JPWO2012002056A1 - デュアルクラッチトランスミッション - Google Patents

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Abstract

デュアルクラッチトランスミッションにおいて、第1、第2入力軸(12,13)から出力軸(14)に至る第1、第2駆動力伝達経路の一方の駆動力伝達経路での走行時に他方の駆動力伝達経路の同期装置(S1,S2)を作動させるプリシフト時に、電子制御ユニット(U)からの指令で内燃機関(E)の駆動力を変更するので、プリシフトに伴って第1、第2入力軸(12,13)の回転数が変化することで慣性による駆動力や制動力が発生しても、その慣性による駆動力や制動力を内燃機関(E)の駆動力の変化で補償してシフトショックを低減することができる。しかもデュアルクラッチトランスミッション(T)に特別な構造を付加することなく、内燃機関(E)の駆動力を変化させるだけシフトショックを低減することができるので、デュアルクラッチトランスミッション(T)コストアップおよび寸法の大型化を防止することができる。

Description

本発明は、駆動源の駆動力を、第1クラッチ、第1入力軸、第1ギヤ列および出力軸を通る第1駆動力伝達経路と、第2クラッチ、第2入力軸、第2ギヤ列および出力軸を通る第2駆動力伝達経路とを介して駆動輪に伝達するデュアルクラッチトランスミッションに関する。
かかるデュアルクラッチトランスミッションにおいて、第1、第2入力軸と出力軸との間に係脱自在な摩擦ホイール機構を配置し、例えばシフトダウンを行うときに第1入力軸あるいは第2入力軸を摩擦ホイール機構を介して出力軸に接続し、第1入力軸あるいは第2入力軸の回転数を所定回転数まで加速することで、同期装置をスムーズに作動させて変速時のシフトショックを低減するものが、下記特許文献1により公知である。
日本特許4229994号公報
ところで、上記従来のものは、シフトショックを低減するために特別な摩擦ホイール機構を設ける必要があるため、その摩擦ホイール機構の分だけ部品点数が増加してコストアップの要因となったり、トランスミッションの寸法が大型化したりする問題があった。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、部品点数の増加を招くことなく、デュアルクラッチトランスミッションのプリシフト時のシフトショックを低減することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、駆動源からの駆動力が第1クラッチを介して伝達される第1入力軸と、前記駆動源からの駆動力が第2クラッチを介して伝達される第2入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、前記第1入力軸および前記出力軸間を接続可能な第1ギヤ列を選択する第1選択手段と、前記第2入力軸および前記出力軸間を接続可能な第2ギヤ列を選択する第2選択手段と、前記第1クラッチの係合時に前記第1選択手段で選択された前記第1ギヤ列を介して前記第1入力軸の駆動力を変速して前記出力軸に伝達する第1駆動力伝達経路と、前記第2クラッチの係合時に前記第2選択手段で選択された前記第2ギヤ列を介して前記第2入力軸の駆動力を変速して前記出力軸に伝達する第2駆動力伝達経路とを備えるデュアルクラッチトランスミッションにおいて、前記第1駆動力伝達経路および前記第2駆動力伝達経路のうち、駆動力を伝達している一方の駆動力伝達経路での走行中に駆動力を伝達していない他方の駆動力伝達経路の選択手段を作動させるプリシフト時に、前記駆動源の駆動力を変更して前記駆動輪に伝達される駆動力の変動を抑制する駆動力調整手段を備えることを第1の特徴とするデュアルクラッチトランスミッションが提案される。
また本発明によれば、前記第1の特徴に加えて、前記駆動力調整手段は、前記第1選択手段または前記第2選択手段が現在の変速段よりも高速側の変速段へプリシフトする場合には前記駆動源をトルクダウンし、前記第1選択手段または前記第2選択手段が現在の変速段よりも低速側の変速段へプリシフトする場合には前記駆動源をトルクアップすることを第2の特徴とするデュアルクラッチトランスミッションが提案される。
また本発明によれば、前記第2の特徴に加えて、前記駆動源は内燃機関であり、前記トルクダウンは、前記内燃機関の点火時期のリタードあるいは前記内燃機関の燃料噴射量の減少により行われることを第3の特徴とするデュアルクラッチトランスミッションが提案される。
また本発明によれば、前記第2の特徴に加えて、前記駆動源は内燃機関であり、前記トルクアップは、前記内燃機関の吸入空気量の増加および点火時期のリタードの併用あるいは前記内燃機関の燃料噴射量の増加により行われることを第4の特徴とするデュアルクラッチトランスミッションが提案される。
また本発明によれば、前記第2の特徴に加えて、前記駆動源は電動モータであり、前記トルクダウンは、前記電動モータの駆動電流の減少により行われることを第5の特徴とするデュアルクラッチトランスミッションが提案される。
また本発明によれば、前記第2の特徴に加えて、前記駆動源は電動モータであり、前記トルクアップは、前記電動モータの駆動電流の増加により行われることを第6の特徴とするデュアルクラッチトランスミッションが提案される。
尚、実施の形態の1速ドライブギヤ18および3速ドライブギヤ19は本発明の第1ギヤ列に対応し、実施の形態の2速ドライブギヤ22および4速ドライブギヤ23は本発明の第2ギヤ列に対応し、実施の形態の1速−2速ドリブンギヤ20および3速−4速ドリブンギヤ21は本発明の第1ギヤ列および第2ギヤ列に対応し、実施の形態の内燃機関Eおよび電動モータMは本発明の駆動源に対応し、実施の形態の第1同期装置S1は本発明の第1選択手段に対応し、実施の形態の第2同期装置S2は本発明の第2選択手段に対応し、実施の形態の電子制御ユニットUは本発明の駆動力調整手段に対応する。
本発明の第1の特徴によれば、第1選択手段で第1ギヤ列を選択した状態で第1クラッチを係合すると、駆動源の駆動力を第1入力軸、第1ギヤ列および出力軸を経て駆動輪に伝達する第1駆動力伝達経路が確立し、第2選択手段で第2ギヤ列を選択した状態で第2クラッチを係合すると、駆動源の駆動力を第2入力軸、第2ギヤ列および出力軸を経て駆動輪に伝達する第2駆動力伝達経路が確立する。第1、第2動力伝達経路のうち、駆動力を伝達している一方の駆動力伝達経路での走行中に駆動力を伝達していない他方の駆動力伝達経路の選択手段を作動させるプリシフト時に、駆動力調整手段で駆動源の駆動力を変更して駆動輪に伝達される駆動力の変動を抑制するので、プリシフトに伴って第1、第2入力軸の回転数が変化することで慣性による駆動力や制動力が発生しても、その慣性による駆動力や制動力を駆動源の駆動力の変更で補償してシフトショックを低減することができる。しかもトランスミッションに特別な構造を付加することなく、駆動源の駆動力を変化させるだけシフトショックを低減することができるので、トランスミッションのコストアップおよび寸法の大型化を防止することができる。
また本発明の第2の特徴によれば、駆動力調整手段は、第1選択手段または第2選択手段が現在の変速段よりも高速側の変速段へプリシフトする場合には駆動源の駆動力をトルクダウンするので、シフトアップ時のシフトショックを低減することができ、また第1選択手段または第2選択手段が現在の変速段よりも低速側の変速段へプリシフトする場合には駆動源の駆動力をトルクアップするので、シフトダウン時のシフトショックを低減することができる。
また本発明の第3の特徴によれば、駆動源が内燃機関である場合には、内燃機関の点火時期をリタードしたり、内燃機関の燃料噴射量を減少させたりすることでトルクダウンを精度良く行うことができる。
また本発明の第4の特徴によれば、駆動源が内燃機関である場合には、内燃機関の吸入空気量の増加および点火時期のリタードを併用したり、内燃機関の燃料噴射量を増加させたりすることでトルクアップを精度良く行うことができる。
また本発明の第5の特徴によれば、駆動源が電動モータである場合には、電動モータの駆動電流を減少させることでトルクダウンを精度良く行うことができる。
また本発明の第6の特徴によれば、駆動源が電動モータである場合には、電動モータの駆動電流を増加させることでトルクアップを精度良く行うことができる。
図1はデュアルクラッチトランスミッションのスケルトン図である。(第1の実施の形態) 図2は2速変速段における1速プリシフト状態のトランスミッションを示す図である。(第1の実施の形態) 図3は2速変速段における3速プリシフト状態のトランスミッションを示す図である。(第1の実施の形態) 図4はシフトアップ時の作用を説明するタイムチャートである。(第1の実施の形態) 図5はシフトダウン時の作用を説明するタイムチャートである。(第1の実施の形態)
以下、図1〜図5に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
第1の実施の形態
図1に示すように、車両に搭載されたデュアルクラッチトランスミッションTは、ガソリンエンジンよりなる内燃機関Eのクランクシャフト11と同軸に配置された第1入力軸12と、第1入力軸12と平行に配置された第2入力軸13と、第1入力軸12および第2入力軸13と平行に配置された出力軸14とを備える。クランクシャフト11の駆動力は第1クラッチC1を介して第1入力軸12に伝達されるとともに、第2クラッチC2、ドライブギヤ15、中間ギヤ16およびドリブンギヤ17を介して第2入力軸13に伝達される。
第1入力軸12には1速ドライブギヤ18および3速ドライブギヤ19が相対回転自在に支持されており、1速ドライブギヤ18および3速ドライブギヤ19は出力軸14に固設した1速−2速ドリブンギヤ20および3速−4速ドリブンギヤ21にそれぞれ噛合する。また第2入力軸13には2速ドライブギヤ22および4速ドライブギヤ23が相対回転自在に支持されており、2速ドライブギヤ22および4速ドライブギヤ23は出力軸14に固設した1速−2速ドリブンギヤ20および3速−4速ドリブンギヤ21にそれぞれ噛合する。
第1入力軸12には1速ドライブギヤ18および3速ドライブギヤ19を挟むように1速−3速同期装置S1が設けられており、1速−3速同期装置S1により1速ドライブギヤ18あるいは3速ドライブギヤ19を選択的に第1入力軸12に結合可能である。また第2入力軸13には2速ドライブギヤ22および4速ドライブギヤ23を挟むように2速−4速同期装置S2が設けられており、2速−4速同期装置S2により2速ドライブギヤ22あるいは4速ドライブギヤ23を選択的に第2入力軸13に結合可能である。
出力軸14に固設したファイナルドライブギヤ24がディファレンシャルギヤ25のケースに固設したファイナルドリブンギヤ26に噛合し、ディファレンシャルギヤ25から左右に延びるドライブシャフト27,27に左右の駆動輪W,W(一方のみ図示)が接続される。
第1入力軸12から1速−3速同期装置S1、1速ドライブギヤ18および1速−2速ドリブンギヤ20を経て出力軸14に至る駆動力伝達経路と、第1入力軸12から1速−3速同期装置S1、3速ドライブギヤ19および3速−4速ドリブンギヤ21を経て出力軸14に至る駆動力伝達経路とは、本発明の第1駆動力伝達経路を構成する。また第2入力軸13から2速−4速同期装置S2、2速ドライブギヤ22および1速−2速ドリブンギヤ20を経て出力軸14に至る駆動力伝達経路と、第2入力軸13から2速−4速同期装置S2、4速ドライブギヤ23および3速−4速ドリブンギヤ21を経て出力軸14に至る駆動力伝達経路とは、本発明の第2駆動力伝達経路を構成する。
シフトポジション、車速、アクセル開度等の車両状態が入力される電子制御ユニットUは、デュアルクラッチトランスミッションTの第1、第2クラッチC1,C2および第1、第2同期装置S1,S2の作動と、内燃機関Eの出力トルクとを制御する。
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
第1同期装置S1を右動して1速ドライブギヤ18を第1入力軸12に結合した状態で第1クラッチC1を係合すると、内燃機関Eのクランクシャフト11の駆動力は第1クラッチC1→第1入力軸12→第1同期装置S1→1速ドライブギヤ18→1速−2速ドリブンギヤ20→出力軸14→ファイナルドライブギヤ24→ファイナルドリブンギヤ26→ディファレンシャルギヤ25→ドライブシャフト27,27の経路で左右の駆動輪W,Wに伝達され、1速変速段が確立する。
第2同期装置S2を右動して2速ドライブギヤ22を第2入力軸13に結合した状態で第2クラッチC2を係合すると、内燃機関Eのクランクシャフト11の駆動力は第2クラッチC2→ドライブギヤ15→中間ギヤ16→ドリブンギヤ17→第2入力軸13→第2同期装置S2→2速ドライブギヤ22→1速−2速ドリブンギヤ20→出力軸14→ファイナルドライブギヤ24→ファイナルドリブンギヤ26→ディファレンシャルギヤ25→ドライブシャフト27,27の経路で左右の駆動輪W,Wに伝達され、2速変速段が確立する。
第1同期装置S1を左動して3速ドライブギヤ19を第1入力軸12に結合した状態で第1クラッチC1を係合すると、内燃機関Eのクランクシャフト11の駆動力は第1クラッチC1→第1入力軸12→第1同期装置S1→3速ドライブギヤ19→3速−4速ドリブンギヤ21→出力軸14→ファイナルドライブギヤ24→ファイナルドリブンギヤ26→ディファレンシャルギヤ25→ドライブシャフト27,27の経路で左右の駆動輪W,Wに伝達され、3速変速段が確立する。
第2同期装置S2を左動して4速ドライブギヤ23を第2入力軸13に結合した状態で第2クラッチC2を係合すると、内燃機関Eのクランクシャフト11の駆動力は第2クラッチC2→ドライブギヤ15→中間ギヤ16→ドリブンギヤ17→第2入力軸13→第2同期装置S2→4速ドライブギヤ23→3速−4速ドリブンギヤ21→出力軸14→ファイナルドライブギヤ24→ファイナルドリブンギヤ26→ディファレンシャルギヤ25→ドライブシャフト27,27の経路で左右の駆動輪W,Wに伝達され、4速変速段が確立する。
デュアルクラッチトランスミッションTでは、第1クラッチC1が係合して第1同期装置S1で奇数変速段(1速あるいは3速)を確立して走行しているときに、第2同期装置S2で偶数変速段(2速あるいは4速)へプリシフトしておき、第1クラッチC1を係合解除して第2クラッチC2を係合することで、奇数変速段から偶数変速段へのシフトチェンジを速やかに行うことができる。
同様に、第2クラッチC2が係合して第2同期装置S2で偶数変速段(2速あるいは4速)を確立して走行しているときに、第1同期装置S1で奇数変速段(1速あるいは3速)へプリシフトしておき、第2クラッチC2を係合解除して第1クラッチC1を係合することで、偶数変速段から奇数変速段へのシフトチェンジを速やかに行うことができる。
図2は、第2クラッチC2が係合し、かつ第2同期装置S2が右動して2速変速段が確立した状態を示しており、このとき車両が加速状態にあることから、2速変速段での走行中に第1同期装置S1により1速変速段から3速変速段へのプリシフトが行われる。
この3速プリシフト以前の状態では、第1クラッチC1が係合解除しているために第1入力軸12はクランクシャフト11から切り離されているが、出力軸14の回転が1速−2速ドリブンギヤ20→1速ドライブギヤ18→第1同期装置S1の経路で第1入力軸12に伝達され、第1入力軸12は回転している。この状態から第1同期装置S1が左動して3速変速段へプリシフトすると、出力軸14の回転が3速−4速ドリブンギヤ21→3速ドライブギヤ19→第1同期装置S1の経路で第1入力軸12に伝達され、1速変速段および3速変速段の変速比の差により第1入力軸12は減速される。
このように、3速プリシフトにより出力軸14により駆動される第1入力軸12の回転数が減速されると、第1入力軸12の慣性で出力軸14が駆動されるため、車両を加速する方向のシフトショックが発生して運転者に不快を与える可能性がある。
そこで本実施の形態では、図4のタイムチャートに示すように、3速プリシフトのために第1同期装置S1が左動して1速ドライブギヤ18を第1入力軸12から切り離して3速ドライブギヤ19を第1入力軸12に結合したとき、内燃機関Eを一時的にトルクダウンすることで前記車両を加速する方向のシフトショックを相殺し、駆動輪W,Wに伝達される駆動力の変動を抑制してシフトショックの発生を防止する。
内燃機関Eのトルクダウンは、点火時期のリタードにより行うことが可能であり、その制御応答性も充分に確保することができる。
内燃機関Eの代わりに電動モータM(図1参照)を用いた車両では、電動モータMの駆動電流を一時的に低減することで、応答性良くトルクダウンを行うことができる。
図3は、第2クラッチC2が係合し、かつ第2同期装置S2が右動して2速変速段が確立した状態を示しており、このとき車両が減速状態にあることから、2速変速段での走行中に第1同期装置S1により3速変速段から1速変速段へのプリシフトが行われる。
この1速プリシフト以前の状態では、第1クラッチC1が係合解除しているために第1入力軸12はクランクシャフト11から切り離されているが、出力軸14の回転が3速−4速ドリブンギヤ21→3速ドライブギヤ19→第1同期装置S1の経路で第1入力軸12に伝達され、第1入力軸12は回転している。この状態から第1同期装置S1が右動して1速変速段へプリシフトすると、出力軸14の回転が1速−2速ドリブンギヤ20→1速ドライブギヤ18→第1同期装置S1の経路で第1入力軸12に伝達され、3速変速段および1速変速段の変速比の差により第1入力軸12は増速される。
このように、1速プリシフトにより出力軸14により駆動される第1入力軸12の回転数が増速されると、第1入力軸12の慣性で出力軸14が制動されるため、車両を減速する方向のシフトショックが発生して運転者に不快を与える可能性がある。
そこで本実施の形態では、図5のタイムチャートに示すように、1速プリシフトのために第1同期装置S1が右動して3速ドライブギヤ19を第1入力軸12から切り離して1速ドライブギヤ18を第1入力軸12に結合したとき、内燃機関Eを一時的にトルクアップすることで前記車両を減速する方向のシフトショックを相殺し、駆動輪W,Wに伝達される駆動力の変動を抑制してシフトショックの発生を防止することができる。
内燃機関Eのトルクアップはスロットル開度(吸入空気量)の増加により行われるが、スロットル開度が変化してから内燃機関Eの出力トルクが変化するまでに時間遅れがあるため、1速プリシフトのタイミングよりも早めにスロットル開度を増加させるとともに、それに続くスロットル開度の減少にタイミングを合わせて点火時期のリタードを行うことで、高い応答性および高い制御精度を維持しながら内燃機関Eのトルクアップを可能にすることができる。
内燃機関Eの代わりに電動モータM(図1参照)を用いた車両では、電動モータMの駆動電流を一時的に増加することで、応答性良くトルクアップを行うことができる。
以上のように、現在確立している変速段よりも高速側の変速段をプリシフトする場合には内燃機関Eをトルクダウンし、現在確立している変速段よりも低速側の変速段へプリシフトする場合には内燃機関Eをトルクアップするので、プリシフトに伴って第1、第2入力軸12,13の回転数が変化することで慣性による駆動力や制動力が発生しても、その慣性による駆動力や制動力を内燃機関Eの駆動力の変化で補償してシフトショックを低減することができる。しかもデュアルクラッチトランスミッションTに特別な構造を付加することなく、内燃機関Eの駆動力を変化させるだけシフトショックを低減することができるので、デュアルクラッチトランスミッションTのコストアップおよび寸法の大型化を防止することができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、内燃機関Eがガソリンエンジンである場合には、図4で説明したように点火時期のリタードによりトルクダウンを行うことができるが、内燃機関Eがディーゼルエンジンである場合には、燃料噴射量の低減によりトルクダウンを行うことができる。
また内燃機関Eがガソリンエンジンである場合には、図5で説明したようにスロットル開度(吸入空気量)の増加および点火時期のリタードの併用によりトルクアップを行うことができるが、内燃機関Eがディーゼルエンジンである場合や、天然ガス(CNG)を燃料とするものや、メタノール/エタノールあるいはそれとガソリンとの混合物を燃料とするものである場合は、燃料噴射量の増加によりトルクアップを行うことができる。

Claims (6)

  1. 駆動源(E,M)からの駆動力が第1クラッチ(C1)を介して伝達される第1入力軸(12)と、
    前記駆動源(E,M)からの駆動力が第2クラッチ(C2)を介して伝達される第2入力軸(13)と、
    駆動輪(W)に接続された出力軸(14)と、
    前記第1入力軸(12)および前記出力軸(14)間を接続可能な第1ギヤ列(18,19,20,21)を選択する第1選択手段(S1)と、
    前記第2入力軸(13)および前記出力軸(14)間を接続可能な第2ギヤ列(20,21,22,23)を選択する第2選択手段(S2)と、
    前記第1クラッチ(C1)の係合時に前記第1選択手段(S1)で選択された前記第1ギヤ列(18,19,20,21)を介して前記第1入力軸(12)の駆動力を変速して前記出力軸(14)に伝達する第1駆動力伝達経路と、
    前記第2クラッチ(C2)の係合時に前記第2選択手段(S2)で選択された前記第2ギヤ列(20,21,22,23)を介して前記第2入力軸(13)の駆動力を変速して前記出力軸(14)に伝達する第2駆動力伝達経路と、
    を備えるデュアルクラッチトランスミッションにおいて、
    前記第1駆動力伝達経路および前記第2駆動力伝達経路のうち、駆動力を伝達している一方の駆動力伝達経路での走行中に駆動力を伝達していない他方の駆動力伝達経路の選択手段(S1,S2)を作動させるプリシフト時に、前記駆動源(E,M)の駆動力を変更して前記駆動輪(W)に伝達される駆動力の変動を抑制する駆動力調整手段(U)を備えることを特徴とするデュアルクラッチトランスミッション。
  2. 前記駆動力調整手段(U)は、前記第1選択手段(S1)または前記第2選択手段(S2)が現在の変速段よりも高速側の変速段へプリシフトする場合には前記駆動源(E,M)をトルクダウンし、前記第1選択手段(S1)または前記第2選択手段(S2)が現在の変速段よりも低速側の変速段へプリシフトする場合には前記駆動源(E,M)をトルクアップすることを特徴とする、請求項1に記載のデュアルクラッチトランスミッション。
  3. 前記駆動源は内燃機関(E)であり、前記トルクダウンは、前記内燃機関(E)の点火時期のリタードあるいは前記内燃機関(E)の燃料噴射量の減少により行われることを特徴とする、請求項2に記載のデュアルクラッチトランスミッション。
  4. 前記駆動源は内燃機関(E)であり、前記トルクアップは、前記内燃機関(E)の吸入空気量の増加および点火時期のリタードの併用あるいは前記内燃機関(E)の燃料噴射量の増加により行われることを特徴とする、請求項2に記載のデュアルクラッチトランスミッション。
  5. 前記駆動源は電動モータ(M)であり、前記トルクダウンは、前記電動モータ(M)の駆動電流の減少により行われることを特徴とする、請求項2に記載のデュアルクラッチトランスミッション。
  6. 前記駆動源は電動モータ(M)であり、前記トルクアップは、前記電動モータ(M)の駆動電流の増加により行われることを特徴とする、請求項2に記載のデュアルクラッチトランスミッション。
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