JP5921126B2 - 車両用デュアルクラッチ式変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されて継合状態と切断状態とを独立して切り替え可能である２つの摩擦クラッチを備えた車両用デュアルクラッチ式変速機に関し、より詳細には、摩擦クラッチの温度上昇の抑制に関する。

車両用変速機の一種に、２つのクラッチと、各クラッチによりエンジンに継断される２つの入力軸と、各入力軸と出力軸との間にそれぞれ設けられる変速機構と、を備えるデュアルクラッチ式変速機がある。デュアルクラッチ式変速機には、２つのクラッチで架け替え動作を行うことにより伝達トルクが途切れないようにして速やかな変速動作を行えるという利点がある。各クラッチには、例えば、摩擦材を有するプレートをクラッチアクチュエータで駆動する摩擦クラッチを用いることができる。変速機構は、通常４〜７段程度の変速段で構成され、周知の同期装置によりいずれかの変速段を選択的に噛合結合することができる。そして、クラッチアクチュエータ及び同期装置を電子制御装置（ＥＣＵ）で制御し、全体として同期噛合式自動変速機を構成するのが一般的である。

また、摩擦クラッチでは、一般的に継合動作時に摩擦熱が発生して温度が上昇する。この温度上昇は、冷却油を用いない乾式摩擦クラッチで顕著になりがちであり、耐久性能に影響を与えるおそれが生じる。特に車両用デュアルクラッチ式変速機においては、クラッチで伝達するトルクは車両発進時に大きく、摩擦熱も大きくなる。したがって、発進に用いる第１速変速段を継合動作させる一方のクラッチで温度上昇が大きくなりやすい。このようなクラッチの温度上昇を抑制する技術の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された摩擦クラッチのプレッシャプレートは、駆動部材（駆動側プレート）と一体回転するプレッシャプレートと、駆動側部材及びプレッシャプレートに摩擦係合して一体回転可能なクラッチディスク（従動側プレート）とを備えた摩擦クラッチにおいて、プレッシャプレートのクラッチディスクと摩擦係合しない面の少なくとも一部が粗面であることを特徴としている。さらに、請求項３では、前記粗面は、略エンボス状、七子目状、もしくは略鱗状に形成され、または前記粗面に多数の溝が設けられていることを特徴としている。つまり、プレッシャプレートに凹凸が形成されて、放熱表面積が大きくなっている。これにより、摩擦熱の放熱効率が高いプレッシャプレートが提供され、クラッチディスクの過熱が防止される、とされている。

特開平９−９６３２０号公報

ところで、特許文献１に例示されるように、摩擦クラッチの構成部材に凹凸を設けて放熱表面積を大きくしても、雰囲気温度などの要因を考慮すると必ずしも十分な放熱性能が得られるとは限らない。例えば、摩擦クラッチがエンジンルーム内に配置される場合、エンジンからの放熱の影響によりクラッチの周囲の空気温度が高くなりがちである。このため、走行中の車両が一時停止した後に発進すると、高温の雰囲気中で多くの摩擦熱が発生し、クラッチの温度が過昇して耐久性能に影響を与えるおそれを解消できない。また、摩擦クラッチの構成部材に凹凸を設けると、その分だけ製造コストが上昇する。

また、車両用デュアルクラッチ式変速機においては、発進時に第１速変速段を継合動作させる一方のクラッチで温度上昇が顕著となりがちで、他方のクラッチは発進に用いられることが少なく、温度上昇は小さい場合が多い。ここで、２つのクラッチは、駆動源に回転連結された駆動側プレートを共有し、クラッチ相互間で熱が移動し得る構成が一般的に採用されている。したがって、高温側の一方のクラッチから低温側の他方のクラッチに効率よく熱を移動させてやれば、クラッチの温度上昇を抑制する一方策となる。

本発明は上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、車両の一時停止時から発進時にかけての摩擦クラッチの放熱特性を改善して温度上昇を抑制するコスト低廉な車両用デュアルクラッチ式変速機を提供することを解決すべき課題とする。

本発明の車両用デュアルクラッチ式変速機は、駆動源に回転連結された駆動側プレートを共有し、前記駆動側プレートに対向して配設される従動側プレート、前記従動側プレートを押動して前記駆動側プレートに摺動させるプレッシャプレート、及び前記プレッシャプレートを駆動するアクチュエータをそれぞれ有し、前記駆動源に回転連結された継合状態と前記駆動源から切断された切断状態とを切り替え可能である第１摩擦クラッチ及び第２摩擦クラッチと、前記第１摩擦クラッチにより前記駆動源に継断可能に回転連結され、かつ複数の変速段の１つを選択可能とする第１変速機構と、前記第２摩擦クラッチにより前記駆動源に継断可能に回転連結され、かつ複数の変速段の１つを選択可能とする第２変速機構と、前記第１摩擦クラッチ及び前記第２摩擦クラッチのうち車両の発進に際して前記切断状態から前記継合状態へ継合動作する一方のクラッチの温度を実測または推測するクラッチ温度検出手段と、前記第１摩擦クラッチ、前記第２摩擦クラッチ、前記第１変速機構、及び前記第２変速機構を制御する制御部とを備え、前記制御部は、車両走行途中の一時停止時に、実測または推測した前記一方のクラッチの温度を規定値と比較して、高温状態を判定する高温判定手段と、前記一方のクラッチが高温状態のときに、前記他方のクラッチに回転連結される第１変速機構または第２変速機構をニュートラル状態とし、前記一時停止時から車両発進まで前記他方のクラッチの前記継合状態を継続し、前記一方のクラッチが高温状態以外のときに、前記他方のクラッチを切断状態とする放熱促進手段と、を有する。

また、前記制御部は、前記一方のクラッチの前記高温状態の程度の大小に対応して、前記放熱促進手段の動作時間の長短を調整する第1放熱調整手段をさらに有してもよい。

あるいは、前記制御部は、前記一方のクラッチの温度の変化に応じて、前記放熱促進手段の動作終了タイミングを調整する第２放熱調整手段をさらに有してもよい。

本発明の車両用デュアルクラッチ式変速機では、一時停止時に車両発進に際して継合動作する一方のクラッチの温度を実測または推測し規定値と比較して高温状態を判定し、高温状態のときに一時停止時から車両発進まで他方のクラッチの継合状態を継続する。つまり、発進に用いる一方のクラッチが高温状態のときに、他方のクラッチを継合状態とする。これにより、共有の駆動側プレートを介して一方のクラッチから他方のクラッチへの熱移動が促進され、クラッチ部全体での放熱特性が改善される。したがって、一時停止中に高温状態の一方のクラッチの温度を迅速に下げることができ、発進時の継合動作で発生する摩擦熱による温度上昇を抑制することができる。また、本発明の実施に際して変速機の構造を変更する必要はなく、制御部の制御方法を変更するだけでよいので、製造コストが上昇しない。

また、制御部が第1放熱調整手段をさらに有する態様では、一方のクラッチの高温状態の程度の大小に対応して放熱促進手段の動作時間の長短を調整する。本発明では、放熱促進手段が動作している間は他方のクラッチに回転連結される変速機構を使用できなくなる。したがって、高温状態が厳しいときには、一時停止時から車両発進まで長く放熱促進手段を動作させて温度上昇の抑制を優先することで、クラッチの耐久性能を確保できる。また、高温状態が緩いときには、早期に放熱促進手段を終了させシフトアップ変速動作を可能とし、加速操縦性を優先した変速制御を行うことができる。

あるいは、制御部が第２放熱調整手段をさらに有する態様では、発進に用いる一方のクラッチの温度の変化に応じて、放熱促進手段の動作終了タイミングを調整する。したがって、一方のクラッチの温度が好ましい範囲に落ち着いた時点で放熱促進手段を終了させ、シフトアップ変速動作に対応できるように制御することができ、クラッチの温度上昇の抑制と加速操縦性の良好な変速制御とを両立できる。

本発明の実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機を示すスケルトン図である。 第１及び第２摩擦クラッチの詳細な構成を説明する側面断面図である。 第１摩擦クラッチの継合動作を説明する側面断面図である。 第２摩擦クラッチの継合動作を説明する側面断面図である。 放熱促進手段による第1及び第２摩擦クラッチの制御動作を例示説明する側面断面図である。 従来技術における一時停止時のクラッチの温度の変化を例示説明する図である。 実施形態における一時停止時のクラッチの温度の変化を例示説明する図である。 従来技術における一時停止時から第１速による車両発進を経て第２速が確立するまでの変速動作を例示説明する図である。 実施形態における一時停止時から第１速による車両発進を経て第２速が確立するまでの変速動作を例示説明する図である。

本発明を実施するための実施形態を、図１〜図９を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機１を示すスケルトン図である。車両用デュアルクラッチ式変速機１は、前進５速後進１速の変速段のうちのひとつを選択し、エンジン９１の出力トルクをデファレンシャル装置９３へ継断可能に伝達する装置である。車両用デュアルクラッチ式変速機１は、第１摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２、第１入力軸３１、第２入力軸３２、出力軸４、第１変速機構５、第２変速機構６、制御部７、及びクラッチ温度検出手段７１などにより構成されている。

第１摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２は、駆動源であるエンジン９１の出力軸９２に回転連結された継合状態とエンジン９１から切断された切断状態とを独立して切り替える部位である。第１摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２は、制御部７からの指令によって動作する第１クラッチアクチュエータ２３及び第２クラッチアクチュエータ２４によってそれぞれ駆動される。第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２は、互いに独立して摩擦継合力が調整され、伝達されるそれぞれのクラッチトルクＴｃ１、Ｔｃ２が独立して制御されるようになっている。

図２は、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２の詳細な構成を説明する側面断面図である。第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２の本体部分は、軸線ＡＸを有して概ね軸対称に構成され、図２には両クラッチ２１、２２の切断状態における上側半分が図示されている。また、図３は第１摩擦クラッチ２１の継合動作を説明する側面断面図であり、図４は第２摩擦クラッチ２２の継合動作を説明する側面断面図である。第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２は、駆動側プレート２５を共有している。また、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２は、従動側プレート２６１、２６２、及びプレッシャプレート２７１、２７２をそれぞれ有している。

まず、第１摩擦クラッチ２１の構成について詳述する。第１摩擦クラッチ２１は、駆動側プレート２５を含み、駆動側プレート２５の軸線ＡＸ方向の一側（図では右側）に構成されている。駆動側プレート２５は、エンジン９１の出力軸９２に回転連結された略環状の部材である。駆動側プレート２５の内周側には軸受け部９５が設けられており、軸受け部９５の軸心には第１入力軸３１が相対回転自在に貫設されている。

従動側プレート２６１は、駆動側プレート２５の軸線ＡＸ方向の一側に並んで軸線ＡＸ方向に移動可能に配設された略環状の部材である。従動側プレート２６１は、内周側で第１入力軸３１にスプライン結合され、軸線ＡＸ方向に移動可能に回転連結されている。従動側プレート２６１は、駆動側プレート２５に対向する面に摩擦材２８１を有し、その裏面にも摩擦材２９１を有している。摩擦材２８１、２９１はフェーシングやライニングとも呼ばれ、駆動側プレート２５と従動側プレート２６１との回転数が異なるときに摩擦摺動して同期を達成し、また摩擦結合して同期回転を維持する部材である。

プレッシャプレート２７１は、従動側プレート２６１の軸線ＡＸ方向の一側に並んで配設された略環状の部材である。プレッシャプレート２７１は、駆動側プレート２５と一体的に回転し、軸線ＡＸ方向の他側（図では左方）に移動して継合動作を行う。第１クラッチアクチュエータ２３は、プレッシャプレート２７１を駆動する部位である。第１クラッチアクチュエータ２３には、例えばサーボモータや油圧駆動機構など、公知の各種機構を用いることができる。

図３の矢印Ｆ１１に示されるように第１クラッチアクチュエータ２３の一端側で操作力が発生すると、プレッシャプレート２７１には矢印Ｆ１２で示される軸線ＡＸ方向の他側（図では左方）に向かう操作力が加わる。これにより、プレッシャプレート２７１は、軸線ＡＸ方向の他側に移動してまず従動側プレート２６１の裏面の摩擦材２９１に圧接し、さらに移動して従動側プレート２６１を駆動側プレート２５に向け押動する。すると、従動側プレート２６１の摩擦材２８１が駆動側プレート２５に接触して摩擦摺動が開始される。そして、最終的にプレッシャプレート２７１が完全継合点まで移動し、プレッシャプレート２７１、従動側プレート２６１、及び駆動側プレート２５の三者が互いに強く圧接されて同期回転し、継合状態が達成される。

第２摩擦クラッチ２２は、第１摩擦クラッチ２１を概ね軸線ＡＸ方向に反転した構造で、駆動側プレート２５の軸線ＡＸ方向の他側（図では左側）に構成されている。すなわち、従動側プレート２６２は、駆動側プレート２５の軸線ＡＸ方向の他側に並んで軸線ＡＸ方向に移動可能に配設され、内周側で第２入力軸３２にスプライン結合され、軸線ＡＸ方向に移動可能に回転連結されている。従動側プレート２６２は、駆動側プレート２５に対向する面及び裏面に摩擦材２８２、２９２を有している。プレッシャプレート２７２は、従動側プレート２６１の軸線ＡＸ方向の他側に並んで配設され、駆動側プレート２５と一体的に回転し、軸線ＡＸ方向の一側（図では右方）に移動して継合動作を行う。第２クラッチアクチュエータ２４は、プレッシャプレート２７２を駆動する部位である。

図４の矢印Ｆ２１に示されるように第２クラッチアクチュエータ２４の一端側で操作力が発生すると、プレッシャプレート２７２には矢印Ｆ２２で示される軸線ＡＸ方向の一側（図では右方）に向かう操作力が加わる。これにより、プレッシャプレート２７２は、軸線ＡＸ方向の一側に移動してまず従動側プレート２６２の裏面の摩擦材２９２に圧接し、さらに移動して従動側プレート２６２を駆動側プレート２５に向け押動する。すると、従動側プレート２６２の摩擦材２８２が駆動側プレート２５に接触して摩擦摺動が開始される。そして、最終的にプレッシャプレート２７２が完全継合点まで移動し、プレッシャプレート２７２、従動側プレート２６２、及び駆動側プレート２５の三者が互いに強く圧接されて同期回転し、継合状態が達成される。

第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２では、継合動作時に摩擦熱が発生し、クラッチを構成する各部材（２５、２６１、２６２、２７１、２７２など）の温度が上昇する。温度上昇値の大きさは、継合動作時にクラッチ２１、２２が為した仕事量に依存して変化する。また、各部材の温度は必ずしも一様でないので、代表部材として例えばプレッシャプレート２７１、２７２の温度を以って第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２の温度Ｔ１、Ｔ２とする。これに限定されず、他の部材を代表部材として温度を求め、あるいは全部材の平均的な温度を求めるようにしてもよい。

第１摩擦クラッチ２１の温度上昇値は、次の演算によって求めることができる。まず、第１摩擦クラッチ２１が継合動作するときに伝達するトルクと入出力間の回転数差を乗算して為す仕事を求め、この仕事を継合時間にわたって積分することにより全仕事量を演算する。そして、全仕事量を発熱量に換算し、第１摩擦クラッチ２１の熱容量で除算して温度上昇値を演算する。第２摩擦クラッチ２２の温度上昇値も、同様の演算によって求めることができる。

しかしながら、トルクの実測は難しくかつ演算が煩雑であるので、本実施形態では、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２が継合動作するときの動作条件をパラメータとする一覧表形式の温度上昇値マップを用いる。パラメータとしては、例えば、エンジン９１のスロットル開度、エンジン９１のエンジン回転数Ｎｅ、第１入力軸３１の回転数Ｎ１、及び第２入力軸３２の回転数Ｎ２を用いる。スロットル開度はエンジン９１の出力の大小を支配するパラメータであり、トルクをパラメータとすることに相当する。また、入出力間の回転数差として、（Ｎｅ−Ｎ１）及び（Ｎｅ−Ｎ２）を容易に演算することができる。温度上昇値マップは、基礎実験やシミュレーションなどにより予め求め、制御部７内に記憶させておく。

また、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２の継合状態において、プレッシャプレート２７１、２７２、及び摩擦材２８１、２８２、２９１、２９２を含む従動側プレート２６１、２６２、及び駆動側プレート２５の三者は互いに強く圧接されている。したがって、三者のうちの高温側部材から低温側部材へと熱伝達が極めて良好に行われる。一方、切断状態において、これら三者は微小な間隔を隔てて対向しており、継合状態よりも熱伝達は低下する。第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２の継合状態および切断状態における熱伝達特性についても、基礎実験やシミュレーションなどにより予め定量的に求め、制御部７内に記憶させておく。

さらに、これら三者は、雰囲気の空気に対して放熱し、温度が低下する。第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２の継合状態および切断状態における放熱特性についても、予め定量的に求め、制御部７内に記憶させておく。前述の温度上昇値マップと熱伝達特性及び放熱特性は、後述のクラッチ温度検出手段７１が使用する。

図１に戻り、第１入力軸３１は、第１摩擦クラッチ２１によりエンジン９１に継断可能に回転連結される軸部材である。また、第２入力軸３２は、第２摩擦クラッチ２２によりエンジン９１に継断可能に回転連結される軸部材である。第１入力軸３１は棒状とされ、第２入力軸３２は筒状とされて、同軸内外に配置されている。第１入力軸３１の図中右端は第１摩擦クラッチ２１の出力側部材に連結され、図中左端は第２入力軸３２を通り抜けて突き出し、ボールベアリング３６に軸支されている。第２入力軸３２の図中右端は第２摩擦クラッチ２２の出力側部材に連結され、中央部はボールベアリング３７に軸支されている。

出力軸４は、図略の駆動輪に回転連結された軸部材であり、第１入力軸３１及び第２入力軸３２の図中下側に平行に配置されている。出力軸４は、その両端をテーパードローラーベアリング４６、４７により軸支されている。出力軸４の一方のテーパードローラーベアリング４６に近接して出力ギヤ４８が固定して設けられ、出力ギヤ４８はデファレンシャル装置９３に噛合している。したがって、出力軸４は、デファレンシャル装置９３を介して駆動輪にトルクを伝達出力するようになっている。

第１変速機構５は、第１入力軸３１と出力軸４との間に設けられて、第１速、第３速、及び第５速の奇数速変速段を構成するとともに１組を選択的に噛合結合可能とする３組の歯車組５１、５３、５５を有する機構である。詳述すると、第１入力軸３１の図中左側から順番に、第１速駆動ギヤ５１Ａが固設され、第３速駆動ギヤ５３Ａが遊転可能に設けられ、第５速駆動ギヤ５５Ａが遊転可能に設けられている。一方、出力軸４の対向する箇所には第１速従動ギヤ５１Ｐが遊転可能に設けられ、第３速従動ギヤ５３Ｐが固設され、第５速従動ギヤ５５Ｐが固設されている。

第１速駆動ギヤ５１Ａ及び第１速従動ギヤ５１Ｐは常時噛合しており、第１速変速段を構成する第１速歯車組５１となっている。第１速用シンクロメッシュ機構８１（同期装置）のスリーブＳ１により第１速従動ギヤ５１Ｐが出力軸４に対して回転連結されると、第１速歯車組５１は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。同様に、第３速駆動ギヤ５３Ａ及び第３速従動ギヤ５３Ｐは常時噛合しており、第３速変速段を構成する第３速歯車組５３となっている。第３−５速用シンクロメッシュ機構８２のスリーブＳ３５により第３速駆動ギヤ５３Ａが第１入力軸３１に対して回転連結されると、第３速歯車組５３は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。さらに、第５速駆動ギヤ５５Ａ及び第５速従動ギヤ５５Ｐは常時噛合しており、第５速変速段を構成する第５速歯車組５５となっている。第３−５速用シンクロメッシュ機構８２のスリーブＳ３５により第５速駆動ギヤ５５Ａが第１入力軸３１に対して回転連結されると、第５速歯車組５５は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。第１速歯車組５１、第３速歯車組５３、及び第５速歯車組５５は、図略のインターロック機構によりいずれか１組のみが選択的に噛合結合されるようになっている。

第２変速機構６は、第２入力軸３２と出力軸４との間に設けられて、第２速及び第４速の偶数速変速段を構成するとともに１組を選択的に噛合結合可能とする２組の歯車組６２、６４を有する機構である。詳述すると、第２入力軸３２の図中左側から順番に、第４速駆動ギヤ６４及び第２速駆動ギヤ６２Ａが固設されている。一方、出力軸４の対向する箇所には第４速従動ギヤ６４Ｐ及び第２速従動ギヤ６２Ｐが遊転可能に設けられている。

第４速駆動ギヤ６４Ａ及び第４速従動ギヤ６４Ｐは常時噛合しており、第４速変速段を構成する第４速歯車組６４となっている。第２−４速用シンクロメッシュ機構８３のスリーブＳ２４により第４速従動ギヤ６４Ｐが出力軸４に対して回転連結されると、第４速歯車組６４は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。同様に、第２速駆動ギヤ６２Ａ及び第２速従動ギヤ６２Ｐは常時噛合しており、第２速変速段を構成する第２速歯車組６２となっている。第２−４速用シンクロメッシュ機構８３のスリーブＳ２４により第２速従動ギヤ６２Ｐが出力軸４に対して回転連結されると、第２速歯車組６２は噛合結合してトルクの伝達が可能となる。第４速歯車組６４及び第２速歯車組６２は、どちらか１組のみが選択的に噛合結合されるようになっている。

なお、図には省略されているが、後進変速段には従来の歯車組の構成を適宜用いることができる。

車両の発進時には、通常第１変速機構５の第１速変速段が用いられ、このとき第１摩擦クラッチ２１は継合動作して大きな仕事量が行われ、発熱が大きくなる。したがって、第１摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１は第２摩擦クラッチ２２の温度Ｔ２よりも大きくなりがちであり、第１摩擦クラッチ２１のほうが高温状態に陥りやすい。

また、車両走行中の常時は、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２の一方が継合状態とされ、第１及び第２変速機構５、６のいずれかの変速段が選択されている。そして、変速段の切り替え動作の時期は、通常は変速線及びプレシフト線の条件判定によって決定される。すなわち、車両の走行状態を示す動作点が所定の変速線を跨ぐと変速条件が成立して、変速段の切り替え動作が開始される。切り替え動作では、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２の両方が半クラッチ状態とされ、第１及び第２入力軸３１、３２の一方から他方へのトルクの架け替え動作が行われる。また、動作点が所定のプレシフト線を跨ぐとプレシフト条件が成立して、プレシフト動作が開始される。プレシフト動作では、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２のうちトルクを伝達していない一方のクラッチを切断状態とし、一方のクラッチに回転連結された第１及び第２変速機構５、６のどちらかで次に予想される変速段を噛合させる。

制御部７は、第１摩擦クラッチ２１、第２摩擦クラッチ２２、第１変速機構５、及び第２変速機構６を制御する部位である。制御部７は、エンジン９１の動作状態や車速などの各種情報を取得し、第１及び第２クラッチアクチュエータ２３、２４と、３つのシンクロメッシュ機構８１、８２、８３とを関連付けて制御する。制御部７は、マイコンを内蔵してソフトウェアで動作する電子制御装置（ＥＣＵ）を用いて構成することができる。また、制御部７は、複数の電子制御装置（ＥＣＵ）が連携して協調制御を行うようにして構成することもできる。制御部７は、クラッチ温度検出手段７１、高温判定手段７２、放熱促進手段７３、及び第1放熱調整手段７４の４つの機能手段を有している。

クラッチ温度検出手段７１は、第1摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２のうち車両の発進に際して切断状態から継合状態へ継合動作させる一方のクラッチの温度を実測または推測する手段である。本実施形態において、クラッチ温度検出手段７１は、制御部７のソフトウェアにより実現されており、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２の両方の温度Ｔ１、Ｔ２を推測する。以下、第１摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１の推測方法を例にして説明する。

第１摩擦クラッチ２１は、エンジン９とともにエンジンルーム内に配設されている。したがって、クラッチ温度検出手段７１は、エンジン９１に付設された吸気温度センサの検出情報を取得し、吸気温度を第１摩擦クラッチ２１の雰囲気温度とする。また、クラッチ温度検出手段７１は、前述の温度上昇値マップを用いて、第１摩擦クラッチ２１が継合動作したときの温度上昇値を求めることができる。さらに、クラッチ温度検出手段７１は、第１摩擦クラッチ２１の継合状態および切断状態における熱伝達特性及び放熱特性を定量的に把握している。したがって、クラッチ温度検出手段７１は、前述の雰囲気温度、温度上昇値マップ、熱伝達特性及び放熱特性を用いて、第１摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１の時系列的な変化を推測することができる。なお、第１摩擦クラッチ２１の近傍に専用の温度センサを配設し、推測でなく温度Ｔ１を実測するようにしてもよい。

高温判定手段７２は、車両走行途中の一時停止時に、車両の発進に際して切断状態から継合状態へ継合動作させる一方のクラッチの温度を規定値と比較して、高温状態を判定する手段である。車両の発進は通常第１速で行うので、第１速歯車組５１に回転連結されている第１摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１を規定値Ｔ０と比較する。規定値Ｔ０は、継合動作時の熱的ストレスが第１摩擦クラッチ２１の耐久性能に影響を及ぼさない範囲で適宜設定する。高温判定手段７２は、温度Ｔ１が規定値を超過しているときに高温状態と判定し、超過分ΔＴ１（＝Ｔ１−Ｔ０）を演算する。なお、車両状態を参照した制御部７の判断やドライバの指示などにより第２速で発進する場合は、第２摩擦クラッチ２２の温度Ｔ２を規定値Ｔ０と比較し、超過分ΔＴ２（＝Ｔ２−Ｔ０）を演算する。

放熱促進手段７３は、車両の発進に際して切断状態から継合状態へ継合動作させる第1摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２のうちの一方のクラッチが高温状態のときに、他方のクラッチに回転連結される第１変速機構５または第２変速機構６をニュートラル状態とし、一時停止時から車両発進まで他方のクラッチの継合状態を継続する手段である。

図５は、放熱促進手段７３による第1及び第２摩擦クラッチ２１、２２の制御動作を例示説明する側面断面図である。図５は、第１速で発進する際に継合動作させる第1摩擦クラッチ２１が高温状態のときの制御動作を示している。放熱促進手段７３は、まず一時停止状態で、矢印Ｆ２３に示されるように第２クラッチアクチュエータ２４の一端側で操作力を発生させ、プレッシャプレート２７２に矢印Ｆ２４で示される操作力を加え、第２摩擦クラッチ２２を継合状態とする。また、これと同時に、第２変速機構６の第２−４速用シンクロメッシュ機構８３をニュートラル状態とする。

次いで発進制御に進み、第１速歯車組５１を噛合結合し、第１クラッチアクチュエータ２３の一端側で操作力（矢印Ｆ１３示）を発生させ、プレッシャプレート２７１に操作力（矢印Ｆ１４示）を加え、第１摩擦クラッチ２１を継合動作する。この発進制御により、第１速で車両が発進する。第１摩擦クラッチ２１では摩擦熱が発生して温度Ｔ１が上昇する。放熱促進手段７３は、必要に応じて一時停止時から車両発進まで第２摩擦クラッチ２２の継合状態を維持する。

ここで、第２摩擦クラッチ２２を継合状態とするのは、トルクを伝達するためでなく、熱伝達特性を向上するためである。したがって、プレッシャプレート２７２を完全継合点まで移動させる必要はなく、プレッシャプレート２７２、従動側プレート２６２、及び駆動側プレート２５の三者が互いに接触し、切断状態と比較して熱伝達特性が良好となればよい。これにより、高温側の第1摩擦クラッチ２１のプレッシャプレート２７１及び従動側プレート２６１の高熱が、駆動側プレート２５を介して低温側の従動側プレート２６２及びプレッシャプレート２７２に迅速に移動する。結果として、高温側部材の表面積が等価的に増加したことになり、雰囲気に対する放熱が促進され、第1摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１が迅速に低下する。

また、第1放熱調整手段７４は、高温状態の程度の大小に対応して、放熱促進手段７３の動作時間の長短を調整する手段である。つまり、第1放熱調整手段７４は、第１摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１の規定値Ｔ０からの超過分ΔＴ１（＝Ｔ１−Ｔ０）の大小に対応して、第２摩擦クラッチ２２の継合状態の時間を長短調整する。ただし、車両発進後に第２速への変速条件またはプレシフト条件が成立した時点を限界とし、この時点で第２摩擦クラッチ２２の継合状態を終了して切断状態に戻し、第２速への変速動作に備えるものとする。

次に、上述のように構成された実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機１の動作及び作用について、従来技術と比較しながら説明する。図６は、従来技術における一時停止時のクラッチの温度の変化を例示説明する図である。また、図７は、実施形態における一時停止時のクラッチの温度の変化を例示説明する図である。図６及び図７でそれぞれ、３つのグラフは上段が回転数、中段が第１摩擦クラッチの温度Ｔ１、下段がクラッチのトルクＴｃを示し、横軸は共通の時間ｔであり車両走行途中の一時停止中の時間帯ｔ１〜ｔ３の範囲が示されている。

従来技術を示す図６の上段で、一時停止中の時間帯ｔ１〜ｔ３を通して、エンジン回転数ＮＥはアイドル回転数ＮＥｉで一定とされ、第１及び第２入力軸３１、３２の回転数Ｎ１、Ｎ２はゼロになっている。また、下段に示されるように、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２は切断状態とされ、伝達できるトルクＴｃ１、Ｔｃ２はゼロになっている。そして、中段に示されるように、第１摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１ｏｌｄは、時刻ｔ１で高温Ｔ１Ｈとなっており、時間の経過とともに徐々に低下している。

実施形態を示す図７の上段で、エンジン回転数ＮＥはアイドル回転数ＮＥｉで一定とされ、第１及び第２入力軸３１、３２の回転数Ｎ１、Ｎ２はゼロになっている。また、下段に示されるように、第１摩擦クラッチ２１は一時停止中の時間帯ｔ１〜ｔ３を通して切断状態とされ、伝達できるトルクＴｃ１はゼロになっている。一方、第２摩擦クラッチ２２は一時停止中の時刻ｔ１から途中の時刻ｔ２までの間は継合状態とされ、伝達できるトルクＴｃ２（≠０）が発生している。前述したように、この継合状態は、トルクを伝達するためでなく、熱伝達特性を向上するためのものである。

したがって中段に示されるように、ｔ１〜ｔ２までの間、第１摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１は、破線で示される従来技術よりも迅速に（急峻に）高温Ｔ１Ｈから低下する。また、時刻ｔ２〜ｔ３の間は第２摩擦クラッチ２２が切断状態とされるため、第１摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１の減少傾向は従来技術と同程度になる。結果として、時刻ｔ３における第１摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１は、従来技術の温度Ｔ１ｏｌｄと比較して低下分ΔＴｇｏｏｄだけ低く改善される。

次に、車両発進まで第２摩擦クラッチ２２の継合状態を継続したときの動作及び作用について、従来技術と比較しながら説明する。図８は、従来技術における一時停止時から第１速による車両発進を経て第２速が確立するまでの変速動作を例示説明する図である。また、図９は、実施形態における一時停止時から第１速による車両発進を経て第２速が確立するまでの変速動作を例示説明する図である。図８及び図９でそれぞれ、３つのグラフは上段が回転数、中段がクラッチのトルクＴｃ、下段が第２変速機構６の状態を示し、横軸は共通の時間ｔである。また、時刻ｔ１１で一時停止中であり、時刻ｔ１２で発進制御が開始されて時刻ｔ１３で第１速が確立し、時刻ｔ１４で第２速への変速条件が成立して時刻ｔ１５で第２速が確立した場合が例示されている。

従来技術を示す図８の上段において、一時停止中の時刻ｔ１１で、エンジン回転数ＮＥはアイドル回転数ＮＥｉ、第１及び第２入力軸３１、３２の回転数Ｎ１、Ｎ２はゼロになっている。また、中段に示されるように、第１及び第２摩擦クラッチ２１、２２は切断状態とされ、伝達できるトルクＴｃ１、Ｔｃ２はゼロになっている。そして、下段に示されるように、第２変速機構６は、発進後のシフトアップ変速操作に備えて既に第２速歯車組６２が噛合されている。

そして、ドライバのアクセル操作により時刻ｔ１２で発進制御が開始されると、第１摩擦クラッチ２１が継合動作して伝達できるトルクＴｃ１が増加する。また、継合動作によって第１入力軸３１が回転を始め、回転数Ｎ１が増加してエンジン回転数ＮＥに近づく。時刻ｔ１３で第１入力軸３１の回転数Ｎ１がエンジン回転数ＮＥに略一致すると第１速が確立し、以降は回転数ＮＥ、Ｎ１が徐々に増加する。この間、第２入力軸３２は、第２速歯車組６２を介して出力軸４側から駆動され、第２速に見合った回転数Ｎ２（破線で示す）が発生する。

時刻ｔ１４で第２速への変速条件が成立すると、第１摩擦クラッチ２１が切断動作するとともに第２摩擦クラッチ２２が継合動作して、第１摩擦クラッチ２１のトルクＴｃ１が第２摩擦クラッチ２２のトルクＴｃ２（破線で示す）へと架け替えられる。時刻ｔ１５で、第１摩擦クラッチ２１が切断状態となり第２摩擦クラッチ２２が継合状態になると第２速が確立する。

これに対し、図９に示される実施形態では、一時停止中から車両発進まで第２摩擦クラッチ２２の継合状態を継続する。図９の（１）は第２摩擦クラッチ２２の継合状態が発進制御の開始によって解消された場合、（３）は第２摩擦クラッチ２２の継合状態が第２速への変速条件の成立まで継続された場合、（２）は中間的な場合、をそれぞれ示している。図９の（１）〜（３）の一時停止中の時刻ｔ１１における状態は同一であり、上段に示されるように、エンジン回転数ＮＥはアイドル回転数ＮＥｉ、第１及び第２入力軸３１、３２の回転数Ｎ１、Ｎ２はゼロになっている。また、中段に示されるように、第１摩擦クラッチ２１は切断状態とされて伝達できるトルクＴｃ１はゼロであり、第２摩擦クラッチ２２は継合状態とされて伝達できるトルクＴｃ２（≠０）が発生している。そして、下段に示されるように、第２変速機構６はニュートラル状態とされている。

図９の（１）において、時刻ｔ１２で発進制御が開始されると、第１摩擦クラッチ２１が継合動作して伝達できるトルクＴｃ１が増加するとともに、継合動作によって第１入力軸３１の回転数Ｎ１も増加してエンジン回転数ＮＥに近づく。また、第２摩擦クラッチ２２は継合状態が解消され、切断動作によって切断状態に移行する。これにより、第２入力軸２２がフリー状態となるので、第２変速機構６の第２速歯車組６２を噛合でき、第２速に見合った回転数Ｎ２（破線で示す）が発生する。時刻ｔ１３で第１入力軸３１の回転数Ｎ１がエンジン回転数ＮＥに略一致すると第１速が確立し、以降は回転数ＮＥ、Ｎ１が徐々に増加する。以降時刻ｔ１５までの動作は従来技術と同じになる。

このケースでは、時刻ｔ１１〜ｔ１２までの間、第２摩擦クラッチ２２が継合状態とされて熱伝達特性が改善され、第１摩擦クラッチ２１の高温Ｔ１Ｈが迅速に低下する。また、車両発進後の早期に放熱促進手段７３を終了させてシフトアップ変速動作を可能としているので、加速操縦性を優先した変速制御を行うことができる。

次に、図９の（３）において、時刻ｔ１２で発進制御が開始されると、第１摩擦クラッチ２１が継合動作して伝達できるトルクＴｃ１が増加するとともに、継合動作によって第１入力軸３１の回転数Ｎ１も増加してエンジン回転数ＮＥに近づく。時刻ｔ１３で第１入力軸３１の回転数Ｎ１がエンジン回転数ＮＥに略一致すると第１速が確立し、以降は回転数ＮＥ、Ｎ１が徐々に増加する。このとき、第２入力軸３２の回転数Ｎ２は、第２摩擦クラッチ２２の継合状態により、エンジン回転数ＮＥに同期する。

時刻ｔ１４で第２速への変速条件が成立すると、第２摩擦クラッチ２２は継合状態が解消され、切断動作によって切断状態に移行する。これにより、第２入力軸２２がフリー状態となるので、第２変速機構６の第２速歯車組６２を噛合でき、第２入力軸３２には第２速に見合った回転数Ｎ２（破線で示す）が発生する。また、第１摩擦クラッチ２１が切断動作するとともに第２摩擦クラッチ２２が継合動作して、第１摩擦クラッチ２１のトルクＴｃ１が第２摩擦クラッチ２２のトルクＴｃ２へと架け替えられる。時刻ｔ１５で、第１摩擦クラッチ２１が切断状態となり第２摩擦クラッチ２２が継合状態になると第２速が確立する。

このケースでは、時刻ｔ１１〜ｔ１４までの長い間、第２摩擦クラッチ２２が継合状態とされて熱伝達特性が改善され、第１摩擦クラッチ２１の高温Ｔ１Ｈが迅速にかつ大幅に低下する。また、第１摩擦クラッチ２１の継合動作で発生した摩擦熱も効率的に放熱される。つまり、第１速での発進後も長く放熱促進手段７３を動作させて温度上昇の抑制を優先しているので、第１摩擦クラッチ２１の耐久性能をより確実なものにできる。

さらに、図９の（２）において、時刻ｔ１２で発進制御が開始されると、第１摩擦クラッチ２１が継合動作して伝達できるトルクＴｃ１が増加するとともに、継合動作によって第１入力軸３１の回転数Ｎ１も増加してエンジン回転数ＮＥに近づく。時刻ｔ１３で第１入力軸３１の回転数Ｎ１がエンジン回転数ＮＥに略一致すると第１速が確立し、以降は回転数ＮＥ、Ｎ１が徐々に増加する。このとき、第２入力軸３２の回転数Ｎ２は、第２摩擦クラッチ２２の継合状態により、エンジン回転数ＮＥに同期する。

次に、時刻ｔ１４で第２速への変速条件が成立する以前の時刻ｔｍで、第２摩擦クラッチ２２は継合状態が解消され、切断動作によって切断状態に移行する。これにより、第２入力軸２２がフリー状態となるので、第２変速機構６の第２速歯車組６２を噛合でき、第２入力軸３２には第２速に見合った回転数Ｎ２（破線で示す）が発生する。時刻ｔ１４では、第１摩擦クラッチ２１が切断動作するとともに第２摩擦クラッチ２２が継合動作して、第１摩擦クラッチ２１のトルクＴｃ１が第２摩擦クラッチ２２のトルクＴｃ２へと架け替えられる。時刻ｔ１５で、第１摩擦クラッチ２１が切断状態となり第２摩擦クラッチ２２が継合状態になると第２速が確立する。

このケースでは、時刻ｔ１１〜ｔ１ｍまでの中間的な長さで第２摩擦クラッチ２２が継合状態とされて熱伝達特性が改善され、第１摩擦クラッチ２１の高温Ｔ１Ｈが迅速にかつ中間程度の大きさだけ低下する。

なお、高温状態と判定したときの第２摩擦クラッチ２２の継合状態の継続時間の長短は、第1放熱調整手段７４が決定する。これにより、実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機１は、図７及び図９の（１）〜（３）のうちいずれかで動作する。

実施形態の車両用デュアルクラッチ式変速機１によれば、一時停止時に車両発進に際して継合動作させる第１摩擦クラッチ２１の温度を実測または推測し規定値と比較して高温状態を判定し、高温状態のときに一時停止時から車両発進まで第２摩擦クラッチ２２の継合状態を継続する。これにより、共有の駆動側プレート２５を介して第１摩擦クラッチ２１から第２摩擦クラッチ２２への熱移動が促進され、クラッチ部全体での放熱特性が改善される。したがって、一時停止中に高温状態の第１摩擦クラッチ２１の温度を迅速に下げることができ、発進時の継合動作で発生する摩擦熱による温度上昇を抑制することができる。また、本発明の実施に際して変速機１の構造を変更する必要はなく、制御部７の制御方法を変更するだけでよいので、製造コストが上昇しない。

また、第1放熱調整手段７４をさらに有し、高温状態の程度の大小に対応して放熱促進手段７３の動作時間の長短を調整する。したがって、高温状態が厳しいときには、一時停止時から車両発進まで長く放熱促進手段７３を動作させて温度上昇の抑制を優先することで、第２摩擦クラッチ２１の耐久性能を確保できる。また、高温状態が緩いときには、早期に放熱促進手段７３を終了させ第２速へのシフトアップ変速動作を可能とし、加速操縦性を優先した変速制御を行うことができる。

なお、制御部７の第1放熱調整手段７４は、第２放熱調整手段に代えることもできる。第２放熱調整手段では、高温状態と判定された第1摩擦クラッチ２１及び第２摩擦クラッチ２２のうちの一方のクラッチの温度の変化に応じて、放熱促進手段７３の動作終了タイミングを調整する。例えば、一時停止中に第1摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１を規定値Ｔ０と比較して高温状態であると判定したときに第２摩擦クラッチ２２を継合状態とし、その後は逐次第1摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１を推測する。そして、温度Ｔ１が規定値Ｔ０以下まで低下した時点で、第２摩擦クラッチ２２の継合状態を解消する。

第２放熱調整手段を有する態様では、第1摩擦クラッチ２１の温度Ｔ１の変化に応じて、放熱促進手段７３の動作終了タイミングを調整する。したがって、第1摩擦クラッチ２１温度Ｔ１が好ましい範囲、例えば規定値Ｔ０以下に落ち着いた時点で放熱促進手段７３を終了させ、シフトアップ変速動作に対応できるように制御することができる。これにより、第1摩擦クラッチ２１の温度上昇の抑制と加速操縦性の良好な変速制御とを両立できる。

その他、本発明は様々な応用や変形が可能である。

１：車両用デュアルクラッチ式変速機
２１：第１摩擦クラッチ ２２：第２摩擦クラッチ
２３：第１クラッチアクチュエータ ２４：第２クラッチアクチュエータ
２５：駆動側プレート
２６１、２６２：従動側プレート
２７１、２７２：プレッシャプレート
２８１、２８２、２９１、２９２：摩擦材
３１：第1入力軸 ３２：第２入力軸
４：出力軸
５：第1変速機構 ５１、５３、５５：第１速、第３速、第５速歯車組
６：第２変速機構 ６２、６４：第２速、第４速歯車組
７：制御部
７１：クラッチ温度検出手段 ７２：高温判定手段
７３：放熱促進手段 ７４：第1放熱調整手段
８１：第１速用シンクロメッシュ機構
８２：第３−５速用シンクロメッシュ機構
８３：第２−４速用シンクロメッシュ機構
９１：エンジン ９２：出力軸 ９３：デファレンシャル装置
ＮＥ：エンジン回転数 ＮＥｉ：アイドル回転数
Ｎ１、Ｎ２：第１及び第２入力軸の回転数
Ｔｃ１、Ｔｃ２：第１及び第２摩擦クラッチで伝達できるトルク
Ｔ１，Ｔ２；第１及び第２摩擦クラッチの温度
Ｔ１Ｈ：高温

Claims (3)

1. 駆動源に回転連結された駆動側プレートを共有し、前記駆動側プレートに対向して配設される従動側プレート、前記従動側プレートを押動して前記駆動側プレートに摺動させるプレッシャプレート、及び前記プレッシャプレートを駆動するアクチュエータをそれぞれ有し、前記駆動源に回転連結された継合状態と前記駆動源から切断された切断状態とを切り替え可能である第１摩擦クラッチ及び第２摩擦クラッチと、
   前記第１摩擦クラッチにより前記駆動源に継断可能に回転連結され、かつ複数の変速段の１つを選択可能とする第１変速機構と、
   前記第２摩擦クラッチにより前記駆動源に継断可能に回転連結され、かつ複数の変速段の１つを選択可能とする第２変速機構と、
   前記第１摩擦クラッチ及び前記第２摩擦クラッチのうち車両の発進に際して前記切断状態から前記継合状態へ継合動作する一方のクラッチの温度を実測または推測するクラッチ温度検出手段と、
   前記第１摩擦クラッチ、前記第２摩擦クラッチ、前記第１変速機構、及び前記第２変速機構を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   車両走行途中の一時停止時に、実測または推測した前記一方のクラッチの温度を規定値と比較して、高温状態を判定する高温判定手段と、
   前記一方のクラッチが高温状態のときに、前記他方のクラッチに回転連結される第１変速機構または第２変速機構をニュートラル状態とし、前記一時停止時から車両発進まで前記他方のクラッチの前記継合状態を継続し、前記一方のクラッチが高温状態以外のときに、前記他方のクラッチを切断状態とする放熱促進手段と、
   を有する車両用デュアルクラッチ式変速機。
2. 前記制御部は、前記一方のクラッチの前記高温状態の程度の大小に対応して、前記放熱促進手段の動作時間の長短を調整する第1放熱調整手段をさらに有する請求項１に記載の車両用デュアルクラッチ式変速機。
3. 前記制御部は、前記一方のクラッチの温度の変化に応じて、前記放熱促進手段の動作終了タイミングを調整する第２放熱調整手段をさらに有する請求項１に記載の車両用デュアルクラッチ式変速機。

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