(57)【要約】【課題】入力されたトルクの大きさを正確に測定できる機能を備えたデュアルクラッチトランスミッションの構造を実現する。【解決手段】第一インプットシャフト１８の周囲に配置され、第一クラッチ板１２から第一インプットシャフト１８に入力されたトルクを測定する磁歪式の第一トルクセンサ９と、第二インプットシャフト１９の周囲に配置され、第二クラッチ板１３から第二インプットシャフト１９に入力されたトルクを測定する磁歪式の第二トルクセンサ１０とを備えた構造を採用する。【選択図】図１
2019007575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを入力されるクラッチカバーと、
それぞれが前記クラッチカバーに対する断接の切り換えを可能に設けられた第一クラッチ板および第二クラッチ板と、
前記第一クラッチ板に固定された第一インプットシャフトと、
前記第二クラッチ板に固定された第二インプットシャフトと、
前記第一インプットシャフトに固定された奇数段駆動ギヤと、
前記第二インプットシャフトに固定された偶数段駆動ギヤと、
前記第一インプットシャフトの周囲に配置され、前記第一クラッチ板から前記第一インプットシャフトに入力されたトルクを測定する磁歪式の第一トルクセンサと、
前記第二インプットシャフトの周囲に配置され、前記第二クラッチ板から前記第二インプットシャフトに入力されたトルクを測定する磁歪式の第二トルクセンサと、を備えた
デュアルクラッチトランスミッション。
【請求項２】
第一トルクセンサが、前記第一インプットシャフトのうち、軸方向に関して前記第一クラッチ板と前記奇数段駆動ギヤとの間に位置する部分の周囲に配置されており、
第二トルクセンサが、前記第二インプットシャフトのうち、軸方向に関して前記第二クラッチ板と前記偶数段駆動ギヤとの間に位置する部分の周囲に配置されている、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば自動車などの車両に搭載される有段自動変速機の一種である、デュアルクラッチトランスミッションに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、自動車の高効率化、低燃費化を進めるべく、エンジンの最適な燃焼と出力トルクの制御、あるいはハイブリッドカーにおけるモータと同調した出力トルクの制御を行うために、エンジンの出力トルクを測定することが要求されている。
【０００３】
このような要求に応えるために利用可能な技術として、特開２０１４−２９３２８号公報には、エンジンの出力トルクを入力される変速機に、トルク測定装置を組み込む技術が記載されている。この従来技術では、変速機を構成する複数本のトルク伝達軸のうち、何れか１本のトルク伝達軸の弾性的な捩れ変形量を１対のセンサの出力信号の位相差に変換し、この位相差に基づいてトルクを測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２９３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、対象となる変速機がデュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）である場合には、ギヤ段の選定によってトルクの伝達経路が変化するため、何れか１本のトルク伝達軸により伝達されるトルクを測定するだけでは、エンジンから変速機に入力されたトルクの大きさを正確に把握することは困難である。
【０００６】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力されたトルクの大きさを正確に測定できる機能を備えたデュアルクラッチトランスミッションの構造を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のデュアルクラッチトランスミッションは、クラッチカバーと、第一クラッチ板と、第二クラッチ板と、第一インプットシャフトと、第二インプットシャフトと、奇数段駆動ギヤと、偶数段駆動ギヤと、第一トルクセンサと、第二トルクセンサとを備える。
前記クラッチカバーは、トルクを入力される。
前記第一クラッチ板および前記第二クラッチ板のそれぞれは、前記クラッチカバーに対する断接の切り換えを可能に設けられている。
前記第一インプットシャフトは、前記第一クラッチ板に固定されている。
前記第二インプットシャフトは、前記第二クラッチ板に固定されている。
前記奇数段駆動ギヤは、前記第一インプットシャフトに固定されている。
前記偶数段駆動ギヤは、前記第二インプットシャフトに固定されている。
前記第一トルクセンサは、磁歪式であり、前記第一インプットシャフトの周囲に配置され、前記第一クラッチ板から前記第一インプットシャフトに入力されたトルクを測定する。
前記第二トルクセンサは、磁歪式であり、前記第二インプットシャフトの周囲に配置され、前記第二クラッチ板から前記第二インプットシャフトに入力されたトルクを測定する。
【０００８】
本発明を実施する場合には、たとえば、第一トルクセンサを、前記第一インプットシャフトのうち、軸方向に関して前記第一クラッチ板と前記奇数段駆動ギヤとの間に位置する部分の周囲に配置することができ、また、第二トルクセンサを、前記第二インプットシャフトのうち、軸方向に関して前記第二クラッチ板と前記偶数段駆動ギヤとの間に位置する部分の周囲に配置することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のデュアルクラッチトランスミッションによれば、クラッチカバーに入力されたトルクの大きさを正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態の第１例に係るデュアルクラッチトランスミッションの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１を用いて説明する。
本例のデュアルクラッチトランスミッション１は、フライホイール２と、ダンパ３と、ドライブプレート４と、連結軸５とを介して、エンジンのクランクシャフト６に連結されている。なお、本例に関する以下の説明中、軸方向に関して「片側」とは、図１の左側であり、軸方向に関して「他側」とは、図１の右側である。
【００１２】
フライホイール２は、円板状に構成されたもので、クランクシャフト６の軸方向片端部に、このクランクシャフト６と同軸に結合固定されている。
ドライブプレート４は、円板状に構成されたもので、フライホイール２の軸方向片側に、このフライホイール２と同軸に配置され、かつ、このフライホイール２に対し、エンジンの回転変動を吸収するためのダンパ３を介して、トルク伝達を可能に接続されている。
連結軸５は、軸方向他端部を、ドライブプレート４の中心部に結合固定されている。
【００１３】
デュアルクラッチトランスミッション１は、クラッチ機構７と、変速機構８と、第一トルクセンサ９と、第二トルクセンサ１０とを備える。
【００１４】
クラッチ機構７は、クラッチカバー１１と、第一クラッチ板１２および第二クラッチ板１３と、断接切り換え手段１４とを備えたもので、フライホイール２、ダンパ３、ドライブプレート４、連結軸５と共に、クラッチハウジング１５内に収容されている。
【００１５】
クラッチカバー１１は、有底円筒状に構成されたもので、円板状の底板部１６と、この底板部１６の径方向外端部から軸方向片側に向けて伸長する筒状部１７とを有している。このようなクラッチカバー１１は、ドライブプレート４の軸方向片側に、このドライブプレート４と同軸に配置され、かつ、底板部１６の中心部に、連結軸５の軸方向片端部を結合固定されている。なお、本発明を実施する場合には、連結軸５を省略し、ドライブプレート４をクラッチカバー１１と一体に形成することもできる。
【００１６】
第一クラッチ板１２および第二クラッチ板１３は、クラッチカバー１１を構成する筒状部１７の径方向内側に、この筒状部１７と同軸に、かつ、軸方向に関して互いに離隔した状態で配置されている。第二クラッチ板１３は、第一クラッチ板１２の軸方向片側に配置されている。
【００１７】
断接切り換え手段１４は、クラッチカバー１１を構成する筒状部１７に対して、第一クラッチ板１２と第二クラッチ板１３とを、それぞれトルク伝達を可能に接続する状態と、トルク伝達を可能に接続しない状態とを、切り換え可能に構成されている。
【００１８】
変速機構８は、第一インプットシャフト１８および第二インプットシャフト１９と、第一カウンタシャフト２０および第二カウンタシャフト２１と、１〜４速駆動ギヤ２２〜２５と、１〜４速従動ギヤ２６〜２９と、後進ギヤ３０と、中間ギヤ３１と、第一出力ギヤ３２および第二出力ギヤ３３と、第一〜第三シンクロメッシュ機構３４〜３６とを備えたもので、ミッションケース３７内に収容されている。
【００１９】
第一インプットシャフト１８は、円管状の中空軸であり、第一クラッチ板１２と同軸に配置され、かつ、軸方向他端部を第一クラッチ板１２に結合固定されている。この状態で、第一インプットシャフト１８は、ミッションケース３７に対し、図示しない軸受により回転可能に支持されている。
【００２０】
第二インプットシャフト１９は、円管状の中空軸であり、第二クラッチ板１３と同軸に配置され、かつ、軸方向他端部を第二クラッチ板１３に結合固定されている。また、第二インプットシャフト１９は、第一インプットシャフト１８の周囲に、この第一インプットシャフト１８と同軸に配置されている。この状態で、第二インプットシャフト１９は、第一インプットシャフト１８に対し、図示しない軸受により回転可能に支持されていると共に、ミッションケース３７に対し、図示しない軸受により回転可能に支持されている。
【００２１】
第一カウンタシャフト２０および第二カウンタシャフト２１のそれぞれは、円管状の中空軸であり、第一インプットシャフト１８および第二インプットシャフト１９と平行に配置された状態で、ミッションケース３７に対し、図示しない軸受により回転可能に支持されている。
【００２２】
１〜４速駆動ギヤ２２〜２５のうち、奇数段駆動ギヤである、１速駆動ギヤ２２および３速駆動ギヤ２４のそれぞれは、第一インプットシャフト１８のうちで第二インプットシャフト１９の径方向内側から軸方向片側に突出した部分に外嵌固定されている。
【００２３】
１〜４速駆動ギヤ２２〜２５のうち、偶数段駆動ギヤである、２速駆動ギヤ２３および４速駆動ギヤ２５のそれぞれは、第二インプットシャフト１９に外嵌固定されている。
【００２４】
１〜４速従動ギヤ２６〜２９のうち、奇数段従動ギヤである、１速従動ギヤ２６および３速従動ギヤ２８のそれぞれは、第一カウンタシャフト２０の軸方向中間部に対し、相対回転を可能に外嵌支持されている。また、１速従動ギヤ２６は、１速駆動ギヤ２２に常時噛合されており、３速従動ギヤ２８は、３速駆動ギヤ２４に常時噛合されている。
【００２５】
１〜４速従動ギヤ２６〜２９のうち、偶数段従動ギヤである、２速従動ギヤ２７および４速従動ギヤ２９のそれぞれは、第二カウンタシャフト２１の軸方向他端部に対し、相対回転を可能に外嵌支持されている。また、２速従動ギヤ２７は、２速駆動ギヤ２３に常時噛合されており、４速従動ギヤ２９は、４速駆動ギヤ２５に常時噛合されている。
【００２６】
後進ギヤ３０は、第二カウンタシャフト２１の軸方向中間部に対し、相対回転を可能に支持されている。また、後進ギヤ３０は、中間ギヤ３１を介して、１速駆動ギヤ２２に常時噛合されている。中間ギヤ３１は、ミッションケース３７に対し、図示しない支持軸および軸受により回転可能に支持されている。
【００２７】
第一出力ギヤ３２は、第一カウンタシャフト２０の軸方向片端部に外嵌固定されている。
【００２８】
第二出力ギヤ３３は、第二カウンタシャフト２１の軸方向片端部に外嵌固定されている。
【００２９】
また、第一出力ギヤ３２および第二出力ギヤ３３のそれぞれは、差動装置（デファレンシャルギヤ）を構成するリングギヤ３８に常時噛合されている。
【００３０】
第一シンクロメッシュ機構３４は、第一カウンタシャフト２０と、１速従動ギヤ２６および３速従動ギヤ２８との間に掛け渡された状態で設置されている。このような第一シンクロメッシュ機構３４は、１速従動ギヤ２６と３速従動ギヤ２８とが何れも第一カウンタシャフト２０に対して相対回転を可能に支持されている中立状態と、１速従動ギヤ２６と３速従動ギヤ２８とのうちの何れか一方のみが第一カウンタシャフト２０に対してトルク伝達を可能に接続されている状態とを切り換え可能な構成を有している。
【００３１】
第二シンクロメッシュ機構３５は、第二カウンタシャフト２１と、２速従動ギヤ２７および４速従動ギヤ２９との間に掛け渡された状態で設置されている。このような第二シンクロメッシュ機構３５は、２速従動ギヤ２７と４速従動ギヤ２９とが何れも第二カウンタシャフト２１に対して相対回転を可能に支持されている中立状態と、２速従動ギヤ２７と４速従動ギヤ２９とのうちの何れか一方のみが第二カウンタシャフト２１に対してトルク伝達を可能に接続されている状態とを切り換え可能な構成を有している。
【００３２】
第三シンクロメッシュ機構３６は、第二カウンタシャフト２１と後進ギヤ３０との間に掛け渡された状態で設置されている。このような第三シンクロメッシュ機構３６は、後進ギヤ３０が第二カウンタシャフト２１に対して相対回転を可能に支持されている中立状態と、後進ギヤ３０が第二カウンタシャフト２１に対してトルク伝達を可能に接続されている状態とを切り換え可能な構成を有している。
【００３３】
第一トルクセンサ９は、第一インプットシャフト１８が伝達するトルクを測定するためのもので、全体が円環状に構成され、第一インプットシャフト１８の周囲に配置されている。より具体的には、第一トルクセンサ９は、第一インプットシャフト１８のうち、軸方向に関して第一クラッチ板１２と１速駆動ギヤ２２および３速駆動ギヤ２４との間に位置する部分（図示の例では、さらに第二インプットシャフト１９の径方向内側から軸方向片側に突出した部分）の周囲に配置されている。また、第一トルクセンサ９は、ミッションケース３７に支持固定されており、その検出部を、第一インプットシャフト１８の被検出部である外周面に近接対向させている。また、第一トルクセンサ９は、ブリッジ回路を構成する複数のコイルを備えた磁歪式のものであり、第一インプットシャフト１８により伝達しているトルクの大きさ及び方向を、第一インプットシャフト１８に生じる逆磁歪効果を利用して測定する。このため、第一インプットシャフト１８は、被検出部を含む一部または全部が、鉄系合金などの磁歪特性を有する材料により造られている。
【００３４】
第二トルクセンサ１０は、第二インプットシャフト１９が伝達するトルクを測定するためのもので、全体が円環状に構成され、第二インプットシャフト１９の周囲に配置されている。より具体的には、第二トルクセンサ１０は、第二インプットシャフト１９のうち、軸方向に関して第二クラッチ板１３と２速駆動ギヤ２３および４速駆動ギヤ２５との間に位置する部分の周囲に配置されている。また、第二トルクセンサ１０は、ミッションケース３７に支持固定されており、その検出部を、第二インプットシャフト１９の被検出部である外周面に近接対向させている。また、第二トルクセンサ１０は、ブリッジ回路を構成する複数のコイルを備えた磁歪式のものであり、第二インプットシャフト１９により伝達しているトルクの大きさ及び方向を、第二インプットシャフト１９に生じる逆磁歪効果を利用して測定する。このため、第二インプットシャフト１９は、被検出部を含む一部または全部が、鉄系合金などの磁歪特性を有する材料により造られている。
【００３５】
つぎに、本例のデュアルクラッチトランスミッション１を構成するクラッチ機構７および変速機構８の動作について説明する。
【００３６】
自動車に搭載された図示しない制御装置は、エンジンが始動した後、自動車の運転状態に応じて、クラッチ機構７および第一〜第三シンクロメッシュ機構３４〜３６を作動させることにより、ギヤ段を適宜切り換える。
【００３７】
まず、エンジンが始動した後、シフトレバーが停車位置にある状態では、クラッチカバー１１と第一クラッチ板１２との接続、および、クラッチカバー１１と第二クラッチ板１３との接続は、ともに断たれている。また、第一〜第三シンクロメッシュ機構３４〜３６のそれぞれは、中立状態になっている。
【００３８】
この状態から、自動車を発進させるために、運転者がシフトレバーを前進位置に移動させると、第一シンクロメッシュ機構３４が、１速従動ギヤ２６と第一カウンタシャフト２０とを、トルク伝達可能に接続する。さらに、この状態から、アクセル開度が増大して、エンジンの回転速度が所定の大きさを超えると、断接切り換え手段１４が、クラッチカバー１１と第一クラッチ板１２とを、トルク伝達可能に接続する。この結果、エンジンの出力トルクは、図１中に太い実線で示すように、クランクシャフト６→フライホイール２→ダンパ３→ドライブプレート４→連結軸５→クラッチカバー１１の順に伝達された後、さらに、クラッチカバー１１→第一クラッチ板１２→第一インプットシャフト１８→１速駆動ギヤ２２→１速従動ギヤ２６→第一カウンタシャフト２０→第一出力ギヤ３２→リングギヤ３８の順に伝達され、自動車が１速ギヤ段で走行し始める。
【００３９】
つぎに、自動車の走行速度が増大し、１速ギヤ段から２速ギヤ段に切り換わる際には、まず、第二シンクロメッシュ機構３５が、２速従動ギヤ２７と第二カウンタシャフト２１とを、トルク伝達可能な状態に接続する。その後、断接切り換え手段１４により、クラッチカバー１１に対する第一クラッチ板１２と第二クラッチ板１３との接続の掛け替えが行われる。具体的には、クラッチカバー１１と第一クラッチ板１２との接続が断たれると共に、クラッチカバー１１と第二クラッチ板１３とがトルク伝達可能に接続される。この結果、エンジンの出力トルクは、図１中の太い破線で示すように、クラッチカバー１１→第二クラッチ板１３→第二インプットシャフト１９→２速駆動ギヤ２３→２速従動ギヤ２７→第二カウンタシャフト２１→第二出力ギヤ３３→リングギヤ３８の順に伝達され、自動車が２速ギヤ段で走行し始める。
【００４０】
なお、上述のようなクラッチカバー１１に対する第一クラッチ板１２と第二クラッチ板１３との接続の掛け替えは、クラッチカバー１１と第一クラッチ板１２との接続が徐々に解除されつつ、クラッチカバー１１と第二クラッチ板１３とが徐々に接続される態様で行われる。すなわち、当該接続の掛け替えが行われている間は、クラッチカバー１１と第一クラッチ板１２とが半クラッチで接続された状態と、クラッチカバー１１と第二クラッチ板１３とが半クラッチで接続された状態とが、一時的に並立する。したがって、その間、エンジンの出力トルクは、図１において、太い実線で示した伝達経路と、太い破線で示した伝達経路とに分岐して伝達されることになる。
【００４１】
また、本例のデュアルクラッチトランスミッション１では、すべてのギヤ段（１速ギヤ段、２速ギヤ段、３速ギヤ段、４速ギヤ段、後進ギヤ段）に関して、異なるギヤ段への切り換え（シフトチェンジ）は、上述した１速ギヤ段から２速ギヤ段への切り換えと同様にして行われる。すなわち、異なるギヤ段への切り換えが行われる際には、まず、変速機構８において、第一〜第三シンクロメッシュ機構３４〜３６が適宜作動することにより、切り換え後のギヤ段の接続状態が実現される。その後、クラッチ機構７において、クラッチカバー１１に対する第一クラッチ板１２と第二クラッチ板１３との接続の掛け替えが徐々に（双方の接続が一時的に並立するように）行われる。このため、変速ショックやトルク抜けが発生することを防止できる。
【００４２】
また、本例のデュアルクラッチトランスミッション１によれば、エンジンから各部材２〜６を介して、クラッチカバー１１に入力されたトルクの大きさを正確に測定することができる。
【００４３】
すなわち、本例のデュアルクラッチトランスミッション１では、第一インプットシャフト１８により伝達されるトルクを測定するための第一トルクセンサ９と、第二インプットシャフト１９により伝達されるトルクを測定するための第二トルクセンサ１０とを備えている。このため、自動車の走行時に選定されたギヤ段によって、クラッチカバー１１に入力されたエンジンの出力トルクが、第一インプットシャフト１８と第二インプットシャフト１９とのうちの何れか一方のインプットシャフト１８（１９）にのみ伝達される場合であっても、あるいは、双方のインプットシャフト１８、１９に分岐して伝達される場合でも、第一トルクセンサ９と第二トルクセンサ１０とのそれぞれによって測定されたトルクを合計すれば、クラッチカバー１１に入力されたトルクの大きさを正確に測定することができる。
【００４４】
なお、クラッチカバー１１に入力されたトルクの大きさを正確に測定するといった目的は、たとえば連結軸５の周囲にトルクセンサを設けることによっても達成することができ、その場合、使用するトルクセンサは１つで済む。しかしながら、実際のダブルクラッチトランスミッションでは、連結軸５の周囲は空間的な余裕がなく、トルクセンサを設置することが困難である。これに対して、第一インプットシャフト１８および第二インプットシャフト１９の周囲は、連結軸５の周囲に比べて空間的な余裕がある。このため、本例のように、第一インプットシャフト１８および第二インプットシャフト１９の周囲に第一トルクセンサ９および第二トルクセンサ１０を設置することは、比較的容易に行える。
【００４５】
なお、本発明を実施する場合、第一トルクセンサは、第一インプットシャフトにより伝達しているトルクの大きさ及び方向を、第一インプットシャフトに固定された磁歪材に生じる逆磁歪効果を利用して測定するものとすることができる。また、第二トルクセンサも、第二インプットシャフトにより伝達しているトルクの大きさ及び方向を、第二インプットシャフトに固定された磁歪材に生じる逆磁歪効果を利用して測定するものとすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  デュアルクラッチトランスミッション
２  フライホイール
３  ダンパ
４  ドライブプレート
５  連結軸
６  クランクシャフト
７  クラッチ機構
８  変速機構
９  第一トルクセンサ
１０  第二トルクセンサ
１１  クラッチカバー
１２  第一クラッチ板
１３  第二クラッチ板
１４  断接切り換え手段
１５  クラッチハウジング
１６  底板部
１７  筒状部
１８  第一インプットシャフト
１９  第二インプットシャフト
２０  第一カウンタシャフト
２１  第二カウンタシャフト
２２  １速駆動ギヤ
２３  ２速駆動ギヤ
２４  ３速駆動ギヤ
２５  ４速駆動ギヤ
２６  １速従動ギヤ
２７  ２速従動ギヤ
２８  ３速従動ギヤ
２９  ４速従動ギヤ
３０  後進ギヤ
３１  中間ギヤ
３２  第一出力ギヤ
３３  第二出力ギヤ
３４  第一シンクロメッシュ機構
３５  第二シンクロメッシュ機構
３６  第三シンクロメッシュ機構
３７  ミッションケース
３８  リングギヤ
【図１】
2019007575.tif 000003