デュアルクラッチ式自動変速機
【課題】エンジン回転数吹き上げ中の駆動力が変速開始時点の駆動力を下回らないような目標エンジン回転数変化速度となるようにクラッチトルクを制御するデュアルクラッチ式自動変速機を提供する。
【解決手段】クラッチの係合制御を行う変速制御装置が、パワーオンダウン変速開始時点での原動機の出力トルクを変速開始時トルクとして演算する変速開始時トルク演算部と、原動機の現出力トルクから変速開始時トルクを減算した差を原動機のイナーシャトルクで除算して原動機の目標回転増速度を演算する目標回転増速度演算部と、原動機の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、原動機の回転増速度が目標回転増速度以下となるように、高速段側のクラッチの伝達トルクを制御し、原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期すると、低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御部とを備える。
【解決手段】クラッチの係合制御を行う変速制御装置が、パワーオンダウン変速開始時点での原動機の出力トルクを変速開始時トルクとして演算する変速開始時トルク演算部と、原動機の現出力トルクから変速開始時トルクを減算した差を原動機のイナーシャトルクで除算して原動機の目標回転増速度を演算する目標回転増速度演算部と、原動機の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、原動機の回転増速度が目標回転増速度以下となるように、高速段側のクラッチの伝達トルクを制御し、原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期すると、低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルクラッチを備え、プレシフトを可能にしたデュアルクラッチ式自動変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用変速機の一種に、２つのクラッチをもつデュアルクラッチと、これらクラッチに接続された２つの入力軸と、出力軸との間に構成された複数のギヤトレーンとを備えるデュアルクラッチ式自動変速機がある。この自動変速機には、２つのクラッチで係合切替を操作することによりトルクが途切れないようにして変速操作を行えるという利点がある。この種のデュアルクラッチ式自動変速機として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９６７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、デュアルクラッチ式自動変速機におけるパワーオンダウン変速は、任意のエンジン回転数変化速度になるようにエンジントルクに対してクラッチトルクをコントロールするようになっている。
【０００５】
ところが、エンジン回転数変化速度をコントロールするため、エンジン回転数吹き上げによる駆動力抜けを生ずる問題があり、また、駆動力確保を重視すると、パワーオンダウン変速時間が遅くなる問題がある。
【０００６】
すなわち、図７のタイムチャートに示すように、アクセルの踏み込みに基づいてパワーオンダウン変速が開始されると、エンジンを吹き上げるために、変速前の変速段（例えば４速）に接続されたクラッチ（第２のクラッチ）のクラッチトルクを低減し、半クラッチ状態に制御される。
【０００７】
この場合、変速を早く行うためには、エンジン回転数をダウン変速に必要な目標回転数まで早く到達させることが必要となるが、クラッチの半クラッチ状態でエンジン回転数を目標まで上げるためには、変速時間が長くなることが避けられない。従って、変速時間を所定時間内に完了させるためには、半クラッチ状態のクラッチトルクを適切に制御しないことには、図７に示すように、変速中の駆動力Ｔａが変速前の駆動力Ｔ０より低下することになり、アクセルを踏み込んでいるのに駆動力が抜けてしまい、ドライバは変速中に減速感を感ずるという問題が発生する。
【０００８】
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、エンジン回転数吹き上げ中の駆動力が変速開始時点の駆動力を下回らないような目標エンジン回転数変化速度となるようにクラッチトルクを制御するデュアルクラッチ式自動変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、同心に配置された第１入力軸および第２入力軸と、原動機の回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチと前記回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチとを有するデュアルクラッチと、前記第１入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構、および前記第２入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構と、変速指令が送出されると、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸および前記第２入力軸のうちの前記原動機から切り離される入力軸に対応するクラッチを切離状態にする切離制御を行い、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸および前記第２入力軸のうちの前記原動機に接続される入力軸に対応するクラッチを、前記原動機の回転数が前記接続される入力軸の回転数とを同期させて接続状態にする係合制御を行う変速制御装置とを備え、前記変速制御装置は、前記変速指令がパワーオンダウン変速指令である場合、パワーオンダウン変速開始時点での前記原動機の出力トルクを変速開始時トルクとして演算する変速開始時トルク演算部と、前記原動機の現出力トルクから前記変速開始時トルクを減算した差を前記原動機のイナーシャトルクで除算して前記原動機の目標回転増速度を演算する目標回転増速度演算部と、前記原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、前記原動機の回転増速度が前記目標回転増速度以下となるように、前記高速段側のクラッチの伝達トルクを制御し、前記原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期すると、前記低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御部とを備えることである。
【００１０】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記許容回転増速度に所定値を減算した目標回転増速度を演算し、目標回転増速度となるように前記クラッチの伝達トルクを制御することである。
【００１１】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、車速と変速前後のギヤ段から変速動作に必要なエンジン回転数の変化量と前記目標回転増速度から目標変速時間を演算し、前記目標変速時間が予め定められた保障時間より大きい場合には、前記目標回転増速度を前記保障時間に基づいて算出するようにしたことである。
【００１２】
請求項４に係る発明の特徴は、 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記パワーオンダウン変速開始時点は、アクセルの操作量および車両速度の変化が変速線図の変速点を通過したことに基づいて設定された時点であることである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、原動機の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、原動機の回転増速度が目標回転増速度以下となるように、高速段側のクラッチの伝達トルクを制御し、原動機の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期すると、低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御部とを備えているので、原動機の回転増速度が目標回転増速度以下となるように、高速段側のクラッチの伝達トルクが制御されることにより、変速時間を長くすることなく、エンジン回転数吹き上げ中の車両の駆動力を、パワーオンダウン変速開始時点の駆動力より下回らないように制御することができ、パワーオンダウン変速時に減速感を感ずることがない。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、許容回転増速度に所定値を減算した目標回転増速度を演算し、目標回転増速度となるように前記クラッチの伝達トルクを制御するので、エンジン回転数吹き上げ中の車両の駆動力を、パワーオンダウン変速開始時点の駆動力より高めに制御することができ、パワーオンダウン変速時に加速感を感じることができ、良好なフィーリングを得ることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、車速と変速前後のギヤ段から変速動作に必要なエンジン回転数の変化量と目標回転増速度から目標変速時間を演算し、目標変速時間が予め定められた保障時間より大きい場合には、目標回転増速度を保障時間に基づいて算出するようにしたので、目標変速時間が予め定められた保障時間より大きい場合には、目標回転増速度を変更することにより、目標変速時間が保障時間より長くなることを防止することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、パワーオンダウン変速開始時点は、アクセルの操作量および車両速度の変化が変速線図の変速点を通過したことに基づいて設定された時点であるので、変速線図の変速点通過時あるいは変速開始指令の送出時の駆動力を基準にしてクラッチトルクを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るデュアルクラッチ式自動変速機を搭載した車両を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すデュアルクラッチ式自動変速機の全体構造を示すスケルトン図である。
【図３】デュアルクラッチの特性図を示す図である。
【図４】パワーオンダウン変速時のタイムチャートを示す図である。
【図５】実施の形態に係る車速とアクセル開度との関係に基づく変速線図を示す図である。
【図６】パワーオンダウン変速制御のフローチャートを示す図である。
【図７】従来におけるパワーオンダウン変速時のタイムチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係るデュアルクラッチ式自動変速機を、図面に基づいて説明する。図１は、デュアルクラッチ式自動変速機１０を適用可能な車両の一部の構成を示したブロック図である。図１に示す車両はＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ）タイプの車両であり、原動機の一例であるガソリンの燃焼によって駆動されるエンジン１１と、デュアルクラッチ式自動変速機１０と、差動装置（ディファレンシャル）１３と、エンジン１１の作動を制御するＥＣＵ（Ｅｎｚｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１４と、駆動軸１５ａ、１５ｂと、駆動輪１６ａ、１６ｂ（前輪）および図示しない従動輪（後輪）を備えている。
【００１９】
デュアルクラッチ式自動変速機１０は、エンジン１１と差動装置１２の間の動力伝達経路上に配設され、複数のギヤ段を収納するミッションケース１０ａと、デュアルクラッチ２０を収納するクラッチハウジング２０ａを有している。デュアルクラッチ２０は、エンジン１１から出力されるトルクを、第１入力軸３１に伝達する第１クラッチ２１と、第２入力軸３２に伝達する第２クラッチ２２を有している。
【００２０】
エンジン１１の回転数Ｎｅを検出するために、エンジン１１の出力軸（クランクシャフト）に近接してエンジン回転数センサ９０が設けられている。また、第１入力軸３１の回転数Ｎ１を検出する第１入力軸回転数センサ９１、および第２入力軸３２の回転数Ｎ２を検出する第２入力軸回転数センサ９２が設けられている。さらに、駆動輪１６ａ、１６ｂの回転速度を検出する車輪速センサ９３、９４と、アクセルペダルの操作量としてのアクセル開度ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ９５が設けられている。車輪速センサＳ３、Ｓ４で検出された駆動輪１６ａ、１６ｂの回転速度に基づいて、車速（車両速度）Ｖが検出される。
【００２１】
デュアルクラッチ式自動変速機１０は、ミッションケース１７に収容される複数のギヤ段の切替え（変速シフト）、およびデュアルクラッチ２０が有する後述する第１クラッチ２１および第２クラッチ２２の切替えを制御する変速制御装置２３を有している。変速制御装置２３は、本発明におけるパワーオンダウン変速制御部として機能する。なお、以下においては変速制御装置２３をＴＣＵ（Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と称することにする。
【００２２】
ＥＣＵ１４は、ＴＣＵ２３からの各種情報、およびエンジン回転数センサ９０からのエンジン回転数Ｎｅデータと、アクセル開度センサ９５からのアクセル開度ＡＣＣデータとを取得する。そしてＥＣＵ１４は、これらの情報に基づきアクセル開度ＡＣＣを制御したり、インジェクタ（図示しない）の燃料噴射量を制御してエンジン回転数Ｎｅを制御する。ＴＣＵ２３はＥＣＵ１４と接続され、ＣＡＮ通信によってＥＣＵ１４と相互に情報を交換しながら、後述するクラッチアクチュエータ２５、２６および変速アクチュエータ２７を制御し、デュアルクラッチ式自動変速機１０の変速制御を行う。
【００２３】
デュアルクラッチ２０の第１および第２クラッチ部２１，２２は、乾式摩擦クラッチからなり、第１クラッチ２１は、モータを駆動源とする第１のクラッチアクチュエータ２５によって係合制御され、第２クラッチ２２は、モータを駆動源とする第２のクラッチアクチュエータ２６によって係合制御される。第１および第２のクラッチアクチュエータ２５、２６は、クラッチアクチュエータ２５、２６の作動量（ストローク量）を検出するストロークセンサ２５ａ、２６ａを有している。第１および第２クラッチ２１，２２のクラッチトルクＴｃは、第１および第２クラッチアクチュエータ２５，２６の作動量に応じて制御される。
【００２４】
図３は、第１および第２クラッチ２１，２２のトルク伝達特性の一例を示す図で、横軸はクラッチアクチュエータ２５、２６の作動量Ｍａ、縦軸は伝達可能なクラッチトルクＴｃを示している。第１および第２クラッチ２１、２２は、作動量Ｍａ＝０で切断状態となるクラッチであり、作動量Ｍａが増加するにしたがって半接続状態となってクラッチトルクＴｃが増加し、作動量Ｍａ＝ＭｍａｘでクラッチトルクＴｃが最大となる特性を有している。これによって、第１および第２クラッチアクチュエータ２５、２６による作動量Ｍａを適切に制御することにより、第１および第２クラッチ２１、２２を、所定のクラッチトルクＴｃに制御できるようになる。なお、第１および第２クラッチ２１，２２は、常時はともに切断状態に保持される。
【００２５】
デュアルクラッチ式自動変速機１０は、図２に示すように、前進７速、後進１速のギヤトレーンを備えている。デュアルクラッチ式自動変速機１０は、デュアルクラッチ２０と、第１入力軸３１および第２入力軸３２と、第１副軸３５および第２副軸３６を備えている。第１入力軸３１は棒状とされ、第２入力軸３２は筒状とされて、同軸的に回転可能に配置されている。第１入力軸３１の図中左側はデュアルクラッチ２０の第１クラッチ２１に連結され、第２入力軸２２の図中左側はデュアルクラッチ２０の第２クラッチ２２に連結されている。第１入力軸３１と第２入力軸３２は、独立してトルクが伝達され、異なる回転数で回転可能となっている。第１副軸３５は、第１入力軸３１および第２入力軸３２と並行して、図中下側に配置され、第２副軸３６は、第１入力軸３１および第２入力軸３２と並行して、図中上側に配置されている。
【００２６】
第１入力軸３１には、複数の奇数変速段駆動ギヤである１速駆動ギヤ５１、３速駆動ギヤ５３、５速駆動ギヤ５５および７速駆動ギヤ５７が直接形成または別体で固定して設けられている。第２入力軸３２には、複数の偶数変速段駆動ギヤである２速駆動ギヤ５２、４−６速駆動ギヤ５４が直接形成または別体で固定して設けられている。
【００２７】
第１副軸３５には、１速、３速、４速従動ギヤ６１、６３、６４がそれぞれ遊転可能に設けられ、１速従動ギヤ６１は１速駆動ギヤ５１に、３速従動ギヤ６３は３速駆動ギヤ５３に、４速従動ギヤ６４は４−６速駆動ギヤ５４に、それぞれ噛合されている。
【００２８】
第２副軸３６には、２速、５速、６速、７速従動ギヤ６２、６５、６６、６７がそれぞれ遊転可能に設けられ、２速従動ギヤ６２は２速駆動ギヤ５２に、５速従動ギヤ６５は５速駆動ギヤ５５に、６速従動ギヤ６６は４−６速駆動ギヤ５４に、７速従動ギヤ６７は７速駆動ギヤ５７に、それぞれ噛合されている。
【００２９】
また、第１副軸３５には、後進ギヤ７０が遊転可能に設けられ、後進ギヤ７０は、２速従動ギヤ６２の小径ギヤ６２ｂに常時噛合されている。
【００３０】
第１副軸３５および第２副軸３６上には、シンクロメッシュ機能を有する第１、第２、第３、第４ギヤシフトクラッチ７１〜７４が設けられ、これらギヤシフトクラッチ７１〜７４は、ＴＣＵ２３によって制御される変速アクチュエータ２７によって選択的に作動される。
【００３１】
第１ギヤシフトクラッチ７１は、第１副軸３５上に設けられ、１速従動ギヤ６１のシンクロギヤ部と３速従動ギヤ６３のシンクロギヤ部との間に設けられている。第１ギヤシフトクラッチ７１のスリーブが軸方向にスライドすることにより、１速従動ギヤ６１および３速従動ギヤ６３の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらの従動ギヤ６１、６３とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３２】
第２ギヤシフトクラッチ７２は、第１副軸３５上に設けられ、４速従動ギヤ６４のシンクロギヤ部と後進ギヤ７０のシンクロギヤ部との間に設けられている。第２ギヤシフトクラッチ７２のスリーブが軸方向にスライドすることにより、４速従動ギヤ６４および後進ギヤ７０の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらのギヤ６４、７０とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３３】
第３ギヤシフトクラッチ７３は、第２副軸３６上に設けられ、７速従動ギヤ６７のシンクロギヤ部と５速従動ギヤ６５のシンクロギヤ部との間に設けられている。第３ギヤシフトクラッチ７３のスリーブが軸方向にスライドすることにより、７速従動ギヤ６７および５速従動ギヤ６５の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらの従動ギヤ６５、６７とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３４】
第４ギヤシフトクラッチ７４は、第２副軸３６上に設けられ、６速従動ギヤ６６のシンクロギヤ部と２速従動ギヤ６２のシンクロギヤ部との間に設けられている。第４ギヤシフトクラッチ７４のスリーブが軸方向にスライドすることにより、６速従動ギヤ６６および２速従動ギヤ６２の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらの従動ギヤ６２、６６とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３５】
上記した第１および第３ギヤシフトクラッチ７１、７３により、第１入力軸３１に伝達された回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構を構成し、第２および第４ギヤシフトクラッチ７２、７４により、第２入力軸３２に伝達された回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構を構成している。
【００３６】
第１副軸３５および第２副軸３６には、それぞれ最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９が固定され、これら最終減速駆動ギヤ５８、５９は、差動機構１３（図１参照）に連結された軸３３上の減速従動ギヤ８０に常時噛合されている。これにより、最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９を介して駆動輪１６ａ、１６ｂが駆動される。
【００３７】
図４は、パワーオンダウン変速時のデュアルクラッチ式自動変速機の動作を模式的に示すタイムチャートである。図４のタイムチャートは、例えば、第２クラッチ２２を介して、車両が４速のギヤ段で走行している状態において、４速から３速にパワーオンダウン変速する例で示しており、横軸は時間を表わしている。
【００３８】
図５は、自動変速機の変速制御で用いられる変速線図の一例を示すもので、ある車速で走行中にアクセルペダルが踏み込まれ、矢印で示すように変速線図の変速線を越えたことに基づいて、例えば４速から３速のギヤ段にパワーオンダウン変速が行われることを示している。そして、パワーオンダウン変速を行うために、高速段側のクラッチ（実施の形態においては第２クラッチ２２）のクラッチトルクＴｃが以下のように制御される。
【００３９】
すなわち、４速から３速へのパワーオンダウン変速指令が発せられると、ＴＣＵ２３は変速アクチュエータ２７に制御指令を出力する。かかる制御指令に基づいて、第１ギヤシフトクラッチ７１のスリーブが図２の左方に移動され、３速従動ギヤ６３が第１副軸３５に連結されるプレシフトが実施される。これにより、低速段側の第１クラッチ２１が駆動輪１６ａ、１６ｂからの動力によって、駆動輪１６ａ、１６ｂの回転数に応じた回転数で回転駆動される。
【００４０】
一方、アクセル開度ＡＣＣの増大により、図４に示すように、エンジン回転数Ｎｅが上昇されるとともに、エンジントルクＴｅが増大される。このときのエンジントルクＴｅと第２クラッチ２２のクラッチトルクＴｃとの関係は、式「Ｔｅ−Ｔｃ＝Ｉｅ・ΔＮｅ」で表わされる。なお、Ｉｅは、エンジン１１のイナーシャトルク、ΔＮｅは、エンジン回転数を微分したエンジン回転数変化速度（エンジン回転数加速度）である。すなわち、エンジントルクＴｅとクラッチトルクＴｃとの差分は、エンジン１１のイナーシャトルクＩｅにエンジン回転数加速度ΔＮｅを乗算したものに等しくなる。
【００４１】
ここで、半クラッチ状態における車両の駆動力は、クラッチトルクＴｃと、変速前のギヤ比との積によって求められ、また、エンジントルクＴｅは、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度ＡＣＣに基づいて算出され、エンジン１１のイナーシャトルクＩｅは設計値から得られるので、エンジン回転数吹き上げ中の車両の駆動力Ｔ１が変速直前の駆動力Ｔ０を下回らないような目標エンジン回転数加速度ΔＮｅを算出できる。そして、算出された目標エンジン回転数加速度ΔＮｅを維持するように、クラッチトルクＴｃを制御することにより、変速中の車両の駆動力Ｔ１を変速直前の駆動力Ｔ０より下回らないようにすることができる。
【００４２】
このように、パワーオンダウン変速が開始されると、エンジン吹き上げ中の駆動力が変速直前の駆動力Ｔ０を下回らないような目標エンジン回転数加速度ΔＮｅとなるように、第２クラッチ２２のクラッチトルクＴｃが制御される。言い換えれば、上記したエンジントルクＴｅとクラッチトルクＴｃの関係式より、エンジントルクＴｅのうち、エンジン回転数加速に費やされる分をできるだけ小さくすることにより、車両の駆動力に振り向けられるエンジントルクを増大できすることができ、変速直前の駆動力以上の駆動力を確保できる。
【００４３】
また、パワーオンダウン変速中に、プレシフトにより第１ギヤシフトクラッチ７１が作動されて、３速従動ギヤ６３が第１副軸３５に相対回転不能に連結され、駆動輪１６ａ、１６ｂ側からの回転により、低速段側の第１入力軸３１が３速駆動ギヤ５３を介して回転駆動される。
【００４４】
このようなパワーオンダウン変速によるエンジン１１の回転数の上昇により、エンジン回転数Ｎｅが低速段側の第１入力軸３１の回転数Ｎ１と等しくなるまで上昇されると、すなわち、エンジン回転数Ｎｅが第１入力軸３１の回転数に同期するようになると、第１のクラッチアクチュエータ２５が作動されて、第１クラッチ２１が係合制御される。同時に、第２のクラッチアクチュエータ２６が作動されて、第２クラッチ２２が半クラッチ状態から完全に切り離され、車両は３速のギヤ段によって加速されながら走行されるようになる。
【００４５】
この場合、変速中の駆動力Ｔ１は、図４に示すように、変速直前の駆動力Ｔ０を所定量（ａ）上回るように制御させる他、変速直前Ｔ０の駆動力を下回らないように、変速直前の駆動力Ｔ０を維持するように制御するものであってもよい。
【００４６】
なお、エンジン回転数加速度ΔＮｅを上記のように制御することにより、第１クラッチ２１が締結するまでの変速時間が長くなる傾向となるが、変速時間が予め定められた保障時間ｔ１を上回るような場合には、後述するように保障時間ｔ１内に変速が完了することを優先させ、エンジン回転数加速度を増大させるようにしている。
【００４７】
次に、パワーオンダウン変速時の駆動力の低下を抑制する変速制御装置２３の制御プログラムを、図６のフローチャートに基づいて説明する。かかるフローチャートは所定時間（例えば、６ｍｓ）毎に実施される。
【００４８】
まず、ステップＳ１００において、パワーオンダウン変速中であることを示すフラッグがＯＮされているか否かが判断される。フラッグがＯＮされていない（パワーオンダウン変速中でない）場合には、ステップＳ１０２に移行し、フラッグがＯＮされている（パワーオンダウン変速中である）場合には、ステップＳ１０６に移行する。
【００４９】
ステップＳ１０２においては、パワーオンダウン変速指令が発せられたか否かが判断され、パワーオンダウン変速指令が発せられた場合には、ステップＳ１０４に移行し、フラッグをＯＮにした後、ステップＳ１０６に移行する。ステップＳ１０２において、パワーオンダウン変速指令が発せられていないと判断された場合には、ステップＳ１２２に移行し、現在のエンジントルクＴｅを演算して保存し、プログラムはリターンされる。これにより、ステップＳ１２２によって、パワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクＴｅ（駆動力Ｔ０＝エンジントルクＴｅ×ギヤ比）が演算されるようになる。
【００５０】
ステップＳ１０６においては、パワーオンダウン変速中のエンジントルクＴｅ（駆動力Ｔ１）がパワーオンダウン変速開始時のエンジントルクＴｅ（駆動力Ｔ０）以下とならないようにするため、下記関係式を満たす目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１を算出する。
Ｔｃ＝Ｔｅ−（Ｉｅ・ΔＮｅ１）≧Ｔ０
【００５１】
ここで、エンジントルクＴｅは、エンジン回転数センサ９３によって検出されたエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度センサ９５によって検出されたアクセル開度ＡＣＣに基づいて算出され、クラッチトルクＴｃは、クラッチアクチュエータ２５、２６の作動量に基づいて算出され、エンジントルクＴｅからクラッチトルクＴｃを減算した差を、エンジン１１のイナーシャトルクＩｅで除算することにより、目標とするエンジン回転数加速度ΔＮｅ１が演算される。
【００５２】
次いで、ステップＳ１０８において、車速Ｖと変速前後のギヤ段から、パワーオンダウン変速動作に必要なエンジン回転数変化量Ｎｘを算出するとともに、このエンジン回転数変化量Ｎｘと、目標エンジン回転数加速度ΔＮ１より、目標変速時間ｔを算出する。続いて、ステップＳ１１０において、算出した目標変速時間ｔが予め設定した保障時間ｔ１より長い（大きい）か否かを判断し、目標変速時間ｔが保障時間ｔ１より長い場合には、ステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２においては、パワーオンダウン変速が保障時間ｔ１内で行うことを優先するため、目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１を保障時間ｔ１に基づいて算出し、しかる後、プログラムはリターンされる。従って、この場合の目標エンジン回転加速度ΔＮ１は、パワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクＴ０を下回らないエンジン回転加速度よりも大きくなる。
【００５３】
一方、ステップＳ１１０において、算出した目標変速時間ｔが保障時間ｔ１より短い（小さい）と判断された場合には、ステップＳ１１４において、エンジントルクＴｅとクラッチトルクＴｃの関係式「Ｔｅ−Ｔｃ＝Ｉｅ・ΔＮｅ」を用いて、現在のエンジン回転数加速度ΔＮｅを目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１に一致する方向に、第２クラッチ２２のクラッチトルクＴｃを低下する方向に、クラッチアクチュエータ２６によって一定量だけ制御する。
【００５４】
このような処理は、予め定められた周期（例えば、６ｍｓ）毎に実行されるため、これが繰り返されることにより、現在のエンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１に到達するまでの間、第２のクラッチアクチュエータ２６によってクラッチトルクＴｃがさらに低下する方向に一定量制御される。逆に、現在のエンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１を上回った場合には、第２のクラッチアクチュエータ２６を前記と逆方向に作動させ、クラッチトルクＴｃが増加する方向に一定量制御される。これによって、エンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１に一致するように制御される。
【００５５】
次いで、Ｓ１１６において、エンジン回転数センサ９３によって検出されたエンジン回転数Ｎｅが、第１入力軸回転数センサ９１によって検出された低速段（３速）側の第１入力軸３１の回転数Ｎ１と一致するまで上昇されたか否かが判断される。エンジン回転数Ｎｅが第１入力軸３１の回転数Ｎ１に等しくなると、低速段（３速）側の第１のクラッチ２１が係合制御されるとともに、半クラッチ状態にある高速段（４速）側の第２クラッチ２２が完全に切断される。
【００５６】
このような制御によって、エンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１と一致するように、高速段側の第２クラッチ２２のクラッチトルクＴｃが制御される。
【００５７】
このように、変速中のエンジントルクがパワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクを下回らないように制御されることにより、ドライバは変速中に減速感を感ずることなく、しかも、変速時間が遅くなることもなく、保障時間ｔ１内で変速が完了される。
【００５８】
なお、上記したフローチャートにおいては、変速中のエンジントルクがパワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクを下回らないように制御するようにしたが、エンジントルクにギヤ比を加味することにより、変速中の車両の駆動力Ｔ１が、パワーオンダウン変速開始時の車両の駆動力Ｔ０を下回らないように制御することもできる。
【００５９】
上記したステップＳ１０６により、エンジン１１の目標回転増速度ΔＮｅ１を演算する目標回転増速度演算部を構成し、ステップＳ１２２により、パワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクを演算するトルク演算部を構成している。
【００６０】
上記した実施の形態によれば、エンジン１１の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、エンジン１１の回転増速度が目標回転増速度以下となるように、高速段側のクラッチのクラッチトルクＴｃを制御し、エンジン１１の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期すると、低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御装置２３を備えているので、変速時間を長くすることなく、エンジン回転数吹き上げ中の車両の駆動力を、パワーオンダウン変速時の駆動力より下回らないように制御することができ、パワーオンダウン変速時に減速感を感ずることがない。
【００６１】
上記した実施の形態においては、エンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１と一致するように、高速段側のクラッチのクラッチトルクＴｃを一定量ずつ制御するようにしたが、目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１と現在のエンジン回転数加速度ΔＮｅとの偏差に応じて、クラッチトルクＴｃを制御するようにしてもよい。
【００６２】
また、上記した実施の形態においては、パワーオンダウン変速時の駆動力Ｔ１を、変速直前の駆動力Ｔ０を下回らないように制御するようにしたが、必ずしも変速直前の駆動力に限定されるものではなく、変速開始時前後の駆動力を基準にしてクラッチトルクＴｃを制御するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、上記した実施の形態においては、パワーオンダウン変速開始時点の駆動力Ｔ０を基準にして、その駆動力Ｔ０を下回らない駆動力Ｔ１となるように、クラッチトルクＴｃを制御する例について述べたが、必ずしもパワーオンダウン変速開始時点のトルク（駆動力）でなくても、変速線図の変速点を通過した時点のトルク（駆動力）であってもよい。
【００６４】
なお、上記した実施の形態においては、ＦＦタイプの車両に好適なデュアルクラッチ式自動変速機を例にして説明したが、ＦＲ（フロントエンジンリヤドライブ）タイプの車両に適用する場合には、例えば、特開２０１１−１４４８７２号公報に記載されているように、変速段ギヤ（５速ギヤ）を第１入力軸に直結したり、あるいはギヤシフト機構の一部を第１または第２入力軸上に配置してもよい。
【００６５】
また、上記した実施の形態においては、第１および第２副軸３５、３６側に従動ギヤを遊転可能に設けた例について述べたが、第１および第２入力軸３１、３２側に設けたギヤを遊転可能としてもよい。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係るデュアルクラッチ式自動変速機は、第１および第２入力軸に連結された第１および第２クラッチからなるデュアルクラッチを備え、プレシフトを可能にしたものに用いるのに適している。
【符号の説明】
【００６８】
１０…デュアルクラッチ式自動変速機、１１…エンジン、２０…デュアルクラッチ、２１…第１クラッチ、２２…第２クラッチ、２３…パワーオンダウン変速制御部、２５、２６…クラッチアクチュエータ、３１…第１入力軸、３２…第２出力軸、３３…出力軸、３５…第１副軸、３６…第２副軸、５１、５３、５５、５７…奇数変速段駆動ギヤ、５２、５４…偶数変速段駆動ギヤ、６１、６３、６５、６７…奇数変速段従動ギヤ、６２、６４、６６…偶数変速段従動ギヤ、７１、７３…第１シフト機構、７２、７４…第２シフト機構、Ｓ１０６…目標回転増速度演算部、Ｓ１２２…変速開始時トルク演算部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デュアルクラッチを備え、プレシフトを可能にしたデュアルクラッチ式自動変速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用変速機の一種に、２つのクラッチをもつデュアルクラッチと、これらクラッチに接続された２つの入力軸と、出力軸との間に構成された複数のギヤトレーンとを備えるデュアルクラッチ式自動変速機がある。この自動変速機には、２つのクラッチで係合切替を操作することによりトルクが途切れないようにして変速操作を行えるという利点がある。この種のデュアルクラッチ式自動変速機として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９６７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、デュアルクラッチ式自動変速機におけるパワーオンダウン変速は、任意のエンジン回転数変化速度になるようにエンジントルクに対してクラッチトルクをコントロールするようになっている。
【０００５】
ところが、エンジン回転数変化速度をコントロールするため、エンジン回転数吹き上げによる駆動力抜けを生ずる問題があり、また、駆動力確保を重視すると、パワーオンダウン変速時間が遅くなる問題がある。
【０００６】
すなわち、図７のタイムチャートに示すように、アクセルの踏み込みに基づいてパワーオンダウン変速が開始されると、エンジンを吹き上げるために、変速前の変速段（例えば４速）に接続されたクラッチ（第２のクラッチ）のクラッチトルクを低減し、半クラッチ状態に制御される。
【０００７】
この場合、変速を早く行うためには、エンジン回転数をダウン変速に必要な目標回転数まで早く到達させることが必要となるが、クラッチの半クラッチ状態でエンジン回転数を目標まで上げるためには、変速時間が長くなることが避けられない。従って、変速時間を所定時間内に完了させるためには、半クラッチ状態のクラッチトルクを適切に制御しないことには、図７に示すように、変速中の駆動力Ｔａが変速前の駆動力Ｔ０より低下することになり、アクセルを踏み込んでいるのに駆動力が抜けてしまい、ドライバは変速中に減速感を感ずるという問題が発生する。
【０００８】
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、エンジン回転数吹き上げ中の駆動力が変速開始時点の駆動力を下回らないような目標エンジン回転数変化速度となるようにクラッチトルクを制御するデュアルクラッチ式自動変速機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、同心に配置された第１入力軸および第２入力軸と、原動機の回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチと前記回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチとを有するデュアルクラッチと、前記第１入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構、および前記第２入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構と、変速指令が送出されると、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸および前記第２入力軸のうちの前記原動機から切り離される入力軸に対応するクラッチを切離状態にする切離制御を行い、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸および前記第２入力軸のうちの前記原動機に接続される入力軸に対応するクラッチを、前記原動機の回転数が前記接続される入力軸の回転数とを同期させて接続状態にする係合制御を行う変速制御装置とを備え、前記変速制御装置は、前記変速指令がパワーオンダウン変速指令である場合、パワーオンダウン変速開始時点での前記原動機の出力トルクを変速開始時トルクとして演算する変速開始時トルク演算部と、前記原動機の現出力トルクから前記変速開始時トルクを減算した差を前記原動機のイナーシャトルクで除算して前記原動機の目標回転増速度を演算する目標回転増速度演算部と、前記原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、前記原動機の回転増速度が前記目標回転増速度以下となるように、前記高速段側のクラッチの伝達トルクを制御し、前記原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期すると、前記低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御部とを備えることである。
【００１０】
請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記許容回転増速度に所定値を減算した目標回転増速度を演算し、目標回転増速度となるように前記クラッチの伝達トルクを制御することである。
【００１１】
請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、車速と変速前後のギヤ段から変速動作に必要なエンジン回転数の変化量と前記目標回転増速度から目標変速時間を演算し、前記目標変速時間が予め定められた保障時間より大きい場合には、前記目標回転増速度を前記保障時間に基づいて算出するようにしたことである。
【００１２】
請求項４に係る発明の特徴は、 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記パワーオンダウン変速開始時点は、アクセルの操作量および車両速度の変化が変速線図の変速点を通過したことに基づいて設定された時点であることである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、原動機の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、原動機の回転増速度が目標回転増速度以下となるように、高速段側のクラッチの伝達トルクを制御し、原動機の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期すると、低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御部とを備えているので、原動機の回転増速度が目標回転増速度以下となるように、高速段側のクラッチの伝達トルクが制御されることにより、変速時間を長くすることなく、エンジン回転数吹き上げ中の車両の駆動力を、パワーオンダウン変速開始時点の駆動力より下回らないように制御することができ、パワーオンダウン変速時に減速感を感ずることがない。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、許容回転増速度に所定値を減算した目標回転増速度を演算し、目標回転増速度となるように前記クラッチの伝達トルクを制御するので、エンジン回転数吹き上げ中の車両の駆動力を、パワーオンダウン変速開始時点の駆動力より高めに制御することができ、パワーオンダウン変速時に加速感を感じることができ、良好なフィーリングを得ることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明によれば、車速と変速前後のギヤ段から変速動作に必要なエンジン回転数の変化量と目標回転増速度から目標変速時間を演算し、目標変速時間が予め定められた保障時間より大きい場合には、目標回転増速度を保障時間に基づいて算出するようにしたので、目標変速時間が予め定められた保障時間より大きい場合には、目標回転増速度を変更することにより、目標変速時間が保障時間より長くなることを防止することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明によれば、パワーオンダウン変速開始時点は、アクセルの操作量および車両速度の変化が変速線図の変速点を通過したことに基づいて設定された時点であるので、変速線図の変速点通過時あるいは変速開始指令の送出時の駆動力を基準にしてクラッチトルクを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るデュアルクラッチ式自動変速機を搭載した車両を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態を示すデュアルクラッチ式自動変速機の全体構造を示すスケルトン図である。
【図３】デュアルクラッチの特性図を示す図である。
【図４】パワーオンダウン変速時のタイムチャートを示す図である。
【図５】実施の形態に係る車速とアクセル開度との関係に基づく変速線図を示す図である。
【図６】パワーオンダウン変速制御のフローチャートを示す図である。
【図７】従来におけるパワーオンダウン変速時のタイムチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係るデュアルクラッチ式自動変速機を、図面に基づいて説明する。図１は、デュアルクラッチ式自動変速機１０を適用可能な車両の一部の構成を示したブロック図である。図１に示す車両はＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ）タイプの車両であり、原動機の一例であるガソリンの燃焼によって駆動されるエンジン１１と、デュアルクラッチ式自動変速機１０と、差動装置（ディファレンシャル）１３と、エンジン１１の作動を制御するＥＣＵ（Ｅｎｚｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１４と、駆動軸１５ａ、１５ｂと、駆動輪１６ａ、１６ｂ（前輪）および図示しない従動輪（後輪）を備えている。
【００１９】
デュアルクラッチ式自動変速機１０は、エンジン１１と差動装置１２の間の動力伝達経路上に配設され、複数のギヤ段を収納するミッションケース１０ａと、デュアルクラッチ２０を収納するクラッチハウジング２０ａを有している。デュアルクラッチ２０は、エンジン１１から出力されるトルクを、第１入力軸３１に伝達する第１クラッチ２１と、第２入力軸３２に伝達する第２クラッチ２２を有している。
【００２０】
エンジン１１の回転数Ｎｅを検出するために、エンジン１１の出力軸（クランクシャフト）に近接してエンジン回転数センサ９０が設けられている。また、第１入力軸３１の回転数Ｎ１を検出する第１入力軸回転数センサ９１、および第２入力軸３２の回転数Ｎ２を検出する第２入力軸回転数センサ９２が設けられている。さらに、駆動輪１６ａ、１６ｂの回転速度を検出する車輪速センサ９３、９４と、アクセルペダルの操作量としてのアクセル開度ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ９５が設けられている。車輪速センサＳ３、Ｓ４で検出された駆動輪１６ａ、１６ｂの回転速度に基づいて、車速（車両速度）Ｖが検出される。
【００２１】
デュアルクラッチ式自動変速機１０は、ミッションケース１７に収容される複数のギヤ段の切替え（変速シフト）、およびデュアルクラッチ２０が有する後述する第１クラッチ２１および第２クラッチ２２の切替えを制御する変速制御装置２３を有している。変速制御装置２３は、本発明におけるパワーオンダウン変速制御部として機能する。なお、以下においては変速制御装置２３をＴＣＵ（Ｔｒａｃｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と称することにする。
【００２２】
ＥＣＵ１４は、ＴＣＵ２３からの各種情報、およびエンジン回転数センサ９０からのエンジン回転数Ｎｅデータと、アクセル開度センサ９５からのアクセル開度ＡＣＣデータとを取得する。そしてＥＣＵ１４は、これらの情報に基づきアクセル開度ＡＣＣを制御したり、インジェクタ（図示しない）の燃料噴射量を制御してエンジン回転数Ｎｅを制御する。ＴＣＵ２３はＥＣＵ１４と接続され、ＣＡＮ通信によってＥＣＵ１４と相互に情報を交換しながら、後述するクラッチアクチュエータ２５、２６および変速アクチュエータ２７を制御し、デュアルクラッチ式自動変速機１０の変速制御を行う。
【００２３】
デュアルクラッチ２０の第１および第２クラッチ部２１，２２は、乾式摩擦クラッチからなり、第１クラッチ２１は、モータを駆動源とする第１のクラッチアクチュエータ２５によって係合制御され、第２クラッチ２２は、モータを駆動源とする第２のクラッチアクチュエータ２６によって係合制御される。第１および第２のクラッチアクチュエータ２５、２６は、クラッチアクチュエータ２５、２６の作動量（ストローク量）を検出するストロークセンサ２５ａ、２６ａを有している。第１および第２クラッチ２１，２２のクラッチトルクＴｃは、第１および第２クラッチアクチュエータ２５，２６の作動量に応じて制御される。
【００２４】
図３は、第１および第２クラッチ２１，２２のトルク伝達特性の一例を示す図で、横軸はクラッチアクチュエータ２５、２６の作動量Ｍａ、縦軸は伝達可能なクラッチトルクＴｃを示している。第１および第２クラッチ２１、２２は、作動量Ｍａ＝０で切断状態となるクラッチであり、作動量Ｍａが増加するにしたがって半接続状態となってクラッチトルクＴｃが増加し、作動量Ｍａ＝ＭｍａｘでクラッチトルクＴｃが最大となる特性を有している。これによって、第１および第２クラッチアクチュエータ２５、２６による作動量Ｍａを適切に制御することにより、第１および第２クラッチ２１、２２を、所定のクラッチトルクＴｃに制御できるようになる。なお、第１および第２クラッチ２１，２２は、常時はともに切断状態に保持される。
【００２５】
デュアルクラッチ式自動変速機１０は、図２に示すように、前進７速、後進１速のギヤトレーンを備えている。デュアルクラッチ式自動変速機１０は、デュアルクラッチ２０と、第１入力軸３１および第２入力軸３２と、第１副軸３５および第２副軸３６を備えている。第１入力軸３１は棒状とされ、第２入力軸３２は筒状とされて、同軸的に回転可能に配置されている。第１入力軸３１の図中左側はデュアルクラッチ２０の第１クラッチ２１に連結され、第２入力軸２２の図中左側はデュアルクラッチ２０の第２クラッチ２２に連結されている。第１入力軸３１と第２入力軸３２は、独立してトルクが伝達され、異なる回転数で回転可能となっている。第１副軸３５は、第１入力軸３１および第２入力軸３２と並行して、図中下側に配置され、第２副軸３６は、第１入力軸３１および第２入力軸３２と並行して、図中上側に配置されている。
【００２６】
第１入力軸３１には、複数の奇数変速段駆動ギヤである１速駆動ギヤ５１、３速駆動ギヤ５３、５速駆動ギヤ５５および７速駆動ギヤ５７が直接形成または別体で固定して設けられている。第２入力軸３２には、複数の偶数変速段駆動ギヤである２速駆動ギヤ５２、４−６速駆動ギヤ５４が直接形成または別体で固定して設けられている。
【００２７】
第１副軸３５には、１速、３速、４速従動ギヤ６１、６３、６４がそれぞれ遊転可能に設けられ、１速従動ギヤ６１は１速駆動ギヤ５１に、３速従動ギヤ６３は３速駆動ギヤ５３に、４速従動ギヤ６４は４−６速駆動ギヤ５４に、それぞれ噛合されている。
【００２８】
第２副軸３６には、２速、５速、６速、７速従動ギヤ６２、６５、６６、６７がそれぞれ遊転可能に設けられ、２速従動ギヤ６２は２速駆動ギヤ５２に、５速従動ギヤ６５は５速駆動ギヤ５５に、６速従動ギヤ６６は４−６速駆動ギヤ５４に、７速従動ギヤ６７は７速駆動ギヤ５７に、それぞれ噛合されている。
【００２９】
また、第１副軸３５には、後進ギヤ７０が遊転可能に設けられ、後進ギヤ７０は、２速従動ギヤ６２の小径ギヤ６２ｂに常時噛合されている。
【００３０】
第１副軸３５および第２副軸３６上には、シンクロメッシュ機能を有する第１、第２、第３、第４ギヤシフトクラッチ７１〜７４が設けられ、これらギヤシフトクラッチ７１〜７４は、ＴＣＵ２３によって制御される変速アクチュエータ２７によって選択的に作動される。
【００３１】
第１ギヤシフトクラッチ７１は、第１副軸３５上に設けられ、１速従動ギヤ６１のシンクロギヤ部と３速従動ギヤ６３のシンクロギヤ部との間に設けられている。第１ギヤシフトクラッチ７１のスリーブが軸方向にスライドすることにより、１速従動ギヤ６１および３速従動ギヤ６３の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらの従動ギヤ６１、６３とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３２】
第２ギヤシフトクラッチ７２は、第１副軸３５上に設けられ、４速従動ギヤ６４のシンクロギヤ部と後進ギヤ７０のシンクロギヤ部との間に設けられている。第２ギヤシフトクラッチ７２のスリーブが軸方向にスライドすることにより、４速従動ギヤ６４および後進ギヤ７０の一方と第１副軸３５とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらのギヤ６４、７０とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３３】
第３ギヤシフトクラッチ７３は、第２副軸３６上に設けられ、７速従動ギヤ６７のシンクロギヤ部と５速従動ギヤ６５のシンクロギヤ部との間に設けられている。第３ギヤシフトクラッチ７３のスリーブが軸方向にスライドすることにより、７速従動ギヤ６７および５速従動ギヤ６５の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらの従動ギヤ６５、６７とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３４】
第４ギヤシフトクラッチ７４は、第２副軸３６上に設けられ、６速従動ギヤ６６のシンクロギヤ部と２速従動ギヤ６２のシンクロギヤ部との間に設けられている。第４ギヤシフトクラッチ７４のスリーブが軸方向にスライドすることにより、６速従動ギヤ６６および２速従動ギヤ６２の一方と第２副軸３６とが相対回転不能に連結され、中間位置ではどちらの従動ギヤ６２、６６とも連結されないニュートラル状態となるように構成されている。
【００３５】
上記した第１および第３ギヤシフトクラッチ７１、７３により、第１入力軸３１に伝達された回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構を構成し、第２および第４ギヤシフトクラッチ７２、７４により、第２入力軸３２に伝達された回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構を構成している。
【００３６】
第１副軸３５および第２副軸３６には、それぞれ最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９が固定され、これら最終減速駆動ギヤ５８、５９は、差動機構１３（図１参照）に連結された軸３３上の減速従動ギヤ８０に常時噛合されている。これにより、最終減速駆動ギヤ５８および最終減速駆動ギヤ５９を介して駆動輪１６ａ、１６ｂが駆動される。
【００３７】
図４は、パワーオンダウン変速時のデュアルクラッチ式自動変速機の動作を模式的に示すタイムチャートである。図４のタイムチャートは、例えば、第２クラッチ２２を介して、車両が４速のギヤ段で走行している状態において、４速から３速にパワーオンダウン変速する例で示しており、横軸は時間を表わしている。
【００３８】
図５は、自動変速機の変速制御で用いられる変速線図の一例を示すもので、ある車速で走行中にアクセルペダルが踏み込まれ、矢印で示すように変速線図の変速線を越えたことに基づいて、例えば４速から３速のギヤ段にパワーオンダウン変速が行われることを示している。そして、パワーオンダウン変速を行うために、高速段側のクラッチ（実施の形態においては第２クラッチ２２）のクラッチトルクＴｃが以下のように制御される。
【００３９】
すなわち、４速から３速へのパワーオンダウン変速指令が発せられると、ＴＣＵ２３は変速アクチュエータ２７に制御指令を出力する。かかる制御指令に基づいて、第１ギヤシフトクラッチ７１のスリーブが図２の左方に移動され、３速従動ギヤ６３が第１副軸３５に連結されるプレシフトが実施される。これにより、低速段側の第１クラッチ２１が駆動輪１６ａ、１６ｂからの動力によって、駆動輪１６ａ、１６ｂの回転数に応じた回転数で回転駆動される。
【００４０】
一方、アクセル開度ＡＣＣの増大により、図４に示すように、エンジン回転数Ｎｅが上昇されるとともに、エンジントルクＴｅが増大される。このときのエンジントルクＴｅと第２クラッチ２２のクラッチトルクＴｃとの関係は、式「Ｔｅ−Ｔｃ＝Ｉｅ・ΔＮｅ」で表わされる。なお、Ｉｅは、エンジン１１のイナーシャトルク、ΔＮｅは、エンジン回転数を微分したエンジン回転数変化速度（エンジン回転数加速度）である。すなわち、エンジントルクＴｅとクラッチトルクＴｃとの差分は、エンジン１１のイナーシャトルクＩｅにエンジン回転数加速度ΔＮｅを乗算したものに等しくなる。
【００４１】
ここで、半クラッチ状態における車両の駆動力は、クラッチトルクＴｃと、変速前のギヤ比との積によって求められ、また、エンジントルクＴｅは、エンジン回転数Ｎｅとアクセル開度ＡＣＣに基づいて算出され、エンジン１１のイナーシャトルクＩｅは設計値から得られるので、エンジン回転数吹き上げ中の車両の駆動力Ｔ１が変速直前の駆動力Ｔ０を下回らないような目標エンジン回転数加速度ΔＮｅを算出できる。そして、算出された目標エンジン回転数加速度ΔＮｅを維持するように、クラッチトルクＴｃを制御することにより、変速中の車両の駆動力Ｔ１を変速直前の駆動力Ｔ０より下回らないようにすることができる。
【００４２】
このように、パワーオンダウン変速が開始されると、エンジン吹き上げ中の駆動力が変速直前の駆動力Ｔ０を下回らないような目標エンジン回転数加速度ΔＮｅとなるように、第２クラッチ２２のクラッチトルクＴｃが制御される。言い換えれば、上記したエンジントルクＴｅとクラッチトルクＴｃの関係式より、エンジントルクＴｅのうち、エンジン回転数加速に費やされる分をできるだけ小さくすることにより、車両の駆動力に振り向けられるエンジントルクを増大できすることができ、変速直前の駆動力以上の駆動力を確保できる。
【００４３】
また、パワーオンダウン変速中に、プレシフトにより第１ギヤシフトクラッチ７１が作動されて、３速従動ギヤ６３が第１副軸３５に相対回転不能に連結され、駆動輪１６ａ、１６ｂ側からの回転により、低速段側の第１入力軸３１が３速駆動ギヤ５３を介して回転駆動される。
【００４４】
このようなパワーオンダウン変速によるエンジン１１の回転数の上昇により、エンジン回転数Ｎｅが低速段側の第１入力軸３１の回転数Ｎ１と等しくなるまで上昇されると、すなわち、エンジン回転数Ｎｅが第１入力軸３１の回転数に同期するようになると、第１のクラッチアクチュエータ２５が作動されて、第１クラッチ２１が係合制御される。同時に、第２のクラッチアクチュエータ２６が作動されて、第２クラッチ２２が半クラッチ状態から完全に切り離され、車両は３速のギヤ段によって加速されながら走行されるようになる。
【００４５】
この場合、変速中の駆動力Ｔ１は、図４に示すように、変速直前の駆動力Ｔ０を所定量（ａ）上回るように制御させる他、変速直前Ｔ０の駆動力を下回らないように、変速直前の駆動力Ｔ０を維持するように制御するものであってもよい。
【００４６】
なお、エンジン回転数加速度ΔＮｅを上記のように制御することにより、第１クラッチ２１が締結するまでの変速時間が長くなる傾向となるが、変速時間が予め定められた保障時間ｔ１を上回るような場合には、後述するように保障時間ｔ１内に変速が完了することを優先させ、エンジン回転数加速度を増大させるようにしている。
【００４７】
次に、パワーオンダウン変速時の駆動力の低下を抑制する変速制御装置２３の制御プログラムを、図６のフローチャートに基づいて説明する。かかるフローチャートは所定時間（例えば、６ｍｓ）毎に実施される。
【００４８】
まず、ステップＳ１００において、パワーオンダウン変速中であることを示すフラッグがＯＮされているか否かが判断される。フラッグがＯＮされていない（パワーオンダウン変速中でない）場合には、ステップＳ１０２に移行し、フラッグがＯＮされている（パワーオンダウン変速中である）場合には、ステップＳ１０６に移行する。
【００４９】
ステップＳ１０２においては、パワーオンダウン変速指令が発せられたか否かが判断され、パワーオンダウン変速指令が発せられた場合には、ステップＳ１０４に移行し、フラッグをＯＮにした後、ステップＳ１０６に移行する。ステップＳ１０２において、パワーオンダウン変速指令が発せられていないと判断された場合には、ステップＳ１２２に移行し、現在のエンジントルクＴｅを演算して保存し、プログラムはリターンされる。これにより、ステップＳ１２２によって、パワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクＴｅ（駆動力Ｔ０＝エンジントルクＴｅ×ギヤ比）が演算されるようになる。
【００５０】
ステップＳ１０６においては、パワーオンダウン変速中のエンジントルクＴｅ（駆動力Ｔ１）がパワーオンダウン変速開始時のエンジントルクＴｅ（駆動力Ｔ０）以下とならないようにするため、下記関係式を満たす目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１を算出する。
Ｔｃ＝Ｔｅ−（Ｉｅ・ΔＮｅ１）≧Ｔ０
【００５１】
ここで、エンジントルクＴｅは、エンジン回転数センサ９３によって検出されたエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度センサ９５によって検出されたアクセル開度ＡＣＣに基づいて算出され、クラッチトルクＴｃは、クラッチアクチュエータ２５、２６の作動量に基づいて算出され、エンジントルクＴｅからクラッチトルクＴｃを減算した差を、エンジン１１のイナーシャトルクＩｅで除算することにより、目標とするエンジン回転数加速度ΔＮｅ１が演算される。
【００５２】
次いで、ステップＳ１０８において、車速Ｖと変速前後のギヤ段から、パワーオンダウン変速動作に必要なエンジン回転数変化量Ｎｘを算出するとともに、このエンジン回転数変化量Ｎｘと、目標エンジン回転数加速度ΔＮ１より、目標変速時間ｔを算出する。続いて、ステップＳ１１０において、算出した目標変速時間ｔが予め設定した保障時間ｔ１より長い（大きい）か否かを判断し、目標変速時間ｔが保障時間ｔ１より長い場合には、ステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２においては、パワーオンダウン変速が保障時間ｔ１内で行うことを優先するため、目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１を保障時間ｔ１に基づいて算出し、しかる後、プログラムはリターンされる。従って、この場合の目標エンジン回転加速度ΔＮ１は、パワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクＴ０を下回らないエンジン回転加速度よりも大きくなる。
【００５３】
一方、ステップＳ１１０において、算出した目標変速時間ｔが保障時間ｔ１より短い（小さい）と判断された場合には、ステップＳ１１４において、エンジントルクＴｅとクラッチトルクＴｃの関係式「Ｔｅ−Ｔｃ＝Ｉｅ・ΔＮｅ」を用いて、現在のエンジン回転数加速度ΔＮｅを目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１に一致する方向に、第２クラッチ２２のクラッチトルクＴｃを低下する方向に、クラッチアクチュエータ２６によって一定量だけ制御する。
【００５４】
このような処理は、予め定められた周期（例えば、６ｍｓ）毎に実行されるため、これが繰り返されることにより、現在のエンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１に到達するまでの間、第２のクラッチアクチュエータ２６によってクラッチトルクＴｃがさらに低下する方向に一定量制御される。逆に、現在のエンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１を上回った場合には、第２のクラッチアクチュエータ２６を前記と逆方向に作動させ、クラッチトルクＴｃが増加する方向に一定量制御される。これによって、エンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１に一致するように制御される。
【００５５】
次いで、Ｓ１１６において、エンジン回転数センサ９３によって検出されたエンジン回転数Ｎｅが、第１入力軸回転数センサ９１によって検出された低速段（３速）側の第１入力軸３１の回転数Ｎ１と一致するまで上昇されたか否かが判断される。エンジン回転数Ｎｅが第１入力軸３１の回転数Ｎ１に等しくなると、低速段（３速）側の第１のクラッチ２１が係合制御されるとともに、半クラッチ状態にある高速段（４速）側の第２クラッチ２２が完全に切断される。
【００５６】
このような制御によって、エンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１と一致するように、高速段側の第２クラッチ２２のクラッチトルクＴｃが制御される。
【００５７】
このように、変速中のエンジントルクがパワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクを下回らないように制御されることにより、ドライバは変速中に減速感を感ずることなく、しかも、変速時間が遅くなることもなく、保障時間ｔ１内で変速が完了される。
【００５８】
なお、上記したフローチャートにおいては、変速中のエンジントルクがパワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクを下回らないように制御するようにしたが、エンジントルクにギヤ比を加味することにより、変速中の車両の駆動力Ｔ１が、パワーオンダウン変速開始時の車両の駆動力Ｔ０を下回らないように制御することもできる。
【００５９】
上記したステップＳ１０６により、エンジン１１の目標回転増速度ΔＮｅ１を演算する目標回転増速度演算部を構成し、ステップＳ１２２により、パワーオンダウン変速開始時（変速直前）のエンジントルクを演算するトルク演算部を構成している。
【００６０】
上記した実施の形態によれば、エンジン１１の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、エンジン１１の回転増速度が目標回転増速度以下となるように、高速段側のクラッチのクラッチトルクＴｃを制御し、エンジン１１の回転数が低速段側の入力軸の回転数に同期すると、低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御装置２３を備えているので、変速時間を長くすることなく、エンジン回転数吹き上げ中の車両の駆動力を、パワーオンダウン変速時の駆動力より下回らないように制御することができ、パワーオンダウン変速時に減速感を感ずることがない。
【００６１】
上記した実施の形態においては、エンジン回転数加速度ΔＮｅが目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１と一致するように、高速段側のクラッチのクラッチトルクＴｃを一定量ずつ制御するようにしたが、目標エンジン回転数加速度ΔＮｅ１と現在のエンジン回転数加速度ΔＮｅとの偏差に応じて、クラッチトルクＴｃを制御するようにしてもよい。
【００６２】
また、上記した実施の形態においては、パワーオンダウン変速時の駆動力Ｔ１を、変速直前の駆動力Ｔ０を下回らないように制御するようにしたが、必ずしも変速直前の駆動力に限定されるものではなく、変速開始時前後の駆動力を基準にしてクラッチトルクＴｃを制御するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、上記した実施の形態においては、パワーオンダウン変速開始時点の駆動力Ｔ０を基準にして、その駆動力Ｔ０を下回らない駆動力Ｔ１となるように、クラッチトルクＴｃを制御する例について述べたが、必ずしもパワーオンダウン変速開始時点のトルク（駆動力）でなくても、変速線図の変速点を通過した時点のトルク（駆動力）であってもよい。
【００６４】
なお、上記した実施の形態においては、ＦＦタイプの車両に好適なデュアルクラッチ式自動変速機を例にして説明したが、ＦＲ（フロントエンジンリヤドライブ）タイプの車両に適用する場合には、例えば、特開２０１１−１４４８７２号公報に記載されているように、変速段ギヤ（５速ギヤ）を第１入力軸に直結したり、あるいはギヤシフト機構の一部を第１または第２入力軸上に配置してもよい。
【００６５】
また、上記した実施の形態においては、第１および第２副軸３５、３６側に従動ギヤを遊転可能に設けた例について述べたが、第１および第２入力軸３１、３２側に設けたギヤを遊転可能としてもよい。
【００６６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係るデュアルクラッチ式自動変速機は、第１および第２入力軸に連結された第１および第２クラッチからなるデュアルクラッチを備え、プレシフトを可能にしたものに用いるのに適している。
【符号の説明】
【００６８】
１０…デュアルクラッチ式自動変速機、１１…エンジン、２０…デュアルクラッチ、２１…第１クラッチ、２２…第２クラッチ、２３…パワーオンダウン変速制御部、２５、２６…クラッチアクチュエータ、３１…第１入力軸、３２…第２出力軸、３３…出力軸、３５…第１副軸、３６…第２副軸、５１、５３、５５、５７…奇数変速段駆動ギヤ、５２、５４…偶数変速段駆動ギヤ、６１、６３、６５、６７…奇数変速段従動ギヤ、６２、６４、６６…偶数変速段従動ギヤ、７１、７３…第１シフト機構、７２、７４…第２シフト機構、Ｓ１０６…目標回転増速度演算部、Ｓ１２２…変速開始時トルク演算部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同心に配置された第１入力軸および第２入力軸と、
原動機の回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチと前記回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチとを有するデュアルクラッチと、
前記第１入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構、および前記第２入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構と、
変速指令が送出されると、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸および前記第２入力軸のうちの前記原動機から切り離される入力軸に対応するクラッチを切離状態にする切離制御を行い、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸および前記第２入力軸のうちの前記原動機に接続される入力軸に対応するクラッチを、前記原動機の回転数が前記接続される入力軸の回転数とを同期させて接続状態にする係合制御を行う変速制御装置と、
を備え、
前記変速制御装置は、
前記変速指令がパワーオンダウン変速指令である場合、パワーオンダウン変速開始時点での前記原動機の出力トルクを変速開始時トルクとして演算する変速開始時トルク演算部と、
前記原動機の現出力トルクから前記変速開始時トルクを減算した差を前記原動機のイナーシャトルクで除算して前記原動機の目標回転増速度を演算する目標回転増速度演算部と、
前記原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、前記原動機の回転増速度が前記目標回転増速度以下となるように、前記高速段側のクラッチの伝達トルクを制御し、前記原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期すると、前記低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御部と、
を備えるデュアルクラッチ式自動変速機。
【請求項２】
請求項１において、前記許容回転増速度に所定値を減算した目標回転増速度を演算し、目標回転増速度となるように前記クラッチの伝達トルクを制御するデュアルクラッチ式自動変速機。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、車速と変速前後のギヤ段から変速動作に必要なエンジン回転数の変化量と前記目標回転増速度から目標変速時間を演算し、前記目標変速時間が予め定められた保障時間より大きい場合には、前記目標回転増速度を前記保障時間に基づいて算出するようにしたデュアルクラッチ式自動変速機。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記パワーオンダウン変速開始時点は、アクセルの操作量および車両速度の変化が変速線図の変速点を通過したことに基づいて設定された時点であるデュアルクラッチ式自動変速機。
【請求項１】
同心に配置された第１入力軸および第２入力軸と、
原動機の回転駆動力を前記第１入力軸に伝達する第１クラッチと前記回転駆動力を前記第２入力軸に伝達する第２クラッチとを有するデュアルクラッチと、
前記第１入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して奇数変速段を成立させる第１シフト機構、および前記第２入力軸に伝達された前記回転駆動力を変速して偶数変速段を成立させる第２シフト機構と、
変速指令が送出されると、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸および前記第２入力軸のうちの前記原動機から切り離される入力軸に対応するクラッチを切離状態にする切離制御を行い、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチのうち、前記第１入力軸および前記第２入力軸のうちの前記原動機に接続される入力軸に対応するクラッチを、前記原動機の回転数が前記接続される入力軸の回転数とを同期させて接続状態にする係合制御を行う変速制御装置と、
を備え、
前記変速制御装置は、
前記変速指令がパワーオンダウン変速指令である場合、パワーオンダウン変速開始時点での前記原動機の出力トルクを変速開始時トルクとして演算する変速開始時トルク演算部と、
前記原動機の現出力トルクから前記変速開始時トルクを減算した差を前記原動機のイナーシャトルクで除算して前記原動機の目標回転増速度を演算する目標回転増速度演算部と、
前記原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期するまでの間は、前記原動機の回転増速度が前記目標回転増速度以下となるように、前記高速段側のクラッチの伝達トルクを制御し、前記原動機の回転数が前記低速段側の入力軸の回転数に同期すると、前記低速段側の入力軸に対応する低速段側のクラッチを接続状態にするパワーオンダウン変速制御部と、
を備えるデュアルクラッチ式自動変速機。
【請求項２】
請求項１において、前記許容回転増速度に所定値を減算した目標回転増速度を演算し、目標回転増速度となるように前記クラッチの伝達トルクを制御するデュアルクラッチ式自動変速機。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、車速と変速前後のギヤ段から変速動作に必要なエンジン回転数の変化量と前記目標回転増速度から目標変速時間を演算し、前記目標変速時間が予め定められた保障時間より大きい場合には、前記目標回転増速度を前記保障時間に基づいて算出するようにしたデュアルクラッチ式自動変速機。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記パワーオンダウン変速開始時点は、アクセルの操作量および車両速度の変化が変速線図の変速点を通過したことに基づいて設定された時点であるデュアルクラッチ式自動変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３６４７９（Ｐ２０１３−３６４７９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０４８５（Ｐ２０１１−１７０４８５）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【Ｆターム（参考）】
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