KR100671252B1

KR100671252B1 - 무단 변속기의 변속 제어 장치

Info

Publication number: KR100671252B1
Application number: KR1020050078323A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 츠카다; 히로유키 고지마; 다카시 오제키; 히로아키 우치사사이
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2005-08-25
Publication date: 2007-01-19
Anticipated expiration: 2025-08-25
Also published as: US20060068953A1; JP4627425B2; CN1755172A; US8323134B2; TWI267600B; KR20060050655A; CN100450811C; JP2006097756A; TW200610909A

Abstract

급감속 시에 구동측 풀리가 정지한 후에도 변속비를 안정적으로 로우 레이시오측으로 복귀시키고 또한 생산성이 뛰어난 무단 변속기의 변속 제어 장치를 제공한다.

차체의 급감속을 차속 센서가 검출하고(단계 S2), 풀리 회전수 센서에 의해 구동측 풀리의 정지를 검출(단계 S4)한 후, 무단 변속기의 변속비가 재발진 시에 충분한 가속을 얻을 수 있는 로우 레이시오측에 복귀되어 있지 않은 것을 변속비 센서가 검출(단계 S6)하면, 액추에이터를 구동시켜 구동측 가동 풀리 반체를 로우 레이시오측의 위치에 이동시키는(단계 S7) 제어 유닛을 구비한다. 또한, 상기 제어 유닛은 스로틀 개도 센서로부터의 검출 신호에 의해 탑승자의 재발진의 의지를 검출(단계 S12)하면, 상기 액추에이터로 구동측 가동 풀리 반체를 V벨트에 눌러(단계 S13) 상기 양자간의 미끄러짐을 방지하고, 재발진 시의 구동력 전달 손실을 저감시킨다.

Description

무단 변속기의 변속 제어 장치{SHIFT CONTROL APPARATUS FOR CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

도 1은 본 발명을 적용한 하이브리드 차량의 개략 구성을 도시하는 측면도이다.

도 2는 도 1에 도시하는 하이브리드 차량의 시스템 구성을 도시하는 블록도이다.

도 3은 도 1에 도시하는 하이브리드 차량의 파워 유닛의 A-A선 단면도이다.

도 4는 도 3에서의 무단 변속기부의 요부 확대도이다.

도 5는 도 3의 일부 측면 및 B-B선 단면도이다.

도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 변속비 복귀 제어의 순서를 나타낸 플로차트이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 파워 유닛

12 : 스로틀 개도 센서

20 : 엔진

23 : 무단 변속기

37 : 풀리 회전수 센서

38 : 변속비 센서

39 : 차속 센서

44 : 일방향 클러치

58 : 구동측 풀리

60 : 구동축

62 : 종동측 풀리

63 : V벨트

77 : 액추에이터

본 발명은 무단 변속기의 변속 제어 장치에 관한 것으로, 특히 급감속 시에 구동측 풀리의 회전이 정지한 후에도 변속비를 안정적으로 로우 레이시오(low ratio)측으로 복귀시킬 수 있는 무단 변속기의 변속 제어 장치에 관한 것이다.

종래의 엔진의 구동력을 벨트식 무단 변속기를 통하여 구동륜에 전달하는 변속 기구로서, 원심식의 발진 클러치를 출력측(종동측)에 설치하는 구성인 것이 있다. 이 변속 기구에 의하면, 차량이 급정차했을 때에 구동륜과 무단 변속기의 토크의 전달을 차단할 수 있기 때문에, 무단 변속기의 변속비는 엔진의 회전에 의해서 저변속비측(로우 레이시오측)으로 이행할 수 있지만, 그 때에 무단 변속기의 출력 측에 감속된 큰 토크가 걸린다. 이 토크에 대처하기 위해서는 발진 클러치의 용량을 크게 하지 않으면 안되고, 장치의 대형화나 중량의 증가를 초래한다. 또한, 엔진 회전수의 변화에 수반하는 토크의 변동이 직접 무단 변속기에 입력되기 때문에 벨트에 필요 이상의 부하가 주어지게 된다.

한편, 발진 클러치를 무단 변속기의 입력측(구동측)에 설치하는 구성에서는 차량이 급정차했을 때에 무단 변속기의 변속비가 로우 레이시오측에 복귀되기 어려워지고, 이러한 경우에는 재발진할 때에 무단 변속기의 변속비가 로우 레이시오측에 없는 경우에는 충분한 가속 성능을 얻을 수 없게 된다.

일본 특허공개공보 2003-14004호에는, 발진 클러치를 입력측에 설치하는 후자의 구성에 대해서, 차량이 급정차할 때에 발진 클러치를 개방하여 엔진 스톨을 방지하고, 그 후 무단 변속기의 출력축에 구동륜으로의 동력 전달을 단접(斷接)하는 전환 기구에 의해 동력 전달을 차단하여 벨트로의 부하를 저감시키며, 다음에 발진 클러치를 재체결시킴으로써 변속비를 로우 레이시오측에 복귀하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 일본 특허공개공보 2003-14004호의 기술은, 엔진의 크랭크축이 소정 회전수 이하가 되어 구동측 풀리의 회전이 정지한 상태에서는, 무단 변속기의 변속비를 로우 레이시오측에 복귀시킬 수 없다는 과제가 있었다. 또한, 무단 변속기의 입력측과 출력측의 각각에 단접을 제어 가능한 클러치가 필요해져 구조가 복잡하고 중량이나 조립 공정수가 증대한다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기의 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 급감속 시에 구동측 풀리의 회전이 정지한 후에도 변속비를 안정적으로 로우 레이시오측에 복귀시킬 수 있고 또한 구조를 간단하게 하여 중량이나 조립 공정수를 줄인 무단 변속기의 변속 제어 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 구동측 풀리와 종동측 풀리와 이들 사이에 감아걸리는 벨트를 가지고, 상기 구동측 풀리에서의 회전수에 따라 상기 구동측 풀리 및 종동측 풀리에서의 감아걸림 직경을 변화시키는 무단 변속기와, 상기 무단 변속기와 구동륜 사이에 접속되어 상기 무단 변속기로부터 상기 구동륜에 대해서 한 방향으로만 동력 전달 가능한 일방향 클러치와, 엔진의 크랭크축과 상기 구동측 풀리 사이에 접속되어 상기 크랭크축이 소정 회전수 이상에 도달한 경우에 상기 크랭크축으로부터의 동력을 상기 무단 변속기에 대해서 전달하는 발진 클러치를 구비하는 무단 변속기의 변속 제어 장치에 있어서, 상기 무단 변속기의 변속비를 바꾸는 변속비 변경 수단과, 상기 무단 변속기의 변속비를 검출하는 변속비 검출 수단과, 구동측 풀리의 회전수를 검출하는 풀리 회전수 검출 수단과, 차체의 급감속 시에 상기 풀리 회전수 검출 수단에 의해 구동측 풀리가 정지했다고 검출되고 또한 상기 변속비 검출 수단에 의해 상기 무단 변속기의 변속비가 소정 상태에 없다고 검출된 경우에 상기 변속비 변경 수단을 구동하여 상기 구동측 풀리의 폭을 변경하도록 제어하는 제어 수단을 구비한 점에 제1 특징이 있다.

또한, 상기 종동측 풀리는 상기 벨트를 항상 단단하게 조이는 방향으로 가압되어 있고, 상기 변속비 변경 수단은 상기 풀리 회전수 검출 수단에 의해 구동측 풀리가 정지했다고 검출되고 또한 상기 변속비 검출 수단에 의해 상기 무단 변속기의 변속비가 소정 상태에 없다고 검출된 경우에, 상기 구동측 풀리의 폭을 넓히도록 한 점에 제2 특징이 있다.

또한, 상기 변속비 변경 수단은 상기 풀리 회전수 검출 수단에 의해 구동측 풀리가 정지했다고 검출되고 또한 상기 변속비 검출 수단에 의해 상기 무단 변속기의 변속비가 소정 상태에 없다고 검출된 경우에, 상기 무단 변속기의 변속비가 소정값에 도달할 때까지 상기 구동측 풀리의 폭을 넓히고, 그 후 상기 구동측 풀리의 폭을 좁혀 상기 벨트를 가압하도록 한 점에 제3 특징이 있다.

또한, 상기 변속비 변경 수단은 상기 구동 풀리에 연결된 액추에이터인 점에 제4 특징이 있다.

또한, 엔진과는 다른 동력원으로서 상기 구동륜에 연결되어 있는 구동 모터를 구비하는 점에 제5 특징이 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 상세히 설명한다. 도 1은, 본 발명을 적용한 스쿠터형 하이브리드 차량의 일 실시형태의 측면도이다.

하이브리드 차량은 차체 앞쪽에 전륜(WF)을 축 지지하는 프론트 포크(1)를 가지고, 이 프론트 포크(1)는 헤드 파이프(2)에 피벗 지지되어 있으며 핸들(3)의 조작에 의해서 조종 가능하게 되어 있다. 헤드 파이프(2)로부터는 뒤쪽 그리고 아래쪽을 향하여 다운 파이프(4)가 부착되어 있고, 이 다운 파이프(4)의 하단으로부터는 중간 프레임(5)이 대략 수평으로 연장되어 설치되어 있다. 또한, 중간 프레 임(5)의 후단으로부터는 뒤쪽 그리고 위쪽을 향하여 후부 프레임(6)이 형성되어 있다.

이렇게 구성된 차체 프레임(10)에는 동력원으로서의 엔진 및 구동 모터를 포함하는 파워 유닛(11)의 일단이 피벗 장착되어 있다. 파워 유닛(11)은 그 뒤쪽의 타단측에 구동륜인 후륜(WR)이 회전 가능하게 부착됨과 동시에, 후부 프레임(6)에 부착된 리어 쿠션(도시하지 않음)에 의해 현수(懸垂)되어 있다.

차체 프레임(10)의 외주는 차체 커버(13)로 덮이고 차체 커버(13)의 뒤쪽 그리고 상면에는 탑승자가 착석하는 시트(14)가 고정되어 있다. 시트(14)보다도 앞쪽에는 탑승자가 다리를 두는 스텝 플로어(15)가 형성되어 있다. 시트(14)의 아래쪽에는 헬멧이나 짐 등을 수납하기 위한 유틸리티 스페이스로서 기능하는 수납 박스(100)가 설치되고, 그 차체 뒤쪽에 배터리(74)가 수납되어 있다. 부호 22는 엔진의 크랭크축의 축 위치, 60은 구동축의 축 위치, 68은 후륜(WR)의 차축의 축 위치를 나타낸다.

도 2는, 상기한 하이브리드 차량의 시스템 구성을 도시한 블록도로서, 상기 파워 유닛(11)은 엔진(20)과 엔진 시동기 및 발전기로서 기능하는 ACG 스타터 모터(21a)와, 크랭크축(22)에 연결되어 엔진(20)의 동력을 후륜(WR)에 전달하는 무단 변속기(23)와, 상기 무단 변속기(23)를 변속시키는 변속비 변경 수단으로서의 액추에이터(77)(예를 들면, 변속 모터)와, 크랭크축(22)과 무단 변속기(23)의 입력축 사이의 동력 전달을 단접(斷接)시키는 발진 클러치(40)와, 엔진(20) 및 구동 모터(21b)로부터 후륜(WR)측에는 동력을 전달하지만, 후륜(WR)으로부터 엔진(20)측에는 동력을 전달하지 않는 일방향 클러치(44)와, 발동기 또는 발전기로서 기능하는 구동 모터(21b)와, 무단 변속기(23)의 출력을 감속하여 후륜(WR)에 전달하는 감속 기구(69)를 구비하고 있다. 엔진(20)의 회전수(Ne)는 엔진 회전수 센서(36)에 의해 검지된다. 무단 변속기(23)에는 변속비(Rm)를 검출하는 변속비 검출 수단으로서의 변속비 센서(37)와, 구동측 풀리(58)(도 3 참조)의 회전수(Np)를 검출하는 풀리 회전수 검출 수단으로서의 풀리 회전수 센서(38)가 설치된다. 부호 39는 차속(Vb)을 검출하는 차속 센서이며 목적에 따라 임의의 개소에 설치된다.

엔진(20)으로부터의 동력은 크랭크축(22)으로부터 발진 클러치(40), 무단 변속기(23), 일방향 클러치(44), 구동축(60) 및 감속 기구(69)를 통하여 후륜(WR)에 전달된다. 한편, 구동 모터(21b)로부터의 동력은 구동축(60) 및 감속 기구(69)를 통하여 후륜(WR)에 전달된다. 즉, 본 실시형태에서는 구동축(60)이 엔진(20)과 구동 모터(21b)의 출력축을 겸하고 있다. 크랭크축(22)의 차폭 방향 좌단부에는 발진 클러치(40)를 통하여 크랭크축(22)에 접속된 팬(54b)이 무단 변속기(23)를 냉각시키기 위해서 접속된다.

ACG 스타터 모터(21a) 및 구동 모터(21b)에는 배터리(74)가 접속되어 있다. 이 배터리(74)는 구동 모터(21b)가 발동기로서 기능할 때 및 ACG 스타터 모터(21a)가 시동기로서 기능할 때에는 이들 모터(21a, 21b)에 전력을 공급하고, 한편 상기 모터(21a, 21b)가 발전기로서 기능할 때에는 이들 회생 전력이 충전되도록 구성되어 있다.

제어 수단으로서의 제어 유닛(7)은 급정차 시에 무단 변속기(23)의 변속비를 로우 레이시오측으로 복귀시키도록 액추에이터(77)의 구동을 제어하는 변속비 복귀 제어부(7a)와, 재발진 시에 V벨트(63)(도 3 참조)와 구동측 풀리(58) 사이에서 미끄러짐이 발생하지 않도록 액추에이터(77)의 구동을 제어하는 벨트 측압 제어부(7b)를 포함한다.

엔진(20)의 흡기관(16) 내에는 공기량을 제어하는 스로틀 밸브(17)가 회동(回動) 가능하게 설치되어 있다. 이 스로틀 밸브(17)는 탑승자가 조작하는 스로틀 그립(도시하지 않음)의 조작량에 따라 회동된다. 한편, 본 실시형태에서는 스로틀 개도 센서(12)를 스로틀 밸브(17)에 설치하고 있지만, 상기 스로틀 그립이나, 스로틀 그립과 스로틀 밸브(17)를 연결하는 와이어 등에 설치해도 된다. 스로틀 밸브(17)와 엔진(20) 사이에는 연료를 분사하는 인젝터(18)와, 흡기관 내의 부압(負壓)을 검출하는 부압 센서(19)가 설치되어 있다. 한편, 스로틀 밸브(17)에는 탑승자의 조작과는 관계없이 엔진 회전수나 차속 등에 근거하여 자동 제어를 행하는 DBW(드라이브·바이·와이어) 시스템을 탑재해도 된다.

다음에, 도 3을 참조하면서 엔진(20) 및 구동 모터(21b)를 포함하는 파워 유닛(11)의 구성에 대해 설명한다. 도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다.

엔진(20)은 크랭크축(22)에 콘 로드(24)를 통하여 연결된 피스톤(25)을 구비하고 있다. 피스톤(25)은 실린더 블록(26)에 설치된 실린더(27) 내를 슬라이딩 가능하고, 실린더 블록(26)은 실린더(27)의 축선이 대략 수평이 되도록 설치되어 있다. 실린더 블록(26)의 전면(前面)에는 실린더 헤드(28)가 고정되고, 실린더 헤드(28) 및 실린더(27) 그리고 피스톤(25)에서 혼합기를 연소시키는 연소실(20a)이 형 성되어 있다.

실린더 헤드(28)에는 연소실(20a)로의 혼합기의 흡기 또는 배기를 제어하는 밸브(도시하지 않음)와, 압축된 혼합기에 점화하는 점화 플러그(29)가 설치되어 있다. 상기 밸브의 개폐는 실린더 헤드(28)에 축 지지된 캠축(30)의 회전에 의해 제어된다. 캠축(30)은 일단측에 종동 스프로켓(31)을 구비하고, 종동 스프로켓(31)과 크랭크축(22)의 일단에 설치된 구동 스프로켓(32) 사이에는 무단(無端)형상의 캠체인(33)이 걸려있다. 캠축(30)의 일단에는 엔진(20)을 냉각하는 워터 펌프(34)가 설치되어 있다. 워터 펌프(34)는 그 회전축(35)이 캠축(30)과 일체로 회전하도록 부착되어 있다. 따라서, 캠축(30)이 회전하면 워터 펌프(34)를 가동시킬 수 있다.

크랭크축(22)을 축 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 아웃터 로터 형식의 모터로서, 그 스테이터는 스테이터 케이스(49)에 고정된 티스(50)에 도선을 감아건 코일(51)로 이루어진다. 한편, 아웃터 로터(52)는 크랭크축(22)에 고정되어 있고, 스테이터의 외주를 덮는 대략 원통 형상을 가지고 있다. 또한, 아우터 로터(52)의 내주면에는 마그넷(53)이 설치되어 있다.

아웃터 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 취입구로부터 냉각용 공기가 취입된다.

크랭크 케이스(48)의 차폭 방향 좌측에는 전동 케이스(59)가 연결되어 있고, 그 내부에는 크랭크축(22)의 좌단부에 고정된 팬(54b), 발진 클러치(40)를 통하여 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) 내에 수용된 무단 변속기(23) 및 구동 모터(21b)를 냉각시키는 것이고, 무단 변속기(23)에 대해서 구동 모터(21b)와 동일측, 즉, 본 실시형태에서는 모두 차폭 방향 좌측에 배치되어 있다.

전동 케이스(59)의 차체 전측 그리고 좌측에는 냉각풍 취입구(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 크랭크축(22)에 동기하여 팬(54b)이 회전하면, 상기 팬(54b)의 근방에 위치하는 상기 냉각풍 취입구로부터 전동 케이스(59) 내에 외기(外氣)가 취입되어 구동 모터(21b) 및 무단 변속기(23)가 강제적으로 냉각된다.

무단 변속기(23)는 크랭크 케이스(48)로부터 차폭 방향으로 돌출된 크랭크축(22)의 좌단부에 발진 클러치(40)를 통하여 장착된 구동측 풀리(58)와, 크랭크축(22)과 평행한 축선을 가지고 전동 케이스(59)에 축 지지된 구동축(60)에 일방향 클러치(44)를 통하여 장착된 종동측 풀리(62) 사이에 무단형상의 V벨트(무단 벨트 : 63)를 감아걸어 구성되는 벨트 컨버터이다. 본 실시형태에서는 구동측 풀리(58)의 근방에 변속비를 바꾸기 위한 액추에이터(77)를 구비하고 있다. 감속 기구(69) 이후의 구성은 후술한다.

도 4는, 무단 변속기(23)의 요부 확대도이다. 구동측 풀리(58)는 슬리브(58d)를 통하여 크랭크축(22)에 대해서 둘레 방향으로 회전 가능하게 장착되어 있 고, 슬리브(58d) 상에 고착된 구동측 고정 풀리 반체(半體)(58a)와 슬리브(58d)에 대해서 그 축방향으로는 슬라이딩 가능하지만 둘레 방향으로는 회전 불가능하게 부착된 구동측 가동 풀리 반체(58c)를 구비한다. 상기 구동측 가동 풀리 반체(58c)에는 베어링(56)을 통하여 변속 링(57)이 회전 가능하게 부착되어 있다.

상기 변속 링(57)에는 그 외주 대직경부에 기어(61)가 둘레 방향을 따라 형성됨과 동시에, 내주에는 축방향을 따라서 사다리꼴 나사(65)가 형성되어 있다. 상기 사다리꼴 나사(65)에는 베어링(66)을 통하여 상기 슬리브(58d)에 대해서 둘레 방향으로는 회전 가능하지만 축방향으로는 슬라이딩 불가능하게 부착된 사다리꼴 나사(67)가 맞물리고 있다. 상기 변속 링(57)의 기어(61)에는 웜 휠(75)이 맞물리고, 이 웜 휠(75)에는 변속비를 제어하는 액추에이터(77)의 회전축에 연결된 웜 기어(76)가 맞물리고 있다.

한편, 종동측 풀리(62)는 슬리브(62d)를 통하여 구동축(60)에, 그 축방향의 슬라이딩은 규제되고 있지만 둘레 방향으로는 회전 가능하게 부착된 종동측 고정 풀리 반체(62a)를 구비함과 동시에, 슬리브(62d) 상에 그 축방향으로 슬라이딩 가능하게 부착된 종동측 가동 풀리 반체(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 형성된 단면 대략 V자 형상의 벨트 홈에 무단형상의 V벨트(63)가 감아 걸려진다.

종동측 가동 풀리 반체(62b)의 배면측(차폭 방향 좌측)에는 종동측 가동 풀리 반체(62b)를 종동측 고정 풀리 반체(62a)측을 향하여 항상 가압하는 스프링(탄 성 부재 : 64)이 설치되어 있다.

무단 변속기(23)의 변속비의 변경은 액추에이터(77)를 변속비의 업/다운에 따른 방향으로 구동함에 의해 행해진다. 액추에이터(77)의 구동력은 웜 기어(76) 및 웜 휠(75)을 통하여 변속 링(57)의 기어(61)에 전달되고, 상기 변속 링(57)을 회전시킨다. 변속 링(57)은 사다리꼴 나사(65, 67)를 통하여 슬리브(58d)와 맞물리고 있기 때문에, 그 회전 방향이 시프트 업 방향(톱 레이시오 방향)이면, 변속 링(57)은 크랭크축(22) 상을 도면 중 왼쪽 방향으로 이동하고, 이에 수반하여 구동측 가동 풀리 반체(58c)가 구동측 고정 풀리 반체(58a)에 가까워지는 방향으로 슬라이딩한다. 이 슬라이딩한 만큼만 구동측 가동 풀리 반체(58c)가 구동측 고정 풀리 반체(58a)에 근접하고, 구동측 풀리(58)의 홈 폭이 감소하기 때문에 구동측 풀리(58)와 V벨트(63)의 접촉 위치가 구동측 풀리(58)의 반경 방향 외측으로 어긋나고, V벨트(63)의 감아걸림 직경이 증대된다(도 4에서는 크랭크축(22)의 상측에 로우 레이시오 위치를 도시하고, 크랭크축(22)의 하측에 톱 레이시오 위치를 도시하고 있다). 이에 수반하여, 종동측 풀리(62)에 있어서는 크랭크축(22)과 구동축(60)의 거리가 불변이고 V벨트(63)가 무단형상이기 때문에 감아걸림 직경을 작게 하고자 하는 힘이 작용한다. 따라서, 종동측 가동 풀리 반체(62b)는 스프링(64)이 가압하는 탄성력에 저항하여 도시 왼쪽 방향으로 슬라이딩하고, 종동측 고정 풀리 반체(62a)와 종동측 가동 풀리 반체(62b)에 의해 형성되는 홈 폭이 증가한다. 즉, 무단계의 변속비 변경은 V벨트(63)의 감아걸림 직경(전달 피치 직경)이 연속적으로 변화함으로써 실현된다.

발진 클러치(40)는 상기 슬리브(58d)에 고착된 컵형상의 아웃터 케이스(40a)와, 크랭크축(22)의 좌단부에 고착된 아웃터 플레이트(40b)와, 아웃터 플레이트(40b)의 외주부에 웨이트(40c)를 통하여 반경 방향 외측을 향하도록 부착된 슈(40d)와, 슈(40d)를 반경 방향 내측으로 가압하기 위한 스프링(40e)으로 구성되어 있다.

엔진 회전수, 즉 크랭크축(22)의 회전수가 소정값(예를 들면, 3000rpm) 이하인 경우에는, 크랭크축(22)과 무단 변속기(23) 사이의 동력 전달은 발진 클러치(40)에 의해 차단되고 있다. 엔진 회전수가 상승하고 크랭크축(22)의 회전수가 상기 소정값을 넘으면, 웨이트(40c)에 작용하는 원심력이 스프링(40e)에 의해 반경 방향 내측으로 작용하는 탄성력에 저항하고, 웨이트(40c)가 반경 방향 외측으로 이동함에 의해 슈(40d)가 아웃터 케이스(40a)의 내주면을 소정값 이상의 힘으로 가압된다. 이에 의해, 크랭크축(22)의 회전이 아웃터 케이스(40a)를 통하여 슬리브(58d)에 전달되고, 상기 슬리브(58d)에 고정된 구동측 풀리(58)가 구동된다.

종동측의 일방향 클러치(44)는 컵형상의 아웃터 클러치(44a)와, 이 아웃터 클러치(44a)에 동축에 내삽된 인너 클러치(44b)와, 이 인너 클러치(44b)로부터 아웃터 클러치(44a)에 대해서 한 방향으로만 동력을 전달 가능하게 하는 롤러(44c)를 구비하고 있다. 아웃터 클러치(44a)는 구동 모터(21b)의 인너 로터 본체를 겸하여 인너 로터 본체와 동일 부재로 구성되어 있다.

무단 변속기(23)의 종동측 풀리(62)에 전달된 엔진(20)측으로부터의 동력은 종동측 고정 풀리 반체(62a), 인너 클러치(44b), 아웃터 클러치(44a) 즉 인너 로터 본체, 구동축(60) 및 감속 기구(69)를 통하여 후륜(WR)에 전달되는 것에 대하여, 차량을 밀면서 걸어갈 때의 후륜(WR)측으로부터의 동력은 감속 기구(69), 구동축(60), 인너 로터 본체 즉 아웃터 클러치(44a)까지는 전달되지만, 이 아웃터 클러치(44a)가 인너 클러치(44b)에 대해서 공전(空轉)하기 때문에 무단 변속기(23) 및 엔진(20)에 전달되는 일은 없다. 또한, 구동 모터(21b)를 동력원으로 하는 주행 시에도 구동 모터(21b)로부터의 동력이 무단 변속기(23) 및 엔진(20)에 전달되지 않는 것은 상기와 같다.

구동 모터(21b)의 인너 로터(80)는 무단 변속기(23)의 출력축이기도 한 구동축(60)과 컵형상을 이루고, 그 중앙부에 형성된 보스부(80b)에서 구동축(60)과 스플라인 결합된 인너 로터 본체 즉 상기 아웃터 클러치(44a)를 구비하며, 이 아웃터 클러치(44a)의 개구측 외주면에 코일(81)이 설치되어 있다.

도 3에 돌아와 감속 기구(69) 이후를 설명한다. 감속 기구(69)는 전동 케이스(59)의 후단부 우측에 연결되는 전달실(70) 내에 설치되어 있고, 구동축(60) 및 후륜(WR)의 차축(68)과 평행하게 축 지지된 중간축(73)을 구비함과 동시에, 구동축(60)의 우단부 및 중간축(73)의 중앙부에 각각 형성된 제1 감속 기어쌍(71)과, 중간축(73) 및 차축(68)의 좌단부에 각각 형성된 제2 감속 기어쌍(72)으로 구성되어 있다. 상기 구성에 의해 구동축(60)의 회전은 소정의 감속비로 감속되고, 후륜(WR)의 차축(68)에 전달된다.

도 5는, 도 3의 일부 측면 및 B-B선 단면도이다. 무단 변속기(23)의 변속비를 변화시킬 때에는 전동 케이스(59) 내에 설치된 액추에이터(77)를 구동하고, 상 기 구동력은 웜 기어(76) 및 웜 휠(75)을 통하여 변속 링(57)에 전달된다. 한편, 웜 휠(75)에 전달된 구동력은 웜 휠(90) 및 이것과 동축 상의 웜 기어(91)에 의해 변속비 센서(38) 내의 센서 로드(92)에 전달된다. 본 실시형태에서의 변속비 센서(38)는 변속 링(57)의 회전량을 검출하는 위치 센서이며, 센서 로드(92)의 회전에 의한 피측정체의 축방향 이동량을 자기(磁氣)에 의한 비접촉 방식으로 측정하는 자기 센서 등을 사용할 수 있지만, 변속비의 검출 수단은 본 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

이상의 구성으로 이루어지는 하이브리드 차량에 있어서, 본 실시형태에서의 변속비 복귀 제어의 순서를 설명한다. 엔진 시동 시에는 크랭크축(22)상의 ACG 스타터 모터(21a)를 이용해 크랭크축(22)을 회전시킨다. 이 때, 발진 클러치(40)는 접속되어 있지 않고, 크랭크축(22)으로부터 무단 변속기(23)로의 동력 전달은 차단되고 있다. 스로틀 개도(Tp)가 커져 엔진 회전수(Np)가 상승하고, 크랭크축(22)의 회전수가 소정값(예를 들면, 3000rpm)을 초과하면, 크랭크축(22)의 회전 동력이 발진 클러치(40)를 통하여 무단 변속기(23)에 전달되고 일방향 클러치(44)에 입력된다. 일방향 클러치(44)에 입력된 구동력은, 감속 기구(69)를 통하여 후륜(WR)을 회전시키고 차량을 주행시킨다. 차속(Vb)의 상승에 수반하여 무단 변속기(23) 내의 구동측 가동 풀리 반체(58c) 및 종동측 가동 풀리 반체(62b)는 톱 레이시오측의 위치에 순차 이동한다.

도 6은, 도 2의 제어 유닛(7)에 의한 변속비 복귀 제어 및 벨트 측압 제어의 순서를 도시한 플로우차트이며, 소정의 주기로 반복 실행된다.

단계 S1에서는 차속 센서(39)의 출력 신호에 근거하여 차속(Vb)이 구해진다. 단계 S2에서는 상기 차속(Vb)이 기준 속도(Vref)와 비교되고 차체가 정지 또는 정지에 준하는 상태에 있는지 여부가 판정된다. 차속(Vb)이 기준 속도(Vref)를 하회하고, 차체가 정지 또는 정지에 준하는 상태에 있다고 판정되면 단계 S3으로 진행된다. 단계 S3에서는 풀리 회전수 센서(37)의 출력 신호에 근거하여 구동측 풀리의 회전수(Np)가 구해진다. 단계 S4에서는, 상기 풀리 회전수(Np)가 기준 회전수(Nref)와 비교되고, 상기 풀리가 정지 또는 정지에 준하는 상태에 있는지 여부가 판정된다. 구동측 풀리의 회전수(Np)가 기준 회전수(Nref)를 하회하고, 상기 풀리가 정지 또는 정지에 준하는 상태에 있다고 판정되면 단계 S5로 진행된다. 단계 S5에서는, 상기 변속비 센서(38)의 출력 신호에 근거하여 무단 변속기(23)의 변속비(Rm)가 구해진다. 단계 S6에서는, 상기 변속비(Rm)가 기준 변속비(Rref)와 비교되고 재발진 시에 충분한 가속 성능을 얻을 수 있는 저변속비 상태(로우 레이시오측)에 있는지 여부가 판정된다. 변속비(Rm)가 재발진 시에 충분한 가속 성능을 얻을 수 있는 저변속비 상태에 없다고 판정되면 단계 S7로 진행된다.

단계 S7에서는 액추에이터(77)를 구동하여 구동측 가동 풀리 반체(58c)를 로우 레이시오 측에 이동시킨다. 단계 S8에서는 상기 단계 S5와 동일하게 하여 무단 변속기(23)의 변속비(Rm)가 구해진다. 단계 S9에서는 변속비(Rm)가 기준 변속비(Rref)와 비교되고 재발진 시에 충분한 가속 성능을 얻을 수 있는 저변속비 상태까지 저하하였는지 여부가 판정된다. 상기 변속비(Rm)가 충분히 로우 레이시오측에 이동되었다고 판정되면 단계 S10으로 진행되고 액추에이터의 구동을 정지한다.

단계 S10까지의 제어에 의해 급감속 시에 구동측 풀리의 회전이 정지한 후에도 변속비를 안정적으로 로우 레이시오측으로 복귀시킬 수 있지만, 상기 상태에서는 구동측 풀리(58)가 V벨트(63)를 끼워넣는 하중이 저하되고 있기 때문에, 재발진 시의 초기 단계에서 상기 풀리 및 V벨트 사이에 미끄러짐이 발생할 가능성이 있다.

계속해서 단계 S11에서는 상기 스로틀 개도 센서(12)의 출력 신호에 근거하여 스로틀 개도(Tp)가 구해진다. 단계 S12에서는 상기 스로틀 개도(Tp)가 기준 스로틀 개도(Tref)와 비교되고 탑승자에게 재발진의 의지가 있는지 여부가 판정된다. 스로틀 개도(Tp)가 기준 스로틀 개도(Tref)를 상회하고 재발진의 의지가 있다고 판정되면 단계 S13으로 진행된다. 단계 S13에서는 액추에이터(77)에 의해서 구동측 가동 풀리 반체(58c)를 V벨트(63)에 눌러 측압을 발생시킨다.

이상에 의해, 급감속 시에 있어서 구동측 풀리의 회전이 멈춘 후에도 변속비를 안정적으로 로우 레이시오측으로 복귀시킬 수 있고, 또한 구동측 풀리와 벨트 사이에 미끄러짐을 발생시키는 일 없이 재발진할 수 있는 무단 변속기의 변속 제어 장치가 실현된다. 또한, 액추에이터 및 제어 유닛으로 변속비를 변경하는 구성이기 때문에, 구조가 간단하고 중량이나 조립 공정수를 줄인 무단 변속기의 변속 제어 장치가 실현된다.

청구항 1의 발명에 의하면, 풀리 회전수 검출 수단에 의해서 구동측 풀리가 정지했다고 검출되고 또한 변속비 검출 수단에 의해서 무단 변속기의 변속비가 소정 상태에 없다고 검출된 경우에, 구동측 풀리의 폭을 변경하도록 제어하기 때문에 급감속 시에 구동측 풀리의 회전이 정지한 후에도 변속비를 예를 들면, 로우 레이시오측으로 신속히 변경할 수 있게 된다. 따라서, 급감속 후의 재발진의 성능이 향상된다.

청구항 2의 발명에 의하면, 종동측 풀리는 벨트를 항상 단단히 조이는 방향으로 가압되어 있고, 제어 수단은 구동측 풀리의 폭을 넓히도록 제어하기 때문에, 급감속 시에 구동측 풀리의 회전이 정지한 다음에도, 벨트는 종동측 풀리로부터 받는 힘에 의해서 구동측 풀리의 풀리면을 미끄러지면서 이동하게 되고, 변속비를 안정적으로 로우 레이시오 측으로 복귀시킬 수 있게 된다.

청구항 3의 발명에 의하면, 제어 수단은 무단 변속기의 변속비가 소정값에 도달할 때까지 구동측 풀리의 폭을 넓히고, 그 후 구동측 풀리의 폭을 좁혀 벨트를 가압하도록 제어하기 때문에, 급감속 시에 구동측 풀리의 회전이 정지한 후에도 변속비를 안정적으로 로우 레이시오측으로 완전히 복귀시킬 수 있게 된다. 또한, 재발진 시에 구동측 풀리와 벨트 사이에 미끄러짐을 발생시키는 일 없이 무단 변속기의 구동력의 손실을 방지할 수 있게 된다.

청구항 4의 발명에 의하면, 변속비 변경 수단을 구동 풀리에 연결된 액추에이터로 했기 때문에, 변속비의 변경을 제어 유닛에 의한 제어 신호로 안정적으로 제어할 수 있고 또한 구조를 간단하게 하여 중량이나 조립 공정수를 줄일 수 있게 된다.

청구항 5의 발명에 의하면, 엔진과는 다른 동력원으로서 구동륜에 연결되어 있는 구동 모터를 구비하도록 했기 때문에, 감속 시에 엔진을 정지하여 구동륜을 모터 구동하는 시리즈 하이브리드 차량에 있어서, 청구항 1 내지 4의 발명의 효과가 얻어지게 된다.

Claims

구동측 풀리와 종동측 풀리와 이들 사이에 감아걸리는 벨트를 가지고, 상기 구동측 풀리에서의 회전수에 따라 상기 구동측 풀리 및 종동측 풀리에서의 감아걸림 직경을 변화시키는 무단 변속기와, 상기 무단 변속기와 구동륜 사이에 접속되어 상기 무단 변속기로부터 상기 구동륜에 대해서 한 방향으로만 동력 전달 가능한 일방향 클러치와, 엔진의 크랭크축과 상기 구동측 풀리 사이에 접속되어 상기 크랭크축이 소정 회전수 이상에 도달한 경우에 상기 크랭크축으로부터의 동력을 상기 무단 변속기에 대해서 전달하는 발진 클러치를 구비하는 무단 변속기의 변속 제어 장치에 있어서,

상기 무단 변속기의 변속비를 바꾸는 변속비 변경 수단과,

상기 무단 변속기의 변속비를 검출하는 변속비 검출 수단과,

구동측 풀리의 회전수를 검출하는 풀리 회전수 검출 수단과,

상기 풀리 회전수 검출 수단에 의해 구동측 풀리가 정지했다고 검출되고 또한 상기 변속비 검출 수단에 의해 상기 무단 변속기의 변속비가 소정 상태에 없다고 검출된 경우에, 상기 변속비 변경 수단을 구동하여 상기 구동측 풀리의 폭을 변경하도록 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 종동측 풀리는 상기 벨트를 항상 단단히 조이는 방향 으로 가압되고 있고,

상기 변속비 변경 수단은 상기 풀리 회전수 검출 수단에 의해 구동측 풀리가 정지했다고 검출되고 또한 상기 변속비 검출 수단에 의해서 상기 무단 변속기의 변속비가 소정 상태에 없다고 검출된 경우에, 상기 구동측 풀리의 폭을 넓히는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 변속비 변경 수단은 상기 풀리 회전수 검출 수단에 의해 구동측 풀리가 정지했다고 검출되고 또한 상기 변속비 검출 수단에 의해 상기 무단 변속기의 변속비가 소정 상태에 없다고 검출된 경우에, 상기 무단 변속기의 변속비가 소정값에 도달할 때까지 상기 구동측 풀리의 폭을 넓히고, 그 후 상기 구동측 풀리의 폭을 좁혀 상기 벨트를 가압하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변속비 변경 수단은 상기 구동 풀리에 연결된 액추에이터인 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 엔진과는 다른 동력원으로서 상기 구동륜에 연결되어 있는 구동 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 변속 제어 장치.