(57)【要約】【課題】エンジン回転動力の分岐時に、機械的動力伝達経路の比重を高めることで電気負荷を減らし、且つ衝撃を減少させたハイブリッド自動車の動力伝達装置を提供する。【解決手段】本発明の動力伝達装置は、エンジンと、２個のモータ／ゼネレータと、平行に設けられた入力軸、中間軸、および出力軸と、４個の摩擦要素と、第１モータ／ゼネレータと連結する第１回転要素、出力軸と連結する第２回転要素、および入力軸と連結する第３回転要素を含む第１遊星ギヤセットと、中間軸を通じて第２モータ／ゼネレータと連結する第４回転要素、出力軸と連結する第５回転要素、および入力軸または第１回転要素または変速機ハウジングに連結する第６回転要素を含む第２遊星ギヤセットと、の組み合わせによって、３個のＥＶモードと、４個のＨＥＶモードと、４個のエンジンモードと、を具現し、モード変換を自然に行うことができることを特徴とする。【選択図】図１
2015102242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと第１、第２モータ／ゼネレータを動力源として使用するハイブリッド自動車の動力伝達装置において、
前記エンジンの動力の伝達を受ける入力軸と、
前記入力軸に所定の間隔をおいて平行に配置される中間軸と、
前記中間軸に相対回転可能に配置される出力軸と、
前記第１モータ／ゼネレータと連結する第１回転要素と、前記出力軸と連結する第２回転要素と、前記入力軸と直接連結する第３回転要素と、を含む第１遊星ギヤセットと、
前記中間軸を通じて前記第２モータ／ゼネレータと連結する第４回転要素と、前記出力軸と直接連結する第５回転要素と、前記入力軸または前記第１回転要素に選択的に連結するかまたは変速機ハウジングに選択的に連結する第６回転要素と、を含む第２遊星ギヤセットと、
前記第２回転要素と前記出力軸とを連結する第１トランスファギヤと、
前記入力軸または前記第１回転要素を、前記第６回転要素に連結する第２トランスファギヤと、
前記第２遊星ギヤセットの３個の回転要素のうち２個の回転要素を選択的に連結する第１クラッチと、
を含むことを特徴とするハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項２】
前記第１遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１遊星キャリア、第３回転要素が第１リングギヤからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２遊星キャリア、第６回転要素が第２リングギヤからなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項３】
前記第１遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１リングギヤ、第３回転要素が第１遊星キャリアからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２遊星キャリア、第６回転要素が第２リングギヤからなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項４】
前記第１遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１リングギヤ、第３回転要素が第１遊星キャリアからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２リングギヤ、第６回転要素が第２遊星キャリアからなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項５】
前記第１回転要素を前記第２トランスファギヤに選択的に連結する第２クラッチと、
前記入力軸を前記第２トランスファギヤに選択的に連結する第３クラッチと、
前記第６回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する第１ブレーキと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項６】
第１ＥＶモードで第１ブレーキが作動し、
第２ＥＶモードで第１クラッチが作動し、
ＥＶモードの急加速で第３クラッチと第１ブレーキが作動し、
第１ＨＥＶ入力分岐モードで第１ブレーキが作動し、
第２ＨＥＶ入力分岐モードで第１クラッチが作動し、
第１ＨＥＶ複合分岐モードで第２クラッチが作動し、
第２ＨＥＶ複合分岐モードで第３クラッチが作動し、
第１エンジンモードで第１クラッチと第３クラッチが作動し、
第２エンジンモードで第２クラッチと第１ブレーキが作動し、
第３エンジンモードで第２クラッチと第３クラッチが作動し、
第４エンジンモードで第１クラッチと第２クラッチが作動することを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項７】
エンジンと第１、第２モータ／ゼネレータを動力源とするハイブリッド自動車の動力伝達装置において、
前記第１モータ／ゼネレータに連結する第１回転要素と、出力ギヤに連結する第２回転要素と、前記エンジンに連結する第３回転要素と、を含む第１遊星ギヤセットと、
前記第２モータ／ゼネレータに連結する第４回転要素と、前記出力ギヤに連結する第５回転要素と、前記入力軸または前記第１回転要素に選択的に連結するかまたは変速機ハウジングに選択的に連結する第６回転要素と、を含む第２遊星ギヤセットと、
前記第２回転要素と前記出力ギヤとを連結する第１トランスファギヤと、
前記入力軸または前記第１回転要素を前記第６回転要素に連結する第２トランスファギヤと、
前記第２遊星ギヤセットを選択的に直結させる第１クラッチと、
前記第１回転要素と第２トランスファギヤを選択的に連結する第２クラッチと、
前記入力軸と第２トランスファギヤを選択的に連結する第３クラッチと、
前記第６回転要素と変速機ハウジングを選択的に連結する第１ブレーキと、
を含むことを特徴とするハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項８】
前記第１遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１遊星キャリア、および第３回転要素が第１リングギヤからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２遊星キャリア、および第６回転要素が第２リングギヤからなることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項９】
前記第１遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１リングギヤ、および第３回転要素が第１遊星キャリアからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２遊星キャリア、および第６回転要素が第２リングギヤからなることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項１０】
前記第１遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１リングギヤ、および第３回転要素が第１遊星キャリアからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２リングギヤ、および第６回転要素が第２遊星キャリアからなることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項１１】
前記第１クラッチは、第４回転要素と第５回転要素との間に介在することを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項１２】
前記第１クラッチは、第４回転要素と第６回転要素との間に介在することを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【請求項１３】
前記第１クラッチは、第５回転要素と第６回転要素との間に介在することを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド自動車の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車の動力伝達装置に関し、より詳しくは、ハイブリッド運転モード変換時にモータ／ゼネレータのトルク変動による衝撃を最小化し、エンジン回転動力の分岐時に機械的動力伝達経路の比重を高めて電気負荷を減らすことで、モータ／ゼネレータの容量を減少させたハイブリッド自動車の動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の環境親和技術は、未来自動車産業の生存がかかった核心技術であり、先進自動車メーカーは、環境規制および燃費規制に対応した環境親和型自動車の開発に総力を挙げている。
これにより、各自動車メーカーは、電気自動車（ＥＶ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）、燃料電池自動車（ＦＣＥＶ：Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）等を未来型自動車技術として開発している。
【０００３】
このような未来型自動車は、重量および製造原価などの様々な技術的な制約があるため、自動車メーカーでは、排気ガスの規制を満足させ、燃費性能を向上させるための現実的な代案としてハイブリッド自動車に注目しており、これを実用化するために、絶え間のない研究開発をしている。
【０００４】
ハイブリッド自動車は、２個以上の動力源（Ｐｏｗｅｒ  Ｓｏｕｒｃｅ）を使用する自動車のことであり、ハイブリッド自動車の動力源としては、既存の化石燃料を使用するガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンと、電気エネルギーとによって駆動するモータ／ゼネレータと、が主に使用される。
【０００５】
このようなハイブリッド自動車は、低速では相対的に低速トルク特性の良いモータ／ゼネレータを主動力源として使用し、高速では相対的に高速トルク特性の良いエンジンを主動力源として使用する。
これにより、ハイブリッド自動車は、低速区間でエンジンの作動を停止してモータ／ゼネレータを使用するため、燃費改善と排気ガスの低減に優れた効果がある。
【０００６】
そして、上記のようなハイブリッド自動車の動力伝達装置は、単一モード方式と多重モード方式とに分類される。
単一モード方式は、変速制御のためのクラッチおよびブレーキのようなトルク伝達機構が不要であるという長所はあるが、高速走行時に効率が低下して燃費が低く、大型自動車に適用するためには、付加的なトルク増倍装置が必要であるという短所がある。
【０００７】
多重モード方式は、高速走行時に効率が高く、自体的にトルク増倍を可能に設計することができ、中大型自動車への適用が可能であるという長所がある。
これにより、最近は、単一モード方式よりは多重モード方式が主に採択しており、それに伴う研究が活発に行われている。
【０００８】
多重モード方式の動力伝達装置は、複数の遊星ギヤセット、モータおよび発電機として使用される複数のモータ／ゼネレータ、遊星ギヤセットの回転要素を制御する複数のトルク伝達機構（摩擦要素）、およびモータ／ゼネレータのエネルギー源として使用するバッテリーなどを含んで構成される。
【０００９】
このような多重モード方式の動力伝達装置は、遊星ギヤセット、モータ／ゼネレータ、およびトルク伝達機構の連結構成により異なる作動メカニズムを有する。
また、多重モード方式の動力伝達装置は、その連結構成により、耐久性、動力伝達効率、大きさなどが異なる特性があるため、ハイブリッド自動車の動力伝達の分野では、より堅固で、動力損失が少なく、コンパクトな動力伝達装置を具現するための研究開発が続けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１６２９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ハイブリッド運転モードに変換時に、モータ／ゼネレータのトルク変動による衝撃を最小化し、エンジン回転動力の分岐時に、機械的動力伝達経路の比重を高めて電気負荷を減らすことで、モータ／ゼネレータの容量を減らしたハイブリッド自動車の動力伝達装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また本発明は、高速走行時の燃費向上のために、モータ／ゼネレータで電気を消費せずに走行するエンジンモードを具現することができるハイブリッド自動車の動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の多様な様相に係るハイブリッド自動車の動力伝達装置は、エンジン及び第１、第２モータ／ゼネレータを動力源として使用することができる。
一つの様相において、本発明の動力伝達装置は、エンジンの動力の伝達を受ける入力軸と、入力軸に所定の間隔をおいて平行に配置される中間軸と、中間軸に相対回転可能に配置される出力軸と、第１モータ／ゼネレータと連結する第１回転要素、出力軸と連結する第２回転要素、および入力軸と直接連結する第３回転要素を含む第１遊星ギヤセットと、中間軸を通じて第２モータ／ゼネレータと連結する第４回転要素、出力軸と直接連結する第５回転要素、および入力軸または第１回転要素に選択的に連結するかまたは変速機ハウジングに選択的に連結する第６回転要素を含む第２遊星ギヤセットと、第２回転要素と出力軸とを連結する第１トランスファギヤと、入力軸または第１回転要素を第６回転要素に連結する第２トランスファギヤと、第２遊星ギヤセットの３個の回転要素のうち２個の回転要素を選択的に連結する第１クラッチと、を含むことができる。
【００１４】
多様な実施例において、第１遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１遊星キャリア、第３回転要素が第１リングギヤからなり、第２遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２遊星キャリア、第６回転要素が第２リングギヤからなることができる。
【００１５】
多様な実施例において、第１遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１リングギヤ、および第３回転要素が第１遊星キャリアからなり、第２遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２遊星キャリア、および第６回転要素が第２リングギヤからなることができる。
【００１６】
多様な実施例において、第１遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１リングギヤ、第３回転要素が第１遊星キャリアからなり、第２遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２リングギヤ、第６回転要素が第２遊星キャリアからなることができる。
【００１７】
動力伝達装置は、第１回転要素を第２トランスファギヤに選択的に連結する第２クラッチと、入力軸を第２トランスファギヤに選択的に連結する第３クラッチと、第６回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する第１ブレーキと、をさらに含むことができる。
【００１８】
第１ＥＶモードで第１ブレーキが作動し、第２ＥＶモードで第１クラッチが作動し、ＥＶモードの急加速で第３クラッチと第１ブレーキとが作動し、第１ＨＥＶ入力分岐モードで第１ブレーキが作動し、第２ＨＥＶ入力分岐モードで第１クラッチが作動し、第１ＨＥＶ複合分岐モードで第２クラッチが作動し、第２ＨＥＶ複合分岐モードで第３クラッチが作動し、第１エンジンモードで第１クラッチと第３クラッチとが作動し、第２エンジンモードで第２クラッチと第１ブレーキとが作動し、第３エンジンモードで第２クラッチと第３クラッチが作動し、第４エンジンモードで第１クラッチと第２クラッチとが作動することができる。
【００１９】
他の様相において、動力伝達装置は、第１モータ／ゼネレータに連結する第１回転要素、出力ギヤと連結する第２回転要素、およびエンジンに連結する第３回転要素を含む第１遊星ギヤセットと、第２モータ／ゼネレータに連結する第４回転要素、出力ギヤと連結する第５回転要素、および入力軸または第１回転要素に選択的に連結するかまたは変速機ハウジングに選択的に連結する第６回転要素を含む第２遊星ギヤセットと、第２回転要素および出力ギヤを連結する第１トランスファギヤと、入力軸または第１回転要素を第６回転要素に連結する第２トランスファギヤと、第２遊星ギヤセットを選択的に直結させる第１クラッチと、第１回転要素および第２トランスファギヤを選択的に連結する第２クラッチと、入力軸および第２トランスファギヤを選択的に連結する第３クラッチと、第６回転要素および変速機ハウジングを選択的に連結する第１ブレーキと、を含むことができる。
【００２０】
多様な実施例において、第１遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１遊星キャリア、および第３回転要素が第１リングギヤからなり、第２遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２遊星キャリア、および第６回転要素が第２リングギヤからなることができる。
【００２１】
多様な実施例において、第１遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１リングギヤ、および第３回転要素が第１遊星キャリアからなり、第２遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２遊星キャリア、および第６回転要素が第２リングギヤからなることができる。
【００２２】
多様な実施例において、第１遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素が第１サンギヤ、第２回転要素が第１リングギヤ、および第３回転要素が第１遊星キャリアからなり、第２遊星ギヤセットは、ダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第４回転要素が第２サンギヤ、第５回転要素が第２リングギヤ、および第６回転要素が第２遊星キャリアからなることができる。
【００２３】
多様な実施例において、第１クラッチは、第４回転要素と第５回転要素との間に介在することができる。
【００２４】
多様な実施例において、第１クラッチは、第４回転要素と第６回転要素との間に介在することができる。
【００２５】
多様な実施例において、第１クラッチは、第５回転要素と第６回転要素との間に介在することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、２個の遊星ギヤセットと、４個の摩擦要素と、２個のモータ／ゼネレータと、の組み合わせによって、３個のＥＶモードと、４個のハイブリッドモードと、４個のエンジンモードと、を具現することができる。
【００２７】
また本発明は、エンジンの回転動力を分岐する時、機械的な動力伝達経路の比重を高めて電気負荷を減らし、エンジンの最大動力を使用することができる。
また本発明は、ＨＥＶモードの加速能力がエンジンモードの加速能力より大きいので、発進時にエンジンモードへの変換が不要であり、システムの構成が簡単になる。
【００２８】
また本発明は、ＨＥＶ入力分岐モードからＨＥＶ複合分岐モードへの変換を自由にするために、第１遊星ギヤセットの第１回転要素と、第２遊星ギヤセットの第６回転要素と、の間に第２クラッチを配置した。もし第２クラッチが作動すれば、エンジンと第２モータ／ゼネレータとが互いに同期化した後、ＨＥＶ複合分岐モードへの変換が行われる。従って、モード変換を自然に行うことができる。
【００２９】
これにより、第２クラッチの締結による変速衝撃が発生せず、またモード変換前または変換後にも、第１モータ／ゼネレータおよび第２モータ／ゼネレータのトルク方向がそのまま維持されるので制御性に優れている。
【００３０】
また、モード変換が行われた後には、エンジンは、継続して最大パワー点で運転され、第２モータ／ゼネレータは、車速が増加するにつれて回転速度が次第に減少し、モータ運転制限範囲内で運転されることができる。
また、高速走行時は、４個のエンジンモードのいずれか一つを利用し、第１、第２モータ／ゼネレータの電気負荷なしに走行して、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施例に係るハイブリッド自動車の動力伝達装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置に適用される摩擦要素の各作動モード別の作動表である。
【図３】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第１ＥＶモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図４】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第２ＥＶモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図５】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置のＥＶモードの急加速における作動を可視的に説明するための図面である。
【図６】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第１ＨＥＶ入力分岐モードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図７】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第２ＨＥＶ入力分岐モードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図８】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第１ＨＥＶ複合分岐モードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図９】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第２ＨＥＶ複合分岐モードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図１０】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第１エンジンモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図１１】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第２エンジンモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図１２】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第３エンジンモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図１３】本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第４エンジンモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
【図１４】本発明の第２実施例に係る動力伝達装置の構成図である。
【図１５】本発明の第３実施例に係る動力伝達装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、本発明の実施例を、添付の図面を参照して詳しく説明する。
但し、本発明の実施例の説明を明確にするために、説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の符号を付して説明する。
また、下記の説明において、構成の名称を第１、第２などと区分したのは、その構成の名称が同一である場合にこれらを区別するためのものであって、必ずしもその順序を示すものではない。
【００３３】
図１は、本発明の第１実施例に係るハイブリッド自動車の動力伝達装置の構成図である。
図１に示すように、本発明の第１実施例に係るハイブリッド自動車の動力伝達装置は、入力軸ＩＳを通じて伝達されるエンジンＥＮＧの回転動力を、車両の走行状態により変速し、変速された回転動力を、出力ギヤＯＧを通じて出力する。
【００３４】
動力伝達装置は、入力軸ＩＳと、中間軸ＣＳと、出力軸ＯＳと、第１および第２遊星ギヤセットＰＧ１およびＰＧ２と、第１および第２モータ／ゼネレータＭＧ１およびＭＧ２と、第１クラッチＣＬ１からなる可変直結手段と、第２および第３クラッチＣＬ２およびＣＬ３並びに第１ブレーキＢＫ１からなる可変連結手段と、を含む。
【００３５】
入力軸ＩＳは、エンジンの出力側と連結してエンジンの回転動力の伝達を受ける入力部材である。入力軸ＩＳ上には、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第１モータ／ゼネレータＭＧ１とが配置される。
【００３６】
中間軸ＣＳは、入力軸ＩＳに一定間隔をおいて平行に配置され、中間軸ＣＳ上には、第２遊星ギヤセットＰＧ２と第２モータ／ゼネレータＭＧ２とが配置される。
出力軸ＯＳは、中間軸ＣＳに隣接して配置され、出力軸ＯＳ上には、出力ギヤＯＧが固定的に配置される。
【００３７】
第１遊星ギヤセットＰＧ１は、第１、第２、第３回転要素Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３を保有し、入力軸ＩＳ上に配置される。第２遊星ギヤセットＰＧ２は、第４、第５、第６回転要素Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６を保有し、中間軸ＣＳ上に配置される。
【００３８】
第１回転要素Ｎ１は、第１モータ／ゼネレータＭＧ１と直接連結し、第２回転要素Ｎ２は、第１トランスファギヤＴＦ１を通じて出力軸ＯＳと連結し、第３回転要素Ｎ３は、入力軸ＩＳと直接連結する。
【００３９】
第４回転要素Ｎ４は、中間軸ＣＳを通じて第２モータ／ゼネレータＭＧ２と連結し、第５回転要素Ｎ５は、出力軸ＯＳと直接連結すると同時に、第４回転要素Ｎ４と選択的に連結し、第６回転要素Ｎ６は、第２トランスファギヤＴＦ２を通じて入力軸ＩＳまたは第１回転要素Ｎ１に選択的と連結するか、または変速機ハウジングＨと選択的に連結する。
【００４０】
第１、第２トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２は、それぞれが相互に外接する第１、第２トランスファドライブギヤＴＦ１ａ、ＴＦ２ａと、第１、第２トランスファドリブンギヤＴＦ１ｂ、ＴＦ２ｂと、からなる。
第１トランスファドライブギヤＴＦ１ａは、第２回転要素Ｎ２と連結し、第１トランスファドライブギヤＴＦ１ａとギヤ連結する第１トランスファドリブンギヤＴＦ１ｂは、出力軸ＯＳと連結する。
【００４１】
第２トランスファドライブギヤＴＦ２ａは、入力軸ＩＳまたは第１回転要素Ｎ１に選択的に連結し、第２トランスファドライブギヤＴＦ２ａとギヤ連結する第２トランスファドリブンギヤＴＦ２ｂは、第６回転要素Ｎ６と連結する。
そして、第１トランスファギヤＴＦ１と第２トランスファギヤＴＦ２とのギヤ比は、所望の速度比により設定してもよい。
【００４２】
第１モータ／ゼネレータＭＧ１と第２モータ／ゼネレータＭＧ２とは、それぞれ独立した動力源であり、共にモータ機能及びゼネレータ機能を有する。
第１モータ／ゼネレータＭＧ１は、第１遊星ギヤセットＰＧ１の第１回転要素Ｎ１と連結して第１回転要素Ｎ１に回転動力を供給するモータとして作動するか、または第１回転要素Ｎ１の回転動力によって電気を生成する発電機の役割をする。
【００４３】
第２モータ／ゼネレータＭＧ２は、第２遊星ギヤセットＰＧ２の第４回転要素Ｎ４と連結して第４回転要素Ｎ４に回転動力を供給するモータとして作動するか、または第４回転要素Ｎ４の回転動力によって電気を生成する発電機の役割をする。
【００４４】
このため、第１モータ／ゼネレータＭＧ１は、第１遊星ギヤセットＰＧ１と共に入力軸ＩＳ上に配置され、第２モータ／ゼネレータＭＧ２は、第２遊星ギヤセットＰＧ２と共に中間軸ＣＳ上に配置される。また、第１モータ／ゼネレータＭＧ１と第２モータ／ゼネレータＭＧ２の固定子は、変速機ハウジングＨに固定され、第１モータ／ゼネレータＭＧ１の回転子と第２モータ／ゼネレータＭＧ２の回転子は、それぞれ第１回転要素Ｎ１および第４回転要素Ｎ４に連結される。
【００４５】
第１クラッチＣＬ１は、第２遊星ギヤセットＰＧ２を選択的に直結状態にする可変直結手段である。このような目的のために、第１クラッチＣＬ１は、第４回転要素Ｎ４と第５回転要素Ｎ５とを選択的に連結する。
第２、第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３及び第１ブレーキＢＫ１は、可変連結手段である。第２クラッチＣＬ２は、第１遊星ギヤセットＰＧ１の第１回転要素Ｎ１と第２トランスファギヤＴＦ２の第２トランスファドライブギヤＴＦ２ａとを選択的に連結し、第３クラッチＣＬ３は、入力軸ＩＳと第２トランスファギヤＴＦ２の第２トランスファドライブギヤＴＦ２ａとを選択的に連結する。
【００４６】
また、第１ブレーキＢＫ１は、第２遊星ギヤセットＰＧ２の第６回転要素Ｎ６を変速機ハウジングＨに選択的に連結する。
第１、第２、第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３は、回転要素と回転要素とを選択的に連結する摩擦要素であり、第１ブレーキＢＫ１は、回転要素と固定要素（変速機ハウジング）とを選択的に連結する摩擦要素である。各摩擦要素は、油圧によって摩擦結合する多板式油圧摩擦要素で構成される。
【００４７】
本発明の第１実施例に係るハイブリッド自動車の動力伝達装置をより具体的に説明すると、以下の通りである。
第１遊星ギヤセットＰＧ１は、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第１サンギヤＳ１からなる第１回転要素Ｎ１と、第１サンギヤＳ１と外接で噛み合う第１ピニオンＰ１を回転可能に支持する第１遊星キャリアＰＣ１からなる第２回転要素Ｎ２と、第１ピニオンＰ１と内接で噛み合う第１リングギヤＲ１からなる第３回転要素Ｎ３と、を含む。
【００４８】
第２遊星ギヤセットＰＧ２は、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第２サンギヤＳ２からなる第４回転要素Ｎ４と、第２サンギヤＳ２と外接で噛み合う第２ピニオンＰ２を回転可能に支持する第２遊星キャリアＰＣ２からなる第５回転要素Ｎ５と、第２ピニオンＰ２と内接で噛み合う第２リングギヤＲ２からなる第６回転要素Ｎ６と、を含む。
【００４９】
第１遊星ギヤセットＰＧ１は、第１モータ／ゼネレータＭＧ１と共に入力軸ＩＳ上に配置され、第２遊星ギヤセットＰＧ２は、第２モータ／ゼネレータＭＧ２と共に、入力軸ＩＳに一定間隔をおいて平行に配置された中間軸ＣＳ上に配置される。
第１サンギヤＳ１は、第１モータ／ゼネレータＭＧ１と連結し、第１遊星キャリアＰＣ１は、第１トランスファギヤＴＦ１を通じて出力軸ＯＳと連結し、第１リングギヤＲ１は、入力軸ＩＳと直接連結する。
【００５０】
また、第２サンギヤＳ２は、中間軸ＣＳを通じて第２モータ／ゼネレータＭＧ２と連結し、第２遊星キャリアＰＣ２は、出力軸ＯＳと直接連結すると同時に、第２サンギヤＳ２と選択的に連結し、第２リングギヤＲ２は、第２トランスファギヤＴＦ２を通じて入力軸ＩＳまたは第１サンギヤＳ１と選択的に連結するか、または変速機ハウジングＨと選択的に連結する。
【００５１】
出力軸ＯＳ上には、出力ギヤＯＧが固定的に配置され、出力ギヤＯＧは、終減速ギヤとデファレンシャルとを通じて駆動輪に回転動力を伝達する。
第１、第２トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２は、それぞれ互いに外接ギヤ連結する第１、第２トランスファドライブギヤＴＦ１ａ、ＴＦ２ａと、第１、第２トランスファドリブンギヤＴＦ１ｂ、ＴＦ２ｂとを含んで構成される。
【００５２】
第１トランスファドライブギヤＴＦ１ａは、第１遊星キャリアＰＣ１と連結し、第１トランスファドリブンギヤＴＦ１ｂは、出力軸ＯＳと連結する。
第２トランスファドライブギヤＴＦ２ａは、入力軸ＩＳまたは第１サンギヤＳ１と選択的に連結し、第２トランスファドリブンギヤＴＦ２ｂは、第２リングギヤＲ２と連結する。
【００５３】
第１モータ／ゼネレータＭＧ１は、第１サンギヤＳ１と連結して第１サンギヤＳ１に回転動力を供給するモータとして作動するか、または第１サンギヤＳ１の回転動力によって電気を生成する発電機の役割をする。
第２モータ／ゼネレータＭＧ２は、第２サンギヤＳ２と連結して第２サンギヤＳ２に回転動力を供給するモータとして作動するか、または第２サンギヤＳ２の回転動力によって回転しながら電気を生成する発電機の役割をする。
【００５４】
このため、第１モータ／ゼネレータＭＧ１と第２モータ／ゼネレータＭＧ２との固定子が変速機ハウジングＨに固定され、第１モータ／ゼネレータＭＧ１と第２モータ／ゼネレータＭＧ２の回転子がそれぞれ第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２に連結される。
第１クラッチＣＬ１は、第２サンギヤＳ２と第２遊星キャリアＰＣ２とを選択的に連結する。
【００５５】
第２クラッチＣＬ２は、第１サンギヤＳ１と第２トランスファギヤＴＦ２とを選択的に連結するように配置され、第３クラッチＣＬ３は、入力軸ＩＳと第２トランスファギヤＴＦ２とを選択的に連結するように配置される。
また、第１ブレーキＢＫ１は、第２リングギヤＲ２を変速機ハウジングＨと選択的に連結するように配置される。
【００５６】
図２は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置に適用される摩擦要素の各作動モード別の作動表である。
図２を参照して、各作動モードで作用する摩擦要素について説明する。
第１ＥＶモードでは、第１ブレーキＢＫ１が作動し、第２ＥＶモードでは第１クラッチＣＬ１が作動し、ＥＶモード急加速では第３クラッチＣＬ３と第１ブレーキＢＫ１とが作動する。
【００５７】
また、第１ＨＥＶ入力分岐モードでは第１ブレーキＢＫ１が作動し、第２ＨＥＶ入力分岐モードでは第１クラッチＣＬ１が作動し、第１ＨＥＶ複合分岐モードでは第２クラッチＣＬ２が作動し、第２ＨＥＶ複合分岐モードでは第３クラッチＣＬ３が作動する。
また、第１エンジンモードでは第１クラッチＣＬ１と第３クラッチＣＬ３とが作動し、第２エンジンモードでは第２クラッチＣＬ２と第１ブレーキＢＫ１とが作動し、第３エンジンモードでは第２クラッチＣＬ２と第３クラッチＣＬ３とが作動し、第４エンジンモードでは第１クラッチＣＬ１と第２クラッチＣＬ２とが作動する。
【００５８】
本発明の第１実施例に係る動力伝達装置は、３個のＥＶモード、４個のハイブリッドモード、及び４個のエンジンモードを具現することができる。
図３乃至図１３は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の各モード別の作動を可視的に説明するための図面である。図３乃至図１３を参照し、各モードの作動原理を説明すると、以下の通りである。
【００５９】
［第１ＥＶモード］
図３は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第１ＥＶモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
ＥＶモードは、エンジンを停止した状態で、バッテリーの電源をモータ／ゼネレータに供給してモータ／ゼネレータの動力で車両を走行させるモードである。
【００６０】
ＥＶモードは、エンジンが停止しているため、燃費向上に大きな影響を及ぼすと共に、別途の後進装置がなくても後進走行が可能であるという長所がある。ＥＶモードは、停止した状態で車両が出発するか、または車両が低速で走行する時に活用され、登り坂におけるスライド防止または速い加速のためには、動力源が出力部材より速く回転する減速変速比が要求される。
【００６１】
このような条件で、第１ＥＶモードでは、第１ブレーキＢＫ１の作動で第６回転要素Ｎ６が固定要素として作用する状態で、第２モータ／ゼネレータＭＧ２を作動させて第４回転要素Ｎ４に第２モータ／ゼネレータＭＧ２の回転動力が入力される。従って、第２遊星ギヤセットＰＧ２のギヤ比により第２モータ／ゼネレータＭＧ２の動力が変換され、減速された動力が出力される。
【００６２】
この時、第１遊星ギヤセットＰＧ１は、変速には関与しないが、第３回転要素Ｎ３がエンジンと共に停止した状態を維持し、第２回転要素Ｎ２が第５回転要素Ｎ５と第１トランスファギヤＴＦ１とを通じて連結されているため、トランスファギヤのギヤ比により第１、第２回転要素Ｎ１、Ｎ２が空転する。
【００６３】
［第２ＥＶモード］
図４は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第２ＥＶモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
モータ／ゼネレータは、回転速度およびトルクによりその効率が変わる特性を有する。これは、同一の電流を供給しても回転速度とトルクにより電気エネルギーが機械的エネルギーに変換する比率が異なることを意味する。
【００６４】
ＥＶモードで使用されるバッテリーの電流は、エンジンで燃料の燃焼によるか回生ブレーキによって蓄積されたエネルギーであるが、エネルギーの発生方法と関係なく蓄積されたエネルギーを効率的に使用することは、燃費向上に直接影響を与える。
このような理由で、最近では、電気自動車でも２個の変速段を具現する変速機を装着する傾向があり、ハイブリッド自動車のＥＶモードでも、２個以上の変速段を有することが有利である。従って本発明の実施例では、第２ＥＶモードが具現可能になっている。
【００６５】
このような点に基づいて、第２ＥＶモードへの変速過程を説明すると、以下の通りである。第１ＥＶモードで走行中、車速が増加して第２モータ／ゼネレータＭＧ２の効率が悪くなった時点で第１ブレーキＢＫ１の作動を解除し、第１クラッチＣＬ１を作動させれば第２ＥＶモードが具現される。
【００６６】
すると、第２遊星ギヤセットＰＧ２の可変直結手段である第１クラッチＣＬ１が作動するので、第２遊星ギヤセットＰＧ２は直結の状態となり、第２遊星ギヤセットＰＧ２の全ての回転要素Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６が同一の速度で回転する。従って、第２遊星ギヤセットＰＧ２に入力された回転動力は、速度変化なしに出力される。
この時、第１遊星ギヤセットＰＧ１は、変速には関与しないが、第３回転要素Ｎ３がエンジンと共に停止した状態を維持し、第１、第２回転要素Ｎ１、Ｎ２が空転する。
【００６７】
［ＥＶモードの急加速］
図５は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置のＥＶモードの急加速における作動を可視的に説明するための図面である。
運転者がＥＶモードにおいて急加速を望む場合には、第１、第２モータ／ゼネレータＭＧ１、ＭＧ２を同時に作動させて高い駆動力を提供することができる。
【００６８】
ＥＶモードの急加速では、第３クラッチＣＬ３を作動させ、第３回転要素Ｎ３と第６回転要素Ｎ６とを連動的に連結した後、第１ブレーキＢＫ１を作動させる。この場合、第３回転要素Ｎ３と第６回転要素Ｎ６が全て停止する。
この状態で、第１、第２モータ／ゼネレータＭＧ１、ＭＧ２を同時に作動させれば、第１、第２モータ／ゼネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転動力が合わせられ、合わせられた回転動力が出力ギヤＯＧを通じて出力される。従って、高い駆動力を得ることができる。
【００６９】
［第１ＨＥＶ入力分岐モード］
図６は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第１ＨＥＶ入力分岐モードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
ＨＥＶモードでは、エンジンの動力が機械的経路と電気的経路とを通じて出力部材に伝達される。このようなエンジンの動力分配は、遊星ギヤセットによって行われる。遊星ギヤセットに連結されたエンジンとモータ／ゼネレータとは、車速と関係なく回転速度を任意に調節することができるため、ＨＥＶモードでは、動力伝達装置は電子式無段変速機の役割をする。
【００７０】
既存の変速機では、与えられた車速でエンジン速度とトルクとが固定されるが、電子式無段変速機では、与えられた車速でエンジン速度とトルクとを自由に変更することができる。従って、エンジンの運転効率を極大化することができ、燃費向上を図ることができる。
第１ＨＥＶ入力分岐モードでは、第２回転要素Ｎ２が第５回転要素Ｎ５と共に出力ギヤＯＧに拘束されているが、第１、第３回転要素Ｎ１、Ｎ３は回転が自由である。
【００７１】
従って、第１モータ／ゼネレータＭＧ１を利用してエンジンＥＮＧを始動させれば、車速と関係なくエンジンＥＮＧおよび第１モータ／ゼネレータＭＧ１の速度を制御することができる。
この時、第１モータ／ゼネレータＭＧ１のトルクは、エンジンＥＮＧのトルクと合わせられるので、高い駆動力を出力することができる。
【００７２】
そして、第１モータ／ゼネレータＭＧ１が反時計回り方向に回転すればゼネレータの役割をし、第１モータ／ゼネレータＭＧ１が時計回り方向に回転すれば（この時、エンジンＥＮＧの回転速度は低くなる）、モータとして機能をする。
このように、第１ＨＥＶ入力分岐モードでは、エンジンＥＮＧと第１モータ／ゼネレータＭＧ１とをそれぞれ独立して制御することができるので、燃費と動力性能の側面で非常に優れている。
【００７３】
［第２ＨＥＶ入力分岐モード］
図７は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第２ＨＥＶ入力分岐モードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
第１ＨＥＶ入力分岐モードで走行中に車速が増加すれば、第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素の回転速度を全体的に低下させるために第１ブレーキＢＫ１の作動を解除し、第１クラッチＣＬ１を作動させる。これにより、第２ＨＥＶ入力分岐モードが始まる。
【００７４】
第２遊星ギヤセットＰＧ２は、可変直結手段である第１クラッチＣＬ１が作動するので、第２遊星ギヤセットＰＧ２は直結の状態となり、第２遊星ギヤセットＰＧ２の全ての回転要素Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６が同一の速度で回転する。
この時、第１遊星ギヤセットＰＧ１の第２回転要素Ｎ２が第２遊星ギヤセットＰＧ２の第５回転要素Ｎ５と共に出力ギヤＯＧに連結されているが、第１、第３回転要素Ｎ１、Ｎ３は自由に回転することができる。
従って、車速と関係なくエンジンＥＮＧと第１モータ／ゼネレータＭＧ１の速度を独立して制御することができる。
【００７５】
そして、第１モータ／ゼネレータＭＧ１が反時計回り方向に回転すればゼネレータの役割をし、もし第１モータ／ゼネレータＭＧ１が時計回り方向に回転すれば（この時、エンジンＥＮＧの回転速度は低くなる）、モータとして機能をする。
このように、第２ＨＥＶ入力分岐モードでは、エンジンＥＮＧと第１モータ／ゼネレータＭＧ１とをそれぞれ独立して制御することができるので、燃費と動力性能の側面で非常に優れている。
【００７６】
［第１ＨＥＶ複合分岐モード］
図８は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第１ＨＥＶ複合分岐モードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
第１ＨＥＶ入力分岐モードでは、出力部材に連結されたモータ／ゼネレータの回転速度が車速に拘束されており、モータ／ゼネレータの効率的な運用が難しいだけでなく、モータ／ゼネレータの容量も減らし難い。
特に、車速が高く、車速に拘束されたモータ／ゼネレータの回転速度が高い時は、モータ／ゼネレータの効率が悪化するため、最適の燃費を具現することができない。
【００７７】
このような条件で、エンジンＥＮＧに連結された第１遊星ギヤセットＰＧ１の２個の回転要素と、出力ギヤＯＧが連結された第２遊星ギヤセットＰＧ２の２個の回転要素と、を結合させ、エンジンＥＮＧの回転速度と、２個のモータ／ゼネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転速度と、を車速と関係なく制御することができるようにすれば、動力伝達装置は、無段変速機の役割をして燃費向上を図ることができる。
【００７８】
第２クラッチＣＬ２を作動させれば、第１回転要素Ｎ１と第６回転要素Ｎ６とが連結される。この時、第１回転要素Ｎ１と第６回転要素Ｎ６とは、第２トランスファギヤＴＦ２により一定の速度比を有して反対方向に回転する。
また、第２回転要素Ｎ２と第５回転要素Ｎ５とが出力ギヤＯＧに連結されているので、第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の回転要素は互いに一定のギヤ比を有して回転する。
【００７９】
第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の回転要素が互いに一定のギヤ比に拘束されているので、回転要素の回転速度とトルクとが互いに拘束を受けることになる。
そして、第１、第２モータ／ゼネレータＭＧ１、ＭＧ２の電気エネルギーが平衡にならなければならないので、第１ＨＥＶ複合分岐モードでは、第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の全ての回転要素の速度とトルクとが相互に連関を有し、動力伝達装置は電子式無段変速機の役割をする。
【００８０】
［第２ＨＥＶ複合分岐モード］
図９は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第２ＨＥＶ複合分岐モードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
第１ＨＥＶ複合分岐モードで作動した第２クラッチＣＬ２を解除して第３クラッチＣＬ３を作動させれば、第３回転要素Ｎ３と第６回転要素Ｎ６が連結される。この時、第３回転要素Ｎ３と第６回転要素Ｎ６とは、第２トランスファギヤＴＦ２により一定の速度比を有して反対方向に回転する。
従って、動力伝達装置は、第１ＨＥＶ複合分岐モードとは異なる速度／トルク関係を有し、電子式無段変速機の役割をする。
【００８１】
［第１エンジンモード］
図１０は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第１エンジンモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
ハイブリッド自動車の燃費向上のための核心技術は、制動エネルギーの回収および再使用と、エンジン運転点の自由な制御であるといえる。
【００８２】
エンジン運転点の制御は、エンジンの機械的エネルギーをモータ／ゼネレータで電気的エネルギーに変換する過程と、電気的エネルギーをモータ／ゼネレータで再び機械的エネルギーに変換する過程と、の二回のエネルギー変換過程を伴う。
このようなエネルギー変換過程では、入力した全てのエネルギーが出力されずに途中で損失が発生することがある。従って、ある運転条件では、ハイブリッド運転モードよりむしろエンジンだけで駆動するエンジンモードの方が燃費が優れることがある。
【００８３】
第１エンジンモードでは、第１クラッチＣＬ１と第３クラッチＣＬ３とを作動させる。この場合、第１クラッチＣＬ１の作動で第２遊星ギヤセットＰＧ２は直結の状態となり、第２遊星ギヤセットＰＧ２の全ての回転要素は同一の速度で回転する。また、第１、第２トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２のギヤ比により、エンジンＥＮＧに連結された第３回転要素Ｎ３が出力軸ＯＳに連結された第２回転要素Ｎ２より速い速度で回転する。つまり、第１エンジンモードでは、減速した変速比が形成される。
【００８４】
［第２エンジンモード］
図１１は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第２エンジンモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
第２エンジンモードでは、第２クラッチＣＬ２と第１ブレーキＢＫ１とを作動させる。この場合、第１回転要素Ｎ１と第６回転要素Ｎ６とが停止する。
【００８５】
従って、エンジンＥＮＧに連結された第３回転要素Ｎ３が出力軸ＯＳに連結された第２回転要素Ｎ２より速い速度で回転する。つまり、第２エンジンモードでは、減速した変速比が形成される。
第１エンジンモードでは、第１回転要素Ｎ１が反時計回り方向に回転して減速した変速比を形成したが、第２エンジンモードでは、第１回転要素Ｎ１が停止して減速した変速比を形成する。
【００８６】
［第３エンジンモード］
図１２は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第３エンジンモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
第３エンジンモードでは、第２クラッチＣＬ２と第３クラッチＣＬ３とを作動させる。この場合、第６回転要素Ｎ６に第１回転要素Ｎ１と第３回転要素Ｎ３とが同時に連結される。
これにより、第１遊星ギヤセットＰＧ１の全ての回転要素が同一の速度で回転する。従って、エンジンＥＮＧの回転速度が第１トランスファギヤＴＦ１のギヤ比により変化し、変化された回転速度が出力される。
【００８７】
［第４エンジンモード］
図１３は、本発明の第１実施例に係る動力伝達装置の第４エンジンモードにおける作動を可視的に説明するための図面である。
第４エンジンモードでは、第１クラッチＣＬ１と第２クラッチＣＬ２とが作動する。第１クラッチＣＬ１の作動により第２遊星ギヤセットＰＧ２の全ての回転要素が同一の速度で回転し、第２クラッチＣＬ２の作動により第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第６回転要素Ｎ６に連結される。
【００８８】
この場合、第２トランスファギヤＴＦ２のギヤ比によって第１回転要素Ｎ１が第２回転要素Ｎ２より速く回転するため、エンジンＥＮＧの回転速度より出力軸ＯＳの回転速度がさらに速くなる。従って、オーバードライブ変速比が形成される。
本発明の第１実施例によると、２個の遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２と、４個の摩擦要素ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＢＫ１と、２個のモータ／ゼネレータＭＧ１、ＭＧ２の組み合わせによって、３個のＥＶモードと、４個のＨＥＶモードと、４個のエンジンモードと、を具現することができる。
【００８９】
また、本発明の第１実施例では、エンジンの回転動力を分岐することにおいて、機械的な動力伝達経路の比重を高めて電気負荷を減らし、エンジンの最大動力を使用することができる。
また本発明は、ＨＥＶ（ハイブリッド）モードの加速力がエンジンモードの加速力より大きいため、発進時にエンジンモードへの変換が不要であり、システムの構成が簡単になる。
【００９０】
また、本発明の第１実施例では、第２ＨＥＶ入力分岐モードで第１ＨＥＶ複合分岐モードへの変換を自由にするために、第１遊星ギヤセットＰＧ１の第１回転要素Ｎ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の第６回転要素Ｎ６との間に第２クラッチＣＬ２を配置した。もし第２クラッチＣＬ２が作動すれば、エンジンＥＮＧと第２モータ／ゼネレータＭＧ２とが互いに同期化した後、第１ＨＥＶ複合分岐モードへの変換が行われる。従って、モード変換が自然に行われる。
【００９１】
これにより、第２クラッチＣＬ２の締結による衝撃が発生せず、モード変換前または変換後に、第１モータ／ゼネレータＭＧ１および第２モータ／ゼネレータＭＧ２のトルク方向がそのまま維持され、制御性に優れている。
【００９２】
そして、モード変換が行われた後、エンジンＥＮＧは、継続して最大パワー点で運転され、第２モータ／ゼネレータＭＧ２は、車速が増加するにつれて回転速度が次第に減少し、モータ運転制限範囲内で運転されることができる。
また、高速走行時は、エンジンモードを利用して第１、第２モータ／ゼネレータＭＧ１、ＭＧ２の電気負荷なしに走行を可能にして、燃費を向上させることができる。
【００９３】
図１４は、本発明の第２実施例に係る動力伝達装置の構成図である。
図１４に示すように、第１実施例では、第１遊星ギヤセットＰＧ１をシングルピニオン遊星ギヤセットで構成しているが、第２実施例では、第１遊星ギヤセットＰＧ１をダブルピニオン遊星ギヤセットで構成した点に相違点がある。
これにより、第１回転要素Ｎ１が第１サンギヤＳ１であり、第２回転要素Ｎ２が第１リングギヤＲ１であり、第３回転要素Ｎ３が第１遊星キャリアＰＣ１である。
このような第２実施例の場合は、第１実施例と比較して、第２、第３回転要素Ｎ２、Ｎ３を構成する回転要素のみが異なるだけで、作動効果は同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００９４】
図１５は、本発明の第３実施例に係る動力伝達装置の構成図である。
図１５に示すように、第１実施例では、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２を全てシングルピニオン遊星ギヤセットで構成しているが、第３実施例では、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２とを、全てダブルピニオン遊星ギヤセットで構成した点に相違がある。
これにより、第１回転要素Ｎ１が第１サンギヤＳ１であり、第２回転要素Ｎ２が第１リングギヤＲ１であり、第３回転要素Ｎ３が第１遊星キャリアＰＣ１となる。
【００９５】
また、第４回転要素Ｎ４が第２サンギヤＳ２であり、第５回転要素Ｎ５が第２リングギヤＲ１であり、第６回転要素Ｎ６が第２遊星キャリアＰＣ２となる。
このような第３実施例の場合、第１実施例と比較して第２、第３、第５、第６回転要素Ｎ２、Ｎ３、Ｎ５、Ｎ６を構成する回転要素のみが異なるだけで、作動効果が同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００９６】
以上で本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は、上記の実施例に限定されず、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等であると認められる範囲の全ての変更を含む。
【符号の説明】
【００９７】
ＢＫ１    第１ブレーキ
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３      第１、第２、第３クラッチ
ＩＳ      入力軸
ＯＳ      出力軸
ＣＳ      中間軸
ＯＧ      出力ギヤ
ＭＧ１、ＭＧ２      第１、第２モータ／ゼネレータ
ＰＧ１、ＰＧ２      第１、第２遊星ギヤセット
Ｓ１、Ｓ２          第１、第２サンギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２      第１、第２遊星キャリア
Ｒ１、Ｒ２          第１、第２リングギヤ
ＴＦ１、ＴＦ２      第１、第２トランスファギヤ
【図１】
2015102242.tif 000003
【図２】
2015102242.tif 000004
【図３】
2015102242.tif 000005
【図４】
2015102242.tif 000006
【図５】
2015102242.tif 000007
【図６】
2015102242.tif 000008
【図７】
2015102242.tif 000009
【図８】
2015102242.tif 000010
【図９】
2015102242.tif 000011
【図１０】
2015102242.tif 000012
【図１１】
2015102242.tif 000013
【図１２】
2015102242.tif 000014
【図１３】
2015102242.tif 000015
【図１４】
2015102242.tif 000016
【図１５】
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