JP2011105296A - ハイブリッド車両の変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】１個以上のＥＶモードと２個の動力分岐モードおよび多段の固定ギア比変速段を備えるハイブリッド車両の変速機を提供する。
【解決手段】本発明に係るハイブリッド車両の変速機は、エンジンに常時連結される回転要素を含んで少なくとも３個以上の回転要素を備え、これらのうちの２個の回転要素が互いに選択的に連結できるように備えられた第１差動ギア装置と、出力要素に常時連結される回転要素を含んで少なくとも３個以上の回転要素を備え、前記回転要素のうちの１個の回転要素が前記第１差動ギア装置の１個の回転要素に常時連結され、他の１個の回転要素が前記第１差動ギア装置の他の１個の回転要素に選択的に連結される第２差動ギア装置と、第１モータジェネレータと、第２モータジェネレータと、回転要素の回転を拘束できるように備えられた第１、第２固定メカニズムとを含んで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の変速機に係り、より詳しくは、１個以上のＥＶモードと２個の動力分岐モードおよび多段の固定ギア比変速段を備えるハイブリッド車両の変速機に関する。

エンジンとモータジェネレータおよび遊星ギア装置を組み合わせて構成したハイブリッド変速機を搭載したハイブリッド車両は、主に出発および低速区間ではモータだけの駆動による電気車モード走行をし、その後、車両速度が増加すれば、変速機をＥＶＴ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）として作用するようにして、エンジンの動力とモータの動力をより効率的に使う動力分岐モードで走行することができ、更に、優れた動力性能を得るために既存変速機のように固定段ギア比を使うようにすることができる。
このような概念に基づくシステムは、アイドルストップ機能と回生制動の極大化を実現し車両の燃費、動力性能を改善する。

また、ハイブリッド車両は、モータジェネレータだけで駆動される間は、エンジンによる排気ガスの発生がなく、エンジンを最適な燃費点で駆動できる。このため、燃費改善と排気ガス低減ができる環境的にやさしい自動車技術として認められている。

前記のようなハイブリッド車両の変速機は、より簡単な構成で様々な運転モードを実現でき、車両の走行状況に応じて運転モードを変更し、より効率的な運行によって車両燃費の改善、加速性能の向上ができるなど、車両走行性能の向上ができるシステムにすることが好ましい。特許文献１参照。

特開２００１−２６８２１８号公報

本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の主な目的は、簡単な構成でハイブリッド車両の基本的な運転モードである電気車モードを１個以上実現することができ、ＥＶＴとして作用してハイブリッドモードである動力分岐モードを２個以上実現でき、モータジェネレータが選択的に動力補助または発電を遂行し、エンジンの動力で一般変速機の変速段のように固定されたギア比で運転される複数の固定ギア比モードの実現が可能であり、車両の走行状況に応じた高効率運転が可能であるため、より安価な費用で車両のパワートレインを構成して、車両の燃費を向上できるようにしたハイブリッド車両の変速機を提供することにある。

このような目的を達成するための本発明のハイブリッド車両の変速機は、エンジンに常時連結される回転要素を含んで少なくとも３個以上の回転要素を備え、これらのうちの２個の回転要素が互いに選択的に連結できるように備えられた第１差動ギア装置と、出力要素に常時連結される回転要素を含んで少なくとも３個以上の回転要素を備え、前記回転要素のうちの１個の回転要素が前記第１差動ギア装置の１個の回転要素に常時連結され、他の１個の回転要素が前記第１差動ギア装置の他の１個の回転要素に選択的に連結される第２差動ギア装置と、前記第１差動ギア装置の回転要素のうちの前記エンジンに連結される回転要素と前記互いに選択的に連結できるようになった回転要素以外の１個の回転要素に常時連結される第１モータジェネレータと、前記第２差動ギア装置の回転要素のうちの前記第１差動ギア装置の回転要素と常時連結される回転要素に常時連結される第２モータジェネレータと、前記第２差動ギア装置の回転要素のうちの前記出力要素および前記第２モータジェネレータに連結されない１個の回転要素の回転を拘束できるように備えられた第１固定メカニズムと、前記第２モータジェネレータが常時連結された前記第１差動ギア装置の回転要素および前記第２差動ギア装置の回転要素の回転を拘束できるように備えられた第２固定メカニズムとを含んで構成されることを特徴とする。

また、本発明に係るハイブリッド車両の変速機は、少なくとも３個以上の回転要素を備え、エンジンが連結される第１遊星ギア装置と、前記第１遊星ギア装置の回転要素に、各々、１個の回転要素は常時連結され、他の１個の回転要素は選択的に連結され、出力要素が連結される第２遊星ギア装置と、前記第２遊星ギア装置の回転要素のうちの前記出力要素が連結される回転要素と前記第１遊星ギア装置の回転要素に常時連結された回転要素以外の１個の回転要素の回転を制限できるように備えられた第１固定メカニズムと、前記第１遊星ギア装置の回転要素のうちの前記第２遊星ギア装置の回転要素に常時連結された回転要素の回転を制限できるように備えられた第２固定メカニズムと、前記第１遊星ギア装置の１個の回転要素と前記第２遊星ギア装置の１個の回転要素との間を選択的に連結および遮断できるように設けられた第３トルク伝達機構と、前記第１遊星ギア装置の２個の回転要素の間を互いに選択的に連結および遮断できるように備えられた第４トルク伝達機構と、前記第１遊星ギア装置の１個の回転要素に常時連結される第１モータジェネレータと、前記第２遊星ギア装置の１個の回転要素に常時連結される第２モータジェネレータとを含んで構成されることを特徴とする。

本発明は、簡単な構成でハイブリッド車両の基本的な運転モードである電気車モードを１個以上実現することができ、ＥＶＴとして作用してハイブリッドモードである動力分岐モードを２個以上実現することにより、より効率的な作動モードを選択して車両が駆動するようにすることができ、モータジェネレータが選択的に動力補助または発電を遂行し、エンジンの動力で一般変速機の変速段のように固定されたギア比で運転される複数の固定ギア比モードの実現が可能であり、車両の走行状況に応じた高効率運転が可能であるため、より安価な費用で車両のパワートレインを構成し、なおかつ車両の燃費が向上できる。

本発明に係るハイブリッド車両の変速機の構成を説明した図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 図１の実施形態が実現する作動モードを示す図表である。 図１のパワートレインが図５の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図１のパワートレインが図５の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図１のパワートレインが図５の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図１のパワートレインが図５の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図１のパワートレインが図５の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図１のパワートレインが図５の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図１のパワートレインが図５の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図１のパワートレインが図５の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図２の実施形態が実現する作動モードを示す図表である。 図２のパワートレインが図１４の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図２のパワートレインが図１４の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図２のパワートレインが図１４の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図２のパワートレインが図１４の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図２のパワートレインが図１４の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図２のパワートレインが図１４の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図２のパワートレインが図１４の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。 図２のパワートレインが図１４の作動モードに応じて駆動される状態を説明するもので、構成図およびそれによるレバーダイアグラムである。

図１〜図４を参照すれば、本発明の実施形態は、共通に、エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）に常時連結される回転要素を含んで少なくとも３個以上の回転要素を備え、これらのうちの２個の回転要素が互いに選択的に連結できるように備えられた第１差動ギア装置と、出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）に常時連結される回転要素を含んで少なくとも３個以上の回転要素を備え、前記回転要素のうちの１個の回転要素が前記第１差動ギア装置の１個の回転要素に常時連結され、他の１個の回転要素が前記第１差動ギア装置の他の１個の回転要素に選択的に連結される第２差動ギア装置と、前記第１差動ギア装置の回転要素のうちの前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）に連結される回転要素と前記互いに選択的に連結できるようになった回転要素以外の１個の回転要素に常時連結される第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と、前記第２差動ギア装置の回転要素のうちの前記第１差動ギア装置の回転要素と常時連結される回転要素に常時連結される第２モータジェネレータ（ＭＧ２）と、前記第２差動ギア装置の回転要素のうちの前記出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）および前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）に連結されない１個の回転要素の回転を拘束できるように備えられた第１固定メカニズムと、前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）が常時連結された前記第１差動ギア装置の回転要素および前記第２差動ギア装置の回転要素の回転を拘束できるように備えられた第２固定メカニズムとを含んで構成される。

前記第２差動ギア装置の１個の回転要素は第３トルク伝達機構を介して前記第１差動ギア装置の１個の回転要素に選択的に連結され、前記第１差動ギア装置の２個の回転要素は第４トルク伝達機構を介して互いに選択的に連結されるように構成される。

前記第１固定メカニズムと第２固定メカニズムは各々連結された回転要素の回転を制限できるように構成された第１ブレーキ（ＢＫ１）および第２ブレーキ（ＢＫ２）で構成され、前記第３トルク伝達機構と第４トルク伝達機構は各々互いに相対回転可能な２個の回転要素の間を選択的に連結および遮断できるように構成された第１クラッチ（ＣＬ１）および第２クラッチ（ＣＬ２）で構成される。

本実施形態において、前記第１差動ギア装置および第２差動ギア装置は各々遊星ギア装置で構成したが、前記遊星ギア装置だけでなく、ベベルギアなどのようなギアを使い、少なくともいずれか１つのギアの回転速度が常に他の２つのギアの加重平均速度をなすようにする他のギア装置としても実現することができる。

以上の構成は図１〜図４の全ての実施形態に共通した構成であり、これらのうちの図１〜図３の実施形態は、共通に、前記第１差動ギア装置はレベニュータイプの遊星ギア装置からなっており、以下では第１遊星ギア装置１と称し、前記第２差動ギア装置は単純遊星ギア装置からなっており、第２遊星ギア装置３と称することにする。

前記第１遊星ギア装置１は、第１−１サンギア（Ｓ１−１）と、第１−２サンギア（Ｓ１−２）と、第１キャリア（Ｃ１）、および第１リングギア（Ｒ１）を含んで構成され、前記第２遊星ギア装置３は、第２サンギア（Ｓ２）と、第２キャリア（Ｃ２）、および第２リングギア（Ｒ２）を含んで構成される。

また、前記第２クラッチ（ＣＬ２）は前記第１遊星ギア装置１の第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギア（Ｒ１）との間を選択的に連結および遮断できるように設けられ、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）は前記第２リングギア（Ｒ２）の回転を拘束できるように設けられ、前記第２ブレーキ（ＢＫ２）は前記第２サンギア（Ｓ２）の回転を拘束できるように設けられ、前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）は前記第２サンギア（Ｓ２）に常時連結され、前記出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）が前記第２キャリア（Ｃ２）に連結された構成は共通である。

図１の実施形態は、前記のような共通した構成の以外に、前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）は前記第１キャリア（Ｃ１）に連結され、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）は前記第１−２サンギア（Ｓ１−２）に常時連結され、前記第１−１サンギア（Ｓ１−１）は前記第２サンギア（Ｓ２）に常時連結され、前記第１クラッチ（ＣＬ１）は前記第１リングギア（Ｒ１）と第２キャリア（Ｃ２）を選択的に連結させるように設けられた構造である。

また、図２の実施形態は、前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）は前記第１リングギア（Ｒ１）に連結され、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）は前記第１−１サンギア（Ｓ１−１）に常時連結され、前記第１−２サンギア（Ｓ１−２）は前記第２サンギア（Ｓ２）に常時連結され、前記第１クラッチ（ＣＬ１）は前記第１キャリア（Ｃ１）と第２キャリア（Ｃ２）を選択的に連結させるように設けられた構成である。

また、図３の実施形態は、前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）は前記第１キャリア（Ｃ１）に連結され、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）は前記第１−２サンギア（Ｓ１−２）に常時連結され、前記第１−１サンギア（Ｓ１−１）は前記第２サンギア（Ｓ２）に常時連結され、前記第１クラッチ（ＣＬ１）は前記第１−２サンギア（Ｓ１−２）と第２リングギア（Ｒ２）を選択的に連結させるように設けられた構造である。

一方、図４の実施形態は図１〜図３の実施形態とは多少異なる構成を有する。前記第１差動ギア装置は単純遊星ギア装置からなり、前記第２差動ギア装置はレベニュータイプの遊星ギア装置からなっており、図１〜図３の実施形態とは遊星ギア装置のタイプが逆の形態である。
本実施形態においても、一貫性のために、前記第１差動ギア装置は第１遊星ギア装置１と称し、第２差動ギア装置は第２遊星ギア装置３と称することにする。

本実施形態において、前記第１遊星ギア装置１は、第１サンギア（Ｓ１）と、第１キャリア（Ｃ１）、および第１リングギア（Ｒ１）を含んで構成され、前記第２遊星ギア装置３は、第２−１サンギア（Ｓ２−１）と、第２−２サンギア（Ｓ２−２）と、第２キャリア（Ｃ２）、および第２リングギア（Ｒ２）を含んで構成される。

前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）は前記第１キャリア（Ｃ１）に常時連結され、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）は前記第１サンギア（Ｓ１）に常時連結され、前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）は前記第２−１サンギア（Ｓ２−１）に常時連結され、前記第１クラッチ（ＣＬ１）は前記第１キャリア（Ｃ１）と第２キャリア（Ｃ２）との間を選択的に連結できるように設けられ、前記第２クラッチ（ＣＬ２）は前記第１リングギア（Ｒ１）と第１キャリア（Ｃ１）との間を選択的に連結できるように設けられる。

また、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）は前記第２−２サンギア（Ｓ２−２）の回転を拘束できるように設けられ、前記第２ブレーキ（ＢＫ２）は前記第１リングギア（Ｒ１）および第２−１サンギア（Ｓ２−１）の回転を同時に拘束できるように設けられ、前記出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）は前記第２リングギア（Ｒ２）に常時連結された構造である。

図１の実施形態の作用を図５〜図１３を参照して説明する。
図５は図１の実施形態が実現できる各作動モードを図表化したものであり、電気車モードであるＥＶ１モードと、２個の動力分岐モードである入力分岐モードと複合分岐モード、および４個の固定ギア段モードとしてＵＤ１、ＵＤ２、１：１、ＯＤのモードを実現することができる。

図６はＥＶ１モードを表現したものであり、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）を締結して実現し、勿論、エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）は停止状態である。
前記第２リングギア（Ｒ２）が前記第１ブレーキ（ＢＫ１）によって固定されているため、前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）が前記第２サンギア（Ｓ２）を駆動すれば、前記第２キャリア（Ｃ２）を介して減速され、前記出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）に引き出されることにより、前記出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）に連結される駆動輪を駆動する状態となる。

この時、前記第１−１サンギア（Ｓ１−１）は前記第２サンギア（Ｓ２）と共に前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）によって駆動され、前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）は固定された状態であるため、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）は前記第１−２サンギア（Ｓ１−２）によって逆方向に自由回転する状態を有する。

図７は前記ＥＶ１モードからエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）を始動させる状態を説明したものであり、前記ＥＶ１モードにおいて、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）を駆動して前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の回転数を上昇させた後、エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の始動を開始するようにする。

図８は本発明の変速機がＥＶＴとして作動する場合であり、動力分岐モードの１つである入力分岐モードを実現する状態である。
前記第１ブレーキ（ＢＫ１）だけが締結された状態で、エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力と第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の動力によって駆動され、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）においては状況に応じて発電または動力循環がなされる。

図９は動力分岐モードの１つである複合分岐モードを実現する状態であり、前記第１クラッチ（ＣＬ１）を締結して実現し、この時、前記第１遊星ギア装置１と第２遊星ギア装置３が前記第１クラッチ（ＣＬ１）によって２個の回転要素が互いに一体化する状態になることにより、図示したように１つのレバーを形成するので、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）とエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）によって駆動され、前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）は状況に応じて発電または動力循環の状態を有するようになる。

図１０は固定ギア比モードとしてアンダードライブ状態であるＵＤ１モードであり、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）と第２クラッチ（ＣＬ２）を締結して実現する。

前記第２クラッチ（ＣＬ２）の締結によって前記第１遊星ギア装置１は一体化し、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）の締結によって前記第２リングギア（Ｒ２）は固定されるため、前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力は前記第１キャリア（Ｃ１）に供給されて前記第１遊星ギア装置１全体を一体に回転させ、この動力は前記第２遊星ギア装置３の第２サンギア（Ｓ２）を駆動させるため、この動力は再び前記第２キャリア（Ｃ２）を介して減速されて引き出される状況になり、この時、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と第２モータジェネレータ（ＭＧ２）は前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と共に自由回転する状態であり、前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力は前記第２遊星ギア装置３の一定した減速比によって減速されて出力される状態である。

図１１はまた他のアンダードライブ状態であるＵＤ２モードであり、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）と第１クラッチ（ＣＬ１）を締結して実現する。
前記第１クラッチ（ＣＬ１）の締結により、前記第１遊星ギア装置１と第２遊星ギア装置３は１つの単一直線型レバーを形成し、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）によって前記第２リングギア（Ｒ２）が固定されるため、前記第１キャリア（Ｃ１）に供給されるエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力は第１リングギア（Ｒ１）を介して減速されて第２キャリア（Ｃ２）に引き出される。

図１２は前記第１クラッチ（ＣＬ１）と第２クラッチ（ＣＬ２）が全て締結されて１：１の変速比を実現する状態であり、前記第２クラッチ（ＣＬ２）によって前記第１遊星ギア装置１が一体化し、前記第１クラッチ（ＣＬ１）によって前記第２遊星ギア装置３が前記第１遊星ギア装置１に一体化するため、前記第１キャリア（Ｃ１）に入力されたエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力はそのまま第２キャリア（Ｃ２）を介して出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）に引き出される状態である。
勿論、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と第２モータジェネレータ（ＭＧ２）は前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と共に自由回転する状態を有する。

図１３は固定ギア比モードのうちのＯＤモードを示すものであり、第２ブレーキ（ＢＫ２）と第１クラッチ（ＣＬ１）を締結して実現する。
すなわち、前記第１クラッチ（ＣＬ１）の締結によって前記第１遊星ギア装置１と第２遊星ギア装置３は１つのレバーを構成する状態になり、前記第１−１サンギア（Ｓ１−１）と第２サンギア（Ｓ２）が第２ブレーキ（ＢＫ２）によって固定された状態であるため、前記第１キャリア（Ｃ１）に供給されたエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力は第１リングギア（Ｒ１）を介して増速されて第２キャリア（Ｃ２）に供給されることにより、出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）においてはエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の速度より速い出力速度が引き出される状態である。

図２の実施形態の作用を図１４〜図２２を参照して説明する。
図１４は図２の実施形態が実現できる各作動モードを図表化したものであり、電気車モードであるＥＶ１モードと、２個の動力分岐モードである入力分岐モードと複合分岐モード、および４個の固定ギア段モードとしてＵＤ１、ＵＤ２、１：１、ＯＤのモードを実現することができる。

図１５はＥＶ１モードを表現したものであり、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）を締結して実現し、勿論、エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）は停止状態である。
前記第２リングギア（Ｒ２）が前記第１ブレーキ（ＢＫ１）によって固定されているため、前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）が前記第２サンギア（Ｓ２）を駆動すれば、前記第２キャリア（Ｃ２）を介して減速されて前記出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）に引き出されることにより、前記出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）に連結される駆動輪を駆動する状態となる。

この時、前記第１−２サンギア（Ｓ１−２）は前記第２サンギア（Ｓ２）と共に前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）によって駆動され、前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）は固定された状態であるため、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）は前記第１−１サンギア（Ｓ１−１）によって逆方向に自由回転する状態を有する。

図１６は前記ＥＶ１モードからエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）を始動させる状態を説明したものであり、前記ＥＶ１モードにおいて、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）を駆動して前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の回転数を上昇させた後、エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の始動を開始するようにする。

図１７は本発明の変速機がＥＶＴとして作動する場合であり、動力分岐モードの１つである入力分岐モードを実現する状態である。
前記第１ブレーキ（ＢＫ１）だけが締結された状態で、エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力と第２モータジェネレータ（ＭＧ２）の動力によって駆動され、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）においては状況に応じて発電または動力循環がなされる。

図１８は動力分岐モードの１つである複合分岐モードを実現する状態であり、前記第１クラッチ（ＣＬ１）を締結して実現し、この時、前記第１遊星ギア装置１と第２遊星ギア装置３が前記第１クラッチ（ＣＬ１）によって２個の回転要素が互いに一体化する状態になることにより、図示したように１つのレバーを形成するので、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）とエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）によって駆動され、前記第２モータジェネレータ（ＭＧ２）は状況に応じて発電または動力循環の状態を有するようになる。

図１９は固定ギア比モードとしてアンダードライブ状態であるＵＤ１モードであり、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）と第２クラッチ（ＣＬ２）を締結して実現する。
前記第２クラッチ（ＣＬ２）の締結によって前記第１遊星ギア装置１は一体化し、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）の締結によって前記第２リングギア（Ｒ２）は固定されるため、前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力は前記第１リングギア（Ｒ１）に供給されて前記第１遊星ギア装置１全体を一体に回転させ、この動力は前記第２遊星ギア装置３の第２サンギア（Ｓ２）を駆動させるため、この動力は再び前記第２キャリア（Ｃ２）を介して減速されて引き出される状況になり、この時、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と第２モータジェネレータ（ＭＧ２）は前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と共に自由回転する状態であり、前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力は前記第２遊星ギア装置３の一定した減速比によって減速されて出力される状態である。

図２０はまた他のアンダードライブ状態であるＵＤ２モードであり、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）と第１クラッチ（ＣＬ１）を締結して実現する。
前記第１クラッチ（ＣＬ１）の締結によって前記第１遊星ギア装置１と第２遊星ギア装置３は１つの単一直線型レバーを形成し、前記第１ブレーキ（ＢＫ１）によって前記第２リングギア（Ｒ２）が固定されるため、前記第１リングギア（Ｒ１）に供給されるエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力は第１キャリア（Ｃ１）を介して減速されて第２キャリア（Ｃ２）を介して引き出される。

図２１は前記第１クラッチ（ＣＬ１）と第２クラッチ（ＣＬ２）が全て締結されて１：１の変速比を実現する状態であり、前記第２クラッチ（ＣＬ２）によって前記第１遊星ギア装置１が一体化し、前記第１クラッチ（ＣＬ１）によって前記第２遊星ギア装置３が前記第１遊星ギア装置１に一体化するため、前記第１リングギア（Ｒ１）に入力されたエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力はそのまま第２キャリア（Ｃ２）を介して出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）に引き出される状態である。
勿論、前記第１モータジェネレータ（ＭＧ１）と第２モータジェネレータ（ＭＧ２）は前記エンジン（ＥＮＧＩＮＥ）と共に自由回転する状態を有する。

図２２は固定ギア比モードのうちのＯＤモードを示すものであり、第２ブレーキ（ＢＫ２）と第１クラッチ（ＣＬ１）を締結して実現する。
すなわち、前記第１クラッチ（ＣＬ１）の締結によって前記第１遊星ギア装置１と第２遊星ギア装置３は１つのレバーを構成する状態になり、前記第１−２サンギア（Ｓ１−２）と第２サンギア（Ｓ２）が第２ブレーキ（ＢＫ２）によって固定された状態であるため、前記第１リングギア（Ｒ１）に供給されたエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の動力は第１キャリア（Ｃ１）を介して増速されて第２キャリア（Ｃ２）に供給されることにより、出力要素（ＯＵＴＰＵＴ）においてはエンジン（ＥＮＧＩＮＥ）の速度より速い出力速度が引き出される。

図３および図４の実施形態は図１の実施形態または図２の実施形態と類似する動力の流れと作動を有するので詳細な動作説明は省略する。

本発明は、１個以上のＥＶモードと２個の動力分岐モードおよび多段の固定ギア比変速段を備えるハイブリッド車両の変速機の分野に適用できる。

１ 第１遊星ギア装置、第１差動装置
３ 第２遊星ギア装置、第２差動装置
ＥＮＧＩＮＥ エンジン
ＯＵＴＰＵＴ 出力要素
ＭＧ１ 第１モータジェネレータ
ＭＧ２ 第２モータジェネレータ
ＢＫ１ 第１ブレーキ
ＢＫ２ 第２ブレーキ
ＣＬ１ 第１クラッチ、第３トルク伝達機構
ＣＬ２ 第２クラッチ、第４トルク伝達機構
Ｓ１−１ 第１−１サンギア
Ｓ１−２ 第１−２サンギア
Ｃ１ 第１キャリア
Ｒ１ 第１リングギア
Ｓ２ 第２サンギア
Ｃ２ 第２キャリア
Ｒ２ 第２リングギア
Ｓ１ 第１サンギア
Ｓ２−１ 第２−１サンギア
Ｓ２−２ 第２−２サンギア

Claims (20)

1. エンジンに常時連結される回転要素を含んで少なくとも３個以上の回転要素を備え、これらのうちの２個の回転要素が互いに選択的に連結できるように備えられた第１差動ギア装置と、
   出力要素に常時連結される回転要素を含んで少なくとも３個以上の回転要素を備え、前記回転要素のうちの１個の回転要素が前記第１差動ギア装置の１個の回転要素に常時連結され、他の１個の回転要素が前記第１差動ギア装置の他の１個の回転要素に選択的に連結される第２差動ギア装置と、
   前記第１差動ギア装置の回転要素のうちの前記エンジンに連結される回転要素と前記互いに選択的に連結できるようになった回転要素以外の１個の回転要素に常時連結される第１モータジェネレータと、
   前記第２差動ギア装置の回転要素のうちの前記第１差動ギア装置の回転要素と常時連結される回転要素に常時連結される第２モータジェネレータと、
   前記第２差動ギア装置の回転要素のうちの前記出力要素および前記第２モータジェネレータに連結されない１個の回転要素の回転を拘束できるように備えられた第１固定メカニズムと、
   前記第２モータジェネレータが常時連結された前記第１差動ギア装置の回転要素および前記第２差動ギア装置の回転要素の回転を拘束できるように備えられた第２固定メカニズムと、
   を含んで構成されることを特徴とするハイブリッド車両の変速機。
2. 前記第２差動ギア装置の１個の回転要素は第３トルク伝達機構を介して前記第１差動ギア装置の１個の回転要素に選択的に連結され、
   前記第１差動ギア装置の２個の回転要素は第４トルク伝達機構を介して選択的に連結されるように構成される
   ことを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の変速機。
3. 前記第１固定メカニズムと第２固定メカニズムは各々連結された回転要素の回転を制限できるように構成された第１ブレーキおよび第２ブレーキで構成され、
   前記第３トルク伝達機構と第４トルク伝達機構は各々互いに相対回転可能な２個の回転要素の間を選択的に連結および遮断できるように構成された第１クラッチおよび第２クラッチで構成される
   ことを特徴とする、請求項２に記載のハイブリッド車両の変速機。
4. 前記第１差動ギア装置はレベニュータイプの遊星ギア装置からなり、
   前記第２差動ギア装置は単純遊星ギア装置からなり、
   前記第１差動ギア装置は、第１−１サンギアと、第１−２サンギアと、第１キャリア、および第１リングギアを含んで構成され、
   前記第２差動ギア装置は、第２サンギアと、第２キャリア、および第２リングギアを含んで構成される
   ことを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッド車両の変速機。
5. 前記第２クラッチは前記第１差動ギア装置の第１キャリアと第１リングギアとの間を選択的に連結および遮断できるように設けられ、
   前記第１ブレーキは前記第２リングギアの回転を拘束できるように設けられ、
   前記第２ブレーキは前記第２サンギアの回転を拘束できるように設けられ、
   前記第２モータジェネレータは前記第２サンギアに常時連結され、
   前記出力要素は前記第２キャリアに連結される
   ことを特徴とする、請求項４に記載のハイブリッド車両の変速機。
6. 前記エンジンは前記第１キャリアに連結され、
   前記第１モータジェネレータは前記第１−２サンギアに常時連結され、
   前記第１−１サンギアは前記第２サンギアに常時連結され、
   前記第１クラッチは前記第１リングギアと第２キャリアを選択的に連結させるように設けられる
   ことを特徴とする、請求項５に記載のハイブリッド車両の変速機。
7. 前記エンジンは前記第１リングギアに連結され、
   前記第１モータジェネレータは前記第１−１サンギアに常時連結され、
   前記第１−２サンギアは前記第２サンギアに常時連結され、
   前記第１クラッチは前記第１キャリアと第２キャリアを選択的に連結させるように設けられる
   ことを特徴とする、請求項５に記載のハイブリッド車両の変速機。
8. 前記エンジンは前記第１キャリアに連結され、
   前記第１モータジェネレータは前記第１−２サンギアに常時連結され、
   前記第１−１サンギアは前記第２サンギアに常時連結され、
   前記第１クラッチは前記第１−２サンギアと第２リングギアを選択的に連結させるように設けられる
   ことを特徴とする、請求項５に記載のハイブリッド車両の変速機。
9. 前記第１差動ギア装置は単純遊星ギア装置からなり、
   前記第２差動ギア装置はレベニュータイプの遊星ギア装置からなり、
   前記第１差動ギア装置は、第１サンギアと、第１キャリア、および第１リングギアを含んで構成され、
   前記第２差動ギア装置は、第２−１サンギアと、第２−２サンギアと、第２キャリア、および第２リングギアを含んで構成される
   ことを特徴とする、請求項３に記載のハイブリッド車両の変速機。
10. 前記エンジンは前記第１キャリアに常時連結され、
    前記第１モータジェネレータは前記第１サンギアに常時連結され、
    前記第２モータジェネレータは前記第２−１サンギアに常時連結され、
    前記第１クラッチは前記第１キャリアと第２キャリアとの間を選択的に連結できるように設けられ、
    前記第２クラッチは前記第１リングギアと第１キャリアとの間を選択的に連結できるように設けられ、
    前記第１ブレーキは前記第２−２サンギアの回転を拘束できるように設けられ、
    前記第２ブレーキは前記第１リングギアおよび第２−１サンギアの回転を同時に拘束できるように設けられ、
    前記出力要素は前記第２リングギアに常時連結される
    ことを特徴とする、請求項９に記載のハイブリッド車両の変速機。
11. 少なくとも３個以上の回転要素を備え、エンジンが連結される第１遊星ギア装置と、
    前記第１遊星ギア装置の回転要素に、各々、１個の回転要素は常時連結され、他の１個の回転要素は選択的に連結され、出力要素が連結される第２遊星ギア装置と、
    前記第２遊星ギア装置の回転要素のうちの前記出力要素が連結される回転要素と前記第１遊星ギア装置の回転要素に常時連結された回転要素以外の１個の回転要素の回転を制限できるように備えられた第１固定メカニズムと、
    前記第１遊星ギア装置の回転要素のうちの前記第２遊星ギア装置の回転要素に常時連結された回転要素の回転を制限できるように備えられた第２固定メカニズムと、
    前記第１遊星ギア装置の１個の回転要素と前記第２遊星ギア装置の１個の回転要素との間を選択的に連結および遮断できるように設けられた第３トルク伝達機構と、
    前記第１遊星ギア装置の２個の回転要素の間を互いに選択的に連結および遮断できるように備えられた第４トルク伝達機構と、
    前記第１遊星ギア装置の１個の回転要素に常時連結される第１モータジェネレータと、
    前記第２遊星ギア装置の１個の回転要素に常時連結される第２モータジェネレータと、
    を含んで構成されることを特徴とするハイブリッド車両の変速機。
12. 前記第１モータジェネレータは前記第１遊星ギア装置の回転要素のうちの前記互いに選択的に連結できるようになった回転要素と前記第２遊星ギア装置の回転要素に常時連結された回転要素以外の１個の回転要素に常時連結され、
    前記第２モータジェネレータは前記第２遊星ギア装置の回転要素のうちの前記第１遊星ギア装置の回転要素と常時連結された回転要素に常時連結される
    ことを特徴とする、請求項１１に記載のハイブリッド車両の変速機。
13. 前記第１固定メカニズムと第２固定メカニズムは各々連結された回転要素の回転を制限できるように構成された第１ブレーキおよび第２ブレーキで構成され、
    前記第３トルク伝達機構と第４トルク伝達機構は各々互いに相対回転可能な２個の回転要素の間を選択的に連結および遮断できるように構成された第１クラッチおよび第２クラッチで構成される
    ことを特徴とする、請求項１２に記載のハイブリッド車両の変速機。
14. 前記第１差動ギア装置はレベニュータイプの遊星ギア装置からなり、
    前記第２差動ギア装置は単純遊星ギア装置からなり、
    前記第１差動ギア装置は、第１−１サンギアと、第１−２サンギアと、第１キャリア、および第１リングギアを含んで構成され、
    前記第２差動ギア装置は、第２サンギアと、第２キャリア、および第２リングギアを含んで構成される
    ことを特徴とする、請求項１３に記載のハイブリッド車両の変速機。
15. 前記第２クラッチは前記第１差動ギア装置の第１キャリアと第１リングギアとの間を選択的に連結および遮断できるように設けられ、
    前記第１ブレーキは前記第２リングギアの回転を拘束できるように設けられ、
    前記第２ブレーキは前記第２サンギアの回転を拘束できるように設けられ、
    前記第２モータジェネレータは前記第２サンギアに常時連結され、
    前記出力要素は前記第２キャリアに連結される
    ことを特徴とする、請求項１４に記載のハイブリッド車両の変速機。
16. 前記エンジンは前記第１キャリアに連結され、
    前記第１モータジェネレータは前記第１−２サンギアに常時連結され、
    前記第１−１サンギアは前記第２サンギアに常時連結され、
    前記第１クラッチは前記第１リングギアと第２キャリアを選択的に連結させるように設けられる
    ことを特徴とする、請求項１５に記載のハイブリッド車両の変速機。
17. 前記エンジンは前記第１リングギアに連結され、
    前記第１モータジェネレータは前記第１−１サンギアに常時連結され、
    前記第１−２サンギアは前記第２サンギアに常時連結され、
    前記第１クラッチは前記第１キャリアと第２キャリアを選択的に連結させるように設けられる
    ことを特徴とする、請求項１５に記載のハイブリッド車両の変速機。
18. 前記エンジンは前記第１キャリアに連結され、
    前記第１モータジェネレータは前記第１−２サンギアに常時連結され、
    前記第１−１サンギアは前記第２サンギアに常時連結され、
    前記第１クラッチは前記第１−２サンギアと第２リングギアを選択的に連結させるように設けられる
    ことを特徴とする、請求項１５に記載のハイブリッド車両の変速機。
19. 前記第１差動ギア装置は単純遊星ギア装置からなり、
    前記第２差動ギア装置はレベニュータイプの遊星ギア装置からなり、
    前記第１差動ギア装置は、第１サンギアと、第１キャリア、および第１リングギアを含んで構成され、
    前記第２差動ギア装置は、第２−１サンギアと、第２−２サンギアと、第２キャリアおよび第２リングギアを含んで構成される
    ことを特徴とする、請求項１３に記載のハイブリッド車両の変速機。
20. 前記エンジンは前記第１キャリアに常時連結され、
    前記第１モータジェネレータは前記第１サンギアに常時連結され、
    前記第２モータジェネレータは前記第２−１サンギアに常時連結され、
    前記第１クラッチは前記第１キャリアと第２キャリアとの間を選択的に連結できるように設けられ、
    前記第２クラッチは前記第１リングギアと第１キャリアとの間を選択的に連結できるように設けられ、
    前記第１ブレーキは前記第２−２サンギアの回転を拘束できるように設けられ、
    前記第２ブレーキは前記第１リングギアおよび第２−１サンギアの回転を同時に拘束できるように設けられ、
    前記出力要素は前記第２リングギアに常時連結される
    ことを特徴とする、請求項１９に記載のハイブリッド車両の変速機。

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