JP6866578B2 - デュアルクラッチ式変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと変速機構との間に、エンジン側からトルクコンバータと、２つのクラッチを含むクラッチ装置とが設けられ、エンジンから変速機構の出力軸に接続された車両駆動系への駆動力伝達経路を、それぞれのクラッチを介する経路間で切替可能なデュアルクラッチ式変速機の制御装置に関する。

従来、エンジンからの動力伝達を断接可能なクラッチを２つ備え、エンジンから車両駆動系への駆動力伝達経路をいずれかのクラッチを介する系統間で切替可能なデュアルクラッチ式変速機が知られている。

このようなデュアルクラッチ式変速機を搭載した車両において、車両の発進を円滑に行うために、２つのクラッチの容量を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、車両の発進を円滑に行うために、クラッチ装置の入力軸側にトルクコンバータを備えたデュアルクラッチ式変速機も知られている。

特開２００７−１７０６４０号公報

例えば、デュアルクラッチ式変速機を搭載した車両においては、停車時には、一般的には、２つのクラッチが断状態にされている。このため、運転者がブレーキペダルから足を離してしまうと、ブレーキが利かなくなり、車両が位置する路面の勾配に従って車両が動いてしまう虞がある。

例えば、車両を上り坂に停止させている状態から発進させる時、所謂坂道発進時には、ブレーキペダルから足を離して、アクセルペダルを踏むまでの間に車両が後ろに下がってしまい、後続車と衝突したりする可能性がある。

そこで、本発明は、車両が意図せず動いてしまうことを適切に防止することのできる技術を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するため、本発明の一観点に係るデュアルクラッチ式変速機の制御装置は、エンジンと変速機構との間に、エンジン側からトルクコンバータと、２つのクラッチを含むクラッチ装置とが設けられ、エンジンから変速機構の出力軸に接続された車両駆動系への駆動力伝達経路を、それぞれのクラッチを介する経路間で切替可能なデュアルクラッチ式変速機の制御装置であって、車両の速度が所定速度以下である場合に、一方のクラッチと出力軸との間が所定の発進段の状態に設定され、他方のクラッチと出力軸との間が発進段と異なる変速段の状態に設定されている状態で、２つのクラッチを接状態に制御する停止制御手段と、車両を発進させる発進操作が行われたか否かを判定する発進操作判定手段と、発進操作判定手段により、発進操作が行われたと判定された場合に、２つのクラッチの内の他方のクラッチを接状態から断状態に制御することにより、車両を発進させる発進制御手段と、を備える。

上記デュアルクラッチ式変速機の制御装置において、車両のフットブレーキがオフになったか否かを判定するブレーキ判定手段を更に備え、停止制御手段は、車両が所定速度以下である場合に、一方のクラッチと出力軸との間を所定の発進段の状態に設定するとともに、他方のクラッチと出力軸との間が発進段と異なる変速段の状態に設定しておき、ブレーキ判定手段により、フットブレーキがオフになったと判定された場合に、２つのクラッチを接状態に制御するようにしてもよい。

また、上記デュアルクラッチ式変速機の制御装置において、停止制御手段は、車両が所定速度以下になった直後に、２つのクラッチを接状態に制御するようにしてもよい。

また、上記デュアルクラッチ式変速機の制御装置において、車両が位置する路面の勾配が所定の勾配よりも急であるか否かを判定する路面勾配判定手段を更に備え、停止制御手段は、路面勾配判定手段により路面の勾配が所定の勾配よりも急であると判定されている場合に、２つのクラッチを接状態に制御するようにしてもよい。

本発明によれば、車両が意図せず動いてしまうことを適切に防止することができる。

本発明の一実施形態に係るデュアルクラッチ装置を備えるデュアルクラッチ式変速機を示す模式的な構成図である。 本発明の一実施形態に係る停止発進制御処理のフローチャートである。

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変速機の制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称およ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、本発明の一実施形態に係るデュアルクラッチ装置を備えるデュアルクラッチ式変速機を示す模式的な構成図である。

デュアルクラッチ式変速機１は、駆動源であるエンジン１０の出力軸１１に接続されている。

デュアルクラッチ式変速機１は、トルクコンバータ１５と、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、制御装置８０と、作動油調整部８５と、エンジン回転数センサ９２と、車速センサ９３（出力回転数センサともいう）と、ブレーキペダルセンサ９４と、アクセル開度センサ９５と、シフトポジションセンサ９６とを備えている。

トルクコンバータ１５は、エンジン１０の出力軸１１に接続されたポンプ１６と、ポンプ１６と対向するように配置され、デュアルクラッチ装置２０の入力軸１９と接続されるタービン１７と、出力軸１１と入力軸１９との間を機械的に断接可能なロックアップクラッチ１８とを有する。

第１クラッチ２１は、例えば、湿式多板クラッチであって、トルクコンバータ１５のタービン１７に接続された入力軸１９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（断状態）となる。なお、以下の説明では、クラッチハブ２３と第１クラッチドラム２４とが異なる回転数で回転しつつ、第１クラッチプレート２５を介してトルクが伝達される状態を第１クラッチ２１の半クラッチ状態と称する。

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。なお、以下の説明では、クラッチハブ２３と第２クラッチドラム２７とが異なる回転数で回転しつつ、第２クラッチプレート２８を介してトルクが伝達される状態を第２クラッチ２２の半クラッチ状態と称する。

変速機構３０は、入力側に配置された副変速部４０と、出力側に配置された主変速部５０とを備えて構成されている。また、変速機構３０は、副変速部４０に設けられた第１入力軸３１及び第２入力軸３２と、主変速部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。

副変速部４０には、第１スプリッタギヤ対４１と、第２スプリッタギヤ対４２とが設けられている。第１スプリッタギヤ対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スプリッタギヤ対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。

主変速部５０には、複数の出力ギヤ対５１と、複数のシンクロ機構５５とが設けられている。出力ギヤ対５１は、副軸３４に固定された出力副ギヤ５２と、出力軸３３に相対回転自在に設けられると共に出力副ギヤ５２と常時歯噛する出力主ギヤ５３とを備えている。シンクロ機構５５は、公知の構造であって、何れも図示しないドグクラッチ等を備えて構成されている。シンクロ機構５５の作動は、後述する制御装置８０によって制御されており、シフトポジションセンサ９６で検出される現在のシフトポジション、アクセル開度センサ９５により検出されるアクセル開度、車速センサ９３により検出される速度等に応じて、出力軸３３と出力主ギヤ５３とを選択的に係合状態（ギヤイン）又は非係合状態（ニュートラル状態）に切り替えるようになっている。なお、出力ギヤ対５１やシンクロ機構５５の個数、配列パターン等は図示例に限定されものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

エンジン回転数センサ９２は、エンジン１０の回転数（エンジン回転数）を検出し、制御装置８０に出力する。車速センサ９３は、出力軸３３の回転数（出力軸回転数）を検出し、制御装置８０に出力する。出力軸回転数からは、車速を特定することができる。ブレーキペダルセンサ９４は、ブレーキペダルが踏み込まれているか否か、すなわち、ブレーキペダルがオンかオフかを検出する。アクセル開度センサ９５は、アクセル開度を検出し、制御装置８０に出力する。シフトポジションセンサ９６は、操作レバーにより指定（選択）された位置（シフトポジション）を検出し、制御装置８０に出力する。操作レバーでは、例えば、車両の停車中に使用するＰ（パーキング）レンジ、車両の変速機をニュートラルにする際に選択するＮ（ニュートラル）レンジ、自動変速を行う際に選択するＤ（ドライブ）レンジ、変速を運転者の操作で行う際に選択するＭ（マニュアル）レンジ、Ｍレンジでのシフトアップを指定するためのプラス（＋）、Ｍレンジでのシフトダウンを指定するためのマイナス（−）等を選択することができる。

制御装置８０は、エンジン１０、トルクコンバータ１５、デュアルクラッチ装置２０、変速機構３０等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うために、制御装置８０には、各種センサ類（９２〜９６）のセンサ値が入力される。

制御装置８０は、停止制御手段の一例としての停止制御部８１と、ブレーキ判定手段の一例としてのブレーキ判定部８２と、発進操作判定手段の一例としての発進操作判定部８３と、発進制御手段の一例としての発進制御部８４とを一部の機能要素として有する。これらの機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアである制御装置８０に含まれるものとして説明するが、これらの何れか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

停止制御部８１は、車速センサ９３からのセンサ値に基づいて、車速が所定の速度以下であるか否かを判定する。ここで、所定の速度としては、例えば、停止状態である０ｋｍ／ｈとしてもよく、停止状態と極低速状態を含む３ｋｍ／ｈとしてもよい。

また、停止制御部８１は、車速が所定の速度以下である場合には、デュアルクラッチ式変速機１の状態を停止時の状態、すなわち、トルクコンバータ１５のロックアップクラッチ１８を断状態とし、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２を断状態とし、シンクロ機構５５により出力軸３３と出力主ギヤ５３とを係合状態とすることにより、第１クラッチ２１から出力軸３３の間又は第２クラッチ２２から出力軸３３の間の一方を発進段の状態にするとともに、他方を発進段とは別の変速段の状態に設定する。

また、停止制御部８１は、ブレーキ判定部８２によりフットブレーキがオフとなったと判定された場合には、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２の両クラッチが接状態となるように、油圧室２６Ａ，２９Ａへ供給する作動油の圧力を調整させる制御信号を作動油調整部８５に供給する。これにより、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２が接状態となり、出力軸３３が回転できない状態、すなわち、車両が動くことができない状態となる。

ブレーキ判定部８２は、ブレーキペダルセンサ９４によるセンサ値に基づいて、フットブレーキがオフとなったか否かを判定する。

発進操作判定部８３は、運転者による発進操作があったか否かを判定する。本実施形態では、発進操作としては、例えば、アクセルペダルがオンされたこととしており、発進操作判定部８３は、アクセル開度センサ９５によるセンサ値に基づいて、アクセルペダルがオンされたか否かを判定する。

発進制御部８４は、発進操作判定部８３により発進操作があったと判定された場合には、第１クラッチ２１と第２クラッチ２２との内の発進段の状態となっている側のクラッチ（発進段側クラッチ）ではないクラッチ（非発進段側クラッチ）を接状態から断状態となるように、油圧室２６Ａ，２９Ａへ供給する作動油の圧力を調整させるための制御信号を作動油調整部８５に供給する、。これにより、非発進段側クラッチの状態が接状態から断状態に変わっていき、発進段側クラッチが回転可能となるので、エンジン１０からトルクコンバータ１５を介してデュアルクラッチ装置２０の入力軸１９に伝達された駆動力は、発進段側クラッチを介して出力軸３３に伝達され、車両が発進することとなる。

作動油調整部８５は、例えば、リニアソレノイドバルブを有し、停止制御部８１又は発進制御部８４から供給される制御信号（制御用電流）に従って、図示しない油圧供給源から第１油圧室２６Ａに供給する作動油の量及び圧力及び第２油圧室２９Ａに供給する作動油の量及び圧力を調整する。

次に、制御装置８０による停止発進制御処理について説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る停止発進制御処理のフローチャートである。

停止発進制御処理は、例えば、シフトポジションがＤレンジ、又はＭレンジに設定されている場合のように、車両を直ちに発進可能な状態で停止させることのできる場合に実行される。

停止制御部８１は、車速センサ９３からのセンサ値に基づいて、車速が所定の速度以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。この結果、車速が所定の速度以下でない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、停止制御部８１は、再びステップＳ１１を実行する。

一方、車速が所定の速度以下である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、停止制御部８１は、デュアルクラッチ式変速機１の状態を停止時の状態に設定する（ステップＳ１２）。具体的には、停止制御部８１は、トルクコンバータ１５のロックアップクラッチを断状態とし、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２を断状態とし、シンクロ機構５５により出力軸３３と出力主ギヤ５３とを係合状態とすることにより、第１クラッチ２１から出力軸３３の間又は第２クラッチ２２から出力軸３３の間の一方を発進段の状態にするとともに、他方を発進段とは別の変速段の状態に設定する。

次いで、ブレーキ判定部８２は、ブレーキペダルセンサ９４によるセンサ値に基づいて、フットブレーキがオフとなったか否かを判定する（ステップＳ１３）。この結果、フットブレーキがオフとなっていない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、ブレーキ判定部８２は、再びステップＳ１３を実行する。

一方、フットブレーキがオフとなった場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、停止制御部８１は、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２の両クラッチが接状態となるように、作動油調整部８５により油圧室２６Ａ，２９Ａへ供給する作動油の圧力を調整させる（ステップＳ１４）。これにより、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２が接状態となる。このように、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２が接状態になると、デュアルクラッチ装置２０の入力軸１９と変速機構３０の出力軸３３との間が異なるギヤ比の２つの駆動力伝達経路で接続されるので、出力軸３３が回転できない状態、すなわち、車両が動くことができない状態となる。したがって、車両が急な勾配の路面に位置していたとしても、動かない状態が維持される。

次いで、発進操作判定部８３は、アクセル開度センサ９５によるセンサ値に基づいて、発進操作があったか否かを判定する（ステップＳ１５）。この結果、発進操作があったと判定されなかった場合（ステップＳ１５：ＮＯ）には、発進操作判定部８３は、再びステップＳ１５を実行する。

一方、発進操作があったと判定された場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）には、発進制御部８４は、第１クラッチ２１と第２クラッチ２２との内の発進段の状態となっている側のクラッチ（発進段側クラッチ）ではないクラッチ（非発進段側クラッチ）を接状態から断状態となるように、作動油調整部８５により油圧室２６Ａ，２９Ａへ供給する作動油の圧力を調整させ（ステップＳ１６）、処理をステップＳ１１に進める。これにより、非発進段側クラッチの状態が接状態から断状態に変わっていき、発進段側クラッチが回転可能となるので、エンジン１０からトルクコンバータ１５を介してデュアルクラッチ装置２０の入力軸１９に伝達された駆動力は、発進段側クラッチを介して出力軸３３に伝達され、車両が円滑に発進することとなる。

以上説明したように、本実施形態に係る制御装置８０によると、車両の速度が所定速度以下である場合に、一方のクラッチと出力軸３３との間が発進段の状態に設定され、他方のクラッチと出力軸３３との間が発進段と異なる変速段の状態に設定されている状態で、２つのクラッチを接状態に制御するようにしたので、車両が意図せず動いてしまうことを適切に防止できる。また、本実施形態に係る制御装置８０によると、車両を発進させる発進操作が行われたことが判定された場合に、２つのクラッチの内の非発進段側クラッチを接状態から断状態に制御するようにしたので、車両を適切に発進させることができる。

また、本実施形態に係る制御装置８０によると、車両が所定速度以下である場合に、一方のクラッチと出力軸３３との間を発進段の状態に設定するとともに、他方のクラッチと出力軸３３との間を発進段と異なる変速段の状態に設定しておき、フットブレーキがオフになったと判定された場合に、２つのクラッチを接状態に制御するようにしたので、車両が動いてしまう可能性が高い場合に、迅速に車両が動かないようにすることができる。

このように、本実施形態に係る制御装置８０によると、車両が意図せず動いてしまうことを適切に防止できるので、例えば、クラッチを繋ぐ前までブレーキが利いた状態を維持するような既存の坂道発進補助装置（ＨＳＡ：Hill Start Assist）を車両に備える必要がない。

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、上記実施形態では、図２のステップＳ１３，Ｓ１４に示すように、フットブレーキオフを検出した場合に、両クラッチを接状態にするように制御していたが、本発明はこれに限られず、停止制御部８１が、ステップＳ１３のフットブレーキオフを検出する処理を実行することなく、両クラッチを接状態にするようにしてもよい。このようにすると、フットブレーキの状態に関わらず、車両を適切に停止させておくことができる。なお、両クラッチを接状態に維持するために、油圧を供給しておく必要がある構成である場合には、車両におけるエネルギ消費を抑える観点では、上記実施形態のようにフットブレーキオフ時に両クラッチを接状態に制御するようにした方が好ましい。

また、上記実施形態において、車両に、車両が位置する路面の勾配を計測可能な勾配センサ（例えば、加速度センサ）を備えるようにし、停止制御部８１（路面勾配判定手段）が勾配センサにより検出された路面の勾配が所定の勾配よりも急であるか否かを判定し、路面勾配が所定の勾配よりも急であることを検出した場合に限って、図２のステップＳ１３〜Ｓ１６の制御を実行するようにし、それ以外の場合には、通常の発進制御を実行するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、副変速部４０を有するデュアルクラッチ式変速機１としていたが、本発明はこれに限られず、２つの入力軸と、１つの出力軸とを有し、一方のクラッチと出力軸３３との間を駆動力伝達可能な状態にできる同時に、他方のクラッチと出力軸３３との間を駆動力伝達可能な状態にできる構成であれば、副変速部４０を有さないデュアルクラッチ式変速機であっても本発明を適用することができる。

１ デュアルクラッチ式変速機
１０ エンジン
１１ 出力軸
１５ トルクコンバータ
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
４０ 副変速部
５０ 主変速部
８０ 制御装置
８１ 停止制御部
８２ ブレーキ判定部
８３ 発進操作判定部
８４ 発進制御部
８５ 作動油調整部
９２ エンジン回転数センサ
９３ 車速センサ
９４ ブレーキペダルセンサ
９５ アクセル開度センサ
９６ シフトポジションセンサ

Claims (4)

1. エンジンと変速機構との間に、前記エンジン側からトルクコンバータと、２つのクラッチを含むクラッチ装置とが設けられ、前記エンジンから前記変速機構の出力軸に接続された車両駆動系への駆動力伝達経路を、それぞれのクラッチを介する経路間で切替可能なデュアルクラッチ式変速機の制御装置であって、
   前記車両の速度が所定速度以下である場合に、一方のクラッチと前記出力軸との間が所定の発進段の状態に設定され、他方のクラッチと前記出力軸との間が前記発進段と異なる変速段の状態に設定されている状態で、２つの前記クラッチを接状態に制御する停止制御手段と、
   前記車両を発進させる発進操作が行われたか否かを判定する発進操作判定手段と、
   前記発進操作判定手段により、前記発進操作が行われたことが判定された場合に、２つの前記クラッチの内の前記他方のクラッチを接状態から断状態に制御することにより、前記車両を発進させる発進制御手段と、
   を備えるデュアルクラッチ式変速機の制御装置。
2. 前記車両のフットブレーキがオフになったか否かを判定するブレーキ判定手段を更に備え、
   前記停止制御手段は、前記車両が前記所定速度以下である場合に、一方のクラッチと前記出力軸との間を所定の発進段の状態に設定するとともに、他方のクラッチと前記出力軸との間を前記発進段と異なる変速段の状態に設定しておき、前記ブレーキ判定手段により、前記フットブレーキがオフになったと判定された場合に、２つの前記クラッチを接状態に制御する
   請求項１に記載のデュアルクラッチ式変速機の制御装置。
3. 前記停止制御手段は、前記車両が前記所定速度以下になった直後に、２つの前記クラッチを接状態に制御する
   請求項１に記載のデュアルクラッチ式変速機の制御装置。
4. 前記車両が位置する路面の勾配が所定の勾配よりも急であるか否かを判定する路面勾配判定手段を更に備え、
   前記停止制御手段は、前記車両が前記所定速度以下であり、かつ、前記路面勾配判定手段により前記路面の勾配が前記所定の勾配よりも急であると判定されている場合に、２つの前記クラッチを接状態に制御する
   請求項１に記載のデュアルクラッチ式変速機の制御装置。

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