KR20060049983A

KR20060049983A - 무단 변속 기구의 제어 장치

Info

Publication number: KR20060049983A
Application number: KR1020050061682A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 츠카다; 다카시 오제키; 마사히로 구로키
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-08-09
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2006-05-19
Also published as: KR100642103B1; JP2006046618A; JP4270459B2; CN1734134A; TW200606360A; TWI288216B; CN100557275C; US7316630B2; US20060030449A1

Abstract

본 발명은 무단 변속기의 변속비가 저속측으로 되돌아가기 전에 엔진이 정지하여도, 다음 발진시에는 양호한 가속 성능을 얻을 수 있는 무단 변속 기구의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명에 따른 무단 변속 기구의 제어 장치는, 무단 변속기(23)의 변속비를 검지하는 센서(12)와, 엔진(20)이 정지 상태로 있는지의 여부를 검지하는 센서(36)와, 엔진(20)이 정지 상태로 있으면서 무단 변속기(23)의 변속비가 저변속비 이외일 때에, 모터(21a)를 역회전 방향으로 구동하는 변속비 복귀 제어부(7b)와, 무단 변속기(23)의 출력축과 구동축(60) 사이에 배치되어, 출력축의 역회전 동력에 대하여 공전하는 일방향 클러치(44)를 포함한다. 변속비 복귀 제어부(7b)는 무단 변속기(23)의 변속비가 충분히 저하되면 모터(21a)를 정지시킨다.

Description

무단 변속 기구의 제어 장치{CONTROL APPARATUS FOR CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION MECHANISM}

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 일 실시예에 의한 이륜차의 측면도.

도 2는 도 1에 도시된 이륜차의 시스템 구성을 도시하는 블록도.

도 3은 도 1에 도시된 이륜차의 파워 유닛의 단면도.

도 4는 도 3의 주요부 확대도.

도 5는 변속비 복귀 제어의 순서를 도시한 흐름도.

도 6은 본 발명의 제2 실시형태의 주요부의 구성을 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 파워 유닛

12 : 변속비 센서

20 : 엔진(동력원)

21b : 구동 모터(모터, 동력원)

23 : 무단 변속기

36 : 엔진 회전수 센서

44 : 일방향 클러치(일방향 동력 전달 수단)

60 : 구동축

62 : 종동측 전동 풀리(종동측 풀리)

본 발명은 무단 변속 기구의 제어 장치에 관한 것이며, 특히 벨트식 무단 변속기를 구비한 무단 변속 기구에 적합한 제어 장치에 관한 것이다.

엔진의 구동력을 벨트식 무단 변속기를 통해 구동륜에 전달하는 변속 기구에 있어서, 원심식 발진 클러치를 출력축(피동측)에 설치하는 구성에서는 차량이 급정차했을 때에 구동륜으로부터 변속기로의 토크의 입력을 차단할 수 있다. 따라서, 엔진이 정지하지 않으면 무단 변속기의 변속비가 발진시의 저변속비 상태(로우측)로 되돌아갈 수 있지만, 그 때의 감속 토크가 무단 변속기의 출력축에 입력되어 버린다. 이 때문에, 발진 클러치의 전달 용량을 크게 하여야 하고, 장치의 대형화나 중량의 증가가 초래된다.

한편, 발진 클러치를 무단 변속기의 입력축(구동측)에 설치하는 구성에서는, 차량이 급정차했을 때에도 무단 변속기의 변속비가 저속측으로 되돌아가지 않는 경우가 있고, 이러한 경우에는 재발진할 때에 무단 변속기의 변속비가 저속측에 없기 때문에 충분한 가속 성능을 얻을 수 없다고 하는 기술 과제가 새롭게 생긴다.

이에 대하여, 특허 문헌 1에는 무단 변속기의 출력축에 구동륜으로의 동력 전달을 단접(斷接)하는 전환 기구를 설치하고, 차량이 급정차할 때에 상기 전환 기 구를 제어하여 동력 전달을 차단하며, 이와 아울러 이 차단에 선행하여 발진 클러치를 개방시키고, 그 후 무단 변속기와 구동륜 사이에서의 동력 전달이 차단된 후에 상기 발진 클러치를 재체결 시키는 기술이 개시되어 있다.

[특허 문헌 1] 특허 공개 2003-14004호 공보

상기한 종래 기술은 차량이 급정차 할 때의 엔진 스톨을 방지하는 기술이며, 무단 변속기의 변속비가 저속측으로 되돌아가기 전에 엔진이 정지해 버리면, 다음 발진시에는 어쩔 수 없이 저변속비 이외의 것으로부터 발진하기 때문에, 양호한 가속 성능을 얻을 수 없다고 하는 기술 과제가 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 과제를 해결하여, 무단 변속기의 변속비가 저속측으로 되돌아가기 전에 엔진이 정지하여도, 다음 발진시에는 양호한 가속 성능을 얻을 수 있는 무단 변속 기구의 제어 장치를 제공하는 것에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 벨트식 무단 변속기를 구비하고, 이 무단 변속기의 입력축이 발진 클러치를 통해 엔진의 크랭크축에 연결되며, 출력축이 구동축에 연결되고, 상기 크랭크축의 회전수가 소정치를 넘으면, 상기 발진 클러치가 접속되어 엔진의 동력이 무단 변속기를 통해 구동축으로 전달되는 무단 변속 기구의 제어 장치에 있어서, 이하와 같은 수단을 강구한 점에 특징이 있다.

(1) 무단 변속기의 출력축과 구동축 사이에 설치되고, 상기 출력축의 역회전 동력에 대하여 공전하는 일방향 클러치와, 상기 무단 변속기의 변속비를 검지하는 수단과, 엔진이 정지 상태에 있는지의 여부를 검지하는 수단과, 엔진이 정지 상태로 있으면서 무단 변속기의 변속비가 소정의 기준치보다도 큰 경우에, 상기 무단 변속기의 벨트가 역회전하도록 크랭크축을 구동하는 크랭크축 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(2) 상기 크랭크축 구동 수단은 상기 크랭크축에 연결된 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(3) 상기 제어 수단은 상기 발진 클러치가 접속되는 회전수로 크랭크축을 역회전시키는 것을 특징으로 한다.

(4) 상기 크랭크축과 무단 변속기의 구동 풀리 사이에 설치되고, 크랭크축의 정회전 동력에 대하여 공전하며, 역회전 동력을 구동 풀리에 전달하는 제2 일방향 클러치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

(5) 상기 크랭크축 구동 수단은 상기 무단 변속기의 변속비가 상기 소정의 기준치까지 저하하면 크랭크축의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

(6) 상기 무단 변속기의 변속비를 검지하는 수단은 무단 변속기의 입력축의 회전수와 출력축의 회전수의 비에 기초하여 변속비를 검지하는 것을 특징으로 한다.

(7) 상기 무단 변속기는 그 입력축에 구동 풀리를 구비하고, 그 출력축에 종동 풀리를 구비하며, 각 풀리는 한 쌍의 고정 풀리 및 가동 풀리로 구성되고, 상기 무단 변속기의 변속비를 검지하는 수단은 상기 구동 풀리 및 종동 풀리 중 적어도 한쪽의 가동 풀리의 이동량에 기초하여 변속비를 검지하는 것을 특징으로 한다.

(8) 구동축에 차량의 동력원으로서의 구동 모터가 연결된 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 관해서 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명을 적용한 하이브리드 차량의 일 실시형태의 측면도이며, 본 실시형태에서는 주행 중에 브레이크 조작이 이루어지면 엔진을 자동적으로 정지시키는 엔진 자동 정지 기능을 탑재하여, 연료 소비율의 추가 향상을 도모하고 있다.

하이브리드 차량은 차체 전방에 전륜(WF)을 피봇 지지하는 프론트 포크(1)를 구비하며, 이 프론트 포크(1)는 헤드 파이프(2)에 피봇 지지되어 있고, 핸들(3)의 조작에 의해 조향 가능하게 되어 있다. 헤드 파이프(2)로부터는 그 후방 아래쪽을 향해 다운 파이프(4)가 부착되어 있고, 이 다운 파이프(4)의 하단부터는 중간 프레임(5)이 대략 수평으로 연장되어 있다. 또한, 중간 프레임(5)의 후단부터는 후방 위쪽을 향해 후방부 프레임(6)이 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 차체 프레임(10)에는 동력원을 포함하는 파워 유닛(11)의 일단이 피봇 부착되어 있다. 파워 유닛(11)은 그 후방 타단측에 구동륜인 후륜(WR)이 회전 가능하게 부착되어 있고, 이와 아울러 후방부 프레임(6)에 부착된 리어 쿠션에 의해 매달려져 있다.

차체 프레임(10)의 외주는 차체 커버(13)로 덮이고, 차체 커버(13)의 후방 윗면에는 탑승자가 착석하는 시트(14)가 고정되어 있다. 시트(14)보다도 전방에는 탑승자가 발을 올려놓는 스텝 플로어(15)가 형성되어 있다. 시트(14) 아래쪽으로는 헬멧 및 짐 등을 수납하기 위한 다용도 공간으로서 기능하는 수납 박스(100)가 마련되어 있다.

도 2는 상기 하이브리드 차량의 시스템 구성을 도시한 블록도이며, 상기 파워 유닛(11)은, 엔진(20)과, 엔진 시동기 및 발진기로서 기능하는 ACG 스타터 모터(21a)와, 크랭크축(22)에 연결되어 엔진(20)의 동력을 후륜(WR)에 전달하는 무단 변속기(동력 전달 수단)(23)와, 크랭크축(22)과 무단 변속기(23)의 입력축 사이의 동력 전달을 단접시키는 발진 클러치(40)와, 발동기 또는 발전기로서 기능하는 구동 모터(21b)와, 엔진(20) 및 구동 모터(21b)로부터 후륜(WR) 측으로는 동력을 전달하지만 후륜(WR)으로부터 엔진(20)측으로는 동력을 전달하지 않는 일방향 클러치(일방향 동력 전달 수단)(44)와, 무단 변속기(23)로부터의 출력을 감속하여 후륜(WR)에 전달하는 감속 기구(69)를 구비하여 구성되어 있다. 상기 무단 변속기(23)의 변속비(Rm)는 변속비 센서(12)에 의해 검지되고, 엔진(20)의 회전수(Ne)는 엔진 회전수 센서(36)에 의해 검지된다.

엔진(20)으로부터의 동력은, 크랭크축(22)으로부터 발진 클러치(40), 무단 변속기(23), 일방향 클러치(44), 구동축(60) 및 감속 기구(69)를 통해 후륜(WR)에 전달된다. 한편, 구동 모터(21b)로부터의 동력은, 구동축(60) 및 감속 기구(69)를 통해 후륜(WR)에 전달된다. 즉, 본 실시형태에서는 구동축(60)이 구동 모터(21b)의 출력축을 겸하고 있다.

ACG 스타터 모터(21a) 및 구동 모터(21b)에는 배터리(74)가 접속되어 있다. 이 배터리(74)는, 구동 모터(21b)가 발동기로서 기능하는 경우와, ACG 스타터 모터(21a)가 시동기로서 기능하는 경우에는, 이들 모터(21a, 21b)에 전력을 공급하고, ACG 스타터 모터(21a) 및 구동 모터(21b)가 발전기로서 기능하는 경우에는, 이들의 회생 전력이 충전되도록 구성되어 있다. 엔진(20), ACG 스타터 모터(21a) 및 구동 모터(21b)는 제어 유닛(7)의 주행 제어부(7a)에 의해 제어된다.

엔진(20)의 흡기관(16) 안에는 공기량을 제어하는 스로틀 밸브(17)가 회전 운동 가능하게 설치되어 있다. 이 스로틀 밸브(17)는 탑승자가 조작하는 스로틀 그립(도시 생략)의 조작량에 따라서 회전 운동한다. 스로틀 밸브(17)와 엔진(20) 사이에는 연료를 분사하는 인젝터(18)와, 흡기관 안의 부압을 검출하는 부압 센서(19)가 배치되어 있다.

다음에, 도 3을 참조하면서 엔진(20) 및 구동 모터(21b)를 포함하는 파워 유닛(11)의 구성에 관해서 설명한다.

엔진(20)은 크랭크축(22)에 커넥팅 로드(24)를 통해 연결된 피스톤(25)을 구비하고 있다. 피스톤(25)은 실린더 블록(26)에 설치된 실린더(27) 안에서의 미끄럼 이동이 가능하며, 실린더 블록(26)은 실린더(27)의 축선이 대략 수평이 되도록 배치되어 있다. 실린더 블록(26)의 전면에는 실린더 헤드(28)가 고정되어, 혼합기를 연소시키는 연소실(20a)이 실린더 헤드(28) 및 실린더(27)와 피스톤(25)으로 형성되어 있다.

실린더 헤드(28)에는 연소실(20a)에 대한 혼합기의 흡기 또는 배기를 제어하는 밸브(도시 생략)와, 점화 플러그(29)가 배치되어 있다. 밸브의 개폐는 실린더 헤드(28)에 피봇 지지된 캠 축(30)의 회전에 의해 제어된다. 캠 축(30)은 일단측에 종동 스프로켓(31)을 구비하고, 종동 스프로켓(31)과 크랭크축(22)의 일단에 마 련된 구동 스프로켓(32) 사이에는 무단형 캠 체인(33)이 걸쳐져 있다. 캠 축(30)의 일단에는 엔진(20)을 냉각시키는 워터 펌프(34)가 설치되어 있다. 워터 펌프(34)는 그 회전축(35)이 캠 축(30)과 일체로 회전하도록 부착되어 있다. 따라서, 캠 축(30)이 회전하면 워터 펌프(34)를 가동시킬 수 있다.

크랭크축(22)을 피봇 지지하는 크랭크 케이스(48)의 차폭 방향 우측에는 스테이터 케이스(49)가 연결되어 있고, 그 내부에 ACG 스타터 모터(21a)가 수납되어 있다. 이 ACG 스타터 모터(21a)는 소위 외부 로터(outer rotor) 형식의 모터이며, 그 스테이터는 스테이터 케이스(49)에 고정된 치형부(50)에 도선을 감은 코일(51)로 이루어진다. 한편, 외부 로터(52)는 크랭크축(22)에 고정되어 있고, 스테이터의 외주를 덮는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 또한, 외부 로터(52)의 내주면에는 마그넷(53)이 배치되어 있다.

외부 로터(52)에는 ACG 스타터 모터(21a)를 냉각하기 위한 팬(54a)이 부착되어 있고, 이 팬(54a)이 크랭크축(22)에 동기하여 회전하면, 스테이터 케이스(49)의 커버(55)의 측면(55a)에 형성된 냉각풍 취입구(59a)로부터 냉각용 공기를 받아들일 수 있다.

크랭크 케이스(48)의 차폭 방향 좌측에는 전동(傳動) 케이스(59)가 연결되어 있고, 그 내부에는 크랭크축(22)의 좌단부에 고정된 팬(54b), 발진 클러치(40)를 통해 크랭크축(22)에 구동측이 연결된 무단 변속기(23), 무단 변속기(23)의 종동측에 연결된 구동 모터(21b)가 수납되어 있다. 팬(54b)은 전동 케이스(59) 안에 수용된 무단 변속기(23) 및 구동 모터(21b)를 냉각하는 것이며, 무단 변속기(23)에 대하여 구동 모터(21b)와 동측, 즉 본 실시예에서는 차폭 방향 좌측에 함께 배치되어 있다.

전동 케이스(59)의 차체 앞쪽 좌측에는 냉각풍 취입구(59a)가 형성되어 있고, 크랭크축(22)에 동기하여 팬(54b)이 회전하면, 해당 팬(54b) 근방에 위치하는 냉각풍 취입구(59a)로부터 전동 케이스(59) 안으로 바깥 공기가 취입(吹入)되며, 구동 모터(21b) 및 무단 변속기(23)가 강제적으로 냉각된다.

무단 변속기(23)는, 크랭크 케이스(48)로부터 차폭 방향으로 돌출한 크랭크축(22)의 좌단부에 발진 클러치(40)를 통해 장착된 구동측 전동 풀리(58)와, 크랭크축(22)과 평행한 축선을 갖고 전동 케이스(59)에 피봇 지지된 구동축(60)에 일방향 클러치(44)를 통해 장착된 종동측 전동 풀리(62) 사이에, 무단형 V벨트(무단 벨트)(63)를 감아 구성되는 벨트 컨버터이다.

구동측 전동 풀리(58)는 도 4의 주요부 확대도에 도시된 바와 같이, 크랭크축(22)에 대하여 그 축선 방향에 대한 이동은 규제되어 있지만 둘레 방향으로는 회전 가능하게 부착된 슬리브(58d)와, 슬리브(58d) 상에 고착된 구동측 고정 풀리 반체(半體)(58a)와, 슬리브(58d)에 대하여 그 축선 방향으로는 이동 가능하지만 둘레 방향으로는 회전 불가능하게 부착된 구동측 가동 풀리 반체(58c)를 구비한다.

한편, 종동측 전동 풀리(62)는, 구동축(60)에 대하여 그 축선 방향 이동은 규제되어 있지만 둘레 방향으로는 회전 가능하게 부착된 종동측 고정 풀리 반체(62a)와, 종동측 고정 풀리 반체(62a)의 보스부(62c) 상에 그 축선 방향으로의 이동이 가능하게 부착된 종동측 가동 풀리 반체(종동측 가동 풀리)(62b)를 구비한다.

그리고, 이들 구동측 고정 풀리 반체(58a)와 구동측 가동 풀리 반체(58c) 사이, 및 종동측 고정 풀리 반체(62a)와 종동측 가동 풀리 반체(62b) 사이에 각각 형성되는 대략 V자형 단면의 벨트 홈에, 무단형 벨트(63)가 감겨져 있다.

종동측 가동 풀리 반체(62b)의 배면측(차폭 방향 좌측)에는, 종동측 가동 풀리 반체(62b)를 종동측 고정 풀리 반체(62a) 측을 향해서 항상 압박하는 스프링(탄성 부재)(64)이 배치되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 크랭크축(22)의 회전수가 상승하면, 구동측 전동 풀리(58)에 있어서는 웨이트 롤러(58b)에 원심력이 작용하여 구동측 가동 풀리 반체(58c)가 구동측 고정 풀리 반체(58a) 측으로 이동한다. 이렇게 이동한 만큼 구동측 가동 풀리 반체(58c)가 구동측 고정 풀리 반체(58a)에 근접하고, 구동측 전동 풀리(58)의 홈 폭이 감소하기 때문에, 구동측 전동 풀리(58)와 벨트(63)의 접촉 위치가 구동측 전동 풀리(58)의 반경 방향 외측으로 틀어지고, 벨트(63)가 감김 직경이 증대한다. 이에 수반하여, 종동측 전동 풀리(62)에 있어서는, 종동측 고정 풀리 반체(62a)와 종동측 가동 풀리 반체(62b)에 의해 형성되는 홈의 폭이 증가한다. 즉, 크랭크축(22)의 회전수에 따라, V벨트(63)가 감김 직경(전달 피치 직경)이 연속적으로 변화하고, 변속비가 자동적으로 그리고 무단계로 변화한다.

발진 클러치(40)는 무단 변속기(23) 보다도 차체 외측(본 실시예에서는 차폭 방향 좌측), 즉 구동측 고정 풀리 반체(58a)와 팬(54b) 사이, 또한 전동 케이스(59)에 형성된 냉각풍 취입구(59a) 근방에 설치되어 있다.

이 발진 클러치(40)는 상기 슬리브(58d)에 고착된 컵형 외부 케이스(40a)와, 크랭크축(22) 좌단부에 고착된 외측 플레이트(40b)와, 외측 플레이트(40b)의 외선부에 웨이트(40c)를 통해 반경 방향 외측을 향하도록 부착된 슈우(40d)와, 슈우(40d)를 반경 방향 내측으로 압박하기 위한 스프링(40e)을 구비하여 구성되어 있다.

이러한 구성에 있어서 엔진 회전수, 즉 크랭크축(22)의 회전수가 소정치(예컨대, 3000 rpm) 이하인 경우에는, 크랭크축(22)과 무단 변속기(23) 사이의 동력 전달이 차단되어 있다. 엔진 회전수가 상승하고, 크랭크축(22) 회전수가 상기 소정치를 넘으면, 웨이트(40c)에 작용하는 원심력이 스프링(40e)에 의해 반경 방향 내측에 작용하는 탄성력에 대항하고, 웨이트(40c)가 반경 방향 외측으로 이동함으로써, 슈우(40d)가 외부 케이스(40a) 내주면을 소정치 이상의 힘으로 압압한다. 이에 따라, 크랭크축(22)의 회전이 외부 케이스(40a)를 통해 슬리브(58d)에 전달되고, 이 슬리브(58d)에 고정된 구동측 전동 풀리(58)가 구동된다.

일방향 클러치(44)는 컵형 외측 클러치(44a)와, 이 외측 클러치(44a)에 동축으로 안쪽에 삽입된 내측 클러치(44b)와, 이 내측 클러치(44b)로부터 외측 클러치(44a)에 대하여 일방향으로만 동력을 전달 가능하게 하는 롤러(44c)를 구비하고 있다. 외측 클러치(44a)는 구동 모터(21b)의 내부 로터 본체를 겸하고, 내부 로터 본체와 동일 부재로 구성되어 있다. 또한, 내측 클러치(44b)의 내주와, 종동측 고정 풀리 반체(62a)에 있어서의 보스부(62c)의 좌단부와는 서로 스플라인 결합되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 무단 변속기(23)의 종동측 전동 풀리(62)에 전달된 엔진(20)측으로부터의 동력은, 종동측 고정 풀리 반체(62a), 내측 클러치(44b), 외측 클러치(44a), 즉 내부 로터 본체, 구동축(60) 및 감속 기구(69)를 통해 후륜(WR)에 전달되는 데 비하여, 차량을 끌고 갈 때나 회생 동작시 등에 있어서의 후륜(WR)측 동력은, 감속 기구(69), 구동축(60), 내부 로터 본체, 즉 외측 클러치(44a)까지는 전달되지만, 이 외측 클러치(44a)가 내측 클러치(44b)에 대하여 공전하기 때문에, 무단 변속기(23) 및 엔진(20)에 전달되는 경우는 없다.

전동 케이스(59)의 차체 후방측에는 구동축(60)을 모터 출력축으로 하는 내부 로터 형식의 구동 모터(21b)가 설치되어 있다.

내부 로터(80)는, 무단 변속기(23)의 출력축이기도 한 구동축(60)과, 컵형을 이루고 그 중앙부에 형성된 보스부(80b)에서 구동축(60)과 스플라인 결합되는 내부 로터 본체, 즉 상기 내측 클러치(44b)와, 이 내측 클러치(44b)의 개구측 외주면에 배치된 마그넷(80c)을 구비하고 있다. 내측 클러치(44b)의 저부측 외주면에는, 전동 케이스(59) 내벽(59a)에 부착된 로터 센서(81)에 의해 검지되는 복수의 피검지체(82)가 장착되어 있다. 한편, 스테이터(83)는, 전동 케이스(59) 안의 스테이터 케이스(83a)에 고정된 치형부(83b)에 도선을 감은 코일(83c)에 의해 구성되어 있다.

구동 모터(21b)는, 엔진(20)의 출력을 어시스트할 때에 발동기로서 기능하는 것 이외에는, 구동축(60)의 회전을 전기 에너지로 변환하고, 도 2에는 도시하지 않은 배터리(74)에 회생 충전하는 발진기(제너레이터)로서도 기능한다. 구동 모터(21b)는 금속제의 전동 케이스(59)의 내벽(59A)에 스테이터 케이스(83a)를 통해 직 접 부착되어 있고, 이 직접 부착된 지점에 대응하는 전동 케이스(59)의 외벽(59B)에는 차체 전후 방향으로 연장되는 냉각용 핀(59b)이 상호 간격을 두고 복수개 설치되어 있다.

도 3을 다시 참조하면, 감속 기구(69)는 전동 케이스(59)의 후단부 우측에 연속해있는 전달실(70) 안에 설치되어 있고, 구동축(60) 및 후륜(WR)의 차축(68)과 평행하게 피봇 지지된 중간축(73)을 구비하며, 이와 아울러 구동축(60) 우단부 및 중간축(73) 중앙부에 각각 형성된 제1 감속 기어쌍(71, 71)과, 중간축(73) 우단부 및 차축(68) 좌단부에 각각 형성된 제2 감속 기어쌍(72, 72)을 구비하여 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 구동축(60)의 회전은 소정의 감속비로서 감속되고, 이것과 평행하게 피봇 지지된 후륜(WR)의 차축(68)에 전달된다.

상기 제어 유닛(7)의 주행 제어부(7a)는, 스로틀 밸브(17)의 개방도를 검출하는 스로틀 개방도 센서나 부압 센서(19), 엔진 회전수 센서(36), 로터 센서(57, 81) 등으로부터 정보를 받아, ACG 스타터 모터(21a)나 구동 모터(21b)의 각 드라이버(90, 91)와, 엔진(20)의 점화 플러그(29)를 작동시키는 점화 장치에 소정의 제어 신호를 출력한다.

상기 제어 유닛(7)의 변속비 복귀 제어부(7b)는, 엔진(20)이 정지하였을 때에 무단 변속기(23)의 변속비(Rm)을 검지하고, 이 변속비(Rm)가 발진시에 충분한 가속 성능을 얻을 수 있는 소정의 변속비까지 저하되지 않으면, 클러치(22)를 발진 클러치의 클러치·인 속도로 역회전시켜 구동측 전동 풀리(58)의 홈 폭을 넓히며, 벨트(63)의 감김 직경을 감소시켜 변속비를 저하시킨다.

도 5는 상기 변속비 복귀 제어부(7b)에 의한 변속비 복귀 제어의 순서를 도시한 흐름도이며 소정의 주기로 반복 실행된다.

스텝 S1에서는 상기 엔진 회전수 센서(36)의 출력 신호에 기초하여 엔진 회전수(Ne)가 구해진다. 스텝 S2에서는 상기 엔진 회전수(Ne)가 기준 회전수(Nref)와 비교되어, 엔진이 정지 또는 정지에 준하는 저회전 상태로 있는지의 여부가 판정된다. 엔진 회전수(Ne)가 기준 회전수(Nref)를 하회하고, 엔진이 정지중이거나 정지에 준하는 저회전 상태로 있다고 판정되면 스텝 S3으로 진행한다. 스텝 S3에서는 상기 변속비 센서(12)의 출력 신호에 기초하여 무단 변속기(23)의 변속비(Rm)가 구해진다.

상기 변속비 센서(12)는, 예컨대 구동측 전동 풀리(58) 혹은 발진 클러치(40) 외부 케이스(40a)의 회전수(N1)와 구동축(60)의 회전수(N2)를 검지하는 회전수 센서를 포함한다. 상기 변속비 복귀 제어부(7b)는 각 회전수의 비(N1/N2)에 기초하여 변속비(Rm)를 구할 수 있다. 혹은, 상기 각 축(22, 60)의 회전수를 검지하는 대신에, 상기 구동측 가동 풀리 반체(58c)의 이동량(L1) 또는 종동측 가동 풀리 반체(62b)의 이동량(L2)을 검지하는 위치 센서를 설치하여, 변속비 복귀 제어부(7b)가 상기 이동량(L1 또는 L2)에 기초하여 변속비(Rm)를 구하도록 하여도 좋다.

또한, 구동측 가동 풀리 반체(58c)의 이동량(L1)과 종동측 가동 풀리 반체(62b)의 이동량(L2)은 소정의 대응 관계에 있기 때문에, 변속비 센서(12)로서 상기 위치 센서를 이용하는 것이면, 구동측 가동 풀리 반체(58c) 및 종동측 가동 풀리 반체(62b) 중 어느 한쪽의 이동량만을 구하도록 하여도 좋다.

스텝 S4에서는 상기 변속비(Rm)가 기준 변속비(Rref)와 비교되고, 발진시에 충분한 가속 성능을 얻을 수 있는 저변속비 상태(로우 상태)로 있는지의 여부가 판정된다. 무단 변속기(23)의 변속비가 충분히 저하하기 이전에 엔진(20)이 정지되어 있고, 변속비(Rm)가 저변속비 상태가 아니라고 판정되면 스텝 S5로 진행한다. 스텝 S5에서는 상기 ACG 스타터 모터(21a)가 역회전 방향으로 발진 클러치(40)의 클러치·인 속도(본 실시형태에서는 대략 3000 rpm)를 약간 넘는 속도로 구동된다.

이 때, ACG 스타터 모터(21a)의 동력은 발진 클러치(40)를 통해 구동측 전동 풀리(58)에 전달된다. 구동측 전동 풀리(58)가 구동되면 벨트(63)를 통해 종동측 전동 풀리(62)도 구동되지만, 저회전역에서는 종동측 가동 풀리 반체(62b)가 스프링(64)에 의해 종동측 고정 풀리 반체(62a)측으로 압박되고, 벨트(63)의 감김 직경이 증대한다. 이에 따라, 구동측 전동 풀리(58)에 있어서는 구동측 고정 풀리 반체(58a)와 구동측 가동 풀리 반체(58c)에 의해 형성되는 홈 폭이 상기 웨이트 롤러(58b)의 원심력에 저항하여 좁아지고, 벨트(63)의 감김 직경이 감소하기 시작한다.

또한, 본 실시형태에서는 무단 변속기(23)의 출력축(60)이 일방향 클러치(44)를 통해 구동축과 연결되어 있고, 일방향 클러치(44)는 출력축(60)의 역회전 동력에 대하여 공전하기 때문에, 상기 무단 변속기(23)를 강제 구동시킬 때에 ACG 스타터 모터(21a)를 역회전 구동시켜도, 이 동력이 구동륜까지 전달되는 경우는 없다.

스텝 S6에서는 상기 스텝 S3과 유사하게 무단 변속기(23)의 변속비(Rm)를 구할 수 있다. 스텝 S7에서는 변속비(Rm)가 기준 변속비(Rref)와 비교되고, 발진시 에 충분한 가속 성능을 얻을 수 있는 저변속비 상태까지 저하하였는지의 여부가 판정된다.

무단 변속기(23)가 저변속비 상태라고 판정되기까지는, 상기 스텝 S5로 되돌아와 ACG 스타터 모터(21a)에 의한 크랭크축(22)의 저속 역회전 구동이 계속된다. 그 후, 스텝 S7에 있어서, 변속비(Rm)가 저변속비 상태까지 저하하였다고 판정되면 스텝 S8으로 진행하여, 상기 ACG 스타터 모터(21a)의 저속 역회전 구동이 정지된다.

이상의 구성으로 이루어지는 하이브리드 차량에 있어서, 엔진 시동시는 크랭크축(22)상의 ACG 스타터 모터(21a)를 이용하여 크랭크축(22)을 회전시킨다. 이 때, 발진 클러치(40)는 접속되어 있지 않고, 크랭크축(22)으로부터 무단 변속기(23)로의 동력 전달은 차단되어 있다.

스로틀 그립의 조작량에 대응하여, 크랭크축(22)의 회전수가 소정치(예컨대, 3000 rpm)를 넘으면, 크랭크축(22)의 회전 동력이 발진 클러치(40)를 통해 무단 변속기(23), 일방향 클러치(44) 및 감속 기구(69)에 전달되어 후륜(WR)이 구동된다. 이러한 발진시에, 배터리(74)로부터의 급전에 의해 구동 모터(21b)를 가동시키고, 엔진 동력에 의한 구동축(60) 회전을 어시스트하는 것도 가능하다.

또한, 엔진(20)에 의한 발진 대신에, 구동 모터(21b)에만 의한 발진도 가능하다. 이 경우는, 구동 모터(21b)에 의한 구동축(60)의 회전은 일방향 클러치(44)에 의해 종동측 전동 풀리(62)에 전달되지 않기 때문에, 무단 변속기(23)를 구동시키는 경우는 없다. 이에 따라, 구동 모터(21b)만으로 후륜(WR)을 구동하여 주행하 는 경우에는 에너지 전달 효율이 향상한다.

엔진(20)만으로 주행하고 있는 경우에 있어서, 가속시나 고속시 등과 같이 부하가 클 때에는 구동 모터(21b)로 엔진 주행을 어시스트할 수도 있다. 이 때, 구동축(60)에는 피스톤(25)의 왕복 운동에 의한 크랭크축(22)의 회전 동력이 발진 클러치(40), 무단 변속기(23) 및 일방향 클러치(44)를 통해 전달되고, 이와 아울러 구동 모터(21b)의 동력도 일방향 클러치(44)를 통해 전달되며, 이들의 합성 동력이 감속 기구(69)를 통해 후륜(WR)을 구동한다. 이와는 반대로, 구동 모터(21b)만으로 주행하고 있는 경우에 엔진(20)으로 모터 주행을 어시스트할 수도 있다.

일정 속도로의 주행(크루즈 주행)시에 있어서, 구동 모터(21b)만을 동력원으로서 주행하고 있는 경우, 엔진(20)을 구동시켜도 발진 클러치(40)의 접속 회전수(상기 소정치) 이하이면, 무단 변속기(23)를 구동시키지 않고, ACG 스타터 모터(21a)에 의한 발전을 행할 수 있다.

이러한 일정 속도 주행시에 구동 모터(21b)만을 동력원으로서 주행하고 있는 경우는, 구동 모터(21b)로부터 후륜(WR)으로의 동력 전달이 무단 변속기(23)를 구동시키지 않고 행해지기 때문에, 에너지 전달 효율에 우수하다.

감속시에 있어서, 일방향 클러치(44)는 구동축(60)의 회전을 무단 변속기(23)의 종동측 전동 풀리(62)에 전달하지 않기 때문에, 무단 변속기(23)를 구동시키지 않고서, 차축(68)의 회전을 감속 기구(69)를 통해 직접 구동 모터(21b)에 회생하는 것이 가능하다.

즉, 후륜(WR)으로부터 구동 모터(21b)로의 회생 동작시에, 후륜(WR)으로부터 구동 모터(21b)로 전달되는 동력이 무단 변속기(23)의 구동으로 소비되는 경우가 없기 때문에, 회생시의 충전 효율이 향상한다.

한편, 주행 상태로부터의 정차시에, 무단 변속기(23)가 저변속비 상태까지 되돌아가기 전에 엔진(20)이 정지하고, 무단 변속기(23)가 저변속비 이외의 상태로 있으면, 크랭크축(22)이 발진 클러치(40)의 클러치·인 속도를 약간 넘는 저속도로 강제적으로 역회전 구동되고, 이에 따라 무단 변속기(23)가 저변속비 상태까지 되돌아 오기 때문에, 다음 발진시에는 저변속비 상태로부터의 주행이 가능해져 양호한 가속 성능을 얻을 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 무단 변속기(23)의 강제 구동을 ACG 스타터 모터(21a)로 행하도록 하였기 때문에, 무단 변속기(23)를 저변속비 상태까지 되돌리는 경우에 엔진(20)을 재시동시킬 필요가 없다. 또한, 본 실시형태에서는 무단 변속기(23)의 출력축이 일방향 클러치(44)를 통해 구동축(60)과 연결되어 있기 때문에, 상기 무단 변속기(23)를 강제 구동시킬 때에 ACG 스타터 모터(21a)를 역회전 구동시키도록 하면, 무단 변속기(23)와 구동축(60) 사이에서의 동력 전달을 차단하는 기구를 별도로 설치할 필요가 없다.

도 6은 본 발명의 제2 실시형태의 주요부의 구성을 도시한 단면도이며, 상기와 동일한 부호는 동일 또는 동등 부분을 표시하고 있다.

상기한 제1 실시형태에서는, 슬리브(58d)가 크랭크축(22)에 대하여 그 축선 방향으로의 이동은 규제되지만 둘레 방향으로는 회전 가능하게 부착되어 있었다. 이 때문에, 구동측 전동 풀리(58)를 역회전시키기 위해서는 크랭크축(22)을 발진 클러치(40)의 클러치·인 속도 이상으로 역회전시킬 필요가 있었다.

이에 비하여, 본 실시형태에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 슬리브(58d)의 내주와 크랭크축(22)의 외주 사이에, 크랭크축(22)의 정회전 동력에 대하여 공전하고, 역회전 동력만을 슬리브(58d)에 전달하는 롤러(58e)를 설치하여, 크랭크축(22)을 클러치 내측, 슬리브(58d)를 클러치 외측으로 하는 일방향 클러치를 구성했기 때문에, 크랭크축(22)을 역회전시키면 그 회전 속도에 관계없이, 이에 동기하여 구동측 전동 풀리(58)를 역회전시킬 수 있다.

본 실시형태에 의하면, 크랭크축(22)의 역회전 속도를 발진 클러치(40)의 클러치·인 속도까지 상승시키지 않아도 구동측 전동 풀리(58)를 역회전시키기 때문에, 적은 소비 전력으로 무단 변속기(23)의 변속비를 저변속비 상태까지 되돌릴 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 설계 변경이 가능하다. 예컨대, 적용 대상은 이륜차에 한정되지 않고 삼륜차나 사륜차 등의 다른 이동체라도 좋다.

본 발명에 의하면, 이하와 같은 효과가 달성된다.

(1) 청구항 1의 발명에 의하면, 엔진이 정지했을 때에 무단 변속기가 저변속비 이외의 상태로 있으면, 크랭크축이 발진 클러치의 클러치·인 속도를 약간 넘는 저속도로 강제적으로 역회전되고, 이에 따라 무단 변속기가 저변속비 상태까지 되돌아가기 때문에, 다음 발진시에는 저변속비 상태에서의 주행이 가능해져 양호한 가속 성능을 얻을 수 있다. 또한, 무단 변속기의 출력축이 일방향 클러치를 통해 구동축과 연결되어 있기 때문에, 크랭크축을 역회전시키더라도 그 동력이 구동륜에는 전달되지 않는다.

(2) 청구항 2의 발명에 의하면, 무단 변속기의 강제 구동이 모터로 행해지기 때문에, 무단 변속기를 저변속비 상태까지 되돌릴 때에 엔진을 재가동시킬 필요가 없다.

(3) 청구항 3의 발명에 의하면, 무단 변속기와 크랭크축이 발진 클러치를 통해 연결되어 있어도, 크랭크축을 역회전시킴으로써 무단 변속기를 저변속비 상태까지 되돌릴 수 있다.

(4) 청구항 4의 발명에 의하면, 무단 변속기와 크랭크축이 발진 클러치를 통해 연결되어 있어도, 크랭크축을 발진 클러치의 클러치·인 속도까지 상승시키지 않고, 즉 적은 소비 전력으로 무단 변속기를 저변속비 상태까지 복귀시킬 수 있다.

(5) 청구항 5의 발명에 의하면, 무단 변속기의 변속비를 저변속비 상태까지 확실하게 되돌릴 수 있을 뿐만 아니라, 변속비가 저변속비 상태까지 되돌아오면 모터가 자동 정지되기 때문에, 전력 낭비가 방지된다.

(6) 청구항 6, 청구항 7의 발명에 의하면, 무단 변속기의 변속비를 간단한 구성으로 정확히 검지할 수 있게 된다.

(7) 청구항 8의 발명에 의하면, 크랭크축을 역회전시켰을 때에 무단 변속기의 종동측이 역회전하여도 구동 모터가 같이 가동되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 크랭크축을 역회전시킬 때의 소비 전력을 낮출 수 있게 된다.

Claims

벨트식 무단 변속기를 구비하고, 이 무단 변속기의 입력축이 발진 클러치를 통해 엔진의 크랭크축에 연결되며, 출력축이 구동축에 연결되고, 상기 크랭크축의 회전수가 소정치를 넘으면, 상기 발진 클러치가 접속되어 엔진의 동력이 무단 변속기를 통해 구동축으로 전달되는 무단 변속 기구의 제어 장치에 있어서,

상기 무단 변속기의 출력축과 구동축 사이에 설치되고, 상기 출력축의 역회전 동력에 대하여 공전하는 일방향 클러치와;

상기 무단 변속기의 변속비를 검지하는 수단과;

상기 엔진이 정지 상태에 있는지의 여부를 검지하는 수단; 그리고

상기 엔진이 정지 상태에 있으면서 상기 무단 변속기의 변속비가 소정의 기준치보다도 큰 경우에, 상기 무단 변속기의 벨트가 역회전하도록 크랭크축을 구동하는 크랭크축 구동 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단 변속 기구의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 크랭크축 구동 수단은, 상기 크랭크축에 연결된 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단 변속 기구의 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 발진 클러치가 접속되는 회전수로 크랭크축을 역회전시키는 것을 특징으로 하는 무단 변속 기구의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 크랭크축과 무단 변속기의 구동 풀리 사이에 설치되고 크랭크축의 정회전의 동력에 대하여 공전하며, 역회전의 동력을 구동 풀리에 전달하는 제2 일방향 클러치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무단 변속 기구의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 크랭크축 구동 수단은, 상기 무단 변속기의 변속비가 상기 소정의 기준치까지 저하하면 크랭크축의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 무단 변속 기구의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무단 변속기의 변속비를 검지하는 수단은, 무단 변속기의 입력축의 회전수와 출력축의 회전수의 비에 기초하여 변속비를 검지하는 것을 특징으로 하는 무단 변속 기구의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무단 변속기는 그 입력축에 구동 풀리를 구비하고, 그 출력축에 종동 풀리를 구비하며, 각 풀리는 한 쌍의 고정 풀리 및 가동 풀리로 구성되고, 상기 무단 변속기의 변속비를 검지하는 수단은 상기 구동 풀리 및 종동 풀리 중 적어도 한쪽의 가동 풀리의 이동량에 기초하여 변속비를 검지하는 것을 특징으로 하는 무단 변속 기구의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동축에 차량의 동력원으로서의 구동 모터가 연결된 것을 특징으로 하는 무단 변속 기구의 제어 장치.