JP2013122308A

JP2013122308A - ハイブリッド変速機

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Publication number: JP2013122308A
Application number: JP2012093249A
Authority: JP
Inventors: Jong-Sool Park; 鍾述朴
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2032-04-16
Also published as: CN103161889A; US8801557B2; CN103161889B; US20130150196A1; DE102012106621A1; JP6013760B2; KR101252214B1

Abstract

【課題】装備の費用を削減し、エンジン発進の際に滑らかに発進し、回生制動が可能であり、運転性を向上させ、燃費が向上した，エンジンからの動力と１つだけのモーターを有するハイブリッド変速機を提供する。
【解決手段】本発明のハイブリッド変速機は、入力要素とモータージェネレータと第１クラッチとが連結され、４個以上の回転要素を備えた複合遊星ギア装置でなる第１遊星ギアセットと、出力要素が連結され、４個以上の回転要素を持つ第２遊星ギアセットと、を含んでなり、第１遊星ギアセットの第１回転要素は、入力要素と常時連結され、第１クラッチは、第１遊星ギアセットの第３回転要素の回転を選択的に停止させるように設置され、第１遊星ギアセットの第４回転要素は、モータージェネレータと常時連結されることを特徴とする。
【選択図】図１４

Description

本発明はハイブリッド変速機に係り、より詳しくは、エンジンからの動力と１つだけのモーターからの動力を受けて駆動輪に提供するハイブリッド変速機に関する。

ハイブリッド車両とは、２種以上のエネルギー源を使う車両のことであり、使用するエネルギー源の組合せによって多くのハイブリッド方式が可能であるが、実際には、既存の化石燃料を使うエンジンと、電気エネルギーを使うモーターと、が組み合わせられているものを指す。

ハイブリッド車両は、エンジンとモーターとを組合せているので、モーターだけで駆動されるＥＶモード、エンジンとモーターとを同時に使用するＨＥＶモード、及びエンジンだけを使用するＥｎｇｉｎｅＯｎｌｙモードでの運転が可能である。
ハイブリッド方式は、車両停止の際のエンジンを停止させるアイドル停止（ＩｄｌｅＳｔｏｐ）や、車両制動の際の、既存の摩擦による制動の代わりに車両の運動エネルギーを用いて発電機を駆動し、この際に発生する電気エネルギーをバッテリーに貯蔵し、車両駆動の際に再使用する回生制動（ＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅＢｒａｋｉｎｇ）により、燃料を節約し、既存の車両に比べて大幅な燃費改善効果を得ることができる（例えば特許文献１を参照）。

このようなハイブリッド車両に使われるハイブリッド変速機としては種々のものがあるがその中にモーターを一つだけ使用する構造がある。
図１は、従来技術によるモーターを一つだけ使用するハイブリッド変速機の構造を説明する図である。図１に示すように、従来のトルクコンバーターを省略した自動変速機５００に、摩擦クラッチ５０２を介してエンジン５０４を連結し、自動変速機５００の入力軸にモーター５０６を連結した構成である。自動変速機５００は既存のＣＶＴなどで取り替えることもできる。

このようなハイブリッド変速機は、発進時にはモーター５０６を用いてＥＶモード走行し、一定車速以上でエンジン５０４を起動して摩擦クラッチ５０２を結合させてエンジン５０４とモーター５０６のトルク分配によって加速性能及び燃費を向上させ、制動の際にはモーター５０６によって制動エネルギーを電気的に回収して燃費を向上させることができる。従来二つのモーターを使うハイブリッド変速機構造とは異なり、一つのモーターのみを使うので、コストの面で明らかな利点を持つ。

しかし、このような構造の変速機は、エンジン起動の後のクラッチ結合の際に衝撃が生じることがある。また、バッテリー充電量が不足な場合、あるいはモーターの容量が低い場合、つまりエンジントルクを用いて低速を持続的に維持しなければならない場合に、クラッチスリップによる衝撃、速度制御不安定、クラッチ熱損傷などの性能低下が現れることがある。更に、エンジン動力入力軸とモーター動力入力軸が同一である関係上、エンジン回転数より回転数が高いモーターの最適効率運転点での運転の活用が制限されて、燃費を十分に向上させることができないという欠点がある。

特開２００６−３４７２６８号公報

本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであって、装備に必要な費用を削減し、エンジン発進の際に滑らかな発進を実施し、回生制動が可能であって車両燃費の向上をはかることができ、車両の運転性を向上させ、モーターの最適効率運転点を活用して燃費向上の最大化をはかることができるハイブリッド変速機を提供することにその目的がある。

前述したような目的を達成するための本発明ハイブリッド変速機は、入力要素とモータージェネレータと第１クラッチとが連結され、４個以上の回転要素を備えた複合遊星ギア装置でなる第１遊星ギアセットと、出力要素が連結され、４個以上の回転要素を持つ第２遊星ギアセットと、を含んでなり、第１遊星ギアセットの第１回転要素は入力要素と常時連結され、第１クラッチは、第１遊星ギアセットの第３回転要素の回転を選択的に停止させるように設置され、第１遊星ギアセットの第４回転要素は、モータージェネレータと常時連結されたことを特徴とする。

本発明は一つのモーターのみを使ってトルクコンバーターを使わないので、変速機の経費を節減することができ、エンジン発進の際にモーターを活用して発電しながら滑らかな発進を実施することができ、トルクコンバーター及び摩擦クラッチによるスリップを行わないので回生制動が可能で燃費を向上させることができ、加速の際、モーターによるトルクの補助が可能で車両の運転性が向上し、更にエンジン動力の入力経路とモーター動力の入力経路を別にしたのでエンジン回転数に制限されないでモーターの最適効率運転を活用して燃費向上をはかることができる。

従来技術によるモーターを一つだけ使用するハイブリッド変速機の構造を説明する図である。本発明によるハイブリッド変速機の第１実施例を示す図である。図２の第１実施例のレバーダイアグラムである。図２の第１実施例の作動モードを示す表である。本発明によるハイブリッド変速機の第２実施例を示す図である。図５の第２実施例を示すレバーダイアグラムである。図５の第２実施例の作動モードを示す表である。本発明によるハイブリッド変速機の第３実施例を示す図である。図８の第３実施例を示すレバーダイアグラムである。図８の第３実施例の作動モードを示す表である。本発明によるハイブリッド変速機の第４実施例を示す図である。図１１の第４実施例を示すレバーダイアグラムである。図１１の第４実施例の作動モードを示す表である。本発明による第１実施例及び第２実施例をより簡単に示すレバーダイアグラムである。図１４のレバーダイアグラムにおいて車速が０の状態から徐々に車速が増加する発進状態を説明する図である。図１４のレバーダイアグラムにおいて車速が０の状態から徐々に車速が増加する発進状態を説明する図である。図１４のレバーダイアグラムにおいて車速が０の状態から徐々に車速が増加する発進状態を説明する図である。本発明によるＤ１変速段の具現状態を説明する図である。本発明によるＤ２変速段の具現状態を説明する図である。本発明によるＤ３変速段の具現状態を説明する図である。本発明によるＤ４変速段の具現状態を説明する図である。本発明によるＤ５変速段の具現状態を説明する図である。本発明によるＤ６変速段の具現状態を説明する図である。本発明による後進段の具現状態を説明する図である。

以下に、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図２〜図１３に示すように、本発明のハイブリッド変速機の第１実施例〜第４実施例は、共通して、入力要素（ｉｎｐｕｔ）とモータージェネレータ（ＭＧ）と第１クラッチ（ＣＬ１）とが連結され４個以上の回転要素を備えた複合遊星ギア装置でなる第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）と、出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）が連結され４個以上の回転要素を持つ第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）と、を含んで構成される。

第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素は、入力要素（ｉｎｐｕｔ）と常時連結され、第１クラッチ（ＣＬ１）は、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素の回転を選択的に停止させるように設置され、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素は、モータージェネレータ（ＭＧ）と常時連結された構成である。
即ち、第１クラッチ（ＣＬ１）は変速機ケースに連結されて実質的にブレーキの機能をするように設置される。
第１実施例及び第２実施例においては、共通して第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）と常時連結されない少なくとも２個以上の回転要素とクラッチを介して選択的に連結される。

図２は、本発明によるハイブリッド変速機の第１実施例を示す図であり、図３は、図２の第１実施例のレバーダイアグラムであり、図４は、図２の第１実施例の作動モードを示す表である。
図２及び図３に示すように、第１実施例において、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素は、第６クラッチ（ＣＬ６）を介して第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素と選択的に連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素は、出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）と常時連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素は、第４クラッチ（ＣＬ４）及び第２クラッチ（ＣＬ２）を介して入力要素（ｉｎｐｕｔ）及び変速機ケースに選択的に連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素は、第５クラッチ（ＣＬ５）及び第３クラッチ（ＣＬ３）を介して第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素及び変速機ケースに選択的に連結される構成である。

第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）は、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）と第２シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）とが結合されて構成され、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）の回転要素は、第１サンギア（Ｓ１）と第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギア（Ｒ１）とで構成され、第２シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）の回転要素は、第２サンギア（Ｓ２）と第２キャリア（Ｃ２）と第２リングギア（Ｒ２）とで構成される。また、第２リングギア（Ｒ２）は、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素を構成し、第１リングギア（Ｒ１）は、第２キャリア（Ｃ２）と常時連結されて第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素を構成し、第１キャリア（Ｃ１）は、第２サンギア（Ｓ２）と常時連結されて第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素を構成し、第１サンギア（Ｓ１）は、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素を構成する。

また、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の回転要素は、第３サンギア（Ｓ３）と第４サンギア（Ｓ４）と第３−４キャリア（Ｃ３−４）と第３−４リングギア（Ｒ３−４）とでなり、第４サンギア（Ｓ４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素であり、第３−４リングギア（Ｒ３−４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素であり、第３−４キャリア（Ｃ３−４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素であり、第３サンギア（Ｓ３）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素であり、実質的に第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）は、ラビニョウ型（Ｒａｖｉｇｎｅａｕｘｔｙｐｅ）遊星ギアセットを構成するものである。

即ち、入力要素（ｉｎｐｕｔ）は第２リングギア（Ｒ２）に常時連結されると共に、第４クラッチ（ＣＬ４）を介して第３−４キャリア（Ｃ３−４）に選択的に連結され、モータージェネレータ（ＭＧ）は、第１サンギア（Ｓ１）に常時連結され、第１クラッチ（ＣＬ１）は、第１キャリア（Ｃ１）及び第２サンギア（Ｓ２）を固定できるように連結され、第１リングギア（Ｒ１）と第２キャリア（Ｃ２）とは、第５クラッチ（ＣＬ５）を介して第３サンギアに連結されると共に、第６クラッチ（ＣＬ６）を介して第４サンギア（Ｓ４）に連結され、第２クラッチ（ＣＬ２）は、第３−４キャリア（Ｃ３−４）を固定させることができるように設置され、第３クラッチ（ＣＬ３）は、第３サンギア（Ｓ３）を固定させることができるように設置され、出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）は、第３−４リングギア（Ｒ３−４）に連結される。
図４は、前述したように構成された第１実施例の作動モードを表で示したものである。

図５は、本発明によるハイブリッド変速機の第２実施例を示す図であり、図６は、図５の第２実施例を示すレバーダイアグラムであり、図７は、図５の第２実施例の作動モードを示す表である。
図５及び図６に示すように、本発明の第２実施例においては、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）が、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）と第２シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）とが結合されて構成され、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）の回転要素が、第１サンギア（Ｓ１）と第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギア（Ｒ１）とでなり、第２シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）の回転要素が、第２サンギア（Ｓ２）と第２キャリア（Ｃ２）と第２リングギア（Ｒ２）とでなり、第１リングギア（Ｒ１）が、第２リングギア（Ｒ２）と常時連結されて第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素を構成し、第２キャリア（Ｃ２）が、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素を構成し、第１キャリア（Ｃ１）が、第２サンギア（Ｓ２）と常時連結されて第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素を構成し、第１サンギア（Ｓ１）が、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素を構成する。

また、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の回転要素は、第３サンギア（Ｓ３）と第４サンギア（Ｓ４）と第３−４キャリア（Ｃ３−４）と第３−４リングギア（Ｒ３−４）とでなる。第４サンギア（Ｓ４）は第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素であり、第３−４リングギア（Ｒ３−４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素であり、第３−４キャリア（Ｃ３−４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素であり、第３サンギア（Ｓ３）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素を構成するものであり、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）は、実質的にラビニョウ型遊星ギア装置を構成している。
即ち、第２実施例は第１実施例とほぼ類似しているが、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の構成及びその差による連結関係が違うものである。
図７は、前述したように構成された本発明の第２実施例の作動モードを示す表である。

図８は、本発明によるハイブリッド変速機の第３実施例を示す図であり、図９は、図８の第３実施例を示すレバーダイアグラムであり、図１０は、図８の第３実施例の作動モードを示す表である。

図８及び図９は、本発明による第３実施例の構造を示すものであり、共通した構成の外に、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素が、第６クラッチ（ＣＬ６）を介して第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素と選択的に連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素が、出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）と常時連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素が、第４クラッチ（ＣＬ４）及び第２クラッチ（ＣＬ２）を介して、入力要素（ｉｎｐｕｔ）及び変速機ケースに選択的に連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素が、第７クラッチ（ＣＬ７）と第５クラッチ（ＣＬ５）と第３クラッチ（ＣＬ３）とを介して、入力要素（ｉｎｐｕｔ）と第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）との第２回転要素と変速機ケースとに選択的に連結される。

ここで、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）は、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）と第２ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＤ２）とが結合されて構成され、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）の回転要素は、第１サンギア（Ｓ１）と第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギア（Ｒ１）とでなり、第２ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）の回転要素は、第２サンギア（Ｓ２）と第２キャリア（Ｃ２）とび第２リングギア（Ｒ２）とでなり、第１リングギア（Ｒ１）は、第２キャリア（Ｃ２）と常時連結されて第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素を構成し、第２リングギア（Ｒ２）は、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素を構成し、第１キャリア（Ｃ１）は、第２サンギア（Ｓ２）と常時連結されて第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素を構成し、第１サンギア（Ｓ１）は、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素を構成する。

第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の回転要素は、第３サンギア（Ｓ３）と第４サンギア（Ｓ４）と第３−４キャリア（Ｃ３−４）と第３−４リングギア（Ｒ３−４）とでなり、第４サンギア（Ｓ４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素であり、第３−４リングギア（Ｒ３−４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素であり、第３−４キャリア（Ｃ３−４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素であり、第３サンギア（Ｓ３）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素であり、実質的にラビニョウ型遊星ギア装置の構造を有している。
図１０は、前述したように構成された第３実施例の作動モードを示す表である。

図１１は、本発明によるハイブリッド変速機の第４実施例を示す図であり、図１２は、図１１の第４実施例を示すレバーダイアグラムであり、図１３は、図１１の第４実施例の作動モードを示す表である。
図１１及び図１２に示すように、第４実施例においては、共通した事項の外に、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素が、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素と常時連結されると共に、第５クラッチ（ＣＬ５）を介して、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第５回転要素と選択的に連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素が、出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）と常時連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素が、第４クラッチ（ＣＬ４）と第２クラッチ（ＣＬ２）とを介して、入力要素（ｉｎｐｕｔ）及び変速機ケースに選択的に連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素が、第６クラッチ（ＣＬ６）を介して、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第５回転要素と選択的に連結され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第５回転要素が、第７クラッチ（ＣＬ７）と第５クラッチ（ＣＬ５）と第６クラッチ（ＣＬ６）と第３クラッチ（ＣＬ３）とを介して、入力要素（ｉｎｐｕｔ）と常時連結された第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素と、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素と常時連結された第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素と、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素と、変速機ケースと、に選択的に連結される構造である。

第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）は、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）と第２ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＤ２）とが結合されてなり、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）の回転要素は、第１サンギア（Ｓ１）と第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギア（Ｒ１）とでなり、第２ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＤ２）の回転要素は、第２サンギア（Ｓ２）と第２キャリア（Ｃ２）と第２リングギア（Ｒ２）とでなり、第１リングギア（Ｒ１）は、第２キャリア（Ｃ２）と常時連結されて第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素を構成し、第２リングギア（Ｒ２）は、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素を構成し、第１キャリア（Ｃ１）は、第２サンギア（Ｓ２）と常時連結されて第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素を構成し、第１サンギア（Ｓ１）は、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素を構成する。

第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）は、第３ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＤ３）と第４シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ４）とが結合されてなり、第３ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＤ３）の回転要素は、第３サンギア（Ｓ３）と第３キャリア（Ｃ３）と第３リングギア（Ｒ３）とでなり、第４シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ４）の回転要素は、第４サンギア（Ｓ４）と第４キャリア（Ｃ４）と第４リングギア（Ｒ４）とでなり、第３サンギア（Ｓ３）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素を構成し、第４リングギア（Ｒ４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素を構成し、第３リングギア（Ｒ３）は、第４キャリア（Ｃ４）と常時連結されて第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素を構成し、第３キャリア（Ｃ３）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素を構成し、第４サンギア（Ｓ４）は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第５回転要素を構成する。
図１３、は前述したように構成された第４実施例の作動モードを示す表である。

前述したように構成された本発明の実施例の作動を、図１４に示すレバーダイアグラムに基づいて説明する。図１４のレバーダイアグラムは、実質的に第１実施例及び第２実施例と同等なもので、第３実施例及び第４実施例もこれと類似しているので、以下では図１４に示すレバーダイアグラムに基づいて、図１５〜図２４を参照してその作動を説明する。

図１４は、本発明による第１実施例及び第２実施例をより簡単に示すレバーダイアグラムであり、図１５〜１７は、図１４のレバーダイアグラムにおいて車速が０の状態から徐々に車速が増加する発進状態を説明する図である。
図１４に示す１〜４の番号は、第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素から第４回転要素を示し、５〜８の番号は、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素から第４回転要素を示すもので、以下の作動説明では図１４に示す番号を用いて説明する。

図１５に示すように、入力要素（ｉｎｐｕｔ）にはエンジンが連結され、エンジンからの動力によって入力要素（ｉｎｐｕｔ）が回転する。この際、第２クラッチ（ＣＬ２）が作動し、車速は０ｋｍ／ｈであるので、第５、第６、第７及び第８回転要素が停止し、第６クラッチ（ＣＬ６）が作動するので、第２回転要素は第５回転要素とともに停止する。その結果として、第３回転要素と第４回転要素とは（−）ｒｐｍで回転し、モータージェネレータ（ＭＧ）のトルク制御によって出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）に起動トルクが伝達される。

第６回転要素が回転すれば、図１６に示すように、第２クラッチ（ＣＬ２）の作動によって第７回転要素が停止し、これに基づいて第５及び第８回転要素の回転速度が決定され、第６クラッチ（ＣＬ６）の作動によって第２回転要素は第５回転要素と同一速度で回転するようになる。この過程においても、エンジンのトルクとモータージェネレータ（ＭＧ）のトルクは合成されて出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）に駆動トルクを持続的に伝達するので滑らかな発進を継続する。
車速が所定の水準に到達すれば、Ｄ１段の固定段に入力するための制御を行う。このために、第３回転要素の速度が０となるようにモータージェネレータ（ＭＧ）のトルク制御を行う（図１７参照）。

図１８に示すように、第３回転要素の回転速度が０に近接すれば、第１クラッチ（ＣＬ１）が作動し、以後にモータージェネレータ（ＭＧ）のトルクを解除してＤ１段の固定段に入力する。
Ｄ１段固定段に入力後、追加の加速が要求されたときは、モータージェネレータ（ＭＧ）が（−）トルクを加えることで、Ｄ１段に比べて高い駆動力を出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）に伝達するトルク補助モードで運転することができる。
Ｄ１段において制動力が要求される場合は、エンジン駆動力を減らすか又はなくし、モータージェネレータ（ＭＧ）に（＋）トルクを加えて車両速度を低下させる制御を行うことができ、このような（＋）トルク制御はモータージェネレータ（ＭＧ）の動力の流れで発電する発電制御を可能にする。

これにより、制動エネルギーを電気として回収して、車両燃費を向上させることができる。
また、図１８に示すように、モータージェネレータ（ＭＧ）の回転速度は（−）方向であり、その大きさはエンジン速度と異なるように入力することが可能である。図示するように、モータージェネレータ（ＭＧ）の回転速度を通常のエンジン速度より速くして、モータージェネレータ（ＭＧ）の最適効率の運転点付近でより多く運転されるようにして発電効率を向上させることができる。

図１９は、Ｄ２段に入力した状態を示すもので、第１クラッチ（ＣＬ１）、第３クラッチ（ＣＬ３）、及び第６クラッチ（ＣＬ６）が作動した状態である。
図２０は、Ｄ３段に入力した状態を示すもので、第１クラッチ（ＣＬ１）、第５クラッチ（ＣＬ５）、及び第６クラッチ（ＣＬ６）が作動して第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）が一体的に第２回転要素と同一の速度となり、出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）に出力される。

図２１はＤ４段に入力した状態を示すもので、第１クラッチ（ＣＬ１）、第４クラッチ（ＣＬ４）、及び第６クラッチ（ＣＬ６）が作動して、入力要素（ｉｎｐｕｔ）の動力は第４クラッチ（ＣＬ４）を介して第７回転要素にそのまま伝達され、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）のギア比によって減速され、第６回転要素を介して出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）に出力される。

図２２はＤ５段に入力した状態を示すもので、第１クラッチ（ＣＬ１）、第４クラッチ（ＣＬ４）、及び第５クラッチ（ＣＬ５）が作動して、第２クラッチ（ＣＬ２）が解除され、入力要素（ｉｎｐｕｔ）は第１回転要素及び第７回転要素とともに連動し、第５クラッチ（ＣＬ５）によって第８回転要素が第２回転要素に拘束された状態で、第６回転要素を介して、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）のギア比によって増速されて動力が出力される。

図２３はＤ６段に入力した状態を示すもので、第１クラッチ（ＣＬ１）と第３クラッチ（ＣＬ３）及び第４クラッチ（ＣＬ４）が作動して、第３クラッチ（ＣＬ３）に第８回転要素が固定された状態で第４クラッチ（ＣＬ４）を介して入力要素（ｉｎｐｕｔ）の動力が第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）に提供されれば、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）のギア比によって第６回転要素を介して増速された動力が出力される。

図２４は後進段であるＲ段に入力した状態を示すもので、第１クラッチ（ＣＬ１）、第２クラッチ（ＣＬ２）、及び第５クラッチ（ＣＬ５）が作動し、第２クラッチ（ＣＬ２）によって第７回転要素が固定された状態で、第５クラッチ（ＣＬ５）を介して、第２回転要素の回転力が第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）で減速されて第８回転要素に伝達されるので、第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第６回転要素の逆方向の回転力が出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）に出力される。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

本発明はエンジンからの動力とモーターからの動力を受けて駆動輪に提供する変速機に適用可能である。

ｉｎｐｕｔ入力要素
ｏｕｔｐｕｔ出力要素
ＭＧモータージェネレータ
ＣＬ１第１クラッチ
ＣＬ２第２クラッチ
ＣＬ３第３クラッチ
ＣＬ４第４クラッチ
ＣＬ５第５クラッチ
ＣＬ６第６クラッチ
ＣＬ７第７クラッチ
ＰＧＳ１第１遊星ギアセット
ＰＧＳ２第２遊星ギアセット
ＰＳ１第１シングルピニオン遊星ギア装置
ＰＳ２第２シングルピニオン遊星ギア装置
ＰＤ２第２ダブルピニオン遊星ギア装置
ＰＤ３第３ダブルピニオン遊星ギア装置
ＰＳ４第４シングルピニオン遊星ギア装置

Claims

入力要素（ｉｎｐｕｔ）とモータージェネレータ（ＭＧ）と第１クラッチ（ＣＬ１）とが連結され、４個以上の回転要素を備えた複合遊星ギア装置でなる第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）と、
出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）が連結され、４個以上の回転要素を持つ第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）と、
を含んでなり、
前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素は、前記入力要素（ｉｎｐｕｔ）と常時連結され、
前記第１クラッチ（ＣＬ１）は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素の回転を選択的に停止させるように設置され、
前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素は、前記モータージェネレータ（ＭＧ）と常時連結されることを特徴とするハイブリッド変速機。
前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）と常時連結されない少なくとも２個以上の回転要素と常時連結されるか、あるいはクラッチを介して選択的に連結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変速機。
前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）と常時連結されない少なくとも２個以上の回転要素と、クラッチを介して選択的に連結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変速機。
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素は、第６クラッチ（ＣＬ６）を介して、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素と選択的に連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素は、前記出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）と、常時連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素は、第４クラッチ（ＣＬ４）及び第２クラッチ（ＣＬ２）を介して、前記入力要素（ｉｎｐｕｔ）及び変速機ケースに選択的に連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素は、第５クラッチ（ＣＬ５）及び第３クラッチ（ＣＬ３）を介し、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素及び変速機ケースに選択的に連結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変速機。
前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）は、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）と第２シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）とが結合されてなり、
前記第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）の回転要素は、第１サンギア（Ｓ１）と第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギア（Ｒ１）とでなり、
前記第２シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）の回転要素は、第２サンギア（Ｓ２）と第２キャリア（Ｃ２）と第２リングギア（Ｒ２）とでなり、
前記第２リングギア（Ｒ２）は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素を構成し、
前記第１リングギア（Ｒ１）は、前記第２キャリア（Ｃ２）と常時連結されて前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素を構成し、
前記第１キャリア（Ｃ１）は、前記第２サンギア（Ｓ２）と常時連結されて前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素を構成し、
前記第１サンギア（Ｓ１）は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素を構成することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド変速機。
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の回転要素は、第３サンギア（Ｓ３）と第４サンギア（Ｓ４）と第３−４キャリア（Ｃ３−４）と第３−４リングギア（Ｒ３−４）とでなり、
前記第４サンギア（Ｓ４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素であり、
前記第３−４リングギア（Ｒ３−４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素であり、
前記第３−４キャリア（Ｃ３−４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素であり、
前記第３サンギア（Ｓ３）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素であることを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド変速機。
前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）は、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）と第２シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）とが結合されてなり、
前記第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）の回転要素は、第１サンギア（Ｓ１）と第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギア（Ｒ１）とでなり、
前記第２シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）の回転要素は、第２サンギア（Ｓ２）と第２キャリア（Ｃ２）と第２リングギア（Ｒ２）とでなり、
前記第１リングギア（Ｒ１）は、第２リングギア（Ｒ２）と常時連結されて前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素を構成し、
前記第２キャリア（Ｃ２）は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素を構成し、
前記第１キャリア（Ｃ１）は、前記第２サンギア（Ｓ２）と常時連結されて前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素を構成し、
前記第１サンギア（Ｓ１）は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素を構成することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド変速機。
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の回転要素は、第３サンギア（Ｓ３）と第４サンギア（Ｓ４）と第３−４キャリア（Ｃ３−４）と第３−４リングギア（Ｒ３−４）とでなり、
前記第４サンギア（Ｓ４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素であり、
前記第３−４リングギア（Ｒ３−４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素であり、
前記第３−４キャリア（Ｃ３−４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素であり、
前記第３サンギア（Ｓ３）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素であることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド変速機。
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素は、第６クラッチ（ＣＬ６）を介して、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素と選択的に連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素は、前記出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）と常時連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素は、第４クラッチ（ＣＬ４）及び第２クラッチ（ＣＬ２）を介して、入力要素（ｉｎｐｕｔ）及び変速機ケースに選択的に連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素は、第７クラッチ（ＣＬ７）と第５クラッチ（ＣＬ５）と第３クラッチ（ＣＬ３）とを介して、前記入力要素（ｉｎｐｕｔ）と前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素と変速機ケースにと選択的に連結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変速機。
前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）は、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）と第２ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）とが結合されてなり、
前記第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）の回転要素は、第１サンギア（Ｓ１）と第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギア（Ｒ１）とでなり、
前記第２ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ２）の回転要素は、第２サンギア（Ｓ２）と第２キャリア（Ｃ２）と第２リングギア（Ｒ２）とでなり、
前記第１リングギア（Ｒ１）は、第２キャリア（Ｃ２）と常時連結されて前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素を構成し、
前記第２リングギア（Ｒ２）は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素を構成し、
前記第１キャリア（Ｃ１）は、前記第２サンギア（Ｓ２）と常時連結して前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素を構成し、
前記第１サンギア（Ｓ１）は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素を構成することを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド変速機。
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の回転要素は、第３サンギア（Ｓ３）と第４サンギア（Ｓ４）と第３−４キャリア（Ｃ３−４）と第３−４リングギア（Ｒ３−４）とでなり、
前記第４サンギア（Ｓ４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素であり、
前記第３−４リングギア（Ｒ３−４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素であり、
前記第３−４キャリア（Ｃ３−４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素であり、
前記第３サンギア（Ｓ３）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素であることを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド変速機。
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素と常時連結されるとともに、第５クラッチ（ＣＬ５）を介して、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第５回転要素と選択的に連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素は、前記出力要素（ｏｕｔｐｕｔ）と常時連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素は、第４クラッチ（ＣＬ４）及び第２クラッチ（ＣＬ２）を介して、前記入力要素（ｉｎｐｕｔ）及び変速機ケースに選択的に連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素は、第６クラッチ（ＣＬ６）を介して、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第５回転要素と選択的に連結され、
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第５回転要素は、第７クラッチ（ＣＬ７）と第５クラッチ（ＣＬ５）と第６クラッチ（ＣＬ６）と第３クラッチ（ＣＬ３）とを介して、前記入力要素（ｉｎｐｕｔ）と常時連結された前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素と、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素と常時連結された前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素と、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素と、変速機ケースと、に選択的に連結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変速機。
前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）は、第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）と第２ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＤ２）とが結合されてなり、
前記第１シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ１）の回転要素は、第１サンギア（Ｓ１）と第１キャリア（Ｃ１）と第１リングギア（Ｒ１）とでなり、
前記第２ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＤ２）の回転要素は、第２サンギア（Ｓ２）と第２キャリア（Ｃ２）と第２リングギア（Ｒ２）とでなり、
前記第１リングギア（Ｒ１）は、第２キャリア（Ｃ２）と常時連結されて前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第１回転要素を構成し、
前記第２リングギア（Ｒ２）は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第２回転要素を構成し、
前記第１キャリア（Ｃ１）は、前記第２サンギア（Ｓ２）と常時連結されて前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第３回転要素を構成し、
前記第１サンギア（Ｓ１）は、前記第１遊星ギアセット（ＰＧＳ１）の第４回転要素を構成することを特徴とする請求項１２に記載のハイブリッド変速機。
前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）は、第３ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＤ３）と第４シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ４）とが結合されてなり、
前記第３ダブルピニオン遊星ギア装置（ＰＤ３）の回転要素は、第３サンギア（Ｓ３）と第３キャリア（Ｃ３）と第３リングギア（Ｒ３）とでなり、
前記第４シングルピニオン遊星ギア装置（ＰＳ４）の回転要素は、第４サンギア（Ｓ４）と第４キャリア（Ｃ４）と第４リングギア（Ｒ４）とでなり、
前記第３サンギア（Ｓ３）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第１回転要素を構成し、
前記第４リングギア（Ｒ４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第２回転要素を構成し、
前記第３リングギア（Ｒ３）は、前記第４キャリア（Ｃ４）と常時連結されて前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第３回転要素を構成し、
前記第３キャリア（Ｃ３）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第４回転要素を構成し、
前記第４サンギア（Ｓ４）は、前記第２遊星ギアセット（ＰＧＳ２）の第５回転要素を構成することを特徴とする請求項１３に記載のハイブリッド変速機。