JP2017089790A - デュアルクラッチ式変速機 - Google Patents

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Abstract

【課題】各変速の所要時間のばらつきを抑制することで、運転者の違和感を効果的に低減する。
【解決手段】デュアルクラッチ装置２０と、第１入力軸３１から副軸３４に動力を伝達する第１プライマリギヤ列４１と、第２入力軸３２から副軸３４に動力を伝達する第２プライマリギヤ列４２と、出力軸３３に回転可能に設けられた複数の出力用ギヤ列５１〜５３と、出力用ギヤ列５１〜５３をギヤインさせるシンクロ機構６０とを備え、クラッチ切り替えのみで行う変速間のステップ比が、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う変速間のステップ比よりも小さいステップ比で設定された。
【選択図】図１

Description

本発明は、デュアルクラッチ式変速機に関する。
従来、二個のクラッチを有するデュアルクラッチ装置をエンジンと変速機との間に設け、エンジンから変速機への動力伝達を二系統に切り替えられるようにしたデュアルクラッチ式変速機が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
このようなデュアルクラッチ式変速機においては、例えば、１速から２速にシフトアップする際は、１／２速用ギヤをギヤインさせた状態でクラッチの切り替えのみを行い、２速から３速にシフトアップする際はクラッチの切り替えと共に、１／２速用ギヤをギヤ抜きして３／４速用ギヤをギヤインさせるように構成されている。
特開２０１３−２４５８１８号公報
一般的に、デュアルクラッチ式変速機においては、スプリッタのギヤ比は、各変速間のステップ比（変速段を１段シフトアップしたときのギヤ比の増加割合）が略等しくなるギヤ比で設定されている。このため、クラッチ切り替えのみで行う変速の所要時間に対して、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う変速の所要時間がギヤイン動作（回転同期）の影響で長くなり、運転者に違和感を与えることで、変速フィーリングを悪化させる課題がある。
開示の技術は、各変速の所要時間のばらつきを抑制することで、運転者の違和感を効果的に低減することを目的とする。
開示の技術は、駆動源からの動力を断接可能な第１クラッチ及び第２クラッチを有するクラッチ装置と、前記第１クラッチに接続された第１入力軸と、前記第２クラッチに接続された第２入力軸と、前記第１及び第２入力軸と平行に配置された副軸と、前記副軸と平行に配置された出力軸と、前記第１入力軸から前記副軸に動力を伝達する第１プライマリギヤ列と、前記第２入力軸から前記副軸に動力を伝達する第２プライマリギヤ列と、前記副軸又は前記出力軸の少なくとも一方に回転可能に設けられた複数の出力用ギヤ列と、前記出力用ギヤ列をギヤインさせるシンクロ機構とを備え、所定の出力用ギヤ列をギヤインさせて前記第１クラッチを接、前記第２クラッチを断にすると所定の第１変速段が実現され、前記所定の出力用ギヤ列をギヤインさせた状態で前記第１クラッチを断、前記第２クラッチを接に切り替えると前記第１変速段よりも一段高い所定の第２変速段にシフトアップされ、前記所定の出力用ギヤ列とは異なる他の出力用ギヤ列をギヤインさせて前記第１クラッチを接、前記第２クラッチを断に切り替えると前記第２変速段よりも一段高い所定の第３変速段にシフトアップされるデュアルクラッチ式変速機において、前記第２変速段及び前記第３変速段の変速間のステップ比が、前記第１変速段及び前記第２変速段の変速間のステップ比よりも小さいステップ比で設定されたことを特徴とする。
前記第１プライマリギヤ列のギヤ比を前記第２プライマリギヤ列のギヤ比で除算して得られる段間比が、各変速間のステップ比を等しくする段間比よりも大きい値で設定されることが好ましい。
開示の技術によれば、各変速の所要時間のばらつきを抑制することで、運転者の違和感を効果的に低減することができる。
本発明の一実施形態に係るデュアルクラッチ式自動変速機を示す模式的な全体構成図である。 本発明の第一実施形態に係るデュアルクラッチ式自動変速機による車速及びエンジン回転数に応じたシフトアップを説明する図である。 従来例のデュアルクラッチ式自動変速機による車速及びエンジン回転数に応じたシフトアップを説明する図である。
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るデュアルクラッチ式自動変速機を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図１は、本実施形態のデュアルクラッチ式自動変速機を示す模式的な全体構成図である。図１中において、符号１０は駆動源であるエンジン、符号８０はコントロールユニット、符号９０はエンジン回転数センサ、符号９５は車速センサをそれぞれ示している。
デュアルクラッチ式自動変速機は、第１及び第２クラッチ２１，２２を有するデュアルクラッチ装置２０と、変速機構３０とを備えて構成されている。
第１クラッチ２１は、例えば、湿式多板クラッチであって、エンジン１０の出力軸１１と一体回転するクラッチハブ２３と、変速機構３０の第１入力軸３１と一体回転する第１クラッチドラム２４と、複数枚の第１クラッチプレート２５と、第１クラッチプレート２５を圧接する第１ピストン２６と、第１油圧室２６Ａとを備えている。
第１クラッチ２１は、第１油圧室２６Ａに供給される作動油圧によって第１ピストン２６が出力側（図１の右方向）にストローク移動すると、第１クラッチプレート２５が圧接されて、トルクを伝達する接続状態となる。一方、第１油圧室２６Ａの作動油圧が解放されると、第１ピストン２６が図示しないスプリングの付勢力によって入力側（図１の左方向）にストローク移動されて、第１クラッチ２１は動力伝達を遮断する切断状態となる。
第２クラッチ２２は、例えば、湿式多板クラッチであって、クラッチハブ２３と、変速機構３０の第２入力軸３２と一体回転する第２クラッチドラム２７と、複数枚の第２クラッチプレート２８と、第２クラッチプレート２８を圧接する第２ピストン２９と、第２油圧室２９Ａとを備えている。
第２クラッチ２２は、第２油圧室２９Ａに供給される作動油圧によって第２ピストン２９が出力側（図１の右方向）にストローク移動すると、第２クラッチプレート２８が圧接されて、トルクを伝達する接続状態となる。一方、作動油圧が解放されると、第２ピストン２９が図示しないスプリングの付勢力によって入力側（図１の左方向）にストローク移動されて、第２クラッチ２２はトルク伝達を遮断する切断状態となる。
変速機構３０は、入力側に配置された副変速機４０と、出力側に配置された主変速機５０とを備えて構成されている。また、変速機構３０は、副変速機４０に設けられた第１入力軸３１及び第２入力軸３２と、主変速機５０に設けられた出力軸３３と、これらの軸３１〜３３と平行に配置された副軸３４とを備えている。第１入力軸３１は、第２入力軸３２を軸方向に貫通する中空軸内に相対回転自在に挿入されている。出力軸３３の出力端には、何れも図示しない車両駆動輪に差動装置等を介して連結されたプロペラシャフトが接続されている。
副変速機４０には、低速用の第１プライマリギヤ列４１と、高速用の第２プライマリギヤ列４２とが設けられている。第１プライマリギヤ列４１は、第１入力軸３１に固定された第１入力主ギヤ４３と、副軸３４に固定されて第１入力主ギヤ４３と常時歯噛する第１入力副ギヤ４４とを備えている。第２プライマリギヤ列４２は、第２入力軸３２に固定された第２入力主ギヤ４５と、副軸３４に固定されて第２入力主ギヤ４５と常時歯噛する第２入力副ギヤ４６とを備えている。これら第１及び第２プライマリギヤ列４１，４２のギヤ比の設定については後述する。
主変速機５０には、各変速段に対応する１／２速用ギヤ列５１、３／４速用ギヤ列５２、５／６速用ギヤ列５３、リバース用ギヤ列５４及び、これら変速用ギヤ列５１〜５４を出力軸３３と選択的に同期結合させる複数のシンクロ機構６０が設けられている。
１／２速用ギヤ列５１は、副軸３４に固定された１／２速用副ギヤ５１Ａと、出力軸３３に相対回転自在に設けられると共に１／２速用副ギヤ５１Ａと常時歯噛する１／２速用主ギヤ５１Ｂとを備えている。
３／４速用ギヤ列５２は、副軸３４に固定された３／４速用副ギヤ５２Ａと、出力軸３３に相対回転自在に設けられると共に３／４速用副ギヤ５２Ａと常時歯噛する３／４速用主ギヤ５２Ｂとを備えている。
５／６速用ギヤ列５３は、副軸３４に固定された５／６速用副ギヤ５３Ａと、出力軸３３に相対回転自在に設けられると共に５／６速用副ギヤ５３Ａと常時歯噛する５／６速用主ギヤ５３Ｂとを備えている。
リバース用ギヤ列５４は、副軸３４に固定されたリバース用副ギヤ５４Ａと、出力軸３３に相対回転自在に設けられたリバース用主ギヤ５４Ｂと、これらのギヤ５５Ａ，Ｂに常時歯噛するアイドラギヤ５４Ｃとを備えている。
シンクロ機構６０は、公知の構造であって、何れも図示しないシンクロスリーブやシンクロリング等を備えて構成されている。シンクロ機構６０の作動は、コントロールユニット８０によってエンジン回転数や車速等に応じて制御されており、出力軸３３と各変速用主ギヤ５１Ｂ〜５４Ｂとを選択的に同期結合（ギヤイン）させるように構成されている。
次に、本実施形態に係るデュアルクラッチ式自動変速機のギヤ比の詳細設定について説明する。なお、以下の説明に用いる各数値は、本実施形態の一例であって、本発明の趣旨を一脱しない範囲で適宜最適な値に設定することが可能である。
本実施形態の各ギヤ列の歯数及びギヤ比の一例を以下の表１、各変速段１〜６の最終ギヤ比及び各変速間のステップ比を以下の表２に示す。また、従来例の各ギヤ列の歯数及びギヤ比を以下の表３、各変速段１〜６の最終ギヤ比及び各変速間のステップ比を以下の表４に示す。表１，３において、歯数Ｚ１は、副軸側に設けられた各ギヤの歯数、歯数Ｚ２は、入力軸側又は出力軸側に設けられた各ギヤの歯数をそれぞれ示している。
Figure 2017089790
Figure 2017089790
Figure 2017089790
Figure 2017089790
表３，４に示す従来例において、第１プライマリギヤ列のギヤ比を第２プライマリギヤ列のギヤ比で除算して得られる副変速機の段間比は、約１．４０（＝１．６１／１．１５）となる。副変速機の段間比をこのような値にすると、表４に示すように、各変速間のステップ比は略等しい等間隔で設定される。また、各シフトアップ時の入力側と出力側との回転数差は、図３に示すように、クラッチ切り替えのみで行う奇数段から偶数段への変速時（１ｓｔ→２ｎｄ、３ｒｄ→４ｔｈ、５ｔｈ→６ｔｈ）と、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う偶数段から奇数段への変速時（２ｎｄ→３ｒｄ、４ｔｈ→５ｔｈ）とで互いに略等しくなる。
その結果、従来例では、クラッチ切り替えのみで行う変速の所要時間に対し、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う変速の所要時間がギヤイン動作（回転同期結合）の影響で長くなり、運転者に違和感を与えることで、変速フィーリングを悪化させる課題がある。
これに対し、表１，２に示す本実施形態では、副変速機の段間比が、上記従来例の段間比よりも大きい約１．４８（＝１．６１／１．０９）で設定されている。副変速機の段間比をこのような値に設定すると、表２に示すように、クラッチ切り替えのみで行う奇数段から偶数段への変速間（１ｓｔ→２ｎｄ、３ｒｄ→４ｔｈ、５ｔｈ→６ｔｈ）のステップ比に対して、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う偶数段から奇数段への変速間（２ｎｄ→３ｒｄ、４ｔｈ→５ｔｈ）のステップ比が小さく設定されるようになる。
その結果、各シフトアップ時の入力側と出力側との回転数差は、図２に示すように、クラッチ切り替えのみで行う奇数段から偶数段への変速時（１ｓｔ→２ｎｄ、３ｒｄ→４ｔｈ、５ｔｈ→６ｔｈ）の回転数差よりも、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う偶数段から奇数段への変速時（２ｎｄ→３ｒｄ、４ｔｈ→５ｔｈ）の回転数差が小さく抑制されるようになり、ギヤイン動作（回転同期結合）に要する時間も短縮される。すなわち、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う変速の所要時間が従来例よりも短くなり、クラッチ切り替えのみで行う変速の所要時間と略等しくなることで、シフトアップ時に運転者に与える違和感が効果的に低減されるようになる。
以上詳述したように、本実施形態では、副変速機の段間比を、各変速間のステップ比が略等しくなる従来例よりも大きい段間比で設定したことで、クラッチ切り替えのみで行う変速間のステップ比に対して、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う変速間のステップ比が小さく設定される。その結果、各シフトアップ時の入力側と出力側との回転数差は、クラッチ切り替えのみを行う変速時の回転数差に対して、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う変速時の回転数差が小さく抑制され、ギヤ切り替え時の同期結合に要する時間も短縮されるようになる。これにより、クラッチ切り替えのみで行う変速の所要時間と、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う変速の所要時間とが互いに略等しくなり、各変速の所要時間のばらつきも抑制されることで、各シフトアップ時に運転者に与える違和感が効果的に低減されるようになり、変速フィーリングを確実に向上することができる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、ギヤ比の設定は上記実施形態に限定されるものではなく、クラッチ切り替えのみで行う変速間のステップ比に対して、クラッチ切り替え及びギヤ切り替えの両方を行う変速間のステップ比が小さくなる範囲で適宜最適な値に設定することができる。
また、ギヤの配列や変速段数等は図示例に限定されず、他の配列又は変速段数のデュアルクラッチ式変速機にも広く適用することが可能である。
１０ エンジン
２０ デュアルクラッチ装置
２１ 第１クラッチ
２２ 第２クラッチ
３０ 変速機構
３１ 第１入力軸
３２ 第２入力軸
３３ 出力軸
３４ 副軸
４０ 副変速機
４１ 第１プライマリギヤ列
４２ 第２プライマリギヤ列
５０ 主変速機
５１ １／２速用ギヤ列
５２ ３／４速用ギヤ列
５３ ５／６速用ギヤ列
５４ リバース用ギヤ列
６０ シンクロ機構
８０ コントロールユニット
９０ エンジン回転数センサ
９５ 車速センサ

Claims (2)

  1. 駆動源からの動力を断接可能な第１クラッチ及び第２クラッチを有するクラッチ装置と、前記第１クラッチに接続された第１入力軸と、前記第２クラッチに接続された第２入力軸と、前記第１及び第２入力軸と平行に配置された副軸と、前記副軸と平行に配置された出力軸と、前記第１入力軸から前記副軸に動力を伝達する第１プライマリギヤ列と、前記第２入力軸から前記副軸に動力を伝達する第２プライマリギヤ列と、前記副軸又は前記出力軸の少なくとも一方に回転可能に設けられた複数の出力用ギヤ列と、前記出力用ギヤ列をギヤインさせるシンクロ機構とを備え、所定の出力用ギヤ列をギヤインさせて前記第１クラッチを接、前記第２クラッチを断にすると所定の第１変速段が実現され、前記所定の出力用ギヤ列をギヤインさせた状態で前記第１クラッチを断、前記第２クラッチを接に切り替えると前記第１変速段よりも一段高い所定の第２変速段にシフトアップされ、前記所定の出力用ギヤ列とは異なる他の出力用ギヤ列をギヤインさせて前記第１クラッチを接、前記第２クラッチを断に切り替えると前記第２変速段よりも一段高い所定の第３変速段にシフトアップされるデュアルクラッチ式変速機において、
    前記第２変速段及び前記第３変速段の変速間のステップ比が、前記第１変速段及び前記第２変速段の変速間のステップ比よりも小さいステップ比で設定された
    ことを特徴とするデュアルクラッチ式変速機。
  2. 前記第１プライマリギヤ列のギヤ比を前記第２プライマリギヤ列のギヤ比で除算して得られる段間比が、各変速間のステップ比を等しくする段間比よりも大きい値で設定された
    請求項１に記載のデュアルクラッチ式変速機。
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