KR101784083B1 - 차량의 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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히로후미 나카다
미치오 요시다
히로키 곤도
겐지 마츠오
가즈야 이시이즈미
다이스케 이노우에
교헤이 스즈무라
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Abstract

차량용 제어 시스템과 제어 방법으로서, 차량은, 엔진 (2), 입력축 (7), 출력축 (11), 무단 변속부 (10), 유단 변속부 (40), 클러치 기구 (C1, C2, C3), 및 제어 장치 (1) 를 구비한다. 무단 변속부 (10) 와 유단 변속부 (40) 는 입력축 (7) 과 출력축 (11) 사이에 형성된다. 클러치 기구 (C1, C2, C3) 는 유단 변속부 (40) 와 구동륜 (5) 사이의 토크 전달 경로에 형성된다. 제어 장치 (1) 는, 차속이 적어도 소정치이고, 상기 엔진 (2) 이 정지되어 있는 경우에, 클러치 기구 (C1, C2, C3) 를 해방시키도록 구성된다.

Description

차량의 제어 시스템 및 방법{VEHICLE CONTROLLING SYSTEM AND METHOD}
이 발명은, 변속 장치와 구동륜 사이의 토크 전달 경로를 접속 혹은 차단하는 클러치를 구비한 차량의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 구동륜으로부터 전달되는 토크가 변속 장치에 전달되지 않도록 구성하는 것이 널리 알려져 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-89706호에는, 토로이덜 무단 변속기와 구동륜 사이의 토크 전달 경로에, 변속비가 상이한 복수의 전달 경로를 포함하는 부변속기와, 부변속기 중 어느 전달 경로와 토로이덜 무단 변속기를 접속 혹은 차단하기 위한 클러치를 구비한 차량이 기재되어 있다.
또, 그 일본 공개특허공보 2002-89706호에 기재된 제어 장치는, 동력원인 내연 기관이 정지되어 있는 경우에, 그 클러치를 작동시켜, 운전자에 의해 선택된 변속단에 관계없이 부변속기를 뉴트럴 위치에 제어하고, 토로이덜 무단 변속기와 구동륜 사이에서 토크의 전달을 차단하도록 구성되어 있다. 그 일본 공개특허공보 2002-89706호에 기재된 구성에 의하면, 내연 기관이 정지되어 있는 상태에 있어서, 구동륜으로부터 토로이덜 무단 변속기로의 토크의 전달이 차단되기 때문에, 차량이 견인된 경우에 구동륜으로부터의 토크에 의해 무윤활 상태의 토로이덜 무단 변속기가 작동하는 것을 방지할 수 있고, 토로이덜 무단 변속기의 내구성을 향상시킬 수 있다.
한편, 최근에는, 차량의 연비의 향상이나 배기 가스의 저감 등의 요청으로부터, 차량이 정지된 경우나 주행 중에 소정의 조건이 성립된 경우에, 내연 기관을 정지시키는 제어, 이른바 아이들 스톱 제어나 스톱·앤드·스타트 제어 (이하 「S＆S 제어」라고 기재한다) 등으로 칭하는 제어가 실행되게 되어 있다. 예를 들어, 차량이 교통 신호에 따라 정지하고 있는 경우나, 운전자에 의해 액셀 페달이 되돌려져 차량이 감속되고 있는 경우나, 차량이 어느 정도 이상의 차속으로 주행하고 있는 상태에서 액셀 페달이 되돌려진 경우나, 운전자가 브레이크 페달을 밟아 차량이 감속되고 있는 경우 등에, 그 S＆S 제어를 실행하는 것이 알려져 있다. 요컨대, 메인 스위치가 온 상태여도, 소정의 조건이 성립됨으로써, 구동되고 있는 내연 기관을 정지시키는 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 또, S＆S 제어에 의한 내연 기관의 정지는 일시적인 것으로서, 그 후의 가속 요구 등에 의해 내연 기관을 재시동하는 경우가 있다.
그 S＆S 제어는, 요점은 내연 기관에 대한 연료 공급의 정지나 가솔린 엔진에 있어서는 점화의 정지 등을 실시하는 제어이다. 그 때문에, S＆S 제어 하에 있어서, 내연 기관 자체는 회전하는 것이 가능하지만, S＆S 제어 중에는 내연 기관을 동반 회전시키면 동력 손실이 발생하는 경우나, 내연 기관을 자동 정지 후에 재시동할 때에 구동 토크가 크게 변동하는 점이나, 주행 중에 S＆S 제어를 실행하면 차량의 주행 상태와 내연 기관의 동작 상태가 상이한 점 등에서, 내연 기관과 구동륜 사이의 토크의 전달을 차단하고 있다. 예를 들어, 변속 장치의 입력측에 형성된 클러치를 해방하여, 내연 기관과 구동륜 사이의 토크의 전달을 차단하고 있다. 그 클러치는, 내연 기관과 구동륜 사이의 토크 전달 경로에 형성되어 있으면 되고, 변속 장치의 입력측 혹은 출력측 중 어느 쪽에 형성되어 있어도 된다. 종래, S＆S 제어에 의한 내연 기관의 정지와 관련하여 클러치를 제어하는 여러 가지 제안이 이루어지고 있다.
그러나, 일본 공개특허공보 2002-89706호에는, 메인 스위치가 온 상태에서 부변속기를 뉴트럴 위치로 하는 것이 기재되어 있지 않고, 차속이 제로에 근사하고, 또한 내연 기관이 정지되어 있는 상태에서, 차량이 견인되는 경우에 대비하여 뉴트럴 상태로 하는 것과, S＆S 제어에 의해 내연 기관이 재시동되는 것에 대비하여 뉴트럴 상태로 하는 것을 아울러 클러치를 걸어맞춤 혹은 해방시키는 제어에 대해, 개량의 여지가 있었다.
그런데, 변속비를 연속적으로 변화시키는 무단 변속부와, 하나 또는 복수의 고정된 변속비를 갖는 유단 변속부가 병렬로 형성된 차량이 알려져 있다. 이 차량에서는, 동력원으로부터 구동륜에 이르는 토크 전달 경로가 복수 형성되고, 이 전달 경로를 전환하기 위한 복수의 클러치가 형성되어 있다. 그것들 복수의 클러치에 있어서의 걸어맞춤 상태 혹은 해방 상태의 조합에 의해, 동력원으로부터 구동륜에 이르는 토크 전달 경로가, 무단 변속부를 포함하는 전달 경로를 경유하는 경우, 혹은 유단 변속부를 포함하는 전달 경로를 경유하는 경우로 전환하도록 구성되어 있다. 즉, 동력원과 구동륜 사이의 토크 전달 경로나, 무단 변속부와 동력원 혹은 구동륜 사이의 토크 전달 경로나, 유단 변속부와 동력원 혹은 구동륜 사이의 토크 전달 경로 등에 대한 토크 전달 경로의 접속 혹은 차단을, 그것들 복수 클러치에 있어서의 걸어맞춤 상태 혹은 해방 상태의 조합에 의해 설정하도록 구성되어 있다.
상기 서술한 일본 공개특허공보 2002-89706호에 기재된 구성은, 토로이덜 무단 변속기로부터 출력된 토크가 부변속기에 입력되는 구조, 즉 무단 변속부와 유단 변속부가 직렬로 배치된 것이었다. 그 때문에, 그들 유단 변속부와 무단 변속부가 병렬로 형성된 변속 장치를 구비한 차량에 있어서, 내연 기관이 정지되는 제어를 실행할 때에, 상기 서술한 전달 경로를 전환하기 위한 클러치를 걸어맞춤 혹은 해방시킴으로써 뉴트럴 상태로 하는 제어에 대해, 개량의 여지가 있었다.
이 발명은, 상기의 기술적 과제에 주목하여 이루어진 것으로서, 유단 변속부를 포함하는 전달 경로와 무단 변속부를 포함하는 전달 경로가 병렬로 형성되고, 그 전달 경로를 전환하기 위한 클러치 기구를 구비한 차량에 있어서, 엔진이 정지되었을 때에, 차량의 정차 상태 혹은 주행 상태에 따라, 그 클러치 기구의 작동을 제어하도록 구성된 차량의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 이 발명은, 엔진이 출력한 토크가 입력되는 입력축과 토크를 출력하는 출력축 사이에, 변속비를 연속적으로 변화시키는 무단 변속부와, 상기 무단 변속부와 병렬로 형성되고 당해 무단 변속부에서 설정할 수 없는 변속비를 설정할 수 있는 유단 변속부와, 상기 유단 변속부와 구동륜 사이의 토크 전달 경로에 형성된 클러치 기구를 구비한 차량의 제어 장치에 있어서, 차속이 소정치 이상인 경우, 또한 상기 엔진이 정지되어 있는 경우에, 상기 클러치 기구를 해방시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 차속이 상기 소정치보다 작은 경우, 또한 엔진 스톨 혹은 이그니션 오프됨으로써 상기 엔진이 정지되어 있는 경우에, 상기 클러치 기구를 해방시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 장치이다.
이 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 차속이 상기 소정치보다 작은 경우, 또한 스톱·앤드·스타트 제어를 실시함으로써 상기 엔진이 정지되어 있는 경우에, 상기 클러치 기구를 걸어맞춤 유지시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 장치이다.
이 발명은, 엔진이 출력한 토크가 입력되는 입력축과 토크를 출력하는 출력축 사이에, 변속비를 연속적으로 변화시키는 무단 변속부와, 상기 무단 변속부와 병렬로 형성되고 당해 무단 변속부에서 설정할 수 없는 변속비를 설정할 수 있는 유단 변속부와, 상기 유단 변속부와 구동륜 사이의 토크 전달 경로에 형성된 클러치 기구를 구비한 차량의 제어 방법에 있어서, 차속이 소정치 이상인 것으로 판단한 경우, 또한 상기 엔진이 정지되어 있는 경우에, 상기 클러치 기구를 해방시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법이다.
이 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 차속이 상기 소정치보다 작은 것으로 판단한 경우, 또한 엔진 스톨됨으로써 상기 엔진이 정지되어 있는 것으로 판단한 경우에, 상기 클러치 기구를 해방시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법이다.
이 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 차속이 상기 소정치보다 작은 것으로 판단한 경우, 또한 스톱·앤드·스타트 제어를 실시함으로써 상기 엔진이 정지되어 있는 것으로 판단한 경우에, 상기 클러치 기구를 걸어맞춤 유지시키는 것을 특징으로 하는 차량의 제어 방법이다.
따라서, 이 발명에 의하면, 차량의 정차 상태 혹은 주행 상태에 따라, 유단 변속부와 출력축 사이에 형성된 클러치 기구의 해방 동작 혹은 걸어맞춤 유지를 제어할 수 있다. 그 때문에, 차량이 주행 중, 특히 프리런 중이나 엔진 스톨된 후의 타성 주행 중 등에, 클러치 기구를 해방시켜, 기어열을 포함하는 유단 변속부와 출력축 사이의 토크 전달 경로를 차단할 수 있다. 따라서, 출력축이 유단 변속부를 구성하는 기어 기구를 동반 회전시키는 것을 방지할 수 있으므로, 유단 변속부에 의한 항력 손실을 억제할 수 있다. 또한, 감속시에는 이른바 역입력 토크가 구동륜으로부터 유단 변속부로 전달되는 것을 방지할 수 있으므로, 엔진이 정지되어 있음으로써 무윤활 상태가 되는 유단 변속부가 역입력 토크에 의해 작동하는 것을 방지할 수 있고, 유단 변속부의 내구성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 유단 변속부에 불필요하게 작용하는 토크를 저감시키고, 또한 불필요한 회전을 억제하여 유단 변속부의 내구성을 향상시킬 수 있다. 추가로, 그 역입력 토크가 유단 변속부를 통하여 엔진으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이 발명에 의하면, 유단 변속부를 포함하는 전달 경로와 무단 변속부를 포함하는 전달 경로가 병렬로 형성되어 있기 때문에, 유단 변속부를 구동륜으로부터 기계적으로 분리했다고 하더라도, 무단 변속부와 구동륜을 기계적으로 접속시켜 두면, 어느 정도 차속이 높은 상태에서 재가속할 때에, 무단 변속부를 포함하는 전달 경로를 사용하여 가속할 수 있다.
또, 예를 들어, 엔진 스톨된 경우나, 이그니션 스위치가 오프 상태인 경우에는, 차량이 견인되는 상황을 생각할 수 있으며, 그 피견인 상태에 대비하여 클러치 기구를 해방시킬 수 있다. 요컨대, 이 발명에 의하면, 클러치 기구를 해방시킨 상태의 뉴트럴 상태로 할 수 있도록 구성되어 있다. 이로써, 차량이 견인되었을 때에, 엔진이 정지되어 있음으로써 무윤활 상태가 되는 유단 변속부에, 구동륜으로부터의 토크가 작용하는 것을 방지할 수 있으므로, 유단 변속부에 불필요하게 작용하는 토크를 저감시키고, 또한 유단 변속부가 불필요하게 회전하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 유단 변속부의 내구성을 향상시킬 수 있다.
추가로, 이 발명에 의하면, 스톱·앤드·스타트 제어를 실시함으로써 엔진이 정지된 경우에 있어서, 차량이 정차 중 혹은 비교적으로 낮은 차속으로 주행 중에, 클러치 기구를 걸어맞춤 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 스톱·앤드·스타트 제어를 실시한 경우에, 클러치 기구를 걸어맞춤 유지시켜, 유단 변속부와 출력축 사이의 토크 전달 경로를 계속 접속시킬 수 있다. 이로써, 스톱·앤드·스타트 제어에 의해 엔진이 정지된 후, 저차속 상태로부터 재가속하는 경우 등 비교적 큰 구동력을 필요로 하는 경우에 있어서, 액셀 개도나 차속 등에 기초한 목표 요구 파워에 추종하는 구동륜에서 발생하는 구동력이 지연되는 것을 방지할 수 있다. 또, 유단 변속부에 의한 변속비가, 무단 변속부에 의한 변속비보다 크게 설정되어 있는 경우에는, 차량의 주행 상태 혹은 정차 상태에 따라, 엔진과 구동륜 사이의 토크 전달 경로를 전환할 수 있다.
도 1 은 이 발명에 관련된 차량의 제어 장치의 일례를 나타낸 블록도이다.
도 2 는 이 발명에 있어서의 유단 변속부와 무단 변속부가 병렬로 배치된 파워트레인의 일례를 설명하기 위한 스켈리턴도이다.
도 3 은 유단 변속부와 출력축 사이에 형성된 클러치 기구를 걸어맞춤 혹은 해방시키기 위한 제어 플로를 나타낸 플로 차트도이다.
도 4 는 차량의 주행 상태 혹은 정차 상태에 따라 각 클러치 기구 및 브레이크 기구가 걸어맞춤 혹은 해방되어 있는 상태를 정리하여 나타내는 도표이다.
이하, 이 발명을 구체예에 기초하여 설명한다. 이 발명에서 대상으로 하는 차량은, 정차 중 혹은 주행 중에 소정의 조건이 성립된 경우에, S＆S 제어가 실시되고 동력원인 내연 기관을 정지시키도록 구성되어 있다. 즉, 차량의 메인 스위치인 이그니션 스위치가 온 상태에 있어서, 정차 상태 혹은 주행 상태에 따라 S＆S 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 따라서, 이 발명에 관련된 차량의 제어 장치는, 내연 기관이 정지되어 있는 상태에 있어서, 차량의 주행 상태 혹은 정차 상태에 따라, 내연 기관과 구동륜 사이의 토크 전달 경로를 접속 혹은 차단하기 위한 분리 기구의 작동을 제어하도록 구성되어 있다.
또한, 이 발명에서 대상으로 하는 차량은, 동력원이 출력한 동력이 입력되는 입력축과 동력을 출력하는 출력축 사이에, 변속비를 연속적으로 변화시키는 무단 변속부와, 하나 또는 복수의 소정의 변속비를 갖는 유단 변속부가 병렬로 형성된 변속 장치를 구비하고 있다. 특히, 이 구체예에서는, 그 변속 장치와 구동륜 사이에 분리 기구가 형성되어 있다. 따라서, 그 차량은, 유단 변속부와 구동륜 사이의 토크 전달 경로를 접속 혹은 차단하기 위한 클러치 기구와, 무단 변속부와 구동륜 사이의 토크 전달 경로를 접속 혹은 차단하기 위한 클러치 기구를 구비하고 있다.
도 1 에는, 이 구체예에 있어서의 차량의 제어 장치, 및 그 제어 장치를 탑재한 차량을 모식적으로 나타낸 블록도를 나타내고 있다. 이 구체예에 있어서의 차량 (Ve) 은, 동력원인 엔진 (2) 으로부터 차축 (4) 과 일체적으로 회전하는 구동륜 (5) 에 이르는 토크 전달 경로를 차단하는 분리 기구 (C) 가 형성된 트랜스 액슬 (3) 을 구비하고 있다. 그 분리 기구 (C) 는, 클러치 기구로 이루어지고, 제어 장치 (1) 에 의해 작동 제어되도록 구성되어 있다.
제어 장치 (1) 는, 차량 (Ve) 에 탑재된 컨트롤러인 전자 제어 장치 (ECU) 에 포함되고, 연산 처리 장치 (CPU) 와, 기억 장치 (RAM 및 ROM) 와, 입출력 인터페이스를 주체로 하는 마이크로 컴퓨터를 포함하도록 구성되어 있다. 또, 제어 장치 (1) 에 대해, 각종 센서로부터 신호가 입력되도록 구성되어 있다. 예를 들어, 제어 장치 (1) 에 입력되는 신호로서, 차량 (Ve) 의 메인 스위치인 이그니션 스위치 (61) 가 온 상태 (이그니션 온) 혹은 오프 상태 (이그니션 오프) 인 것을 나타내는 이그니션 신호, S＆S 제어를 실행 중인 것을 판별할 수 있는 S＆S 신호, 차속 센서 (62) 에 의해 검출된 차속 (V), 엔진 (2) 의 회전수, 차축 (4) 의 회전수, 액셀 페달 조작에 기초한 액셀 개도 (Acc), 브레이크 페달 조작 등의 검출 신호가 포함된다.
또한, 제어 장치 (1) 의 기억 장치에는, 각종 제어 프로그램과 함께 각종 데이터가 기억되어 있고, 각종 연산 처리를 실행하도록 구성되어 있다. 따라서, 제어 장치 (1) 는, 입력되는 신호 및 기억되어 있는 데이터에 기초하여 각종 연산 처리를 실시하고, 그 연산 처리의 결과에 따라 각종 제어를 실시시키는 지시 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 이 구체예에서는, 제어 장치 (1) 는, 차량 (Ve) 의 주행 상태 혹은 정차 상태에 따라, 분리 기구 (C) 의 작동을 제어하는 지시 신호를 출력하도록 구성되어 있다.
여기서, 도 2 를 참조하여, 차량 (Ve) 이 구비하는 파워트레인의 일례에 대해 설명한다. 도 2 에는, 엔진 (2) 으로부터 트랜스 액슬 (3) 을 통하여 차축 (4) 에 이르는 토크 전달 경로를 모식적으로 나타내고 있다. 엔진 (2) 은, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진, 수소 가스 엔진, 천연 가스 엔진 등 중 어느 것으로서, 연료를 연소시켜 동력을 출력하는 내연 기관이다. 특히, 엔진 (2) 은, 엔진 회전수나 출력 토크 (엔진 토크) 에 따라 연료 소비량 혹은 연료 소비율이 변화하도록 구성되어 있다. 또, 엔진 (2) 은, 운전자에 의한 액셀 페달의 조작 등의 출력 조작에 기초하여 출력해야 하는 동력이 제어되도록 구성되어 있다. 따라서, 엔진 (2) 은, 도시되지 않은 엔진 컨트롤용 전자 제어 장치에 의해 연료 분사 제어, 점화 제어, 흡입 공기량 조절 제어 등의 구동 제어를 받는 것이어도 된다. 예를 들어, 연비를 중시하여 주행하는 경우에는, 엔진 회전수 및 엔진 토크가 개별적으로 제어된다. 또, 엔진 (2) 이 가솔린 엔진인 경우, 도시되지 않은 전자 스로틀 밸브의 작동을 제어함으로써 흡입 공기량이 제어되고, 이로써 엔진 토크가 제어된다. 한편, 엔진 (2) 이 디젤 엔진인 경우에는, 연료 분사량에 따라 엔진 토크가 제어된다.
또, 이 차량 (Ve) 은, 윤활이 필요한 부분에 오일 등의 윤활제를 공급하는 도시되지 않은 윤활 장치를 구비하고 있다. 그 윤활 장치는, 윤활 오일의 공급원으로서, 구동됨으로써 윤활 오일을 토출하는 오일 펌프를 구비하고 있다. 그 오일 펌프에는, 엔진 (2) 이 구동되고 있는 경우에 크랭크축 (2a) 의 토크에 의해 구동되도록 구성된 펌프가 포함된다. 그 때문에, 엔진 (2) 이 정지되면, 오일 펌프가 정지되고, 기어 기구 등 금속끼리가 접촉하여 윤활이 필요해지는 부분에 윤활 오일이 공급되지 않는 무윤활 상태가 되는 경우가 있다.
또한, 그 크랭크축 (2a) 에는, 로크업 클러치가 형성된 토크 컨버터 (6) 가 연결되어 있다. 토크 컨버터 (6) 는, 유체 전동 장치로서 종래 널리 알려져 있는 구성을 구비하고 있다. 프론트 커버 (6a) 에 일체화된 펌프 임펠러 (6b) 에 대향하여 터빈 러너 (6c) 가 배치되고, 이들 펌프 임펠러 (6b) 와 터빈 러너 (6c) 사이에는, 도시되지 않은 일방향 클러치를 개재하여 유지된 스테이터 (6d) 가 배치되어 있다. 즉, 프론트 커버 (6a) 는 크랭크축 (2a) 에 연결되어, 프론트 커버 (6a) 및 펌프 임펠러 (6b) 가, 크랭크축 (2a) 과 일체적으로 회전한다. 또, 터빈 러너 (6c) 는, 입력축 (7) 에 연결되어, 터빈 러너 (6c) 와 입력축 (7) 이 일체 회전하도록 구성되어 있다. 또한, 터빈 러너 (6c) 와 일체로 되어 회전하는 로크업 클러치 (6e) 가 프론트 커버 (6a) 의 내면에 대향하여 배치되어 있다. 또한, 일방향 클러치는, 스테이터 (6d) 와 케이싱 등의 고정 부재 사이에 형성되어 있다.
그 입력축 (7) 과 동일 축선 상에 전후진 전환 기구 (8) 가 배치되어 있다. 전후진 전환 기구 (8) 는, 입력축 (7) 으로부터 전달된 토크의 회전 방향을 바꾸지 않고 전달하는 전진 상태와, 입력축 (7) 으로부터 전달된 토크의 회전 방향을 역전시켜 전달하는 후진 상태로 전환하기 위한 기구이다. 전후진 전환 기구 (8) 는, 3 개의 회전 요소가 서로 차동 작용을 이루는, 이른바 차동 기구에 의해 구성되어 있다. 요컨대, 이 종류의 차동 기구는, 종래 여러 가지 알려져 있고, 이 발명에 있어서의 전후진 전환 기구에서는 어느 차동 기구도 채용할 수 있다. 이 구체예에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 전후진 전환 기구 (8) 는, 더블 피니언형의 유성 기어 기구에 의해 구성되어 있다.
구체적으로는, 전후진 전환 기구 (8) 는, 외부 톱니 기어인 선 기어 (8s) 와, 그 선 기어 (8s) 와 동심원 상에 배치된 내부 톱니 기어인 링 기어 (8r) 와, 선 기어 (8s) 에 맞물려 있는 제 1 피니언 기어 (8P1) 와, 그 제 1 피니언 기어 (8P1) 그리고 링 기어 (8r) 에 맞물려 있는 제 2 피니언 기어 (8P2) 와, 이들 피니언 기어 (8P1, 8P2) 를 자전 또한 공전 가능하게 유지하고 있는 캐리어 (8c) 를 구비하고 있다. 선 기어 (8s) 는, 입력축 (7) 과 일체 회전하도록 구성되고, 유성 기어 기구에 있어서의 입력 요소를 구성하고 있다. 또, 링 기어 (8r) 의 회전을 선택적으로 멈추는 브레이크 기구 (B) 가 형성되어 있다. 요컨대, 링 기어 (8r) 는, 유성 기어 기구에 있어서의 반력 요소를 구성하고 있다. 브레이크 기구 (B) 는, 링 기어 (8r) 와 케이싱 등의 고정 부재 사이에 형성되어 있고, 다판 브레이크 등의 마찰식 브레이크나 맞물림식의 브레이크에 의해 구성할 수 있다.
그리고, 캐리어 (8c) 는, 후술하는 유단 변속부 (40) 의 구동 기어 (41) 와 일체적으로 회전하도록 구성되고, 유성 기어 기구에 있어서의 출력 요소를 구성하고 있다. 또한, 캐리어 (8c) 와 선 기어 (8s) 사이에, 캐리어 (8c) 와 선 기어 (8s) 를 선택적으로 연결하는 제 1 클러치 기구 (C1) 가 형성되어 있다. 그 제 1 클러치 기구 (C1) 는, 입력축 (7) 의 토크를 출력 요소인 캐리어 (8c) 에 직접 전달하도록 구성되어 있다. 요컨대, 제 1 클러치 기구 (C1) 는, 제어 장치 (1) 에 의해 작동 제어되고, 입력축 (7) 과 유단 변속부 (40) 사이에서 토크의 전달 혹은 차단을 선택적으로 실시하기 위한 기구이다. 즉, 제 1 클러치 기구 (C1) 는, 이 발명에 있어서의 분리 기구 (C) 에 포함된다. 예를 들어, 제 1 클러치 기구 (C1) 가 캐리어 (8c) 와 선 기어 (8s) 를 연결시키면, 유성 기어 기구에 의해 구성된 전후진 전환 기구 (8) 는 전체가 일체적으로 회전한다.
또, 이 구체예에 있어서의 제 1 클러치 기구 (C1) 는, 걸어맞춤력에 따라 전달 토크 용량이 점차 증대 혹은 감소하는 습식 혹은 건식의 마찰 클러치에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 그 제 1 클러치 기구 (C1) 는, 도시되지 않은 유압 회로에 접속된 유압 액추에이터를 구비하고, 유압 액추에이터의 유압을 변화시킴으로써 작동하도록 구성되어 있다. 그 제 1 클러치 기구 (C1) 의 유압 (걸어맞춤압) 을 증대 혹은 감소시킴으로써 걸어맞춤력이 변화하므로, 제어 장치 (1) 는, 그 유압의 변화를 제어함으로써 제 1 클러치 기구 (C1) 의 전달 토크 용량의 변화를 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 제 1 클러치 기구 (C1) 가 구비하는 유압 액추에이터는, 유압실이 도시되지 않은 어큐뮬레이터와 접속되어도 된다. 이 경우, 제 1 클러치 기구 (C1) 는, 어큐뮬레이터에 축압된 유압이 공급됨으로써 작동하도록 구성되어 있다.
그 입력축 (7) 의 토크가 입력되는 무단 변속부 (10) 는, 종래 알려져 있는 벨트식 무단 변속기에 의해 구성되어 있다. 그 무단 변속부 (10) 는, 프라이머리 샤프트 (9) 와 세컨더리 샤프트 (11) 가 평행하게 형성되고, 프라이머리 샤프트 (9) 와 일체적으로 회전하는 구동측 부재의 프라이머리 풀리 (20) 와, 세컨더리 샤프트 (11) 와 일체적으로 회전하는 종동측 부재의 세컨더리 풀리 (30) 와, 이들 풀리 (20, 30) 에 감아걸려진 벨트 (10a) 를 구비하고 있다. 따라서, 각 풀리 (20, 30) 는 벨트 (10a) 가 감아걸려져 있는 홈의 폭을 넓거나 혹은 좁게 하도록 변화시킴으로써 벨트 (10a) 의 감아걸림 반경을 크고 작게 변화시키도록 구성되어 있다. 즉, 무단 변속부 (10) 는, 벨트 (10a) 가 감아걸려져 있는 홈 폭을 변화시켜 무단 변속부 (10) 에 의한 변속비를 연속적 또한 무단계로 변화시키도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 프라이머리 풀리 (20) 는, 입력축 (7) 과 동일 축선 상에 배치된 프라이머리 샤프트 (9) 와 일체적으로 회전하도록 구성되고, 축선 방향에서 전후진 전환 기구 (8) 를 사이에 두고 엔진 (2) 과는 반대측에 배치되어 있다. 이 구체예에서는, 입력축 (7) 이 프라이머리 샤프트 (9) 와 일체적으로 회전하도록 구성되어 있다. 즉, 프라이머리 샤프트 (9) 가 전후진 전환 기구 (8) 의 선 기어 (8s) 와 일체적으로 회전하도록 연결되어 있다. 또, 프라이머리 풀리 (20) 는, 프라이머리 샤프트 (9) 와 일체화된 고정 시브 (21) 와, 프라이머리 샤프트 (9) 에 대해 축선 방향에서 이동 가능하게 끼워맞춰 고정 시브 (21) 에 접근 혹은 이격하는 가동 시브 (22) 를 구비하고 있다. 또한, 가동 시브 (22) 에 고정 시브 (21) 측으로 이동시키기 위한 추력을 부여하는 추력 부여 기구 (23) 가 형성되어 있다. 추력 부여 기구 (23) 는, 전동 액추에이터나 유압 액추에이터 등으로 이루어지고, 가동 시브 (22) 에 부여하기 위한 추력을 발생시키도록 구성되어 있다. 그 추력 부여 기구 (23) 는, 가동 시브 (22) 의 배면측, 즉 축선 방향에서 가동 시브 (22) 를 사이에 두고 고정 시브 (21) 와는 반대측에 배치되어 있다. 또한, 이 구체예에서는, 프라이머리 샤프트 (9) 가 입력축 (7) 과 일체적으로 회전하도록 구성되어 있기 때문에, 이하의 설명에 있어서, 프라이머리 샤프트 (9) 를 입력축 (7) 으로 기재하여 설명하는 경우가 있다.
또한, 세컨더리 풀리 (30) 는, 세컨더리 풀리 (30) 에 있어서의 회전 중심 축선이 프라이머리 풀리 (20) 의 회전 중심 축선과 평행해지도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 세컨더리 풀리 (30) 는, 세컨더리 샤프트 (11) 와 일체화된 고정 시브 (31) 와, 세컨더리 샤프트 (11) 에 대해 축선 방향에서 이동 가능하게 구성되고 고정 시브 (31) 에 접근 혹은 이격하는 가동 시브 (32) 를 구비하고 있다. 또한, 가동 시브 (32) 에 고정 시브 (31) 측으로 이동시키기 위한 추력을 부여하는 추력 부여 기구 (33) 가 형성되어 있다. 그 추력 부여 기구 (33) 는, 토크 캠 기구나 스프링 기구나 전동 액추에이터나 유압 액추에이터 등으로 이루어지고, 가동 시브 (32) 에 부여하기 위한 축선 방향의 추력을 발생시키도록 구성되어 있다. 또, 추력 부여 기구 (33) 는, 축선 방향에서 가동 시브 (32) 의 배면측, 즉 가동 시브 (32) 를 사이에 두고 고정 시브 (31) 와는 반대측에 배치되어 있다. 따라서, 가동 시브 (32) 는, 추력 부여 기구 (33) 로부터 부여된 추력에 의해, 고정 시브 (31) 와의 사이에서 벨트 (10a) 를 협착시키는 힘을 발생시키도록 구성되어 있다. 그 협착시키는 힘이 증대함으로써 세컨더리 풀리 (30) 와 벨트 (10a) 사이에서 마찰력이 증대하도록 구성되어 있다. 따라서, 그 마찰력에 의해 프라이머리 풀리 (20) 의 토크가 벨트 (10a) 를 통하여 세컨더리 풀리 (30) 로 전달되고, 세컨더리 풀리 (30) 와 일체적으로 회전하는 세컨더리 샤프트 (11) 로 전달되도록 구성되어 있다.
이 구체예에서는, 세컨더리 풀리 (30) 와 출력축 (12) 사이에, 세컨더리 샤프트 (11) 와 출력축 (12) 을 선택적으로 연결하는 제 2 클러치 기구 (C2) 가 형성되어 있다. 즉, 제 2 클러치 기구 (C2) 는, 무단 변속부 (10) 와 출력축 (12) 사이에서 토크의 전달 혹은 차단을 선택적으로 실시할 수 있는 것이다. 그 제 2 클러치 기구 (C2) 는, 세컨더리 샤프트 (11) 의 토크를 출력축 (12) 으로 직접 전달하도록 구성되어 있다. 따라서, 제 2 클러치 기구 (C2) 는, 제어 장치 (1) 에 의해 작동 제어되고, 이 발명에 있어서의 분리 기구에 포함된다.
또, 이 구체예에 있어서의 제 2 클러치 기구 (C2) 는, 걸어맞춤력에 따라 전달 토크 용량이 점차 증대 혹은 감소하는 습식 혹은 건식의 마찰 클러치에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 그 제 2 클러치 기구 (C2) 는, 도시되지 않은 유압 회로에 접속된 유압 액추에이터를 구비하고, 유압 액추에이터의 유압을 변화시킴으로써 작동하도록 구성되어 있다. 그 제 2 클러치 기구 (C2) 의 유압 (걸어맞춤압) 을 증대 혹은 감소시킴으로써 걸어맞춤력이 변화하므로, 제어 장치 (1) 는, 그 유압의 변화를 제어함으로써 제 2 클러치 기구 (C2) 의 전달 토크 용량의 변화를 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 구비하는 유압 액추에이터는, 유압실이 도시되지 않은 어큐뮬레이터와 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 제 2 클러치 기구 (C2) 는, 어큐뮬레이터에 축압된 유압이 공급됨으로써 작동하도록 구성되어 있다.
여기서, 입력축 (7) 과 출력축 (12) 사이에 형성되고, 하나 또는 복수의 고정된 변속비를 갖는 유단 변속부 (40) 에 대해 설명한다. 이 발명에 있어서의 유단 변속부는, 무단 변속부 (10) 에서 설정할 수 있는 최대의 변속비보다 큰 고정된 변속비를 설정하는 감속 기구, 혹은 무단 변속부 (10) 에서 설정할 수 있는 최소의 변속비보다 작은 고정 변속비를 설정하는 증속 기구이다. 즉, 이 발명은, 무단 변속부 (10) 에서 설정할 수 없는 고정된 변속비를 설정할 수 있는 유단 변속부를 구비하고 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이 구체예의 유단 변속부 (40) 는, 감속 기구에 의해 구성되고, 구동측의 회전 부재인 구동 기어 (41) 의 회전 방향과 종동측의 회전 부재인 종동 기어 (45) 의 회전 방향을 동일하게 하기 위한 카운터 샤프트 (43) 가, 입력축 (7) 과 출력축 (12) 사이에 형성되어 있다. 그 구동 기어 (41) 는, 전후진 전환 기구 (8) 의 출력 요소인 캐리어 (8c) 와 일체적으로 회전하도록 구성되고, 또한 카운터 샤프트 (43) 에 형성된 카운터 드리븐 기어 (42) 와 항상 맞물려 있다. 또, 카운터 드리븐 기어 (42) 는, 구동 기어 (41) 보다 대직경으로 형성되어 있다. 즉, 카운터 드리븐 기어 (42) 의 톱니수는, 구동 기어 (41) 의 톱니수보다 많다. 따라서, 구동 기어 (41) 로부터 카운터 드리븐 기어 (42) 를 향하여 토크를 전달하는 경우에는, 구동 기어 (41) 와 카운터 드리븐 기어 (42) 로 이루어지는 제 1 기어쌍이 감속 작용을 발생시키도록 구성되어 있다.
또, 카운터 샤프트 (43) 는, 카운터 드리븐 기어 (42) 보다 소직경으로 형성된 카운터 드라이브 기어 (44) 를 구비하고 있다. 그 카운터 드라이브 기어 (44) 는, 종동 기어 (45) 와 항상 맞물려 있고, 그 종동 기어 (45) 보다 소직경으로 형성되어 있다. 즉, 카운터 드라이브 기어 (44) 의 톱니수는, 종동 기어 (45) 의 톱니수보다 적다. 따라서, 카운터 드라이브 기어 (44) 로부터 종동 기어 (45) 를 향하여 토크를 전달하는 경우에는, 카운터 드라이브 기어 (44) 와 종동 기어 (45) 로 이루어지는 제 2 기어쌍이 감속 작용이 발생하도록 구성되어 있다. 또, 종동 기어 (45) 는, 출력축 (12) 의 외주측에 그 출력축 (12) 에 대해 상대 회전 가능하게 끼워맞춰져 있고, 후술하는 제 3 클러치 기구 (C3) 에 의해 출력축 (12) 과 연결되어 일체적으로 회전하도록 구성되어 있다. 즉, 유단 변속부 (40) 는, 구동 기어 (41) 의 회전 방향과 출력축 (12) 의 회전 방향이 동일한 방향이 되도록 구성되어 있다. 따라서, 유단 변속부 (40) 에 의한 고정된 변속비는, 구동 기어 (41) 와 카운터 드리븐 기어 (42) 사이의 변속비 (기어비) 와, 카운터 드라이브 기어 (44) 와 종동 기어 (45) 사이의 변속비 (기어비) 를 승산한 값이 된다. 또, 도 2 에 나타내는 유단 변속부 (40) 에 의한 고정 변속비는, 무단 변속부 (10) 에서 설정할 수 있는 최대의 변속비보다 큰 값이 되도록 설정되어 있다.
그 제 3 클러치 기구 (C3) 는, 유단 변속부 (40) 와 출력축 (12) 사이에 형성되고, 종동 기어 (45) 와 출력축 (12) 을 선택적으로 연결하도록 구성되어 있다. 즉, 제 3 클러치 기구 (C3) 는, 유단 변속부 (40) 와 출력축 (12) 사이에서 토크의 전달 혹은 차단을 선택적으로 실시할 수 있는 것이다. 요컨대, 제 3 클러치 기구 (C3) 는, 제어 장치 (1) 에 의해 작동 제어되고, 이 발명에 있어서의 분리 기구에 포함된다. 따라서, 유단 변속부 (40) 와 입력축 (7) 혹은 출력축 (12) 을 분리하기 위한 분리 기구 (C) 로서, 입력축 (7) 측에 형성된 제 1 클러치 기구 (C1) 와, 출력축 (12) 측에 형성된 제 3 클러치 기구 (C3) 가 포함된다.
상기 서술한 바와 같이, 이 구체예에서는, 제 1 클러치 기구 (C1) 가 마찰 클러치로 이루어지기 때문에, 제 3 클러치 기구 (C3) 는, 종동 기어 (45) 와 출력축 (12) 의 걸어맞춤 상태와 해방 상태의 2 개의 상태로 전환하는 구성인 것이면 되고, 전달 토크 용량이 0 ％ 와 100 ％ 사이의 값을 채용할 필요가 없다. 예를 들어, 제 3 클러치 기구 (C3) 는, 도그 클러치나 싱크로메시 기구 등의 맞물림 클러치에 의해 구성할 수 있다. 도 2 에는, 종동 기어 (45) 와 일체적으로 회전하도록 구성된 클러치 기어 (55) 와, 출력축 (12) 과 일체적으로 회전하도록 구성된 허브 (51) 의 양방에 슬리브 (53) 를 끼워맞춤으로써, 종동 기어 (45) 를 출력축 (12) 에 연결하는 싱크로메시 기구에 의해 제 3 클러치 기구 (C3) 를 구성한 예를 나타내고 있다. 즉, 이 구체예에 있어서의 제 3 클러치 기구 (C3) 는 회전 동기 장치이다. 따라서, 제 3 클러치 기구 (C3) 는, 동기측의 회전 부재인 출력축 (12) 과 피동기측의 회전 부재인 종동 기어 (45) 의 회전 속도를 마찰력에 의해 동등하게 하도록 구성되어 있다. 또, 제 3 클러치 기구 (C3) 는, 제어 장치 (1) 에 의해 작동 제어되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 슬리브 (53) 를 축선 방향으로 이동시키기 위한 적절한 액추에이터 (도시 생략) 를 형성하고, 제어 장치 (1) 에 의해 액추에이터의 작동을 전기적으로 제어하도록 구성되어 있다.
그리고, 출력축 (12) 으로부터 감속 기어 기구 (14) 를 통하여 종감속기인 프론트 디퍼렌셜 (16) 에 토크를 출력하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 출력축 (12) 에 출력 기어 (13) 가 일체 회전하도록 장착되고, 이 출력 기어 (13) 에 맞물려 있는 대직경 기어 (14a) 가 감속 기어 샤프트 (14b) 에 장착되어 있다. 이 감속 기어 샤프트 (14b) 에는 소직경 기어 (14c) 가 장착되어 있고, 이 소직경 기어 (14c) 가 프론트 디퍼렌셜 (16) 의 링 기어 (15) 에 맞물려 있다. 그리고, 프론트 디퍼렌셜 (16) 은 링 기어 (15) 를 통하여 전달된 토크를 좌우의 차축 (4) 으로부터 구동륜 (5) 에 전달하도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 트랜스 액슬 (3) 은, 제어 장치 (1) 에 의한 전환 제어에 의해, 무단 변속부 (10) 를 포함하는 전달 경로와 유단 변속부 (40) 를 포함하는 전달 경로를 전환하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 전진 방향으로 발진하는 경우 및 후진 주행하는 경우에 유단 변속부 (40) 를 포함하는 전달 경로를 경유하여 입력축 (7) 으로부터 출력축 (12) 으로 토크를 전달하고, 차속 (V) 이 어느 정도 증대하여 전진 주행하고 있는 경우에는 무단 변속부 (10) 를 포함하는 전달 경로를 경유하여 입력축 (7) 으로부터 출력축 (12) 으로 토크를 전달하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 도시되지 않은 시프트 장치 혹은 시프트 레버에 의해 드라이브 포지션 (드라이브 레인지) 이 선택되면, 제어 장치 (1) 에 의해 제 1 클러치 기구 (C1) 와 제 3 클러치 기구 (C3) 가 걸어맞춰지고, 또 제 2 클러치 기구 (C2) 와 브레이크 기구 (B) 가 해방된다. 또한, 그 트랜스 액슬 (3) 은, 제어 장치 (1) 에 의해 엔진 (2) 과 구동륜 (5) 사이의 토크 전달 경로를 차단하는 뉴트럴 상태가 되도록 제어된다. 예를 들어, 제 1 클러치 기구 (C1) 와 제 2 클러치 기구 (C2) 와 브레이크 기구 (B) 가 해방된 상태에서, 제 3 클러치 기구 (C3) 가 해방 혹은 걸어맞춰진다. 도 4 에는, 그러한 각 클러치 기구 (C1, C2, C3) 및 브레이크 기구 (B) 에 있어서의 걸어맞춤 상태 및 해방 상태를 표로 정리하여 나타내고 있다. 또, 도 4 에 기재하는「ON」은 걸어맞추고 있는 것을 나타내고,「OFF」는 해방되어 있는 것을 나타낸다. 또한, 괄호를 붙인「ON」은 과도적으로 걸어맞춤 상태가 되는 것을 나타내고 있다.
전진 방향으로의 발진시에는, 각 클러치 기구 (C1, C2, C3) 및 브레이크 기구 (B) 를 도 4 에 나타내는 바와 같이 설정함으로써, 유단 변속부 (40) 를 포함하는 전달 경로를 경유하여 입력축 (7) 으로부터 출력축 (12) 으로 토크가 전달되는 주행 상태가 된다. 구체적으로는, 제 1 클러치 기구 (C1) 가 걸어맞추고 있기 때문에, 입력축 (7) 과 유단 변속부 (40) 사이에서 토크 전달 경로가 접속되고, 엔진 (2) 이 출력한 토크는, 입력축 (7) 및 전후진 전환 기구 (8) 를 통하여 유단 변속부 (40) 로 전달된다. 또, 전후진 전환 기구 (8) 는, 2 개의 회전 요소가 제 1 클러치 기구 (C1) 에 의해 연결되어 있으므로, 전체가 일체적으로 회전한다. 그 때문에, 전후진 전환 기구 (8) 는, 증속 작용 및 감속 작용을 발생시키지 않고, 입력축 (7) 으로부터 입력된 토크를 유단 변속부 (40) 의 구동 기어 (41) 에 전달한다. 또, 제 3 클러치 기구 (C3) 가 걸어맞추고 있기 때문에, 유단 변속부 (40) 와 출력축 (12) 사이에서 토크 전달 경로가 접속되고, 입력축 (7) 의 토크는, 유단 변속부 (40) 를 통하여 출력축 (12) 으로 전달된다. 또한, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 해방되어 있기 때문에, 세컨더리 풀리 (30) 와 출력축 (12) 사이에서 토크의 전달이 발생하지 않도록 분리되어 있다. 또한, 차속 (V) 이 비교적으로 저차속으로 주행 중에 가속 요구가 있는 경우에는, 큰 구동력을 필요로 하기 때문에, 도 4 에 나타내는 발진 상태와 마찬가지로 각 클러치 기구 (C1, C2, C3) 및 브레이크 기구 (B) 가 설정되도록 구성되어도 된다.
그 유단 변속부 (40) 를 경유하여 토크를 전달하는 주행 상태에 있어서 감속하는 경우, 제 2 클러치 기구 (C2) 를 해방시켜, 출력축 (12) 과 세컨더리 풀리 (30) 사이에서 토크의 전달이 차단되고 있기 때문에, 이른바 역입력 토크가 구동륜 (5) 으로부터 출력축 (12) 에 작용하기는 하지만, 세컨더리 풀리 (30) 에는 작용하지 않는다. 즉, 구동륜 (5) 으로부터의 토크가 무단 변속부 (10) 에 가해지는 경우가 없고, 그 결과, 무단 변속부 (10) 에 불필요하게 작용하는 토크를 저감시키고, 또한 불필요한 회전을 억제하여 무단 변속부 (10) 의 내구성을 향상시킬 수 있다.
전진 방향으로 발진 후, 차속 (V) 이 미리 결정되어 있는 소정의 차속 (V1) 으로까지 증속했을 때에, 제어 장치 (1) 는, 유단 변속부 (40) 를 포함하는 전달 경로를 경유하여 토크를 전달하는 주행 상태로부터 무단 변속부 (10) 를 포함하는 전달 경로를 경유하여 토크를 전달하는 주행 상태로 전환하도록 제어한다. 예를 들어, 무단 변속부 (10) 에 의한 변속비를 최대 변속비, 혹은 그것에 가까운 변속비로 설정한 상태에서는, 걸어맞추고 있는 제 1 클러치 기구 (C1) 를 해방시킴과 함께, 해방되어 있는 제 2 클러치 기구 (C2) 를 걸어맞춘다. 구체적으로는, 브레이크 기구 (B) 가 해방되어 있는 상태에서, 추가로 제 1 클러치 기구 (C1) 가 해방되어 있으므로, 전후진 전환 기구 (8) 는 이른바 자유 회전하는 상태가 되고, 그 결과, 입력축 (7) 과 유단 변속부 (40) 의 연결이 해제된다. 이에 반하여, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 걸어맞추고 있기 때문에, 세컨더리 풀리 (30) 가 출력축 (12) 에 연결된다. 이와 같이 하여, 입력축 (7) 의 토크가 무단 변속부 (10) 를 통하여 출력축 (12) 으로 전달되도록 구성되어 있다. 또, 무단 변속부 (10) 를 포함하는 전달 경로를 경유하여 토크가 전달되는 주행 상태에 있어서, 무단 변속부 (10) 에 의한 변속비를 서서히 감소시키거나, 혹은 차속 (V) 과 액셀 개도 (Acc) 에 따라 그 변속비를 변화시킴으로써, 엔진 회전수를 연비가 양호한 회전수로 설정할 수 있다.
그와 같이 유단 변속부 (40) 를 경유하는 토크의 전달 상태로부터 무단 변속부 (10) 를 경유하는 토크의 전달 상태로 전환하는 경우, 유단 변속부 (40) 에 의한 변속비가 무단 변속부 (10) 에 의한 최대 변속비보다 크기 때문에, 변속비 혹은 구동력이 변화하게 된다. 그 때문에, 제어 장치 (1) 는, 제 1 클러치 기구 (C1) 를 해방시키고, 또한 제 2 클러치 기구 (C2) 를 걸어맞추는 경우, 과도적으로 그것들의 클러치 기구 (C1, C2) 를 슬라이딩 제어하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제 2 클러치 기구 (C2) 의 걸어맞춤압을 점차 증대시켜 그 전달 토크 용량을 점차 증대시키고, 이것에 아울러 제 1 클러치 기구 (C1) 의 걸어맞춤압을 점차 저하시켜 그 전달 토크 용량을 점차 감소시킨다. 이 제어는, 종래 클러치·투·클러치 제어로서 알려져 있는 제어로서, 이와 같이 구성함으로써, 출력축 (12) 의 토크가 매끄럽게 변화하여 변속 쇼크나 위화감이 발생하는 것을 회피 혹은 억제할 수 있다.
그리고, 제 1 클러치 기구 (C1) 가 완전히 해방되고, 또한 제 2 클러치 기구 (C2) 가 완전히 걸어맞춰져, 무단 변속부 (10) 를 경유한 토크의 전달이 안정적으로 실시되는 상태가 된 후, 제 3 클러치 기구 (C3) 가 해방되도록 구성되어도 된다. 그 무단 변속부 (10) 를 사용하는 주행 상태에서는, 이미 제 1 클러치 기구 (C1) 가 해방되어 유단 변속부 (40) 에는 입력축 (7) 으로부터의 토크가 가해지고 있지 않기 때문에, 맞물림 클러치에 의해 구성된 제 3 클러치 기구 (C3) 를 해방시킬 수 있다. 바꿔 말하면, 무단 변속부 (10) 를 사용하여 전진 주행하는 경우, 제 3 클러치 기구 (C3) 는 걸어맞춤 상태여도 되고, 해방 상태여도 된다. 따라서, 무단 변속부 (10) 를 경유하여 토크를 전달하는 경우, 제어 장치 (1) 는, 소정의 조건이 성립된 경우 등 주행 상태에 따라, 제 3 클러치 기구 (C3) 의 걸어맞춤 동작 혹은 해방 동작을 제어하도록 구성되어 있다.
예를 들어, 무단 변속부 (10) 를 사용하여 주행하고 있을 때에, 제 3 클러치 기구 (C3) 를 해방시킨 경우, 유단 변속부 (40) 가 입력축 (7) 및 출력축 (12) 과 분리된다. 그 결과, 출력축 (12) 이 유단 변속부 (40) 를 동반 회전시키지 않게 되어, 유단 변속부 (40) 에 의한 동력 손실을 저감시킬 수 있음과 함께, 유단 변속부 (40) 의 내구성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 유단 변속부 (40) 가 회전하는 것에 의한 소음이나 진동을 억제할 수 있다. 추가로, 전후진 전환 기구 (8) 에 있어서, 선 기어 (8s) 에 입력축 (7) 으로부터의 토크가 전달되는데, 링 기어 (8r) 및 캐리어 (8c) 가 자유롭게 회전하는 상태이기 때문에, 전체가 일체로 되어 회전하는 등 각 회전 요소끼리의 사이의 회전수차가 작아진다. 그 때문에, 전후진 전환 기구 (8) 에서의 동력 손실이나 내구성의 저하, 혹은 소음 혹은 진동을 억제할 수 있다.
또, 후진 주행하는 경우에는, 유단 변속부 (40) 를 경유하여 토크를 전달하는 주행 상태가 되고, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 클러치 기구 (C1) 및 제 2 클러치 기구 (C2) 를 해방함과 함께, 제 3 클러치 기구 (C3) 및 브레이크 기구 (B) 를 걸어맞춘다. 이 경우, 전후진 전환 기구 (8) 에서는, 링 기어 (8r) 가 브레이크 기구 (B) 에 의해 고정된 상태에서 선 기어 (8s) 에 엔진 (2) 으로부터의 토크가 입력되기 때문에, 캐리어 (8c) 가 선 기어 (8s) 에 대해 반대 방향으로 회전한다. 그 때문에, 입력축 (7) 으로부터 유단 변속부 (40) 를 경유하여 출력축 (12) 으로 토크가 전달되고, 출력축 (12) 이 후진 주행하는 방향으로 회전한다.
또한, 제어 장치 (1) 는, 각 클러치 기구 (C1, C2, C3) 및 브레이크 기구 (B) 의 작동을 제어하여, 뉴트럴 상태로 설정할 수 있도록 구성되어 있다. 요점은, 뉴트럴 상태란, 엔진 (2) 과 구동륜 (5) 사이에서 토크의 전달 경로가 차단된 상태이면 된다. 이 구체예에서는, 입력축 (7) 과 출력축 (12) 사이에서 무단 변속부 (10) 와 유단 변속부 (40) 가 병렬로 형성되어 있기 때문에, 무단 변속부 (10) 와 출력축 (12) 사이에서 토크의 전달이 차단되고, 또한 입력축 (7) 과 출력축 (12) 의 적어도 어느 일방의 회전축과 유단 변속부 (40) 사이에서 토크의 전달이 차단된 상태가 뉴트럴 상태에 포함된다. 즉, 각 클러치 기구 (C1, C2, C3) 및 브레이크 기구 (B) 의 해방 상태 혹은 걸어맞춤 상태의 조합에 의해 뉴트럴 상태로 설정할 수 있다. 그 뉴트럴 상태가 되는 조합예를 도 4 에 나타내고 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 뉴트럴 상태는, 각 클러치 기구 (C1, C2, C3) 및 브레이크 기구 (B) 를 해방시켜 설정된다. 즉, 제 1 뉴트럴 상태에서는, 입력축 (7) 과 유단 변속부 (40) 와의 사이의 토크의 전달이 차단되고, 또한 무단 변속부 (10) 및 유단 변속부 (40) 사이의 토크의 전달이 차단되고 있다. 따라서, 유단 변속부 (40) 에는 엔진 (2) 이 출력한 토크도, 구동륜 (5) 으로부터의 토크도 전달되지 않는다.
제 2 뉴트럴 상태는, 제 1 및 제 2 클러치 기구 (C1, C2) 와 브레이크 기구 (B) 를 해방시키고, 또한 제 3 클러치 기구 (C3) 를 걸어맞춰 설정된다. 따라서, 유단 변속부 (40) 는, 입력축 (7) 에 대해 연결이 해제되어 있기는 하지만, 출력축 (12) 과는 연결되어 있다. 즉, 제 2 뉴트럴 상태에서는, 유단 변속부 (40) 를 포함하는 전달 경로에 있어서, 입력축 (7) 과 유단 변속부 (40) 사이에서 토크의 전달 경로가 차단되고, 또한 유단 변속부 (40) 와 출력축 (12) 사이의 토크의 전달 경로가 접속되어 있다. 예를 들어, 제 2 뉴트럴 상태에서 차량 (Ve) 이 견인된 경우, 구동륜 (5) 으로부터의 토크는, 입력축 (7) 및 무단 변속부 (10) 로 전달되지 않도록 차단되고 있기는 하지만, 걸어맞추고 있는 제 3 클러치 기구 (C3) 를 통하여 유단 변속부 (40) 로 전달된다.
제 3 뉴트럴 상태는, 제 2 및 제 3 클러치 기구 (C2, C3) 와 브레이크 기구 (B) 를 해방시키고, 또한 제 1 클러치 기구 (C1) 를 걸어맞춰 설정된다. 따라서, 유단 변속부 (40) 는, 출력축 (12) 에 대해 연결이 해제되어 있기는 하지만, 입력축 (7) 과는 연결되어 있다. 즉, 제 3 뉴트럴 상태에서는, 유단 변속부 (40) 를 포함하는 전달 경로에 있어서, 입력축 (7) 과 유단 변속부 (40) 사이에서 토크의 전달 경로가 접속되고, 또한 유단 변속부 (40) 와 출력축 (12) 사이의 토크의 전달 경로가 차단되고 있다. 예를 들어, 제 3 뉴트럴 상태에서 차량 (Ve) 이 견인된 경우, 구동륜 (5) 으로부터의 토크는, 무단 변속부 (10) 및 유단 변속부 (40) 에 전달되지 않는다.
예를 들어, 제어 장치 (1) 는, 메인 스위치인 이그니션 스위치 (61) 가 오프 상태 (이그니션 오프) 인 것을 검출한 경우에, 상기 서술한 어느 뉴트럴 상태가 되도록 제어하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제어 장치 (1) 는, 제 3 클러치 기구 (C3) 가 걸어맞추고 있는 상태에서, 엔진 (2) 이 정지되고, 또한 이그니션 스위치 (61) 가 오프 상태인 것을 검출하면, 제 3 클러치 기구 (C3) 를 해방시켜, 제 1 또는 제 3 뉴트럴 상태 중 어느 쪽으로 설정하도록 제어할 수 있도록 구성되어도 된다. 또는, 제어 장치 (1) 는, 제 3 클러치 기구 (C3) 가 해방되어 있는 상태에서, 엔진 (2) 이 정지되고, 또한 이그니션 스위치 (61) 가 오프 상태인 것을 검출하면, 제 1 뉴트럴 상태가 되도록 제어할 수 있도록 구성되어도 된다.
여기서, 입력축 (7) 및 출력축 (12) 중 적어도 어느 일방과 유단 변속부 (40) 사이에서 토크의 전달이 차단된 상태만을 만족하는 경우에 대해, 도 4 를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 유단 변속부 (40) 가 입력축 (7) 및 출력축 (12) 사이에서 토크의 전달이 차단된 상태 (제 1 분리 상태) 에서는, 제 1 및 제 3 클러치 기구 (C1, C3) 와 브레이크 기구 (B) 가 해방되고, 또한 제 2 클러치 기구 (C2) 는 걸어맞추고 있는 상태 혹은 해방되어 있는 상태 중 어느 쪽이어도 된다. 또한, 도 4 에 기재하는 괄호를 붙인 「OFF」는, 걸어맞춤 상태와 해방 상태 중 어느 쪽이어도 되는 것을 나타내고 있다. 예를 들어, 제 1 분리 상태에 있어서, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 걸어맞추고 있는 경우, 차량 (Ve) 은, 무단 변속부 (10) 를 경유하여 토크를 전달하는 주행 상태로 제어하는 것이 가능해진다. 한편, 제 1 분리 상태에 있어서, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 해방되어 있는 경우에는, 상기 서술한 제 1 뉴트럴 상태와 동일한 상태가 된다. 따라서, 제 1 분리 상태에서는, 입력축 (7) 및 출력축 (12) 의 토크에 의해 유단 변속부 (40) 가 동반 회전시키는 것을 방지할 수 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 유단 변속부 (40) 가 입력축 (7) 과의 사이에서만 토크의 전달이 차단된 상태 (제 2 분리 상태) 에서는, 제 1 클러치 기구 (C1) 및 브레이크 기구 (B) 가 해방되고, 또한 제 3 클러치 기구 (C3) 가 걸어맞추고 있음과 함께, 제 2 클러치 기구 (C2) 는 걸어맞추고 있는 상태 혹은 해방되어 있는 상태 중 어느 쪽이어도 된다. 예를 들어, 제 2 분리 상태에 있어서, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 걸어맞추고 있는 경우, 차량 (Ve) 은, 무단 변속부 (10) 를 경유하여 토크를 전달하는 주행 상태로 제어하는 것이 가능해진다. 이 경우, 출력축 (12) 과 유단 변속부 (40) 가 토크 전달 가능하게 연결되어 있기 때문에, 출력축 (12) 의 토크에 의해 유단 변속부 (40) 가 회전한다. 한편, 제 2 분리 상태에 있어서, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 해방되어 있는 경우에는, 상기 서술한 제 2 뉴트럴 상태와 동일한 상태가 된다.
또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 유단 변속부 (40) 가, 출력축 (12) 과의 사이에서만 토크의 전달이 차단된 상태 (제 3 분리 상태) 에서는, 제 3 클러치 기구 (C3) 및 브레이크 기구 (B) 가 해방되고, 또한 제 1 클러치 기구 (C1) 가 걸어맞추고 있음과 함께, 제 2 클러치 기구 (C2) 는 걸어맞추고 있는 상태 혹은 해방되어 있는 상태 중 어느 쪽이어도 된다. 예를 들어, 제 3 분리 상태에 있어서, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 걸어맞추고 있는 경우, 차량 (Ve) 은, 무단 변속부 (10) 를 경유하여 토크를 전달하는 주행 상태로 제어하는 것이 가능해진다. 이 경우, 입력축 (7) 과 유단 변속부 (40) 가 토크 전달 가능하게 연결되어 있기 때문에, 입력축 (7) 의 토크에 의해 유단 변속부 (40) 가 회전한다. 한편, 제 3 분리 상태에 있어서, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 해방되어 있는 경우에는, 상기 서술한 제 3 뉴트럴 상태와 동일한 상태가 된다. 따라서, 유단 변속부 (40) 가 입력축 (7) 과 출력축 (12) 의 적어도 어느 일방의 회전축과 분리된 상태에 있어서, 제 2 클러치 기구 (C2) 는 걸어맞춤 상태와 해방 상태 중 어느 쪽이어도 된다.
또한, 전자 제어 장치 (ECU) 는, 차량 (Ve) 의 주행 상태나 정차 상태에 따라, 엔진 (2) 을 정지하는 S＆S 제어를 실시하도록 구성되어 있다. 또한, 엔진 (2) 이 정지되어 있는 상태에는, 엔진 (2) 이 구동 토크를 출력하고 있지 않는 상태가 포함된다. 예를 들어, 전자 스로틀 밸브를 닫도록 제어하여, 엔진 (2) 으로의 공기의 흡입이 차단되고 있는 제어 상태가 포함된다.
이 구체예에서는, S＆S 제어를 실시할 때, 제어 장치 (1) 는, 상기 서술한 제 2 뉴트럴 상태 혹은 제 2 분리 상태로 설정하는 제어를 실시하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 차량 (Ve) 이 교통 신호에 따라 정지하고 있는 경우나, 운전자에 의해 액셀 페달이 되돌려져 차량 (Ve) 이 감속되고 있는 경우나, 차량 (Ve) 이 어느 정도 이상의 차속 (V) 으로 주행하고 있는 상태에서 액셀 페달이 되돌려진 경우 (이하, 프리런 상태로 기재한다) 나, 운전자가 브레이크 페달을 밟아 차량 (Ve) 이 감속되고 있는 경우 등을 나타내는 소정의 조건이 성립된 경우에, S＆S 제어를 실시함과 함께, 제어 장치 (1) 에 의해 제 2 뉴트럴 상태 혹은 제 2 분리 상태가 되도록 제어된다. 그 S＆S 제어를 실시하는 경우에는, 이그니션 스위치 (61) 가 온 상태이고, 그 후에, 운전자의 조작에 의해 차량 (Ve) 이 발진 혹은 재가속하는 경우가 있다. 그 때문에, 발진 혹은 재가속하는 경우에 대비하여, 제 3 클러치 기구 (C3) 가 걸어맞추고 있는 제 2 뉴트럴 상태 혹은 제 2 분리 상태가 되도록 제어함으로써, 그 발진시 혹은 재가속시에 있어서의 구동력의 응답성을 향상시킬 수 있다.
또, 엔진 (2) 이 정지되는 원인으로서, S＆S 제어가 실시되는 경우에 한정하지 않고, 운전자에 의한 엔진 정지 조작에 기초하지 않은 엔진 (2) 의 정지 상태나, 프리런 상태에 있어서 엔진 (2) 을 정지하는 제어가 실시된 경우 등이 포함된다. 그 엔진 정지 조작에 기초하지 않는 엔진 (2) 의 정지 상태에는, 운전자가 의도하지 않은 엔진 (2) 의 정지인 엔진 스톨이 포함된다. 또, 프리런 상태에 있어서의 엔진 정지 제어는, 차속 (V) 이 어느 정도 높은 경우에, 액셀 페달이 되돌려지거나 함으로써, 차속 (V) 과 액셀 개도 (Acc) 에 기초하여 산출되는 요구 구동력이 저하되기 때문에, 연비 향상을 위하여 엔진 (2) 을 정지하는 제어가 포함된다. 즉, 엔진 (2) 으로부터의 출력 토크 (구동 토크) 를 필요로 하지 않는 주행 상태에 있어서, 엔진 (2) 을 정지하는 제어를 포함한다. 그 때문에, 제어 장치 (1) 는, 엔진 (2) 이 정지된 원인에 따라, 제 2 뉴트럴 상태 혹은 제 2 분리 상태가 되도록 제어하는 경우와, 제 1 또는 제 3 뉴트럴 상태가 되도록 제어하는 경우로 나누어, 제 3 클러치 기구 (C3) 의 작동을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들어, 차량 (Ve) 이 엔진 스톨된 경우에는, 제어 장치 (1) 에 의해 제 1 뉴트럴 상태가 되도록 제어된다. 즉, 엔진 (2) 이 엔진 스톨에 의해 정지하면, 각 클러치 기구 (C1, C2, C3) 및 브레이크 기구 (B) 가 해방되도록 제어 장치 (1) 에 의해 작동 제어된다.
이와 같이, 각 클러치 기구 (C1, C2, C3) 및 브레이크 기구 (B) 는, 엔진 (2) 과 구동륜 (5) 사이의 토크 전달 경로를 전환하는 기능, 즉 무단 변속부 (10) 와 구동륜 (5) 사이의 토크 전달 경로를 접속 혹은 차단하는 기능과, 유단 변속부 (40) 와 엔진 (2) 혹은 구동륜 (5) 사이의 토크 전달 경로를 접속 혹은 차단하는 기능을 겸비하고 있다. 요컨대, 제어 장치 (1) 에 의해, 무단 변속부 (10) 및 유단 변속부 (40) 중 적어도 어느 일방과 구동륜 (5) 사이의 토크의 전달 경로를 차단시킬 수 있도록 구성되어 있다. 그래서, 제어 장치 (1) 가 차량 (Ve) 의 주행 상태 혹은 정차 상태에 따라, 유단 변속부 (40) 와 출력축 (12) 사이의 토크의 전달 경로를 접속 혹은 차단하기 위한 제 3 클러치 기구 (C3) 의 작동을 제어하는 일례를 도 3 에 나타내고 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (1) 는, 구동되고 있던 엔진 (2) 이 정지되었는지의 여부를 판단한다 (스텝 S1). 그 엔진 (2) 이 정지된 경우에는, 운전자에 의해 이그니션 스위치 (61) 가 오프 상태가 되도록 조작되어 엔진 (2) 이 정지된 경우와, S＆S 제어를 실시함으로써 이그니션 스위치 (61) 가 온 상태에서 엔진 (2) 을 정지한 경우와, 엔진 스톨에 의해 엔진 (2) 이 정지된 경우가 포함된다. 그리고, 엔진 (2) 이 구동되고 있는 경우에는 리턴하여 스텝 S1 의 판단 처리를 반복한다.
엔진 (2) 이 정지됨으로써 스텝 S1 에서 긍정적으로 판단된 경우, 제어 장치 (1) 는, 제 3 클러치 기구 (C3) 가 걸어맞춤 중인지의 여부를 판단한다 (스텝 S2). 예를 들어, 제어 장치 (1) 는, 맞물림 클러치에 의해 구성된 제 3 클러치 기구 (C3) 에 있어서의 슬리브 (53) 가, 허브 (51) 및 클러치 기어 (55) 와 스플라인 끼워맞춰지는 위치, 혹은 뉴트럴 위치에 있는지를 판단함으로써, 제 3 클러치 기구 (C3) 의 걸어맞춤 상태 혹은 해방 상태를 판단하도록 구성되어 있다. 그 제 3 클러치 기구 (C3) 가 해방되어 있음으로써 스텝 S2 에서 부정적으로 판단된 경우, 여기서의 제어 처리는 종료한다.
한편, 제 3 클러치 기구 (C3) 가 걸어맞추고 있음으로써 스텝 S2 에서 긍정적으로 판단된 경우, 제어 장치 (1) 는, 이그니션 스위치 (61) 가 오프 상태 (I/G-OFF) 인지의 여부를 판단한다 (스텝 S3). 이 스텝 S3 의 처리에서는, 예를 들어, 차량 (Ve) 이 이그니션 키를 키 실린더에 삽입시켜 소정의 위치까지 회전시킴으로써 기동하는 차량 (Ve) 인 경우에는, 제어 장치 (1) 는, 그 회전된 이그니션 키의 포지션 (키 포지션) 이 엔진 (2) 을 계속 구동시키는 포지션인지의 여부를 판단하도록 구성되어 있다. 또는, 차량 (Ve) 이 이른바 키리스 엔트리나 스마트 엔트리로 칭해지는 기능을 구비하고 있는 경우, 제어 장치 (1) 는, 차량 (Ve) 의 메인 스위치인 이그니션 스위치 (61) 가 오프 상태인지의 여부를 판단하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 제어 장치 (1) 는, 이그니션 신호에 기초하여 이그니션 스위치 (61) 가 온 상태 혹은 오프 상태인지를 판단하도록 구성되어 있다. 이 스텝 S3 에 있어서, 이그니션 스위치 (61) 가 오프 상태임으로써 긍정적으로 판단된 경우, 제어 장치 (1) 는, 제 3 클러치 기구 (C3) 를 해방시키기 위한 지시 신호를 출력하고 (스텝 S7), 여기서의 제어 처리를 종료한다.
이그니션 스위치 (61) 가 온 상태임으로써 스텝 S3 에서 부정적으로 판단된 경우, 제어 장치 (1) 는, 차속 (V) 이 미리 정해진 소정의 차속 (기준 차속) (V0) 이하인지의 여부를 판단한다 (스텝 S4). 그 기준 차속 (V0) 이란, 차량 (Ve) 이 이른바 타성 주행하고 있는 경우에 있어서의 차속을 포함한다. 즉, 이 스텝 S4 에서는, 제어 장치 (1) 에 의해, 차량 (Ve) 이 비교적 낮은 차속으로 주행하고 있는지 여부가 판단되도록 구성되어 있다. 또, 제어 장치 (1) 는, 차속 센서 (62) 로부터 입력되는 차속 (V) 을 검출하고, 스텝 S4 에 있어서의 판별 처리를 실행하도록 구성되어 있다. 그 스텝 S4 에 있어서, 차속 (V) 이 기준 차속 (V0) 보다 높음으로써 부정적으로 판단된 경우, 제어 장치 (1) 는, 제 3 클러치 기구 (C3) 를 해방시키기 위한 지시 신호를 출력하고 (스텝 S7), 여기서의 제어 처리를 종료한다. 그 스텝 S4 에서 판단되는 차속 (V) 이 기준 차속 (V0) 보다 높은 경우에는, 프리런 상태가 포함된다. 이 프리런 상태란 운전자가 액셀 페달을 되돌린 상태로서, 그 후의 운전자의 조작에 의해 차량 (Ve) 이 재가속할 필요가 발생할 수 있다. 그 재가속시에는, 차속 (V) 이 비교적 높은 차속이기 때문에, 재가속에 필요한 구동력이 비교적 작아진다. 그 때문에, 스텝 S4 에서 부정적으로 판단된 경우에는, 제 3 클러치 기구 (C3) 를 해방시키는 지시 신호를 출력함과 함께, 제 2 클러치 기구 (C2) 를 걸어맞추기 위한 지시 신호, 혹은 제 2 클러치 기구 (C2) 의 걸어맞춤 상태를 유지시키기 위한 지시 신호를 출력하도록 구성되어도 된다. 요컨대, 프리런 상태로부터의 재가속할 때에, 무단 변속부 (10) 를 사용하여 가속하도록 구성되어 있다.
차속 (V) 이 기준 차속 (V0) 이하임으로써 스텝 S4 에서 긍정적으로 판단된 경우, 제어 장치 (1) 는, 엔진 (2) 이 정지된 원인이 엔진 스톨인지 여부를 판단한다 (스텝 S5). 즉, 제어 장치 (1) 는, 스텝 S5 에 있어서 운전자가 의도하지 않은 엔진 (2) 의 정지 상태가 발생했는지 여부를 판단하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 엔진 (2) 이 정지되는 원인으로서, 이그니션 스위치 (61) 를 조작하여 운전자가 의도적으로 엔진 (2) 을 정지시킨 경우, S＆S 제어를 실시함으로써 엔진 (2) 이 정지된 경우, 혹은 운전자가 의도하지 않은 엔진 (2) 의 정지 상태, 즉 엔진 스톨의 경우가 포함된다. 예를 들어, 제어 장치 (1) 는, S＆S 제어를 실행 중이라는 내용의 S＆S 신호를 검출하고, 또한 엔진 (2) 이 정지되어 있는 것을 검출한 경우에, 스텝 S5 에 있어서 부정적으로 판단하도록 구성되어 있다. 또, 제어 장치 (1) 는, 이그니션 스위치 (61) 가 온 상태라는 내용의 이그니션 신호를 검출하고 있는 경우, 또한 S＆S 제어를 실행 중이라는 내용의 S＆S 신호를 검출하고 있지 않은 경우에, 엔진 (2) 이 정지된 것을 검출하면, 스텝 S5 에 있어서 긍정적으로 판단하도록 구성되어 있다. 즉, 제어 장치 (1) 는, 이 스텝 S5 에 있어서, S＆S 제어를 실행 중이라는 내용의 S＆S 신호를 검출하고 있는 경우에는, 스텝 S6 으로 진행되고, 한편 S＆S 제어를 실행 중이라는 내용의 S＆S 신호를 검출하고 있지 않은 경우에는, 스텝 S7 로 진행되도록 구성되어도 된다. 그리고, 이 스텝 S5 에 있어서, 엔진 스톨에 의해 엔진 (2) 이 정지된 것, 혹은 S＆S 제어를 실행 중이라는 내용의 S＆S 신호를 검출하고 있지 않음으로써 긍정적으로 판단된 경우, 제어 장치 (1) 는, 제 3 클러치 기구 (C3) 를 해방시키기 위한 지시 신호를 출력하고 (스텝 S7), 여기서의 제어 처리를 종료한다.
한편, 제어 장치 (1) 는, 엔진 스톨 이외의 원인에 의해 엔진 (2) 이 정지된 것, 바꿔 말하면 S＆S 제어를 실행 중이라는 내용의 S＆S 신호를 검출한 것으로 판단한 경우, 제 3 클러치 기구 (C3) 의 걸어맞춤을 유지시키기 위한 지시 신호를 출력하고 (스텝 S6), 여기서의 제어 처리를 종료한다. 그 스텝 S5 에서 부정적으로 판단된 경우로서 상기 서술한 S＆S 제어를 실시하고 있는 경우가 포함된다. 따라서, 운전자가 액셀 페달을 되돌린 상태에서 S＆S 제어를 실시한 경우여도, 운전자에 의해 액셀 페달이 밟힌 경우에는, 발진이나 재가속을 할 필요가 있다. 그 때문에, 차량 (Ve) 이 발진이나 재가속하는 경우에 대비하여, 제 3 클러치 기구 (C3) 의 걸어맞춤 상태를 유지시키는 지시 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 요컨대, 운전자가 액셀 페달을 밟음으로써, S＆S 제어로부터 복귀하여 재가속하는 경우에는, 유단 변속부 (40) 를 사용하여 가속하도록 구성되어 있다. 또, 이 스텝 S6 에 의해 제 3 클러치 기구 (C3) 를 걸어맞춤 유지시키는 경우, 제 2 클러치 기구 (C2) 가 걸어맞춤 상태 혹은 해방 상태 중 어느 쪽이어도 된다. 즉, 그 스텝 S6 의 제어에 의해, 상기 서술한 제 2 분리 상태가 되도록 구성되어 있다. 또, 스텝 S3 에 있어서 부정적으로 판단되고 있기 때문에, 스텝 S5 에서 부정적으로 판단된 경우에는, 이그니션 스위치 (61) 를 조작하여 운전자가 의도적으로 엔진 (2) 을 정지시킨 경우가 포함되지 않는다.
또한, 제어 장치 (1) 는, 상기 서술한 스텝 S7 의 제어에 있어서 제 3 클러치 기구 (C3) 를 해방시키는 지시 신호를 출력하는, 상기 서술한 제 1 뉴트럴 상태와 제 3 뉴트럴 상태와 제 1 분리 상태와 제 3 분리 상태 중 어느 상태가 되도록 지시 신호를 출력하도록 구성되어도 된다. 즉, 스텝 S7 에 있어서의 제어에 의해 제 3 클러치 기구 (C3) 를 해방시키는 경우, 제 2 클러치 기구 (C2) 는 해방되어 있는 상태여도 되고, 걸어맞추고 있는 상태여도 된다.
여기서 상기 서술한 구체예와 이 발명의 관계를 간단하게 설명하면, 제 3 클러치 기구 (C3) 가, 이 발명에 있어서의 클러치 기구에 상당한다. 또, 도 3 을 참조하여 설명한 스텝 6 에 있어서의 제어 수단이 걸어맞춤 유지 수단에 상당하고, 스텝 S7 에 있어서의 제어 수단이 해방 지시 수단에 상당한다.
상기 서술한 바와 같이, 이 발명에 관련된 차량의 제어 장치에 의하면, 차량의 주행 상태 혹은 정차 상태에 따라, 유단 변속부와 출력축 사이에 형성된 제 3 클러치 기구의 해방 동작 혹은 걸어맞춤 유지를 제어할 수 있다. 예를 들어, 차량이 주행 중, 특히 프리런 중이나 엔진 스톨된 후의 타성 주행 중 등에, 제 3 클러치 기구를 해방시켜, 기어열을 포함하는 유단 변속부와 출력축 사이의 토크 전달 경로를 차단할 수 있다. 그 때문에, 출력축이 유단 변속부를 구성하는 기어 기구를 동반 회전시키는 것을 방지할 수 있으므로, 유단 변속부에 의한 항력 손실을 억제할 수 있다. 또한 감속시에는 이른바 역입력 토크가 구동륜으로부터 유단 변속부에 전달되는 것을 방지할 수 있으므로, 엔진이 정지되어 있음으로써 무윤활 상태가 되는 유단 변속부가 역입력 토크에 의해 작동하는 것을 방지할 수 있고, 유단 변속부의 내구성을 향상시킬 수 있다. 요컨데, 유단 변속부에 불필요하게 작용하는 토크를 저감시키고, 또한 불필요한 회전을 억제하여 유단 변속부의 내구성을 향상시킬 수 있다. 추가로, 그 역입력 토크가 유단 변속부를 통하여 엔진에 전달하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 유단 변속부를 포함하는 전달 경로와 무단 변속부를 포함하는 전달 경로가 병렬로 형성되어 있기 때문에, 유단 변속부를 구동륜으로부터 기계적으로 분리했다고 하더라도, 무단 변속부와 구동륜을 기계적으로 접속시켜 두면, 어느 정도 차속이 높은 상태에서 재가속할 때에, 무단 변속부를 포함하는 전달 경로를 사용하여 가속할 수 있다.
또, 엔진 스톨된 경우나, 이그니션 스위치가 오프 상태인 경우에는, 차량이 견인되는 상황을 생각할 수 있으며, 그 피견인 상태에 대비하여 제 3 클러치 기구를 해방시킬 수 있다. 요컨대, 제 3 클러치 기구를 해방시킨 상태를 포함하는 뉴트럴 상태로 할 수 있도록 구성되어 있다. 이로써, 차량이 견인되었을 때에, 엔진이 정지되어 있음으로써 무윤활 상태가 되는 유단 변속부에, 구동륜으로부터의 토크가 작용하는 것을 방지할 수 있으므로, 유단 변속부에 불필요하게 작용하는 토크를 저감시키고, 또한 유단 변속부가 불필요하게 회전하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 유단 변속부의 내구성을 향상시킬 수 있다.
한편, 차량이 정차 중 혹은 비교적으로 낮은 차속으로 주행 중에 S＆S 제어를 실시한 경우에는, 제 3 클러치 기구를 걸어맞춤 유지시켜, 유단 변속부와 출력축 사이의 토크 전달 경로를 계속 접속시킬 수 있다. 이로써, S＆S 제어에 의해 엔진이 정지된 후, 저차속 상태로부터 재가속할 때, 혹은 차량이 발진할 때에, 제 3 클러치 기구가 걸어맞춤 작동할 필요가 없기 때문에, 응답성을 향상시킬 수 있다. 요점은, 발진 혹은 재가속할 때에, 비교적 큰 구동력을 필요로 하는 경우에 있어서, 요구 파워에 대해 구동륜에서 발생하는 구동력이 지연되는 것을 방지할 수 있다. 요컨대, 유단 변속부에 의한 변속비가, 무단 변속부에 의한 변속비보다 크게 설정되어 있으므로, 차량의 주행 상태 혹은 정차 상태에 따라, 엔진과 구동륜 사이의 토크 전달 경로를 전환할 수 있다.
또한, 이 발명에 관련된 차량의 제어 장치는, 상기 서술한 각 구체예에 한정되지 않고, 이 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경이 가능하다.
예를 들어, 마찰 클러치에 의해 구성된 제 1 클러치 기구 및 제 2 클러치 기구가 유압 액추에이터와 어큐뮬레이터를 구비하고, 엔진이 정지되어 있는 경우여도 어큐뮬레이터의 유압에 의해 제 1 클러치 기구를 작동시킬 수 있도록 구성되어도 된다. 요컨대, 엔진의 구동 상태 혹은 정지 상태에 관계없이 제 1 및 제 2 클러치 기구를 작동시킬 수 있도록 구성되어도 된다.
또, 이 발명에 있어서, 상기 서술한 구체예에 있어서의 제어 장치와는 별도로, 엔진의 구동 혹은 정지를 제어하기 위한 전자 제어 장치 (엔진 ECU) 를 구비하고 있어도 되고, 그 엔진 ECU 로부터 이 발명에 관련된 차량의 제어 장치에 S＆S 신호가 입력되도록 구성되어도 된다. 또, 제어 장치에 입력되는 검출 신호로서, 터빈 회전수, 입력축 회전수, 프라이머리 샤프트 회전수, 프라이머리 풀리 홈 폭, 세컨더리 풀리 홈 폭, 세컨더리 샤프트 회전수, 출력축 회전수, 제 1 클러치 기구의 유압, 제 2 클러치 기구의 유압 등의 검출 신호가 포함된다. 또한, 그들 검출 신호는, 도시되지 않은 각종 센서로부터 제어 장치에 입력되어도 된다.
또한, 이 발명에 있어서의 전후진 전환 기구는, 상기 서술한 더블 피니언형의 유성 기어 기구 대신에, 싱글 피니언형의 유성 기어 기구에 의해 구성할 수 있다. 또한, 제 1 클러치 기구는, 차동 작용을 실시하는 전후진 전환 기구의 전체를 일체화하기 위한 것으로서, 따라서 상기 서술한 각 구체예로 나타낸 바와 같이, 선 기어와 캐리어의 2 개의 회전 요소를 서로 연결하는 구성 이외에, 선 기어와 캐리어와 링 기어의 3 개의 회전 요소를 연결하도록 구성되어 있어도 된다.
또, 이 발명에 있어서의 제 3 클러치 기구는, 키식 싱크로메시 기구나 콘식 싱크로메시 기구에 의해 구성되어도 된다. 즉, 제 3 클러치 기구는, 맞물림식의 클러치이면 되고, 싱글콘식 싱크로메시 기구나, 멀티콘식 싱크로메시 기구에 의해 구성되어도 된다.
추가로, 이 발명에 있어서의 유단 변속부는, 고정 변속비로서 1 개의 변속비 (기어비, 감속비) 를 갖는 기어 기구에 한정되지 않고, 2 이상의 복수의 고정 변속비 (기어비, 감속비) 를 갖고, 그들 고정 변속비를 선택하여 설정할 수 있는 기어 기구여도 된다. 요점은, 유단 변속부가 입력축으로부터 출력축으로 토크를 전달할 수 있는 기어 기구에 의해 구성되어 있으면 되는데, 이 발명에서는, 고정 변속비로서 무단 변속부에서는 설정할 수 없는 변속비를 유단 변속부에서 설정하기 때문에, 기어 기구는 복수의 기어를 맞물리게 한 기어쌍의 조합에 의해 구성된다. 요컨대, 그것들의 기어비 (톱니수의 비) 가, 무단 변속부에서 설정할 수 있는 최대 변속비보다 큰 변속비가 되도록 구성되어 있으면 된다.
1 : 제어 장치 (ECU), 2 : 엔진,
3 : 트랜스 액슬, 4 : 차축,
5 : 구동륜, 7 : 입력축,
8 : 전후진 전환 기구, 9 : 프라이머리 샤프트,
10 : 무단 변속부, 10a : 벨트,
11 : 출력축, 13 : 출력 기어,
14 : 감속 기어 기구, 16 : 프론트 디퍼렌셜,
20 : 프라이머리 풀리, 30 : 세컨더리 풀리,
40 : 유단 변속부, 41 : 구동 기어,
42 : 카운터 드리븐 기어, 43 : 카운터 샤프트,
44 : 카운터 드라이브 기어, 45 : 종동 기어,
51 : 허브, 53 : 슬리브,
55 : 클러치 기어, 61 : 이그니션 스위치,
62 : 차속 센서, B : 브레이크 기구,
C : 분리 기구, C1 : 제 1 클러치 기구,
C2 : 제 2 클러치 기구, C3 : 제 3 클러치 기구.

Claims (6)

  1. 차량용 제어 시스템으로서,
    상기 차량은, 엔진 (2) 과, 상기 엔진 (2) 이 출력한 토크가 입력되도록 구성된 입력축 (7) 과, 상기 토크를 출력하도록 구성된 출력축 (11) 과, 상기 입력축 (7) 과 상기 출력축 (11) 사이에 무단 변속부 (10) 와, 유단 변속부 (40) 를 구비하고, 상기 무단 변속부 (10) 는 변속비를 연속적으로 변화시키도록 구성되고, 상기 유단 변속부 (40) 는 상기 무단 변속부 (10) 와 병렬로 형성되고, 상기 유단 변속부 (40) 는 상기 무단 변속부에서 설정할 수 있는 최대 변속비보다 큰 변속비를 설정할 수 있도록 구성되고,
    제 1 클러치 기구는 마찰식이고, 상기 제 1 클러치 기구는 상기 입력축 (7) 과 상기 유단 변속부 (40) 사이의 토크의 전달을 차단하도록 구성되고, 제 2 클러치 기구는 맞물림식이고, 상기 제 2 클러치 기구는 상기 유단 변속부 (40) 와 구동륜 사이의 토크의 전달을 차단하도록 구성되고,
    상기 제어 시스템은,
    차속이 소정치 이상인 경우, 또한 상기 엔진 (2) 이 정지되어 있는 경우에, 상기 제 2 클러치 기구를 해방시키고,
    상기 차속이 상기 소정치보다 작은 경우, 또한 이그니션 온 상태에서 상기 엔진 (2) 을 정지시키는 제어를 실시함으로써 상기 엔진 (2) 이 정지되어 있는 경우에, 상기 제 2 클러치 기구를 걸어맞춤 상태로 하고, 상기 제 1 클러치 기구를 해방시키도록 구성되어 있는 제어 장치 (1) 를 구비하는, 차량용 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치 (1) 는, 상기 차속이 상기 소정치보다 작은 경우, 또한 엔진 스톨 혹은 이그니션 오프됨으로써 상기 엔진 (2) 이 정지되어 있는 경우에, 상기 제 2 클러치 기구를 해방시키도록 구성되어 있는, 차량용 제어 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 차량은 상기 무단 변속부 (10) 와 상기 출력축 (11) 사이의 토크의 전달을 차단하도록 구성된 제 3 클러치 기구를 추가로 구비하고,
    상기 제어 장치 (1) 는, 상기 차속이 상기 소정치보다 작은 경우, 상기 제 3 클러치 기구를 해방 상태로 하도록 구성되어 있는, 차량용 제어 시스템.
  4. 차량용 제어 방법으로서,
    상기 차량은 엔진 (2) 과, 상기 엔진 (2) 이 출력한 토크가 입력되도록 구성되는 입력축 (7) 과, 상기 토크를 출력하도록 구성되는 출력축 (11) 과, 제어 장치 (1) 와, 상기 입력축 (7) 과 상기 출력축 (11) 사이에 무단 변속부 (10) 와, 유단 변속부 (40) 를 구비하고, 상기 무단 변속부 (10) 는 변속비를 연속적으로 변화시키도록 구성되고, 상기 유단 변속부 (40) 는 상기 무단 변속부 (10) 와 병렬로 형성되고, 상기 유단 변속부 (40) 는 상기 무단 변속부 (10) 에서 설정할 수 있는 최대 변속비보다 큰 변속비를 설정할 수 있도록 구성되고,
    제 1 클러치 기구는 마찰식이고, 상기 제 1 클러치 기구는 상기 입력축 (7) 과 상기 유단 변속부 (40) 사이의 토크의 전달을 차단하도록 구성되고, 제 2 클러치 기구는 맞물림식이고, 상기 제 2 클러치 기구는 상기 유단 변속부 (40) 와 구동륜 사이의 토크의 전달을 차단하도록 구성되고,
    상기 제어 방법은,
    차속이 소정치 이상인 것으로 판단한 경우, 또한 상기 엔진 (2) 이 정지되어 있는 경우에, 상기 제어 장치 (1) 에 의해 상기 제 2 클러치 기구를 해방시키고,
    상기 차속이 상기 소정치보다 작은 것으로 판단한 경우, 또한 이그니션 온 상태에서 상기 엔진 (2) 을 정지시키는 제어를 실시함으로써 상기 엔진 (2) 이 정지되어 있는 것으로 판단한 경우에, 상기 제 2 클러치 기구를 걸어맞춤 상태로 하고, 상기 제 1 클러치 기구를 해방시키는, 차량용 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 차속이 상기 소정치보다 작은 것으로 판단한 경우, 또한 엔진 스톨됨으로써 상기 엔진 (2) 이 정지되어 있는 것으로 판단한 경우에, 상기 제어 장치 (1) 에 의해 상기 제 2 클러치 기구를 해방시키는, 차량용 제어 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 차량은 상기 무단 변속부 (10) 와 상기 출력축 (11) 사이의 토크의 전달을 차단하도록 구성된 제 3 클러치 기구를 추가로 구비하고,
    상기 차속이 상기 소정치보다 작은 것으로 판단한 경우, 상기 제어 장치 (1) 에 의해 상기 제 3 클러치 기구를 해방 상태로 하는, 차량용 제어 방법.
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