JPH1089456A - ツインクラッチ式変速機のシフト方法および同期装置を備えたツインクラッチ式変速機 - Google Patents

ツインクラッチ式変速機のシフト方法および同期装置を備えたツインクラッチ式変速機

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JPH1089456A
JPH1089456A JP9213590A JP21359097A JPH1089456A JP H1089456 A JPH1089456 A JP H1089456A JP 9213590 A JP9213590 A JP 9213590A JP 21359097 A JP21359097 A JP 21359097A JP H1089456 A JPH1089456 A JP H1089456A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 両クラッチが静止摩擦範囲内にあって変速機
がロックする状態を防止する。 【解決手段】 本発明は、２本の変速機入力軸Ｅ1 ，Ｅ
2 と１本の変速機出力軸Ａを備え、各々の変速機入力軸
に摩擦クラッチＫ1 ，Ｋ3 が付設され、出発状態で両ク
ラッチの一方が静止摩擦状態でエンジントルクを伝達
し、他方のクラッチが開放している、ツインクラッチ式
変速機１０をシフトするための方法に関する。本発明で
は、先ず最初に、他方の自由な変速機入力軸が同期回転
数にもたらされ、意図するギヤが入れられる。伝達すべ
きトルクが一方のクラッチから他方のクラッチに連続的
に移動するまで、少なくとも一方のクラッチの回転数が
滑り摩擦範囲内の同期回転数の近くの値に調節される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２本の変速機入力
軸と１本の変速機出力軸を備え、各々の変速機入力軸に
摩擦クラッチが付設され、出発状態で両クラッチの一方
が静止摩擦状態でエンジントルクを伝達し、他方のクラ
ッチが開放している、ツインクラッチ式変速機をシフト
するための方法に関する。
【０００２】本発明は更に、２本の変速機入力軸と１本
の変速機出力軸を備えた、本発明によるシフト方法に従
って運転するためのツインクラッチ式変速機に関する。
【０００３】
【従来の技術】自動車で多く使用されている手動変速機
は簡単で頑丈であるがしかし、シフトのときに牽引力が
中断されるという欠点がある。乗用車において、従来の
手動変速機は通常は、ボルグワーナーシステムによるシ
ングルコーン同期装置を備えている。
【０００４】慣用の自動変速機はシフトのときに牽引力
の中断が避けられるがしかし、特にスタートのために流
体力学的コンバータ（フェッティンガークラッチ）を必
要とするため、効率が悪い。更に、自動変速機は重量が
重い。そこで、従来の変速機を自動的にかつ特に負荷下
でシフトすることが試みられた。
【０００５】パワーシフト変速機には、ＰＤＫタイプの
ツインクラッチ式変速機（ポルシェ−ツインクラッチ式
変速機）がある。この変速機は、共通の１本の変速機被
駆動軸で作動する２本の変速機入力軸を備えた変速機で
ある。この場合通常は、両変速機入力軸は互いに同軸に
配置されている。一方の変速機入力軸上には通常は、偶
数の段のギヤのための歯車があり、他方の変速機入力軸
上には奇数の段のギヤのための歯車が設けられている。
両変速機入力軸はそれぞれ、固有の独立したクラッチを
介して、滑り摩擦または静止摩擦で内燃機関（エンジ
ン）に連結可能である。
【０００６】これにより、牽引力を中断しないで変速を
行うことができる。それによって、良好な効率を有する
自動変速機を理論的に構成することができる。しかし、
従来の同期リングを続けて使用する必要がある。自動的
に操作されるツインクラッチ式変速機の構造の場合に
は、このような変速機の制御と調整が複雑であり、期待
される快適性が得られないことが判った。経験により、
普通の同期リングによって自動的にシフトされる変速機
は、予想されなかった重大な問題をもたらすことが判っ
た。特に液圧操作時に発生する力と速度が原因で、事情
によっては、同期装置が作動しなくなることがある。
【０００７】従って、圧力を調節して液圧操作装置を作
動させる努力がなされた。そのために、自動車の大量生
産には受入れられないほど多大のコストが必要であっ
た。シングルスタートクラッチを備えた他のパワーシフ
ト変速機は補助クラッチを使用する。この補助クラッチ
は最も高いギヤに配置しなければならない。それによっ
て、シフトアップの際に、フィラトルク（充填トルク）
を発生することができ、このフィラトルクはいかなる任
意のギヤシフトの場合でも、牽引力中断を最小にするよ
う補助する。
【０００８】液圧操作の際に従来のロック型同期リング
をシフトするときの上記問題を解決するために、変速機
全体のための中央の同期装置が知られている。この中央
同期装置の場合には、例えば変速機被駆動軸を制動また
は駆動することができるように、中央の同期ユニットが
配置されている。そのために、付加的な機械式、液圧式
または電気式駆動装置が必要である。これは普通の乗用
車構造の場合には過度のコストおよび重量につながる。
【０００９】変速機入力軸の回転数適合を内燃機関の制
御装置によって行うエンジン制御方式が開発された。そ
の際の大きな質量およびそれに伴って生じる大きな慣性
のために、このような方式は不利である。更に、無能で
あるという印象を運転者が受ける。例えば下り坂の走行
の際にシフトダウンするときに生じるエンジン回転数の
上昇は、不慣れな運転者をびっくりさせる。
【００１０】従来の同期操作の他の欠点は、それぞれの
変速機入力軸を加速または制動するために、変速機出力
軸ひいては車両に作用するトルクが必要であることであ
る。乗用車にとって必要とされるように、同期操作を迅
速に行うと（１／２秒）、非常に強い車両反動が生じ
る。なぜなら、同期を行うときに同期トルクが急激に弱
まり、それによって生じる大きなトルク変動が運転者に
大きなショックとして感じられるからである。このよう
な不快感を避けるために、操作要素が液圧で作動する自
動式マニュアル変速機の場合には、上述のように調整さ
れた圧力が用いられる。
【００１１】自動シフト式の公知の変速機、電子同期型
変速機またはパワーシフト式変速機の場合には、ばね機
構によってギヤの外しが行われる。ギヤはそれぞれのド
ッグ歯のアンダーカットによって、かみ合った位置に保
持される。それぞれのギヤで伝達されるトルクが小さい
と、所定のトルクを下回るときに、ばね力がシフトドッ
グ（スライドスリーブ）を押し出す。この方法の場合、
ギヤを外すときにトルクが零にならないという欠点、す
なわち不快感を伴うトルクの急上昇を生じるという欠点
がある。更に、或る運転の場合、変速機が作動しなくな
ることがある。更に、上述のパワーシフト式変速機の場
合には惰性走行中のシフトアップは、エンジン管理を行
わないときは不可能である。すなわち、負のエンジント
ルクが少なくとも零まで高まる。これは既に述べた運転
者の主観的な欠点と同時に生じる。というのは運転者が
エンジンのいろいろな反動を理解できず、疑わしい場合
には危険感情が増大するからである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の根底
をなす課題は、それぞれの内燃機関の出力調整要素を作
用させないで機能し（エンジン管理なし）、クラッチを
完全に切ったときに、全くショックのないようにギヤを
外することができる、ツインクラッチ式変速機をシフト
するための方法と、本発明によるこの方法に従って運転
するためのツインクラッチ式変速機を提供することであ
る。
【００１３】これにより、従来の機械式同期装置の快適
性および機能を妨害する作用が回避される。更に、従来
の同期リングのために必要なスペースを節約し、慣性モ
ーメントを低減すべきである。ギヤを入れるために、場
合によって必要である操作装置の液圧装置は、圧力を調
整しないで運転できるようにすべきである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この課題の解決策は冒頭
に述べた方法において、 − 他の変速機軸が同期回転数にもたらされ、そして新
しいギヤが入れられ、 − 一方のクラッチが、そのエンジン側半部の目標回転
数のときに滑り限界で作動するように、スリップコント
ローラによって制御されて開放され、 − スリップコントローラによって滑り限界で運転され
る一方のクラッチがもはやトルクを伝達しなくなるま
で、他方のクラッチが制御されて閉鎖され、 − そして、一方のクラッチが完全に開放され、それに
よって他方のクラッチだけがエンジン出力を伝達し、そ
して − 元のギヤが実質的にトルクなしに外されることを特
徴とするかあるいは、 − 他の変速機軸が同期回転数にもたらされ、そして新
しいギヤが入れられ、 − 他方のクラッチが、そのエンジン側半部の目標回転
数のときに滑り限界で作動するように、スリップコント
ローラによって制御されて閉鎖され、 − スリップコントローラによって滑り限界で運転され
る他方のクラッチがエンジン出力と回転数によって生じ
るトルク全部を伝達するまで、一方のクラッチが制御さ
れて開放され、 − そして、他方のクラッチが完全に閉鎖され、それに
よって他方のクラッチだけがエンジン出力を伝達し、そ
して − 一方のクラッチが完全に開放するとき、元のギヤが
実質的にトルクなしに外される ことを特徴とする。その際、両解決策は権利的に同一で
ある。
【００１５】装置の部分に関して、本発明は、同期装置
が設けられ、この同期装置が同期のためにその都度自由
に回転する変速機入力軸、すなわち入れるギヤの変速機
入力軸を変速機被駆動軸に連結することができることを
特徴とする。その際、同期装置は特に摩擦ホーイル機構
の形に形成され、この摩擦ホイール機構は次の摩擦ホイ
ール、すなわち − 同期すべき変速機入力軸に設けられた摩擦ホイール − 変速機被駆動軸に設けられた摩擦ホイールと、 − 揺動可能な支持体に設けられ、他の両ホイールを摩
擦連結する位置に揺動可能である一対のホイールと を備えている。
【００１６】その際特に、摩擦ホイール機構の変速比、
すなわち変速機入力軸に対する変速機出力軸の変速比は
好ましくは、その都度変速機入力軸に設けられた最も低
いギヤよりも小さい（最も低いギヤよりも入力軸回転数
が高い）。その代わりに、揺動可能な支持体に設けられ
た対の歯車の一方を省略することができ、その代わりに
他の連結摩擦ホイールが被駆動軸に配置されないで、後
退ギヤの回転方向を逆転するピニオンを支持する軸に配
置される。
【００１７】本発明の好ましい他の実施形は従属請求項
に記載してある。本願の専門用語において、“一方の”
変速機入力軸とはその都度、ギアシフトを行う時点で負
荷を伝達する軸、すなわちトルクを案内する軸であると
理解される。“他方の”変速機入力軸とはその都度、シ
フトすべきギヤを支持する、先ず最初は自由に回転する
軸であると理解される。従って、この軸はこの明細書で
“自由な”変速機入力軸と呼ぶこともある。
【００１８】本発明による方法は、自由な他の変速機入
力軸が先ず最初に適切な手段によって同期回転数にもた
らされるので、ギヤを入れることができることを前提と
している。その際、従属請求項に従って、自由な変速機
入力軸の同期回転数を達成するためにいろいろな方法が
考えられる。装置の請求項に記載しているような本発明
による同期補助部材はその一例である。他の変速機入力
軸のクラッチの巧みな制御によっても、同期回転数を達
成することができ、ギヤを入れることができる。
【００１９】この共通した方法段階のほかに、請求項
１，２に記載した代替的な他の方法段階は、伝達すべき
トルクを一方のクラッチから他方のクラッチに“移動さ
せる”ために役立つ。その際、両クラッチが静止摩擦状
態になることがなく、変速機をロックする異なる符号の
モーメントを伝達することがない。この理由から本発明
では、少なくとも一つのクラッチの回転数が滑り摩擦範
囲内の同期回転数の近くの値に調節される。その際、本
発明に従い、請求項１１，１２では特に、目標回転数を
回転数コントローラに設定するかあるいは対応するクラ
ッチのための目標回転数を設定する。この目標回転数は
同期回転数と所定のスリップ回転数を加算したものであ
るかまたは同期回転数から所定のスリップ回転数を引算
したものである。これにより、制御されるクラッチは滑
り摩擦状態にあり、それによって変速機のロックを確実
に防止することができる。
【００２０】本発明では特に、車両の運転状態、すなわ
ち牽引走行または惰性走行と、行われるシフト、すなわ
ちシフトアップまたはシフトダウンを考慮することによ
って、クラッチのエンジン側半部の目標回転数を測定す
る。請求項１に記載された本発明による方法のための第
１の基本解決策の場合には、請求項１１に従って、目標
回転数が車両の運転状態とシフト方法に依存して、次の
表に定められているように決定される。 一方のクラッチではなく、そのときまで自由な軸に付設
された“他方の”クラッチが制御される、本発明による
方法の第２の実施形の場合には同様に、目標回転数が次
の表に定められているように決定される。 その際、表内で、スリップとは所定の回転数差であると
理解される。この回転数差の絶対値は例えば５０回転／
分である。その際、目標回転数は常にクラッチのエンジ
ン側の半部の回転数である。
【００２１】本発明による方法の場合には全体として３
つの相違点がある。従って、全体として８つの異なるケ
ースがある。先ず最初に、出発ギヤのクラッチ、すなわ
ち本願の専門用語では“一方の”クラッチが制御される
かあるいは請求項２に従って目標ギヤのクラッチ、すな
わち本願の専門用語では“他方の”クラッチが制御され
るかである。そして、車両が惰性走行状態であるかある
いは牽引走行状態であるか、すなわちエンジンがエンジ
ンブレーキとして作用している（負のトルク）かあるい
は車両を駆動している（正のトルク）かである。最後
に、ギヤシフトが低いギヤから高いギヤに行われる（シ
フトアップ）かあるいは高いギヤから低いギヤに行われ
る（シフトダウン）かである。 従って、異なるケース
は、両方法の各々について、すなわち、クラッチが制御
されるクラッチとして動作するかどうかとは関係なく生
じる。
【００２２】本発明による方法を実施する場合、シフト
態様“シフトアップ”は牽引走行でも惰性走行でも問題
がない。自由な変速機入力軸、すなわち目標ギヤを支持
する軸は、不所望な場合には、停止状態から同期回転数
まで加速しなければならない。この同期回転数はいかな
る場合でも、瞬時のエンジン回転数よりも低い。従っ
て、付設された“他方の”クラッチの適切な制御によっ
て、いかなる場合でも、目標ギヤを入れることを可能に
する同期回転数が達成可能である。
【００２３】シフト態様“シフトダウン”の場合には、
その都度の目標ギヤの自由な変速機入力軸が、車両を駆
動するエンジンの瞬時の回転数よりも高い回転数まで加
速すべきである。本発明では、そのために、加速のため
に必要なトルクを変速機軸から取り出す、変速手段の形
をした同期補助部材が用いられるかあるいは両クラッチ
を巧みに制御することにより、フライホイールとエンジ
ンの回転するすべての部品に蓄えられるエネルギーが自
由な変速機入力軸の高い回転数に変換される。
【００２４】最後に述べた方法特徴は、惰性走行中のシ
フトダウンの際には適用不可能である。エンジンの制動
作用は自由な変速機入力軸の充分な加速を妨げる。自由
な変速機入力軸は巧みなクラッチ制御または調節にだけ
では、必要な同期回転数に加速することができない。本
発明では、この操作方法のために、付加的に設けた同期
補助部材を用いることができる。他の方法は、自由な変
速機入力軸に付設されたクラッチ（“他方の”クラッ
チ）を閉鎖した後、エンジン管理によって、それまで駆
動されていたエンジンの回転数を上昇させ、自由な変速
機入力軸を加速することにある。この操作方法は、エン
ジンと変速機を完全に分離するために、一方のクラッチ
（出発ギヤのクラッチ）が開放しているという前提条件
が不利であり、エンジンの急激な回転数上昇が精神学的
に不利である。この後者は、運転方法“惰性走行時のシ
フトダウン”が一般的に下り坂を走行するときに発生
し、その際エンジンの急激な回転数上昇が不安定になる
ことによる。
【００２５】本発明による方法と本発明による装置が、
いろいろな理由から、例えばエンジン制御全体を簡単す
るために所望されるようにエンジン管理を行わない場合
には、本発明に従って設けられた同期補助部材が惰性走
行中のシフトダウンのために必要である。本発明の一般
的な目的設定が従来の同期リングを使用しなくて済むツ
インクラッチ式変速機を提供することであるが、本発明
の他の実施形の場合には、両変速機入力軸の各々の最も
低いギヤの歯車が従来の同期装置を備えている。この同
期装置は同じ変速機入力軸上の他のギヤのために同期補
助部材として使用される。これにより、例えば６速の変
速機を構成することができる。この変速機は第１のギヤ
と第２のギヤだけが従来の同期リングを備えている。
【００２６】シフトアップの際に、入れられるギヤの準
備、すなわち自由な変速機入力軸の同期回転数の発生を
方法段階の前に行うことができ、従って両クラッチの開
閉が一方の軸から他方の軸にエンジントルクを移動させ
るためにのみ役立つが、請求項１，２に記載した方法特
徴は、シフトダウン時に時間的にオーバーラップさせる
ことできる。すなわち、一部が同時に進行する。これは
特に、低いギヤの自由な変速機入力軸を他方のクラッチ
の閉鎖によって加速する場合である。
【００２７】自由な変速機入力軸は一般的に最初に同期
回転数まで加速しなければならないが、同期回転数を超
えて高い回転数まで加速し、変速機入力軸が“徐々に停
止する”際にギヤを入れる場合が考えられる。この過程
は、変速機入力軸を同期回転数まで制動低下するため
に、付加的な摩擦手段等を設けることによって加速する
ことが可能である。
【００２８】
【発明の実施の形態】図に基づいて本発明を詳しく説明
する。図１は本発明によるツインクラッチ式変速機１０
を概略的に示している。この変速機は内燃機関によって
駆動される。内燃機関はそのクランク軸１２によって象
徴的に示してある。２個のクラッチＫ1 ，Ｋ2 は共通の
外側のクラッチケージ１４を備え、同心的に並べて配置
されている。このクラッチの各々の摩擦板１６ 1 ，１６
2 には、一方の（第１の）変速機入力軸Ｅ1 と他方の
（第２の）変速機入力軸Ｅ2 が連結されている。変速機
入力軸Ｅ2 は中空軸として形成され、変速機入力軸Ｅ1
を取り囲んでいる。
【００２９】個々のギヤは全部で６個つの歯車対１〜６
によって示してある。ギヤ５，２の駆動歯車はそれぞれ
の変速機入力軸に固定連結され、ギヤ１，３，４，６の
駆動歯車はニードルベアリングで軸受された遊び歯車と
して形成されている。この遊び歯車はスライドスリーブ
１８1 ，１８2 を介して爪によって操作可能である。変
速機出力軸Ａは全部で６個の被駆動歯車を支持してい
る。この場合、ギヤ５，２の被駆動歯車は遊び歯車とし
て形成され、スライドスリーブ１８A を介して切換え可
能である。ギヤ１，３，４，６の被駆動歯車は変速機出
力軸Ａに固定連結されている。
【００３０】第１のギヤ（第１速）では、閉じたクラッ
チＫ2 、変速機入力軸Ｅ2 、スライドスリーブ１８2 、
第１のギヤの駆動歯車を介して、変速機出力軸Ａ上の第
１のギヤの被駆動歯車に力が伝わる。クラッチＫ2 をつ
なぎ、スライドスリーブ１８2 を右側に摺動させると、
第３のギヤが入る。クラッチＫ2 をつなぎ、スライドス
リーブ１８A が左側位置にあると、第５のギヤが入る。
【００３１】同様に、クラッチＫ1 をつなぎ、クラッチ
Ｋ2 を開放すると、スライドスリーブ１８1 ，１８2 ，
１８A の位置に応じて第２，４，６のギヤが入る。特許
請求の範囲の文言によれば、出発状態でエンジン出力を
伝達するクラッチ、すなわちほぼつながった状態のクラ
ッチ、すなわち静止摩擦状態のクラッチは、“一方の”
クラッチであり、目標ギヤに所属するクラッチはその都
度“他方の”クラッチである。考えられるいろいろなギ
ヤシフト操作については、次に図２〜９に基づいて説明
する。
【００３２】その際、図示すべてについて、次の原理的
な考察が当てはまる。ツインクラッチ式変速機の場合、
ギヤを入れると、両クラッチがかみ合うことができる。
その際常に一方のクラッチだけが静止摩擦状態であり、 − 一方のクラッチが静止摩擦状態であり、他方のクラ
ッチが滑り摩擦状態であるかあるいは、 − 両クラッチが滑り摩擦状態であるときには、 許容運転状態である。
【００３３】個々のクラッチについては次のことが当て
はまる： − 一方のクラッチが滑り摩擦状態であり、エンジン回
転数が変速機入力軸回転数よりも高いと、正のトルク
（車両を駆動するトルク）が変速機入力軸に供給され
る。 − 一方のクラッチが滑り摩擦状態であり、エンジン回
転数が変速機入力軸回転数よりも低いと、負のトルク
（車両を制動するトルク）が変速機入力軸に供給され
る。
【００３４】ツインクラッチ式変速機の両クラッチが滑
り摩擦状態にある場合には次のことが当てはまる： − エンジン回転数が低いギヤの変速機入力回転数より
も高いと、両変速機入力軸は正のトルクを伝達する。 − エンジン回転数が高いギヤの変速機入力回転数より
も低いと、両変速機入力軸は負のトルクを伝達する。
【００３５】− 低いギヤが静止摩擦状態であると、高
いギヤは正のトルクを伝達する。その際、低いギヤは常
に変速機入力回転数の高いギヤである。図２〜５の場
合、目標ギヤ、すなわちシフトされるギヤが既に入って
いると仮定する。ギヤを入れる過程は図６〜９に基づい
て付加的に説明する。図において、次のように簡単化さ
れている： − ギヤシフト操作中車両は加速されなかった。
【００３６】− 持続スリッの開始時に回転数変化によ
るエンジンのトルク変化はなかった。 − 牽引走行下でのギヤシフト操作中にエンジン回転数
変化によるトルク変化はなかった。 図２は牽引走行中のシフトアップを示している。すなわ
ち、エンジンは正のトルクを変速機に供給する。先ず最
初に、低速のギヤのクラッチは静止摩擦状態であり、高
いギヤは既に入っているが、所属のクラッチはまだ開放
している。
【００３７】静止摩擦状態にある、エンジン出力を伝達
する低いギヤのクラッチのために、スリップ制御操作が
行われる。そのために、クラッチがきわめて小さなスリ
ップで滑るように、クラッチ接触圧力およびまたはクラ
ッチストロークが低減される。このスリップはコントロ
ーラ機能（目標回転数設定）によって維持される。この
場合、制御ユニットは、スリップ走行中エンジン回転数
が変速機入力回転数よりも高いという事実から、エンジ
ンが牽引走行中にあることを前もって推察することがで
きる。今、高いギヤのクラッチはランプ状に（先ず最初
は制御されないで）閉じている。その際、高いギヤは増
大するエンジントルクを受ける。同時に、スリップコン
トローラによって低いギヤのクラッチが同じ程度開放す
る。高いギヤがエンジン全トルクに達すると、低いギヤ
のクラッチは完全に開放する。
【００３８】今や、低いギヤはトルク反応なしに、すな
わち快適性を犠牲にしないで、ドライブトレーンから外
れることができる。しかし、エンジがまだ低いギヤの回
転数レベルにあるので、回転数を高いギヤのレベルまで
下げなければならない。それによって、その都度他のク
ラッチが静止摩擦状態に移行することができる。そのた
めに、フライホイールに蓄えられたエネルギーを低減し
なければならない。これは高いギヤのクラッチのトルク
を一時的に制御して高めることによって達成される。ト
ルク急上昇を避けるために、適当な回転数経過を選定し
なければならない。そのための方法は技術水準によって
知られている。
【００３９】図２に基づいて説明した方法は請求項１に
一致している。その代わりに、請求項２に従って制御方
法を変えることができる。図２はクラッチ操作のための
本発明による方法を示しているが、図６は図２と同様
に、“牽引走行中のシフトアップ”の場合について、同
期リングを用いないで、ギヤシフトを必要とするギヤを
どのようにして入れることができるかを示している。
【００４０】エンジンは出発状態で先ず最初に、低いギ
ヤの（高い）回転数で回転する。高いギヤにはまだ入っ
ていない。その都度他のクラッチが開放しているので、
関連する変速機入力軸は理想的な場合には回転しない。
しかし実際には、ドラグトルクが避けられないので、こ
の変速機入力軸は少しだけ回転する。高いギヤのクラッ
チは幾分閉じている。クラッチトルクによって、目標ギ
ヤの自由回転する変速機入力軸の回転数が高められる。
同期回転数に達すると、高いギヤが入れられる。高いギ
ヤの同期回転数を上回ると、クラッチは再び完全に開放
される。今や、ギヤが入れられる。
【００４１】上記の代わりに、高いギヤの同期回転数を
先ず最初に上回り、そしてクラッチが開放するようにし
てもよい。続いて変速機入力軸が静止する際に、この変
速機入力軸は高い回転数から再び同期回転数に達する。
停止が迅速に行われないときには、摩擦ブレーキを使用
することができる。この摩擦ブレーキは付加的な同期補
助手段として使用可能である。
【００４２】図３〜７は惰性走行中のシフトアップの状
態を示している。図３に示すように、低いギヤのクラッ
チが先ず最初に閉じ、高いギヤが入れられるがしかし、
それに所属するクラッチはまだ開放している。エンジン
は負のトルクを供給する。すなわち、エンジンはエンジ
ンブレーキとして作動する。前述のシフト操作の場合に
既に説明したように、低いギヤのクラッチは滑り状態と
なる。すなわち、クラッチ接触圧力およびまたはクラッ
チストロークは、クラッチが小さなスリップ状態で滑る
まで（同期回転数５０回転／分）まで、低減される。
【００４３】低いギヤのクラッチ − そのとき滑り摩
擦状態にある − がエンジントルク全部を伝達する。
惰性走行中エンジン回転数が低いギヤの入力軸回転数よ
りも低いという事実により、装置は、エンジンが惰性走
行中にあることを推定することができる。惰性走行中、
一方のクラッチ、すなわち低いギヤのクラッチが先ず最
初に制御されて開放する。その際、エンジン回転数が低
下する。なぜなら、ブレーキ作用が無くなるからであ
る。そして、一方のクラッチのスリップコントローラが
作動し、エンジン回転数を高いギヤの回転数のすぐ下の
回転数（目標回転数）に調節する。
【００４４】スリップコントローラは低いギヤのクラッ
チのために、高いギヤの回転数のすぐ下の回転数を保持
する。そのとき、高いギヤのクラッチはランプ（傾斜
路）状に閉じる。それによって、低いギヤのスリップコ
ントローラは益々開放する。低いギヤのクラッチが完全
に開放すると、このギヤを外すことができる。高いギヤ
のクラッチは静止摩擦状態までランプ状の閉じる。
【００４５】図７のギヤ入れ操作は図６と同様に行われ
る。図４，８は“惰性走行中のシフトダウン”の場合の
状態を示している。この運転状態のために（およびこの
運転状態だけのために）、図１に略示した付加的な同期
装置を使用する必要がある。シフトダウン時に、エンジ
ン管理装置を介してエンジン回転数を高めないで、その
都度の変速機入力軸Ｅ1 またはＥ2を必要な回転数に加
速できるようにするために、摩擦ホイール機構ＲＧ1 ，
ＲＧ 2 が設けられている。この摩擦ホイール機構はそれ
ぞれ、変速機入力軸Ｅ1 またはＥ2 を変速機被駆動軸Ａ
に連結することができる。
【００４６】各々の摩擦ホイール機構ＲＧ1 ，ＲＧ
2 は、それぞれ変速機入力軸Ｅ1 またはＥ2 上に設けら
れた摩擦ホイールを備えている。この摩擦ホイールには
参照符号２０1 ，２０2 が付けてある。同様に、２個の
摩擦ホイールが被駆動軸に設けられている。この摩擦ホ
イールには参照符号２２1 ，２２2 が付けてある。摩擦
ホイール２０1 ，２０2 または２２1 ，２２2 の間には
それぞれ一対の摩擦ホイールが設けられている。この摩
擦ホイールは揺動可能な支持体上に配置されている。こ
の付加的な摩擦ホイールは２３1 ，２４1 ；２３2 ，２
４2 で示してある。
【００４７】揺動可能な摩擦ホイール対が摩擦連結状態
から外へ揺動すると、それぞれの変速機入力軸と被駆動
軸が互いに自由に回転する。例えば、図４に示した実施
の形態において、第４のギヤが接続され、出発状態にな
ると仮定すると、第３のギヤにシフトダウンする際に、
変速機入力軸Ｅ2 を加速しなければならない。なぜな
ら、第３のギヤでは第４のギヤよりも高い回転数レベル
が必要であるからである。これは摩擦ホイール機構をＲ
Ｇ2 を閉じることによって行うことができる。対のホイ
ール２３2 ／２４2 が揺動して摩擦連結されるので、自
動車の全部の回転−慣性トルクによって被駆動軸に変更
されて供給される（ＪRED,KFZ ）。被駆動軸のトルク
は、回転数が目標ギヤの同期回転数のすぐ上に達するま
で、変速機入力軸Ｅ2 を加速するために使用可能であ
る。対のホイールは摩擦位置から外れ、徐々に停止する
変速機入力軸Ｅ2 は同期回転数を通過するときにシフト
することができる。
【００４８】惰性走行中、すなわち負のエンジントルク
（エンジンブレーキ）の際に、奇数のギヤから偶数のギ
ヤにシフトダウンするときに、摩擦ホイール機構ＲＧ1
が同様に使用される。そのために、変速機入力軸Ｅ1 を
加速しなければならない。その一例は、下り走行時の第
３のギヤから第２のギヤへのシフトダウンである。惰性
走行中のシフトダウン時のシフト操作はその他の点で
は、牽引走行中のシフトアップの場合と同じである。
【００４９】その際、両主請求項に従って、その都度ク
ラッチＫ1 ，Ｋ2 のための逆の制御方法も考えられる。
図５，９は最後に考えられるケース、すなわち牽引走行
中のシフトダウンを示している。図５に示すように、高
いギヤのクラッチが閉じ、すなわち静止摩擦状態にあ
り、低いギヤが入っておらず、そのクラッチが開放して
る。エンジンは正のトルクを供給する。すなわち、車両
を駆動する。そのとき、高いギヤのクラッチのために、
スリップコントローラが作動する。
【００５０】高いギヤのクラッチはそのとき滑り摩擦状
態にあり、エンジントルク全部を伝達する。惰性走行中
のエンジン回転数が変速機軸回転数よりも高いという事
実により、装置はエンジンが牽引走行中にあることを推
測する。クラッチは先ず最初にランプによって制御され
て開放する。その際、エンジン回転数が上昇する。そし
て、一方のクラッチのスリップコントローラが次のよう
に作動する。すなわち、エンジン回転数が低いギヤの直
ぐ上の回転数に調節されるように作動する。
【００５１】高いギヤのクラッチ（この“一方の”クラ
ッチ）がランプ状に開放するかまたは制御されて開放す
るので、エンジン回転数が上昇し、低いギヤのクラッチ
（“他方の”クラッチ）が関連する変速機入力軸をエン
ジン回転数に調節することができる。同期回転数に達す
ると、図９に従い低いギヤが入る。スリップコントロー
ラは高いギヤのクラッチの回転数を、低いギヤの同期回
転数（目標回転数）のすぐ上に保持する。低いギヤのク
ラッチはそのときランプ状に閉じる。それによって、持
続スリップコントローラは高いギヤのクラッチを益々開
放する。高いギヤのクラッチが完全に開放すると、この
ギヤは外れる。低いギヤのクラッチは静止摩擦状態まで
ランプ状に更に閉じる。
【００５２】上記のシフトの４つの基本方法のほかに、
これらの方法を混合してシフトすることができる。例え
ば、“牽引走行から惰性走行時のシフトダウン”の特殊
な場合、上記の同期装置を利用しなければならない。図
１０は後退ギヤを使用した本発明による同期装置の実施
の形態を示している。被駆動軸Ａで低減されて自動車全
体の回転慣性トルクによって供給され、変速機入力軸Ｅ
2 または変速機入力軸Ｅ1 の加速のために使用される、
被駆動軸Ａから供給されたトルクは、後退ギヤＲの歯車
２８を介して、回転方向逆転のために使用されるピニオ
ン３０の伝達される。ピニオンに連結された軸３２は２
個の摩擦ホイール２５1 ，２５2 を支持している。回転
方向逆転が既に行われているので、摩擦ホイール２０1
または２０2 を介してその都度選択された変速機軸を加
速するために、摩擦ホイール２３1 または２３2 だけし
か必要でない。揺動可能な摩擦ホイール２３1 ，２３2
は共通の軸に設けられている。駆動する摩擦ホイール２
５1 ，２５2 はクラッチのために役立つ摩擦ホイール２
３1 ，２３2 と同様に、それぞれ１個のロール、すなわ
ち円筒状の摩擦ホイールにまとめることができる。
【００５３】図１０に従って形成された実施の形態によ
り、構造スペースが節約される。
【図面の簡単な説明】
【図１】同期装置を備えた本発明によるツインクラッチ
式変速機の構造を概略的に示す図である。
【図２】牽引走行中のシフトアップのためのエンジン回
転数、変速機入力回転数、エンジントルク、変速機入力
トルクおよび変速機出力トルクの経過を示すグラフであ
る。
【図３】惰性走行中のシフトアップのためのエンジン回
転数、変速機入力回転数、エンジントルク、変速機入力
トルクおよび変速機出力トルクの経過を示すグラフであ
る。
【図４】惰性走行中のシフトダウンのためのエンジン回
転数、変速機入力回転数、エンジントルク、変速機入力
トルクおよび変速機出力トルクの経過を示すグラフであ
る。
【図５】牽引走行中のシフトダウンのためのエンジン回
転数、変速機入力回転数、エンジントルク、変速機入力
トルクおよび変速機出力トルクの経過を示すグラフであ
る。
【図６】ギヤの接続を付加的に考慮した図２と同様なグ
ラフである。
【図７】ギヤの接続を付加的に考慮した図３と同様なグ
ラフである。
【図８】ギヤの接続を付加的に考慮した図４と同様なグ
ラフである。
【図９】ギヤの接続を付加的に考慮した図５と同様なグ
ラフである。
【図１０】回転方向を決める後退ギヤのピニオンが付加
的に連結配置されている、本発明による同期装置の他の
実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１０ ツインクラッチ式変速機 ２０1 ，２０2 ，２２1 ，２２2 ２３1 ，２３2 ，２４1 ，２４2 摩擦ホイール ２５1 ，２５2 ３０ ピニオン ３２ 軸 Ａ 変速機被駆動軸 Ｅ1 ，Ｅ2 変速機入力軸 Ｋ1 ，Ｋ2 摩擦クラッチ
フロントページの続き (72)発明者 ベルント・カペルマン ドイツ連邦共和国、38176 ヴエンデブル ク− ノイブリユック、ハイデヴエーク、 ４ (72)発明者 ラインホルト・ハーク ドイツ連邦共和国、38106 ブラウンシユ ヴアイク、ツエッペリンストラーセ、６

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２本の変速機入力軸（Ｅ1 ，Ｅ2 ）と１
    本の変速機出力軸（Ａ）を備え、各々の変速機入力軸に
    摩擦クラッチ（Ｋ1 ，Ｋ3 ）が付設され、出発状態で両
    クラッチの一方が静止摩擦状態でエンジントルクを伝達
    し、他方のクラッチが開放している、ツインクラッチ式
    変速機（１０）をシフトするための方法において、 − 他の変速機軸が同期回転数にもたらされ、そして新
    しいギヤが入れられ、 − 一方のクラッチが、そのエンジン側半部の目標回転
    数のときに滑り限界で作動するように、スリップコント
    ローラによって制御されて開放され、 − スリップコントローラによって滑り限界で運転され
    る一方のクラッチがもはやトルクを伝達しなくなるま
    で、他方のクラッチが制御されて閉鎖され、 − そして、一方のクラッチが完全に開放され、それに
    よって他方のクラッチだけがエンジン出力を伝達し、そ
    して − 元のギヤが実質的にトルクなしに外される ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 ２本の変速機入力軸（Ｅ1 ，Ｅ2 ）と１
    本の変速機出力軸（Ａ）を備え、各々の変速機入力軸に
    摩擦クラッチ（Ｋ1 ，Ｋ3 ）が付設され、出発状態で両
    クラッチの一方が静止摩擦状態でエンジントルクを伝達
    し、他方のクラッチが開放している、ツインクラッチ式
    変速機（１０）をシフトするための方法において、 − 他の変速機軸が同期回転数にもたらされ、そして新
    しいギヤが入れられ、 − 他方のクラッチが、そのエンジン側半部の目標回転
    数のときに滑り限界で作動するように、スリップコント
    ローラによって制御されて閉鎖され、 − スリップコントローラによって滑り限界で運転され
    る他方のクラッチがエンジン出力と回転数によって生じ
    るトルク全部を伝達するまで、一方のクラッチが制御さ
    れて開放され、 − そして、他方のクラッチが完全に閉鎖され、それに
    よって他方のクラッチだけがエンジン出力を伝達し、そ
    して − 一方のクラッチが完全に開放するとき、元のギヤが
    実質的にトルクなしに外される ことを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 その都度他方の自由な変速機入力軸の回
    転数が同期装置によってほぼ同期回転数まで加速または
    減速されることを特徴とする請求項１または２記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 同期装置が自由な変速機入力軸（Ｅ1 ，
    Ｅ2 ）を加速するために、変速機被駆動軸（Ａ）から必
    要なトルクを取り出すことを特徴とする請求項３記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 同期装置が変速機被駆動軸（Ａ）を加速
    すべき自由な変速機入力軸（Ｅ1 ，Ｅ2 ）に連結し、そ
    の際それぞれ変速機入力軸に設けたツインクラッチ式変
    速機（１０）の最も低いギヤよりも低い変速比で連結す
    ることを特徴とする請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 他方の自由な変速機入力軸の回転数がそ
    れに所属するクラッチを操作することによって同期回転
    数まで加速されるかまたは再び制動されることを特徴と
    する請求項１または２記載の方法。
  7. 【請求項７】 出発状態で入っているツインクラッチ式
    変速機（１０）のギヤが、トルクを伝達しないときに外
    されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに
    記載の方法。
  8. 【請求項８】 自由な変速機入力軸（Ｅ1 ，Ｅ2 ）を制
    動するために、摩擦ブレーキが使用されることを特徴と
    する請求項３記載の方法。
  9. 【請求項９】 変速するための液圧式操作装置が圧力調
    整しないで液圧操作されることを特徴とする請求項１〜
    ８のいずれか一つに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 ツインクラッチ式変速機（１０）を駆
    動する内燃機関の出力制御要素が、ギヤシフトの間影響
    を受けないままであるであることを特徴とする請求項１
    〜９のいずれか一つに記載の方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の方法において、 − 一方のクラッチで生じるスリップの徴候から、車両
    の牽引走行または惰性走行が推定され、 − 牽引走行中のシフトアップのときの目標回転数が、
    一方の変速機入力軸の同期回転数と所定のスリップ回転
    数の合計として定められ、 − 牽引走行中のシフトダウンのときの目標回転数が、
    他方の変速機入力軸の同期回転数と所定のスリップ回転
    数の合計として定められ、 − 惰性走行中のシフトアップのときの目標回転数が、
    他方の変速機入力軸の同期回転数から所定のスリップ回
    転数を差し引いた値として定められ、 − 惰性走行中のシフトダウンのときの目標回転数が、
    一方の変速機入力軸の同期回転数から所定のスリップ回
    転数を差し引いた値として定められる ことを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 請求項２記載の方法において、 − 一方のクラッチで生じるスリップの徴候から、車両
    の牽引走行または惰性走行が推定され、 − 牽引走行中のシフトアップのときの他方のクラッチ
    の目標回転数が、一方の変速機入力軸の同期回転数と所
    定のスリップ回転数の合計として定められ、 − 牽引走行中のシフトダウンのときの他方のクラッチ
    の目標回転数が、他方の変速機入力軸の同期回転数と所
    定のスリップ回転数の合計として定められ、 − 惰性走行中のシフトアップのときの他方のクラッチ
    の目標回転数が、他方の変速機入力軸の同期回転数から
    所定のスリップ回転数を差し引いた値として定められ、 − 惰性走行中のシフトダウンのときの他方のクラッチ
    の目標回転数が、一方の変速機入力軸の同期回転数から
    所定のスリップ回転数を差し引いた値として定められる ことを特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】 スリップコントローラによる制御され
    るクラッチの操作が、制御されないクラッチの調節より
    も遅く開始されことを特徴とする請求項１１または１２
    記載の方法。
  14. 【請求項１４】 シフトアップの準備のために、第１の
    段階で、入れるべき高いギヤの自由回転変速機入力軸の
    回転数が少なくとも同期回転数まで上昇するように、高
    いギヤのクラッチが閉鎖され、同期回転数に達したとき
    に高いギヤが入れられることを特徴とする請求項１１ま
    たは１２記載の方法。
  15. 【請求項１５】 シフトすべき他の変速機入力軸の同期
    回転数を先ず最初に上回り、高いギヤの同期回転数を上
    回るときのクラッチが完全に開放し、変速機入力軸が徐
    々に停止するときに高いギヤが同期回転数で入れられる
    ことを特徴とする請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 自由回転する他方の変速機入力軸が高
    いギヤの同期回転数を上回った後で摩擦手段によって制
    動されることを特徴とする請求項１５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 惰性走行中シフトダウンする際に、自
    由回転する他方の変速機入力軸の回転数がそれに所属す
    るクラッチを操作した後、エンジンの回転数を相応して
    高めることによって、同期回転数まで加速し、同期回転
    数に達したときに低い目標ギヤが入れられることを特徴
    とする請求項６記載の方法。
  18. 【請求項１８】 牽引走行中シフトダウンする際に、他
    方のクラッチ、すなわち目標ギヤのクラッチを閉じた後
    で、一方のクラッチ、すなわち出発ギヤのクラッチが開
    放した状態で自由な変速機入力軸の回転数が同期回転数
    に達するときに、新しいギヤが入れられることを特徴と
    する請求項１１または１２記載の方法。
  19. 【請求項１９】 惰性走行中シフトダウンを準備するた
    めに、第２の段階で、入れるべき低いギヤ、すなわち目
    標ギヤの自由回転する変速機入力軸の回転数が、自由回
    転する軸に設けられ軸の最も低いギヤに付設された同期
    リングを操作することによって、少なくとも同期回転数
    まで高められることを特徴とする請求項３記載の方法。
  20. 【請求項２０】 ２本の変速機入力軸（Ｅ1 ，Ｅ2 ）と
    １本の変速機出力軸（Ａ）を備えた、請求項１〜１９の
    いずれか一つに記載のシフト方法に従って運転されるツ
    インクラッチ式変速機（１０）において、同期装置（２
    ０1 ，２３1，２４1 ，２２1 ；２０2 ，２３2 ，２４
    2 ，２２2 ）が設けられ、この同期装置が同期化するた
    めにその都度自由に回転する変速機入力軸を変速機比駆
    動軸（Ａ）に連結することができることを特徴とするツ
    インクラッチ式変速機。
  21. 【請求項２１】 同期装置が摩擦ホイール機構を含んで
    いることを特徴とする請求項２０記載のツインクラッチ
    式変速機。
  22. 【請求項２２】 摩擦ホイール機構が次の摩擦ホイー
    ル、すなわち − 同期すべき変速機入力軸に設けられた摩擦ホイール
    （２０1 ，２０2 ）と − 変速機被駆動軸（Ａ）に設けられた摩擦ホイール
    （２２1 ，２２2 ）と − 揺動可能な支持体に設けられ、他の両ホイールを摩
    擦連結する位置に揺動可能である一対のホイール（２３
    1 ，２４1 ；２３2 ，２４2 ）と を備えていることを特徴とする請求項２１記載のツイン
    クラッチ式変速機。
  23. 【請求項２３】 摩擦ホイール機構が変速機被駆動軸
    （Ａ）とその都度自由回転する変速機入力軸（Ｅ1 ；Ｅ
    2 ）の間で変速し、この変速比がその都度変速機入力軸
    上の最も低いギヤの変速比よりも小さいことを特徴とす
    る請求項２２記載のツインクラッチ式変速機。
  24. 【請求項２４】 それぞれ４個のホイールを備えた２個
    の摩擦ホイール機構が設けられ、この摩擦ホイール機構
    のうちの一方が変速機入力軸（Ｅ1 ；Ｅ2 ）と変速機被
    駆動軸（Ａ）の間に配置され、他方が他の変速機入力軸
    （Ｅ1 ；Ｅ2）と変速機被駆動軸（Ａ）の間に配置され
    ていることを特徴とする請求項２３記載のツインクラッ
    チ式変速機。
  25. 【請求項２５】 同期装置が更に摩擦ブレーキを含んで
    いることを特徴とする請求項２０記載のツインクラッチ
    式変速機。
  26. 【請求項２６】 摩擦ホイール機構が次の摩擦ホイー
    ル、すなわち − 同期すべき変速機入力軸に設けられた摩擦ホイール
    （２０1 ，２０2 ）と − 軸（３２）に設けられ、後退ギヤに所属する回転方
    向を逆転するピニオン（３０）に連結されたた摩擦ホイ
    ール（２５1 ，２５2 ）と − 揺動可能な支持体に設けられ、他の両ホイールを摩
    擦連結する位置に揺動可能である一対のホイール（２３
    1 ，２３2 ）と を備えていることを特徴とする請求項２１記載のツイン
    クラッチ式変速機。
  27. 【請求項２７】 軸（３２）上に２個の摩擦ホイール
    （２５1 ，２５2 ）またはローラ状の１個の摩擦ホイー
    ルが設けられ、それぞれ同期すべき変速機入力軸
    （Ｅ1 ；Ｅ2 ）に設けられた２個の摩擦ホイール（２０
    1 ，２０2 ）が、互いに同軸に設けられ支持体に揺動可
    能に支承された一対のホイール（２３1 ，２３ 2 ）を介
    してあるいは１個の円筒状の摩擦ホイールを介して連結
    可能であることを特徴とする請求項２６記載のツインク
    ラッチ式変速機。
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