軸１１の回転数は発進時には、補助段ＳＧ１のギア回転数より低いため、ワンウェイクラッチ３０によって空転しトルクを伝達しない。
【００４２】
次に、図４の（ｃ）に示すように、第２クラッチＣ２が完接し、伝達中のトルクを十分に伝えられる状態となったら、補助段ＳＧ１側の第１クラッチＣ１を切断すると共に、第３クラッチ４０も切断する。また、補助段ＳＧ１の同期係合を解除して、加速段ＡＧ３の同期係合を行う。発進段ＤＧ２から、加速段ＡＧ３へ変速するときは、図４の（ｄ）に示すように、第２クラッチＣ２を切断し、第１クラッチＣ１を結合する。
【００４３】
この動作によれば、発進時に両クラッチＣ１、Ｃ２を用いるため、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２の摩耗を抑制することができので、両クラッチＣ１及びＣ２の交換期間を長くすることができる。
【００４４】
また、ワンウェイクラッチ３０によって、補助段ＳＧ１を空転させて、補助段ＳＧ１へトルクを伝達しないため、両クラッチＣ１及びＣ２を用いることで発生する可能性がある２重噛み合いを抑制することができる。
【００４５】
加えて、第３クラッチ４０により、第１入力軸１１と第２入力軸１２とを結合して、一体に回転させることができる。これにより、伝達される全てのトルクを発進段ＤＧ２に伝達することができる。さらに、第２クラッチＣ２が完接し、伝達中のトルクを十分に伝えられる状態となったら、加速段ＡＧ３を同期係合することで、発進段ＤＧ２から変速して、加速するときに、各クラッチＣ１及びＣ２の切り換えだけでスムースに加速することができる。
【００４６】
次に本発明の第２の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機について、図５を参照しながら説明する。前述した図１と同じ構成に、図５に示すように、第２クラッチ入力回転数センサ２３と第２クラッチ出力回転数センサ２４を追加する。
【００４７】
第２クラッチ入力回転数センサ２３は、第２クラッチＣ２の入力回転数Ｎｉｎを検出することができるセンサであり、第２クラッチ出力回転数センサ２４は、第２クラッチＣ２の出力回転数Ｎｏｕｔを検出することができるセンサである。入力回転数Ｎｉｎは、クランクシャフト２の回転数のことであり、既存のクランク角センサを用いることができる。また、出力回転数Ｎｏｕｔは、第２クラッチＣ２を介すことで、入力回転数Ｎｉｎより回転数が小さくなる第２入力軸１２の回転数であり、既存の速度センサなどを用いることができる。この第２クラッチ出力回転数センサ２４は、第２入力軸１２に設ける以外に、発進段ＤＧ２のギア比を考慮すれば、出力軸３に設けることもできる。
【００４８】
次に、ＤＣＴ１の制御方法について、図６を参照しながら説明する。まず、車両を停止するか否かを判断するステップＳ１を行う。車両が停止していると判断すると、発進段ＤＧ２と補助段ＳＧ１とをそれぞれ第２入力軸１２又は第１入力軸１１に同期係合するステップＳ２を行う。このステップＳ２ではＥＣＵ２０はシフト動作機構２２を動作させて、カップリングスリーブＳ２とカップリングスリーブＳ１とを揺動して、発進段ＤＧ２と補助段ＳＧ１を同期係合する。
【００４９】
次に、車両の発進操作が行われたか否かを判断するステップＳ３を行う。車両の発進操作が行われたと判断すると、次に第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、及び第２クラッチＣ２を第２入力軸１２にそれぞれ半クラッチ（半結合）するステップＳ４を行う。このステップＳ４により、車両を発進する瞬間に、クランク軸２からの動力を両クラッチＣ１及びＣ２で伝達して、出力軸３へと伝達することができる。
【００５０】
次に、第１入力軸１１の回転数は補助段ＳＧ１のギア比回転数よりも低いため、ワンウェイクラッチ３０が図２の（ｂ）の状態に動作して、補助段ＳＧ１が空転するステップＳ５を行う。次に、図５に示すように、第３クラッチを完接するステップＳ６を行う。これにより、第１入力軸１１と第２入力軸１２とが、結合して一体に回転する。
【００５１】
次に、第２クラッチＣ２が第２入力軸１２と完接しているか否かを判断するステップＳ７を行う。ステップＳ４で第２クラッチＣ２は、半クラッチのため、次の第１クラッチＣ１が第１入力軸１１と完断しているか否かを判断するステップＳ７を行う。ここでもステップＳ５で第１クラッチＣ１は半クラッチになっているため、次のステップへと進む。
【００５２】
次に、第２クラッチＣ２の入力回転数Ｎｉｎと、出力回転数Ｎｏｕｔとの回転数差ΔＮを算出するステップＳ９を行う。次に、回転数差ΔＮが予め定めた閾値である設定値Ｎｌｉｍよりも小さいか否かを判断するステップＳ１０を行う。この回転数差ΔＮの値が０に
なると第２クラッチ１２を第２入力軸へと完接することができる。そこで、設定値Ｎｌｉｍを、好ましくは「設定値Ｎｌｉｍ＝回転数差ΔＮ＞０」となるような値に、より好ましくは 〜 に設定する。このステップＳ１０で回転数差ΔＮが設定値Ｎｌｉｍ以上の場合は、再度ステップＳ７に戻って、ステップＳ７からステップＳ１０までを行う。
【００５３】
次に、回転数差ΔＮが設定値Ｎｌｉｍよりも小さいと判断されると第１クラッチＣ１を第１入力軸１１から完断するステップＳ１１を行う。ステップＳ１１が完了すると次に、ステップＳ７に戻る。現時点では、第１クラッチＣ１は完断、第２クラッチＣ２は半クラッチ、発進段ＤＧ２は同期係合、及び補助段ＳＧ１は同期係合の状態である。
【００５４】
よって、ステップＳ７は否であり、ステップＳ８に進む。ステップＳ８で、第１クラッチＣ１が完断していると判断されると、次に、補助段ＳＧ１の同期係合が外れているか否かを判断するステップＳ１２を行う。補助段ＳＧ１の同期係合は外れていないため、次の補助段ＳＧ１の同期係合を外すステップＳ１３を行う。ステップＳ１３が完了するとステップＳ７に戻る。現時点では、第１クラッチＣ１は完断、第２クラッチＣ２は半クラッチ、発進段ＤＧ２は同期係合、補助段ＳＧ１は同期係合が解除の状態である。
【００５５】
次に、ステップＳ７、ステップＳ８、そしてステップＳ１２へと進み、補助段ＳＧ１の同期係合が外れていると判断されると、次に、加速段ＡＧ３を同期係合するステップＳ１４を行う。ステップ１４が完了すると第２クラッチＣ２を第２入力軸１２に完接するステップＳ１５を行う。ステップＳ１５が完了するとステップＳ７へと戻る。現時点では、第１クラッチＣ１は完断、第２クラッチＣ２は完接、発進段ＤＧ２は同期係合、補助段ＳＧ１は同期係合が解除、加速段ＡＧ２は同期係合の状態である。
【００５６】
ステップＳ７で第２クラッチＣ２が完接していると判断されると、次に第３クラッチを完断するステップＳ１６を行って、この制御方法は終了する。
【００５７】
この方法によれば、上記と同じ作用効果を得ることができる。また、第２クラッチＣ２の完接のタイミングを第２クラッチＣ２の回転数差ΔＮから判断して、制御するため、スムースな発進制御をおこなうことができる。上記の制御方法は、第２クラッチ入力回転数センサ２３と第２クラッチ出力回転数センサ２４を追加するだけで行うことができる。
【００５８】
次に、本発明に係る第３の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機について、図７を参照しながら説明する。第２の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機１は、前述の図１の第３クラッチ４０を外した構成である。この構成の場合は、発進時に補助段ＳＧ１の同期係合を解除した状態、つまりニュートラルとすることで前述と同様に、２重噛み合いを抑制することができる。
【００５９】
上記に記載のＤＣＴ１を搭載する車両は、両クラッチＣ１及びＣ２の摩耗を均等化して、両クラッチＣ１及びＣ２の交換期間を従来よりも長くすることができる。また、発進フィーリングが変化させずに上記の作用効果を得ることができるため、運転し易い車両を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のデュアルクラッチ式変速機の制御方法は、発進フィーリングを変化させることなく、発進段側のクラッチの負担を低減して、摩耗を抑制することができるので、クラッチの交換期間を長くすることができる。また、両クラッチを用いることで発生する２重噛み合いを防止すると共に、両クラッチに伝達されるトルクを全て発進段に伝えることができる。加えて、発進してからの変速操作も円滑にすることができる。そのため、スムースな変速操作によって低燃費を実現するためにデュアルクラッチ式変速機を搭載したトラッ
クなどの大型車両に利用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ ＤＣＴ（デュアルクラッチ式変速機）
１１ 第１入力軸
１２ 第２入力軸
１３ カウンターシャフト
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
ＤＧ２ 発進段
ＳＧ１ 補助段
ＡＧ３ 加速段
Ｇ１、Ｇ４〜Ｇ６、ＧＲ ギア段
Ｓ１〜Ｓ３ カップリングスリーブ
２０ ＥＣＵ（制御装置）
２１ クラッチ動作機構
２２ 同期係合動作機構
３０ ワンウェイクラッチ
４０ 第３クラッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２本の入力軸と２つのクラッチを備え、変速操作を円滑にしたデュアルクラッチ式変速機において、両クラッチの負担を低減すると共に、摩耗を抑制して、耐久性を高めたデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動変速マニュアルトランスミッション（以下、ＡＭＴという）の変速時間改善のため、クラッチを２系統もつデュアルクラッチトランスミッション（以下、ＤＣＴという）が存在する。ＤＣＴは通常、偶数段と奇数段それぞれにクラッチを持ち、両者を切り換えて変速していくため偶数段（奇数段）の使用中に奇数段（偶数段）の変速操作を行うことができる。このＤＣＴは変速タイムラグの無い素早い変速を可能とすると共に、クラッチで動力を伝達するため、構造がシンプルで動力損失も少なく伝達効率に優れているため、燃費の向上にもつながる。
【０００３】
ここで、従来のＤＣＴについて図８及び図９を参照しながら説明する。図８に示すように、ＤＣＴ１Ｘは、第１入力軸１１、第２入力軸１２、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、カウンターシャフト１３、歯車段Ｇ１〜Ｇ６、歯車段ＧＲ、カップリングスリーブＳ１〜Ｓ３、及びカップリングスリーブＳＲを備える。
【０００４】
クランクシャフト２からエンジン（内燃機関）の動力を第１クラッチＣ１又は第２クラッチＣ２を介して受け取り、各ギア段で変速して出力軸３へとその動力を伝達している。
【０００５】
第２入力軸１２を中空状に形成し、第１入力軸１１を第２入力軸１２内の同軸上になるように挿通する。ギア段Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５、及びＧＲを第１入力軸１１に配置し、ギア段Ｇ２、Ｇ４、及びＧ６を第２入力軸に配置する。第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、又は第２クラッチＣ２を第２入力軸に結合すると共に、カウンターシャフト１３に設けた各カップリングスリーブＳ１〜ＳＲが各ギア段Ｇ１〜ＧＲと同期係合することで、動力を伝達することができる。
【０００６】
クラッチＣ１は、フライホイールＣ１ａ、クラッチカバーＣ１ｂ、レリーズベアリングＣ１ｃ、ダイヤフラムスプリングＣ１ｄ、プレッシャープレートＣ１ｅ、及びライニング、トーションダンパー、スラストなどからなるクラッチディスクＣ１ｆを備える。クラッチＣ２も同様の構成になる。
【０００７】
また、上記のＤＣＴ１Ｘは、図８に示すように、ＥＣＵ（制御装置）２０、クラッチＣ１又はクラッチＣ２を動作させるクラッチ動作機構２１、及びカップリングスリーブＳ１〜ＳＲを動作させる同期係合機構２２を備える。クラッチ動作機構２１及び同期係合機構２２には油圧ピストンなどを用いることができる。
【０００８】
次に、このＤＣＴ１Ｘの発進動作を説明する。このＤＣＴ１Ｘはギア段Ｇ１を発進段ＤＧ１とする。車両が止まり、エンジンが停止すると、ＥＣＵ２０は、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の結合を解除すると共に、カップリングスリーブＳ１を発進段ＤＧ１に同期係合する。車両を発進するときには、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１と結合する。図９の矢印がこのときの動力の伝達を示している。
【０００９】
次に、加速を円滑に行うために、カップリングスリーブＳ２をギア段Ｇ２に同期係合しておく。これにより、発進段ＤＧ１からギア段Ｇ２へ変更する場合は、第１クラッチＣ１の結合を解除（以下、完断という）し、第２クラッチＣ２を第２入力軸１２と結合（以下、完接という）する。このように、交互に切り換えることができるため、変速操作を円滑にすることができる。
【００１０】
しかし、上記のように、ＤＣＴにおいては、通常、発進は１速もしくは２速といった、決まったギア段が使用されるため、発進に用いられるクラッチは奇数段用か偶数段用のどちらか一方となる。発進時の係合はクラッチにとって負荷が高く摩耗が進む状況である。従って奇数段又は偶数段のどちらか一方のクラッチのみ摩耗が進行してしまう。
【００１１】
このクラッチの摩耗を防ぐために、十分な容量のクラッチを用いればよいが、狭いスペースに２組のクラッチを収めているＤＣＴでは、十分な容量をとることが難しい。また、クラッチの摩耗状況や発進条件などにより発進段を使い分ける方法を採用した装置がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらの装置はクラッチの摩耗状況により発進段を適宜選択することで摩耗を均等化できる。しかし、一方で発進フィーリングの変化により運転しづらい車両となるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１３２５６２号公報
【特許文献２】特開２００８−３０９３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の発進時に、発進フィーリングを変化させずに、一方のクラッチにかかる負担を低減して、一方のクラッチのみの摩耗を抑制することができ、クラッチの交換時期を長くすることができるデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載する車両を提供することである。加えて、両方のクラッチを用いることで、発生する二重噛み合いを防ぐと共に、出力軸へのトルクを低減させないデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載する車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するためのデュアルクラッチ式変速機は、少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸と出力軸との間、及び前記第２入力軸と出力軸との間に、それぞれ奇数段と偶数段の歯車段を配置し、動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機において、前記第１入力軸に配置され、前記発進段と異なる歯車比を有する補助段を備え、前記発進段を前記第２入力軸に、及び前記補助段を前記第１入力軸に同期係合させると共に、前記前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを同時に結合状態にして、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、前記補助段を空転させる回転切断機構を前記補助段と前記第１入力軸との間に備えて構成される。
【００１５】
車両の発進の瞬間に両クラッチを用いると、発進段のクラッチの摩耗を抑制することができるので、クラッチの交換期間を長くすることができる。一方、両クラッチを用いることで、2重噛み合いを引き起こす可能性がある。そこで、上記の構成によれば、補助段の
歯車回転数よりも低い回転数のときは、入力軸から補助段へ回転を伝達しないように、補
助段を空転させる回転切断機構を設ける。これにより、両クラッチを同時に結合させても、補助段が空転しトルクを伝達しないため、２重噛み合いを防ぐことができる。そのため、安全に両クラッチの負担を低減して、摩耗を抑制することができる。
【００１６】
また、上記のデュアルクラッチ式変速機において、前記第１入力軸又は前記第２入力軸のどちらか一方を中空軸で形成し、もう一方の挿設軸を前記中空軸の内の同軸上に挿設し、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達が開始するときに、前記中空軸と前記挿設軸とを一体回転する入力結合機構を備える。
【００１７】
この構成によれば、入力結合機構が両入力軸を結合して、一体に回転させることができる。これにより、両方のクラッチを同時につないだときに、補助段は入力回転数がギア回転数より低いため空転して、トルクを伝達しないと共に、両方のクラッチにより両入力軸に伝達されたトルクは、入力結合機構によって両入力軸が一体回転しているため、全て発進段に伝えることができる。そのため、両クラッチを用いても、出力軸へのトルクを低減させることがない。
【００１８】
加えて、上記のデュアルクラッチ式変速機において、前記回転切断機構を、前記第１入力軸の回転数が、前記補助段の歯車回転数より低い回転数のときに、前記補助段を空転させるワンウェイクラッチで構成する。この構成によれば、ワンウェイクラッチにより、入力軸の回転数が補助段よりも低回転数の場合はトルク伝達しないため、２重噛み合いを防ぐことができる。
【００１９】
上記の目的を達成するための車両は、上記に記載のデュアルクラッチ式変速機を搭載して構成される。この構成によれば、クラッチの摩耗を均等化すると共に、発進フィーリングが変化しないため、運転し易い車両を提供することができる。
【００２０】
上記の目的を達成するためのデュアルクラッチ式変速機の制御方法は、少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸と出力軸との間、及び前記第２入力軸と出力軸との間に、それぞれ奇数段と偶数段の歯車段を配置し、動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機の制御方法において、前記発進段を前記第２入力軸に、及び、前記発進段と異なる歯車比を有する補助段を前記第１入力軸に同期係合すると共に、前記第１クラッチと前記第２クラッチとを同時に結合状態にして、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、入力結合機構が前記第１入力軸と前記第２入力軸とを一体回転させると共に、回転切断機構が前記補助段を空転させることを特徴とする方法である。
【００２１】
この方法によれば、クラッチの負荷を低減して、摩耗を抑制するために、両クラッチを用いて車両を発進させても、２重噛み合いを防ぐと共に、両クラッチに伝達されたトルクを無駄なく発進段に伝達することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、車両の発進時に、発進フィーリングを変化させずに、一方のクラッチにかかる負担を低減して、一方のクラッチのみの摩耗を抑制することができ、クラッチの交換時期を長くすることができる。加えて、両方のクラッチを用いることで、発生する二重噛み合いを防ぐと共に、出力軸へのトルクを低減させない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩを示し、ワンウェイクラッチを示した断面図であり、（ａ）に第１入力軸の回転数が補助段のギア比回転数以上の場合を示し、（ｂ）に第１入力軸の回転数が補助段のギア比回転数よりも小さい場合を示す。
【図３】図１の入力結合機構を示した図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の発進動作を示し、（ａ）に車両の発進前の状態を示し、（ｂ）に両クラッチが結合し、ワンウェイクラッチが補助段を空転させ、両入力軸が一体に回転した状態を示し、（ｃ）に第２クラッチが完接し、第３クラッチが完断した状態を示し、（ｄ）に加速時の状態を示した図である。
【図５】本発明に係る第２の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。
【図６】本発明に係る第２の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の制御方法を示したフローチャートである。
【図７】本発明に係る第３の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。
【図８】従来のデュアルクラッチ式変速機を示した図である。
【図９】従来のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る第１、第２及び第３の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載する車両について、図面を参照しながら説明する。なお、図８及び図９に示した従来のデュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）１Ｘと同一の構成及び動作については同一の符号を用いて、その説明を省略する。また、本発明に係る第１、第２及び第３の実施の形態では６速のＤＣＴを例にして説明するが、本発明のＤＣＴは、例えば８速などでもよく、変速段の段数には限定しない。
【００２５】
本発明に係る第１の実施の形態のデュアルクラッチトランスミッション（デュアルクラッチ式変速機、以下ＤＣＴという）１は、図１に示すように、ＤＣＴ１は、第１入力軸１１、第２入力軸１２、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、カウンターシャフト１３、ギア段Ｇ１〜Ｇ６、ギア段ＧＲ、カップリングスリーブＳ１〜Ｓ３、カップリングスリーブＳＲ、ＥＣＵ（制御装置）２０、クラッチ動作機構２１、及び同期係合機構２２を備え、図８に示す従来のＤＣＴ１Ｘと同様の構成を用いている。そして、図１に示すように、ギア段Ｇ２を発進段ＤＧ２、ギア段Ｇ１を補助段ＳＧ１とすること、クラッチ動作機構２１が両クラッチＣ１及びＣ２を同時に動作させることができる構成にすること、及びワンウェイクラッチ（回転切断機構）３０と第３クラッチ（入力結合機構）４０とを追加することが、従来のＤＣＴ１Ｘと相違する構成である。
【００２６】
このＤＣＴ１は、自動変速マニュアルトランスミッションであれば、上記の構成に限らず、両入力軸の配置や、入力軸とクラッチの搭載数、及びギア段の数などを限定しない。例えば、両入力軸を同軸上に配置せずに、平行に配置し、両入力軸の間にカウンターシャフトを配置する構成や、また、クラッチを３つ備えたトリプルクラッチトランスミッションにも適用することができる。
【００２７】
上記の構成のギア段Ｇ２を発進段ＤＧ２とし、発進段ＤＧ２よりも一段低いギア比（歯車比）で、第１入力軸１１と同期係合するギア段Ｇ１を補助段ＳＧ１とする。また、発進段ＤＧ２よりも一段高いギア比で、第１入力軸１１と同期係合するギア段Ｇ３を加速段ＡＧ３とする。この発進段は、どのギア段に設定してもよい。例えば、ギア段Ｇ３を発進段とする場合は、補助段をギア段Ｇ２に設定し、加速段をギア段Ｇ４に設定する。
【００２８】
ＥＣＵ２０は、電気回路によってトランスミッションを含むパワープラント全体の制御を担当している。またエンジンもコントロールしており、電気的な制御を総合的に行うマイクロコントローラである。オートマチック車においては、ＥＣＵ２０にあらゆる運転状態における最適制御値を記憶させ、その時々の状態をセンサで検出し、センサからの入力信号により、記憶しているデータの中から最適値を選出し各機構を制御している。
【００２９】
このＥＣＵ２０は、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、また、第２クラッチＣ２を第２入力軸１２に係合させる制御を、独立、且つ同時に行う。また、ＥＣＵ２０は、各ギア段Ｇ１〜ＧＲをそれぞれ第１入力軸１１又は第２入力軸１２に各カップリングスリーブＳ１〜ＳＲを介して同期係合させる制御も行う。この制御は、円滑な変速動作となるように、例えば、偶数段Ｇ２、Ｇ４、及びＧ６の使用中に奇数段Ｇ１、Ｇ３、及びＧ５の同期係合を行うことができる。
【００３０】
クラッチ動作機構２１は、各クラッチＣ１、Ｃ２及び４０を動作させ、それぞれを第１入力軸１１と第２入力軸１２とに結合することができ、且つ同時に動作させることができればよく、例えば油圧ピストンや電磁アクチュエータなどで構成する。同期係合機構２２は、各カップリングスリーブＳ１〜ＳＲを揺動させるシフトフォークを含み、そのシフトフォークを動作させることができればよく、例えば油圧ピストンや電磁アクチュエータなどで構成する。クラッチ動作機構２１と同期係合機構２２は上記の構成に限らず、クラッチ動作機構２１は各クラッチＣ１及びＣ２を、同期係合機構２２はカップリングスリーブＳ３をそれぞれ動作することができればよい。
【００３１】
ワンウェイクラッチ３０は、第１入力軸と補助段ＳＧ１との間に設け、第１入力軸１１の回転数が、補助段ＳＧ１のギア回転数よりも低い場合に、補助段ＳＧ１を空転させることができる。このワンウェイクラッチ３０について、図２を参照しながら説明する。図２の（ａ）に示すように、ワンウェイクラッチ３０は、外輪３１、内輪３２、間隙部３３、ローラー３４、及びバネ３５を備える。また、間隙部３３には、噛み合い部３３ａと空転部３３ｂを設ける。
【００３２】
図２の（ａ）に第１入力軸１１の回転数が、補助段ＳＧ１のギア回転数よりも小さい場合を示し、図２の（ｂ）に第１入力軸１１の回転数が、補助段ＳＧ１のギア回転数以上の場合を示す。図２の（ａ）に示すように、第１入力軸１１の回転数が小さい場合は、ローラー３４と内輪３２との摩擦力が、バネ３５がローラー３４を付勢する付勢力よりも大きくなるため、ローラー３４は空転部３３ｂに位置する。すると外輪３１に第１入力軸１１の回転が伝達されず、外輪３１は回転しない。そのため、補助段ＳＧ１は空転する。図２の（ｂ）に示すように、第１入力軸１１の回転数が大きい場合は、ローラー３４はバネ３５に付勢されて、噛み合い部３３ａに位置する。そのため、ローラー３４を介して外輪３１と内輪３２とが一体に回転する。よって、補助段ＳＧ１も回転する。
【００３３】
このワンウェイクラッチ３０は、第１入力軸１１の回転数が補助段ＳＧ１のギア回転数よりも小さいときに、補助段ＳＧ１を空転させることができれば、上記の構成に限定しない。例えば、内輪にカム面を設けてもよい。また、ローラー３４に換えて、可動式の歯であるスプラグを設けてもよい。
【００３４】
このワンウェイクラッチ３０を、第１入力軸１１と補助段ＳＧ１との間に介すと、エンジンブレーキが利かなくなる。発進段はどのギア段に設定してもよいが、好ましくは補助段をギア段のなかでもギア比が低い段に設定し、より好ましくは発進段をギア段Ｇ２（２速段）、及び補助段をギア段Ｇ１（１速段）に設定する。
【００３５】
この構成によれば、補助段ＳＧ１は自身のギア回転数よりも第１入力軸１１の回転数が
小さいときに、ワンウェイクラッチ３０により空転する。これにより、両クラッチＣ１及びＣ２を用いて、車両を発進させても、２重噛み合いを抑制することができる。
【００３６】
第３クラッチ４０は、第１入力軸１１と第２入力軸１２との間に設け、第１入力軸１１と第２入力軸１２とを一体に回転させることができる。この第３クラッチ４０について、図３を参照しながら説明する。第３クラッチ４０は、湿式多板クラッチであり、複数のアウターディスク４１、複数のインナーディスク４２、レリーズバネ４３、ピストン４４、コイルバネ４５、油圧室４６、シリンダ４７、及びオイル管４８を備える。また、第２入力軸１２にスラストプレート１２ａも備える。
【００３７】
この第３クラッチ４０は、油圧を上げ、作動油を油圧室４６へ送ると、ピストン４４が動作し、アウターディスク４１を押す。これにより、アウターディスク４１とインナーディスク４２とが圧着して、第３クラッチ４０を結合することができる。一方、油圧を下げ、作動油を戻すと、コイルバネ４５がピストン４４を押し戻す。これにより、アウターディスク４１とインナーディスク４２とが、レリーズバネ４３により分離して、第３クラッチ４０を切り離すことができる。
【００３８】
この第３クラッチ４０は、第１入力軸１１と第２入力軸１２とを結合及び分離することができれば、上記の構成に限定しない。例えば、乾式クラッチ、電磁式クラッチ、及びパウダークラッチなどを用いることができる。しかし、第１入力軸１１と第２入力軸１２との間が狭く、充分なクラッチ容量をとることができないため、ディスクを複数枚使用する多板式のクラッチや、電磁式クラッチなどが好ましい。
【００３９】
この構成によれば、ワンウェイクラッチ３０を設けることにより、補助段ＳＧ１が空転し、トルクを出力軸３に伝えない。一方、第３クラッチ４０により、第１入力軸１１と第２入力軸１２とが結合し、一体に回転することができる。これにより、両クラッチＣ１及びＣ２により、伝達されるトルクを全て発進段ＤＧ２に伝えることができる。
【００４０】
次にＤＣＴ１の動作について、図４を参照しながら説明する。図４の（ａ）に示すように、車両の発進時には、ＥＣＵ２０が、発進段ＤＧ２を第２入力軸１２に、補助段ＳＧ１を第１入力軸１１に、それぞれ同期係合する。また、第３クラッチ４０により、第１入力軸１１と第２入力軸とを結合して、一体回転できる状態にする。なお、図中の左から右に向かう矢印が各クラッチの結合を示し、右から左に向かう矢印が各クラッチの切断を示す。その他の矢印は各入力軸と各ギア段の回転を示す。
【００４１】
そして図４の（ｂ）に示すように、車両を発進するときに、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、及び第２クラッチＣ２を第２入力軸１２に、結合していく。第１入力軸１１の回転数は発進時には、補助段ＳＧ１のギア回転数より低いため、ワンウェイクラッチ３０によって空転しトルクを伝達しない。
【００４２】
次に、図４の（ｃ）に示すように、第２クラッチＣ２が完接し、伝達中のトルクを十分に伝えられる状態となったら、補助段ＳＧ１側の第１クラッチＣ１を切断すると共に、第３クラッチ４０も切断する。また、補助段ＳＧ１の同期係合を解除して、加速段ＡＧ３の同期係合を行う。発進段ＤＧ２から、加速段ＡＧ３へ変速するときは、図４の（ｄ）に示すように、第２クラッチＣ２を切断し、第１クラッチＣ１を結合する。
【００４３】
この動作によれば、発進時に両クラッチＣ１、Ｃ２を用いるため、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２の摩耗を抑制することができので、両クラッチＣ１及びＣ２の交換期間を長くすることができる。
【００４４】
また、ワンウェイクラッチ３０によって、補助段ＳＧ１を空転させて、補助段ＳＧ１へトルクを伝達しないため、両クラッチＣ１及びＣ２を用いることで発生する可能性がある２重噛み合いを抑制することができる。
【００４５】
加えて、第３クラッチ４０により、第１入力軸１１と第２入力軸１２とを結合して、一体に回転させることができる。これにより、伝達される全てのトルクを発進段ＤＧ２に伝達することができる。さらに、第２クラッチＣ２が完接し、伝達中のトルクを十分に伝えられる状態となったら、加速段ＡＧ３を同期係合することで、発進段ＤＧ２から変速して、加速するときに、各クラッチＣ１及びＣ２の切り換えだけでスムースに加速することができる。
【００４６】
次に本発明の第２の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機について、図５を参照しながら説明する。前述した図１と同じ構成に、図５に示すように、第２クラッチ入力回転数センサ２３と第２クラッチ出力回転数センサ２４を追加する。
【００４７】
第２クラッチ入力回転数センサ２３は、第２クラッチＣ２の入力回転数Ｎｉｎを検出することができるセンサであり、第２クラッチ出力回転数センサ２４は、第２クラッチＣ２の出力回転数Ｎｏｕｔを検出することができるセンサである。入力回転数Ｎｉｎは、クランクシャフト２の回転数のことであり、既存のクランク角センサを用いることができる。また、出力回転数Ｎｏｕｔは、第２クラッチＣ２を介すことで、入力回転数Ｎｉｎより回転数が小さくなる第２入力軸１２の回転数であり、既存の速度センサなどを用いることができる。この第２クラッチ出力回転数センサ２４は、第２入力軸１２に設ける以外に、発進段ＤＧ２のギア比を考慮すれば、出力軸３に設けることもできる。
【００４８】
次に、ＤＣＴ１の制御方法について、図６を参照しながら説明する。まず、車両を停止するか否かを判断するステップＳ１を行う。車両が停止していると判断すると、発進段ＤＧ２と補助段ＳＧ１とをそれぞれ第２入力軸１２又は第１入力軸１１に同期係合するステップＳ２を行う。このステップＳ２ではＥＣＵ２０はシフト動作機構２２を動作させて、カップリングスリーブＳ２とカップリングスリーブＳ１とを揺動して、発進段ＤＧ２と補助段ＳＧ１を同期係合する。
【００４９】
次に、車両の発進操作が行われたか否かを判断するステップＳ３を行う。車両の発進操作が行われたと判断すると、次に第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、及び第２クラッチＣ２を第２入力軸１２にそれぞれ半クラッチ（半結合）するステップＳ４を行う。このステップＳ４により、車両を発進する瞬間に、クランク軸２からの動力を両クラッチＣ１及びＣ２で伝達して、出力軸３へと伝達することができる。
【００５０】
次に、第１入力軸１１の回転数は補助段ＳＧ１のギア比回転数よりも低いため、ワンウェイクラッチ３０が図２の（ｂ）の状態に動作して、補助段ＳＧ１が空転するステップＳ５を行う。次に、図５に示すように、第３クラッチを完接するステップＳ６を行う。これにより、第１入力軸１１と第２入力軸１２とが、結合して一体に回転する。
【００５１】
次に、第２クラッチＣ２が第２入力軸１２と完接しているか否かを判断するステップＳ７を行う。ステップＳ４で第２クラッチＣ２は、半クラッチのため、次の第１クラッチＣ１が第１入力軸１１と完断しているか否かを判断するステップＳ７を行う。ここでもステップＳ５で第１クラッチＣ１は半クラッチになっているため、次のステップへと進む。
【００５２】
次に、第２クラッチＣ２の入力回転数Ｎｉｎと、出力回転数Ｎｏｕｔとの回転数差ΔＮを算出するステップＳ９を行う。次に、回転数差ΔＮが予め定めた閾値である設定値Ｎｌｉｍよりも小さいか否かを判断するステップＳ１０を行う。この回転数差ΔＮの値が０に
なると第２クラッチ１２を第２入力軸へと完接することができる。そこで、設定値Ｎｌｉｍを、好ましくは「設定値Ｎｌｉｍ＝回転数差ΔＮ＞０」となるような値に、より好ましくは 〜 に設定する。このステップＳ１０で回転数差ΔＮが設定値Ｎｌｉｍ以上の場合は、再度ステップＳ７に戻って、ステップＳ７からステップＳ１０までを行う。
【００５３】
次に、回転数差ΔＮが設定値Ｎｌｉｍよりも小さいと判断されると第１クラッチＣ１を第１入力軸１１から完断するステップＳ１１を行う。ステップＳ１１が完了すると次に、ステップＳ７に戻る。現時点では、第１クラッチＣ１は完断、第２クラッチＣ２は半クラッチ、発進段ＤＧ２は同期係合、及び補助段ＳＧ１は同期係合の状態である。
【００５４】
よって、ステップＳ７は否であり、ステップＳ８に進む。ステップＳ８で、第１クラッチＣ１が完断していると判断されると、次に、補助段ＳＧ１の同期係合が外れているか否かを判断するステップＳ１２を行う。補助段ＳＧ１の同期係合は外れていないため、次の補助段ＳＧ１の同期係合を外すステップＳ１３を行う。ステップＳ１３が完了するとステップＳ７に戻る。現時点では、第１クラッチＣ１は完断、第２クラッチＣ２は半クラッチ、発進段ＤＧ２は同期係合、補助段ＳＧ１は同期係合が解除の状態である。
【００５５】
次に、ステップＳ７、ステップＳ８、そしてステップＳ１２へと進み、補助段ＳＧ１の同期係合が外れていると判断されると、次に、加速段ＡＧ３を同期係合するステップＳ１４を行う。ステップ１４が完了すると第２クラッチＣ２を第２入力軸１２に完接するステップＳ１５を行う。ステップＳ１５が完了するとステップＳ７へと戻る。現時点では、第１クラッチＣ１は完断、第２クラッチＣ２は完接、発進段ＤＧ２は同期係合、補助段ＳＧ１は同期係合が解除、加速段ＡＧ２は同期係合の状態である。
【００５６】
ステップＳ７で第２クラッチＣ２が完接していると判断されると、次に第３クラッチを完断するステップＳ１６を行って、この制御方法は終了する。
【００５７】
この方法によれば、上記と同じ作用効果を得ることができる。また、第２クラッチＣ２の完接のタイミングを第２クラッチＣ２の回転数差ΔＮから判断して、制御するため、スムースな発進制御をおこなうことができる。上記の制御方法は、第２クラッチ入力回転数センサ２３と第２クラッチ出力回転数センサ２４を追加するだけで行うことができる。
【００５８】
次に、本発明に係る第３の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機について、図７を参照しながら説明する。第２の実施の形態のデュアルクラッチ式変速機１は、前述の図１の第３クラッチ４０を外した構成である。この構成の場合は、発進時に補助段ＳＧ１の同期係合を解除した状態、つまりニュートラルとすることで前述と同様に、２重噛み合いを抑制することができる。
【００５９】
上記に記載のＤＣＴ１を搭載する車両は、両クラッチＣ１及びＣ２の摩耗を均等化して、両クラッチＣ１及びＣ２の交換期間を従来よりも長くすることができる。また、発進フィーリングが変化させずに上記の作用効果を得ることができるため、運転し易い車両を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明のデュアルクラッチ式変速機の制御方法は、発進フィーリングを変化させることなく、発進段側のクラッチの負担を低減して、摩耗を抑制することができるので、クラッチの交換期間を長くすることができる。また、両クラッチを用いることで発生する２重噛み合いを防止すると共に、両クラッチに伝達されるトルクを全て発進段に伝えることができる。加えて、発進してからの変速操作も円滑にすることができる。そのため、スムースな変速操作によって低燃費を実現するためにデュアルクラッチ式変速機を搭載したトラッ
クなどの大型車両に利用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ ＤＣＴ（デュアルクラッチ式変速機）
１１ 第１入力軸
１２ 第２入力軸
１３ カウンターシャフト
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
ＤＧ２ 発進段
ＳＧ１ 補助段
ＡＧ３ 加速段
Ｇ１、Ｇ４〜Ｇ６、ＧＲ ギア段
Ｓ１〜Ｓ３ カップリングスリーブ
２０ ＥＣＵ（制御装置）
２１ クラッチ動作機構
２２ 同期係合動作機構
３０ ワンウェイクラッチ
４０ 第３クラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸と出力軸との間、及び前記第２入力軸と出力軸との間に、それぞれ奇数段と偶数段の歯車段を配置し、
動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機において、
前記第１入力軸に配置され、前記発進段と異なる歯車比を有する補助段を備え、
前記発進段を前記第２入力軸に、及び前記補助段を前記第１入力軸に同期係合させると共に、前記前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを同時に結合状態にして、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、
前記補助段を空転させる回転切断機構を前記補助段と前記第１入力軸との間に備えることを特徴とするデュアルクラッチ式変速機。
【請求項２】
前記第１入力軸又は前記第２入力軸のどちらか一方を中空軸で形成し、もう一方の挿設軸を前記中空軸の内の同軸上に挿設し、
前記動力源から前記出力軸への動力の伝達が開始するときに、前記中空軸と前記挿設軸とを一体回転する入力結合機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のデュアルクラッチ式変速機。
【請求項３】
前記回転切断機構を、前記第１入力軸の回転数が、前記補助段の歯車回転数より低い回転数のときに、前記補助段を空転させるワンウェイクラッチで構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のデュアルクラッチ式変速機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のデュアルクラッチ式変速機を搭載した車両。
【請求項５】
少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸と出力軸との間、及び前記第２入力軸と出力軸との間に、それぞれ奇数段と偶数段の歯車段を配置し、
動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機の制御方法において、
前記発進段を前記第２入力軸に、及び、前記発進段と異なる歯車比を有する補助段を前記第１入力軸に同期係合すると共に、前記第１クラッチと前記第２クラッチとを同時に結合状態にして、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、
入力結合機構が前記第１入力軸と前記第２入力軸とを一体回転させると共に、回転切断機構が前記補助段を空転させるデュアルクラッチ式変速機の制御方法。
【請求項１】
少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸と出力軸との間、及び前記第２入力軸と出力軸との間に、それぞれ奇数段と偶数段の歯車段を配置し、
動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機において、
前記第１入力軸に配置され、前記発進段と異なる歯車比を有する補助段を備え、
前記発進段を前記第２入力軸に、及び前記補助段を前記第１入力軸に同期係合させると共に、前記前記第１クラッチ及び前記第２クラッチを同時に結合状態にして、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、
前記補助段を空転させる回転切断機構を前記補助段と前記第１入力軸との間に備えることを特徴とするデュアルクラッチ式変速機。
【請求項２】
前記第１入力軸又は前記第２入力軸のどちらか一方を中空軸で形成し、もう一方の挿設軸を前記中空軸の内の同軸上に挿設し、
前記動力源から前記出力軸への動力の伝達が開始するときに、前記中空軸と前記挿設軸とを一体回転する入力結合機構を備えることを特徴とする請求項１に記載のデュアルクラッチ式変速機。
【請求項３】
前記回転切断機構を、前記第１入力軸の回転数が、前記補助段の歯車回転数より低い回転数のときに、前記補助段を空転させるワンウェイクラッチで構成することを特徴とする請求項１又は２に記載のデュアルクラッチ式変速機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のデュアルクラッチ式変速機を搭載した車両。
【請求項５】
少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸と出力軸との間、及び前記第２入力軸と出力軸との間に、それぞれ奇数段と偶数段の歯車段を配置し、
動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機の制御方法において、
前記発進段を前記第２入力軸に、及び、前記発進段と異なる歯車比を有する補助段を前記第１入力軸に同期係合すると共に、前記第１クラッチと前記第２クラッチとを同時に結合状態にして、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、
入力結合機構が前記第１入力軸と前記第２入力軸とを一体回転させると共に、回転切断機構が前記補助段を空転させるデュアルクラッチ式変速機の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１９５１４（Ｐ２０１３−１９５１４Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５５０８２（Ｐ２０１１−１５５０８２）
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
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