KR19980080526A - 토로이달식 무단변속기의 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토로이달식 무단변속기에 있어서, 저속영역에서 안정된 변속제어를 행하는 것을 과제로 하는 것으로써, 토로이달 변속기구의 트러니온을 이동시켜 상기 변속기구의 변속비를 변화시키는 증속용 유압실(115)과 감속용 유압실(116)에, 리니어 솔레노이드 밸브(209), (210)에 의해 각각 생성된 라인압과 이에따라 낮은 릴리프압을, 3층밸브(220), (230)에 의해 조정하여 공급하는 구성에 있어서, 소정 차속 이하의 저차속시에는 상기 3층밸브(220), (230)에 의한 상기 라인압 및 릴리프압의 조정을 행하지 않고, 상기 리니어 솔레노이드 밸브(209), (210)에 의해 직접 제어하도록 구성한다.

Description

토로이달식 무단변속기의 제어장치

본 발명은 토로이달식 무단변속기의 제어장치에 관한 것으로, 주로 자동차용 변속기의 기술분야에 속하는 것이다.

자동차용 무단변속기로서 입력디스크와 출력디스크 사이에 양 디스크 사이의 동력전달을 행하는 롤러를 압접상태로 끼움과 동시에, 이 롤러를 경전(傾傳)시켜서 양 디스크에 대한 접촉 위치를 반경방향으로 변화시킴에 따라, 양 디스크 사이의 동력전달의 변속비를 무단계로 변화시키도록 한 토로이달식 무단변속기가 실용화되고 있는데, 예를들면 일본국 특개평3-223555호 공보나 동 특개평6-101754호 공보 등에 나타나 있는 바와 같이, 이런 종류의 무단변속기에 있어서 기어드 뉴트럴(geared neutral)을 이용한 발진방식을 채용하는 것이 제안되어 있다.

이 방식은 엔진에 연결된 인풋 샤프트상에 상기와 같은 구성의 토로이달 변속기구가 배치됨과 동시에, 상기 인풋 샤프트와 평행한 세컨더리 샤프트상에 선 기어와, 인터널 기어와, 이들 양 기어에 맞물린 플래니터리 피니언을 지지하는 피니언 캐리어와의 3개의 회전 요소를 가진 유성기어기구가 배치되고, 이들 회전 요소중 인터널 기어를 출력요소로 하는 한편, 엔진 회전을 피니언 캐리어에는 직접, 선 기어에는 상기 토로이달 변속기구를 통해 각각 입력하도록 구성된다.

그리고, 상기 토로이달 변속기구의 변속비를 제어함으로써, 유성기어기구의 피니언 캐리어와 선 기어에 입력되는 회전속도의 비율을 출력요소인 인터널 기어가 정지하는 비율로 제어하여 중립상태를 실현시킴과 동시에, 이 상태에서 토로이달 변속기구의 변속비를 증감시킴으로써 인터널 기어를 전진 또는 후퇴방향으로 회전시키도록 구성된다.

이 방식에 의하면, 발진시에 접속되는 클러치나 토크 컨버터 등을 사용하지 않아도 차량을 발진시킬 수 있으며, 발진시의 응답성이나 동력전달효율이 향상되게 된다.

그러나, 이런 종류의 무단변속기에 있어서는 미리 차속이나 스로틀 개도 등의 주행상태에 의거해서 설정된 변속특성에 이들의 실측치를 적용시킴으로써, 엔진회전수 내지 최종 기어비의 목표치를 구하고, 상기 목표치가 얻어지도록 토로이달 변속기구의 변속비, 즉 롤러의 경전각이 제어되지만, 이 때의 경전각의 제어는 상기 롤러를 회전가능하게 지지하고, 또 디스크에 대해 이동가능하게 설치된 트러니언의 이동제어에 의해 행해진다.

즉, 이 트러니언을 이동시키는 것으로, 예를들면 상기 트러니언의 이동방향을 따라 2개의 피스톤실이 설치되고, 그중 한쪽이 트러니언을 디스크에 대해 일방향으로 이동시키는 피스톤실이 되고, 다른 쪽이 트러니언을 디스크에 대해 다른 방향으로 이동시키는 피스톤실이 되고, 각각에 작용유압급배용 유로가 배설된다.

그리고, 각 유로를 통해 양 피스톤실에, 예를들면 라인압과, 상기 라인압과 같거나 또는 그것보다 낮은 릴리프압이 공급되고, 그 차압에 의해 트러니언이 증속측 또는 감속측으로 이동하도록 구성된다. 이 경우에 이들의 각 유로와 라인압을 생성하는 레귤레이터 밸브 및 릴리프압을 생성하는 릴리프 밸브 사이에 3층밸브를 배설하고, 이 3층밸브의 제어에 의해 상기 차압을 조압하여 각 피스톤실에 공급하는 경우가 있다.

이 3층밸브는 일반적으로 밸브 본체내에 이동가능하게 수용된 슬리브와, 상기 슬리브내에 이동가능하게 수용된 스풀을 가진 구조가 되며, 상기 3층밸브의 상기 슬리브의 이동량을 제어함으로써 차압이 제어된다. 따라서, 이 슬리브의 이동량과 상기 차압이 항상 1대 1의 관계에 있는 것이 바람직하며, 그와 같은 1대 1의 관계가 상시 실현되는 경우에는 이 3층밸브에 의한 슬리브 제어만을 행하면 토로이달 변속기구의 변속비 제어를 거의 행할 수 있게 된다.

그러나, 현실적으로는 슬리브의 슬라이딩시 마찰의 영향 등에 따라, 예를들면 상기 슬리브를 밸브 본체내에서 일방향으로 이동시켜 나가는 경우와 다른 방향으로 이동시켜 나가는 경우로, 같은 슬라이딩 위치라고 해도 얻어지는 차압이 다르고, 결과적으로 히스테리시스가 발생하여 정밀한 변속비 제어가 실현되지 않을 우려가 있는데, 특히 출력회전이 앞뒤로 반전하는 기어드 뉴트럴 부근에서 희망하는 차압이 되지 않았을 경우에는 저속으로 전진 주행시에 후퇴방향의 회전이 되거나, 그 반대가 되는 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명은 토로이달 변속기에 있어서의 상기 문제에 대처하는 것으로, 트러니언을 이동시키는 유압제어를 항상 정밀하게 행하는 것을 과제로 한다.

도1은 본 발명의 실시형태에 관한 토로이달식 무단변속기구의 기계적 구성을 도시하는 골자도,

도2는 동 변속기의 요부의 구체적 구조를 도시하는 전개도,

도3은 도2의 A-A선에 따른 단면도,

도4는 하이 모드 기어열을 구성하는 기어 부착의 양태를 도시하는 단면도,

도5는 로우딩 캠과 로우 모드 기어열을 구성하는 기어 및 입력 디스크와의 부착관계를 도시하는 일부 절결도,

도6은 인풋 샤프트상의 구성을 도시하는 확대단면도,

도7은 세컨더리 샤프트상의 구성을 도시하는 확대단면도,

도8은 순환 토크에 의한 문제점을 설명하는 개략선도,

도9는 본 발명의 실시형태에 관한 변속기의 순환 토크의 흐름을 설명하는 개략 선도,

도10은 동 변속기의 유압제어의 회로도,

도11은 도3의 B방향에서 본 변속제어용의 유압을 생성하는 3층밸브의 부분단면도,

도12는 도3의 C방향에서 본 캠 기구의 부분단면도,

도13은 전진용 3층밸브의 확대도,

도14는 후퇴용 3층밸브의 확대도,

도15는 변속기 케이스의 하부구조를 도시하는 단면도,

도16은 본 발명의 실시형태에 관한 변속기의 제어 시스템도,

도17은 변속제어의 전제가 되는 트랙션력의 설명도,

도18은 스텝 모터의 펄스수와 토로이달 변속비의 관계를 도시하는 특성도,

도19는 스텝 모터의 펄스수와 최종변속비와의 관계를 도시하는 특성도,

도20은 변속제어에 이용되는 특성도,

도21은 3층밸브에 의한 변속제어의 문제점의 설명도,

도22는 콘트롤 유니트가 행하는 제어의 메인 플로우챠트도,

도23은 동 콘트롤 유니트가 행하는 라인압 제어 특징의 설명도,

도24는 동 라인압 제어의 플로우 챠트도,

도25는 동 라인압 제어의 특성도,

도26은 동 라인압 제어의 특성도,

도27은 동 콘트롤 유니트가 행하는 인게이지 제어의 플로우 챠트도,

도28은 동 인게이지 제어의 특성도,

도29는 동 인게이지 제어의 특성도,

도30은 동 콘트롤 유니트가 행하는 다이렉트 제어의 플로우 챠트도,

도31은 동 다이렉트 제어의 특성도,

도32는 동 다이렉트 제어의 특성도,

도33은 동 다이렉트 제어 및 인게이지 제어에 의한 타임 챠트도,

도34는 구배제어를 포함하는 제2 다이렉트 제어의 플로우 챠트도,

도35는 동 제2 다이렉트 제어의 특성도,

도36은 동 제2 다이렉트 제어의 특성도,

도37은 동 제2 다이렉트 제어에 의한 타임 챠트도,

도38은 동 콘트롤 유니트가 행하는 전환제어의 플로우 챠트도,

도29는 별도의 전환제어의 플로우 챠트도,

도40은 동 콘트롤 유니트가 행하는 후퇴시 변속제어의 플로우 챠트도,

도41은 동 후퇴시 변속제어의 변속특성도,

도42는 동 콘트롤 유니트가 행하는 모드 절환제어의 플로우 챠트도,

도43은 동 모드 절환제어의 특성도이다.

도면의 주요부분에 대한 설명

1: 구동원(인게이지) 10: 토로이달식 무단변속기

20, 30: 무단변속기구 21, 31: 입력 디스크

22, 32: 출력 디스크 23, 33: 롤러

25: 롤러 지지부재(트러니온) 50: 기어기구(유성기어기구)

51: 제2 구성요소(피니언 캐리어)

52: 제1 구성요소(선 기어) 53: 제3 구성요소(인터널 기어)

115, 116: 제1,제2 유압실(증속용 유압실, 감속용 유압실)

209, 210: 제1, 제2 작동압 생성수단(리니어 솔레노이드 밸브)

220, 230: 작동압 공급 밸브(3층 밸브)

222, 232: 제1 이동부재(슬리브) 223, 233: 제2 이동부재(스풀)

241: 제1, 제2 차단수단(시프트 밸브)

300: 제어수단, 작동압 변경수단(콘트롤 유니트)

301∼310: 운전상태 검출수단(센서, 스위치)

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 다음과 같이 구성한 것을 특징으로 한다.

먼저, 본원의 특허청구범위의 청구항 1에 기재한 발명(이하, 「제1 발명」이라 한다)은, 차량의 구동원에 연결된 입력측 디스크와, 상기 입력측 디스크에 대향해서 설치되고, 상기 차량의 구동륜에 구동력을 전달하는 출력측 디스크와, 상기 입력측 디스크와 출력측 디스크 사이에 양 디스크에 주면이 접촉하도록 배설된 롤러와, 2개의 유압실을 구비하고, 제1 유압실에 작동압이 공급되었을 때, 상기 롤러를 일방향으로 이동시켜서 상기 양 디스크와의 접촉 위치를 바꿈에 따라 양 디스크 사이의 증속을 행하는 한편, 제2 유압실에 작동압이 공급되었을 때, 상기 롤러를 다른 방향으로 이동시켜서 상기 양 디스크와의 접촉 위치를 바꿈에 따라 양 디스크 사이의 감속을 행하도록 구성된 롤러지지부재와, 상기 양 유압실에 공급되는 제1 작동압을 생성하는 제1 작동압 생성수단과, 상기 양 유압실에 공급되는 작동압에 있어서 상기 제1 작동압보다 작은 압력의 제2 작동압을 생성하는 제2 작동압 생성수단과, 상기 제1 작동압과 제2 작동압을 상기 제1 유압실과 제2 유압실에 선택적으로 공급하는 작동압 공급밸브와, 상기 제1 작동압과 제2 작동압중 적어도 한쪽을 변경하는 작동압 변경수단과, 적어도 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값을 포함하는 상기 차량의 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단과, 상기 운전상태 검출수단의 검출결과에 의거해서 상기 작동압 공급밸브의 작동과 상기 작동압 변경수단의 작동을 제어함으로써, 상기 양 디스크 사이의 변속비를 상기 차량의 운전상태에 따른 값으로 제어하는 제어수단을 구비한다.

그리고, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 작은 것(고속측)을 나타내고 있을 때는, 상기 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것(저속측)을 나타내고 있을 때는, 상기 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 구동원으로는 엔진외에 전동기 및 엔진과 전동기를 조합한 것 등이 포함된다. 또, 상기 작동압 변경수단에 의해 제1 작동압과 제2 작동압중 적어도 한쪽을 변경할 경우, 압력이 높은 쪽의 제1 작동압을 변경하는 경우와, 압력이 낮은 쪽의 제2 작동압을 변경하는 경우가 있다.

또, 청구항 2에 기재한 발명(이하, 「제2 발명」이라 한다)은, 상기 제1 발명에 있어서, 운전상태 검출수단은 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값으로서 차량의 차속을 검출하고 있으며, 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 차속이 소정 차속보다 클 때는, 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 운전상태 검출수단에 의해 검출된 차속이 상기 소정 차속보다 작을 때는, 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 3에 기재한 발명(이하, 「제3 발명」이라 한다)은, 상기 제1 발명에 있어서, 작동압 공급밸브는 제1 유압실에 연통하는 제1 포트와, 제2 유압실에 연통하는 제2 포트와, 제1 작동압 생성수단에 연통하는 제1 작동압 포트와, 제2 작동압 생성수단에 연통하는 제2 작동압 포트와, 축방향으로 이동함으로써 상기 제1 포트와 제2 포트를 상기 제1 작동압 포트와 제2 작동압 포트에 선택적으로 연통, 차단하는 이동부재를 가지며, 상기 이동부재의 축방향 위치에 대응하여 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 결정되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 4에 기재한 발명(이하, 「제4 발명」이라 한다)은, 상기 제3 발명에 있어서, 작동압 공급밸브를 구성하는 이동부재는, 제어수단에 의해 축방향의 위치를 제어하는 제1 이동부재와, 양 디스크 사이의 변속비를 변경하기 위해 상기 제1 이동부재가 일방향으로 이동하여 제1 포트와 제2 포트를 제1 작동압 포트와 제2 작동압 포트에 선택적으로 연통시켰을 때, 롤러의 경전에 따라 상기 제1 이동부재의 이동방향과 같은 방향으로 이동하여 상기 포트 사이의 연통을 차단하는 제2 이동부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 이동부재 및 제2 이동부재는 후술하는 실시형태에서는 3층밸브에 있어서의 슬리브와 스풀에 대응하지만, 슬리브가 제1 이동부재에 대응하고, 스풀이 제2 이동부재에 대응하는 경우와, 스풀이 제1 이동부재에 대응하고, 스풀이 제2 이동부재에 대응하는 경우가 있다.

또, 청구항 5에 기재한 발명(이하, 「제5 발명」이라 한다)은, 상기 제4 발명에 있어서, 제어수단은 운전상태 검출수단에 의해 검출된 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 제1 이동부재를 상기 소정의 저속용 변속비에 대응하는 위치에 고정하고, 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 6에 기재한 발명(이하, 「제6 발명」이라 한다)은, 상기 제3 발명 또는 제4 발명에 있어서, 운전상태 검출수단은 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값으로서 이동부재의 위치를 검출하고 있으며, 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 이동부재의 위치가 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 작은 것을 나타내고 있을 때는, 작동압 공급밸브의 작동상태를 변동함으로써 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 이동부재의 위치가 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 작동압 변동수단의 작동상태를 변동함으로써 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 7에 기재한 발명(이하, 「제7 발명」이라 한다)은, 상기 제1 발명에 있어서, 제어수단은 운전상태 검출수단에 의해 검출된 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 제2 작동압을 변경함으로써 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 8에 기재한 발명(이하, 「제8 발명」이라 한다)은, 상기 제7 발명에 있어서, 운전상태 검출수단은 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값으로서 차량의 차속을 검출하고 있으며, 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 차속이 소정 차속보다 클 때는, 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 양 디스크 사이의 변속비를 변경하고, 운전상태 검출수단에 의해 검출된 차속이 상기 소정 차속보다 작을 때는, 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속기를 변경하는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 9에 기재한 발명(이하, 「제9 발명」이라 한다)은, 상기 제7 발명에 있어서, 작동압 공급밸브는 제1 유압실에 연통하는 제1 포트와, 제2 유압실에 연통하는 제2 포트와, 제1 작동압 생성수단에 연통하는 제1 작동압 포트와, 제2 작동압 생성수단에 연통하는 제2 작동압 포트와, 축방향으로 이동함으로써 상기 제1 포트와 제2 포트를 상기 제1 작동압 포트와 제2 작동압 포트에 선택적으로 연통, 차단하는 이동부재를 가지며, 상기 이동부재의 축방향 위치에 대응하여 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 결정되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 10에 기재한 발명(이하, 「제10 발명」이라 한다)은, 상기 제9 발명에 있어서, 작동압 공급밸브를 구성하는 이동부재는 제어수단에 의해 축방향의 위치를 제어하는 제1 이동부재와, 양 디스크 사이의 변속비를 변경하기 위해 상기 제1 이동부재가 일방향으로 이동하여 제1 포트와 제2 포트를 제1 작동압 포트와 제2 작동압 포트에 선택적으로 연통시켰을 때, 롤러의 경전에 따라 상기 제1 이동부재의 이동방향과 같은 방향으로 이동하여 상기 포트 사이의 연통을 차단하는 제2 이동부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 11에 기재한 발명(이하, 「제11 발명」이라 한다)은, 상기 제10 발명에 있어서, 제어수단은 운전상태 검출수단에 의해 검출된 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 제1 이동부재를 상기 소정의 저속용 변속비에 대응하는 위치에 고정하고, 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 12에 기재한 발명(이하, 「제12 발명」이라 한다)은, 상기 제9 발명 또는 제10 발명에 있어서, 운전상태 검출수단은 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값으로서 이동부재의 위치를 검출하고 있으며,제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 이동부재의 위치가 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 작은 것을 나타내고 있을 때는, 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 이동부재의 위치가 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 한다.

한편, 청구항 13에 기재한 발명(이하, 「제13 발명」이라 한다)은, 상기 제1 발명에 있어서, 토로이달식 무단변속기구를 구비함과 동시에, 차량의 구동원으로부터의 출력 토크가 상기 토로이달식 무단변속기구에서 변속되어 전달되는 제1구성요소와, 상기 구동원으로부터의 출력 토크가 상기 토로이달식 무단변속기구를 경유하지 않고 직접 전달되는 제2구성요소와, 상기 제1구성요소와 상기 제2구성요소에 상시 맞물려서 양 구성요소로부터 전달되는 출력 토크를 상기 차량의 구동륜에 전달하는 제3구성요소를 가진 기어기구를 구비하고, 상기 토로이달식 무단변속기에 있어서의 변속비를 변경함으로써 상기 차량이 전진하는 상태와, 후퇴하는 상태와, 중립상태를 선택적으로 달성할 수 있도록 구성된 토로이달식 무단변속기의 제어장치에 관한 것으로, 다음과 같이 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 토로이달식 무단변속기구는 상기 차량의 구동원에 연결된 입력측 디스크와, 상기 입력측 디스크에 대향해서 설치되고, 상기 기어기구의 제1구성요소에 구동력을 전달하는 출력측 디스크와, 상기 입력측 디스크와 출력측 디스크 사이에 양 디스크에 주면이 접촉하도록 배설된 롤러와, 2개의 유압실을 구비하고, 제1 유압실에 작동압이 공급되었을 때, 상기 롤러를 일방향으로 이동시켜서 상기 양 디스크와의 접촉 위치를 바꿈에 따라 양 디스크 사이의 증속을 행하는 한편, 제2 유압실에 작동압이 공급되었을 때, 상기 롤러를 다른 방향으로 이동시켜서 상기 양 디스크와의 접촉 위치를 바꿈에 따라 양 디스크 사이의 감속을 행하도록 구성된 롤러지지부재와, 상기 양 유압실에 공급되는 제1 작동압을 생성하는 제1 작동압 생성수단과, 상기 양 유압실에 공급되는 작동압에 있어서 상기 제1 작동압보다 작은 압력의 제2 작동압을 생성하는 제2 작동압 생성수단과, 상기 제1 작동압과 제2 작동압을 상기 제1 유압실과 제2 유압실에 선택적으로 공급하는 작동압 공급밸브와, 상기 제1 작동압과 제2 작동압중 적어도 한쪽을 변경하는 작동압 변경수단과, 적어도 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값을 포함하는 상기 차량의 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단과, 상기 운전상태 검출수단의 검출결과에 의거해서 상기 작동압 공급밸브의 작동과 상기 작동압 변경수단의 작동을 제어함으로써, 상기 양 디스크 사이의 변속비를 상기 차량의 운전상태에 맞는 값으로 제어하는 제어수단을 구동원에 갖는다.

그리고, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 작은 것을 나타내고 있을 때는, 상기 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 상기 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 14에 기재한 발명(이하, 「제14 발명」이라 한다)은, 상기 제13 발명에 있어서, 작동압 공급밸브로서 차량의 전진 주행시에만 작동하는 전진용 작동압 공급밸브와, 상기 차량의 후퇴시에만 작동하는 후퇴용 작동압 공급밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 15에 기재한 발명(이하, 「제15 발명」이라 한다)은, 상기 제14 발명에 있어서, 전진용 작동압 공급밸브와 제1, 제2 유압실 사이를 연통하는 제1 연통로를 차단하는 제1 차단수단과, 후퇴용 작동압 공급밸브와 상기 제1, 제2 유압실 사이를 연통하는 제2 연통로를 차단하는 제2 차단수단과, 운전자가 전진 주행 레인지를 선택하고 있을 때, 상기 제2 차단수단을 작동시킴과 동시에 상기 제1 차단수단의 작동을 해제하는 한편, 운전자가 후퇴 주행 레인지를 선택하고 있을 때, 상기 제1 차단수단을 작동시킴과 동시에 상기 제2 차단수단의 작동을 해제하는 차단절환수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이상의 각 발명의 작용을 정리하면, 어떤 발명에 의해서든 토로이달식 무단변속기에 있어서, 변속비가 소정의 저변속비보다 작거나 혹은 차속이 소정 차속 이상에서는, 3층밸브 등의 작동압 공급밸브의 제어에 의해 변속비의 제어가 행해지는 한편, 변속비가 상기 소정의 저변속비보다 크거나, 혹은 차속이 상기소정 차속 미만에서는 상기 작동압 공급밸브에 의한 변속비의 제어 대신, 작동압 생성수단의 작동에 의해 변속기구를 작동시키는 유압실에 공급되는 작동압을 직접 제어하도록 했기 때문에, 특히 저차속의 영역에서 히스테리시스가 없는 안정된 변속비 제어가 행해지게 된다.

그리고, 특히 제13 발명∼제39 발명에 의하면, 상기의 효과는 기어드 뉴트럴 발진방식을 채용하는 무단변속기에 있어서 실현되고, 특히 히스테리시스에 의한 폐해가 현저해지는 기어드 뉴트럴 부근에서 변속비의 제어가 정확하게 행해지게 되므로, 이런 종류의 변속기의 변속성능이 향상되게 된다.

또, 제7 발명∼제12 발명, 제19 발명∼제24 발명, 제33 발명∼제38 발명, 제41 발명, 제42 발명, 제44 발명, 제45 발명, 제48 발명에 의하면, 상기 작동압 생성수단에 의해 생성되는 2가지 작동압 차압에 의해 변속비의 제어를 행하는 경우에, 이 제어가 압력이 낮은 쪽의 제2 작동압을 제어함으로써 행해지므로, 압력이 높은 쪽의 제1 작동압에서 하는 경우에 비해 보다 치밀한 차압의 제어, 즉 변속비 제어를 행할 수 있음과 동시에, 유압계 전체의 유압 증대가 회피되어 오일 펌프의 로스가 낮아지므로 연비의 악화가 제어된다.

또, 제32 발명, 제39 발명, 제47 발명, 제48 발명에 의하면, 기어드 뉴트럴 상태로부터의 전진에서의 발진시에 변속기가 후퇴측으로 작동하는 사태가 회피되어 항상 양호한 발진성이 확보되게 된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관한 무단변속기에 대해, 그 기계적 구성, 유압제어회로의 구성 및 변속제어의 구체적 동작을 설명한다.

기계적구성

도1은 본 실시형태에 관한 토로이달식 무단변속기의 기계적 구성을 도시하는 골자도이고, 이 변속기(10)는 엔진(1)의 출력축(2)에 토셔널 댐퍼(3)를 통하여 연결된 인풋 샤프트(제1 샤프트)(11)와, 상기 샤프트(11)의 외측에 고정되지 않게 감합된 중공의 프라이머리 샤프트(제3 샤프트)(12)와, 이들 샤프트(11), (12)에 평행으로 배치된 세컨더리 샤프트(제2 샤프트)(13)를 가지고, 이들 샤프트(11∼13)가 모두 상기 차량의 횡방향으로 연장하도록 배치되어 있다.

또한, 이 무단변속기(10)의 상기 인풋 샤프트(11) 및 프라이머리 샤프트(12)의 축선상에는 토로이달식 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)와, 로우딩 캠(40)이 배설됨과 동시에, 세컨더리 샤프트(13)의 축선상에는 유성기어기구(50)와, 로우 모드 클러치(제1 클러치 기구)(60) 및 하이 모드 클러치(제2 클러치 기구)(70)가 배설되어 있다. 그리고, 인풋 샤프트(11) 및 프라이머리 샤프트(12)의 축선과, 세컨더리 샤프트(13)의 축선간에 로우 모드 기어열(80)과, 하이 모드 기어열(90)이 개설되어 있다.

상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)는 대략 동일 구성이고, 모두 대향면이 토로이달면으로 된 입력 디스크(21), (31)와 출력 디스크(22), (32)를 가지고, 이들 대향면간에 양 디스크(21), (22)간 및 (31), (32)간에서 각각 동력을 전달하는 롤러(23), (33)가 2개씩 개설되어 있다.

그리고, 엔진(1)에서 먼 쪽에 배치된 제1 무단변속기구(20)는 입력 디스크(21)가 반엔진측에, 출력 디스크(22)가 엔진측에 배치되며, 또한 엔진(1)에 가까운 쪽으로 배치된 제2 무단변속기구(30)는 입력 디스크(31)가 엔진측에, 출력 디스크(32)가 반 엔진측으로 배치되어 있고, 또한, 양 무단변속기구(20), (30)의 입력 디스크(21), (31)는 프라이머리 샤프트(12)의 양단부에 각각 결합되며, 또한, 출력 디스크(22), (32)는 일체화되어 상기 프라이머리 샤프트(12)의 중간부에 회전 자재롭게 지지되어 있다.

또한, 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에는 상기 로우 모드 기어열(80)을 구성하는 제1 기어(81)가 체결됨과 동시에, 상기 제1 기어(81)와 상기 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21)와의 사이에 로우딩 캠(40)이 개설되어 있고, 또한, 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 일체화된 출력 디스크(22), (33)(이하,「일체화 출력 디스크(34)」라고 한다)의 외주에 상기 하이 모드 기어열(90)을 구성하는 제1 기어(91)가 설치되어 있다.

한편, 세컨더리 샤프트(13)의 반 엔진측의 단부에는 상기 로우 모드 기어열(80)을 구성하는 제2 기어(82)가 회전 자재롭게 지지되고, 아이들 기어(83)를 통하여 상기 제1 기어(81)에 연결됨과 동시에, 상기 세컨더리 샤프트(13)의 중간부에는 상기 유성기어기구(50)가 배설되어 있다. 그리고, 상기 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(제2 구성요소)(51)와 상기 로우 모드 기어열(80)의 제2 기어(82)와의 사이에, 이들을 연결 혹은 절단하는 로우 모드 클러치(60)가 개설되어 있다.

또한, 유성기어기구(50)의 엔진측에는 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 일체화 출력 디스크(34)의 외주에 설치된 하이 모드 기어열(90)의 제1 기어(91)에 맞물리는 제2 기어(92)가 회전 자재롭게 지지되며, 상기 제2 기어(92)와 유성기어기구(50)의 선 기어(제1 구성요소)(52)가 연결됨과 동시에, 상기 유성기어기구(50)의 인터널 기어(제3 구성요소)(53)가 세컨더리 샤프트(13)에 결합되어 있고, 또한, 상기 유성기어기구(50)의 엔진측에, 상기 하이 모드 기어열(90)의 제2 기어(92)와 세컨더리 샤프트(13)를 연결 혹은 절단하는 하이 모드 클러치(70)가 개설되어 있다.

그리고, 상기 세컨더리 샤프트(13)의 엔진측의 단부에 제1, 제2 기어(4a), (4b)와 아이들 기어(4c)로 이루어지는 출력 기어열(4)을 통하여 디퍼렌셜 장치(5)가 연결되어 있고, 이 디퍼렌셜 장치(5)에서 좌우로 연장하는 구동축(6a), (6b)을 통하여 좌우 구동륜(도시하지 않음)으로 동력을 전달하도록 되어 있다.

다음에, 도2 이하의 도면을 이용하여, 상기 변속기(10)의 각 구성요소에 대해 상세하게 설명한다.

우선, 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)에 대해 설명하면, 이들 무단변속기구(20), (30)는 대략 동일의 구성이고, 상술과 같이, 대향면이 토로이달면으로 된 입력 디스크(21), (31)와, 출력 디스크(22), (32)(일체화 출력 디스크(34))를 가지고, 이들 대향면간에, 입, 출력 디스크(21), (22)간 및 (31), (32)간에서 각각 동력을 전달하는 롤러(23), (33)가 2개씩 개설되어 있다.

그리고, 도3에 의해 제1 무단변속기구(20)를 예로들어 그 구성을 더 상세하게 설명하면, 한쌍의 롤러(23), (23)는 입, 출력 디스크(21), (22)의 대략 반경방향으로 연장하는 샤프트(24), (24)를 통하여 트러니온(25), (25)에 각각 지지되며, 입, 출력 디스크(21), (22)의 상호 대향하는 토로이달면의 원주상의 180도 반대측으로 대략 수평자세로 상하로 평행으로 배치되어 있고, 그 주면의 180도 반대측의 2개소에서 상기 양 디스크(21), (22)의 토로이달면에 각각 대접하고 있다.

또한, 상기 트러니온(25), (25)은 변속기 케이스(100)에 부착된 좌우 지지부재(26), (26)간에 지지되며, 양 디스크(21), (22)의 접선방향으로써, 롤러(23), (23)의 샤프트(24),(24)에 직교하는 수평방향의 축심(X), (X)주위의 회동 및 상기 축심(X), (X)방향의 직선 왕복운동이 가능해진다. 그리고, 이들 트러니온(25), (25)에 상기 축심(X), (X)에 따라 일측방으로 연장하는 로드(27), (27)가 연설됨과 동시에, 변속기 케이스(100)의 측면에는 이들 로드(27), (27) 및 트러니온(25), (25)을 통하여 상기 롤러(23), (23)를 구배 회전시키는 변속제어 유니트(110)가 부착되어 있다.

이 변속제어 유니트(110)는 유압제어부(111)와 트러니온 구동부(112)를 가짐과 동시에, 트러니온 구동부(112)에는 상방에 위치하는 제1 트러니온(25₁)의 로드(27)에 부착된 증속용 및 감속용의 피스톤(113₁), (114₁)과, 하방에 위치하는 제2 트러니온(25₂)의 로드(27)에 부착된 마찬가지로 증속용 및 감속용의 피스톤(113₂), (114₂)이 배치되며, 상방의 피스톤(113₁), (114₁)의 상호 대향하는 면측으로 증속용 및 감속용 유압실(115₁), (116₁)이 또한, 하방의 피스톤(113₂), (114₂)의 상호 대향하는 면측으로 증속용 및 감속용 유압실(115₂), (116₂)이 각각 설치되어 있다.

또한, 상방에 위치하는 제1 트러니온(25₁)에 대해서는 증속용 유압실(115₁)이 롤러(23)측으로, 감속용 유압실(116₁)이 반 롤러(23)측으로 각각 배치되고, 또한, 하방에 위치하는 제2 트러니온(25₂)에 대해서는 증속용 유압실(115₂)이 반 롤러(23)측에, 감속용 유압실(116₁)이 롤러(23)측으로 각각 배치되어 있다.

그리고, 상기 유압제어부(111)에서 생성된 증속용 유압(P_H)이 유로(117), (118)를 통하여 상방에 위치하는 제1 트러니온(25₁)의 증속용 유압실(115₁)과, 하방에 위치하는 제2 트러니온(25₂)의 증속용 유압실(115₂)로 공급되고, 또한, 마찬가지로 유압제어부(111)에서 생성된 감속용 유압(P_L)이 도시하지 않은 유로를 통하여 상방에 위치하는 제1 트러니온(25₁)의 감속용 유압실(116₁)과, 하방에 위치하는 제2 트러니온(25₂)의 감속용 유압실(116₂)로 공급되도록 되어 있다.

여기서, 제1 무단변속기구(20)를 예로 들어 상기 증속용 및 감속용 유압(P), (P)의 공급제어와 상기 무단변속기구(20)의 변속동작과의 관계를 간단하게 설명한다.

우선, 도3에 도시하는 유압제어부(111)의 작동에 의해, 제1, 제2 트러니온(25₁), (25₂)의 증속용 유압실(115₁), (115₂)로 공급되는 증속용 유압(P_H)이 제1, 제2 트러니온(25₁), (25₂)의 감속용 유압실(116₁), (116₂)로 공급되는 감속용 유압(P_L)에 대해 소정 중립상태에서 상대적으로 높아지면, 상방의 제1 트러니온(25₁)은 도면상, 우측으로 하방의 제2 트러니온(25₂)은 좌측으로 각각 수평 이동하게 된다.

이 때, 도시되지 않은 출력 디스크(22)가 x방향으로 회전하면, 상방의 제1 롤러(23₁)는 우측으로의 이동에 의해 상기 출력 디스크(22)에서 하향의 힘을 받고, 도면의 앞측에 있어, 반x방향으로 회전하는 입력 디스크(21)에서는 상향의 힘을 받게 된다. 또한, 하방의 제2 롤러(23₂)는 좌측으로의 이동에 의해, 출력 디스크(22)에서 상향의 힘을 받고, 입력 디스크(21)에서는 하향의 힘을 받게 된다. 그 결과, 상하의 롤러(23₁), (23₂)모두 입력 디스크(21)와의 접촉 위치는 반경방향의 외측에, 출력 디스크(22)와의 접촉 위치는 반경방향의 내측으로 이동하도록 구배 회전하고, 상기 무단변속기구(20)의 변속비가 작아진다(증속).

또한, 상기와 반대로, 제1, 제2 트러니온(25₁), (25₂)의 감속용 유압실(116₁), (116₂)로 공급되는 감속용 유압(P_L)이 제1, 제2 트러니온(25₁), (25₂)의 증속용 유압실(115₁), (115₂)로 공급되는 증속용 유압(P_L)에 대해 소정 중립상태보다 상대적으로 높아지면, 상방의 제1 트러니온(25₁)은 도면상 좌측으로, 하방의 제2 트러니온(25₂)은 우측으로 각각 수평이동한다.

이 때, 상방의 제1 롤러(23₁)는 출력 디스크(22)에서 상향의 힘을, 입력 디스크(21)에서 하향의 힘을 받고, 또한, 하방의 제2 롤러(23₂)는 출력 디스크(22)에서 하향의 힘을, 입력 디스크(21)에서 상향의 힘을 받게 된다. 그 결과, 상하의 롤러(23₁), (23₂)모두 입력 디스크(21)와의 접촉 위치는 반경방향의 내측에, 출력 디스크(22)와의 접촉 위치는 반경방향의 외측으로 이동하도록 구배 회전하고, 상기 무단변속기구(20)의 변속비가 커진다(감속).

또한, 이와같은 유압제어부(111)에 의한 증속용 및 감속용 유압(P_H), (P_L)의 공급동작에 대해서는 후술하는 유압제어회로의 설명으로 상세하게 기술한다.

이상과 같은 제1 무단변속기구(20)에 대한 구성 및 작용은 제2 무단변속기구(30)에 대해서도 마찬가지이다.

그리고, 도2에 도시하는 인풋 샤프트(11)상에 고정되지 않게 감합된 중공의 프라이머리 샤프트(12)의 양단부에 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 입력 디스크(21), (31)가 각각 스플라인 감합되어 이들 입력 디스크(21), (31)가 항상 동일 회전하도록 되어 있고, 또한 상술과 같이, 양 무단변속기구(20), (30)의 출력 디스크(22), (32)는 일체화되어 있으므로, 양 무단변속기구(20), (30)의 출력측의 회전속도도 항상 동일해진다. 그리고 이에따라 상기와 같은 롤러(23), (33)의 구배 회전 제어에 의한 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비의 제어도 상기 변속비가 항상 동일하게 유지되도록 행해진다.

여기서, 도4에 확대하여 도시하는 바와같이, 일체화 출력 디스크(34)의 외주면에는 하이 모드 기어열(90)의 링상으로 형성된 제1 기어(91)가 감합되어 용접에 의해 고착되어 있는데, 그 경우에, 일체화 출력 디스크(34)한쪽의 측면측에는 상기 디스크(34)의 외주와 제1 기어(91)의 내주에 걸쳐 카운터부(Y)가 설치되고, 이 카운터부(Y)내에서 상기 디스크(34)와 기어(91)와의 용접이 행해진다.

따라서, 용접에 따라, 그 용접면에서 용접용 금속(Z)이 솟아올라도, 이것이 상기 한쪽의 측면측의 토로이달면(34a)과 간섭하지 않고, 롤러를 넓은 범위에서 구배 회전시키는 것이 가능해진다. 또한, 이와같이 상기 제1 기어(91)가 일체화 출력 기어(34)의 외주에 용접에 의해 고착되어 있으므로, 상기 제1 기어(91)의 축방향의 백래시가 억제되어, 그 지지가 안정되게 된다.

한편, 도5, 도6에 도시하는 바와같이, 상기 로우딩 캠(40)은 상기 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)와 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21)와의 사이에 개설된 캠 디스크(41)를 가지고, 이 캠 디스크(41)와 상기 입력 디스크(21)의 상호에 대향하는 면을 주방향으로 凹凸를 반복하는 캠 면으로써, 이들 캠면간에 리테이너 디스크(42)에 지지된 다수의 롤러(43)…(43)를 배치한 구성으로 되어 있다.

그리고, 상기 캠 디스크(41)는 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에 스플라인 감합된 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에, 축방향으로 배치된 다수의 핀 부재(44)…(44)를 통하여 일체 회전하도록 연결됨과 동시에, 도6에 도시하는 바와같이, 이 캠 디스크(41)와 프라이머리 샤프트(12)에 설치된 플랜지부(12a)와의 사이에는 접시 스프링(45), (45)과, 니들 슬러스트 베어링(46)과, 그 베어링 레이스(47)가 개설되어 있고, 상기 접시 스프링(45), (45)의 탄성력에 의해 캠 디스크(41)가 입력 디스크(21)측으로 압압되어 있다.

이에따라, 상기 롤러(43)…(43)가 상기 양 디스크(21), (41)의 캠 면의 凹부(21a), (41a)사이에 협지되고, 인풋 샤프트(11)에서 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)를 통하여 캠 디스크(41)로 입력되는 토크를 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21)로 전달하고, 또한, 플라이머리 샤프트(12)를 통하여 제2 무단변속기구(30)의 입력 디스크(31)에도 전달하도록 되어 있다.

그리고, 특히 도5에 쇄선으로 도시하는 바와같이, 입력 토크의 크기에 따라 상기 롤러(43)…(43)가 양 디스크(21), (41)의 캠 면의 凹부(21a), (41a)에서 凸부(21b), (41b)측을 향해 회전 이동하고, 이들 캠 면사이에 침투함으로써, 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21), 롤러(23), 일체화 출력 디스크(34) 및 제2 무단변속기구(30)의 롤러(33)를 순차 상기 제2 무단변속기구(30)의 입력 디스크(31)측으로 압압한다. 이에따라, 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 롤러(23), (33)의 협압력이 입력 토크에 따라 자동적으로 조정되도록 되어 있다.

또한, 이 로우딩 캠(40)에서는 상기 캠 디스크(41)와 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어열(81)를 연결하는 핀 부재(44)…(44)가 상기 캠 디스크(41)의 두께압이 두꺼운 凸부(41b)…(41b)의 위치에 배설되어 있다. 따라서, 상기 캠 디스크(41)의 전체적인 두께를 필요 이상 두껍게 하고, 그 축방향 칫수를 증대시키거나, 혹은 핀 부재(44)…(44)의 삽통구멍과 캠 면의 凹부(41a)…(41a)가 근접하여 상기 캠 디스크(41)의 강도를 저하시키는 것이 회피된다.

또한, 도6에 의해, 상기 인풋 샤프트(11)의 외측에 고정되지 않게 감합된 프라이머리 샤프트(12)의 지지구조에 대해 설명하면, 상기 프라이머리 샤프트(12)의 엔진측의 단부는 베어링(131)을 통하여 변속기 케이스(100)에 지지되어 있고, 한편, 반 엔진측의 단부에는 상기 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)가 스플라인 감합되며, 상기 기어(81)가 베어링(132)을 통하여 변속기 케이스(100)의 반 엔진측의 커버(101)에 지지되어 있다.

그리고, 상기 프라이머리 샤프트(12)의 상기 로우딩 캠(40)의 접시 스프링(45), (45)을 지지하는 플랜지부(12a)와 상기 제1 기어(81)와의 사이에는, 니들 슬러스트 베어링(133) 및 베어링 레이스(134)를 통하여 상기 프라이머리 샤프트(12)와 제1 기어(81)를 상호 이반하는 방향으로 부세하는 접시 스프링(135)이 배치되어 있다.

따라서, 프라이머리 샤프트(12)가 열팽창등에 의해 신축되었을 때에, 상기 샤프트(12)의 엔진측의 단부는 축방향으로 이동할 수 없으므로, 제1 기어(81)에 스플라인 감합된 반 엔진측의 단부가 축방향으로 변위하게 되는데, 이 때, 그 변위가 상기 접시 스프링(135)에 의해 흡수됨과 동시에, 상기 제1 기어(81)가 상기 접시 스프링(135)의 용수철력에 따른 과도한 힘으로 항상 베어링(132)측으로 압압되게 된다. 따라서, 상기 제1 기어(81)가 상기 프라이머리 샤프트(12)의 신축에 따라 베어링(132)측으로 강하게 압압되거나, 반대로 프라이머리 샤프트(12)의 축소에 의해 상기 제1 기어(81)가 축방향으로 백래시되는 상태가 회피된다.

또한, 이 접시 스프링(135)의 탄성력을 프라이머리 샤프트(12) 및 제1 기어(81)를 통하여 받는 엔진측 및 반 엔진측의 베어링(131), (132)에도 항상 적당한 축방향의 힘이 작용함으로써, 특히, 이들 베어링(131), (132)이 도시하는 바와같은 테이퍼 롤러형의 슬러스트 베어링인 경우에, 축방향의 예압이 과도하게 유지되어 이것이 너무 작은 경우의 백래시나 너무 클 경우의 회전저항의 증대라는 문제점이 방지된다.

또한, 상기 반 엔진측 커버(101)에는 오일 펌프(102)가 부착되고, 인풋 샤프트(11)와 일체적으로 회전하는 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에 의해 구동되도록 되어 있다.

다음에, 도7에 의해 세컨더리 샤프트(13) 및 상기 샤프트(13)상의 유성기어기구(50), 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)등의 구성을 설명한다.

이 세컨더리 샤프트(13)는 엔진측의 단부가 변속기 케이스(100)의 엔진측 커버(103)에, 반 엔진측의 단부가 상기 반엔진측 커버(101)에 각각 베어링(141), (142)을 통하여 회전자재롭게 지지되어 있다. 그리고, 이 세컨더리 샤프트(13)의 중앙부에 상기 하이 모드 기어열(90)을 구성하는 제2 기어(92)가 배치됨과 동시에, 그 후방(반 엔진측, 이하 같다)에 인접시켜 유성기어기구(50)가 배설되며, 상기 제2 기어(92)와 유성기어기구(50)의 선 기어(52)가 연결되어 있다. 또한, 그 후방에서, 유성기어기구(50)의 인터널 기어(53)에 결합된 플랜지부재(54)가 상기 세컨더리 샤프트(13)에 스플라인 감합되어 있다.

또한, 유성기어기구(50)의 후방에는 로우 모드 클러치(60)가 배설되어 있다. 이 클러치(60)는 세컨더리 샤프트(13)에 회전 자재롭게 지지되며, 또한 상기 로우 모드 기어열(80)의 제2 기어(82)가 고착된 드럼부재(61)와, 그 반경방향의 내측에 배치되고, 상기 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)에 플랜지 부재(55)를 통하여 결합된 허브 부재(62)와, 이들에 번갈아 스플라인 결합된 다수매의 클러치 플레이트(63)…(63)와, 상기 드럼 부재(61)의 내부에 배치된 피스톤(64)을 가진다.

그리고, 상기 피스톤(64)의 배부의 드럼 부재(61)와의 사이가 유압실(65)로 되며, 상기 유압실(65)에, 도3에 도시하는 클러치 제어 유니트(120)로 생성된 체결압 유압이 공급되었을 때에, 피스톤(64)이 스프링(66)에 저항하여 전방(엔진측, 이하 같음)으로 스트로우크함으로써 상기 클러치 플레이트(63)…(63)가 체결되며, 이에따라, 상기 클러치(60)를 통하여 상기 로우 모드 기어열(80)의 제2 기어(82)와 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)가 결합되도록 되어 있다.

또한, 상기 피스톤(64)의 전면측에는 발란스 피스톤(67)이 배치되며, 양 피스톤(64), (67)간에 설치된 발란스실(68)에 윤활유가 도입됨으로써, 상기 유압실(65)내의 작동유에 작용하는 원심력에 의해 피스톤(65)에 작용하는 압력을 상쇄하도록 되어 있다.

또한, 상기 하이 모드 기어열(90)의 제2 기어(92)의 전방에는 하이 모드 클러치(70)가 배설되어 있다. 이 클러치(70)도 세컨더리 샤프트(13)에 스플라인 감합된 출력 기어열(4)의 제1 기어(4a)에 패킹 기구용 기어(4d)를 통하여 결합된 드럼 부재(71)와, 그 반경방향의 내측에 배치되어, 상기 제2 기어(92)에 결합된 허브 부재(72)와, 이들에 번갈아 스플라인 결합된 다수매의 클러치 플레이트(73)…(73)와, 상기 드럼 부재(71)의 내부에 배치된 피스톤(74)을 가진다.

그리고, 상기 피스톤(74)의 배부에 설치된 유압실(75)에 상기 클러치 제어 유니트(120)로 생성된 체결용 유압이 공급되었을 시에, 상기 피스톤(74)이 스프링(76)에 저항하여 후방으로 스트로우크함으로써 상기 클러치 플레이트(73)…(73)가 체결되며, 이에따라, 상기 클러치(70)를 통하여 상기 하이 모드 기어열(90)의 제2 기어(92)와, 세컨더리 샤프트(13) 내지 상기 샤프트(13)에 스플라인 결합된 출력 기어열(4)의 제1 기어(4a)가 결합되도록 되어 있다.

또한, 이 하이 모드 클러치(70)에도 피스톤(74)의 후방에 발란스 피스톤(77)이 구비되며, 양 피스톤(74), (77)간의 발란스실(78)에 윤활유가 도입됨으로써, 상기 유압실(75)내의 작동유에 작용하는 원심력에 의해 피스톤(74)에 작용하는 압력을 상쇄하도록 되어 있다.

한편, 세컨더리 샤프트(13)의 반 엔진측의 단부에는 단면에서 축방향 전방으로 연장하는 凹부(13a)가 형성되며, 상기 凹부(13a)에 상기 반 엔진측 커버(101)에 설치되어 전방으로 돌출하는 보스부(101a)가 상대회전 자재롭게 감합되어 있다. 또한, 상기 엔진측 커버(103)에도 후방으로 돌출하는 보스부(103a)가 설치되며, 세컨더리 샤프트(13)의 전단부의 凹부(13b)에 상대회전 자재롭게 감합되어 있다.

그리고, 상기 반 엔진측 커버(101)의 보스부(101a)에는 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)용의 2개의 클러치 체결유로(151), (161)가 축방향으로 천설됨과 동시에, 상기 클러치 제어 유니트(120)에서 반 엔진측 커버(101)내를 통과하여 상방으로 인도된 유로(152), (162)가 이들 클러치 체결 유로(151), (161)에 각각 접속되어 있다.

이들 유로중, 상기 로우 모드 클러치(60)용의 유로(151)는 상기 반 엔진측 커버(101)의 보스부(101a)에 설치된 반경방향의 통공(153), 상기 보스부(101a)의 외주면에 설치된 주홈(154), 상기 보스부(101a)에 감합된 세컨더리 샤프트(13)의 凹부(13a)의 주벽에 설치된 반경방향의 통공(155), 상기 샤프트(13)의 외주면에 설치된 주홈(156) 및 로우 모드 클러치(60)의 드럼부재(61)의 보스부에 설치된 통공(157)을 통하여 상기 클러치(60)의 유압실(65)에 연통되어 있다. 이에따라, 상기 클러치 제어 유니트(120)로 생성되는 로우 모드 클러치 체결용 유압이 상기 클러치(60)의 유압실(65)에 공급되게 되어 있다.

또한, 하이 모드 클러치(70)용의 유로(161)는 상기 보스부(101a)의 전단면에 개구하고, 상기 보스부 전단면과 세컨더리 샤프트(13)의 凹부(13a)의 내단면과의 사이의 공간(163)에 연통하고 있다. 그리고, 상기 세컨더리 샤프트(13)에 축방향으로 천설되어 후단부가 상기 凹부(13a)의 내주면에 개구된 유로(164)에 연통하고, 상기 세컨더리 샤프트(13) 및 출력 기어열(4)의 제1 기어(4a)에 각각 설치된 반경방향의 통공(165), (166)을 통하여 하이 모드 클러치(70)의 유압실(75)에 연통되어 있다. 이에따라, 상기 클러치 제어 유니트(120)로 생성되는 하이 모드 클러치 체결용 유압이 상기 클러치(70)의 유압실(75)로 공급되도록 되어 있다.

이와같이, 로우 모드 클러치(60)용 및 하이 모드 클러치(70)용의 체결유로(151), (161)가 모두 오일 펌프(102)가 설치된 반 엔진측 커버(101)측으로 인도되고, 세컨더리 샤프트(13)를 통하여 상기 양 클러치(60), (70)의 유압실(65), (75)에 연통되어 있으므로, 예를들면 한쪽 유로를 엔진측 커버(103)측으로 인도한 경우등에 비교하여 상기 유압실(65), (75)로의 유압의 공급이 신속하게 행해지며, 클러치(60), (70)의 체결제어의 응답성이 향상하게 된다.

또한, 상기 엔진측 커버(103)의 보스부(103a)에도 유로(171)가 설치되고, 상기 클러치 제어 유니트(120)에서 상기 커버(103)내를 통과하여 상방으로 인도된 유로(172)(도2 참조)에 접속되어 있다. 또한, 상기 보스부(103a)에 감합된 세컨더리 샤프트(13)의 전단부의 凹부(13b)에서는 축방향으로 연장하여 후단부가 플러그(173)에 의해 폐색된 윤활용 유로(174)가 천설됨과 동시에, 상기 세컨더리 샤프트(13)의 소정위치에는 이 유로(174)에 연통하는 다수의 반경방향의 통공(175)…(175)이 형성되어 있다. 이에따라, 상기 클러치 제어 유니트(120)에서 공급되는 윤활유가 상기 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)의 발란스실(68), (78)이나 그 이외의 윤활부위에 공급되도록 되어 있다.

여기서, 도3에 도시하는 바와같이, 변속기 케이스(100)에는 그 측부에 변속 제어 유니트(110)가, 하부에 상기 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)를 제어하는 클러치 제어 유니트(120)가 부착되는데, 이와같이, 제어 유니트가 분할되며, 그 한쪽을 변속기 케이스(100)의 측부에 다른쪽을 하부에 각각 부착하는 구성으로 함으로써, 그 전체를 일체화하여 변속기 케이스의 하부에 부착하는 경우에 비교하여, 상기 변속기 케이스에서 하방으로의 돌출량이 적어진다. 따라서, 상기 차량의 최저 지상고를 확보하는 데 유리해진다.

또한, 상기와 같이, 변속 제어 유니트(110)를 변속기 케이스(100)의 한쪽의 측부(도3의 좌측)에 배치함과 동시에, 상기 유니트(110)의 트러니온 구동부(112)에서 변속기 케이스(100)의 내방을 향해 수평방향으로 연장하는 상하의 로드(27), (27)에 트러니온(25), (25)을 각각 부착하고, 이들 트러니온(25), (25)을 수평방향의 축심(X), (X)을 따라 작동시키도록 구성되어 있으므로, 상기 트러니온을 수직방향으로 작동시킬 경우와 같이, 트러니온 구동부가 변속기 케이스의 상부에 배치되어 폭방향의 큰 스페이스를 점유하는 것이 없어진다.

따라서, 유성기어기구(50)나 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)가 배치된 세컨더리 샤프트(13)를 배설할 시에, 그 축심을 인풋 샤프트(11) 및 프라이머리 샤프트(12)의 축심에 접근시킬 수 있고, 그만큼 상기 변속기(10)의 전체가 콤팩트화되게 된다.

또한, 상기 클러치 제어 유니트(120)에 의한 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)에 대한 체결용 유압의 공급제어에 대해서도, 후술하는 유압제어회로에 대한 설명으로 상세하게 기술한다.

다음에, 이상과 같은 구성의 무단변속기(10)의 기계적 동작에 대해 설명한다.

우선, 상기 차량의 정차중에 있어서는, 도1 및 도2에 있어서, 로우 모드 클러치(60)가 체결되고, 또한, 하이 모드 클러치(70)가 해방된 상태, 즉, 로우 모드 상태에 있어서, 엔진(1)에서의 회전은 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에서 제1 기어(81), 아이들 기어(83) 및 제2 기어(82)로 이루어지는 로우 모드 기어열(80)을 통하여 세컨더리 샤프트(13)측으로 전달됨과 동시에, 다시 상기 로우 모드 클러치(60)를 통하여 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)로 입력된다.

또한, 상기 인풋 샤프트(11)에 입력된 엔진(1)에서의 회전은 상기 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에서 이에 인접하는 로우딩 캠(40)을 통하여 제1 무단변속기구(20)의 입력 디스크(21)로 입력되며, 롤러(23), (23)를 통하여 일체화 출력 디스크(34)에 전달됨과 동시에, 상기 입력 디스크(21)에서 프라이머리 샤프트(12)를 통하여, 상기 샤프트(12)의 엔진측의 단부에 배치된 제2 무단변속기구(30)의 입력 디스크(31)에도 입력되며, 상기 제1 무단변속기구(20)과 마찬가지로, 롤러(33), (33)를 통하여 일체화 출력 디스크(34)에 전달된다. 그 경우에, 도3에 도시하는 변속제어 유니트(110)에 의한 증속용 및 감속용 유압(P_H), (P_L)의 제어에 의해 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 롤러(23), (33)의 구배회전각, 즉 양 무단변속기구(20), (30)의 변속비가 소정 동일 변속비로 제어된다.

그리고, 이 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 일체화 출력 디스크(34)의 회전은 상기 디스크(34)의 외주에 설치된 제1 기어(91)와 세컨더리 샤프트(13)상의 제2 기어(92)로 이루어지는 하이 모드 기어열(90)을 통하여 상기 유성기어기구(50)의 선 기어(52)로 전달된다.

따라서, 이 유성기어기구(50)에는 피니언 캐리어(51)와 선 기어(52)에 회전이 입력되게 되는데, 이 때, 그 회전속도의 비가 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비 제어에 의해 소정비로 설정되게 되고, 상기 유성기어기구(50)의 인터널 기어(53)의 회전, 즉 세컨더리 샤프트(13)에서 출력 기어열(4)을 통하여 디퍼렌셜 장치(5)로 입력되는 회전이 재로로 되며, 상기 변속기(10)가 기어드 뉴트럴 상태로 된다.

그리고, 이 상태에서 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비를 변화시켜, 피니언 캐리어(51)로의 입력회전속도와 선 기어(52)로의 입력회전속도의 비를 변화시키면, 변속기(10)의 전체로써의 변속비(이하, 「최종 변속비」라고 한다)가 큰 상태, 즉 로우 모드 상태에서 인터널 기어(53) 내지 세컨더리 샤프트(13)가 전진방향 또는 후퇴방향으로 회전하고, 상기 차량이 발진하게 된다.

또한, 상기와 같이 하여 전진방향으로 발진한 후, 소정의 타이밍에서 상기 로우 모드 클러치(60)를 해방함과 동시에, 하이 모드 클러치(70)를 체결하면, 인풋 샤프트(11)로 입력된 엔진(1)에서의 회전은 로우딩 캠(40)에서 상기 로우 모드 경우와 같게하고, 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 입력 디스크(21), (31)로 입력되며, 각각 롤러(23), (33)를 통하여 일체화 출력 디스크(34)로 전달됨과 동시에, 또한, 하이 모드 기어열(90)에서 하이 모드 클러치(70)를 통하여 세컨더리 샤프트(13)로 전달된다.

이 때, 상기 유성기어기구(50)는 공전상태로 되고, 최종 변속비는 상기 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비만에 대응하게 되고, 상기 최종변속비가 작은 상태, 즉 하이 모드의 상태에서 무단계로 제어되게 된다.

그리고, 이 변속기(10)에 의하면, 상기 기어드 뉴트럴 내지 로우 모드의 상태에서, 인풋 샤프트(11)에서 세컨더리 샤프트(13)측의 유성기어기구(50)에 회전을 전달하는 로우 모드 기어열(80)이 상기 인풋 샤프트(11) 및 세컨더리 샤프트(13)의 반 엔진측의 단부에 배치되어 있으므로, 이 기어열(80)과, 세컨더리 샤프트(13)의 엔진측의 단부에 배치된 디퍼렌셜 장치(5) 내지 상기 장치(5)로 동력을 전달하는 출력 기어열(4)이 간섭하지 않고, 따라서, 이 간섭을 피하기 위해 이들 기어열을 축방향으로 오프 셋함으로써 상기 변속기(10)의 축방향 칫수의 증대가 회피되게 된다.

그런데, 이 무단변속기(10)와 같이, 토로이달식 무단변속기구로써 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)를 구비하고, 그 입력 디스크(21), (31)를 프라이머리 샤프트(12)의 양 단부에 연결하고, 출력 디스크(22), (32)를 상기 프라이머리 샤프트(12)의 중간부에 배치함과 동시에, 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에 세컨더리 샤프트(13)측으로 회전을 전달하는 로우 모드 기어열(80)을 배치한 경우, 인풋 샤프트(11)와 무단변속기구(20), (30)로의 입력부와의 사이에 개설되는 로우딩 캠(40)을 어디에 배치하는 가가 문제가 된다.

즉, 도8에 도시하는 바와같이, 로우딩 캠(40′)을 인풋 샤프트(11′)와 엔진(1′)측에 위치하는 무단변속기구(30′)의 입력 디스크(31′)와의 사이에 배치하면, 로우 모드에서, 화살표a로 표시하는 바와같이, 엔진(1′)에서의 토크가 인풋 샤프트(11′)의 반 엔진측의 단부에서 기어열(80′)을 통하여 세컨더리 샤프트(13′)측으로 전달되는 한편, 상기 세컨더리 샤프트(13′)상의 유성기어기구(50′)로 발생하는 반력으로써의 토크가 화살표b로 표시하는 바와같이, 기어열(90′)을 통하여 무단변속기구(20′), (30′)의 출력 디스크(34′)에 환류되어 순환 토크가 될 때에, 이 순환 토크가 무단변속기구(20′), (30′)의 입력 디스크(21′), (31′)에 전달된 후, 엔진측의 무단변속기구(30′)의 입력 디스크(31′)에서 로우딩 캠(40′)을 통하여 다시 인풋 샤프트(11′)로 입력되며, 상기 인풋 샤프트(11′)를 통하여 반 엔진측의 단부의 기어열(80′)에 다시 전달되게 된다.

이 때문에, 인풋 샤프트(11′)에는 엔진(1′)에서의 토크(화살표a)와 순환 토크(화살표b)가 병행하여 흐르게 되고, 상기 샤프트(11′)의 직경을 두껍게 하는 등, 강도를 높히지 않으면 안되게 된다. 그리고, 이에따라, 상기 변속기(10)의 중량이 증대함과 동시에, 인풋 샤프트(11′)의 강성이 높아져 엔진(1′)의 진동이 출력측으로 전달되기 쉬워져, 상기 차량의 진동이나 소음이 증대하게 된다.

이에대해, 이 실시형태에 관한 무단변속기(10)에 의하면, 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에 세컨더리 샤프트(13)측으로 회전을 전달하는 로우 모드 기어열(80)을 배치함과 동시에, 상기 인풋 샤프트(11)와 무단변속기구(20), (30)와의 사이에 개설되는 로우딩 캠(40)도 상기 인풋 샤프트(11)의 반엔진측의 단부에 설치하였으므로, 상기와 같은 인풋 샤프트(11)에 대한 강도나 강성의 문제가 회피된다.

즉, 이 경우, 도9에 도시하는 바와같이, 엔진(1)에서의 토크는 화살표c로 표시하는 바와같이, 인풋 샤프트(11)의 반 엔진측의 단부에서 로우 모드 기어열(80)을 통하여 세컨더리 샤프트(13)측으로 전달되는 한편, 상기 세컨더리 샤프트(13)상의 유성기어기구(50)에서의 순환 토크는 화살표d로 표시하는 바와같이, 하이 모드 기어열(90)을 통하여 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 출력 디스크(34)에 환류된 후, 제1 무단변속기구(20)측에 대해서는 입력 디스크(21)에서 로우딩 캠(40)을 통하여 직접 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에, 또한 제2 무단변속기구(30)측에 대해서는 입력 디스크(31)에서 프라이머리 샤프트(12)를 통과한 후, 마찬가지로 로우딩 캠(40)에서 로우 모드 기어열(80)의 제1 기어(81)에, 각각 전달되게 된다.

따라서, 제1, 제2 무단변속기구(20),(30)의 어느 한쪽에 환류되는 순환 토크도 인풋 샤프트(11)를 통과하지 않고, 상기 인풋 샤프트(11)는 엔진(1)에서의 토크만을 전달하면 충분해진다. 그 결과, 상기 인풋 샤프트(11)의 직경을 가늘게 하는 것이 가능하고, 상기 변속기(10)의 경량화가 실현됨과 동시에, 인풋 샤프트(11)의 강성이 저하하여 엔진(1)의 진동을 효과적으로 흡수할 수 있고, 상기 차량의 진동이나 소음이 저감되게 된다.

유압제어회로

다음에 도3에 도시하는 변속제어 유니트(110)와 클러치 제어 유니트(120)에 의해 구성되는 상기 무단변속기구(10)의 유압제어회로에 대해 설명한다.

도10에 도시하는 바와같이, 이 유압제어회로(200)에는 오일 펌프(102)에서 토출되는 작동유의 압력을 소정 라인압으로 조정하여 메인 라인(201)으로 출력하는 레귤레이터 밸브(202)와, 상기 메인 라인(201)에서 공급되는 라인압을 원압으로 하여 소정의 릴리프압을 생성하고, 이것을 릴리프압 라인(203)으로 출력하는 릴리프 밸브(204)와, 상기 차량의 운전자에 의한 레인지의 절환조작에 의해 작동하고, 상기 메인 라인(201)을 D레인지에서는 제1, 제2 출력 라인(205), (206)에, R레인지에서는 제1, 제3 출력 라인(205), (207)에 각각 연통시킴과 동시에, N레인지 및 P레인지에서는 라인압을 차단하는 매뉴얼 밸브(208)가 구비되어 있다.

상기 레귤레이터 벨브(202) 및 릴리프 밸브(204)에는 라인압용 리니어 솔레노이드 밸브(209) 및 릴리프압용 리니어 솔레노이드 밸브(210)가 각각 구비됨과 동시에, 상기 라인압을 원압으로 하여 일정압을 생성하는 리듀싱 밸브(211)가 구비되며, 이 리듀싱 밸브(211)에서 생성된 일정압에 의거하여 상기 리니어 솔레노이드 밸브(209), (210)가 각각 제어압을 생성하도록 되어 있다. 그리고, 이들 제어압이 상기 레귤레이터 밸브(202) 및 릴리프 밸브(204)의 제어 포트(202a), (204a)로 공급됨으로써, 라인압 및 릴리프압의 조압치가 리니어 솔레노이드 밸브(209), (210)에 의해 각각 제어되게 된다.

또한, 이 유압제어회로(200)에는 변속제어용으로써, 상기 라인압 및 릴리프압에 의거하여, 전지시 및 후퇴시의 각각에 있어서, 증속용 유압(P_H) 및 감속용 유압(P_L)을 생성하는 전진용 3층밸브(220) 및 후퇴용 3층밸브(230)와, 이들 3층밸브(220), (230)를 선택적으로 작동시티는 시프트 밸브(241)가 구비되어 있다.

이 시프트 밸브(241)는 일단의 제어 포트(241a)에 제어압으로써 라인압이 공급되는지 여부에 따라 스풀의 위치가 결정되며, 라인압이 공급되지 않을 때는, 상기 스풀이 우측에 위치하고, 상기 메인라인(201)을 전진용 3층밸브(220)에 통하는 라인압 공급 라인(242)에 연통시키고,또한, 라인압이 공급되었을 시는 스풀이 좌측에 위치하고, 메인라인(201)을 후퇴용 3층밸브(230)에 통하는 라인압 공급 라인(243)에 연통시키도록 되어 있다.

또한, 전진용 및 후퇴용의 3층밸브(220), (230)는 동일 구성으로 되며, 모두 도3에 도시하는 변속제어 유니트(110)의 유압제어부(111)의 밸브 바디(111a)에 설치된 보어(221), (231)(도11참조)에 축방향으로 이동 가능하게 감합된 슬리브(222), (232)와, 상기 슬리브(222), (232)에 마찬가지로 축방향으로 이동가능하게 감합된 스풀(223), (233)을 가진다.

그리고, 중앙부에 상기 시프트 밸브(241)에서 인도된 라인압 공급 라인(242),(243)이 접속된 라인압 포트(224), (234)가 양단부에 상기 릴리프압 라인(203)이 분기되어 각각 접속된 제1, 제2 릴리프압 포트(225), (226),(235), (236)가 각각 설치되어 있고, 또한, 상기 라인압 포트(224), (234)와 제1 릴리프압 포트(225), (235)와의 사이에는 증속압 포트(227),(237)가, 마찬가지로 라인압 포트(224), (234)와 제2 릴리프압 포트(226), (236)와의 사이에는 감속압 포트(228), (238)가 각각 설치되어 있다.

이 3층밸브(220), (230)의 작용을 전진용 3층밸브(220)를 예로들어 설명하면, 도10에 도시하는 바와같이 슬리브(222)와 스풀(223)의 위치관계가 중립위치에 있는 상태에서 슬리브(222)가 상대적으로 도면상, 우측으로 이동하면, 라인압 포트(224)와 증속압 포트(227)와의 연통도, 및 제2 릴리프압 포트(226)와 감속압 포트(228)와의 연통도가 각각 증대하고, 반대로 슬리브(222)가 상대적으로 좌측으로 이동하면, 상기 라인압 포트(224)와 감속압 포트(228)와의 연통도, 및 제1 릴리프압 포트(235)와 증속압 포트(227)와의 연통도가 각각 증대하게 된다.

또한, 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 증속압 포트(227), (237)에서 각각 인도된 라인(244), (245)과, 마찬가지로 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 감속압 포트(228), (238)에서 각각 인도된 라인(246), (247)과는 상기 시프트 밸브(241)에 접속되어 있다.

그리고, 시프트 밸브(241)의 스풀이 도10의 우측에 위치할 때에, 전진용 3층밸브(220)의 증속압 포트(227) 및 감속압 포트(228)에서 인도된 라인(244), (246)이 도3에 도시하는 변속제어 유니트(110)의 트러니온 구동부(112)의 증속용 유압실(115₁), (115₂)로 통하는 증속압 라인(248) 및 감속용 유압실(116₁), (116₂)로 통하는 감속압 라인(249)에 각각 연통되며, 반대로, 시프트 밸브(241)의 스풀이 하측에 위치할 때는,, 후퇴용 3층밸브(230)의 증속압 포트(237) 및 감속압 포트(238)로 인도된 라인(245), (247)이 상기 증속용 유압실(115₁), (115₂)로 통하는 증속압 라인(248) 및 감속용 유압실(116₁), (116₂)로 통하는 감속압 라인(249)에 각각 연통되게 된다.

또한, 도11에 도시하는 바와같이, 상기 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 슬리브(222), (232)는 스텝 모터(251), (252)에 연결부재(253), (254)를 통하여 각각 연결되며, 이들 스텝 모터(251), (252)에 의해 각각 축방향으로 구동되도록 되어 있다. 또한, 이들 스텝 모터(251), (252)에 의한 슬리브(222), (232)의 이동에 따라 스풀(223), (233)을 스프링(229), (239)의 탄성력에 저항하여 축방향으로 이동시키는 캠 기구(260)가 구비되어 있다.

이 캠 기구(260)는 도11, 도12에 도시하는 바와같이, 한쪽 단면이 나선면상의 캠 면(261a)으로 되고, 소정의 트러니온, 구체적으로는 제2 무단변속기구(30)의 상방에 위치하는 제1 트러니온(35₁)의 로드(37)의 단부에 부착된 프리세스 캠(261)과, 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 스풀(223),(233)의 일단측에 이에 직교하는 방향으로 배치되어, 유압제어부(111)의 밸브 바디(111a)에 회전 자재롭게 지지된 샤프트(262)와, 이 샤프트(262)의 일단부에 부착되고, 요동단이 상기 프리세스 캠(261)의 캠 면(261a)에 당접된 종동 레버(263)와, 마찬가지로 샤프트(262)에 부착되고, 요동단이 상기 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 스풀(223), (233)의 일단에 부착된 절결(223a), (233a)에 계합된 전진용 및 후퇴용의 구동 레버(264), (265)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 제2 무단변속기구(30)의 제1 롤러(33₁)의 구배 회전에 의해 제1 트러니온(35) 및 로드(37)가 축심X주위에 일체적으로 회동했을 때에, 상기 프리세스 캠(261)도 이들과 일체적으로 회동하고, 그 캠 면(261a)에 요동단이 당접한 종동 레버(263)가 소정량 요동함과 동시에, 샤프트(262)를 통하여 전진용 및 후퇴용 구동 레버(264), (265)도 같은 각도만큼 요동함으로써, 그 요동각도에 따른 양만큼 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 스풀(223), (233)이 축방향으로 이동하도록 되어 있다.

따라서, 이들 스풀(223), (233)의 위치는 제2 무단변속기구(30)의 롤러(33)( 및 제1 무단변속기구(20)의 롤러(23))의 구배회전각, 환언하면, 이들 무단변속기구(20), (30)의 변속비에 항상 대응하게 된다.

여기서, 이 캠 기구(260)에 의하면, 상기와 같이, 전진용 및 후퇴용 3층밸브(220), (230)의 스풀(223), (233)이 단일 프리세스 캠(261) 및 종동 레버(263)에 의해 구동되므로, 각 스풀(223), (233)마다 프리세스 캠등을 구비하는 경우에 비해, 상기 캠 기구의 구성이 간소화되게 된다.

또한, 도11에 도시하는 바와같이, 상기 스텝 모터(251), (252)는 3층밸브(220), (230)가 내장된 변속제어 유니트(110)의 유압제어부(111)의 밸브 바디(111a)의 측면에, 대응하는 3층밸브(220), (230)와 축심을 일치시켜 직접 부착함과 동시에, 연결부재(253), (254)로 양 3층밸브(220), (230)의 슬리브(222), (232)에 직접 연결되어 있으므로, 스텝 모터를 예를들면 변속기 케이스의 커버부재나 오일 팬등에 3층밸브와 독립하여 배치하고, 연동기구를 통하여 양자를 연결하는 경우에 비교해, 스텝 모터(251), (252)에 의해 3층밸브(220), (230)의 슬리브(222), (232)를 구동하는 기구가 현저하게 간소화되게 되고, 또한 상기 슬리브(222), (232)위치의 제어를 정도좋게 행하는 것이 가능해진다.

또한, 이 변속제어 유니트(110)에서는, 전진용 및 후퇴용 2개의 3층밸브(220), (230)의 중간에 시프트 밸브(241)가 배치되어 있으므로, 상기 시프트 밸브(241)와 양 3층밸브(220), (230)간의 유로, 구체적으로는 도10의 유압제어회로의 라인(242∼247)이 짧아지고,따라서, 이들 3층밸브(220), (230)를 이용한 제어의 응답성이 향상되게 된다.

또한, 도13에 확대하여 도시하는 바와같이, 전진용 3층밸브(220)에 있어서는, 슬리브(222)의 스텝 모터(251)측 단부에 설치된 대경부(222a)의 단면과, 보어(221)에 설치된 카운터면(221a)과의 사이에, 슬리브상의 스토퍼 부재(255)가 장착되며, 상기 슬리브(222)의 반 스텝 모터(251)측으로의 이동, 즉 라인압 포트(224)와 증속압 포트(227)와의 연통도 및 제2 릴리프압 포트(226)와 감속압 포트(228)와의 연통도가 증대하는 방향의 이동이 도시하는 소정위치에서 규제되게 된다.

또한, 도14에 확대하여 도시하는 바와같이, 후퇴용 3층밸브(230)에 있어서는, 슬리브(232)의 스텝 모터(252)측의 단부에 고착된 플랜지 부재(232a)와, 상기 스텝(S모터(252)의 전면(252a)과의 사이에, 연결부재(253)가 삽입되는 슬리브상의 스토퍼 부재(256)가 장착되며, 상기 슬리브(232)의 스텝 모터(252)측으로의 이동, 즉 라인압 포트(234)와 감속압 포트(238)와의 연통도 및 제1 릴리프압 포트(235)와 감속압 포트(237)와의 연통도가 증대하는 방향의 이동이 도시하는 소정위치로 규제되도록 되어 있다. 또한, 이들 스토퍼 부재(255), (256)의 작용은 후술한다.

한편, 도10에 도시하는 바와같이, 상기 유압제어회로(200)에는 클러치 제어용으로써, 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (272)가 구비되어 있고, 상기 매뉴얼 밸브(208)에서 인도된 제1 출력 라인(205)이 제1 솔레노이드 밸브(271)에, 제2 출력라인(206)이 제2 솔레노이드 밸브(272)에 각각 접속되어 있다.

그리고, 제1 솔레노이드 밸브(271)가 열렸을 때에, 상기 제1 출력 라인(205)에서의 라인압에 의거하는 클러치 체결압이 훼일 세이프용 밸브(273) 및 로우 모드 클러치 라인(274)을 통하여 로우 모드 클러치(60)의 유압실(65)로 공급되어 상기 클러치(60)를 체결하고, 또한 제2 솔레노이드 밸브(272)를 열면, 상기 제2 출력 라인(206)에서의 라인압에 의거하는 클러치 체결압이 하이 모드 클러치 라인(275)을 통하여 하이 모드 클러치(70)의 유압실(75)로 공급되어, 상기 클러치(70)를 체결하게 된다.

여기서, 상기 로우 모드 클러치 라인(274) 및 하이 모드 클러치 라인(275)에는 각각 어큐뮤레이터(276), (277)가 구비되고, 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)으로의 체결압의 공급을 천천히 행하게함으로써, 이들 클러치(60), (70)의 체결시의 쇼크의 발생을 억제하게 된다.

또한, 매뉴얼 밸브(208)에서 인도된 제3 출력 라인(207)은 상기 훼일 세이프용 밸브(273)를 통하여 시프트 밸브(241)의 제어 포트(241a)에 접속되며, 상기 매뉴얼 밸브(208)가 R레인지의 위치로 이동했을 시에, 라인압이 상기 시프트 밸브(241)의 제어 포트(241a)에 공급되고, 상기 시프트 밸브(241)의 스풀을 좌측, 즉 후퇴시용의 위치로 이동시키게 된다.

또한, 상기 훼일 세이프용 밸브(273)를 작동시키는 훼일 세이프용 솔레노이드 밸브(278)가 구비되며, 상기 솔레노이드 밸브(278)에서의 제어압에 의해 상기 훼일 세이프용 밸브(273)의 스풀이 우측에 위치하고, 상기 제1 출력 라인(205) 및 로우 모드 클러치 라인(274)이 관통하도록 되어 있다.

여기서, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (282) 및 훼일 세이프용 솔레노이드 밸브(278)는 모두 삼방밸브로써, 상기 라인의 상류측과 하류측을 차단했을 시에, 하류측의 라인을 드레인시키게 되어 있다.

또한, 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (272)등이 배치된 클러치 제어 유니트(120)는 도15에 도시하는 바와같이 상측부재(121)와, 중간부재(122)와 하측부재(123)를 다수의 볼트(124)…(124)로 결합 일체화한 구성으로 상기 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (272)가 중간부재(122)의 측면에 부착 플레이트(125)를 이용하여 부착되어 있다.

그 경우에, 솔레노이드 밸브(271), (272)의 본체외주에 설치된 플랜지(271a), (272a)를 부착 프레이트(125)와 중간부재(122)의 측면과의 사이에 끼움으로써, 이들 솔레노이드 밸브(271), (272)를 고정하고 있는데, 상기 부착 플레이트(125)는 볼트(126), (126)에 의해 상기 부재(121)와 하측부재(123)에 각각 조여져 있고, 따라서, 이 부착 플레이트(125)를 통하여 상측부재(121)와 하측부재(123)가 열결되게 되고, 이에따라 3층밸브구조로 된 클러치 제어 유니트(120)전체의 강성이 향상하게 된다.

이상의 구성에 추가하여, 도10에 도시하는 유압제어회로(200)에는 윤활 라인(281)이 설치되어 있다. 이 윤활 라인(281)은 레귤레이터 밸브(202)의 드레인 포트에서 인도되고, 상기 변속기(10)의 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 각 윤활부에 윤활유를 공급하는 라인(282)과, 유성기어기구(50)나 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)의 발란스실(68), (78)등의 무단변속기구(20), (30)이외의 변속기 각부에 윤활유를 공급하는 라인(283)으로 분기되어 있고, 또한, 상기 라인(281)에는 윤활유압을 소정값으로 조정하는 릴리프 밸브(284)가 접속되어 있다.

그리고, 상기 무단변속기구(20), (30)로 통하는 라인(282)의 상류부는 윤활유를 냉각하는 쿨러(285)가 설치된 냉각 라인(286)과, 상기 쿨러(285)를 하이패스하는 바이패스 라인(287)으로 분기됨과 동시에, 냉각라인(286)의 쿨러(285)의 상류측에는 오리피스(288)와 제1 개폐밸브(289)가 병렬로 배치되며, 또한 바이패스 라인(287)에는 상기 라인(287)을 개폐하는 제2 개폐밸브(290)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 제1, 제2 개폐밸브(289), (290)에 의한 무단변속기구(20), (30)에 대한 윤활유의 공급제어에 대해 설명한다.

우선, 후술하는 콘트롤 유니트(300)(도16 참조)에서의 신호에 의해 제2 개폐밸브(290)는 작동유의 온도가 소정치보다 낮을 때, 및 작동유의 압력이 소정치보다 높을 때에 열리고, 이 때에, 쿨러(285)를 통과시키지 않고, 무단변속기구(20), (30)에 윤활유를 공급하도록 되어 있다. 이것은 유온이 낮을 때에는 쿨러(285)에 의해 윤활유를 냉각할 필요가 없으므로, 이것을 저항이 작은 바이패스 라인(287)에 의해 효율좋게 공급하기 위함이고, 또한, 유압이 현저하게 높을 때에 쿨러(285)를 통과시키지 않는 것은 상기 쿨러(285)의 고압에 의한 손상이나 내구성의 저하를 방지하기 위함이다.

그리고, 이들 이외의 경우에는 제2 개폐밸브(290)는 닫히고, 윤활유는 쿨러(285)에 의해 냉각된 다음에 무단변속기구(20), (30)로 공급되게 되고, 이에따라, 특히 입,출력 디스크(21), (22), (31), (32)의 토로이달면의 윤활유의 유막이 양호하게 지지되며, 상기 토로이달면 및 이에 접촉하는 롤러(23), (33)의 주면의 내구성이 확보되게 된다.

또한, 제1 개폐밸브(289)는 마찬가지로 콘트롤 유니트(300)에서의 신호에 의해, 제2 개폐밸브(290)가 닫힌 상태에서, 엔진(1)의 회전수가 소정치보다 낮을 때, 및 상기 차량의 속도가 소정치보다 낮을 때에 닫히도록 제어된다. 이것은 저속시나 저회전시는 무단변속기구(20), (30)에서의 윤활유의 요구량이 적어지는 한편, 클러치(60), (70)측에서는 소정량의 윤활유가 요구되므로, 윤활유량이 원래 작은 이 때에, 무단변속기구(20), (30)측으로의 윤활유의 공급량을 억제하고, 클러치(60), (70)측으로의 공급량을 확보하기 위함이다.

또한, 상기 라인(282)에 의해 무단변속기구(20), (30)로 공급되는 윤활유는 도3에 도시하는 바와같이, 유로(282a)에 의해 롤러(23), (33)의 베어링부에 공급됨과 동시에, 노즐(282b)에서 입, 출력 디스크(21), (22), (31), (32)의 토로이달면에 분사되도록 되어 있다.

변속제어

(1)제어의 기본적 동작

이 실시형태에 관한 무단변속기구(10)는 이상과 같은 기계적구성 및 유압제어회로(200)의 구성을 가짐과 동시에, 이 유압제어회로(200)를 이용하여, 제1, 제2 무단변속기구(20), (30)의 변속비 제어 및 클러치(60), (70)의 체결제어를 행함으로써, 변속기(10)전체로써의 변속제어를 행하는 콘트롤 유니트(300)를 가진다.

이 콘트롤 유니트(300)에는 도16에 도시하는 바와같이, 상기 차량의 차속을 검출하는 차속 센서(301), 엔진(1)의 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서(302), 엔진(1)의 스로틀 개도를 검출하는 스로틀 개도 센서(303), 운전자에 의해 선택된 레인지를 검출하는 레인지 센서(304)등에 추가하여, 각종 제어용으로써 작동유의 온도를 검출하는 온도 센서(305), 무단변속기구(20), (30)의 입력회전수 및 출력회전수를 각각 검출하는 입력회전수 센서(306) 및 출력회전수 센서(307), 액셀 페달의 해방을 검출하는 아이들 스위치(308), 브레이크 페달의 답력을 검출하는 브레이크 스위치(309) 및 상기 차량의 주행노면의 구배를 검출하는 구배 센서(310)등에서의 신호가 입력되도록 되어 있다.

그리고, 이들 센서나 스위치에서의 신호가 나타내는 차량 내지 엔진의 운전상태에 따라 라인압 제어용 및 릴리프압 제어용의 리니어 솔레노이드 밸브(209), (210), 로우 모드 클러치(60)용 및 하이 모드 클러치(70)용의 제1, 제2 솔레노이드 밸브(271), (272), 훼일 세이프용 솔레노이드 밸브(278), 윤활제어용 제1, 제2 개폐 밸브(289), (290) 및 전진용 3층밸브(220)용 및 후퇴용 3층밸브(230)용의 스텝 모터(251), (252)등에 제어신호를 출력하도록 되어 있다.

다음에, 상기 유압제어 회로(200)와 콘트롤 유니트(300)에 의한 변속제어의 기본적 동작에 대해 설명한다. 또한, 여기서는 필요한 경우 이외, 도10에 도시하는 매뉴얼 밸브(208)가 D레인지 위치에 있고, 이에따라 시프트 밸브(241)의 스풀이 도면상, 우측의 전진위치에 있는 경우에 대해 설명하고, 또한, 무단변속기구에 대해서는 도3에 도시하는 제1 무단변속기구(20)의 상방에 위치하는 제1 롤러(23₁) 내지 제1 트러니온(25₁)을 예로들어 설명한다.

우선, 유압제어회로(200)를 이용한 무단변속기구(20),(30)의 변속비 제어에 대해 설명하면, 콘트롤 유니트(300)에서의 신호에 의해, 유압제어회로(200)의 레귤레이터 밸브용 리니어 솔레노이드 밸브(209) 및 릴리프 밸브용 리니어 솔레노이드 밸브(210)가 작동하고, 라인압 제어용 및 릴리프압 제어용의 제어압이 각각 생성되며, 이들이 레귤레이터 밸브(202) 및 릴리프 밸브(204)의 제어 포트(202a), (204a)에 각각 공급됨으로써, 소정의 라인압과 릴리프압이 생성된다.

이들 유압 중, 라인압은 메인 라인(201)에서 상기 시프트 밸브(241) 및 라인(242)을 통하여 전진용 3층밸브(이하, 「3층밸브」라고 한다)(220)의 라인압 포트(224)로 공급된다. 또한, 릴리프압은 라인(203)을 통하여 3층밸브(220)의 제1, 제2 릴리프압 포트(225), (226)로 공급된다.

그리고, 이 라인압과 릴리프압에 의거하여 3층밸브(220)에 의해 변속제어 유니트(110)의 증속용 유압실(115), (115₁, 115₂, 이하 같음) 및 감속용 유압실(116)에 각각 공급되는 증속용 유압(P_H) 및 감속용 유압(P_L)의 차압△P(=P_H-P_L)의 제어가 행해진다.

이 차압제어는 무단변속기구(20)의 트러니온(25)에 작용하는 트랙션력(T)에 저항하여 상기 트러니온(25) 내지 롤러(23)를 소정 중립위치에 유지함과 동시에, 이 중립위치에서 트러니온(25) 및 롤러(23)를 축심(X)방향을 따라 이동시켜 상기 롤러(23)를 구배 회전시킴으로써, 무단변속기구(20)의 변속비를 변화시키기 위해 행해지는 것이다.

여기서, 상기 트랙션력(T)에 대해 설명하면, 도17에 도시하는 바와같이, 무단변속기구(20)에서, 입력 디스크(21)의 e방향의 회전에 의해 롤러(23)가 구동될 때, 상기 롤러(23) 및 이를 지지하는 트러니온(25)에는 이들을 입력 디스크(21)의 회전방향(e)과 동방향으로 끌려는 힘이 작용한다. 또한, 이 롤러(23)의 f방향의 회전에 의해 출력 디스크(22)가 g방향(도3의 x방향)으로 구동될 때, 그 반력으로써, 출력 디스크(22)의 회전방향(g)과 반대방향의 힘이 상기 롤러(23) 내지 트러니온(25)에 작용한다. 그 결과, 롤러(23) 및 트러니온(25)에는 도시하는 방향의 트랙션력(T)이 작용하게 된다.

따라서, 이 트랙션력(T)에 저항하여 롤러(23)를 중립위치로 유지하기 위해, 트러니온(25)에 로드(27)를 통하여 부착된 피스톤(113), (114)에 의해 형성되는 증속용 유압실(115) 및 감속용 유압실(116)에, 차압△P이 상기 트랙션력(T)과 균형잡힌 크기가 되도록, 증속용 유압(P_H)과 감속용 유압(P_L)이 각각 공급된다.

그리고, 이 상태에서 예를들면 전진에서의 발진시에 무단변속기구(20)의 변속비를 크게(감속)하고, 스텝 모터(251)에 의해, 3층밸브(220)의 슬리브(222)를, 도11 및 도13에 있어서는 우측(도10에서는 좌측)으로 이동시키면, 상기 3층밸브(220)의 라인압 포트(224)와 감속압 포트(228)와의 연통도 및 제1 릴리프압 포트(225)와 증속압 포트(227)와의 연통도가 커진다.

이 때문에, 도10에 도시하는 증속압 라인(248)에서 상기 증속용 유압실(115)로 공급되는 증속용 유압(P_H)은 상대적으로 저압의 릴리프압에 의해 감압됨과 동시에, 감속압 라인(249)에서 상기 감속용 유압실(116)로 공급되는 감속용 유압(P_L)은 상대적으로 고압의 라인압에 의해 증압되고, 차압(△P)이 작아져, 그 결과, 상기 트랙션력(T)이 이 차압(△P)을 상회하여 트러니온(25) 내지 롤러(23)가 도17에 도시하는 트랙션력(T)과 동방향인 h방향으로 이동하게 된다. 그리고, 이 이동에 의해, 롤러(23)는 입력 디스크(21)와의 접촉 위치가 반경방향의 내측에, 출력 디스크(22)와의 접촉 위치가 반경방향의 외측으로 각각 이동하는 방향으로 구배 회전하고, 상기 무단변속기구(20)의 변속비가 감속되게 된다.

그리고, 이 롤러(23)의 구배 회전은 도12에 도시하는 제2 무단변속기구(30)에 있어서도 같게 발생하고, 트랙션력(T)이 차압(△P)을 상회함에 의한 트러니온(35)의 i방향의 이동에 의해 롤러(33)는 입력 디스크(31)와의 접촉 위치가 반경방향의 내측에, 출력 디스크(32)와의 접촉 위치가 반경방향의 외측으로 각각 이동하는 방향으로 구배 회전하게 되는데, 이 구배 회전과 일체적으로 캠 기구(260)의 프리세스 캠(261)이 동방향(도11에 도시하는 j방향)으로 같은 각도만큼 회전함으로써, 상기 캠 기구(260)에 있어서는 종동 레버(263), 샤프트(262) 및 구동 레버(264)가 모두 도12에 도시하는 k방향으로 회동한다.

그 결과, 3층밸브(220)의 스풀(223)은 스프링(229)의 탄성력에 저항하여 1방향, 즉 도11의 우방향으로 이동하게 되는데, 이 방향은 상기 스텝 모터(251)에 의해 슬리브(222)를 이동시킨 방향이고, 따라서, 상기와 같이 일단 증대한 라인압 포트(224)와 감속압 포트(228)와의 연통도, 및 제1 릴리프압 포트(225)와 증속압 포트(227)와의 연통도가 당초의 중립상태로 복귀하게 된다.

이에따라, 상기 차압(△P)은 다시 트랙션력(T)과 균형잡힌 상태로 되어 상기와 같은 변속동작이 종료하고, 무단변속기구(20)( 및 30)의 변속비는 소정량 변화한 위에 고정되게 된다.

그 경우에, 이 변속동작은 상기 스풀(223)이 슬리브(22)와의 위치관계에서 소정 중립상태로 되는 위치까지 이동한 시점에서 종료하게 되는데, 그 위치는 스텝 모터(251)에 의해 슬리브(222)를 이동시킨 위치이고, 또한, 캠 기구(260)를 통하여 롤러(23) 및 트러니온(25)의 구배 회전각에 대응지어진 위치이므로, 슬리브(222)의 위치가 롤러(23) 및 트러니온(25)의 구배 회전각에 대응하게 된다. 그 결과, 스텝 모터(251)의 제어량이 상기 무단변속기구(20)의 변속비에 대응하게 되고, 상기 스텝 모터(251)의 펄스제어에 의해 무단변속기구(20)(무단변속기구(30))에 대해서도 같음)의 변속비가 제어되게 된다.

또한, 예를들면, 후퇴에서의 발진시에는 스텝 모터(252)에 의해 후퇴용 3층밸브(230)의 슬리브(232)를 도11 및 도14의 좌측(도10의 우측)으로 이동시키게 되는데, 이 경우는 각 부재가 상기 경우와 역방향 동작하여 무단변속기구(20), (30)의 변속비는 작아진다(증속된다).

여기서, 스텝 모터(251), (252)로 출력하는 제어신호의 펄스수에 대한 무단변속기구(20), (30)의 변속비의 변화 특성은 예를들면 도18에 도시하는 바와같고, 펄스수의 증대에 따라 변속비가 작아지도록 (증속)변화한다.

다음에, 이상과 같은 무단변속기구(20), (30)의 변속비제어를 이용한 변속기(10) 전체로써의 변속비(최종변속비)의 제어에 대해 설명한다.

상술한 바와같이, 무단변속기구(20), (30)의 변속비는 스텝 모터(251), (252)에 대한 스텝 제어에 의해 행해지는데, 이 때, 변속기(10)가 로우 모드에 있는지 하이 모드에 있는지에 따라, 즉 로우 모드 클러치(60)와 하이 모드 클러치(70)중 어느쪽이 체결되어 있는가에 따라, 다른 최종변속비가 얻어진다.

우선, 하이 모드에 있어서는, 상기와 같이 무단변속기구(20), (30)의 출력회전이 하이 모드 기어열(90) 및 하이 모드 클러치(70)를 통하여 세컨더리 샤프트(13)에 직접 전달되며, 유성기어기구(50)를 경유하지 않으므로, 도19에 도시하는 바와같이, 최종변속비의 펄스수에 대한 특성(H)은 도18에 도시하는 무단변속기구(20), (30)의 변속비 특성과 같게 된다. 다만, 하이 모드 기어열(90)을 구성하는 제1 기어(91)와 제2 기어(92)와의 직경 내지 기어수의 다름에 의해 변속비 자체의 값이 상호 달라지게 되는 것은 말할 것도 없다.

한편, 로우 모드에서는 상기와 같이 엔진(1)의 회전이 인풋 샤프트(11)에서 로우 모드 기어열(80) 및 로우 모드 클러치(60)를 통하여 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)로 입력됨과 동시에, 무단변속기구(20), (30)의 출력회전이 하이 모드 기어열(90)을 통하여 상기 유성기어기구(50)의 선 기어(52)로 입력된다. 그 경우에, 무단변속기구(20), (30)의 변속비를 제어함으로써, 상기 피니언 캐리어(51)로 입력되는 회전속도와 선 기어(52)로 입력되는 회전속도와의 비를 소정 값으로 설정하면, 유성기어기구(50)의 출력요소인 인터널 기어(53)의 회전속도가 제로가 되고, 기어드 뉴트럴 상태가 얻어진다.

이 때, 최종변속비는 도19에 부호 a, b로 표시하는 바와같이 무한대로 되는데, 이 상태에서 전진에서의 발진시에, 상기 스텝 모터(251)에 대한 제어신호의 펄스수를 감소시킴으로써, 무단변속기구(20), (30)의 변속비를 크게하는 방향(감속)으로 변화시켜, 상기 선 기어(52)로의 입력회전속도를 저하시키면, 유성기어기구(50)의 인터널 기어(53)는 전진방향으로 회전하기 시작하고, 펄스수의 감소에 따라 최종변속비가 작아지는 특성(L)이 얻어지고, D레인지의 로우 모드가 실현된다.

그리고, 이들 D레인지의 로우 모드 특성(L)과 하이 모드 특성(H)과는 도면중 부호c로 표시하는 바와같이, 소정 펄스수(도예에서는 500펄스 부근), 즉 무단변속기구(20), (30)의 소정 변속비(도예에서는 1.8 부근)에서 교차하는 특성으로 되어 있다. 따라서, 이 교차점c에서 로우 모드 클러치(60)와 하이 모드 클러치(70)의 교환을 행하면 최종변속비를 연속적으로 변화시키면서, 모드의 절환을 행할 수 있게 된다.

또한, 상기 기어드 뉴트럴 상태에서 후퇴에의 발진시에, 스텝 모터(252)에 대한 제어신호의 펄스수를 증가시킴으로써, 무단변속기구(20), (30)의 변속비를 작게하는 방향(증속)으로 변화시켜, 상기 선 기어(52)로의 입력회전속도를 상승시키면, 유성기어기구(50)의 인터널 기어(51)는 후퇴방향으로 회전하기 시작하고, 펄스수의 증가에 따라 최종변속비가 커지는 R레인지의 특성(R)이 얻어진다.

그리고, 이상과 같은 제어특성에 의거하여 콘트롤 유니트(300)는 상기 차량의 운전상태에 따른 최종변속비의 제어를 다음과 같이 행한다.

즉, 콘트롤 유니트(300)는 차속 센서(301) 및 스로틀 개도 센서(303)에서의 신호에 의거하여 현시점의 차속(V)과 스로틀 개도(θ)를 판독하고, 이들 값과 도20에 도시하는 바와같이 미리 설정된 맵에서 목표 엔진 회전수(Neo)를 설정한다. 그리고, 이 목표 엔진 회전수(Neo)에 대응하는 최종변속비(도20의 각도α에 대응하는 값)이 얻어지도록 도19의 제어특성에 의거하여 상기와 같은 스텝 모터(251), (252)에 대한 펄스제어와, 도10에 도시하는 제1, 제2 솔레노이드 밸브에 대한 제어에 의한 로우 모드 클러치(60) 및 하이 모드 클러치(70)의 체결제어를 행한다.

여기서, 상기와 같이, 전진용 3층밸브(220)에 대해서는 도11, 도13에 도시하는 바와같이, 소정위치에서 증속측(좌측)으로의 이동이 스토퍼 부재(255)에 의해 규제되는데, 상기 소정위치로써는 슬리브(222)의 기어드 뉴트럴시의 위치 내지 이 위치에서 약간량 감속측(우측)의 위치에 설정되어 있고, 이에따라, 이 전진용 3층밸브(220)가 기어드 뉴트럴 상태에서 증속측의 상태로 되어, 운전자의 전진발진조작에 대해 차량이 후퇴방향으로 작동하는 사태가 방지되게 된다.

마찬가지로, 후퇴용 3층밸브(230)에 대해서는 도11, 도14에 도시하는 바와같이, 소정위치에서 감속측(우측)으로의 이동이 스토퍼 부재(256)에 의해 규제되는데, 이 경우의 소정위치로써는 슬리브(232)의 기어드 뉴트럴시의 위치 내지 이 위치에서 약간량 증속측(좌측)의 위치에 설정되어 있고, 이에따라, 이 후퇴용 3층밸브(230)가 기어드 뉴트럴 상태보다 감속측의 상태로 되어, 운전자의 후퇴발진조작에 대해 차량이 전진방향으로 작동하는 사태가 방지되게 된다.

또한, 전진용 3층밸브(220)에 대해서는 발진시에 슬리브(222)가 감속측으로 이동한 후, 모드가 로우 모드에서 하이 모드로 절환하면, 상기 슬리브는 증속측으로 이동하는데, 이 하이 모드에서의 변속은 슬리브(222)가 스토퍼 부재(255)에 당접하기 까지의 범위에서 행해진다.

또한, 상기 양 3층밸브(220), (230)의 슬리브(222), (232)의 상기와 같은 이동 규제는 상기 슬리브(222), (232)의 형상이나 보어(221), (231)의 형상등에 의해 행하는 것도 가능한데, 상기와 같이 스토퍼 부재(255), (256)를 이용함으로써, 슬리브(222), (232)등의 형상을 전진용 3층밸브(220)와 후퇴용 3층밸브(230)로 공통화할 수 있다.

한편, 이상과 같은 스텝 모터(251), (252)의 펄스 제어에 의한 무단변속기구(20), (30)의 변속비제어(이하 「3층밸브 제어」라고 한다)이외에 이 변속기(10)의 콘트롤 유니트(300)는 릴리프압을 리니어 솔레노이드 밸브(210)로 제어함으로써 소정의 차압(△P)을 직접 생성하여 무단변속기구(20), (30)의 변속비 제어를 행하게 된다(이하, 이 제어를 「다이렉트제어」라고 한다). 그 이유는 다음과 같다.

3층밸브제어는 스텝 모터(251), (252)의 펄스수, 즉 슬리브(222), (232)의 이동량과, 그에따라 발생하는 차압(△P)과의 사이에 일정 상관관계가 있는 것이 전제로 되는데, 상기 슬리브(222), (232)의 이동시에 작용하는 마찰력등에 의해, 예를들면 도21에 도시하는 바와같이, 슬리브를 차압(△P)이 커지는 방향을 향해 이동시켰을 때와, 작아지는 방향으로 이동시켰을 때에 이들 사이에 히스테리시스가 발생하는 것을 생각할 수 있다. 그리고, 이와같은 히스테리시스를 위해, 예를들면 기어드 뉴트럴(GN)부근의 부호 d로 표시하는 점에 있어서 상기 기어드 뉴트럴 위치를 끼워 차압(△P)의 반전이 일어나고, 그 결과, 전진과 후퇴에서 역구동의 회전이 발생한다.

이와같은 문제점에 대처하기 위해, 상기 차압(△P)을 직접 생성하여 증속용 유압실(115) 및 감속용 유압실(116)로 공급하면 되고, 이를 위해서는 라인압을 제어하는 것도 생각할 수 있는데, 라인압은 일반적으로 제어폭이 4∼16kg정도로 크기 때문에, 치밀한 차압(△P)의 제어에는 불리함과 동시에, 소정 차압(△P)을 생성하기 위해 라인압을 높히지 않으면 안되고 회로내 전체 유압이 높아져 오일 펌프 로스가 증대하게 된다.

따라서, 같은 차압(△P)을 생성하면, 라인압 이하의 유압인 릴리프압을 저하시킴으로써 생성하는 쪽이 유리하고, 또한 릴리프압의 제어폭이 일반적으로 0∼4kg정도로 좁기 때문에, 치밀한 차압(△P)의 제어에 적합하게 이용하는 것이 가능하다.

이 다이랙트 제어에서는 증속용 유압실(115) 및 감속용 유압실(116)에 각각 공급되는 증속용 유압(P_H) 및 감속용 유압(P_L)으로써, 라인압 및 릴리프압이 3층밸브(220)로 조압되지 않고 그대로 공급된다. 그리고, 3층밸브(220)의 슬리브(222)와 스풀(223)이 도10에 도시하는 중립상태에 있고, 이 상태에서 무단변속기구(20)의 변속비를 크게(감속)하면, 우선 슬리브(222)를 도면상, 죄측(도11, 도13의 우측)으로 소정 이동시키고, 라인압 포트(224)와 감속압 포트(228)와의 연통도, 및 제1 릴리프압 포트(225)와 증속압 포트(227)와의 연통도를 크게 하고, 라인압이 감속압 라인(249)에서 상기 감속용 유압실(116)로 공급되며, 릴리프압이 증속압 라인(248)에서 상기 증속용 유압실(115)로 공급되게 한다.

그 결과, 이들 증속용 유압(P_H)으로써의 라인압과 감속용 유압(P_L)으로써의 릴리프압과의 차압(△P)이 트랙션력(T)을 밑돌고, 트러니온(25) 내지 롤러(23)가 감속방향으로 이동하여 상기 롤러(23)가 구배 회전하고, 상기 롤러(23)의 구배회전각에 따라 스풀(223)이 캠 기구(260)에 의해 슬리브(222)의 이동방향으로 이동하게 되는데, 이 경우는 롤러(23)의 구배회전각 내지 스풀(223)의 이동량이 상기 차압(△P)에 의해 결정되고, 슬리브(222)의 상기 최초의 이동량에 의해 결정되는 것이 아니므로, 그 슬리브(222)의 이동량을 롤러(23)가 구배 회전하여 스풀(223)이 이동해도 상기 포트간의 연통관계가 유지되도록 설정해두면, 혹은 그와같이 슬리브(222)를 이동시킨 후에, 다시 상기 슬리브(222)를 소정방향으로 이동시켜 상기 포트간의 연통관계가 유지되도록 해 두면, 롤러(23)가 구배회전하여 스풀(223)이 이동한 후에 있어서도 상기 차압(△P)에 의한 직접 변속제어가 항상 가능해진다.

그 경우에, 이 다이렉트 제어는 특히 3층밸브 제어의 히스테리시스의 영향을 받기 쉬운 기어드 뉴트럴 부근, 즉 저차속시에 행하는 것이 효과적이다. 또한, 이 다이렉트 제어가 행해지는 저차속시에 있어서는, 아이들 스위치(308)가 온일 때에, 토크 컨버터를 구비하는 자동변속기와 같이 크립력을 발생하기 때문에, 상기 기어드 뉴트럴 상태를 억지로 실현하지 않는 제어(이하, 「크립제어」라고 한다)를 행하도록 되어 있다. 그 이유는 다음과 같다.

즉, 기어드 뉴트럴은 하이 모드 기어열(90)을 통하여 유성기어기구(50)의 선 기어(52)로 입력되는 회전속도와, 로우 모드 기어열(80)을 통하여 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)로 입력되는 회전속도와의 비를 소정값으로 설정함으로써 유성기어기구(50)의 인터널 기어(53)를 회전시키지 않도록 하는 것이고, 이를 위해 로우 모드에서의 토로이달 변속비가 상기 3층밸브 제어나 다이렉트 제어에 의해 제어되는데, 이와같은 기어드 뉴트럴을 실현하는 선기어(52)와 피니언 캐리어(51)와의 회전속도비의 값은 하나이고, 따라서 토로이달 변속비값도 일점밖에 없다. 그 결과, 매우 정밀한 토로이달 변속비의 제어가 요구되며, 때때로 전진방향 또는 후퇴방향으로 밀려버리는 경우가 있다.

또한, 일시 정지 후에 발진할 때를 생각하면, 기어드 뉴트럴에서는 브레이크 페달에서 발을 뗀 것만으로는 차는 발진하지 않고, 액셀을 밟지 않으면 안된다. 따라서, 토크 컨버터를 구비하는 자동변속기와 같이, 항상 어느 정도의 구동력을 차량에 작용시켜 양호한 발진성을 확보하려 하면, 예를들면 D레인지등의 전진주행 레인지에서는 전진방향의 구동력이 조금 작용하도록, 또한 R레인지의 후퇴주행 레인지에서는 후퇴방향의 구동력이 조금 작용하도록 각각 기어드 뉴트럴에서 밀리게 해 토로이달 변속비를 제어하게 된다. 그리고, 이와같은 크립 제어로는 치밀한 제어가 그다지 필요로 되지않기 때문에, 제어동작의 점에서도 유리해진다.

또한, 상기한 바와같이, 이 크립 제어는 다이렉트 제어가 행해지는 저차속시, 또한 아이들 스위치(308)가 온일 때에 실행되므로, 예를들면 운전자가 액셀 페달에서 발을 뗀채로 차속이 저하하는 경우에는 3층밸브제어에서 다이렉트 제어로 절환됨과 동시에 크립제어로 들어가고, 한편, 구배로등에서 액셀 페달을 밟은 상태에서 차속이 저하하는 경우에는 변속 맵에 의거하는 통상의 변속제어가 다이렉트 제어로 행해진 후, 브레이크 페달을 밟는등으로 액셀 페달을 뗀 시점에서 크립제어가 개시되게 된다.

그리고, 차량이 정차중은 가능한한 크립력을 작게 해서 연비를 세이브하고, 발진시에 있어서는, 크립 제어가 당초부터 개시되며, 액셀 페달을 밟음에 따라 통상의 다이렉트 제어로 이행하고, 그리고 차속이 소정 차속 이상이 된 시점에서 3층밸브 제어로 절환하게 된다.

(2)각 제어의 구체적 동작

도22에 도시하는 바와같이, 콘트롤 유니트(300)에는 이상 설명한 변속동작을 기본으로 하면서 각종 상황에 대처하기 위한 다양한 제어 프로그램이 격납되어 있고, 각 제어는 독립하여 또는 다른 제어와 관련되어 필요시에 인터럽트 실행된다.

(2-1)라인압 제어

상기한 바와같이, 오일 펌프(102)에서 토출된 작동유의 압력은 레귤레이터 밸브(202)를 통하여 리니어 솔레노이드 밸브(209)에 의해 소정의 라인압으로 조압되어 메인 라인(201)으로 공급되는데, 변속제어에 관해서는, 이 라인압은 릴리프 밸브(204)를 통하여 리니어 솔레노이드 밸브(210)에 의해 상기 라인압 이하의 유압으로 조압되어 릴리프압 라인(203)으로 공급되는 릴리프압과 함께 3층밸브(220), (230)로 인도되고, 무단변속기구(20), (30)의 롤러(23), (33) 내지 트러니온(25), (35)을 트랙션력(T)에 저항하여 중립상태로 유지하면서 트러니온(25), (35)을 소정 방향으로 이동시켜 상기 롤러(23), (33)를 구배 회전시키는 변속제어를 위한 차압(△P)을 발생시키는 중요한 압력으로써 사용된다.

따라서, 트랙션력(T)의 증감에 대응하여, 트러니온(25), (35)을 중립위치로 유지시키기 위한 차압(△P)의 제어를 행하게 되는데, 예를들면 릴리프압을 일정하게 한 경우는 라인압을 증대시킴으로써 상기 차압(△P)이 확대되어 보다 큰 트랙션력(T)에 대향할 수 있고, 반대로 라인압을 일정하게 한 경우는 릴리프압을 감소시킴으로써 상기 차압(△P)이 확대하여 보다 큰 트랙션력(T)에 대향할 수 있게 된다.

그 경우에, 상기 트랙션력(T)은 단순히 엔진 토크의 크기등에 의해 변화하지 않고, 롤러(23), (33)의 구배 회전각에 의해서도 변한다. 즉, 도23에 제1 무단변속기구(20)의 제1 롤러(23₁)를 예로 들어 도시하는 바와같이, 변속제어의 결과로써 이 롤러(23₁)가 도면중 실선으로 표시하는 바와같이 감속측으로 구배 회전한 경우는, 쇄선으로 표시하는 바와같이 증속측으로 구배 회전한 경우에 비해 상기 롤러(23₁)와 입력 디스크(21)와의 접촉 위치의 반경(rl)이 작아지므로, 이 때 토크(Tz)가 상기 입력 디스크(21)측에서 롤러(23₁)로 전달된다고 하면, 토크(Tz)의 크기가 같아도, 이 접촉 위치의 롤러(23₁)를 끌려는 힘이 보다 커지고, 또한 상기 롤러(23₁)와 출력 디스크(22)와의 접촉 위치의 반력도 커진다. 따라서, 롤러(23₁)가 감속측으로 구배 회전함에 따라 전체의 트랙션력(T)이 증대한다.

그리고, 토크(Tz)의 전달방향이 상기와 같이 되는 것은, 로우 모드 클러치(60)가 해방되며, 하이 모드 클러치(70)가 체결된 하이 모드(H모드)일 때이므로, 이 하이 모드시에는 무단변속기구(20), (30)의 변속비(이하,「토로이달 변속비」라고도 한다)가 커질수록 상기 트랙션력(T)에 대향하는 차압(△P)이 확대하도록, 릴리프압을 일정하게 한 경우는 라인압을 증대시키고, 라인압을 일정하게 한 경우는 릴리프압을 감소시키는 제어를 행한다.

한편, 로우 모드(L모드)시에는 상기의 유성기어기구(50)에서의 반력으로써 무단변속기구(20), (30)측으로 환류되는 순환 토크에 의해 토크 전달방향이 하이 모드시와는 반대로 된다(도9 참조). 따라서, 로우 모드시에는 롤러(23₁)가 도23에 파선으로 표시하는 바와같이 증속측으로 구배 회전한 경우에, 상기 롤러(23₁)와 출력 디스크(22)와의 접촉 위치의 반경(r2)이 작아져 트랙션력(T)이 증대하므로 토로이달 변속비가 작아질수록 상기 트랙션력(T)에 대향하는 차압(△P)이 확대되도록, 릴리프압을 일정하게 한 경우는 라인압을 증대시키고, 라인압을 일정하게 한 경우는 릴리프압을 감소시키는 제어를 행한다.

콘트롤 유니트(300)가 행하는 라인압 제어의 구체적 동작은 예를들면 도24와 같이 되고, 스텝(S11)에서 엔진 회전수(Ne)와 스로틀 개도(θ)에서 엔진 토크(Te)를, 스텝(S12)에서 오일 펌프 로스(Loss)를, 스텝(S13)에서 무단변속기구(20), (30)의 입력회전수와 출력회전수에서 토로이달 변속비(Rtd)를 각각 산출한 후, 스텝(S14)에서 이들 각 산출치 및 모드를 파라미터로써, 예를들면 도25에 도시하는 맵에서 전달 토크(Tz)값을 구한다. 도시한 바와같이, 이 맵에서는 로우 모드 D레인지에서 토로이달 변속비(Rtd)가 증속측이 됨에 따라 전달 토크(Tz)가 커지고, 하이 모드에서는 전달 토크(Tz)가 1.0으로 고정된다.

이어서, 스텝(S15)에서 상기 전달 토크(Tz)에 의거하여 예를들면 도26에 도시하는 맵에서 라인압(PL)의 값을 구하고, 스텝(S16)에서 이 라인압(PL)이 얻어지도록 리니어 솔레노이드 밸브(209)를 제어한다. 상기 맵에서는 트랙션력(T)에 대향할 수 있도록 전달 토크(Tz)가 소정값 이상에서 라인압(PL)이 커지고, 그 경우에 상술한 바와같이, 로우 모드시는 토로이달 변속비(Rtd)가 증속측이 됨에 따라 라인압(PL)이 보다 크게 설정되어, 하이 모드시는 토로이달 변속비(Rtd)가 감속측이 됨에 따라 라인압(PL)이 보다 크게 설정되어 있다.

또한, 전달 토크(Tz)가 소정치 미만에서 라인압(PL)이 일정치로 고정되어 있는데, 이 범위내에서는 릴리프압을 증감시켜 차압(△P)을 제어한다. 즉, 로우 모드시는 토로이달 변속비(Rtd)가 증속측이 됨에 따라 릴리프압을 보다 감소시키고, 하이 모드시는 토로이달 변속비(Rtd)가 감속측이 됨에 따라 릴리프압을 보다 감소시킨다.

(2-2)인게이지 제어

상기한 바와같이, N레인지에서는 라인압을 공급하는 메인 라인(201)과 제1∼제3 출력 라인(205∼207)이 매뉴얼 밸브(208)에 의해 차단되므로, 로우 모드 클러치(60), 하이 모드 클러치(70)모두 해방된 상태에 있다. 그리고, 이 상태에서 운전자에 의해 레인지가 D레인지 혹은 S레인지, L레인지등의 전진 주행 레인지나 R레인지의 후퇴주행 레인지로 절환되었을 시에는, 우선 로우 모드를 달성하도록 로우 모드 클러치(60)가 체결된다. 이 때, 토로이달 변속비가 기어드 뉴트럴을 실현하는 변속비로 제어되면, 유성기어기구(50)의 피니언 캐리어(51)와 로우 모드 기어열(80)의 제2 기어(82)와의 사이에 회전의 동기가 취해지므로 이를 연결 혹은 절단하는 상기 로우 모드 클러치(60)가 체결되어도, 그 체결에 의한 쇼크는 거의 발생하지 않는다.

그러나, N레인지가 선택되는 것은 통상, 아이들 상태의 정차시 혹은 저차속시이므로, N-D 또는 N-R의 인게이지 동작은 상기의 크립 제어중에 행해지게 된다. 따라서, 상기 크립 제어중은 기어드 뉴트럴 상태가 아니므로, 로우 모드 클러치(60)의 체결시에 크립 토크에 의한 쇼크가 발생한다.

그래서, 콘트롤 유니트(300)는 이와같은 체결 쇼크를 억제하기 위해, 도27에 도시하는 플로우챠트에 의한 인게이지 제어를 행한다. 다음에, 이 인게이지 제어를 도28에 도시하는 스텝 모터(251)의 펄스수와 최종 변속비와의 관계도, 도29에 도시하는 릴리프압과 출력 토크와의 관계도, 및 도33에 도시하는 타임 챠트를 참조하면서 설명한다.

즉, 콘트롤 유니트(300)는 우선 스텝(S21)에서 전회의 제어 사이클로 레인지가 N레인지인지 여부를 판정하고, YES인 경우는 스텝(S22)에서 금회 레인지가 D, S, L, R등의 주행 레인지 여부를 판정한다. 그리고, NO인 경우, 즉 N레인지가 접속하는 경우는 스텝(S23)에서 릴리프압(Prf)을 0으로 함과 동시에, 스텝(S24)에서 스텝 모터(251)의 펄스(PULS)를 기어드 뉴트럴이 실현하는 PN으로 한 후, 스텝(S25)에서 타이머값(TIM)을 0으로 한다.

여기서, N레인지 접속중에 릴리프압(Prf)을 0으로 하는 것은, 릴리프압 제어용 리니어 솔레노이드 밸브(210)의 비작동 시에 릴리프압(Prf)이 0으로 되어 여분의 전력이 소비되지 않고 유리해 지기 때문이다. 또한, 펄스(PULS)를 기어드 뉴트럴이 실현하는 PN으로 하는 것은 다음에 인게이지 동작이 행해진 경우의 크립력을 다이렉트 제어로 생성하는 기준으로써 슬리브(222)를 기준위치로 되돌려 두기 위함이고, 반드시 이 위치에 한정되지 않고, 3층밸브(222)의 슬리브(222)와 스풀(223)과의 위치관계가 소정 중립상태로 되어 각 포트간의 연통이 차단되는 위치이면 된다.

한편, 스텝S22에서 금회 레인지가 D, S, L, R등의 주행 레인지가 되면, 스텝(S26)에서 타이머값(TIM)이 로우 모드 클러치(60)의 체결에 요하는 소정시간(TIMx)중은 스텝(S27)에서 릴리프압(Prf)을 비교적 높은 소정 유압(Prf)(on)으로 함과 동시에, 3층밸브(222)의 각 포트사이에 연통상태가 유지되어 다이렉트 제어를 실행할 수 있도록, 스텝(S28)에서 스텝 모터(251)의 펄스(PULS)를, D레인지등의 전진주행 레인지에의 절환이면 상기 PN에서 최종변속비가 고속측의 PD1에, 또한 R레인지의 후퇴주행 레인지로의 절환이면 마찬가지로 최종변속비가 고속측의 PR1으로 한 후, 스텝(S29)에서 타이머값(TIM)을 1만큼 플러스한다.

즉, 로우 모드 클러치(60)의 체결에 요하는 소정시간(TIMx)중은 릴리프압(Prf)이 높아지고, 그 결과 라인압과의 차압(△P)이 작아져 기어드 뉴트럴에 가까워지고, 크립력(출력 토크)이 낮게 설정되게 된다. 따라서, 인게이지 동작의 체결 쇼크가 억제된다.

그리고, 스텝(S26)에서 타이머값(TIM)이 로우 모드 클러치(60)의 체결에 요하는 소정시간(TIMx)을 초과할 때는,, 스텝(S31)에서 릴리프압(Prf)을 비교적 낮은 소정 유압(Prf)(off)으로 함과 동시에, 3층밸브(222)의 각 포트간의 연통상태가 유지되어 다이렉트 제어를 실행할 수 있도록, 스텝(S32)에서 스텝 모터(251)의 펄스(PULS)를, D레인지등의 전진주행 레인지로의 절환이면 상기 PN에서 최종변속비가 저속측의 PD0에, 또한 R레인지의 후퇴주행 레인지에의 절환이면 마찬가지로 최종 변속비가 저속측의 PR0으로 한 후, 스텝(S33)에서 타이머값(TIM)을 0으로 한다.

즉, 로우 모드 클러치(60)가 체결된 후는, 릴리프압(Prf)이 낮아져 그 결과 라인압과의 차압(△P)이 커져 기어드 뉴트럴에서의 편의가 확대되어 크립력(출력 토크)이 높게 설정되게 된다. 따라서, 양호한 발진성이 확보되게 된다.

(2-3)다이렉트 제어

다이렉트 제어 그 자체의 기본적 동작은 먼저 기술한 대로인데, 이 변속기(10)의 콘트롤 유니트(300)는 특히 브레이크 페달이 밟혀졌을 때나, 크립시의 차속에 대해 특수한 제어를 행하도록 되어 있다. 그 경우의 구체적 제어동작은 도30에 도시하는 플로우챠트와 같이 되고, 이것을 도33에 도시하는 타임 챠트를 참조하면서 설명하면, 우선 스텝(S41)에서 차속(V)이 크립제어의 목표차속(Vo)보다 소정량△V큰 차속을 밑돌 때에, 3층밸브제어에서 이 다이렉트 제어로 이행하고, 그 경우에, 스텝(S42)에서 브레이크 스위치(309)가 온일 때는,(이 때 아이들 스위치(308)는 온 이고 크립 제어가 개시된다), 스텝(S43)에서 릴리프압(Prf)을 비교적 높은 소정유압(Prf)(on)으로 하고, 이 릴리프압(Prf)(on)이 얻어지도록 스텝(S44)에서 리니어솔레노이드 밸브(210)를 제어한다. 즉, 브레이크 페달이 밟혀질 때는, 조기에 감속하는 것이 바람직하고, 이를위해 릴리프압(Prf)을 높게하여 크립력을 작게한다.

한편, 스텝(S42)에서 브레이크 스위치(309)가 오프일 때는,, 스텝(S45)에서 릴리프압(Prf)을 비교적 낮은 소정 유압(Prf)(off)으로 한다. 그리고, 스텝(S46)에서 아이들 스위치(308)가 온 일 때는,, 스텝(S47)에서 현재의 차속(V)과 상기 크립 제어의 목표차속(Vo)과의 편차(dV)를 구한 후, 스텝(S48)에서 도29에 도시하는 맵에서 상기 편차(dV)에 의거하여 릴리프압의 피드 백 유압(△Prf)을 구한다. 그리고, 스텝(S49)에서 이 피드 백 유압(△Prf)을 가산한 릴리프압(Prf)을 구하고, 이 릴리프압(Prf)이 얻어지도록 스텝(S44)에서 리니어 솔레노이드 밸브(210)를 제어한다. 이에따라, 브레이크 페달이 밟혀지지 않을 때는, 크립력이 작아지지않고, 차속이 목표차속(Vo)에 피드 백 제어로 유지되게 된다.

또한, 도33의 타임 챠트에서는 차량의 정지에서 발진시에 있어서, 이 차속의 목표차속(Vo)에의 피드 백 제어가 나타난다. 또한,스텝(S41)에서 다이렉트 제어의 개시조건을 이 목표차속(Vo)보다 소정량(△V) 큰 차속으로 한 것은 이 차속(V)의 피드 백 제어중에 오버 슈트하여 3층밸브제어로 절환하지 않도록 하기 위함이다.

또한, 스텝(S46)에서 아이들 스위치(308)가 오프, 즉 액셀 페달이 밟혀질 때는, 스텝(S50)에서 스로틀 개도(θ)에 따라 릴리프압(Prf)을 결정하고, 이 릴리프압(Prf)이 얻어지도록 스텝(S44)에서 리니어 솔레노이드 밸브(210)를 제어한다(도33에서 차량의 발진시의 △t의 기간). 그 경우에, 릴리프압(Prf)과 스로틀 개도(θ)와의 관계는 도32에 도시하는 바와같이, 스로틀 개도(θ)가 커질수록 릴리프압(Prf)가 커지는 맵으로 설정되어 있다. 이에따라, 액셀의 페달량이 클수록 크립력이 작고, 환언하면, 기어드 뉴트럴 상태에 가깝고, 그 결과, 변속비가 커져 엔진 회전수가 높아지며, 양호한 가속성이 얻어져 3층밸브제어와의 절환이 원활하게 행해지게 된다.

그리고, 스텝(S41)에서 차속(V)이 다이렉트 제어의 개시조건인 차속 이상이 된 시점에서 스텝(S51)으로 진행하고, 여기서 3층밸브 제어시의 차압(△P)을 라인압과의 사이에서 생성하는 릴리프압(Prf)를 0으로 하고, 스텝(S52)에서 이 릴리프압(Prf)이 얻어지도록 리니어 솔레노이드 밸브(210)를 제어하고, 스텝(S53)에서 3층밸브 제어로 이행하게 된다.

또한, 3층밸브 제어와 다이렉트 제어의 절환시점의 스텝 모터(251)의 펄스수는 반드시 일치한다고는 한정되지 않고, 다이렉트 제어 개시시에는 3층밸브 제어 종료시의 슬리브(222)의 위치를 상기 다이렉트 제어에 따른 위치(펄스수PD0)으로 이동시키고, 또한, 3층밸브 제어 개시시에는 다이렉트 제어 종료시의 슬리브(222)의 위치(펄스수PD0)를 상기 3층 밸브 제어에 따른 위치로 이동시키게 된다.

그런데, 이 다이렉트 제어에서는 스텝(S42)에서 브레이크 스위치(309)가 온 일 때는, 릴리프압(Prf)을 높게 하여 크립력을 작게 하는 제어를 행하는데, 예를들면 차량이 평탄로가 아닌 구배로등의 구배가 있는 사면에서 정지한는 경우에는 브레이크 스위치(309)의 온에서 즉각 크립력을 작게하면 전진 구동력이 저하하여 역주할 염려가 있다. 그래서, 이 변속기(10)의 콘트롤 유니트(300)에는 이와같은 문제점에 대처하기 위한 제2 다이렉트 제어 프로그램이 격납되어 있다.

다음에, 이 구배제어를 포함한 제2 다이렉트 제어를 도34에 도시하는 플로우 챠트 및 도37에 도시하는 타임 챠트에 따라 설명한다. 또한, 도32의 플로우챠트는 도30의 플로우 챠트의 스텝(S41)전에 스텝(S40)이 추가되고, 스텝(S43)이 변경된 것으로 그 이외는 같다.

우선, 스텝(S41)의 다이렉트 제어의 개시 또는 종료조건의 판정전에, 스텝(S40)에서 구배 센서(310)로 검출된 노면구배(k)에 따라 지연시간(Tcd) 및 릴리프압(Prf)을 결정한다. 그 경우에, 도35에 도시하는 바와같이, 구배구배가 급격할수록, 지연시간(Tcd)은 길고, 릴리프압(Prf)은 작아지도록(크립력이 크고) 설정되어 있다. 또한, 평탄로일 때 릴리프압(Prf0)이 통상의 크립력을 발생시키는 값으로 되어 있다.

그리고, 스텝(S41)에서 다이렉트 제어가 개시되며, 스텝(S42)에서 브레이크 스위치(309)가 온 일 때에는, 우선 스텝(S43a)으로 진행하고, 카운트수가 0인지 여부를 판정하고, YES인 경우, 즉 처음에 이 스텝(S43a)으로 진행했을 시는, 스텝(S43b)에서 브레이크 스위치(309)가 오프인 경우와 마찬가지로, 릴리프압(Prf)(다만, 구배에 따라 결정된 것)을 비교적 낮은 소정 유압(Prf)(off)으로 한 후, 스텝(S43c)에서 카운트수를 1만큼 플러스하고, 스텝(S43d)에서 상기 카운트수와 구배에 따라 결정된 지연시간(Tcd)과의 비교를 행한다.

그리고, 아직 지연시간(Tcd)이내이면, 스텝(S43e)에서 상기 비교적 낮은 소정 유압(Prf)(off)을 유지하는 한편, 지연시간(Tcd)을 초월했을 시는 스텝(S43f)에서 카운트수에 따라 릴리프압(Prf)을 높히는 연산을 행한다. 그 연산에 이용되는 보정계수(Ck)는 도36에 도시하는 바와같이 구배(k)가 급격할수록 작고, 즉 릴리프압(Prf)이 천천히 높아지도록(크립력이 천천히 작아지도록)설정되어 있다. 그리고, 이상과 같이 하여 구해진 릴리프압(Prf)이 얻어지도록 스텝(S44)에서 리니어 솔레노이드 밸브(210)를 제어한다.

이 제어에 의하면, 차량의 주행 노면의 구배 구배가 급격할수록, 브레이크 페달을 밟은 후의 크립력이 보다 커지고, 또한 그 유지시간인 지연시간이 길어짐과 동시에, 상기 지연시간이 경과한 후에 크립력을 저하시키는 경우에 있어서도, 구배구배가 급격할수록 천천히 행해지므로, 구배가 있는 노면상의 차량의 역송이 효과적으로 방지되게 된다.

(2-4)D-R전환제어

예를들면 차량을 차고에 넣을 경우등에서는 차량이 아직 전진하는 중에 백 하려고 하여 레인지가 R레인지로 절환되거나(D-R), 그 반대의 조작(R-D)이 행해지기도 한다. 이 때의 상태를 이 변속기(10)의 기어 트레인으로 생각하면, 매뉴얼 밸브(208)가 D레인지 위치와 R레인지 위치와의 사이에서 이동하는 도중에 N레인지 위치를 통과하는데, 극히 단시간이므로 로우 모드 클러치(60)는 체결된채로 된다.

그리고, 이 상태에서 토로이달 변속비가 기어드 뉴트럴을 끼우고 변화하는데, 이 때 인터널 기어(53) 내지 세컨더리 샤프트(13)를 현 회전방향과 역방향으로 회전시키도록, 토로이달 변속비를 제어하여 선 기어(52)의 회전속도를 변화시키게 된다. 따라서, 그와같이 무단변속기구(20), (30)의 롤러(23), (33)를 디스크(21), (22), (31), (32)에 대해 구배 회전시키는 것은 큰 힘이 필요하고, 결과적으로 상기 롤러(23), (33)나 디스크(21), (22), (31), (32)에 미끄러짐이 발생하여 손상을 일으킬 염려가 있다.

여기서, 콘트롤 유니트(300)는 이와같은 전진후퇴간의 전환시에는 무단변속기구(20), (30)에 큰 부하가 걸리지않도록, 도38에 도시하는 플로우 챠트에 따라 다음과 같은 제어를 행한다.

우선, 스텝(S61)에서 D레인지일 때는, 스텝(S62)에서 예를들면 도20에 도시한 변경선도(변속 맵)에 의거하는 슬리브 이동에 의한 통상의 3층밸브제어를 행하는 한편, 스텝(S61)에서 D레인지가 아니고, 스텝(S63)에서 N레인지일 때는, 스텝(S64)에서 로우 모드 클러치(60)를 해방하고, 스텝(S65)에서 3층밸브(22)의 슬리브(222)를 기어드 뉴트럴의 근방의 위치로 이동시킨 후, 스텝(S66)에서 스텝 모터(251)의 원점보정을 행한다. 또한, 상기 스텝(S65)에서 슬리브(222)를 기어드 뉴트럴 위치가 아니라, 기어드 뉴트럴 근방 위치로 이동시키는 것은 슬리브(222)를 정확하게 기어드 뉴트럴 위치로 이동시키는 것이 곤란하다는 상기 이유에 의한 것이고, 기어드 뉴트럴 위치로 이동시키도록 해도 되는 것은 말할 것도 없다(이 스텝(S65)에서 슬리브(222)를 이동시키는 위치를「기준위치」라고 한다).

이에따라, N레인지에서는 동력전달경로가 차단됨과 동시에, 슬리브(222)가 기준위치로 이동되며, 그리고 여기서 스텝 모터(251)의 원점 보정이 행해지게 된다. 이 스텝 모터(251)의 원점보정은 개략 다음과 같이 하여 행해진다. 우선, 입력회전 센서(306)는 로우 모드 클러치 드럼(61)에 설치됨과 동시에, 출력회전센서(307)는 하이 모드 기어열(90)의 제2 기어(92)에 설치되어, 이들 검출치에 의거하여, 슬리브(222)가 상기 기준위치에 있을 때의 토로이달 변속비를 산출한다. 또한, 슬리브(222)를 상기 기준위치로 이동시켰을 시의 펄스수를 원점 펄스수로 한다(예를들면 도19에 대해 말하면 1360부근). 그리고, 이 산출된 토로이달 실변속비와, 미리 설정되어 있는 기준위치에서의 토로이달의 이상변속비를 비교하고, 그 차가 해소하는 방향으로 슬리브(222)를 이동시킨다. 이 슬리브(222)의 이동은 피드 포워드 제어로 하고, 이 몇펄스분만큼 슬리브(222)를 이동시킨 뒤의 스텝 모터(251)의 펄스수를 상기 원점 펄스수로 치환한다.

도38로 되돌아가면, 스텝(S61)에서 D레인지가 아니고, 스텝(S63)에서 N레인지도 아닐 때는,, 스텝(S67)에서 R레인지 여부를 판정하고, NO일 경우는 S레인지나 L레인지이므로 스텝(S62)으로 진행하는 한편, YES인 경우는 스텝(S68)에서 후퇴주행중인지 여부를 판정한다. 그리고, 후퇴주행중일 때는, 스텝(S62)에서 통상의 3층밸브 제어를 행하는 한편, NO인 경우는 스텝(S69)에서 차속이 0인지 여부를 판정하고, YES일 때, 즉 차량이 어느 정도의 차속에서 전진 주행할 때는, 상기의 N레인지에서 행하는 각 스텝(S64∼65)을 실행한다.

이에 대해, 스텝(S69)에서 NO일 때, 즉 레인지는 R레인지에서 차량이 정지할 때에는 스텝(S70)으로 진행하고, 3층밸브(220)의 슬리브(222)를 리버스 발진위치로 이동시킨다. 구체적으로는 인터널 기어(53) 내지 세컨더리 샤프트(13)가 후퇴회전이 되는 크립 발진시의 위치로 이동시키는 것이다. 그리고, 스텝(S71)에서 로우 모드 클러치(60)를 체결한다.

이 제어에 의하면, 전진 주행중에 R레인지로의 전환이 행해진 경우에는 스텝(S61), (S63), (S67), (S68), (S69)로 진행하고, 스텝(S64)에서 로우 모드 클러치(60)를 끊은 후, 스텝(S69)에서 차량의 정지를 확인하고 나서, 스텝(S70)에서 후퇴방향으로의 슬리브 이동을 행하고, 그리고 스텝(S71)에서 로우 모드 클러치(60)를 연결하므로, 유성기어기구(50)의 선 기어(52)는 로우 모드 클러치(60)가 끊어진 사이는 부하가 작은 상태에서 회전하고, 그 사이에 상기 선 기어(52)의 회전속도를 변화시키도록 무단변속기구(20)의 롤러(23)를 구배 회전시키므로, 그 구배 회전을 부하가 작은 상태에서 행할 수 있고, 이에따라, 상기 롤러(23), (33)나 디스크(21), (22), (31), (32)에 미끄러짐이 발생하지 않고, 또한 손상을 일으킬 염려가 없어진다.

(2-5)R-D전환제어

도38에 도시하는 플로우챠트는 D-R전환 제어에 관한 것인데, 반대로 R-D전환제어도 이에 준하여 행해진다. 그 제어 플로우를 도39에 도시한다.

(2-6)후퇴시 변속제어

이 무단변속기(10)에서는 토로이달 변속비를 무단계로 제어할 수 있고, 그 결과, 선 기어(52)의 회전속도를 변화시킴으로써, 기어드 뉴트럴에서 전진방향 및 후퇴방향의 어느쪽으로도 최종변속비를 임의로 바꾸는 것이 가능하다. 따라서, 후퇴주행시에도 무수한 기어단을 설정하는 것이 가능한데, 특히, 후퇴속에서는 양호한 발진가속성이 요구되는 전진 주행시와는 달리, 발진시에는 각별한 주의가 요구된다.

여기서 이 무단변속기구(10)의 콘트롤 유니트(300)는 도40에 도시하는 바와같이, 스텝(S101)에서 레인지가 R레인지일 때는, 스텝(S102)에서 후퇴속용의 변속 맵을 이용하여 변속제어를 행하고, 레인지가 D레인지일 때는, 스텝(S103)에서 전진속용의 변속 맵을 이용하여 변속제어를 행하도록 되어 있다.

그 경우에, 도41에 도시하는 바와같이, 후퇴속용의 변속 맵에서는 동 차속(V) 및 스로틀 개도(θ)라도 전진속용의 변속 맵에 비해, 낮은 값의 엔진 회전수가 목표치(Neo)로써 결정되도록 되어 있다. 환언하면, 최종변속비가 전체에 고속단측에 시프트되어 있고, 이에따라 후퇴시의 급격한 튕김이 억제되게 된다.

또한, 이와같은 후퇴용 변속 맵의 특성을 소정 차속 이하인 경우에만 적용시켜도 된다. 그 경우에는 특히 주의가 요구되는 발진시 이외는 전진주행의 경우와 같은 최종변속비에서의 주행이 실현되게 된다.

또한, 도41에 있어서, 상술의 다이렉트 제어의 판정차속(Vo＋△V)이하에서는 변속특성이 판정되지 않는데, 이것은 도33의 타임 챠트에 준하여 부기한 것이고, 이 경우는 3층밸브 제어에서 다이렉트 제어로의 절환시에는 이미 아이들 스위치(308)가 온으로 되어 있고, 따라서 즉각 크립 제어가 개시되므로, 상기 판정차속 (Vo＋△V)이하에서는 통상의 변속제어가 행해지지않고, 이러한 종류의 변속 맵은 사용되지 않는 것을 나타낸다.

(2-7)로우 모드/하이 모드 절환제어

먼저, 도19를 참조하여 기술한 바와같이, D레인지의 로우 모드 특성과 하이 모드 특성과는 소정의 펄스수 내지 토로이달 변속비에서 교차하는 특성으로 되어 있다. 이것은 도20 및 도41의 변속 맵의 모드 절환 라인으로써 표시된다. 즉, 양 모드에서 최종 변속비가 일치하는 점에서 로우 모드 클러치(60)와 하이 모드 클러치(70)의 교환을 행한다. 이에따라, 급격한 변속비의 변화를 발생시키지 않고 쇼크가 없는 모드의 절환을 실현하는 것이 가능해진다.

그러나, 상기 클러치(60), (70)의 교환에는 어느 정도의 시간이 걸리기 때문에, 모드의 절환이 종료한 시점에서 차량의 주행상태가 이미 상기 모드 절환 라인상에 없고, 그 결과 급격한 변속비의 변화가 발생하게 된다.

그래서, 콘트롤 유니트(300)는 이와같은 문제점에 대처하기 위해, 도42에 도시하는 플로우챠트에 의한 모드 절환제어를 행한다. 우선, 콘트롤 유니트(300)는 스텝(S111)에서 엔진 회전수 센서(302)로 검출되는 실 엔진 회전수(Ne)가 모드 절환 라인의 최종변속비(Go)와 차속 센서(302)로 검출되는 차속(V)을 승산하여 얻어지는 값에 가까운지 여부를 판정한다. 즉, 현재의 최종변속비가 모드 절환 라인에 같은지 여부를 판정하는 것이다.

그리고, YES인 경우는 스텝(S112)에서 클러치(60), (70)의 교환중, 그 현 최종변속비(G)가 유지되도록 토로이달 변속비의 제어를 행한다. 이어서, 스텝(S113)에서 상기 최종변속비(G)를 유지하기 위한 목표 엔진 회전수(Neo)와 실 회전수(Ne)와의 편차(△Ne)를 산출하고, 스텝(S114)에서 이 회전편차(△Ne)가 해소되도록 설정된 도43에 도시하는 맵에서 펄스(PULS)의 피드 백량(△PULS)을 구하고, 최종적으로 스텝(S115)에서 이 피드 백량(△PULS)을 스텝 모터(251)에 출력한다.

이에따라, 3층밸브(220)의 슬리브(222)위치가 피드 백 제어되고, 상기 회전편차(△Ne)가 해소되며, 그 결과, 최종변속비(G)가 일정값으로 고정된다. 그리고, 그 사이에 모드가 절환되게 되므로, 상기 모드의 절환 전후에서 변속비의 변화가 없고, 쇼크가 없는 원활한 모드의 절환이 실현되게 된다.

이상 설명한 바와같이, 본 원의 발명에 의하면, 토로이달식 무단변속기에 있어서, 변속비가 소정의 저변속비보다 작고, 혹은 차속이 소정 차속 이상에서는 3층밸브등의 작동압 공급밸브의 제어에 의해 변속비의 제어가 행해지는 한편, 변속비가 상기 소정의 저변속비보다 크고, 혹은 차속이 상기 소정 차속 미만에서는 상기 작동압 공급밸브에 의한 변속비의 제어에 대신하여 작동압 생성수단의 작동에 의해, 변속기구를 작동시키는 유압실에 공급되는 작동압을 직접 제어하도록 했으므로, 특히 저차속의 영역에서 히스테리시스가 없는 안정된 변속비 제어가 행해지게 된다.

그리고, 특히 제13발명∼제39발명 및 제43발명∼제48발명등에 의하면 상기의 효과가 기어드 뉴트럴 발진방식을 채용하는 무단변속기에 있어서 실현되며, 특히 히스테리시스에 의한 폐해가 현저해지는 기어드 뉴트럴 부근에서 변속비의 제어가 정확하게 행해짐으로써, 이러한 종류의 변속기의 변속성능이 향상되게 된다.

또한, 제7발명∼제12발명, 제19발명∼제24발명, 제33발명∼제38발명, 제41발명, 제42발명, 제44발명, 제45발명, 제48발명 등에 의하면, 상기 작동압 생성수단에 의해 생성되는 2개의 작동압의 차압에 의해 변속비의 제어를 행할 경우에, 이 제어가 압력이 낮은 쪽의 제2 작동압을 제어함으로써 행해지므로, 압력이 높은 쪽의 제1 작동압으로 행할 경우에 비해, 보다 치밀한 차압의 제어, 즉 변속비 제어가 행해짐과 동시에, 유압계 전체의 유압증대가 회피되어 오일 펌프 로스가 낮아지고, 연비의 악화가 억제된다.

또한, 제32발명, 제39발명, 제47발명, 제48발명등에 의하면, 기어드 뉴트럴의 상태에서 전진에서의 발진시에 변속기가 후퇴측으로 작동하거나 후퇴에서의 발진시에 변속기가 전진측으로 작동하는 것이 회피되며, 항상 양호한 발진성이 확보되게 된다.

Claims (15)

1. 차량의 구동원에 연결된 입력측 디스크와, 상기 입력측 디스크에 대향해서 설치되고, 상기 차량의 구동륜에 구동력을 전달하는 출력측 디스크와, 상기 입력측 디스크와 출력측 디스크 사이에 양 디스크에 주면이 접촉하도록 배설된 롤러와, 2개의 유압실을 구비하고, 제1 유압실에 작동압이 공급되었을 때, 상기 롤러를 일방향으로 이동시켜서 상기 양 디스크와의 접촉 위치를 바꿈에 따라 양 디스크 사이의 증속을 행하는 한편, 제2 유압실에 작동압이 공급되었을 때, 상기 롤러를 다른 방향으로 이동시켜서 상기 양 디스크와의 접촉 위치를 바꿈에 따라 양 디스크 사이의 감속을 행하도록 구성된 롤러지지부재와, 상기 양 유압실에 공급되는 제1 작동압을 생성하는 제1 작동압 생성수단과, 상기 양 유압실에 공급되는 작동압에 있어서 상기 제1 작동압보다 작은 압력의 제2 작동압을 생성하는 제2 작동압 생성수단과, 상기 제1 작동압과 제2 작동압을 상기 제1 유압실과 제2 유압실에 선택적으로 공급하는 작동압 공급밸브와, 상기 제1 작동압과 제2 작동압중 적어도 한쪽을 변경하는 작동압 변경수단과, 적어도 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값을 포함하는 상기 차량의 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단과, 상기 운전상태 검출수단의 검출결과에 의거해서 상기 작동압 공급밸브의 작동과 상기 작동압 변경수단의 작동을 제어함으로써, 상기 양 디스크 사이의 변속비를 상기 차량의 운전상태에 맞는 값으로 제어하는 제어수단을 가지며, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 작은 것을 나타내고 있을 때는, 상기 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 상기 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 운전상태 검출수단은 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값으로서 상기 차량의 차속을 검출하고 있으며, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 차속이 소정 차속보다 클 때는, 상기 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 차속이 상기 소정 차속보다 작을 때는, 상기 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 작동압 공급밸브는 상기 제1 유압실에 연통하는 제1 포트와, 상기 제2 유압실에 연통하는 제2 포트와, 상기 제1 작동압 생성수단에 연통하는 제1 작동압 포트와, 상기 제2 작동압 생성수단에 연통하는 제2 작동압 포트와, 축방향으로 이동함으로써 상기 제1 포트와 제2 포트를 상기 제1 작동압 포트와 제2 작동압 포트에 선택적으로 연통, 차단하는 이동부재를 가지며, 상기 이동부재의 축방향 위치에 대응하여 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 결정되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 작동압 공급밸브를 구성하는 이동부재는, 상기 제어수단에 의해 축방향의 위치를 제어하는 제1 이동부재와, 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하기 위해 상기 제1 이동부재가 일방향으로 이동하여 상기 제1 포트와 제2 포트를 상기 제1 작동압 포트와 제2 작동압 포트에 선택적으로 연통시켰을 때, 상기 롤러의 경전에 따라 상기 제1 이동부재의 이동방향과 같은 방향으로 이동하여 상기 포트 사이의 연통을 차단하는 제2 이동부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는,, 상기 제1 이동부재를 상기 소정의 저속용 변속비에 대응하는 위치에 고정하고, 상기 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 운전상태 검출수단은 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값으로서 상기 이동부재의 위치를 검출하고 있으며, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 이동부재의 위치가 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 작은 것을 나타내고 있을 때는, 상기 작동압 공급밸브의 작동상태를 변동함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 이동부재의 위치가 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 상기 작동압 변동수단의 작동상태를 변동함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 상기 제2 작동압을 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 운전상태 검출수단은 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값으로서 상기 차량의 차속을 검출하고 있으며, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 차속이 소정 차속보다 클 때는, 상기 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하고, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 차속이 상기 소정 차속보다 작을 때는,, 상기 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 작동압 공급밸브는 상기 제1 유압실에 연통하는 제1 포트와, 상기 제2 유압실에 연통하는 제2 포트와, 상기 제1 작동압 생성수단에 연통하는 제1 작동압 포트와, 상기 제2 작동압 생성수단에 연통하는 제2 작동압 포트와, 축방향으로 이동함으로써 상기 제1 포트와 제2 포트를 상기 제1 작동압 포트와 제2 작동압 포트에 선택적으로 연통, 차단하는 이동부재를 가지며, 상기 이동부재의 축방향 위치에 대응하여 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 결정되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 작동압 공급밸브를 구성하는 이동부재는, 상기 제어수단에 의해 축방향의 위치를 제어하는 제1 이동부재와, 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하기 위해 상기 제1 이동부재가 일방향으로 이동하여 상기 제1 포트와 제2 포트를 상기 제1 작동압 포트와 제2 작동압 포트에 선택적으로 연통시켰을 때, 상기 롤러의 경전에 따라 상기 제1 이동부재의 이동방향과 같은 방향으로 이동하여 상기 포트 사이의 연통을 차단하는 제2 이동부재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 상기 제1 이동부재를 상기 소정의 저속용 변속비에 대응하는 위치에 고정하고, 상기 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 운전상태 검출수단은, 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값으로서 상기 이동부재의 위치를 검출하고 있으며, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 이동부재의 위치가 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 작은 것을 나타내고 있을 때는,, 상기 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 이동부재의 위치가, 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는, 상기 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
13. 제1항에 있어서, 토로이달식 무단변속기구와, 차량의 구동원으로부터의 출력 토크가 상기 토로이달식 무단변속기구에서 변속되어 전달되는 제1구성요소와, 상기 구동원으로부터의 출력 토크가 상기 토로이달식 무단변속기구를 경유하지 않고 직접 전달되는 제2구성요소와, 상기 제1구성요소와 상기 제2구성요소에 상시 맞물려서 양 구성요소로부터 전달되는 출력 토크를 상기 차량의 구동륜에 전달하는 제3구성요소를 가진 기어기구를 구비하고, 상기 토로이달식 무단변속기에 있어서의 변속비를 변경함으로써, 상기 차량이 전진하는 상태와, 후퇴하는 상태와, 중립상태를 선택적으로 달성할 수 있도록 구성된 토로이달식 무단변속기의 제어장치에 있어서, 상기 토로이달식 무단변속기구는 상기 차량의 구동원에 연결된 입력측 디스크와, 상기 입력측 디스크에 대향해서 설치되고, 상기 기어기구의 제1구성요소에 구동력을 전달하는 출력측 디스크와, 상기 입력측 디스크와 출력측 디스크 사이에 양 디스크에 주면이 접촉하도록 배설된 롤러와, 2개의 유압실을 구비하고, 제1 유압실에 작동압이 공급되었을 때, 상기 롤러를 일방향으로 이동시켜서 상기 양 디스크와의 접촉 위치를 바꿈에 따라 양 디스크 사이의 증속을 행하는 한편, 제2 유압실에 작동압이 공급되었을 때, 상기 롤러를 다른 방향으로 이동시켜서 상기 양 디스크와의 접촉 위치를 바꿈에 따라 양 디스크 사이의 감속을 행하도록 구성된 롤러지지부재와, 상기 양 유압실에 공급되는 제1 작동압을 생성하는 제1 작동압 생성수단과, 상기 양 유압실에 공급되는 작동압에 있어서 상기 제1 작동압보다 작은 압력의 제2 작동압을 생성하는 제2 작동압 생성수단과, 상기 제1 작동압과 제2 작동압을 상기 제1 유압실과 제2 유압실에 선택적으로 공급하는 작동압 공급밸브와, 상기 제1 작동압과 제2 작동압중 적어도 한쪽을 변경하는 작동압 변경수단과, 적어도 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값을 포함하는 상기 차량의 운전상태를 검출하는 운전상태 검출수단과, 상기 운전상태 검출수단의 검출결과에 의거해서 상기 작동압 공급밸브의 작동과 상기 작동압 변경수단의 작동을 제어함으로써, 상기 양 디스크 사이의 변속비를 상기 차량의 운전상태에 맞는 값으로 제어하는 제어수단을 가지며, 상기 제어수단은 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 작은 것을 나타내고 있을 때는,, 상기 작동압 공급밸브의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 한편, 상기 운전상태 검출수단에 의해 검출된 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비에 관한 값이, 상기 구동원과 구동륜 사이의 변속비가 소정의 저속용 변속비보다 큰 것을 나타내고 있을 때는,, 상기 작동압 변경수단의 작동상태를 변경함으로써 상기 양 디스크 사이의 변속비를 변경하는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 작동압 공급밸브로서 상기 차량의 전진 주행시에만 작동하는 전진용 작동압 공급밸브와, 상기 차량의 후퇴시에만 작동하는 후퇴용 작동압 공급밸브를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 전진용 작동압 공급밸브와 제1, 제2 유압실 사이를 연통하는 제1 연통로를 차단하는 제1 차단수단과, 상기 후퇴용 작동압 공급밸브와 상기 제1, 제2 유압실 사이를 연통하는 제2 연통로를 차단하는 제2 차단수단과, 운전자가 전진 주행 레인지를 선택하고 있을 때, 상기 제2 차단수단을 작동시킴과 동시에 상기 제1 차단수단의 작동을 해제하는 한편, 운전자가 후퇴 주행 레인지를 선택하고 있을 때, 상기 제1 차단수단을 작동시킴과 동시에 상기 제2 차단수단의 작동을 해제하는 차단절환수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 토로이달식 무단변속기의 제어장치.