JP2013050129A - 車両用デュアルクラッチ式変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機内の摩擦を左右する温度などの変動要因を考慮してプレシフト動作の実行タイミングを適正化することにより、ドライバビリティ（運転しやすさ、操縦性）を維持及び向上する車両用デュアルクラッチ式変速機を提供する。
【解決手段】第1クラッチ及び第2クラッチと、第1入力軸と、第２入力軸と、出力軸と、第1入力軸と出力軸との間に設けられた第1変速機構と、第２入力軸と出力軸との間に設けられた第２変速機構と、制御部とを備え、制御部は、変速段選択手段と、変速実行手段と、プレシフト動作時間ｔｐ２に影響する変動要因を検出してプレシフト動作の実行タイミング（Ｐ２点）を可変に前出しする前出し調整量（車速の変化量Δω３）を求めるプレシフト調整手段と、前出し調整量を考慮して次に適正となることが予測されるプレシフト変速段を選択するプレシフト選択手段と、プレシフト実行手段と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載されて継合状態と切断状態とを独立して切り替え可能である２つのクラッチを備えた車両用デュアルクラッチ式変速機に関し、より詳細には、プレシフト動作の実行タイミングの制御に関する。

車両用変速機の一種に、２つのクラッチと、各クラッチによりエンジンに継断される２つの入力軸と、各入力軸と出力軸との間に設けられる複数の変速歯車組と、を備えるデュアルクラッチ式変速機がある。デュアルクラッチ式変速機には、２つのクラッチで架け替え動作を行うことにより伝達トルクが途切れないようにして速やかな変速動作を行えるという利点がある。各クラッチには、例えばクラッチアクチュエータで駆動される摩擦クラッチを用いることができる。各変速歯車組は、通常４〜７段程度の変速段を構成し、周知の同期装置により選択的に噛合結合される。そして、クラッチアクチュエータ及び同期装置を電子制御装置（ＥＣＵ）で制御し、全体として同期噛合式自動変速機とするのが一般的である。

また、デュアルクラッチ式変速機では、変速動作時間を短縮するためにプレシフト動作を行う場合が多く、その一例が特許文献１のツインクラッチ式自動マニュアルトランスミッションの変速制御装置に開示されている。この変速制御装置は、第１クラッチと第２クラッチの掛け替え制御に先行し、開放されているクラッチの変速段グループの中から次の変速段を選択し、選択された変速段にシフト待機させるプレシフトを行う変速制御手段（プレシフト選択手段及びプレシフト実行手段）を備えている。

デュアルクラッチ式変速機に限らず一般的な自動変速機において、変速動作の実行タイミングは変速線に基づいて決定される場合が多い。変速線は、良好な燃費やドライバビリティ（運転しやすさ、操縦性）の向上などを目的として、エンジンや変速機などを適正に動作させるために設定される。変速線は、車速を横軸としエンジンのスロットル開度を縦軸とする座標平面上に、各変速段ごとにシフトアップとシフトダウンのそれぞれについて設定されるのが一般的であり、車両の状況を示す動作ポイントが変速線を横切ったタイミングで当該変速段への変速動作が開始される。

デュアルクラッチ式変速機におけるプレシフト動作の実行タイミングも変速動作と同様であり、プレシフト線に基づいて決定される場合が多い。通常、プレシフト線は、同じ変速段の変速線よりも手前側に設定される。これにより、まず、前記動作ポイントがプレシフト線を横切ってプレシフト動作が開始され、プレシフト変速段を構成する変速歯車組が噛合結合される。続いて、前記動作ポイントが変速線を横切って変速動作が開始され、２つのクラッチによるトルクの架け替え動作が行われる。特許文献１の図４には、プレシフト線の例が開示されている。

特開２００７−２９２２５０号公報

ところで、デュアルクラッチ式変速機の変速動作時間及びプレシフト動作時間は、変速機内部の摩擦（フリクション）に依存して変化する。例えば、変速機ケースの内部に封入された潤滑油の粘度は低温時に増加し、回転体が潤滑油を引き摺り上げる引き摺り抵抗や摺動部分の摩擦抵抗が増加して変速動作に影響を及ぼす。この変動要因により、変速動作時間やプレシフト動作時間が延びたり、変速動作やプレシフト動作の開始タイミングが遅延したりして、ドライバビリティの低下するおそれがある。例えば、発進直後のシフトアップ変速動作でプレシフト動作時間が延びて次の変速動作の開始に間に合わなくなると、結果的に変速動作が遅延することになり円滑な加速を行えなくなる。

また、変速動作時間及びプレシフト動作時間に影響する変動要因は、変速機内の摩擦を左右する温度だけでなく、車両発進後の走行時間も該当する。すなわち、車両発進の直後には、潤滑油の温度が低いことに加え、変速機ケースの底部に滞留している潤滑油が変速機内の各部に行き渡っておらず、摩擦が大きい。そして、或る程度の走行時間が経過すると変速機が暖機され、潤滑油の温度が上昇して各部に行き渡り摩擦が小さくなる。さらには、車両の総走行距離も変動要因に該当する。つまり、経年使用による総走行距離の増加につれて変速機内の各部が摩耗し、摺動面に荒れが発生したり、ガタが生じたりして摩擦が大きくなる。このような変動要因の影響を低減することで、ドライバビリティを維持及び向上することができる。

本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、変速機内の摩擦を左右する温度などの変動要因を考慮してプレシフト動作の実行タイミングを適正化することにより、ドライバビリティ（運転しやすさ、操縦性）を維持及び向上する車両用デュアルクラッチ式変速機を提供することを解決すべき課題とする。

本発明の車両用デュアルクラッチ式変速機は、動力源の回転軸に回転連結された継合状態と前記動力源から切断された切断状態とを独立して切り替え可能である第1クラッチ及び第2クラッチと、前記第1クラッチにより前記動力源に継断可能に回転連結される第1入力軸と、前記第２クラッチにより前記動力源に継断可能に回転連結される第２入力軸と、駆動輪に回転連結された出力軸と、前記第1入力軸と前記出力軸との間に設けられて、複数の変速段を構成するとともに１組を選択的に噛合結合可能とする複数の歯車組を有する第1変速機構と、前記第２入力軸と前記出力軸との間に設けられて、複数の変速段を構成するとともに１組を選択的に噛合結合可能とする複数の歯車組を有する第２変速機構と、前記第1クラッチ、前記第２クラッチ、前記第1変速機構、及び前記第２変速機構を制御する制御部と、を備える車両用デュアルクラッチ式変速機であって、前記制御部は、車両の状態に基づいて適正な変速段を選択する変速段選択手段と、前記適正な変速段が選択されると、現在の変速段から前記適正な変速段に向けての変速動作を制御し、前記適正な変速段を構成する歯車組が噛合結合していないときにトルク伝達可能に噛合結合させ、前記適正な変速段に回転連結される前記第1または前記第２クラッチを前記継合状態とする変速実行手段と、プレシフト動作時間に影響する変動要因を検出し、検出した変動要因に基づいてプレシフト動作の実行タイミングを可変に前出しする前出し調整量を求めるプレシフト調整手段と、前記前出し調整量を考慮して前記第1変速機構及び前記第２変速機構のうち前記現在の変速段を含まない一方の変速機構に含まれる変速段のなかで次に適正となることが予測される変速段をプレシフト変速段として選択するプレシフト選択手段と、前記プレシフト変速段が選択されると、前記プレシフト変速段に回転連結される前記第1または前記第２クラッチを前記切断状態とし、前記プレシフト変速段を構成する歯車組をトルク伝達可能に噛合結合させるプレシフト実行手段と、を有する。

さらに、前記プレシフト調整手段は、前記変動要因によって前記プレシフト動作時間が増加する増加分に相当する前出し調整量を求めることが好ましい。

さらに、前記プレシフト調整手段は、前記変動要因として前記第1変速機構及び前記第２変速機構の内部の摩擦を増減させる温度を含み、変速機の内部油温、内部気温、及び変速機の周囲温度のいずれかを検出し、検出した温度が低いほど前記前出し調整量を大きく設定することが好ましい。

また、前記プレシフト調整手段は、前記変動要因として車両発進後の走行時間を含み、前記走行時間が短いほど前記前出し調整量を大きく設定するようにしてもよい。

また、前記プレシフト調整手段は、前記変動要因として車両の総走行距離を含み、前記総走行距離が大きいほど前記前出し調整量を大きく設定するようにしてもよい。

さらに、前記動力源はエンジンであり、前記プレシフト調整手段は、前記前出し調整量を車速の変化量で表し、前記プレシフト選択手段は、前記車速の変化量を考慮して車速及び前記エンジンのスロットル開度の関数で表現されるプレシフト線を補正し、補正に基づいて前記プレシフト変速段を選択することが好ましい。

本発明の車両用デュアルクラッチ式変速機で、制御部は、変速段選択手段、変速実行手段、プレシフト調整手段、プレシフト選択手段、及びプレシフト実行手段を有している。そして、プレシフト調整手段は、プレシフト動作時間に影響する変動要因に基づいて、プレシフト動作の実行タイミングを可変に前出しする前出し調整量を求める。したがって、プレシフト動作時間の長短に応じて前出し調整量が可変に調整され、プレシフト動作の実行タイミングが適正化される。これにより、プレシフト動作に続く変速動作が遅れたりするおそれが低減され、変動要因に影響されずにドライバビリティ（運転しやすさ、操縦性）を維持できる。

さらに、プレシフト動作時間が増加する増加分に相当する前出し調整量を求める態様では、増加分に相当するだけプレシフト動作の開始タイミングを前出し（前倒し）するので終了タイミングが適正化される。これにより、プレシフト動作に続く変速動作が遅れたりするおそれがなくなり、ドライバビリティを維持できる。

さらに、変動要因として温度を含み、検出した温度が低いほど前出し調整量を大きく設定する態様では、潤滑油が低温で変速機内の摩擦が大きいときのプレシフト動作時間の増加を確実に調整して、ドライバビリティを維持できる。

また、変動要因として車両発進後の走行時間を含み、走行時間が短いほど前出し調整量を大きく設定する態様では、発進直後に変速機内の摩擦が大きい影響を抑制できる。加えて、潤滑油の温度に対する調整と併せて実施することにより、ドライバビリティを維持及び向上できる。

また、変動要因として車両の総走行距離を含み、総走行距離が大きいほど前出し調整量を大きく設定する態様では、経年使用による変速機内の摩擦の増加の影響を抑制できる。加えて、潤滑油の温度に対する調整と併せて実施することにより、ドライバビリティを維持及び向上できる。

さらに、動力源をエンジンとし、前出し調整量を車速の変化量で表し、車速の変化量を考慮してプレシフト線を補正する態様では、プレシフト動作の実行タイミングの前出し調整量を正確かつ簡易に設定することができる。

本発明の実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機を示すスケルトン図である。 プレシフト動作時間の温度依存性を定性的に示した図である。 （１）は、一般的な車両用デュアルクラッチ式変速機の変速線及びプレシフト線を例示した図であり、（２）はプレシフト線の求め方を説明する図である。 実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機で行うプレシフト線の前出し補正の方法を説明する図である。 制御部が行うプレシフトの制御演算フローを示すフローチャートの図である。 実施形態における第２速から第４速までのシフトアップ変速動作のタイムチャートを例示した図であり、（１）は変速機の温度が低い場合、（２）は変速機の温度が高い場合を示している。 従来技術における第２速から第４速までのシフトアップ変速動作のタイムチャートを例示した図であり、（１）は変速機の温度が低い場合、（２）は変速機の温度が高い場合を示している。 応用形態で考慮する変動要因である車両発進後の走行時間とプレシフト動作時間の増加分との関係を示した図である。 応用形態で考慮する変動要因である車両の総走行距離とプレシフト動作時間の増加分との関係を示した図である。

本発明を実施するための実施形態を、図１〜図９を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機１を示すスケルトン図である。車両用デュアルクラッチ式変速機１は、前進５速後進１速の変速段を選択して、エンジン９１の出力トルクをデファレンシャル装置９３へ継断可能に伝達する装置である。車両用デュアルクラッチ式変速機１は、第1クラッチ２１及び第2クラッチ２２、第1入力軸３１、第２入力軸３２、出力軸４、第1変速機構５、第２変速機構６、及び制御部７などにより構成されている。

第1クラッチ２１及び第2クラッチ２２は、動力源であるエンジン９１の出力軸９２に回転連結された継合状態とエンジン９１から切断された切断状態とを独立して切り替える部位である。第1クラッチ２１及び第2クラッチ２２には、クラッチアクチュエータ２３によって駆動される摩擦クラッチを用いることができ、クラッチアクチュエータ２３としてサーボモータや油圧駆動機構などを用いることができる。第1クラッチ２１及び第2クラッチ２２は、制御部７からの指令でクラッチアクチュエータ２３が動作して摩擦継合力が調整され、伝達されるそれぞれのクラッチトルクＴｃ１、Ｔｃ２が独立して制御されるようになっている。

第1入力軸３１は、第1クラッチ２１によりエンジン９１に継断可能に回転連結される軸部材である。また、第２入力軸は、第２クラッチ２２によりエンジン９１に継断可能に回転連結される軸部材である。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、同軸内外に配置されている。第１入力軸３１の図中右端は第１クラッチ２１の出力側部材に連結され、図中左端は第２入力軸３２を通り抜けて突き出し、ボールベアリング３６に軸支されている。第２入力軸２の図中右端は第２クラッチ２２の出力側部材に連結され、中央部はボールベアリング３７に軸支されている。

出力軸４は、図略の駆動輪に回転連結された軸部材であり、第１入力軸３１及び第２入力軸３２の図中下側に平行に配置されている。出力軸４は、その両端をテーパードローラーベアリング４６、４７により軸支されている。出力軸４の一方のテーパードローラーベアリング４６に近接して出力ギヤ４８が固定して設けられ、出力ギヤ４８はデファレンシャル装置９３に噛合している。したがって、出力軸４は、デファレンシャル装置９３を介して駆動輪にトルクを伝達出力するようになっている。

第1変速機構５は、第1入力軸３１と出力軸４との間に設けられて、第１速、第３速、及び第５速の奇数速変速段を構成するとともに１組を選択的に噛合結合可能とする３組の歯車組５１、５３、５５を有する機構である。詳述すると、第１入力軸３１の図中左側から順番に、第１速駆動ギヤ５１Ａが固設され、第３速駆動ギヤ５３Ａが遊転可能に設けられ、第５速駆動ギヤ５５Ａが遊転可能に設けられている。一方、出力軸４の対向する箇所には第１速従動ギヤ５１Ｐが遊転可能に設けられ、第３速従動ギヤ５３Ｐが固設され、第５速従動ギヤ５５Ｐが固設されている。

第１速駆動ギヤ５１Ａ及び第１速従動ギヤ５１Ｐは常時噛合しており、第１速変速段を構成する第１速歯車組５１となっている。第１速用シンクロメッシュ機構８１（同期装置）のスリーブＳ１により第１速従動ギヤ５１Ｐが出力軸４に対して回転連結されると、第１速歯車組５１は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。同様に、第３速駆動ギヤ５３Ａ及び第３速従動ギヤ５３Ｐは常時噛合しており、第３速変速段を構成する第３速歯車組５３となっている。第３−５速用シンクロメッシュ機構８２のスリーブＳ３５により第３速駆動ギヤ５３Ａが第１入力軸３１に対して回転連結されると、第３速歯車組５３は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。さらに、第５速駆動ギヤ５５Ａ及び第５速従動ギヤ５５Ｐは常時噛合しており、第５速変速段を構成する第５速歯車組５５となっている。第３−５速用シンクロメッシュ機構８２のスリーブＳ３５により第５速駆動ギヤ５５Ａが第１入力軸３１に対して回転連結されると、第５速歯車組５５は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。第１速歯車組５１、第３速歯車組５３、及び第５速歯車組５５は、図略のインターロック機構によりいずれか１組のみが選択的に噛合結合されるようになっている。

第２変速機構６は、第２入力軸３２と出力軸４との間に設けられて、第２速及び第４速の偶数速変速段を構成するとともに１組を選択的に噛合結合可能とする２組の歯車組６２、６４を有する機構である。詳述すると、第２入力軸３２の図中左側から順番に、第４速駆動ギヤ６４及び第２速駆動ギヤ６２Ａが固設されている。一方、出力軸４の対向する箇所には第４速従動ギヤ６４Ｐ及び第２速従動ギヤ６２Ｐが遊転可能に設けられている。

第４速駆動ギヤ６４Ａ及び第４速従動ギヤ６４Ｐは常時噛合しており、第４速変速段を構成する第４速歯車組６４となっている。第２−４速用シンクロメッシュ機構８３のスリーブＳ２４により第４速従動ギヤ６４Ｐが出力軸４に対して回転連結されると、第４速歯車組６４は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。同様に、第２速駆動ギヤ６２Ａ及び第２速従動ギヤ６２Ｐは常時噛合しており、第２速変速段を構成する第２速歯車組６２となっている。第２−４速用シンクロメッシュ機構８３のスリーブＳ２４により第２速従動ギヤ６２Ｐが出力軸４に対して回転連結されると、第２速歯車組６２は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。第４速歯車組６４及び第２速歯車組６２は、第２−４速用シンクロメッシュ機構８３によりどちらか１組が選択的に噛合結合されるようになっている。

なお、図には省略されているが、後進変速段には従来の歯車組の構成を適宜用いることができる。

制御部７は、第1クラッチ２１、第２クラッチ２２、第1変速機構５、及び第２変速機構６を制御する部位である。すなわち、制御部７は、エンジン９１の動作状態や車速などの各種情報を取得し、クラッチアクチュエータ２３及び３つのシンクロメッシュ機構８１、８２、８３を関連付けて制御する。制御部７は、マイコンを内蔵してソフトウェアで動作する電子制御装置（ＥＣＵ）を用いて構成することができる。また、制御部７は、複数の電子制御装置（ＥＣＵ）が連携して協調制御を行うようにして構成することもできる。制御部７は、変速段選択手段７１、変速実行手段７２、プレシフト調整手段７３、プレシフト選択手段７４、及びプレシフト実行手段７５の各機能手段を有しており、以下に詳述する。

変速段選択手段７１は、車両の状態に基づいて適正な変速段を選択する手段である。車両の状態としては、変速機１の現在噛合結合している変速段、車速、エンジン９１のスロットル開度などを参照する。変速段選択手段７１は、後述する変速線に基づいて適正な変速段を選択する。つまり、車両の状況を示す動作ポイントが或る変速段の変速線を横切ったときに、当該の変速段を選択する。

変速実行手段７２は、適正な変速段が選択されると、現在の変速段から適正な変速段に向けての変速動作を制御する手段である。変速実行手段７２は、まず、適正な変速段を構成する歯車組が噛合結合していないときに、いずれかのシンクロメッシュ機構を制御して適正な変速段をトルク伝達可能に噛合結合させる。なお、この動作は、当該の歯車組がプレシフト実行手段７５により既に噛合結合されていれば不要である。変速実行手段７２は、次に、適正な変速段に回転連結される第1クラッチ２１または第２クラッチ２２を継合状態とする。そして通常、これに同期して他側のクラッチを切断状態とし、トルクの架け替え動作を行う。

プレシフト調整手段７３は、プレシフト動作時間に影響する変動要因を検出し、検出した変動要因に基づいてプレシフト動作の実行タイミングを可変に前出しする前出し調整量を求める手段である。変動要因としては第1変速機構５及び第２変速機構６の内部の摩擦を増減させる温度を考慮し、変速機１の内部油温、内部気温、及び変速機１の周囲温度のいずれかを検出する。温度を検出するために、変速機１の近傍あるいは内部に温度センサを設けることができる。

例えば、変速ケースの底部の内面あるいは外面に油温センサを設けることができる。また、既存の温度センサの検出結果を流用し、あるいは検出結果に補正を加えて変速機１の温度を推定するようにしてもてもよい。例えば、エンジン９１と変速機１が同じエンジンルーム内に配設されているときには、エンジン９１に設けられている吸気温度センサの検出結果により、変速機１の周囲温度を推定できる。

変速機１の温度が低いとき、内部に封入された潤滑油の粘度は大きく、各歯車組５１、５３、５５、６２、６４における歯の噛み合い摩擦が増加し、各ベアリング３６、３７、４６、４７の軸受摩擦が増加する。また、シンクロメッシュ機構８１〜８３が動作するときに、同期に達するまでの同期所要時間が増加する。逆に、温度が高いとき、潤滑油の粘度が小さくなって、変速機１内の噛み合い摩擦や軸受摩擦が減少し、シンクロメッシュ機構８１〜８３の同期所要時間が減少する。

この結果、図２に示されるように、プレシフト動作時間ｔｐが増減変化する。図２は、プレシフト動作時間ｔｐの温度依存性を定性的に示した図であり、横軸は変速機１の温度Ｔ、縦軸はプレシフト動作時間ｔｐである。図２に示される関係は、実験やシミュレーション、理論解析などによって把握することができる。図示されるように、変速機１の温度Ｔが低下するにつれて、プレシフト動作時間ｔｐの増加が顕著になる。これに対してプレシフト調整手段７３は、検出した温度Ｔが低いほど前出し調整量を大きく設定し、さらには、後述するように、プレシフト動作時間ｔｐが増加する増加分に相当する前出し調整量を求めて設定する。

プレシフト選択手段７４は、前出し調整量を考慮して第1変速機構５及び第２変速機構６のうち現在の変速段を含まない一方の変速機構に含まれる変速段のなかで次に適正となることが予測される変速段をプレシフト変速段として選択する手段である。プレシフト選択手段７４は、後述するように、変速線と同じ座標軸上に表現されるプレシフト線に基づくとともに、前出し調整量による補正を考慮してプレシフト変速段を選択する。つまり車両の状況を示す動作ポイントが或る変速段の補正後のプレシフト線を横切ったときに、当該の変速段をプレシフト変速段として選択する。

プレシフト実行手段７５は、プレシフト変速段が選択されると、プレシフト変速段に回転連結される第1クラッチ２１または第２クラッチ２２を切断状態とし、いずれかのシンクロメッシュ機構を制御してプレシフト変速段をトルク伝達可能に噛合結合させる手段である。換言すれば、プレシフト実行手段７５は、現在トルクを伝達していない側のクラッチを切断状態にしておいて、次に適正となることが予測される変速段の歯車組を予め噛合結合させる手段である。これにより、次の変速動作では、直ちに２つのクラッチ２１、２２によるトルクの架け替え動作を行えて、変速動作時間を大幅に短縮できる。

次に、変速線及びプレシフト線について説明する。図３の（１）は、一般的な車両用デュアルクラッチ式変速機の変速線及びプレシフト線を例示した図であり、（２）はプレシフト線の求め方を説明する図である。また、図４は、実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機１で行うプレシフト線の前出し補正の方法を説明する図である。図３及び図４には、第２速で走行していて第３速にシフトアップ変速動作を行う場合が例示されており、他の変速段への変速動作についても同様の考え方を適用する。

図３の（１）で横軸は車速ω、縦軸はエンジン９１のスロットル開度Ａである。図中に第２速から第３速への変速動作の開始を判定する２→３変速線が実線で示され、第１速から第３速へのプレシフト動作の開始を判定する１→３プレシフト線が一点鎖線で示されている。２→３変速線は、図示されるように２箇所で折れ曲がる折れ線で表現されている。すなわち、スロットル開度Ａが小さい領域で、車速ωは小さな一定値とされ、２→３変速線は垂直線で示される。スロットル開度Ａが中程度の領域で、車速ωはスロットル開度Ａの増加につれて漸増し、２→３変速線は右上がりの斜線で示される。スロットル開度Ａが大きい領域で、車速ωは大きな一定値とされ、２→３変速線は垂直線で示される。このような変速線は、１つのクラッチのみを有する自動変速機にも用いられるものであり、エンジン９１や変速機１の特性に基づき、良好な燃費やドライバビリティの向上などを目的として設定される。

一方、プレシフト線は、１つのクラッチのみを有する自動変速機では用いられず、デュアルクラッチ式変速機で用いられる。図３の（１）に示されるように、１→３プレシフト線は、２→３変速線よりも低車速側に偏移し、２箇所で折れ曲がる類似した形状の折れ線で示されている。例えば、スロットル開度Ａ１を想定したとき、１→３プレシフト線上のＰ１点の車速ω２は、２→３変速線上のＱ１点の車速ω１よりも変化量Δω１だけ低車速側に偏移して設定される。この車速ω２及び変化量Δω１の求め方が、図３の（２）に示されている。

図３の（２）で横軸は共通の時間ｔ、グラフは上から順番に第２速で走行中における車速ω、エンジン９１の出力トルクＴｅ及びスロットル開度Ａである。図示されるように、スロットル開度Ａ＝Ａ１で一定かつ出力トルクＴｅ＝Ｔｅ１で一定の条件下で、車両は一定の加速性能を有し時間ｔの経過とともに車速ωは増加する。ここで、車速ωがＱ１点に相当する車速ω１に到達するタイミングを時刻ｔ２とすると、時刻ｔ２よりもプレシフト動作時間ｔｐ１だけ早い時刻ｔ１における車速ω２を以って１→３プレシフト線のスロットル開度Ａ１におけるＰ１点の値とする。つまり、プレシフト動作時間ｔｐ１中（時刻ｔ１〜ｔ２）の車速の変化量Δω１（＝ω１−ω２）だけ、Ｐ１点はＱ１点よりも低車速側に位置する。

プレシフト動作時間ｔｐ１は実際には各種の変動要因の影響によって変化し得るが、従来技術では通常、標準的なプレシフト動作時間を設定してプレシフト線を画一的に確定していた。

一方、本実施形態では、プレシフト動作時間ｔｐ２が大きくなったときに、プレシフト線を前出し補正する。つまり、図４の（１）に例示されるように、スロットル開度Ａ１において、１→３プレシフト線上のＰ１点でなく、低車速側に前出ししたＰ２点でプレシフト動作の開始を判定する。図４の（１）における２→３変速線及び１→３プレシフト線は、図３の（１）と同一であり、Ｐ１点とＰ２点との間の車速の変化量Δω３の求め方が、図４の（２）に示されている。

図４の（２）で横軸は共通の時間ｔ、グラフは上から順番に第２速で走行中における車速ω、エンジン９１の出力トルクＴｅ及びスロットル開度Ａであり、グラフの形状は図３の（２）と同じである。ただし、図示されるように、プレシフト動作時間ｔｐ２が図３の（２）のプレシフト動作時間ｔｐ１よりも長くなっている点が異なる。このため、時刻ｔ２よりもプレシフト動作時間ｔｐ２だけ早い時刻ｔ３は、図３の（２）の時刻ｔ１よりも早くなる。ここで、プレシフト動作時間ｔｐ２中（時刻ｔ３〜ｔ２）の車速の変化量Δω２（＝ω１−ω３）だけ、Ｐ２点はＱ１点よりも低車速側に位置する。また、Ｐ１点とＰ２点との間の車速の変化量Δω３は、Δω３＝Δω２−Δω１で求められる。

前述のプレシフト調整手段７３は、図２の関係を用いて変速機１の温度Ｔからプレシフト動作時間ｔｐを求める。本実施形態で、プレシフト調整手段７３は、図２に示される変速機１の温度Ｔとプレシフト動作時間ｔｐとの関係を一覧表に整理したプレシフト動作時間マップを保持し、マップを用いてプレシフト動作時間ｔｐを求める。なお、プレシフト動作時間マップに限定されず、推定計算式などの別法を用いてもよい。さらに、プレシフト調整手段７３は、図４の関係を用いてプレシフト動作時間ｔｐの増加分に相当する前出し調整量を車速の変化量で表す。例えば、プレシフト調整手段７３は、図４のプレシフト動作時間ｔｐ２に対応して、前出し調整量を車速の変化量Δω３で表す。

また、前述のプレシフト選択手段７４は、前出し調整量を表す車速の変化量を考慮してプレシフト変速段を選択する。例えば、プレシフト選択手段７４は、図４の変化量Δω３を考慮し、車両の状況を示す動作ポイントがＰ２点を図の左方から右方に横切ったときに、第３速をプレシフト変速段として選択する。

ところで、図４の（１）における２→３変速線及び１→３プレシフト線は確定しているが、Ｐ２点の位置は車両の状況に応じて変化する。したがって、プレシフト調整手段７３及びプレシフト選択手段７４は、走行中に逐次プレシフトの制御演算を行う。図５は、制御部７が行うプレシフトの制御演算フローを示すフローチャートである。

図５のステップＳ１で、制御部７は、エンジン９１の出力トルクＴｅに変速機１の現在の変速ギヤ比Ｇを乗算して車軸トルクＴｄを演算する。なお、出力トルクＴｅは実測されていない場合が多いので、スロットルバルブの開度などの情報から推定する。次にステップＳ２で、プレシフト動作時間マップを用いてプレシフト動作時間ｔｐを推定する。次にステップＳ３で、プレシフト動作時間ｔｐが長引いたことによる車速の変化量Δω３を演算する。変化量Δω３は、車軸トルクＴｄに長引いた時間（＝プレシフト動作時間ｔｐ−標準動作時間ｔｐ０）を乗算し、車両慣性Ｊで除算して求める。

次にステップＳ４で、プレシフト動作時間ｔｐが長引いていないときの標準のプレシフト車速ω２をプレシフト線から読み取る。次にステップＳ５で、標準のプレシフト車速ω２から変化量Δω３を減算して実際のプレシフト車速ω３を演算する。次のステップＳ６で、プレシフト動作の開始の判定（プレシフト判定）を行う。すなわち、現在の車速ωがプレシフト車速ω３以上になっているか否か調査し、条件が満たされるとステップＳ７に進んでプレシフト動作を実行する。その後、プレシフトの候補となる変速段などの条件を設定変更してステップＳ１に戻る。また、ステップＳ６で条件が満たされないときには直ちにステップＳ１に戻る。これでプレシフトの制御演算の１サイクルが終了し、以降繰り返される。

次に、実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機１の変速動作及びプレシフト動作について、従来技術と比較しながら説明する。図６は、実施形態における第２速から第４速までのシフトアップ変速動作のタイムチャートを例示した図であり、（１）は変速機１の温度Ｔが低い場合、（２）は変速機１の温度Ｔが高い場合を示している。また、図７は、従来技術における第２速から第４速までのシフトアップ変速動作のタイムチャートを例示した図であり、（１）は変速機の温度が低い場合、（２）は変速機の温度が高い場合を示している。

図６の（１）及び（２）、図７の（１）及び（２）は共通の様式で表示されており、横軸は共通の時間軸、チャートは上側から順番に変速段、第１及び第２変速機構５、６のプレシフト変速段、エンジン９１の出力軸９２の回転数Ｎｅならびに第１及び第２入力軸３１、３２の回転数Ｎｉ１、Ｎｉ２をそれぞれ示している。変速段及びプレシフト変速段のチャートは、変速段が選択された時点では破線で表示され、実際に切り替わった時点で実線に変更表示されている。

また、エンジン９１の出力軸９２の回転数Ｎｅは実線で示され、第１及び第２入力軸３１、３２の回転数Ｎｉ１、Ｎｉ２は破線で示されている。したがって、実線の回転数Ｎｅが破線のＮｉ１、Ｎｉ２の一方に重なっているときは、第１及び第２クラッチ３１、３２の一方が継合状態とされ、他方が切断状態とされた状態である。また、実線の回転数Ｎｅが２つの破線のＮｉ１、Ｎｉ２の中間に位置するときは、第１及び第２クラッチ３１、３２の両方が継合状態とされて、トルクの架け替え動作が行われている状態である。

変速機１の温度Ｔが高いときの図６の（２）において、時刻ｔ１０で、第１クラッチ２１が切断状態とされ、第２クラッチ２２が継合状態とされ、第２速歯車組６２が噛合結合されて、第２速で走行している。そして、時刻ｔ１１でプレシフト変速段として第３速が選択されると、プレシフト動作時間ｔｐ３をかけて第３速歯車組５３が噛合結合され、時刻ｔ１２でプレシフト動作が終わる。次に、時刻ｔ１３で変速段として第３速が選択されると、第２クラッチ２２から第１クラッチ２１へトルクの架け替え動作が行われ、時刻ｔ１４で変速動作が終わる。

その後、時刻ｔ１５でプレシフト変速段として第４速が選択されると、プレシフト動作時間ｔｐ４をかけて第４速歯車組６４が噛合結合され、時刻ｔ１６でプレシフト動作が終わる。次に、時刻ｔ１７で変速段として第４速が選択されると、第１クラッチ２１から第２クラッチ２２へトルクの架け替え動作が行われ、時刻ｔ１８で変速動作が終わる。

また、変速機１の温度Ｔが低いときの図６の（１）において、プレシフト調整手段７３の機能により、プレシフト動作時間ｔｐ５が増加した分だけプレシフト動作の実行タイミングが前出しされる。したがって、図６の（２）の時刻ｔ１１よりも早い時刻ｔ１１ｆでプレシフト変速段として第３速が選択される。これにより、長いプレシフト動作時間ｔｐ５をかけて第３速歯車組５３が噛合結合され、プレシフト動作が終わる時刻ｔ１２は図６の（２）と同じになる。

さらに、第４速へのプレシフト動作も同様であり、プレシフト動作時間ｔｐ６が増加した分だけ前出しされた時刻ｔ１５ｆでプレシフト変速段として第４速が選択される。そして、長いプレシフト動作時間ｔｐ６をかけて第４速歯車組６４が噛合結合され、プレシフト動作が終わる時刻ｔ１６は図６の（２）と同じになる。

一方、従来技術で変速機の温度が高いときの図７の（２）は図６の（２）に一致し、温度の低いときの図７の（１）が図６の（１）と異なっている。図７の（１）において、従来技術ではプレシフト線の補正を行わないので、図７の（２）と同じ時刻ｔ１１でプレシフト変速段として第３速が選択される。これにより、長いプレシフト動作時間ｔｐ５をかけて第３速歯車組５３が噛合結合され、プレシフト動作が終わる時刻ｔ１２ｒは図７の（２）の時刻ｔ１２から遅延する。この遅延は以降の動作に影響し、変速段として第３速が選択される時刻ｔ１３ｒや、変速動作が終わる時刻ｔ１４ｒも図７の（２）から遅延する。

その後、時刻ｔ１５ｒでプレシフト変速段として第４速が選択されると、長いプレシフト動作時間ｔｐ６をかけて第４速歯車組６４が噛合結合されるので、プレシフト動作が終わる時刻ｔ１６ｒは一層顕著に遅延する。この顕著な遅延は以降の動作に影響し、変速段として第４速が選択される時刻ｔ１７ｒや、変速動作が終わる時刻ｔ１８ｒも図７の（２）から一層顕著に遅延する。

以上説明したように、本実施形態で、変速機１の温度Ｔが高いときには従来技術と同じ変速動作及びプレシフト動作を行い、変速機１の温度Ｔが低いときにプレシフト動作時間ｔｐの増加分に相当するだけプレシフト線を前出し補正して、プレシフト動作の実行タイミングを前出しする。

実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機１によれば、プレシフト動作時間ｐｔに影響する変動要因として変速機１の温度Ｔを考慮し、プレシフト動作時間ｐｔの増加分だけプレシフト動作の開始タイミングを可変に前出しするので、終了タイミングが適正化される。これにより、プレシフト動作に続く変速動作が遅れたりするおそれがなくなり、ドライバビリティ（運転しやすさ、操縦性）を維持できる。

さらに、動力源をエンジン９１とし、前出し調整量を車速の変化量Δω３で表し、車速の変化量Δω３を考慮してプレシフト線を補正するので、プレシフト動作の実行タイミングの前出し調整量を正確かつ簡易に設定することができる。

次に、実施形態を応用した応用形態の車両用デュアルクラッチ式変速機について説明する。プレシフト動作時間に影響する変動要因は、変速機内の摩擦を左右する温度だけでなく、車両発進後の走行時間や車両の総走行距離も該当する。応用形態は、実施形態と同じ装置構成を備えつつ、温度に加えてこれらの変動要因も考慮してプレシフト動作時間の増加分を推定し、プレシフト実行タイミングの前出し調整量を設定する。

図８は、応用形態で考慮する変動要因である車両発進後の走行時間ｔｒとプレシフト動作時間ｔｐの増加分Δｔｐ１との関係を示した図である。図示されるように、車両発進の直後は、潤滑油の温度が低いことに加え変速機ケースの底部に滞留している潤滑油が変速機内の各部に行き渡っていないので、増加分Δｔｐ１が大きい。そして、図示されるように、或る程度の走行時間ｔｒ１が経過すると変速機が暖機され、潤滑油の温度が上昇して各部に行き渡り、増加分Δｔｐ１が概ね無くなる。

また、図９は、応用形態で考慮する変動要因である車両の総走行距離Ｌとプレシフト動作時間ｔｐの増加分Δｔｐ２との関係を示した図である。図９の（１）に示されるように、経年使用による総走行距離Ｌの増加につれて、変速機内の各部が摩耗するため、プレシフト動作時間ｔｐの増加分Δｔｐ２が大きくなる。なお、増加分Δｔｐ２は、図９の（２）に示されるように、段階的な変化で近似するようにしてもよい。

図８及び図９に示されるプレシフト動作時間ｔｐの増加分Δｔｐ１、Δｔｐ２は、実験やサンプル調査、シミュレーションや理論解析などによって把握することができる。応用形態において、プレシフト調整手段７３は、変速機１の温度Ｔの影響を考慮することに加えて、車両発進後の走行時間ｔｒ及び車両の総走行距離Ｌの少なくとも一方を考慮し、増加分Δｔｐ１及び増加分Δｔｐ２の少なくとも一方を加算してプレシフト動作時間ｔｐを推定する。

応用形態の車両用デュアルクラッチ式変速機によれば、変動要因として車両発進後の走行時間や車両の総走行距離を考慮してプレシフト動作の前出し調整量を設定する。したがって、変速機の暖機の影響や経年使用の影響を抑制でき、潤滑油の温度に対する調整と併せて実施することにより、ドライバビリティを維持及び向上できる。

なお、実施形態で説明したように、第1及び第２変速機構５、６の一方に奇数速変速段を構成し、他方に偶数速変速段を構成することが好ましいが、限定はされない。また、第１及び第２入力軸３１、３２や出力軸４以外にカウンタ軸や副軸などを備えて変速段を構成した変速機でも、本発明を実施することができる。その他、本発明は様々な応用や変形が可能である。

１：車両用デュアルクラッチ式変速機
２１：第1クラッチ ２２：第2クラッチ ２３：クラッチアクチュエータ
３１：第1入力軸 ３２：第２入力軸
４：出力軸
５：第1変速機構 ５１、５３、５５：第１速、第３速、第５速歯車組
６：第２変速機構 ６２、６４：第２速、第４速歯車組
７：制御部
７１：変速段選択手段 ７２：変速実行手段 ７３：プレシフト調整手段
７４：プレシフト選択手段 ７５：プレシフト実行手段
８１：第１速用シンクロメッシュ機構
８２：第３−５速用シンクロメッシュ機構
８３：第２−４速用シンクロメッシュ機構
９１：エンジン ９２：出力軸 ９３：デファレンシャル装置
Ｔ：変速機の温度
ｔｐ、ｔｐ１〜ｔｐ６：プレシフト動作時間
Ａ、Ａ１：スロットル開度
ω、ω１〜ω３：車速 Δω１〜Δω３：車速の変化量
Ｎｉ１、Ｎｉ２：第１及び第２入力軸の回転数
Ｎｅ：エンジンの出力軸の回転数
Δｔｐ１、Δｔｐ２：プレシフト動作時間の増加分
ｔｒ：車両発進後の走行時間
Ｌ：車両の総走行距離

Claims (6)

1. 動力源の回転軸に回転連結された継合状態と前記動力源から切断された切断状態とを独立して切り替え可能である第1クラッチ及び第2クラッチと、
   前記第1クラッチにより前記動力源に継断可能に回転連結される第1入力軸と、
   前記第２クラッチにより前記動力源に継断可能に回転連結される第２入力軸と、
   駆動輪に回転連結された出力軸と、
   前記第1入力軸と前記出力軸との間に設けられて、複数の変速段を構成するとともに１組を選択的に噛合結合可能とする複数の歯車組を有する第1変速機構と、
   前記第２入力軸と前記出力軸との間に設けられて、複数の変速段を構成するとともに１組を選択的に噛合結合可能とする複数の歯車組を有する第２変速機構と、
   前記第1クラッチ、前記第２クラッチ、前記第1変速機構、及び前記第２変速機構を制御する制御部と、を備える車両用デュアルクラッチ式変速機であって、
   前記制御部は、
   車両の状態に基づいて適正な変速段を選択する変速段選択手段と、
   前記適正な変速段が選択されると、現在の変速段から前記適正な変速段に向けての変速動作を制御し、前記適正な変速段を構成する歯車組が噛合結合していないときにトルク伝達可能に噛合結合させ、前記適正な変速段に回転連結される前記第1クラッチまたは前記第２クラッチを前記継合状態とする変速実行手段と、
   プレシフト動作時間に影響する変動要因を検出し、検出した変動要因に基づいてプレシフト動作の実行タイミングを可変に前出しする前出し調整量を求めるプレシフト調整手段と、
   前記前出し調整量を考慮して前記第1変速機構及び前記第２変速機構のうち前記現在の変速段を含まない一方の変速機構に含まれる変速段のなかで次に適正となることが予測される変速段をプレシフト変速段として選択するプレシフト選択手段と、
   前記プレシフト変速段が選択されると、前記プレシフト変速段に回転連結される前記第１クラッチまたは前記第２クラッチを前記切断状態とし、前記プレシフト変速段を構成する歯車組をトルク伝達可能に噛合結合させるプレシフト実行手段と、を有する車両用デュアルクラッチ式変速機。
2. 前記プレシフト調整手段は、前記変動要因によって前記プレシフト動作時間が増加する増加分に相当する前出し調整量を求める請求項１に記載の車両用デュアルクラッチ式変速機。
3. 前記プレシフト調整手段は、前記変動要因として前記第1変速機構及び前記第２変速機構の内部の摩擦を増減させる温度を含み、変速機の内部油温、内部気温、及び変速機の周囲温度のいずれかを検出し、検出した温度が低いほど前記前出し調整量を大きく設定する請求項１または２に記載の車両用デュアルクラッチ式変速機。
4. 前記プレシフト調整手段は、前記変動要因として車両発進後の走行時間を含み、前記走行時間が短いほど前記前出し調整量を大きく設定する請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用デュアルクラッチ式変速機。
5. 前記プレシフト調整手段は、前記変動要因として車両の総走行距離を含み、前記総走行距離が大きいほど前記前出し調整量を大きく設定する請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用デュアルクラッチ式変速機。
6. 前記動力源はエンジンであり、
   前記プレシフト調整手段は、前記前出し調整量を車速の変化量で表し、
   前記プレシフト選択手段は、前記車速の変化量を考慮して車速及び前記エンジンのスロットル開度の関数で表現されるプレシフト線を補正し、補正に基づいて前記プレシフト変速段を選択する請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用デュアルクラッチ式変速機。

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