WO2013005674A1 - デュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載した車両 - Google Patents

デュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載した車両 Download PDF

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幸士 寺島
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いすゞ自動車株式会社
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    • Y10T74/19219—Interchangeably locked
    • Y10T74/19228—Multiple concentric clutch shafts

Definitions

  • the present invention has a dual-clutch transmission that includes at least two input shafts and two clutches, and that facilitates speed change operations, reduces the burden on both clutches, suppresses wear, and increases durability.
  • the present invention relates to a control method of a dual clutch transmission, a dual clutch transmission and a vehicle equipped with the same.
  • DCT dual clutch transmission
  • AMT automatic transmission manual transmission
  • the DCT usually has clutches in both the even and odd stages and switches between the two to change gears. Therefore, the odd-numbered (even-numbered) gear shifting operation can be performed while the even-numbered (odd-numbered) gear is being used.
  • This DCT enables a quick shift without a shift time lag and transmits power with a clutch. Therefore, the DCT has a simple structure with little power loss and excellent transmission efficiency, leading to improved fuel efficiency.
  • the DCT 1X includes the first input shaft 11, the second input shaft 12, the first clutch C1, the second clutch C2, the counter shaft 13, the gear stages G1 to G6, the gear stage GR, and the coupling sleeve S1.
  • S3 To S3 and a coupling sleeve SR.
  • the power of the engine (internal combustion engine) is received from the crankshaft 2 via the first clutch C1 or the second clutch C2, and the power is transmitted to the output shaft 3 by shifting at each gear stage.
  • the second input shaft 12 is formed in a hollow shape, and the first input shaft 11 is inserted so as to be coaxial with the second input shaft 12.
  • Gear stages G1, G3, G5, and GR are arranged on the first input shaft 11, and gear stages G2, G4, and G6 are arranged on the second input shaft.
  • the first clutch C1 is coupled to the first input shaft 11 or the second clutch C2 is coupled to the second input shaft, and the coupling sleeves S1 to SR provided on the countershaft 13 are synchronized with the gear stages G1 to GR. By combining, power can be transmitted.
  • the clutch C1 includes a flywheel C1a, a clutch cover C1b, a release bearing C1c, a diaphragm spring C1d, a pressure plate C1e, and a clutch disk C1f including a lining, a torsion damper, a thrust, and the like.
  • the clutch C2 has the same configuration.
  • the DCT 1X includes an ECU (control device) 20, a clutch operating mechanism 21 for operating the clutch C1 or the clutch C2, and a shift operating mechanism 22 for operating the coupling sleeves S1 to SR.
  • a hydraulic piston or the like can be used for the clutch operation mechanism 21 and the shift operation mechanism 22.
  • the DCT 1X uses the gear stage G1 as the starting stage DG1.
  • the ECU 20 releases the coupling of the first clutch C1 and the second clutch C2, and synchronously engages the coupling sleeve S1 with the start stage DG1.
  • the first clutch C ⁇ b> 1 is coupled to the first input shaft 11.
  • the arrows in FIG. 6 indicate power transmission at this time.
  • the coupling sleeve S2 is synchronously engaged with the gear stage G2.
  • the first clutch C1 and the first input shaft are disconnected (hereinafter referred to as complete), and the second clutch C2 is coupled to the second input shaft 12 (hereinafter referred to as “completed”).
  • complete the first clutch C1 and the first input shaft
  • completed the second clutch C2 is coupled to the second input shaft 12
  • the clutch used for starting is for either odd-numbered stage or even-numbered stage. It becomes.
  • the clutch has a heavy load and wears. Accordingly, wear proceeds only in either the odd-numbered or even-numbered clutch.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to reduce the burden on one clutch without requiring additional components and without changing the starting feeling.
  • the dual clutch type transmission that can suppress wear of only the clutch, can extend the clutch replacement time, and can smoothly shift to the next stage after starting the vehicle.
  • a control method, a dual clutch transmission, and a vehicle equipped with the same are provided.
  • a control method of a dual clutch transmission for achieving the above object includes at least a first input shaft coupled to a first clutch and a second input shaft coupled to a second clutch, the first input shaft and Every other odd-numbered and even-numbered gear stages are arranged between the second input shaft and the output shaft, respectively, and when starting transmission of power from a power source to the output shaft, a starting gear
  • a control method of a dual clutch transmission in which a starting stage which is a stage is synchronously engaged with the second input shaft, and the second clutch is coupled to the second input shaft to start transmission of power, the power When starting the transmission of power from the source to the output shaft, the starting stage is the second input shaft, the auxiliary stage having a gear ratio higher by one or more stages than the starting stage is the first input shaft, And synchronously engaging each Said first clutch to first input shaft, a method which comprises causing half simultaneously coupled respectively the second clutch to the second input shaft.
  • the clutch replacement period can be lengthened. it can.
  • the gear ratio is different between the starting stage and the auxiliary stage, and if both clutches connected to both are completely connected, it will become double meshing and will not operate, or one clutch will start to slide, but each connected to both Since the clutch is in a half-clutch state in which the clutch is half-coupled and absorbs the rotational speed difference, there is no double engagement.
  • the starting stage is set to the first speed stage or more. For example, the starting speed is set to the second speed, and the auxiliary speed is set to the third speed.
  • a dual clutch transmission for achieving the above object includes at least a first input shaft coupled to a first clutch and a second input shaft coupled to a second clutch, the first input shaft and the second input shaft.
  • An odd-numbered gear and an even-numbered gear are arranged between the input shaft and the output shaft, respectively, and are used to start transmission of power from a power source to the output shaft.
  • the starting stage is one or more steps higher than the starting stage.
  • An auxiliary stage having a gear ratio and a control device, and when starting transmission of power from the power source to the output shaft to the control device, the starting stage is used as the second input shaft
  • Auxiliary stage on the first input shaft It means for engaging the period engagement, the said first clutch to the first input shaft, constituted by a means for semi-simultaneously coupled respectively the second clutch to the second input shaft.
  • the dual clutch transmission includes an input rotational speed sensor that detects a rotational speed input to the second clutch, and an output rotational speed sensor that detects a rotational speed output from the second clutch.
  • the controller determines whether or not a value of a difference between a rotational speed input to the second clutch and a rotational speed output from the second clutch is lower than a predetermined threshold; Means for disengaging the first clutch from the first input shaft when the value of the number difference falls below the threshold, and then coupling the second clutch to the second input shaft.
  • a vehicle for achieving the above object is configured by mounting the dual clutch transmission described above. According to this configuration, it is possible to provide a vehicle that is easy to drive because the wear of the clutch is equalized and the start feeling does not change.
  • the present invention it is possible to reduce the load applied to one clutch without requiring additional components and without changing the starting feeling, and to suppress wear of only one clutch.
  • the replacement time can be lengthened, and the shift to the next stage after the vehicle has started can be made smooth.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a dual clutch transmission according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the starting operation of the dual clutch transmission according to the embodiment of the present invention, (a) shows the state before starting, (b) shows the state at the moment of starting, and (c) shows the rotation. The number difference is less than the set value, and the state where the auxiliary stage side clutch is completely disengaged is shown, and (d) shows the state during acceleration.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method for controlling the dual clutch transmission according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the operation of each part of the dual clutch transmission according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a conventional dual clutch transmission.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a conventional dual clutch transmission.
  • a dual clutch transmission (dual clutch transmission, hereinafter referred to as DCT) 1 according to an embodiment of the present invention includes a first input shaft 11, a second input shaft 12, and a first clutch.
  • the gear stage G2 is set to the starting stage DG2
  • the gear stage G3 is set to the auxiliary stage SG3
  • the clutch operating mechanism 21 is configured to be able to operate both the clutches C1 and C2 simultaneously.
  • the addition of the second clutch input rotational speed sensor 23 and the second clutch output rotational speed sensor 24 is different from the conventional DCT 1X.
  • the DCT 1 is not limited to the above configuration as long as it is an automatic transmission manual transmission, and does not limit the arrangement of both input shafts, the number of input shafts and clutches mounted, the number of gear stages, and the like.
  • both input shafts are not arranged coaxially, but are arranged in parallel and a countershaft is arranged between both input shafts, and can also be applied to a triple clutch transmission having three clutches. it can. Therefore, in the case of the conventional DCT, it is not necessary to add an additional component, so that the cost can be kept low.
  • the gear stage G2 having the above-described configuration is a start stage DG2, and the gear stage G3 that is synchronously engaged with the first input shaft 11 at a gear ratio (gear ratio) that is one higher than the start stage DG2 is an auxiliary stage SG3.
  • This starting stage may be set to any gear stage as long as it is greater than or equal to the gear stage G1 (first speed).
  • the auxiliary stage may be engaged with the input shaft different from the starting stage in synchronism with the gear ratio that is one stage higher than the starting stage. For example, when the gear stage G1 is set as the start stage, the auxiliary stage is set to the gear stage G2, the gear stage 4, or the gear stage 6.
  • the ECU 20 is a control device called an engine control unit, and is responsible for controlling the entire power plant including the transmission by an electric circuit.
  • the microcontroller also controls the engine and performs overall electrical control.
  • the ECU 20 stores the optimum control value in every driving state, detects the state at that time by a sensor, selects the optimum value from the stored data by the input signal from the sensor, and each mechanism Is controlling.
  • the ECU 20 performs the control for coupling the first clutch C1 to the first input shaft 11 and the second clutch C2 to the second input shaft 12 independently and simultaneously. Further, the first clutch C1 and the second clutch C2 can be controlled to be half clutches (half-coupled), respectively.
  • the half-clutch is a state where the clutch is not completely connected. In this state, the driving force from the engine can be transmitted to a power transmission system such as a transmission, a transfer, and a differential gear. Therefore, it is possible to transmit the driving force to the wheels even when the vehicle travels at low speed or stops when the traveling speed of the vehicle does not match the engine speed.
  • the ECU 20 also performs control for synchronously engaging the gear stages G1 to GR with the first input shaft 11 or the second input shaft 12 via the coupling sleeves S1 to SR, respectively.
  • the odd-numbered stages G1, G3, and G5 can be synchronously engaged during use of the even-numbered stages G2, G4, and G6 so as to achieve a smooth speed change operation.
  • the clutch operating mechanism 21 only needs to be able to operate the clutches C1 and C2 and to couple the clutches C1 and C2 to the first input shaft 11 and the second input shaft 12 and to operate them simultaneously, for example, a hydraulic piston or an electromagnetic actuator.
  • the shift operation mechanism 22 includes a shift fork that oscillates the coupling sleeves S1 to SR, and is only required to be able to operate the shift fork.
  • the shift operation mechanism 22 includes a hydraulic piston or an electromagnetic actuator.
  • the clutch operation mechanism 21 and the shift operation mechanism 22 are not limited to the above-described configurations, and the clutch operation mechanism 21 only needs to operate the respective clutches C1 and C2, and the shift operation mechanism 22 only needs to operate the coupling sleeve S3.
  • the second clutch input rotational speed sensor 23 is a sensor that can detect the input rotational speed Nin of the second clutch C2, and the second clutch output rotational speed sensor 24 detects the output rotational speed Nout of the second clutch C2. It is a sensor that can do.
  • the input rotation speed Nin is the rotation speed of the crankshaft 2, and an existing crank angle sensor can be used.
  • the output rotation speed Nout is the rotation speed of the second input shaft 12 whose rotation speed is smaller than the input rotation speed Nin through the second clutch C2, and an existing speed sensor or the like can be used.
  • the second clutch output rotational speed sensor 24 can be provided on the output shaft 3 in consideration of the gear ratio of the starting stage DG2, in addition to the second input shaft 12.
  • the ECU 20 sets the start stage DG2 to the second input shaft 12 and the auxiliary stage SG3 to the first input shaft 11, respectively. Engage synchronously.
  • the first clutch C1 is set to the first input shaft 11
  • the second clutch C2 is set to the second input shaft 12 and the half clutch is simultaneously set.
  • torque is transmitted by both clutches C1 and C2, and not only the second clutch C2 on the starting stage DG2 side but also the first clutch on the auxiliary stage SG3 side bears a part of torque transmission. be able to.
  • the input rotational speed Nin and the output rotational speed Nout detected by the second clutch input rotational speed sensor 23 and the second clutch output rotational speed sensor 24 are sent to the ECU 20, and the ECU 20 calculates the rotational speed difference ⁇ N.
  • this rotational speed difference ⁇ N (Nin ⁇ Nout) falls below a preset value Nlim, which is a predetermined value, as shown in FIG. 2C
  • the first clutch C1 on the auxiliary stage SG3 side is applied to the first input. Disconnect from the shaft 11 (hereinafter referred to as complete).
  • the second clutch C2 on the start stage DG2 side is completely coupled to the second input shaft 12 (hereinafter referred to as complete connection).
  • the second clutch C2 on the start stage DG2 side is completely disconnected from the second input shaft 12, and the first clutch C1 on the auxiliary stage SG3 side is connected to the first input shaft. 11 is complete.
  • the gear ratio is different between the starting stage DG2 and the auxiliary stage SG3, and if the clutches C1 and C2 connected to both are completely connected, the two gears are engaged, and the clutch C1 and Since C2 absorbs the rotational speed difference by the half clutch, double meshing can be prevented. Therefore, both clutches C1 and C2 can be used simultaneously.
  • the second clutch C2 on the start stage DG2 side has the same input / output rotational speed difference ⁇ N, the first clutch C1 is disengaged when the rotational speed difference ⁇ N becomes smaller than the set value Nlim.
  • step S1 for determining whether or not to stop the vehicle is performed. If it is determined that the vehicle is stopped, step S2 is then performed in which the first clutch C1 is completely disconnected from the first input shaft 11 or the second clutch C2 is completely disconnected from the second input shaft 12.
  • step S2 is performed in which the starting stage DG2 and the auxiliary stage SG3 are respectively engaged with the second input shaft 12 or the first input shaft 11 synchronously.
  • the ECU 20 operates the shift operation mechanism 22 to swing the coupling sleeve S2 and the coupling sleeve S3, thereby synchronously engaging the starting stage DG2 and the auxiliary stage SG3.
  • step S4 is performed to determine whether or not a vehicle start operation has been performed. If it is determined that the start operation of the vehicle has been performed, step S5 is then performed in which the first clutch C1 is coupled to the first input shaft 11 and the second clutch C2 is coupled to the second input shaft 12 in a half-clutch state. By this step S5, at the moment of starting the vehicle, the power from the crankshaft 2 can be transmitted by both clutches C1 and C2 to the output shaft 3.
  • Step S6 for determining whether or not the first clutch C1 is completely disconnected from the first input shaft 11 is performed. Since the first clutch C1 is a half-clutch in step S5, the process proceeds to the next step.
  • step S7 is performed to calculate a rotational speed difference ⁇ N between the input rotational speed Nin of the second clutch C2 and the output rotational speed Nout.
  • step S9 is performed to completely disconnect the first clutch C1 from the first input shaft 11.
  • step S9 is completed, the process returns to step S6.
  • the first clutch C1 is completely disconnected, the second clutch C2 is a half-clutch, the starting stage DG2 is synchronously engaged, and the auxiliary stage SG3 is synchronously engaged.
  • step S10 is performed to determine whether or not the second clutch is fully engaged.
  • step S11 for completely connecting the next second clutch C2 to the second input shaft 12 is performed.
  • step S11 is completed, the process returns to step S6.
  • the first clutch C1 is completely disconnected, the second clutch C2 is completely connected, the starting stage DG2 is in synchronous engagement, and the auxiliary stage SG3 is in synchronous engagement.
  • step S6 proceeds from step S6 to step S10, where it is determined that the second clutch C2 is completely engaged, and this control method ends.
  • both clutches C1 and C2 are used for starting, it is possible to reduce the load applied to the second clutch C2 on the start stage DG2 side and to suppress wear of the second clutch C2. Therefore, the replacement time of both clutches C1 and C2 can be lengthened.
  • both clutches C1 and C2 can be operated independently and simultaneously, the above-described effects can be obtained, so that no additional components or the like are required for the conventional DCT, thereby reducing costs. it can.
  • the start stage DG2 does not change every time the vehicle starts, it is possible to suppress wear of both the clutches C1 and C2 without changing the start feeling.
  • the problem of double meshing caused by using both clutches C1 and C2 to suppress wear can be solved by making both clutches C1 and C2 half clutches. This is because each clutch absorbs the rotational speed difference by a half clutch.
  • the problem that the other clutch starts to slide is aided by determining whether or not the speed difference ⁇ N of the starting stage DG2 is smaller than a preset threshold value Nlim, which is a predetermined threshold value. This can be solved by completely disconnecting the first clutch C1 on the stage SG3 side and completely connecting the second clutch C2 on the start stage DG2 side.
  • Time t0 is the time when the start operation is performed
  • time t1 is the time when the rotational speed difference is less than the set value
  • time t2 is the time when the second clutch is fully engaged.
  • the start operation is performed, and the start operation is determined, and the first clutch C1 and the second clutch C2 become a half clutch. Thereby, torque can be transmitted by both clutches C1 and C2 at the moment of start of the vehicle.
  • the input rotational speed Nin of the starting stage DG2 becomes constant after a while, but the output rotational speed Nout gradually increases. Therefore, the rotational speed difference ⁇ N gradually decreases.
  • the rotational speed difference ⁇ N falls below the set value Nlim, and the first clutch C1 on the auxiliary stage SG3 side starts to be completely disconnected.
  • a vehicle equipped with the DCT 1 described above can equalize the wear of both clutches C1 and C2 and make the replacement period of both clutches C1 and C2 longer than before. Moreover, since the above-described effects can be obtained without changing the starting feeling, a vehicle that is easy to drive can be provided.
  • the control method for a dual clutch transmission reduces the burden on the starting stage side clutch and suppresses wear without requiring additional components and without changing the starting feeling. As a result, the clutch replacement period can be lengthened. In addition, the shifting operation after starting can be made smooth. Therefore, it can be used for a large vehicle such as a truck equipped with a dual clutch transmission in order to realize low fuel consumption by a smooth shifting operation.

Abstract

　発進段側のクラッチの負担を低減して、摩耗を抑制することができ、クラッチの交換期間を長くするデュアルクラッチ式変速機の変速装置とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載する車両を提供する。第１クラッチＣ１と結合する第１入力軸１１、第２クラッチＣ２と結合する第２入力軸１２、第１入力軸１１及び第２入力軸１２と、出力軸３との間にそれぞれ奇数段Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５と偶数段Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６のギア段を一段おきに配置し、車両を発進するときに、発進段ＤＧ２を第２入力軸１２に、発進段ＤＧ２よりも一段以上高いギア比を有した補助段ＳＧ３を第１入力軸１１に、それぞれ同期係合させると共に、第１入力軸１１に第１クラッチＣ１を、第２入力軸１２に第２クラッチＣ２をそれぞれ同時に半結合（半クラッチ）させる。

Description

デュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載した車両
　本発明は、少なくとも２本の入力軸と２つのクラッチを備え、変速操作を円滑にしたデュアルクラッチ式変速機において、両クラッチの負担を低減すると共に、摩耗を抑制して、耐久性を高めたデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載した車両に関する。
　従来、自動変速マニュアルトランスミッション（以下、ＡＭＴという）の変速時間改善のため、クラッチを２系統もつデュアルクラッチトランスミッション（以下、ＤＣＴという）が開発されている。ＤＣＴは通常、偶数段と奇数段のそれぞれにクラッチを持ち、両者を切り換えて変速していくため、偶数段（奇数段）の使用中に奇数段（偶数段）の変速操作を行うことができる。このＤＣＴは変速タイムラグの無い素早い変速を可能とすると共に、クラッチで動力を伝達するため、構造がシンプルで動力損失も少なく伝達効率に優れており、燃費の向上にもつながる。
　ここで、従来のＤＣＴについて図５及び図６を参照しながら説明する。図５に示すように、ＤＣＴ１Ｘは、第１入力軸１１、第２入力軸１２、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、カウンターシャフト１３、歯車段Ｇ１～Ｇ６、歯車段ＧＲ、カップリングスリーブＳ１～Ｓ３、及びカップリングスリーブＳＲを備える。
　クランクシャフト２からエンジン（内燃機関）の動力を第１クラッチＣ１又は第２クラッチＣ２を介して受け取り、各ギア段で変速して出力軸３へとその動力を伝達している。
　第２入力軸１２を中空状に形成し、第１入力軸１１を第２入力軸１２内の同軸上になるように挿通する。ギア段Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５、及びＧＲを第１入力軸１１に配置し、ギア段Ｇ２、Ｇ４、及びＧ６を第２入力軸に配置する。第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、又は第２クラッチＣ２を第２入力軸に結合すると共に、カウンターシャフト１３に設けた各カップリングスリーブＳ１～ＳＲが各ギア段Ｇ１～ＧＲと同期係合することで、動力を伝達することができる。
　クラッチＣ１は、フライホイールＣ１ａ、クラッチカバーＣ１ｂ、レリーズベアリングＣ１ｃ、ダイヤフラムスプリングＣ１ｄ、プレッシャープレートＣ１ｅ、及びライニング、トーションダンパー、スラストなどからなるクラッチディスクＣ１ｆを備える。クラッチＣ２も同様の構成になる。
　また、上記のＤＣＴ１Ｘは、図６に示すように、ＥＣＵ（制御装置）２０、クラッチＣ１又はクラッチＣ２を動作させるクラッチ動作機構２１、及びカップリングスリーブＳ１～ＳＲを動作させるシフト動作機構２２を備える。クラッチ動作機構２１及びシフト動作機構２２には油圧ピストンなどを用いることができる。
　次に、このＤＣＴ１Ｘの発進動作を説明する。このＤＣＴ１Ｘはギア段Ｇ１を発進段ＤＧ１とする。車両が止まり、エンジンが停止すると、ＥＣＵ２０は、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の結合を解除すると共に、カップリングスリーブＳ１を発進段ＤＧ１に同期係合する。車両を発進するときには、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１と結合する。図６の矢印がこのときの動力の伝達を示している。
　次に、加速を円滑に行うために、カップリングスリーブＳ２をギア段Ｇ２に同期係合しておく。これにより、発進段ＤＧ１からギア段Ｇ２へ変更する場合は、第１クラッチＣ１と第１入力軸とを切り離し（以下、完断という）、第２クラッチＣ２を第２入力軸１２と結合（以下、完接という）する。このように、交互に切り換えることができるため、変速操作を円滑にすることができる。
　しかし、上記のように、ＤＣＴにおいては、通常、発進には１速もしくは２速といった、決まったギア段が使用されるため、発進に用いられるクラッチは奇数段用か偶数段用のどちらか一方となる。発進時の結合ではクラッチにとって負荷が高く摩耗が進む状況にある。従って奇数段又は偶数段のどちらか一方のクラッチのみ摩耗が進行してしまう。
　このクラッチの摩耗を防ぐために、十分な容量のクラッチを用いればよいが、狭いスペースに２組のクラッチを収めているＤＣＴでは、十分な容量をとることが難しい。また、この摩耗対策として、クラッチの摩耗状況や発進条件などにより発進段を使い分ける方法を採用した装置がある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これらの装置はクラッチの摩耗状況により発進段を適宜選択することで摩耗を均等化できる。しかし、一方で発進フィーリングの変化により運転しづらい車両となるという問題がある。
特開２００６－１３２５６２号公報 特開２００８－３０９３２５号公報
　本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、追加構成部品を必要とせず、且つ発進フィーリングを変化させずに、一方のクラッチにかかる負担を低減して、一方のクラッチのみの摩耗を抑制することができ、クラッチの交換時期を長くすることができ、且つ、車両を発進してから次の段への変速を円滑にすることができるデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載する車両を提供することである。
　上記の目的を達成するためのデュアルクラッチ式変速機の制御方法は、少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸及び前記第２入力軸と、出力軸との間にそれぞれ奇数段と偶数段の歯車段を一段おきに配置し、動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機の制御方法において、前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、前記発進段を前記第２入力軸に、前記発進段よりも一段以上高い歯車比を有した補助段を前記第１入力軸に、それぞれ同期係合させると共に、前記第１入力軸に前記第１クラッチを、前記第２入力軸に前記第２クラッチをそれぞれ同時に半結合させることを特徴とする方法である。
　この方法によれば、車両の発進の瞬間に両クラッチを用いて、両クラッチでトルクを伝達して、発進段のクラッチの摩耗を抑制することができるので、クラッチの交換期間を長くすることができる。また、発進段と補助段でギア比が異なり、両者に繋がっているクラッチ双方が完接すると二重噛み合いとなり動作しなくなるか、又は片方のクラッチが滑り出すこととなるが、両者に繋がっている各クラッチが半結合の半クラッチ状態であり、回転数差を吸収するため、二重噛み合いとなることはない。この方法の場合は、一段以上高い歯車比を持つ補助段が必要であるため、発進段を１速段以上に設定する。例えば、発進段を２速段に設定し、補助段を３速段に設定する。
　また、上記のデュアルクラッチ式変速機の制御方法において、前記第２クラッチへ入力される回転数と前記第２クラッチから出力される回転数との差が予め定めた閾値よりも下回ったときに、前記第１入力軸から前記第１クラッチを切り離してから、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合するようにする。
　この方法によれば、発進の瞬間に両クラッチでトルクを伝達する際に、発進段側のクラッチへ入力される回転数（クランクシャフトの回転数）と補助段側のクラッチから出力される回転数との差が、補助段側のクラッチよりも先に一致する。そのため、その回転数の差の値が予め定めた閾値である設定値よりも下回ったときは、補助段側のクラッチの半結合を完断して、発進段側のクラッチを完接する。これにより、発進段側のクラッチが滑り出して余計に摩耗してしまうことを防ぐことができる。また、発進後、次の段への変速時は、補助段の同期係合がそのまま維持されているため、両クラッチの切り換えのみで変速を行うことができる。そのため、スムースに加速することができる。
　上記の目的を達成するためのデュアルクラッチ式変速機は、少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸及び前記第２入力軸と、出力軸との間にそれぞれ奇数段と偶数段の歯車段を一段おきに配置し、動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合して動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機において、前記発進段よりも一段以上高い歯車比を有している補助段と制御装置とを備え、前記制御装置に前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、前記発進段を前記第２入力軸に、前記補助段を前記第１入力軸に、それぞれ同期係合させる手段と、前記第１入力軸に前記第１クラッチを、前記第２入力軸に前記第２クラッチをそれぞれ同時に半結合させる手段とを備えて構成される。
　また、上記のデュアルクラッチ式変速機において、前記第２クラッチへ入力される回転数を検出する入力回転数センサと、前記第２クラッチから出力される回転数を検出する出力回転数センサとを備え、前記制御装置に、前記第２クラッチへ入力される回転数と前記第２クラッチから出力される回転数の差の値が予め定めた閾値よりも下回るか否かを判断する手段と、前記回転数の差の値が前記閾値よりも下回った場合に前記第１クラッチを前記第１入力軸から切り離してから、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合する手段とを備える。
　これらの構成によれば、従来のデュアルクラッチ変速機に部品を追加しなくとも、上記と同様の作用効果を得ることができるため、コストを抑えることができる。
　上記の目的を達成するための車両は、上記に記載のデュアルクラッチ式変速機を搭載して構成される。この構成によれば、クラッチの摩耗を均等化すると共に、発進フィーリングが変化しないため、運転し易い車両を提供することができる。
　本発明によれば、追加構成部品を必要とせず、且つ発進フィーリングを変化させずに、一方のクラッチにかかる負担を低減して、一方のクラッチのみの摩耗を抑制することができ、クラッチの交換時期を長くすることができ、且つ、車両を発進してから次の段への変速を円滑にすることができる。
図１は本発明に係る実施の形態のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。 図２は本発明に係る実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の発進動作を示し、（ａ）は発進前の状態を示し、（ｂ）は発進した瞬間の状態を示し、（ｃ）は回転数差が設定値よりも下回り、補助段側のクラッチを完断した状態を示し、（ｄ）は加速時の状態を示した図である。 図３は本発明に係る実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の制御方法を示したフローチャートである。 図４は本発明に係る実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の各部動作を示した図である。 図５は従来のデュアルクラッチ式変速機を示した図である。 図６は従来のデュアルクラッチ式変速機を示した概略図である。
　以下、本発明に係る実施の形態のデュアルクラッチ式変速機の制御方法とデュアルクラッチ式変速機とそれを搭載する車両について、図面を参照しながら説明する。なお、図５及び図６に示した従来のデュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）１Ｘと同一の構成及び動作については同一の符号を用いて、その説明を省略する。また、本発明に係る実施の形態では６速のＤＣＴを例にして説明するが、本発明のＤＣＴは、例えば８速などでもよく、変速段の段数は限定しない。
　本発明に係る実施の形態のデュアルクラッチトランスミッション（デュアルクラッチ式変速機、以下ＤＣＴという）１は、図１に示すように、ＤＣＴ１は、第１入力軸１１、第２入力軸１２、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、カウンターシャフト１３、ギア段Ｇ１～Ｇ６、ギア段ＧＲ、カップリングスリーブＳ１～Ｓ３、カップリングスリーブＳＲ、ＥＣＵ（制御装置）２０、クラッチ動作機構２１、及び同期係合機構２２を備え、図８に示す従来のＤＣＴ１Ｘと同様の構成を用いている。そして、図１に示すように、ギア段Ｇ２を発進段ＤＧ２、ギア段Ｇ３を補助段ＳＧ３とすること、クラッチ動作機構２１が両クラッチＣ１及びＣ２を同時に動作させることができる構成にすること、及び第２クラッチ入力回転数センサ２３と第２クラッチ出力回転数センサ２４を追加することが、従来のＤＣＴ１Ｘと相違する構成である。
　このＤＣＴ１は、自動変速マニュアルトランスミッションであれば、上記の構成に限らず、両入力軸の配置や、入力軸とクラッチの搭載数、及びギア段の数などを限定しない。例えば、両入力軸を同軸上に配置せずに、平行に配置し、両入力軸の間にカウンターシャフトを配置する構成や、また、クラッチを３つ備えたトリプルクラッチトランスミッションにも適用することができる。従って、従来のＤＣＴであれば、特に追加構成部品を追加しなくともよいため、コストを低く抑えることができる。
　上記の構成のギア段Ｇ２を発進段ＤＧ２とし、発進段ＤＧ２よりも一つ高いギア比（歯車比）で、第１入力軸１１と同期係合するギア段Ｇ３を補助段ＳＧ３とする。この発進段は、ギア段Ｇ１（１速）以上であれば、どのギア段に設定してもよい。また、補助段は発進段よりも一段以上高いギア比で、且つ発進段とは別の入力軸と同期係合すれば、よい。例えば、ギア段Ｇ１を発進段とする場合は、補助段をギア段Ｇ２、ギア段４、又はギア段６に設定する。
　ＥＣＵ２０は、エンジンコントロールユニットと呼ばれる制御装置であり、電気回路によってトランスミッションを含むパワープラント全体の制御を担当している。またエンジンもコントロールしており、電気的な制御を総合的に行うマイクロコントローラである。
オートマチック車においては、ＥＣＵ２０にあらゆる運転状態における最適制御値を記憶させ、その時々の状態をセンサで検出し、センサからの入力信号により、記憶しているデータの中から最適値を選出し各機構を制御している。
　このＥＣＵ２０は、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、また、第２クラッチＣ２を第２入力軸１２に結合させる制御を、独立、且つ同時に行う。また、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２をそれぞれ半クラッチ（半結合）に制御することもできる。半クラッチとは、クラッチを完全につないでいない状態のことであり、この状態ではエンジンからの駆動力をトランスミッション、トランスファー、及びデフギアなどの動力伝達系に加減して伝えることができる。そのため、車両の進行速度とエンジンの回転数が合致しない低速走行時や停車時にも駆動力を車輪に伝えることができる。
　加えて、ＥＣＵ２０は、各ギア段Ｇ１～ＧＲをそれぞれ第１入力軸１１又は第２入力軸１２に各カップリングスリーブＳ１～ＳＲを介して同期係合させる制御も行う。この制御は、円滑な変速動作となるように、例えば、偶数段Ｇ２、Ｇ４、及びＧ６の使用中に奇数段Ｇ１、Ｇ３、及びＧ５の同期係合を行うことができる。
　クラッチ動作機構２１は、クラッチＣ１及びＣ２を動作させ、それぞれを第１入力軸１１と第２入力軸１２とに結合することができ、且つ同時に動作させることができればよく、例えば油圧ピストンや電磁アクチュエータなどで構成する。シフト動作機構２２は、各カップリングスリーブＳ１～ＳＲを揺動させるシフトフォークを含み、そのシフトフォークを動作させることができればよく、例えば油圧ピストンや電磁アクチュエータなどで構成する。クラッチ動作機構２１とシフト動作機構２２は上記の構成に限らず、クラッチ動作機構２１は各クラッチＣ１及びＣ２を、シフト動作機構２２はカップリングスリーブＳ３をそれぞれ動作することができればよい。
　第２クラッチ入力回転数センサ２３は、第２クラッチＣ２の入力回転数Ｎｉｎを検出することができるセンサであり、第２クラッチ出力回転数センサ２４は、第２クラッチＣ２の出力回転数Ｎｏｕｔを検出することができるセンサである。入力回転数Ｎｉｎは、クランクシャフト２の回転数のことであり、既存のクランク角センサを用いることができる。また、出力回転数Ｎｏｕｔは、第２クラッチＣ２を介すことで、入力回転数Ｎｉｎより回転数が小さくなる第２入力軸１２の回転数であり、既存の速度センサなどを用いることができる。この第２クラッチ出力回転数センサ２４は、第２入力軸１２に設ける以外に、発進段ＤＧ２のギア比を考慮すれば、出力軸３に設けることもできる。
　次にＤＣＴ１の動作について、図２を参照しながら説明する。図２の（ａ）に示すように、車両を発進させる前、若しくは車両を発進させるときにＥＣＵ２０は発進段ＤＧ２を第２入力軸１２に、また、補助段ＳＧ３を第１入力軸１１にそれぞれ同期係合する。そして車両を発進するときに、図２の（ｂ）に示すように、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、また、第２クラッチＣ２を第２入力軸１２にそれぞれを同時に半クラッチにする。これにより、発進の瞬間に、両クラッチＣ１及びＣ２でトルクを伝達して、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２のみではなく、補助段ＳＧ３側の第１クラッチに一部のトルク伝達を負担することができる。
　次に、第２クラッチ入力回転数センサ２３と第２クラッチ出力回転数センサ２４とが検出した入力回転数Ｎｉｎと出力回転数ＮｏｕｔをＥＣＵ２０に送り、ＥＣＵ２０でそれらの回転数差ΔＮを算出する。この回転数差ΔＮ（Ｎｉｎ－Ｎｏｕｔ）が予め定めた値である設定値Ｎｌｉｍを下回った場合に、図２の（ｃ）に示すように、補助段ＳＧ３側の第１クラッチＣ１を第１入力軸１１から切り離す（以下、完断という）。第１クラッチＣ１が完断してから、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２を第２入力軸１２に完全に結合（以下、完接という）する。加速する場合は、図２の（ｄ）に示すように、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２を第２入力軸１２から完断し、補助段ＳＧ３側の第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に完接する。
　この動作によれば、発進時に両クラッチＣ１、Ｃ２を用いるため、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２の摩耗を抑制することができので、両クラッチＣ１及びＣ２の交換期間を長くすることができる。
　また、発進段ＤＧ２と補助段ＳＧ３でギア比が異なり、両者につながっている両クラッチＣ１及びＣ２が完接すると二重噛み合いとなり動作しなくなるが、発進中、両者につながっている各クラッチＣ１及びＣ２が半クラッチにて回転数差を吸収するため、二重噛み合いを防ぐことができる。そのため、両クラッチＣ１及びＣ２を同時に用いることができる。加えて、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２の方が先に入出力の回転数差ΔＮが一致するので、その回転数差ΔＮが設定値Ｎｌｉｍよりも小さくなったときに第１クラッチＣ１を完断し、第２クラッチＣ２を完接することで、第２クラッチが滑り出し、余計に摩耗することを防ぐことができる。
　加えて、補助段ＳＧ３を第１入力軸１１に同期係合したままであるため、発進段ＤＧ２から変速して、加速するときに、各クラッチＣ１及びＣ２の切り換えだけでスムースに加速することができる。
　次に、ＤＣＴ１の制御方法について、図３を参照しながら説明する。まず、車両を停止するか否かを判断するステップＳ１を行う。車両が停止していると判断すると、次に、第１クラッチＣ１を第１入力軸１１から、又は、第２クラッチＣ２を第２入力軸１２から完断するステップＳ２を行う。次に、発進段ＤＧ２と補助段ＳＧ３とをそれぞれ第２入力軸１２又は第１入力軸１１に同期係合するステップＳ２を行う。このステップＳ２ではＥＣＵ２０はシフト動作機構２２を動作させて、カップリングスリーブＳ２とカップリングスリーブＳ３とを揺動して、発進段ＤＧ２と補助段ＳＧ３を同期係合する。
　次に、車両の発進操作が行われたか否かを判断するステップＳ４を行う。車両の発進操作が行われたと判断すると、次に第１クラッチＣ１を第１入力軸１１に、及び第２クラッチＣ２を第２入力軸１２にそれぞれ半クラッチ状態で結合するステップＳ５を行う。このステップＳ５により、車両を発進する瞬間に、クランク軸２からの動力を両クラッチＣ１及びＣ２で伝達して、出力軸３へと伝達することができる。
　次に、第１クラッチＣ１が第１入力軸１１から完断しているか否かを判断するステップＳ６を行う。ステップＳ５で第１クラッチＣ１は半クラッチになっているため、次のステップへと進む。
　次に、第２クラッチＣ２の入力回転数Ｎｉｎと、出力回転数Ｎｏｕｔとの回転数差ΔＮを算出するステップＳ７を行う。次に、回転数差ΔＮが予め定めた閾値である設定値Ｎｌｉｍよりも小さいか否かを判断するステップＳ８を行う。補助断ＳＧ３よりも発進段ＤＧ２のギア比が低いため、先に回転数差ΔＮが一致してしまう。仮に、この回転数差ΔＮの値が０になる、つまり一致すると、第２クラッチＣ２が滑り出して、余計に摩耗してしまう。そこで、設定値Ｎｌｉｍを、好ましくは「設定値Ｎｌｉｍ＝回転数差ΔＮ＞０」となるような値に設定する。このステップＳ８で回転数差ΔＮが設定値Ｎｌｉｍ以上の場合は、再度ステップＳ６に戻って、ステップＳ６からステップＳ８までを行う。
　次に、回転数差ΔＮが設定値Ｎｌｉｍよりも小さいと判断されると第１クラッチＣ１を第１入力軸１１から完断するステップＳ９を行う。ステップＳ９が完了すると次に、ステップＳ６に戻る。現時点では、第１クラッチＣ１は完断、第２クラッチＣ２は半クラッチ、発進段ＤＧ２は同期係合、及び補助段ＳＧ３は同期係合の状態である。
　次に、ステップＳ６で第１クラッチＣ１が完断したと判断されると、第２クラッチが完接しているか否かを判断するステップＳ１０を行う。現時点では、第２クラッチＣ２は半クラッチであるので、次の第２クラッチＣ２を第２入力軸１２に完接するステップＳ１１を行う。ステップＳ１１が完了するとステップＳ６へと戻る。現時点では、第１クラッチＣ１は完断、第２クラッチＣ２は完接、発進段ＤＧ２は同期係合、補助段ＳＧ３は同期係合の状態である。
　ステップＳ６からステップＳ１０へ進み、今度は第２クラッチＣ２が完接している判断されてこの制御方法は終了する。
　この方法によれば、発進に両クラッチＣ１及びＣ２を用いるため発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２にかかる負担を低減して、第２クラッチＣ２の摩耗を抑制することができる。そのため、両クラッチＣ１及びＣ２の交換時期を長くすることができる。また、両クラッチＣ１及びＣ２を独立して、且つ同時に操作することができれば、上記の作用効果を得ることができるため、従来のＤＣＴに追加構成部品などを必要としないため、コストを抑えることができる。加えて、発進段ＤＧ２が発進の度に変わらないため、発進フィーリングを変化させずに、両クラッチＣ１及びＣ２の摩耗を抑制することができる。
　さらに、摩耗を抑制するために両クラッチＣ１及びＣ２を利用することで発生する二重噛み合いの問題を両クラッチＣ１及びＣ２を半クラッチにすることで、解決することができる。これは、各クラッチが半クラッチにて回転数差を吸収するためである。もう一つの片方のクラッチが滑り出す問題を、発進段ＤＧ２の回転数差ΔＮが予め定めた閾値である設定値Ｎｌｉｍよりも小さいか否かを判断して、その回転数差ΔＮが小さい場合を補助段ＳＧ３側の第１クラッチＣ１を完断し、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２を完接するタイミングとしていることで解決することができる。
　次に、上記の制御方法によって、各部がどのように動作しているかを、図４を参照しながら説明する。時間ｔ０を発進操作が行われた時間、時間ｔ１を回転数差が設定値を下回った時間、及び時間ｔ２を第２クラッチが完接する時間とする。
　時間ｔ０に発進操作が行われ、その発進操作を判断して、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とが半クラッチになる。これにより、車両の発進の瞬間には両クラッチＣ１及びＣ２とでトルクを伝達することができる。発進段ＤＧ２の入力回転数Ｎｉｎはしばらくすると一定になるが、出力回転数Ｎｏｕｔは徐々に増加していく。よって、回転数差ΔＮは徐々に小さくなる。時間ｔ１で、回転数差ΔＮが設定値Ｎｌｉｍを下回り、補助段ＳＧ３側の第１クラッチＣ１を完断し始める。
　時間ｔ２で、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２の完接を開始する。
　上記の動作からわかるように、従来のＤＣＴに、本発明の制御方法を適用すると、二重噛み合いや片方のクラッチが滑ってしまうことなく、発進段ＤＧ２側の第２クラッチＣ２の負担を低減し、摩耗を抑制することができる。
　上記に記載のＤＣＴ１を搭載する車両は、両クラッチＣ１及びＣ２の摩耗を均等化して、両クラッチＣ１及びＣ２の交換期間を従来よりも長くすることができる。また、発進フィーリングが変化させずに上記の作用効果を得ることができるため、運転し易い車両を提供することができる。
　本発明のデュアルクラッチ式変速機の制御方法は、追加構成部品を必要とせずに、且つ発進フィーリングを変化させることなく、発進段側のクラッチの負担を低減して、摩耗を抑制することができるので、クラッチの交換期間を長くすることができる。加えて、発進してからの変速操作も円滑にすることができる。そのため、スムースな変速操作によって低燃費を実現するためにデュアルクラッチ式変速機を搭載したトラックなどの大型車両に利用することができる。
１　ＤＣＴ（デュアルクラッチ式変速機
１１　第１入力軸
１２　第２入力軸
１３　カウンターシャフト
Ｃ１　第１クラッチ
Ｃ２　第２クラッチ
ＤＧ２　発進段
ＳＧ３　補助段
Ｇ１、Ｇ４～Ｇ６、ＧＲ　ギア段
Ｓ１～Ｓ３　カップリングスリーブ
２０　ＥＣＵ（制御装置）
２１　クラッチ動作機構
２２　シフト動作機構
２３　第２クラッチ入力回転数センサ
２４　第２クラッチ出力回転数センサ

Claims (5)

  1. 　少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸及び前記第２入力軸と、出力軸との間にそれぞれ奇数段と偶数段の歯車段を一段おきに配置し、
    　動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合させて動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機の制御方法において、
    　前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、前記発進段を前記第２入力軸に、前記発進段よりも一段以上高い歯車比を有した補助段を前記第１入力軸に、それぞれ同期係合させると共に、前記第１入力軸に前記第１クラッチを、前記第２入力軸に前記第２クラッチをそれぞれ同時に半結合させることを特徴とするデュアルクラッチ式変速機の制御方法。
  2. 　前記第２クラッチへ入力される回転数と前記第２クラッチから出力される回転数との差が予め定めた閾値よりも下回ったときに、前記第１入力軸から前記第１クラッチを切り離してから、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合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式変速機の制御方法。
  3. 　少なくとも第１クラッチと結合する第１入力軸と第２クラッチと結合する第２入力軸とを備え、前記第１入力軸及び前記第２入力軸と、出力軸との間にそれぞれ奇数段と偶数段の歯車段を一段おきに配置し、
    　動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、発進用の歯車段である発進段を前記第２入力軸に同期係合させると共に、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合して動力の伝達を開始するデュアルクラッチ式変速機において、
    　前記発進段よりも一段以上高い歯車比を有している補助段と制御装置とを備え、
    　前記制御装置に前記動力源から前記出力軸への動力の伝達を開始するときに、前記発進段を前記第２入力軸に、前記補助段を前記第１入力軸に、それぞれ同期係合させる手段と、前記第１入力軸に前記第１クラッチを、前記第２入力軸に前記第２クラッチをそれぞれ同時に半結合させる手段とを備えることを特徴とするデュアルクラッチ式変速機。
  4. 　前記第２クラッチへ入力される回転数を検出する入力回転数センサと、前記第２クラッチから出力される回転数を検出する出力回転数センサとを備え、
    　前記制御装置に、前記第２クラッチへ入力される回転数と前記第２クラッチから出力される回転数の差の値が予め定めた閾値よりも下回るか否かを判断する手段と、前記回転数の差の値が前記閾値よりも下回った場合に前記第１クラッチを前記第１入力軸から切り離してから、前記第２入力軸に前記第２クラッチを結合する手段とを備えることを特徴とする請求項３に記載のデュアルクラッチ式変速機。
  5. 　請求項３又は４に記載のデュアルクラッチ式変速機を搭載した車両。
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