JP6061021B2 - 車両の制御装置および方法 - Google Patents

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Description

この発明は、変速装置と駆動輪との間のトルク伝達経路を接続もしくは遮断するクラッチを備えた車両の制御装置および方法に関するものである。
車両の駆動輪から伝達されるトルクが変速装置に伝達しないように構成することが広く知られている。例えば、特開２００２−８９７０６号公報には、トロイダル無段変速機と駆動輪との間のトルク伝達経路に、変速比が異なる複数の伝達経路を含む副変速機と、副変速部のいずれかの伝達経路とトロイダル無段変速機とを接続もしくは遮断するためのクラッチとを備えた車両が記載されている。
また、その特開２００２−８９７０６号公報に記載された制御装置は、動力源である内燃機関が停止している場合に、そのクラッチを作動させて、運転者により選択された変速段に拘わらず副変速機をニュートラル位置に制御し、トロイダル無段変速機と駆動輪との間でトルクの伝達を遮断するように構成されている。その特開２００２−８９７０６号公報に記載された構成によれば、内燃機関が停止している状態において、駆動輪からトロイダル無段変速機へのトルクの伝達が遮断されるため、車両が牽引された場合に駆動輪からのトルクにより無潤滑状態のトロイダル無段変速機が作動することを防止でき、トロイダル無段変速機の耐久性を向上させることができる。
一方、最近では、車両の燃費の向上や排ガスの低減などの要請から、車両が停止した場合や走行中に所定の条件が成立した場合に、内燃機関を停止する制御、いわゆるアイドルストップ制御やストップ・アンド・スタート制御（以下「Ｓ＆Ｓ制御」と記す）などと称させる制御が実行されるようになってきている。例えば、車両が交通信号に従って停止している場合や、運転者によりアクセルペダルが戻されて車両が減速している場合や、車両がある程度以上の車速で走行している状態でアクセルペダルが戻された場合や、運転者がブレーキペダルを踏み込んで車両が減速している場合などに、そのＳ＆Ｓ制御を実行することが知られている。つまり、メインスイッチがオン状態であっても、所定の条件が成立することにより、駆動している内燃機関を停止させる制御を実行するように構成されている。また、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関の停止は一時的なものであって、その後の加速要求などによって内燃機関を再始動する場合がある。
そのＳ＆Ｓ制御は、要は内燃機関に対する燃料供給の停止やガソリンエンジンにあっては点火の停止などを行う制御である。そのため、Ｓ＆Ｓ制御下において、内燃機関自体は回転することが可能であるが、Ｓ＆Ｓ制御中は内燃機関を連れ回すと動力損失が生じる場合や、内燃機関を自動停止後に再始動する際に駆動トルクが大きく変動することや、走行中にＳ＆Ｓ制御を実行すれば車両の走行状態と内燃機関の動作状態とが異なることなどから、内燃機関と駆動輪との間のトルクの伝達を遮断している。例えば、変速装置の入力側に設けられたクラッチを解放して、内燃機関と駆動輪との間のトルクの伝達を遮断している。そのクラッチは、内燃機関と駆動輪との間のトルク伝達経路に設けられていればよく、変速装置の入力側あるいは出力側のどちらに設けられていてもよい。従来、Ｓ＆Ｓ制御による内燃機関の停止と関連してクラッチを制御する様々な提案がなされている。
しかしながら、特開２００２−８９７０６号公報には、メインスイッチがオン状態で副変速機をニュートラル位置にすることが記載されておらず、車速がゼロに近似し、かつ内燃機関が停止している状態で、車両が牽引される場合に備えてニュートラル状態にすることと、Ｓ＆Ｓ制御により内燃機関が再始動することに備えてニュートラル状態にすることとを併せてクラッチを係合もしくは解放させる制御について、改良の余地があった。
ところで、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、一または複数の固定された変速比を有する有段変速部とが並列に設けられた車両が知られている。この車両では、動力源から駆動輪に到るトルク伝達経路が複数設けられ、この伝達経路を切り替えるための複数のクラッチが設けられている。それら複数のクラッチにおける係合状態もしくは解放状態の組み合わせによって、動力源から駆動輪に到るトルク伝達経路が、無段変速部を含む伝達経路を経由する場合、あるいは有段変速部を含む伝達経路を経由する場合に切り替えるように構成されている。すなわち、動力源と駆動輪との間のトルク伝達経路や、無段変速部と動力源あるいは駆動輪との間のトルク伝達経路や、有段変速部と動力源あるいは駆動輪との間のトルク伝達経路などについてのトルク伝達経路の接続もしくは遮断を、それら複数クラッチにおける係合状態もしくは解放状態の組み合わせによって設定するように構成されている。
上述した特開２００２−８９７０６号公報に記載された構成は、トロイダル無段変速機から出力されたトルクが副変速機に入力される構造、すなわち無段変速部と有段変速部とが直列に配置されたものであった。そのため、それら有段変速部と無段変速部とが並列に設けられた変速装置を備えて車両において、内燃機関が停止する制御を実行する際に、上述した伝達経路を切り替えるためのクラッチを係合もしくは解放させることによりニュートラル状態とする制御について、改良の余地があった。
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、有段変速部を含む伝達経路と無段変速部を含む伝達経路とが並列に設けられ、その伝達経路を切り替えるためのクラッチ機構を備えた車両において、エンジンが停止した際に、車両の停車状態あるいは走行状態に応じて、そのクラッチ機構の作動を制御するように構成された車両の制御装置および方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、この発明は、エンジンが出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、前記無段変速部と並列に設けられ当該無段変速部で設定可能な最大変速比よりも大きい変速比を設定できる有段変速部とを備えた車両の制御装置において、前記入力軸と前記有段変速部とのトルクの伝達を遮断するように構成された摩擦式の第１クラッチ機構と、前記有段変速部と駆動輪とのトルクの伝達を遮断するように構成された噛み合い式の第２クラッチ機構とを備え、車速が所定値以上である場合、かつ前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を解放させ、前記車速が前記所定値より小さい場合、かつイグニッションオン状態で前記エンジンを停止する制御を実施したことにより前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を係合状態にし、かつ前記第１クラッチ機構を解放状態にするように構成されていることを特徴とするものである。
この発明は、上記の発明において、前記車速が前記所定値より小さい場合、かつエンジンストールもしくはイグニッションオフしたことにより前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を解放させるように構成されていることを特徴とする車両の制御装置である。
この発明は、上記の発明において、前記無段変速部と前記出力軸とのトルクの伝達を遮断するように構成された第３クラッチ機構を更に備え、前記車速が所定値より小さい場合には、前記第３クラッチ機構を解放状態にすることを特徴とする車両の制御装置である。
この発明は、エンジンが出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、前記無段変速部と並列に設けられ当該無段変速部で設定可能な最大変速比よりも大きい変速比を設定できる有段変速部とを備えた車両の制御方法において、前記入力軸と前記有段変速部とのトルクの伝達を遮断するように構成された摩擦式の第１クラッチ機構と、前記有段変速部と駆動輪とのトルクの伝達を遮断するように構成された噛み合い式の第２クラッチ機構とを備え、車速が所定値以上であると判断した場合、かつ前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を解放させ、前記車速が前記所定値より小さいと判断した場合、かつイグニッションオン状態で前記エンジンを停止する制御を実施したことにより前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を係合状態にし、かつ前記第１クラッチ機構を解放状態にすることを特徴とする車両の制御方法である。
この発明は、上記の発明において、前記車速が前記所定値より小さいと判断した場合、かつエンジンストールしたことにより前記エンジンが停止していると判断した場合に、前記第２クラッチ機構を解放させることを特徴とする車両の制御方法である。
この発明は、上記の発明において、前記車速が前記所定値より小さいと判断した場合には、前記無段変速部と前記出力軸とのトルクの伝達を遮断するように構成された第３クラッチ機構を解放することを特徴とする車両の制御方法である。
したがって、この発明によれば、車両の停車状態あるいは走行状態に応じて、車両の走行状態もしくは停車状態に応じて、有段変速部と出力軸との間に設けられたクラッチ機構の解放動作もしくは係合維持を制御することができる。そのため、車両が走行中、特にフリーラン中やエンジンストールした後の惰性走行中などに、クラッチ機構を解放させて、ギヤ列を含む有段変速部と出力軸との間のトルク伝達経路を遮断することができる。したがって、出力軸が有段変速部を構成するギヤ機構を連れ回すことを防止できるので、有段変速部による引きずり損失を抑制することができる。さらに、減速時にはいわゆる逆入力トルクが駆動輪から有段変速部に伝達することを防止できるので、エンジンが停止していることにより無潤滑状態となる有段変速部が逆入力トルクにより作動することを防止でき、有段変速部の耐久性を向上させることができる。したがって、有段変速部に不必要に作用するトルクを低減し、かつ不必要な回転を抑制して有段変速部の耐久性を向上させることができる。加えて、その逆入力トルクが有段変速部を介してエンジンに伝達することを防止できる。
さらに、この発明によれば、有段変速部を含む伝達経路と無段変速部を含む伝達経路とが並列に設けられているので、有段変速部を駆動輪から機械的に切り離したとしても、無段変速部と駆動輪とを機械的に接続させておけば、ある程度車速が高い状態で再加速する際に、無段変速部を含む伝達経路を用いて加速することができる。
また、例えば、エンジンストールした場合や、イグニッションスイッチがオフ状態の場合には、車両が牽引される状況が考えられ、その被牽引状態に備えてクラッチ機構を解放させることができる。つまり、この発明によれば、クラッチ機構を解放させた状態のニュートラル状態にすることができるように構成されている。これにより、車両が牽引された際に、エンジンが停止していることにより無潤滑状態となる有段変速部に、駆動輪からのトルクが作用することを防止できるので、有段変速部に不必要に作用するトルクを低減し、かつ有段変速部が不必要に回転することを抑制できるため、有段変速部の耐久性を向上させることができる。
加えて、この発明によれば、ストップ・アンド・スタート制御を実施したことによりエンジンが停止した場合において、車両が停車中あるいは比較的に低い車速で走行中に、クラッチ機構を係合維持させることができる。例えば、ストップ・アンド・スタート制御を実施した場合に、クラッチ機構を係合維持させて、有段変速部と出力軸との間のトルク伝達経路を接続させ続けることができる。これにより、ストップ・アンド・スタート制御によりエンジンが停止した後、低車速状態から再加速する場合など比較的大きな駆動力を必要とする場合において、アクセル開度や車速などに基づく目標要求パワーに追従する駆動輪で発生する駆動力が遅れることを防止できる。また、有段変速部による変速比が、無段変速部による変速比より大きく設定されている場合には、車両の走行状態もしくは停車状態に応じて、エンジンと駆動輪との間のトルク伝達経路を切り替えることができる。
この発明に係る車両の制御装置の一例を示したブロック図である。 この発明における有段変速部と無段変速部とが並列に配置されたパワートレーンの一例を説明するためのスケルトン図である。 有段変速部と出力軸との間に設けられたクラッチ機構を係合もしくは解放させるための制御フローを示したフローチャート図である。 車両の走行状態あるいは停車状態に応じて各クラッチ機構およびブレーキ機構が係合もしくは解放している状態をまとめて示す図表である。
以下、この発明を具体例に基づいて説明する。この発明で対象とする車両は、停車中あるいは走行中に所定の条件が成立した場合に、Ｓ＆Ｓ制御が実施され動力源である内燃機関を停止するように構成されている。すなわち、車両のメインスイッチであるイグニッションスイッチがオン状態において、停車状態あるいは走行状態に応じてＳ＆Ｓ制御を実行するように構成されている。したがって、この発明に係る車両の制御装置は、内燃機関が停止している状態において、車両の走行状態もしくは停車状態に応じて、内燃機関と駆動輪との間のトルク伝達経路を接続もしくは遮断するための切り離し機構の作動を制御するように構成されている。
さらに、この発明で対象とする車両は、動力源が出力した動力が入力される入力軸と動力を出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、一または複数の所定の変速比を有する有段変速部とが並列に設けられた変速装置を備えている。特に、この具体例では、その変速装置と駆動輪との間に切り離し機構が設けられている。したがって、その車両は、有段変速部と駆動輪との間のトルク伝達経路を接続もしくは遮断するためのクラッチ機構と、無段変速部と駆動輪との間のトルク伝達経路を接続もしくは遮断するためのクラッチ機構とを備えている。
図１には、この具体例における車両の制御装置、およびその制御装置を搭載した車両を模式的に示したブロック図を示してある。この具体例における車両Ｖｅは、動力源であるエンジン２から車軸４と一体的に回転する駆動輪５に到るトルク伝達経路を遮断する切り離し機構Ｃが設けられたトランスアクスル３を備えている。その切り離し機構Ｃは、クラッチ機構からなり、制御装置１によって作動制御されるように構成されている。
制御装置１は、車両Ｖｅに搭載されたコントローラである電子制御装置（ＥＣＵ）に含まれ、演算処理装置（ＣＰＵ）と、記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）と、入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータとを含むように構成されている。また、制御装置１に対して、各種センサから信号が入力されるように構成されている。例えば、制御装置１に入力される信号として、車両Ｖｅのメインスイッチであるイグニッションスイッチ６１がオン状態（イグニッションオン）あるいはオフ状態（イグニッションオフ）であることを示すイグニッション信号、Ｓ＆Ｓ制御を実行中であることを判別できるＳ＆Ｓ信号、車速センサ６２により検出された車速Ｖ、エンジン２の回転数、車軸４の回転数、アクセルペダル操作に基づくアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル操作などの検出信号が含まれる。
さらに、制御装置１の記憶装置には、各種の制御プログラムとともに各種データが記憶されており、各種の演算処理を実行するように構成されている。したがって、制御装置１は、入力される信号および記憶されているデータに基づいて各種の演算処理を行い、その演算処理の結果に応じて各種制御を実施させる指示信号を出力するように構成されている。この具体例では、制御装置１は、車両Ｖｅの走行状態あるいは停車状態に応じて、切り離し機構Ｃの作動を制御する指示信号を出力するように構成されている。
ここで、図２を参照して、車両Ｖｅが備えるパワートレーンの一例について説明する。図２には、エンジン２からトランスアクスル３を介して車軸４に到るトルク伝達経路を模式的に示している。エンジン２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、水素ガスエンジン、天然ガスエンジンなどのいずれかであって、燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。特に、エンジン２は、エンジン回転数や出力トルク（エンジントルク）に応じて燃料消費量もしくは燃料消費率が変化するように構成されている。また、エンジン２は、運転者によるアクセルペダルの操作などの出力操作に基づいて出力すべき動力が制御されるように構成されている。したがって、エンジン２は、図示しないエンジンコントロール用の電子制御装置により燃料噴射制御、点火制御、吸入空気量調節制御などの駆動制御を受けるものであってもよい。例えば、燃費を重視して走行する場合には、エンジン回転数およびエンジントルクが個別に制御される。また、エンジン２がガソリンエンジンの場合、図示しない電子スロットルバルブの作動を制御することによって吸入空気量が制御され、これによりエンジントルクが制御される。一方、エンジン２がディーゼルエンジンの場合には、燃料噴射量によってエンジントルクが制御される。
また、この車両Ｖｅは、潤滑が必要な部分にオイルなどの潤滑剤を供給する図示しない潤滑装置を備えている。その潤滑装置は、潤滑オイルの供給源であって、駆動することにより潤滑オイルを吐出するオイルポンプを備えている。そのオイルポンプには、エンジン２が駆動している場合にクランク軸２ａのトルクによって駆動するように構成されたポンプが含まれる。そのため、エンジン２が停止すると、オイルポンプが停止し、ギヤ機構など金属同士が接触し潤滑が必要になる部分に潤滑オイルが供給されない無潤滑状態となる場合がある。
さらに、そのクランク軸２ａには、ロックアップクラッチ付のトルクコンバータ６が連結されている。トルクコンバータ６は、流体伝動装置として従来広く知られている構成を備えている。フロントカバー６ａに一体化されたポンプインペラー６ｂに対向してタービンランナ６ｃが配置され、これらポンプインペラー６ｂとタービンランナ６ｃとの間には、図示しない一方向クラッチを介して保持されたステータ６ｄが配置されている。すなわち、フロントカバー６ａはクランク軸２ａに連結され、フロントカバー６ａおよびポンプインペラー６ｂが、クランク軸２ａと一体的に回転する。また、タービンランナ６ｃは、入力軸７に連結され、タービンランナ６ｃと入力軸７とが一体回転するように構成されている。さらに、タービンランナ６ｃと一体となって回転するロックアップクラッチ６ｅが、フロントカバー６ａの内面に対向して配置されている。なお、一方向クラッチは、ステータ６ｄとケーシングなどの固定部材との間に設けられている。
その入力軸７と同一軸線上に前後進切替機構８が配置されている。前後進切替機構８は、入力軸７から伝達されたトルクの回転方向を変えず伝達する前進状態と、入力軸７から伝達されたトルクの回転方向を逆転して伝達する後進状態とに切り替えるための機構である。前後進切替機構８は、三つの回転要素が互いに差動作用をなす、いわゆる差動機構によって構成されている。つまり、この種の差動機構は、従来種々知られており、この発明における前後進切替機構では、いずれの差動機構も採用することができる。この具体例では、図２に示すように、前後進切替機構８は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。
具体的には、前後進切替機構８は、外歯歯車であるサンギヤ８ｓと、そのサンギヤ８ｓと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ８ｒと、サンギヤ８ｓに噛み合っている第１ピニオンギヤ８Ｐ１と、その第１ピニオンギヤ８Ｐ１ならびにリングギヤ８ｒに噛み合っている第２ピニオンギヤ８Ｐ２と、これらのピニオンギヤ８Ｐ１，８Ｐ２を自転かつ公転可能に保持しているキャリヤ８ｃとを備えている。サンギヤ８ｓは、入力軸７と一体回転するように構成され、遊星歯車機構における入力要素を構成している。また、リングギヤ８ｒの回転を選択的に止めるブレーキ機構Ｂが設けられている。つまり、リングギヤ８ｒは、遊星歯車機構における反力要素を構成している。ブレーキ機構Ｂは、リングギヤ８ｒとケーシングなどの固定部材との間に設けられており、多板ブレーキなどの摩擦式ブレーキや噛み合い式のブレーキによって構成することができる。
そして、キャリヤ８ｃは、後述する有段変速部４０の駆動ギヤ４１と一体的に回転するように構成され、遊星歯車機構における出力要素を構成している。さらに、キャリヤ８ｃとサンギヤ８ｓとの間に、キャリヤ８ｃとサンギヤ８ｓとを選択的に連結する第１クラッチ機構Ｃ１が設けられている。その第１クラッチ機構Ｃ１は、入力軸７のトルクを出力要素であるキャリヤ８ｃに直接伝達するように構成されている。つまり、第１クラッチ機構Ｃ１は、制御装置１により作動制御され、入力軸７と有段変速部４０との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うための機構である。すなわち、第１クラッチ機構Ｃ１は、この発明における切り離し機構Ｃに含まれる。例えば、第１クラッチ機構Ｃ１がキャリヤ８ｃとサンギヤ８ｓと連結させると、遊星歯車機構により構成された前後進切替機構８は全体が一体的に回転する。
また、この具体例における第１クラッチ機構Ｃ１は、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する湿式もしくは乾式の摩擦クラッチによって構成されている。具体的には、その第１クラッチ機構Ｃ１は、図示しない油圧回路に接続された油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータの油圧を変化させることにより作動するように構成されている。その第１クラッチ機構Ｃ１の油圧（係合圧）を増大もしくは減少させることにより係合力が変化するので、制御装置１は、その油圧の変化を制御することによって第１クラッチ機構Ｃ１の伝達トルク容量の変化を制御するように構成されている。さらに、第１クラッチ機構Ｃ１が備える油圧アクチュエータは、油圧室が図示しないアキュムレータと接続されてもよい。この場合、第１クラッチ機構Ｃ１は、アキュムレータに蓄圧された油圧が供給されることにより作動するように構成されている。
その入力軸７のトルクが入力される無段変速部１０は、従来知られているベルト式無段変速機により構成されている。その無段変速部１０は、プライマリシャフト９とセカンダリシャフト１１とが平行に設けられ、プライマリシャフト９と一体的に回転する駆動側部材のプライマリプーリ２０と、セカンダリシャフト１１と一体的に回転する従動側部材のセカンダリプーリ３０と、これらのプーリ２０，３０に巻き掛けられたベルト１０ａとを備えている。したがって、各プーリ２０，３０はベルト１０ａが巻き掛けられている溝の幅を広くもしくは狭くするよう変化させることによってベルト１０ａの巻き掛け半径を大小に変化させるように構成されている。すなわち、無段変速部１０は、ベルト１０ａが巻き掛けられている溝幅を変化させて無段変速部１０による変速比を連続的かつ無段階に変化させるように構成されている。
具体的には、プライマリプーリ２０は、入力軸７と同一軸線上に配置されたプライマリシャフト９と一体的に回転するように構成され、軸線方向で前後進切替機構８を挟んでエンジン２とは反対側に配置されている。この具体例では、入力軸７がプライマリシャフト９と一体的に回転するように構成されている。すなわち、プライマリシャフト９が前後進切替機構８のサンギヤ８ｓと一体的に回転するように連結されている。また、プライマリプーリ２０は、プライマリシャフト９と一体化された固定シーブ２１と、プライマリシャフト９に対して軸線方向で移動可能に嵌合し固定シーブ２１に接近もしくは離隔する可動シーブ２２とを備えている。さらに、可動シーブ２２に固定シーブ２１側へ移動させるための推力を付与する推力付与機構２３が設けられている。推力付与機構２３は、電動アクチュエータや油圧アクチュエータなどからなり、可動シーブ２２に付与するための推力を発生するように構成されている。その推力付与機構２３は、可動シーブ２２の背面側、すなわち軸線方向で可動シーブ２２を挟んで固定シーブ２１とは反対側に配置されている。なお、この具体例では、プライマリシャフト９が入力軸７と一体的に回転するように構成されているため、以下の説明において、プライマリシャフト９のことを入力軸７と記載して説明する場合がある。
さらに、セカンダリプーリ３０は、セカンダリプーリ３０における回転中心軸線がプライマリプーリ２０の回転中心軸線と平行になるように配置されている。具体的には、セカンダリプーリ３０は、セカンダリシャフト１１と一体化された固定シーブ３１と、セカンダリシャフト１１に対して軸線方向で移動可能に構成され固定シーブ３１に接近もしくは離隔する可動シーブ３２とを備えている。さらに、可動シーブ３２に固定シーブ３１側へ移動させるための推力を付与する推力付与機構３３が設けられている。その推力付与機構３３は、トルクカム機構やバネ機構や電動アクチュエータや油圧アクチュエータなどからなり、可動シーブ３２に付与するための軸線方向の推力を発生するように構成されている。また、推力付与機構３３は、軸線方向で可動シーブ３２の背面側、すなわち可動シーブ３２を挟んで固定シーブ３１とは反対側に配置されている。したがって、可動シーブ３２は、推力付与機構３３から付与された推力により、固定シーブ３１との間でベルト１０ａを挟み付ける力を発生させるように構成されている。その挟み付ける力が増大することによりセカンダリプーリ３０とベルト１０ａとの間で摩擦力が増大するように構成されている。したがって、その摩擦力によりプライマリプーリ２０のトルクがベルト１０ａを介してセカンダリプーリ３０に伝達され、セカンダリプーリ３０と一体的に回転するセカンダリシャフト１１に伝達するように構成されている。
この具体例では、セカンダリプーリ３０と出力軸１２との間に、セカンダリシャフト１１と出力軸１２とを選択的に連結する第２クラッチ機構Ｃ２が設けられている。すなわち、第２クラッチ機構Ｃ２は、無段変速部１０と出力軸１２との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うことができるものである。その第２クラッチ機構Ｃ２は、セカンダリシャフト１１のトルクを出力軸１２に直接伝達するように構成されている。したがって、第２クラッチ機構Ｃ２は、制御装置１により作動制御され、この発明における切り離し機構に含まれる。
また、この具体例における第２クラッチ機構Ｃ２は、係合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する湿式もしくは乾式の摩擦クラッチによって構成されている。具体的には、その第２クラッチ機構Ｃ２は、図示しない油圧回路に接続された油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータの油圧を変化させることにより作動するように構成されている。その第２クラッチ機構Ｃ２の油圧（係合圧）を増大もしくは減少させることにより係合力が変化するので、制御装置１は、その油圧の変化を制御することにより第２クラッチ機構Ｃ２の伝達トルク容量の変化を制御するように構成されている。なお、第２クラッチ機構Ｃ２が備える油圧アクチュエータは、油圧室が図示しないアキュムレータと接続されていてもよい。この場合、第２クラッチ機構Ｃ２は、アキュムレータに蓄圧された油圧が供給されることにより作動するように構成されている。
ここで、入力軸７と出力軸１２との間に設けられ、一または複数の固定された変速比を有する有段変速部４０について説明する。この発明における有段変速部は、無段変速部１０で設定できる最大の変速比より大きい固定された変速比を設定する減速機構、もしくは無段変速部１０で設定できる最小の変速比より小さい固定変速比を設定する増速機構である。すなわち、この発明は、無段変速部１０で設定できない固定された変速比を設定できる有段変速部を備えている。図２に示すように、この具体例の有段変速部４０は、減速機構により構成され、駆動側の回転部材である駆動ギヤ４１の回転方向と、従動側の回転部材である従動ギヤ４５の回転方向とを同一にするためのカウンタシャフト４３が、入力軸７と出力軸１２との間に設けられている。その駆動ギヤ４１は、前後進切替機構８の出力要素であるキャリヤ８ｃと一体的に回転するように構成され、かつカウンタシャフト４３に設けられたカウンタドリブンギヤ４２と常に噛み合っている。また、カウンタドリブンギヤ４２は、駆動ギヤ４１よりも大径に形成されている。すなわち、カウンタドリブンギヤ４２の歯数は、駆動ギヤ４１の歯数よりも多い。したがって、駆動ギヤ４１からカウンタドリブンギヤ４２に向けてトルクを伝達する場合には、駆動ギヤ４１とカウンタドリブンギヤ４２とからなる第１ギヤ対が減速作用を生じるように構成されている。
また、カウンタシャフト４３は、カウンタドリブンギヤ４２よりも小径に形成されたカウンタドライブギヤ４４を備えている。そのカウンタドライブギヤ４４は、従動ギヤ４５と常に噛み合っており、その従動ギヤ４５よりも小径に形成されている。すなわち、カウンタドライブギヤ４４の歯数は、従動ギヤ４５の歯数よりも少ない。したがって、カウンタドライブギヤ４４から従動ギヤ４５に向けてトルクを伝達する場合には、カウンタドライブギヤ４４と従動ギヤ４５とからなる第２ギヤ対が減速作用が生じるように構成されている。また、従動ギヤ４５は、出力軸１２の外周側にその出力軸１２に対して相対回転可能に嵌合しており、後述する第３クラッチ機構Ｃ３により出力軸１２と連結されて一体的に回転するように構成されている。すなわち、有段変速部４０は、駆動ギヤ４１の回転方向と出力軸１２の回転方向とが同じ方向となるように構成されている。したがって、有段変速部４０による固定された変速比は、駆動ギヤ４１とカウンタドリブンギヤ４２との間の変速比（ギヤ比）と、カウンタドライブギヤ４４と従動ギヤ４５との間の変速比（ギヤ比）を乗算した値となる。また、図２に示す有段変速部４０による固定変速比は、無段変速部１０で設定できる最大の変速比より大きく値となるように設定されている。
その第３クラッチ機構Ｃ３は、有段変速部４０と出力軸１２との間に設けられ、従動ギヤ４５と出力軸１２とを選択的に連結するように構成されている。すなわち、第３クラッチ機構Ｃ３は、有段変速部４０と出力軸１２との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うことができるものである。つまり、第３クラッチ機構Ｃ３は、制御装置１により作動制御され、この発明における切り離し機構に含まれる。したがって、有段変速部４０と入力軸７あるいは出力軸１２とを切り離すための切り離し機構Ｃとして、入力軸７側に設けられた第１クラッチ機構Ｃ１と、出力軸１２側に設けられた第３クラッチ機構Ｃ３と含まれる。
前述した通り、この具体例では、第１クラッチ機構Ｃ１が摩擦クラッチからなるため、第３クラッチ機構Ｃ３は、従動ギヤ４５と出力軸１２との係合状態と解放状態との二つの状態に切り替える構成のものでよく、伝達トルク容量が０％と１００％との間の値を採る必要がない。例えば、第３クラッチ機構Ｃ３は、ドグクラッチやシンクロメッシュ機構などの噛み合いクラッチによって構成できる。図２には、従動ギヤ４５と一体的に回転するように構成されたクラッチギヤ５５と、出力軸１２と一体的に回転するように構成されたハブ５１との両方にスリーブ５３を嵌合させることにより、従動ギヤ４５を出力軸１２に連結するシンクロメッシュ機構によって第３クラッチ機構Ｃ３を構成した例を示してある。すなわち、この具体例における第３クラッチ機構Ｃ３は回転同期装置である。したがって、第３クラッチ機構Ｃ３は、同期側の回転部材である出力軸１２と被同期側の回転部材である従動ギヤ４５との回転速度を摩擦力によって等しくさせるように構成されている。また、第３クラッチ機構Ｃ３は、制御装置１により作動制御されるように構成されている。具体的には、スリーブ５３を軸線方向に移動させるための適宜のアクチュエータ（図示せず）を設け、制御装置１によりアクチュエータの作動を電気的に制御するように構成されている。
そして、出力軸１２から減速ギヤ機構１４を介して終減速機であるフロントデファレンシャル１６にトルクを出力するように構成されている。具体的には、出力軸１２に出力ギヤ１３が一体回転するように取り付けられ、この出力ギヤ１３に噛み合っている大径ギヤ１４ａが減速ギヤシャフト１４ｂに取り付けられている。この減速ギヤシャフト１４ｂには小径ギヤ１４ｃが取り付けられており、この小径ギヤ１４ｃがフロントデファレンシャル１６のリングギヤ１５に噛み合っている。そして、フロントデファレンシャル１６はリングギヤ１５を介して伝達されたトルクを左右の車軸４から駆動輪５に伝達するように構成されている。
このように構成されたトランスアクスル３は、制御装置１による切り替え制御により、無段変速部１０を含む伝達経路と有段変速部４０を含む伝達経路とを切り替えるように構成されている。具体的には、前進方向に発進する場合および後進走行する場合に有段変速部４０を含む伝達経路を経由して入力軸７から出力軸１２にトルクを伝達し、車速Ｖがある程度増大し前進走行している場合には無段変速部１０を含む伝達経路を経由して入力軸７から出力軸１２にトルクを伝達するように構成されている。例えば、図示しないシフト装置もしくはシフトレバーによってドライブポジション（ドライブレンジ）が選択されると、制御装置１により、第１クラッチ機構Ｃ１と第３クラッチ機構Ｃ３とが係合させられ、また第２クラッチ機構Ｃ２とブレーキ機構Ｂとが解放させられる。さらに、そのトランスアクスル３は、制御装置１により、エンジン２と駆動輪５との間のトルク伝達経路を遮断するニュートラル状態となるように制御される。例えば、第１クラッチ機構Ｃ１と第２クラッチ機構Ｃ２とブレーキ機構Ｂとが解放させられた状態で、第３クラッチ機構Ｃ３が解放あるいは係合させられる。図４には、そのような各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂにおける係合状態および解放状態を表にまとめて示してある。また、図４に記載する「ＯＮ」は係合していることを示し、「ＯＦＦ」は解放していることを示す。さらに、括弧を付した「ＯＮ」は過渡的に係合状態になることを示している。
前進方向への発進時には、各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂを図４に示すように設定することにより、有段変速部４０を含む伝達経路を経由して入力軸７から出力軸１２にトルクが伝達する走行状態となる。具体的には、第１クラッチ機構Ｃ１が係合しているので、入力軸７と有段変速部４０との間でトルク伝達経路が接続され、エンジン２が出力したトルクは、入力軸７および前後進切替機構８を介して有段変速部４０に伝達する。また、前後進切替機構８は、二つの回転要素が第１クラッチ機構Ｃ１によって連結されているので、全体が一体的に回転する。そのため、前後進切替機構８は、増速作用および減速作用を生じずに、入力軸７から入力されたトルクを有段変速部４０の駆動ギヤ４１に伝達する。また、第３クラッチ機構Ｃ３が係合しているので、有段変速部４０と出力軸１２との間でトルク伝達経路が接続され、入力軸７のトルクは、有段変速部４０を介して出力軸１２に伝達される。さらに、第２クラッチ機構Ｃ２が解放しているので、セカンダリプーリ３０と出力軸１２との間でトルクの伝達が生じないように切り離されている。なお、車速Ｖが比較的に低車速で走行中に加速要求があった場合には、大きな駆動力を必要とするため、図４に示す発進の状態と同様に各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂが設定されるように構成されてもよい。
その有段変速部４０を経由してトルクを伝達する走行状態において減速する場合、第２クラッチ機構Ｃ２を解放させ、出力軸１２とセカンダリプーリ３０との間でトルクの伝達が遮断されているため、いわゆる逆入力トルクが駆動輪５から出力軸１２に作用するものの、セカンダリプーリ３０には作用しない。すなわち、駆動輪５からのトルクが無段変速部１０にかかることがなく、その結果、無段変速部１０に不必要に作用するトルクを低減し、かつ不必要な回転を抑制して無段変速部１０の耐久性を向上させることができる。
前進方向へ発進後、車速Ｖが予め決められている所定の車速Ｖ１にまで増速した際に、制御装置１は、有段変速部４０を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態から無段変速部１０を含む伝達経路を経由してトルクを伝達する走行状態に切り替えるように制御する。例えば、無段変速部１０による変速比を最大変速比、もしくはそれに近い変速比に設定した状態では、係合している第１クラッチ機構Ｃ１を解放させるとともに、解放している第２クラッチ機構Ｃ２を係合させる。具体的には、ブレーキ機構Ｂが解放されている状態で、更に第１クラッチ機構Ｃ１が解放されているので、前後進切替機構８はいわゆる自由回転する状態になり、その結果、入力軸７と有段変速部４０との連結が解かれる。これに対して、第２クラッチ機構Ｃ２が係合しているので、セカンダリプーリ３０が出力軸１２に連結される。このようにして、入力軸７のトルクが無段変速部１０を介して出力軸１２に伝達するように構成されている。また、無段変速部１０を含む伝達経路を経由してトルクが伝達する走行状態において、無段変速部１０による変速比を徐々に減少させ、あるいは車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに応じてその変速比を変化させることにより、エンジン回転数を燃費の良い回転数に設定することができる。
そのように有段変速部４０を経由するトルクの伝達状態から無段変速部１０を経由するトルクの伝達状態に切り替える場合、有段変速部４０による変速比が無段変速部１０による最大変速比より大きいため、変速比あるいは駆動力が変化することになる。そのため、制御装置１は、第１クラッチ機構Ｃ１を解放させ、かつ第２クラッチ機構Ｃ２を係合させる場合、過渡的にそれらのクラッチ機構Ｃ１，Ｃ２を滑り制御するように構成されている。具体的には、第２クラッチ機構Ｃ２の係合圧を次第に増大させてその伝達トルク容量を次第に増大させ、これに併せて第１クラッチ機構Ｃ１の係合圧を次第に低下させてその伝達トルク容量を次第に減少させる。この制御は、従来、クラッチ・ツウ・クラッチ制御として知られている制御であり、このように構成することにより、出力軸１２のトルクが滑らかに変化して変速ショックや違和感が生じることを回避もしくは抑制することができる。
そして、第１クラッチ機構Ｃ１が完全に解放し、かつ第２クラッチ機構Ｃ２が完全に係合して、無段変速部１０を経由したトルクの伝達が安定的に行われる状態になった後、第３クラッチ機構Ｃ３が解放されるように構成されてもよい。その無段変速部１０を用いる走行状態では、既に第１クラッチ機構Ｃ１が解放されて有段変速部４０には入力軸７からのトルクがかかっていないので、噛み合いクラッチによって構成された第３クラッチ機構Ｃ３を解放させることができる。言い換えれば、無段変速部１０を用いて前進走行する場合、第３クラッチ機構Ｃ３は係合状態であってもよく、解放状態であってもよい。したがって、無段変速部１０を経由してトルクを伝達する場合、制御装置１は、所定の条件が成立した場合など走行状態に応じて、第３クラッチ機構の係合動作もしくは解放動作を制御するように構成されている。
例えば、無段変速部１０を用いて走行している際に、第３クラッチ機構Ｃ３を解放させた場合、有段変速部４０が入力軸７および出力軸１２と切り離される。その結果、出力軸１２が有段変速部４０を連れ回さなくなり、有段変速部４０による動力損失を低減できるとともに、有段変速部４０の耐久性の低下を抑制できる。さらに、有段変速部４０が回転することによる騒音や振動を抑制できる。加えて、前後進切替機構８において、サンギヤ８ｓに入力軸７からのトルクが伝達されるが、リングギヤ８ｒおよびキャリヤ８ｃが自由に回転する状態であるため、全体が一体となって回転するなど各回転要素同士の間の回転数差が小さくなる。そのため、前後進切替機構８での動力損失や耐久性の低下、あるいは騒音もしくは振動を抑制することができる。
また、後進走行する場合には、有段変速部４０を経由してトルクを伝達する走行状態となり、図４に示すように、第１クラッチ機構Ｃ１および第２クラッチ機構Ｃ２を解放するとともに、第３クラッチ機構Ｃ３およびブレーキ機構Ｂを係合させる。この場合、前後進切替機構８では、リングギヤ８ｒがブレーキ機構Ｂによって固定された状態でサンギヤ８ｓにエンジン２からのトルクが入力されるので、キャリヤ８ｃがサンギヤ８ｓに対して反対方向に回転する。そのため、入力軸７から有段変速部４０を経由して出力軸１２にトルクが伝達され、出力軸１２が後進走行する方向に回転する。
さらに、制御装置１は、各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂの作動を制御して、ニュートラル状態に設定できるように構成されている。要は、ニュートラル状態とは、エンジン２と駆動輪５との間でトルクの伝達経路が遮断された状態であればよい。この具体例では、入力軸７と出力軸１２との間で無段変速部１０と有段変速部４０とが並列に設けられているため、無段変速部１０と出力軸１２との間でトルクの伝達が遮断され、かつ入力軸７と出力軸１２との少なくともいずれか一方の回転軸と有段変速部４０との間でトルクの伝達が遮断された状態が、ニュートラル状態に含まれる。すなわち、各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂの解放状態もしくは係合状態の組み合わせによってニュートラル状態に設定できる。そのニュートラル状態となる組み合わせ例を図４に示してある。
図４に示すように、第１ニュートラル状態は、各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂを解放させて設定される。すなわち、第１ニュートラル状態では、入力軸７と有段変速部４０との間のトルクの伝達が遮断され、かつ無段変速部１０および無段変速部４０との間のトルクの伝達が遮断されている。したがって、有段変速部４０には、エンジン２が出力したトルクも、駆動輪５からのトルクも伝達しない。
第２ニュートラル状態は、第１および第２クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２とブレーキ機構Ｂとを解放させ、かつ第３クラッチ機構Ｃ３を係合させて設定される。したがって、有段変速部４０は、入力軸７に対して連結が解かれているものの、出力軸１２とは連結している。すなわち、第２ニュートラル状態では、有段変速部４０を含む伝達経路において、入力軸７と有段変速部４０との間でトルクの伝達経路が遮断され、かつ有段変速部４０と出力軸１２との間のトルクの伝達経路が接続されている。例えば、第２ニュートラル状態で車両Ｖｅが牽引された場合、駆動輪５からのトルクは、入力軸７および無段変速部１０に伝達しないように遮断されているものの、係合している第３クラッチ機構Ｃ３を介して有段変速部４０に伝達される。
第３ニュートラル状態は、第２および第３クラッチ機構Ｃ２，Ｃ３とブレーキ機構Ｂとを解放させ、かつ第１クラッチ機構Ｃ１を係合させて設定される。したがって、有段変速部４０は、出力軸１２に対して連結が解かれているものの、入力軸７とは連結している。すなわち、第３ニュートラル状態では、有段変速部４０を含む伝達経路において、入力軸７と有段変速部４０との間でトルクの伝達経路が接続され、かつ有段変速部４０と出力軸１２との間のトルクの伝達経路が遮断されている。例えば、第３ニュートラル状態で車両Ｖｅが牽引された場合、駆動輪５からのトルクは、無段変速部１０および有段変速部４０に伝達しない。
例えば、制御装置１は、メインスイッチであるイグニッションスイッチ６１がオフ状態（イグニッションオフ）であることを検出した場合に、前述したいずれかのニュートラル状態となるように制御するように構成されている。具体的には、制御装置１は、第３クラッチ機構Ｃ３が係合している状態で、エンジン２が停止し、かつイグニッションスイッチ６１がオフ状態であることを検出すると、第３クラッチ機構Ｃ３を解放させて、第１または第３ニュートラル状態のどちらかに設定するよう制御することができるように構成されてもよい。または、制御装置１は、第３クラッチ機構Ｃ３が解放している状態で、エンジン２が停止し、かつイグニッションスイッチ６１がオフ状態であることを検出すると、第１ニュートラル状態となるよう制御することができるように構成されてもよい。
ここで、入力軸７および出力軸１２のうちの少なくともいずれか一方と、有段変速部４０との間でトルクの伝達を遮断された状態のみを満たす場合について、図４を参照して詳しく説明する。図４に示すように、有段変速部４０が入力軸７および出力軸１２との間でトルクの伝達を遮断された状態（第１切り離し状態）では、第１および第３クラッチ機構Ｃ１，Ｃ３とブレーキ機構Ｂとが解放し、かつ第２クラッチ機構Ｃ２は係合している状態もしくは解放している状態のどちらでもよい。なお、図４に記載する括弧を付した「ＯＦＦ」は、係合状態と解放状態のどちらでもよいことを示している。例えば、第１切り離し状態において、第２クラッチ機構Ｃ２が係合している場合、車両Ｖｅは、無段変速部１０を経由してトルクを伝達する走行状態に制御することが可能になる。一方、第１切り離し状態において、第２クラッチ機構Ｃ２が解放している場合には、前述した第１ニュートラル状態と同様の状態になる。したがって、第１切り離し状態では、入力軸７および出力軸１２のトルクにより有段変速部４０が連れ回されることを防止できる。
図４に示すように、有段変速部４０が、入力軸７との間でのみトルクの伝達を遮断された状態（第２切り離し状態）では、第１クラッチ機構Ｃ１およびブレーキ機構Ｂが解放し、かつ第３クラッチ機構Ｃ３が係合しているとともに、第２クラッチ機構Ｃ２は係合している状態もしくは解放している状態のどちらでもよい。例えば、第２切り離し状態において、第２クラッチ機構Ｃ２が係合している場合、車両Ｖｅは、無段変速部１０を経由してトルクを伝達する走行状態に制御することが可能になる。この場合、出力軸１２と有段変速部４０とがトルク伝達可能に連結さているため、出力軸１２のトルクにより有段変速部４０が回転する。一方、第２切り離し状態において、第２クラッチ機構Ｃ２が解放している場合には、前述した第２ニュートラル状態と同様の状態になる。
また、図４に示すように、有段変速部４０が、出力軸１２との間でのみトルクの伝達を遮断された状態（第３切り離し状態）では、第３クラッチ機構Ｃ３およびブレーキ機構Ｂが解放し、かつ第１クラッチ機構Ｃ１が係合しているとともに、第２クラッチ機構Ｃ２は係合している状態もしくは解放している状態のどちらでもよい。例えば、第３切り離し状態において、第２クラッチ機構Ｃ２が係合している場合、車両Ｖｅは、無段変速部１０を経由してトルクを伝達する走行状態に制御することが可能になる。この場合、入力軸７と有段変速部４０とがトルク伝達可能に連結さているため、入力軸７のトルクにより有段変速部４０が回転する。一方、第３切り離し状態において、第２クラッチ機構Ｃ２が解放している場合には、前述した第３ニュートラル状態と同様の状態になる。したがって、有段変速部４０が入力軸７と出力軸１２との少なくともいずれか一方の回転軸と切り離された状態において、第２クラッチ機構Ｃ２は係合状態と解放状態とのどちらでもよい。
さらに、電子制御装置（ＥＣＵ）は、車両Ｖｅの走行状態や停車状態に応じて、エンジン２を停止するＳ＆Ｓ制御を実施するように構成されている。なお、エンジン２が停止している状態には、エンジン２が駆動トルクを出力していない状態が含まれる。例えば、電子スロットルバルブを閉じるように制御して、エンジン２への空気の吸入が遮断されている制御状態が含まれる。
この具体例では、Ｓ＆Ｓ制御を実施する際、制御装置１は、前述した第２ニュートラル状態あるいは第２切り離し状態に設定する制御を実施するように構成されている。例えば、車両Ｖｅが交通信号に従って停止している場合や、運転者によりアクセルペダルが戻されて車両Ｖｅが減速している場合や、車両Ｖｅがある程度以上の車速Ｖで走行している状態でアクセルペダルが戻された場合（以下、フリーラン状態と記す）や、運転者がブレーキペダルを踏み込んで車両Ｖｅが減速している場合などを表す所定の条件が成立した場合に、Ｓ＆Ｓ制御を実施するとともに、制御装置１により第２ニュートラル状態あるはい第２切り離し状態となるように制御される。そのＳ＆Ｓ制御を実施する場合には、イグニッションスイッチ６１がオン状態であり、その後に、運転者の操作により車両Ｖｅが発進あるいは再加速する場合がある。そのため、発進あるいは再加速する場合に備えて、第３クラッチ機構Ｃ３が係合している第２ニュートラル状態あるいは第２切り離し状態となるように制御することで、その発進時もしくは再加速時における駆動力の応答性を向上させることができる。
また、エンジン２が停止する原因として、Ｓ＆Ｓ制御が実施される場合に限らず、運転者によるエンジン停止操作に基づかないエンジン２の停止状態や、フリーラン状態においてエンジン２を停止する制御が実施された場合などが含まれる。そのエンジン停止操作に基づかないエンジン２の停止状態には、運転者が意図しないエンジン２の停止であるエンジンストールが含まれる。また、フリーラン状態におけるエンジン停止制御は、車速Ｖがある程度高い場合に、アクセルペダルが戻されたことなどにより、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づいて算出される要求駆動力が低下するため、燃費向上のためにエンジン２を停止する制御が含まれる。すなわち、エンジン２からの出力トルク（駆動トルク）を必要としていない走行状態において、エンジン２を停止する制御を含む。そのため、制御装置１は、エンジン２が停止した原因に応じて、第２ニュートラル状態あるいは第２切り離し状態となるように制御する場合と、第１または第３ニュートラル状態となるように制御する場合とに分けて、第３クラッチ機構Ｃ３の作動を制御することができるように構成されている。例えば、車両Ｖｅがエンジンストールした場合には、制御装置１により第１ニュートラル状態となるように制御される。すなわち、エンジン２がエンジンストールにより停止すると、各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂが解放するように制御装置１により作動制御される。
このように、各クラッチ機構Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびブレーキ機構Ｂは、エンジン２と駆動輪５との間のトルク伝達経路と切り替える機能、すなわち無段変速部１０と駆動輪５との間のトルク伝達経路を接続もしくは遮断する機能と、有段変速部４０とエンジン２もしくは駆動輪５との間のトルク伝達経路を接続もしくは遮断する機能とを兼ね備えている。つまり、制御装置１により、無段変速部１０および有段変速部４０のうちの少なくともいずれか一方と駆動輪５との間のトルクの伝達経路を遮断させることができるように構成されている。そこで、制御装置１が、車両Ｖｅの走行状態あるいは停車状態に応じて、有段変速部４０と出力軸１２との間のトルクの伝達経路を接続もしくは遮断するための第３クラッチ機構Ｃ３の作動を制御する一例を図３に示してある。
図３に示すように、制御装置１は、駆動していたエンジン２が停止したか否かを判断する（ステップＳ１）。そのエンジン２が停止した場合には、運転者によりイグニッションスイッチ６１がオフ状態となるように操作されてエンジン２が停止した場合と、Ｓ＆Ｓ制御を実施したことによりイグニッションスイッチ６１がオン状態でエンジン２を停止した場合と、エンジンストールによりエンジン２が停止した場合とが含まれる。そして、エンジン２が駆動している場合にはリターンしてステップＳ１の判断処理を繰り返す。
エンジン２が停止したことによりステップＳ１で肯定的に判断された場合、制御装置１は、第３クラッチ機構Ｃ３が係合中であるか否かを判断する（ステップＳ２）。例えば、制御装置１は、噛み合いクラッチにより構成された第３クラッチ機構Ｃ３におけるスリーブ５３が、ハブ５１およびクラッチギヤ５５とスプライン嵌合する位置、あるいはニュートラル位置にあるのかを判断することにより、第３クラッチ機構Ｃ３の係合状態もしくは解放状態を判断するように構成されている。その第３クラッチ機構Ｃ３が解放していることによりステップＳ２で否定的に判断された場合、ここでの制御処理は終了する。
一方、第３クラッチ機構Ｃ３が係合していることによりステップＳ２で肯定的に判断された場合、制御装置１は、イグニッションスイッチ６１がオフ状態（Ｉ／Ｇ−ＯＦＦ）であるか否かを判断する（ステップＳ３）。このステップＳ３の処理では、例えば、車両Ｖｅがイグニッションキーをキーシリンダに挿入させて所定の位置まで回転させることにより起動する車両Ｖｅである場合には、制御装置１は、その回転されたイグニッションキーのポジション（キーポジション）がエンジン２を駆動させ続けるポジションであるか否かを判断するように構成されている。または、車両Ｖｅが、いわゆるキーレスエントリやスマートエントリと称される機能を備えている場合、制御装置１は、車両Ｖｅのメインスイッチであるイグニッションスイッチ６１がオフ状態であるか否かを判断するように構成されている。そのため、制御装置１は、イグニッション信号に基づいてイグニッションスイッチ６１がオン状態あるいはオフ状態であるかを判断するように構成されている。このステップＳ３において、イグニッションスイッチ６１がオフ状態であることにより肯定的に判断された場合、制御装置１は、第３クラッチ機構Ｃ３を解放させるための指示信号を出力し（ステップ７）、ここでの制御処理を終了する。
イグニッションスイッチ６１がオン状態であることによりステップＳ３で否定的に判断された場合、制御装置１は、車速Ｖが予め定められた所定の車速（基準車速）Ｖ０以下であるか否かを判断する（ステップＳ４）。その基準車速Ｖ０とは、車両Ｖｅがいわゆる惰性走行している場合における車速を含む。すなわち、このステップＳ４では、制御装置１により、車両Ｖｅが比較的低い車速で走行しているか否かが判断されるように構成されている。また、制御装置１は、車速センサ６２から入力される車速Ｖを検出して、ステップＳ４における判別処理を実行するように構成されている。そのステップＳ４において、車速Ｖが基準車速Ｖ０より高いことにより否定的に判断された場合、制御装置１は、第３クラッチ機構Ｃ３を解放させるための指示信号を出力し（ステップ７）、ここでの制御処理を終了する。そのステップＳ４で判断される車速Ｖが基準車速Ｖ０より高い場合には、フリーラン状態が含まれる。このフリーラン状態とは運転者がアクセルペダルを戻した状態であり、その後の運転者の操作により車両Ｖｅが再加速する必要が生じ得る。その再加速時には、車速Ｖが比較的高い車速であるため、再加速に必要な駆動力が比較的小さくなる。そのため、ステップＳ４で否定的に判断された場合には、第３クラッチ機構Ｃ３を解放させる指示信号を出力するとともに、第２クラッチ機構Ｃ２を係合させるための指示信号、あるいは第２クラッチ機構Ｃ２の係合状態を維持させるための指示信号を出力するように構成されてもよい。つまり、フリーラン状態からの再加速する際に、無段変速部１０を用いて加速するように構成されている。
車速Ｖが基準車速Ｖ０以下であることによりステップＳ４で肯定的に判断された場合、制御装置１は、エンジン２が停止した原因がエンジンストールであるか否かを判断する（ステップＳ５）。すなわち、制御装置１は、ステップＳ５において、運転者が意図しないエンジン２の停止状態が発生したのか否かを判断するように構成されている。例えば、エンジン２が停止する原因として、イグニッションスイッチ６１を操作して運転者が意図的にエンジン２を停止させた場合、Ｓ＆Ｓ制御を実施したことによりエンジン２が停止した場合、あるいは運転者が意図しないエンジン２の停止状態すなわちエンジンストールの場合とが含まれる。例えば、制御装置１は、Ｓ＆Ｓ制御を実行中である旨のＳ＆Ｓ信号を検出し、かつエンジン２が停止していることを検出した場合に、ステップＳ５において否定的に判断するように構成されている。また、制御装置１は、イグニッションスイッチ６１がオン状態である旨のイグニッション信号を検出している場合、かつＳ＆Ｓ制御を実行中である旨のＳ＆Ｓ信号を検出していない場合に、エンジン２が停止したことを検出すると、ステップＳ５において肯定的に判断するように構成されている。すなわち、制御装置１は、このステップＳ５において、Ｓ＆Ｓ制御を実行中である旨のＳ＆Ｓ信号を検出している場合には、ステップＳ６に進み、一方Ｓ＆Ｓ制御を実行中である旨のＳ＆Ｓ信号を検出していない場合には、ステップＳ７に進むように構成されてもよい。そして、このステップＳ５において、エンジンストールによってエンジン２が停止したこと、あるいはＳ＆Ｓ制御を実行中である旨のＳ＆Ｓ信号を検出していないにより肯定的に判断された場合、制御装置１は、第３クラッチ機構Ｃ３を解放させるための指示信号を出力し（ステップ７）、ここでの制御処理を終了する。
一方、制御装置１は、エンジンストール以外の原因によりエンジン２が停止した、言い換えればＳ＆Ｓ制御を実行中である旨のＳ＆Ｓ信号を検出したと判断した場合、第３クラッチ機構Ｃ３の係合を維持させるための指示信号を出力し（ステップＳ６）、ここでの制御処理を終了する。そのステップＳ５で否定的に判断された場合として、前述したＳ＆Ｓ制御を実施している場合が含まれる。したがって、運転者がアクセルペダルを戻した状態でＳ＆Ｓ制御を実施した場合であっても、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれた場合には、発進や再加速をする必要がある。そのため、車両Ｖｅが発進や再加速する場合に備えて、第３クラッチ機構Ｃ３の係合状態を維持させる指示信号を出力するように構成されている。つまり、運転者がアクセルペダルを踏み込んだことにより、Ｓ＆Ｓ制御から復帰して再加速する場合には、有段変速部４０を用いて加速するように構成されている。また、このステップＳ６により第３クラッチ機構Ｃ３を係合維持させる場合、第２クラッチ機構Ｃ２が係合状態もしくは解放状態のどちらでもよい。すなわち、そのステップＳ６の制御により、前述した第２切り離し状態となるように構成されている。また、ステップＳ３において否定的に判断されているため、ステップＳ５で否定的に判断された場合には、イグニッションスイッチ６１を操作して運転者が意図的にエンジン２を停止させた場合が含まれない。
なお、制御装置１は、前述したステップＳ７の制御において第３クラッチ機構Ｃ３を解放させる指示信号を出力する、前述した第１ニュートラル状態と第３ニュートラル状態と第１切り離し状態と第３切り離し状態とのいずれかの状態になるように指示信号を出力するように構成されてもよい。すなわち、ステップＳ７における制御により第３クラッチ機構Ｃ３を解放させる場合、第２クラッチ機構Ｃ２は解放している状態であってもよく、係合している状態であってもよい。
ここで上述した具体例と、この発明との関係を簡単に説明すると、第３クラッチ機構Ｃ３が、この発明におけるクラッチ機構に相当する。また、図３を参照して説明したステップ６における制御手段が、係合維持手段に相当し、ステップＳ７における制御手段が、解放指示手段に相当する。
上述したように、この発明に係る車両の制御装置によれば、車両の走行状態もしくは停車状態に応じて、有段変速部と出力軸との間に設けられた第３クラッチ機構の解放動作もしくは係合維持を制御することができる。例えば、車両が走行中、特にフリーラン中やエンジンストールした後の惰性走行中などに、第３クラッチ機構を解放させて、ギヤ列を含む有段変速部と出力軸との間のトルク伝達経路を遮断することができる。そのため、出力軸が有段変速部を構成するギヤ機構を連れ回すことを防止できるので、有段変速部による引きずり損失を抑制することができる。さらに、減速時にはいわゆる逆入力トルクが駆動輪から有段変速部に伝達することを防止できるので、エンジンが停止していることにより無潤滑状態となる有段変速部が逆入力トルクにより作動することを防止でき、有段変速部の耐久性を向上させることができる。要するに、有段変速部に不必要に作用するトルクを低減し、かつ不必要な回転を抑制して有段変速部の耐久性を向上させることができる。加えて、その逆入力トルクが有段変速部を介してエンジンに伝達することを防止できる。
さらに、有段変速部を含む伝達経路と無段変速部を含む伝達経路とが並列に設けられているので、有段変速部を駆動輪から機械的に切り離したとしても、無段変速部と駆動輪とを機械的に接続させておけば、ある程度車速が高い状態で再加速する際に、無段変速部を含む伝達経路を用いて加速することができる。
また、エンジンストールした場合や、イグニッションスイッチがオフ状態の場合には、車両が牽引される状況が考えられ、その被牽引状態に備えて第３クラッチ機構を解放させることができる。つまり、第３クラッチ機構を解放させた状態を含むニュートラル状態にすることができるように構成されている。これにより、車両が牽引された際に、エンジンが停止していることにより無潤滑状態となる有段変速部に、駆動輪からのトルクが作用することを防止できるので、有段変速部に不必要に作用するトルクを低減し、かつ有段変速部が不必要に回転することを抑制できるため、有段変速部の耐久性を向上させることができる。
一方、車両が停車中あるいは比較的に低い車速で走行中にＳ＆Ｓ制御を実施した場合には、第３クラッチ機構を係合維持させて、有段変速部と出力軸との間のトルク伝達経路を接続させ続けることができる。これにより、Ｓ＆Ｓ制御によりエンジンが停止した後、低車速状態から再加速する際、あるいは車両が発進する際に、第３クラッチ機構が係合作動する必要がないため、応答性を向上させることができる。要は、発進あるいは再加速する際に、比較的大きな駆動力を必要とする場合において、要求パワーに対して駆動輪で発生する駆動力が遅れることを防止できる。つまり、有段変速部による変速比が、無段変速部による変速比より大きく設定されているので、車両の走行状態もしくは停車状態に応じて、エンジンと駆動輪との間のトルク伝達経路を切り替えることができる。
なお、この発明に係る車両の制御装置は、上述した各具体例に限定されず、この発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、摩擦クラッチにより構成された第１クラッチ機構および第２クラッチ機構が油圧アクチュエータとアキュムレータとを備え、エンジンが停止している場合であってもアキュムレータの油圧により第１クラッチ機構を作動させることができるように構成されてもよい。つまり、エンジンの駆動状態もしくは停止状態に拘わらず第１および第２クラッチ機構を作動させることができるように構成されてもよい。
また、この発明において、前述した具体例における制御装置とは別に、エンジンの駆動もしくは停止を制御するための電子制御装置（エンジンＥＣＵ）を備えていてもよく、そのエンジンＥＣＵからこの発明に係る車両の制御装置にＳ＆Ｓ信号が入力されるように構成されてもよい。また、制御装置に入力される検出信号として、タービン回転数、入力軸回転数、プライマリシャフト回転数、プライマリプーリ溝幅、セカンダリプーリ溝幅、セカンダリシャフト回転数、出力軸回転数、第１クラッチ機構の油圧、第２クラッチ機構の油圧などの検出信号が含まれる。さらに、それらの検出信号は、図示しない各種センサから制御装置に入力されてもよい。
さらに、この発明における前後進切替機構は、上述したダブルピニオン型の遊星歯車機構に替えて、シングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成することができる。さらに、第１クラッチ機構は、差動作用を行う前後進切替機構の全体を一体化するためのものであり、したがって上述した各具体例で示したように、サンギヤとキャリヤとの二つの回転要素を互いに連結する構成以外に、サンギヤとキャリヤとリングギヤとの三つの回転要素を連結するように構成されていてもよい。
また、この発明における第３クラッチ機構は、キー式シンクロメッシュ機構やコーン式シンクロメッシュ機構によって構成されてもよい。すなわち、第３クラッチ機構は、噛み合い式のクラッチであればよく、シングルコーン式シンクロメッシュ機構や、マルチコーン式シンクロメッシュ機構によって構成されてもよい。
加えて、この発明における有段変速部は、固定変速比として一つの変速比（ギヤ比，減速比）を有するギヤ機構に限定されず、二以上の複数の固定変速比（ギヤ比，減速比）を有し、それらの固定変速比を選択して設定できるギヤ機構であってもよい。要は、有段変速部が入力軸から出力軸にトルクを伝達できるギヤ機構により構成されていればよいが、この発明では、固定変速比として無段変速部では設定できない変速比を有段変速部で設定するから、ギヤ機構は複数のギヤを噛み合わせたギヤ対の組み合わせにより構成される。つまり、それらのギヤ比（歯数の比）が、無段変速部で設定できる最大変速比より大きい変速比となるように構成されていればよい。
１…制御装置（ＥＣＵ）、 ２…エンジン、 ３…トランスアクスル、 ４…車軸、 ５…駆動輪、 ７…入力軸、 ８…前後進切替機構、 ９…プライマリシャフト、 １０…無段変速部、 １０ａ…ベルト、 １１…出力軸、 １３…出力ギヤ、 １４…減速ギヤ機構、 １６…フロントデファレンシャル、 ２０…プライマリプーリ、 ３０…セカンダリプーリ、 ４０…有段変速部、 ４１…駆動ギヤ、 ４２…カウンタドリブンギヤ、 ４３…カウンタシャフト、 ４４…カウンタドライブギヤ、 ４５…従動ギヤ、 ５１…ハブ、 ５３…スリーブ、 ５５…クラッチギヤ、 ６１…イグニッションスイッチ、 ６２…車速センサ、 Ｂ…ブレーキ機構、 Ｃ…切り離し機構、 Ｃ１…第１クラッチ機構、 Ｃ２…第２クラッチ機構、 Ｃ３…第３クラッチ機構。

Claims (6)

  1. エンジンが出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、前記無段変速部と並列に設けられ当該無段変速部で設定可能な最大変速比よりも大きい変速比を設定できる有段変速部とを備えた車両の制御装置において、
    前記入力軸と前記有段変速部とのトルクの伝達を遮断するように構成された摩擦式の第１クラッチ機構と、
    前記有段変速部と駆動輪とのトルクの伝達を遮断するように構成された噛み合い式の第２クラッチ機構とを備え、
    車速が所定値以上である場合、かつ前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を解放させ、
    前記車速が前記所定値より小さい場合、かつイグニッションオン状態で前記エンジンを停止する制御を実施したことにより前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を係合状態にし、かつ前記第１クラッチ機構を解放状態にするように構成されていることを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記車速が前記所定値より小さい場合、かつエンジンストールもしくはイグニッションオフしたことにより前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を解放させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
  3. 前記無段変速部と前記出力軸とのトルクの伝達を遮断するように構成された第３クラッチ機構を更に備え、
    前記車速が所定値より小さい場合には、前記第３クラッチ機構を解放状態にすることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
  4. エンジンが出力したトルクが入力される入力軸とトルクを出力する出力軸との間に、変速比を連続的に変化させる無段変速部と、前記無段変速部と並列に設けられ当該無段変速部で設定可能な最大変速比よりも大きい変速比を設定できる有段変速部とを備えた車両の制御方法において、
    前記入力軸と前記有段変速部とのトルクの伝達を遮断するように構成された摩擦式の第１クラッチ機構と、
    前記有段変速部と駆動輪とのトルクの伝達を遮断するように構成された噛み合い式の第２クラッチ機構とを備え、
    車速が所定値以上であると判断した場合、かつ前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を解放させ、
    前記車速が前記所定値より小さいと判断した場合、かつイグニッションオン状態で前記エンジンを停止する制御を実施したことにより前記エンジンが停止している場合に、前記第２クラッチ機構を係合状態にし、かつ前記第１クラッチ機構を解放状態にすることを特徴とする車両の制御方法。
  5. 前記車速が前記所定値より小さいと判断した場合、かつエンジンストールしたことにより前記エンジンが停止していると判断した場合に、前記第２クラッチ機構を解放させることを特徴とする請求項４に記載の車両の制御方法。
  6. 前記車速が前記所定値より小さいと判断した場合には、前記無段変速部と前記出力軸とのトルクの伝達を遮断するように構成された第３クラッチ機構を解放することを特徴とする請求項４または５に記載の車両の制御方法。
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