JP6315692B2

JP6315692B2 - 車両の変速装置

Info

Publication number: JP6315692B2
Application number: JP2014169200A
Authority: JP
Inventors: ギョン勳李; 種ミン金; 鍾述朴; 秉鉉李; 承鎬李; 聖旭黄; 旻俊宋
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2018-04-25
Anticipated expiration: 2034-08-22
Also published as: CN104728373A; DE102014116436A1; KR101518948B1; JP2015117825A; CN104728373B; US9744840B2; US20150165888A1

Description

本発明は、車両用変速装置に係り、より詳しくは、ダブルクラッチ変速機（ＤＣＴ）の構造にモータ／ゼネレータと遊星ギヤセットを追加してスムーズな発進および迅速な変速を実現し、回生制動および発進充電を実現して燃費を向上させることができる車両用変速装置に関する。

車両におけるエコ技術は、未来の自動車産業の存続がかかっている核心技術であって、自動車メーカーは環境および燃費規制を達成するためのエコ自動車の開発に総力を注いでいる。
未来型自動車技術としては、電気エネルギーを用いる電気自動車（ＥＶ：ＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ：ＨｙｂｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅ）、効率と利便性を向上させたダブルクラッチ変速機（ＤＣＴ：ＤｏｕｂｌｅＣｌｕｔｃｈＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が例に挙げられる。

また、自動車メーカーでは、各国の排気ガス規制を満足させ、燃費性能の向上のために動力伝達系統の効率の向上を図り、動力伝達系統の効率の向上のためにＩＳＧ（ＩｄｌｅＳｔｏｐＡｎｄＧｏ）装置と、回生制動（ＲｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅＢｒａｋｉｎｇ）装置などの技術を実用化するために努力している。
ＩＳＧ装置は、車両の停止時にはエンジンを停止させ、出発時にはエンジンを始動させる技術であり、回生制動装置は、車両の制動時に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る発電機を駆動させ、この時に発生する電気エネルギーをバッテリーに貯蔵し車両の駆動時に再使用する技術である。

ハイブリッド電気自動車は、２つ以上のエネルギー源（ＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅ）を使用する自動車であって、２つ以上のエネルギー源は多様な方式で組合わせられる。通常、ハイブリッド電気自動車は、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、電気エネルギーにより駆動されるモータ／ゼネレータを混成させて（Ｈｙｂｒｉｄ）構成される。
また、ハイブリッド電気自動車に適用可能な変速機としては、ＤＣＴ（ダブルクラッチ変速機）が一例に挙げられる。ＤＣＴは、手動変速機の構造に２つのクラッチを適用して効率を上げ、便宜性を向上させることができる。

即ち、ＤＣＴは、２つのクラッチを使用して奇数段および偶数段を交互に作動させながら変速が行われる変速機であって、奇数段および偶数段を交互に作動させるメカニズムは、既存のＭＴ（手動変速機）およびＡＭＴ（自動化手動変速機）が有する変速過程におけるトルク断絶感を改善することができる。
しかしながら、ＤＣＴは、発進時にクラッチスリップによるクラッチ焼損およびエネルギー損失が大きく、登坂発進時にクラッチスリップによる後方スリップが過度に発生して安全上の問題があり、クラッチ熱容量の問題により変速時間を短く制御しなければならないため、自動変速機に比べて変速衝撃が大きいという問題点を有している。

特表２０１０−５１０４４９号公報

本発明の目的は、ダブルクラッチ変速機（ＤＣＴ）の構造にモータ／ゼネレータと遊星ギヤセットを追加してスムーズな発進および迅速な変速を実現し、回生制動および発進充電を実現して燃費を向上させることができる車両用変速装置を提供することにある。
また、モータ／ゼネレータの作動が不可能な場合にも、変速を可能にして走行安全性を向上させた車両用変速装置を提供することにある。

本発明の車両用変速装置は、エンジンの動力を選択的に伝達するように形成された第１入力軸と、
前記第１入力軸と回転干渉なしに配置され、前記エンジンの動力を選択的に伝達するように形成され、外周面上に一つ以上の入力ギヤが固定的に配置される第２入力軸と、
前記第２入力軸と並んで配置され、前記第１入力軸と回転干渉なしに配置され、前記第２入力軸と選択的に連結され、外周面上に一つ以上の入力ギヤが固定的に配置される第３入力軸と、
モータまたはゼネレータ機能を有するモータ／ゼネレータと、
前記モータ／ゼネレータと直接連結される第１回転要素、第３入力軸と直接連結される第２回転要素、および前記第１入力軸と直接連結される第３回転要素を保有する遊星ギヤセットと、
前記第２入力軸または第３入力軸から入力される回転動力を変速し、変速された回転動力を出力する第１変速出力機構と、
前記第２入力軸または第３入力軸から入力される回転動力を変速し、変速された回転動力を出力する第２変速出力機構と、を含むことを特徴とする。

前記第２入力軸に固定的に配置される一つ以上の入力ギヤは、偶数変速段の実現に関連し、前記第３入力軸に固定的に配置される一つ以上の入力ギヤは、後進変速段を含む奇数変速段の実現に関連していることを特徴とする。

前記第２入力軸上には、第４速を実現するための第１入力ギヤと、第２速を実現するための第２入力ギヤとが固定的に配置され、前記第３入力軸上には、第１速または後進を実現するための第３入力ギヤと、第３速を実現するための第４入力ギヤとが固定的に配置されることを特徴とする。

前記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り、第１回転要素はサンギヤであり、第２回転要素は遊星キャリアであり、第３回転要素はリングギヤであることを特徴とする。

前記エンジンを選択的に前記第１入力軸に連結する第１クラッチと、
前記エンジンを選択的に前記第２入力軸に連結する第２クラッチと、
前記第２入力軸を選択的に前記第３入力軸に連結する第３クラッチと、
をさらに含むことを特徴とする。

前記第１変速出力機構は、
前記第２、第３入力軸と平行に配置される第１出力軸と、
前記第１入力軸または第２入力軸上の一つ以上の入力ギヤと噛合し、前記第１出力軸に回転可能に配置される一つ以上の速度ギヤと、
前記第１出力軸上に配置され、前記一つ以上の速度ギヤを選択的に前記第１出力軸に連結する第１シンクロナイザと、
前記第１出力軸に固定的に配置され、第１出力軸の回転動力を出力する第１出力ギヤと、
を含むことを特徴とする。

前記第１出力軸上には、第３入力ギヤにギヤ連結される第１速度ギヤと、第１入力ギヤとギヤ連結される第４速度ギヤとが回転可能に配置されることを特徴とする。

前記第２変速出力機構は、
前記第２、第３入力軸と平行に配置される第２出力軸と、
前記第１入力軸または第２入力軸上の一つ以上の入力ギヤと噛合し、前記第２出力軸に回転可能に配置される一つ以上の速度ギヤと、
前記第２出力軸上に配置され、前記一つ以上の速度ギヤを選択的に前記第２出力軸に連結する第２、第３シンクロナイザと、
前記第２出力軸に固定的に配置され、第２出力軸の回転動力を出力する第２出力ギヤと、
を含むことを特徴とする。

前記第２シンクロナイザは、第２入力ギヤとギヤ連結される第２速度ギヤ、または後進速度ギヤを前記第２出力軸に選択的に連結することを特徴とする。

前記第３シンクロナイザは、第４入力ギヤとギヤ連結される第３速度ギヤを前記第２出力軸に選択的に連結することを特徴とする。

前記遊星ギヤセットの第１回転要素と前記第３入力軸を選択的に連結す請求項１に記載の車両用変速装置。

前記第２変速出力機構と平行に配置されており、後進変速段を実現するように形成された後進制御機構をさらに含むことを特徴とする。

前記第２出力軸に回転可能に配置される一つ以上の速度ギヤは、後進速度ギヤを含み、前記後進制御機構は、
前記第２変速出力機構と平行に配置されるアイドル軸と、
前記第３入力軸の第３入力ギヤと前記第２出力軸の後進速度ギヤにギヤ連結される後進アイドルギヤと、
を含むことを特徴とする。

前記第２入力軸と第３入力軸のそれぞれは、中空軸であり、
前記第１入力軸は、前記第２入力軸と第３入力軸を同時に貫通することを特徴とする。

また、本発明は、エンジンの動力を選択的に伝達するように形成された第１入力軸と、
前記第１入力軸と回転干渉なしに配置され、前記エンジンの動力を選択的に伝達するように形成され、外周面上に一つ以上の入力ギヤが固定的に配置される第２入力軸と、
前記第２入力軸と並んで配置され、前記第１入力軸と回転干渉なしに配置され、前記第２入力軸と選択的に連結され、外周面上に一つ以上の入力ギヤが固定的に配置される第３入力軸と、
モータまたはゼネレータ機能を有するモータ／ゼネレータと、
前記モータ／ゼネレータと直接連結される第１回転要素、第３入力軸と直接連結される第２回転要素、および前記第１入力軸と直接連結される第３回転要素を保有する遊星ギヤセットと、
前記エンジンを選択的に前記第１入力軸に連結する第１クラッチと、
前記エンジンを選択的に前記第２入力軸に連結する第２クラッチと、
前記第２入力軸を選択的に前記第３入力軸に連結する第３クラッチと、
前記遊星ギヤセットの第１回転要素と前記第３入力軸を選択的に連結する第４クラッチと、
前記第２入力軸または第３入力軸から入力される回転動力を変速し、変速された回転動力を出力する第１変速出力機構と、
前記第２入力軸または第３入力軸から入力される回転動力を変速し、変速された回転動力を出力する第２変速出力機構と、
前記第２変速出力機構と平行に配置されており、後進変速段を実現するように形成された後進制御機構と、
を含むことを特徴とする車両用変速装置。

前記第２入力軸上には、第４速を実現するための第１入力ギヤと、第２速を実現するための第２入力ギヤとが固定的に配置され、
前記第３入力軸上には、第１速または後進を実現するための第３入力ギヤと、第３速を実現するための第４入力ギヤとが固定的に配置されることを特徴とする。

前記第１変速出力機構は、
前記第２、第３入力軸と平行に配置される第１出力軸と、
前記第３入力ギヤにギヤ連結され、前記第１出力軸に回転可能に配置される第１速度ギヤと、
前記第１入力ギヤとギヤ連結され、前記第１出力軸に回転可能に配置される第４速度ギヤと、
前記第１速度ギヤまたは第４速度ギヤを選択的に前記第１出力軸に連結する第１シンクロナイザと、
前記第１出力軸に固定的に配置され、第１出力軸の回転動力を出力する第１出力ギヤと、
を含むことを特徴とする。

前記第２変速出力機構は、
前記第２、第３入力軸と平行に配置される第２出力軸と、
前記第２入力ギヤとギヤ連結され、前記第２出力軸に回転可能に配置される第２速度ギヤと、
前記第４入力ギヤとギヤ連結され、前記第２出力軸に回転可能に配置される第３速度ギヤと、
前記第２出力軸に回転可能に配置される後進速度ギヤと、
前記第２速度ギヤまたは後進速度ギヤを選択的に第２出力軸に連結する第２シンクロナイザと、
前記第３速度ギヤを選択的に第２出力軸に連結する第３シンクロナイザと、
前記第２出力軸に固定的に配置され、第２出力軸の回転動力を出力する第２出力ギヤと、を含むことを特徴とする。

前記後進制御機構は、
前記第２変速出力機構と平行に配置されるアイドル軸と、
前記第３入力軸の第３入力ギヤと前記第２出力軸の後進速度ギヤにギヤ連結される後進アイドルギヤと、を含むことを特徴とする。

本発明の車両用変速装置によれば、エンジンの回転動力で４個の前進変速段を実現し、エンジンとモータ／ゼネレータの回転動力で２個のＨＥＶ前進変速段および１個のＨＥＶ後進変速段を実現し、前記モータ／ゼネレータの回転動力で４個のＥＶモード前進変速段を実現することができるため、燃費を改善することができる。
また、遊星ギヤセットの回転要素にそれぞれ連結されたエンジンとモータ／ゼネレータにより摩擦部材のスリップなしにスムーズな発進が行われ、エンジンの動力を遮断した状態でモータ／ゼネレータだけで発進が可能でスムーズな発進ができる。
また、発進時、摩擦部材のスリップが発生しないため、摩擦部材の耐久性が向上してエネルギー損失を最少化して燃費を改善することができる。
また、摩擦部材のスリップによる変速の代わりに、モータ／ゼネレータを通じた変速制御が行われるため、スムーズな変速が可能となる。
また、エンジンの回転動力で走行が行われる時、前記モータ／ゼネレータの回転動力を補助動力として使用することができるため、加速性能を向上させることができる。
また、モータ／ゼネレータの故障時には、一般的なダブルクラッチ変速機のように作動するため、車両の安全走行が可能になる。

本発明の実施形態に係る変速装置の構成図である。本発明の実施形態に係る変速装置の変速作動表である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
但し、本発明の実施形態を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似する構成要素については同一の図面符号を適用して説明する。
また、下記の説明で構成の名称を第１、第２などに区分したのは、その構成の名称が同一でこれを区分するためであり、必ずその順序に限定されるのではない。

図１は、本発明の実施形態に係る変速装置の構成図である。
図１に示す通り、本発明の実施形態に係る変速装置は、第１、第２、第３入力軸ＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３と、遊星ギヤセットＰＧと、モータ／ゼネレータＭＧと、第１、第２、第３、第４クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４と、第１、第２変速出力機構ＯＵＴ１、ＯＵＴ２と、後進制御機構ＲＣＭとを含んで構成される。
第１入力軸ＩＳ１は、エンジンＥＮＧの出力側と選択的に連結される。
第２入力軸ＩＳ２は、中空軸で形成されており、第１入力軸ＩＳ１の一側部外周に回転干渉なしに配置される。第２入力軸ＩＳ２は、エンジンＥＮＧの出力側と選択的に連結され、その外周には一側から他側へ順次に第１、第２入力ギヤＧ１、Ｇ２が相互間隔をおいて固定的に配置される。

第３入力軸ＩＳ３は、中空軸で形成されており、第１入力軸ＩＳ１の他側部外周に回転干渉なしに配置される。第３入力軸ＩＳ３は、第２入力軸ＩＳ２と選択的に連結され、その外周には一側から他側へ順次に第３、第４入力ギヤＧ３、Ｇ４が相互間隔をおいて固定的に配置される。
第１、第２、第３、第４入力ギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４は、各変速段でそれぞれ作動する入力ギヤであって、第１入力ギヤＧ１は第４速を実現するための入力ギヤであり、第２入力ギヤＧ２は第２速を実現するための入力ギヤであり、第３入力ギヤＧ３は後進または第１速を実現するための入力ギヤであり、第４入力ギヤＧ４は第３速を実現するための入力ギヤである。
ここで、第２入力軸ＩＳ２には偶数変速段を実現するための入力ギヤが配置され、第３入力軸ＩＳ３には後進および奇数変速段を実現するための入力ギヤが配置される。

遊星ギヤセットＰＧは、第３入力軸ＩＳ３の他側部に配置され、三個の回転要素を含む。第１回転要素は、モータ／ゼネレータＭＧと直接連結されると同時に、第３入力軸ＩＳと選択的に連結され、第２回転要素は、第３入力軸ＩＳ３に直接連結され、第３回転要素は、第１入力軸ＩＳ１に直接連結される。
遊星ギヤセットＰＧは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第１回転要素がサンギヤＳであり、第２回転要素が遊星キャリアＰＣであり、第３回転要素がリングギヤＲからなる。
モータ／ゼネレータＭＧは、モータとゼネレータ機能を行うことができ、遊星ギヤセットＰＧの半径外側に配置される。
また、モータ／ゼネレータＭＧは、変速機ハウジングに固定されるステータＳＴと、ステータＳＴの半径内側で回転可能に支持されるロータＲＴとを含む。ロータＲＴは、遊星ギヤセットＰＧの第１回転要素であるサンギヤＳに直接連結される。

そのために、モータ／ゼネレータＭＧは、エンジンＥＮＧの回転動力によりゼネレータ機能を行いながら発電される電気エネルギーをバッテリーに充電したり、自動車の走行のための駆動力を発生するモータ機能を行うことができる。
第１クラッチＣＬ１は、エンジンＥＮＧの出力側と第１入力軸ＩＳ１との間に配置されており、第１入力軸ＩＳ１をエンジンＥＮＧの出力側に選択的に連結する。
第２クラッチＣＬ２は、エンジンＥＮＧの出力側と第２入力軸ＩＳ２との間に配置されており、第２入力軸ＩＳ２をエンジンＥＮＧの出力側に選択的に連結する。
第１、第２クラッチＣＬ１ＣＬ２は、通常の流体多板クラッチから形成されてもよく、油圧制御システム（図示せず）により制御され得る。
第３クラッチＣＬ３は、第２入力軸ＩＳ２の他端部と第３入力軸ＩＳ３の一端部との間に配置されており、第２入力軸ＩＳ２と第３入力軸ＩＳ３を選択的に連結する。

第４クラッチＣＬ４は、遊星ギヤセットＰＧのサンギヤＳとモータ／ゼネレータＭＧのロータＲＴを第３入力軸ＩＳ３に選択的に連結する。
第３、第４クラッチＣＬ３ＣＬ４は、通常のシンクロナイザからなる。
第３、第４クラッチＣＬ３ＣＬ４であるシンクロナイザは、当業者によく知られているため、これについての詳細な説明は省略する。また、シンクロナイザに適用されるスリーブＣＬ３ａ、ＣＬ４ａは、当業者によく知られているように、別途のアクチュエータ（図示せず）により作動し、アクチュエータはトランスミッション制御ユニットにより制御される。
第３、第４クラッチＣＬ３ＣＬ４は、シンクロナイザに限定されず、制御が可能なドッグクラッチ、油圧多板クラッチなどでもよい。

第１変速出力機構ＯＵＴ１は、第２、第３入力軸ＩＳ２、ＩＳ３と一定間隔をおいて平行に配置される第１出力軸ＯＳ１と、第１、第４速度ギヤＤ１、Ｄ４と、第１速度ギヤＤ１または第４速度ギヤＤ４を第１出力軸ＯＳ１に選択的に連結する第１シンクロナイザＳＬ１とを含んで構成される。
第１速度ギヤＤ１は、第３入力ギヤＧ３とギヤ連結され、第４速度ギヤＤ４は、第１入力ギヤＧ１とギヤ連結される。
そして、第１変速出力機構ＯＵＴ１を通じて変速された回転動力は、第１出力軸ＯＳ１の一端部または他端部に固定的に配置された第１出力ギヤＯＧ１と、第１出力ギヤＯＧ１とギヤ連結された従減速ギヤＦＧを通じてデファレンシャル機構ＤＩＦＦに伝達される。

第２変速出力機構ＯＵＴ２は、第２、第３入力軸ＩＳ２、ＩＳ３と一定間隔をおいて平行に配置される第２出力軸ＯＳ２と、第２、第３速度ギヤＤ２、Ｄ３および後進速度ギヤＲＧと、第２速度ギヤＤ２または後進速度ギヤＲＧを選択的に第２出力軸ＯＳ２に連結する第２シンクロナイザＳＬ２と、第３速度ギヤＤ３を選択的に第２出力軸ＯＳ２に連結する第３シンクロナイザＳＬ３とを含んで構成される。
第２シンクロナイザＳＬ２は、第２出力軸ＯＳ２の一側に配置され、第３シンクロナイザＳＬ３は第２出力軸ＯＳ２の他側に配置される。
第２速度ギヤＤ２は、第２入力ギヤＧ２とギヤ連結され、後進速度ギヤＲＧは、後進制御機構ＲＣＭを通じて第３入力ギヤＧ３と連結される。

第３速度ギヤＤ３は、第４入力ギヤＧ４とギヤ連結される。
そして、第２変速出力機構ＯＵＴ２を通じて変速された回転動力は、第２出力軸ＯＳ２の一端部または他端部に固定的に配置された第２出力ギヤＯＧ２と、第２出力ギヤＯＧ２にギヤ連結される従減速ギヤＦＧを通じてデファレンシャル機構ＤＩＦＦに伝達される。
第１、第２、第３シンクロナイザＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３は、当業者によく知られているため、これについての詳細な説明は省略する。また、第１、第２、第３シンクロナイザＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３にそれぞれ適用される第１、第２、第３スリーブＳＬＥ１、ＳＬＥ２、ＳＬＥ３は、当業者によく知られているように、別途のアクチュエータにより作動し、アクチュエータはトランスミッション制御ユニットにより制御される。

後進制御機構ＲＣＭは、第３入力軸ＩＳ３と第２出力軸ＯＳ２に平行に配置されるアイドル軸ＲＩＳと、第３入力軸ＩＳ３上の第３入力ギヤＧ３と第２出力軸ＯＳ１上の後進速度ギヤＲＧにギヤ連結され、アイドル軸ＲＩＳに回転可能に配置される後進アイドルギヤＲＩＧとを含む。
後進アイドルギヤＲＩＧは、第３入力ギヤＧ３の正方向の回転動力を逆方向の回転動力に転換し、転換された回転動力を後進変速ギヤＲＧに伝達する。したがって、後進変速段が実現される。

図２は、本発明の実施形態に係る変速装置の変速作動表である。
［中立］
エンジンが始動された状態で中立を維持する場合には、第１シンクロナイザＳＬ１の第１スリーブＳＬＥ１を通じて第１速度ギヤＤ１と第１出力軸ＯＳ１を作動的に連結し、いかなるクラッチも作動させない。
［第１速］
第１速では、第１シンクロナイザＳＬ１の第１スリーブＳＬＥ１を通じて第１速度ギヤＤ１と第１出力軸ＯＳ１を作動的に連結し、第３クラッチＣＬ３のスリーブＣＬ３ａを通じて第２入力軸ＩＳ２と第３入力軸ＩＳ３を作動的に連結する。その後、第２クラッチＣＬ２を作動させると、第１速が実現される。
そのために、エンジンＥＮＧの回転動力は、第２クラッチＣＬ２、第２入力軸ＩＳ２、第３クラッチＣＬ３、第３入力軸ＩＳ３、第３入力ギヤＧ３、第１速度ギヤＤ１、第１出力軸ＯＳ１、そして第１出力ギヤＯＧ１を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

［第２速］
第１速の状態で車速が増加して第２速へ変速しようとする時は、第３クラッチＣＬ３のスリーブＣＬ３ａを解除して第２入力軸ＩＳ２と第３入力軸ＩＳ３を分離し、第２クラッチＣＬ２を解除する。
そして、第２シンクロナイザＳＬ２の第２スリーブＳＬＥ２を通じて第２速度ギヤＤ２と第２出力軸ＯＳ２を作動的に連結した後、再び第２クラッチＣ２を作動させる。
そうすると、エンジンＥＮＧの回転動力が第２クラッチＣＬ２、第２入力軸ＩＳ２、第２入力ギヤＧ２、第２速度ギヤＤ２、第２出力軸ＯＳ２、第２出力ギヤＯＧ２を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

［第３速］
第２速の状態で車速が増加して第３速へ変速しようとする時は、第２クラッチＣＬ２を解除し、第２シンクロナイザＳＬ２の第２スリーブＳＬＥ２を中立状態へ復帰させる。また、第３シンクロナイザＳＬ３の第３スリーブＳＬＥ３を通じて第３速度ギヤＤ３を第２出力軸ＯＳ２と作動的に連結した後、第３クラッチＣＬ３と第２クラッチＣＬ２を作動させる。
そうすると、エンジンＥＮＧの回転動力が第２クラッチＣＬ２、第２入力軸ＩＳ２、第３クラッチＣＬ３、第３入力軸ＩＳ３、第４入力ギヤＧ４、第３速度ギヤＤ３、第２出力軸ＯＳ２、第２出力ギヤＯＧ２を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

［第４速］
第３速の状態で車速が増加して第４速へ変速しようとする時は、第３クラッチＣＬ３のスリーブＣＬ３ａを解除して第２入力軸ＩＳ２と第３入力軸ＩＳ３を分離し、第２クラッチＣＬ２を解除する。
そして、第１シンクロナイザＳＬ１の第１スリーブＳＬＥ１を通じて第４速度ギヤＤ４と第１出力軸ＯＳ１を作動的に連結した後、再び第２クラッチＣ２を作動させる。
そうすると、エンジンＥＮＧの回転動力が第２クラッチＣＬ２、第２入力軸ＩＳ２、第１入力ギヤＧ１、第４速度ギヤＤ４、第１出力軸ＯＳ１、第１出力ギヤＯＧ１を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

そして、第４速へ変速が完了した後には、第３シンクロナイザＳＬ３を中立状態へ復帰させる。
本発明の実施形態に係る変速装置は、自動化された手動変速を行う場合、奇数段で第２、第３入力軸ＩＳ２、ＩＳ３が同時に回転するため、順次に変速段を上昇させたり下降させる予備変速が不可能になる。
また、本発明の実施形態に係る変速装置は、ＨＥＶモードで二つの前進変速段と一つの後進変速段を実現することができる。

ＨＥＶモードでは、エンジンＥＮＧとモータ／ゼネレータＭＧが共に駆動されることによって、第３入力軸ＩＳ３に関連した変速段へのみ変速が可能である。
［ＨＥＶ１速］
ＨＥＶ１速では、第１シンクロナイザＳＬ１の第１スリーブＳＬＥ１を通じて第１速度ギヤＤ１と第１出力軸ＯＳ１を作動的に連結した後に第１クラッチＣＬ１を作動させ、モータ／ゼネレータＭＧが駆動される。
そうすると、リングギヤＲにエンジンＥＮＧの回転動力が入力され、サンギヤＳにモータ／ゼネレータＭＧの回転動力が入力されることによって、エンジンＥＮＧとモータ／ゼネレータＭＧの回転動力が第３入力軸ＩＳ３で伝達される。
そして、第３入力軸ＩＳ３の回転動力は、第３入力ギヤＧ３と第１速度ギヤＤ１のギヤ比に応じて変化し、第１出力軸ＯＳ１、第１出力ギヤＯＧ１を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

［ＨＥＶ２速］
ＨＥＶ１速で車速が増加してＨＥＶ２速へ変速しようとする時は、第１クラッチＣ１を解除し、第１シンクロナイザＳＬ１を中立状態で復帰させる。また、第３シンクロナイザＳＬ３の第３スリーブＳＬＥ３を通じて第３速度ギヤＤ３と第２出力軸ＯＳ２を作動的に連結し、再び第１クラッチＣ１を作動させる。
そうすると、第３入力軸ＩＳ３の回転動力は、第４入力ギヤＧ４と第３速度ギヤＤ３のギヤ比に応じて変化し、第２出力軸ＯＳ２、第２出力ギヤＯＧ２を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

［ＨＥＶ後進］
ＨＥＶ後進変速段では、エンジンＥＮＧが始動された状態で第２シンクロナイザＳＬ２の第２スリーブＳＬＥ２を通じて後進速度ギヤＲＧと第２出力軸ＯＳ２を作動的に連結する。また、第１クラッチＣＬ１を作動させ、モータ／ゼネレータＭＧを駆動する。
そうすると、リングギヤＲにエンジンＥＮＧの回転動力が入力され、サンギヤＳにモータ／ゼネレータＭＧの回転動力が入力されることによって、エンジンＥＮＧとモータ／ゼネレータＭＧの回転動力が第３入力軸ＩＳ３に伝達される。
そして、第３入力軸ＩＳ３の回転動力は、第３入力ギヤＧ３、後進アイドルギヤＲＩＧ、後進速度ギヤＲＧ、第２出力軸ＯＳ２、第２出力ギヤＯＧ２を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

また、本発明の実施形態に係る変速装置は、ＥＶモードで４個の前進変速段を実現することができる。
ＥＶモードでは、モータ／ゼネレータＭＧの駆動力のみで車両の走行が行われる。
［ＥＶ１速］
ＥＶ１速では、第１シンクロナイザＳＬ１の第１スリーブＳＬＥ１を通じて第１速度ギヤＤ１と第１出力軸ＯＳ１を作動的に連結した後に第４クラッチＣＬ４を作動させる。
そうすると、遊星ギヤセットＰＧは直結の状態となり、モータ／ゼネレータＭＧの駆動力が第３入力軸ＩＳ３、第３入力ギヤＧ３、第１速度ギヤＤ１、第１出力軸ＯＳ１、第１出力ギヤＯＧ１を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

［ＥＶ２速］
ＥＶ１速で車速が増加してＥＶ２速へ変速しようとする時は、第４クラッチＣＬ４を解除し、第１シンクロナイザＳＬ１を中立状態へ復帰させる。また、第２シンクロナイザＳＬ２の第２スリーブＳＬＥ２を通じて第２速度ギヤＤ２と第２出力軸ＯＳ２を作動的に連結した後、再び第４クラッチＣＬ４を作動させ、第３クラッチＣＬ３を作動させる。
そうすると、第３入力軸ＩＳ３の回転動力は、第３クラッチＣＬ３、第２入力軸ＩＳ２、第２入力ギヤＧ２、第２速度ギヤＤ２、第２出力軸ＯＳ２、第２出力ギヤＯＧ２を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

［ＥＶ３速］
ＥＶ２速で車速が増加してＥＶ３速へ変速しようとする時は、第３、第４クラッチＣＬ３、ＣＬ４を解除し、第２シンクロナイザＳＬ２を中立状態で復帰させる。また、第３シンクロナイザＳＬ３の第３スリーブＳＬＥ３を通じて第３速度ギヤＤ３と第２出力軸ＯＳ２を作動的に連結した後、再び第４クラッチＣＬ４を作動させる。
そうすると、第３入力軸ＩＳ３の回転動力は、第４入力ギヤＧ４、第３速度ギヤＤ３、第２出力軸ＯＳ２、第２出力ギヤＯＧ２を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

［ＥＶ４速］
ＥＶ３速で車速が増加してＥＶ４速へ変速しようとする時は、第４クラッチＣＬ４を解除し、第３シンクロナイザＳＬ３を中立状態で復帰させる。また、第１シンクロナイザＳＬ１の第１スリーブＳＬＥ１を通じて第４速度ギヤＤ４と第１出力軸ＯＳ１を作動的に連結した後、再び第４クラッチＣＬ４を作動させ、第３クラッチＣＬ３を作動させる。
そうすると、第３入力軸ＩＳ３の回転動力は、第３クラッチＣＬ３、第２入力軸ＩＳ２、第１入力ギヤＧ１、第４速度ギヤＤ４、第１出力軸ＯＳ１、第１出力ギヤＯＧ１を通じて従減速ギヤＦＧに伝達される。

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るものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３、ＣＬ４…第１、第２、第３、第４クラッチ
ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３…第１、第２、第３シンクロナイザ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４…第１、第２、第３、第４速度ギヤ
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４…第１、第２、第３、第４入力ギヤ
ＩＳ１、ＩＳ２、ＩＳ３…第１、第２、第３入力軸
ＭＧ…モータ／ゼネレータ
ＯＳ１、ＯＳ２…第１、第２出力軸
ＯＵＴ１、ＯＵＴ２…第１、第２変速出力機構
ＰＧ…遊星ギヤセット
ＲＣＭ…後進制御機構
ＲＩＳ…アイドル軸
ＲＩＧ…後進アイドルギヤ

Claims

エンジンの動力を選択的に伝達するように形成された第１入力軸と、
前記第１入力軸と回転干渉なしに配置され、前記エンジンの動力を選択的に伝達するように形成され、外周面上に一つ以上の入力ギヤが固定的に配置される第２入力軸と、
前記第２入力軸と並んで配置され、前記第１入力軸と回転干渉なしに配置され、前記第２入力軸と選択的に連結され、外周面上に一つ以上の入力ギヤが固定的に配置される第３入力軸と、
モータまたはゼネレータ機能を有するモータ／ゼネレータと、
前記モータ／ゼネレータと直接連結される第１回転要素、第３入力軸と直接連結される第２回転要素、および前記第１入力軸と直接連結される第３回転要素を保有する遊星ギヤセットと、
前記第２入力軸または第３入力軸から入力される回転動力を変速し、変速された回転動力を出力する第１変速出力機構と、
前記第２入力軸または第３入力軸から入力される回転動力を変速し、変速された回転動力を出力する第２変速出力機構と、
を含むことを特徴とする車両用変速装置。
前記第２入力軸に固定的に配置される一つ以上の入力ギヤは、偶数変速段の実現に関連し、
前記第３入力軸に固定的に配置される一つ以上の入力ギヤは、後進変速段を含む奇数変速段の実現に関連していることを特徴とする請求項１に記載の車両用変速装置。
前記第２入力軸上には、第４速を実現するための第１入力ギヤと、第２速を実現するための第２入力ギヤとが固定的に配置され、
前記第３入力軸上には、第１速または後進を実現するための第３入力ギヤと、第３速を実現するための第４入力ギヤとが固定的に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車両用変速装置。
前記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り、第１回転要素はサンギヤであり、第２回転要素は遊星キャリアであり、第３回転要素はリングギヤであることを特徴とする請求項１に記載の車両用変速装置。
前記エンジンを選択的に前記第１入力軸に連結する第１クラッチと、
前記エンジンを選択的に前記第２入力軸に連結する第２クラッチと、
前記第２入力軸を選択的に前記第３入力軸に連結する第３クラッチと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用変速装置。
前記第１変速出力機構は、
前記第２、第３入力軸と平行に配置される第１出力軸と、
前記第１入力軸または第２入力軸上の一つ以上の入力ギヤと噛合し、前記第１出力軸に回転可能に配置される一つ以上の速度ギヤと、
前記第１出力軸上に配置され、前記一つ以上の速度ギヤを選択的に前記第１出力軸に連結する第１シンクロナイザと、
前記第１出力軸に固定的に配置され、第１出力軸の回転動力を出力する第１出力ギヤと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両用変速装置。
前記第１出力軸上には、第３入力ギヤにギヤ連結される第１速度ギヤと、第１入力ギヤとギヤ連結される第４速度ギヤとが回転可能に配置されることを特徴とする請求項６に記載の車両用変速装置。
前記第２変速出力機構は、
前記第２、第３入力軸と平行に配置される第２出力軸と、
前記第１入力軸または第２入力軸上の一つ以上の入力ギヤと噛合し、前記第２出力軸に回転可能に配置される一つ以上の速度ギヤと、
前記第２出力軸上に配置され、前記一つ以上の速度ギヤを選択的に前記第２出力軸に連結する第２、第３シンクロナイザと、
前記第２出力軸に固定的に配置され、第２出力軸の回転動力を出力する第２出力ギヤと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両用変速装置。
前記第２シンクロナイザは、第２入力ギヤとギヤ連結される第２速度ギヤ、または後進速度ギヤを前記第２出力軸に選択的に連結することを特徴とする請求項８に記載の車両用変速装置。
前記第３シンクロナイザは、第４入力ギヤとギヤ連結される第３速度ギヤを前記第２出力軸に選択的に連結することを特徴とする請求項８に記載の車両用変速装置。
前記遊星ギヤセットの第１回転要素と前記第３入力軸を選択的に連結する第４クラッチをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用変速装置。
前記第２変速出力機構と平行に配置されており、後進変速段を実現するように形成された後進制御機構をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の車両用変速装置。
前記第２出力軸に回転可能に配置される一つ以上の速度ギヤは、後進速度ギヤを含み、前記後進制御機構は、
前記第２変速出力機構と平行に配置されるアイドル軸と、
前記第３入力軸の第３入力ギヤと前記第２出力軸の後進速度ギヤにギヤ連結される後進アイドルギヤと、
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の車両用変速装置。
前記第２入力軸と第３入力軸のそれぞれは、中空軸であり、
前記第１入力軸は、前記第２入力軸と第３入力軸を同時に貫通することを特徴とする請求項１に記載の車両用変速装置。
エンジンの動力を選択的に伝達するように形成された第１入力軸と、
前記第１入力軸と回転干渉なしに配置され、前記エンジンの動力を選択的に伝達するように形成され、外周面上に一つ以上の入力ギヤが固定的に配置される第２入力軸と、
前記第２入力軸と並んで配置され、前記第１入力軸と回転干渉なしに配置され、前記第２入力軸と選択的に連結され、外周面上に一つ以上の入力ギヤが固定的に配置される第３入力軸と、
モータまたはゼネレータ機能を有するモータ／ゼネレータと、
前記モータ／ゼネレータと直接連結される第１回転要素、第３入力軸と直接連結される第２回転要素、および前記第１入力軸と直接連結される第３回転要素を保有する遊星ギヤセットと、
前記エンジンを選択的に前記第１入力軸に連結する第１クラッチと、
前記エンジンを選択的に前記第２入力軸に連結する第２クラッチと、
前記第２入力軸を選択的に前記第３入力軸に連結する第３クラッチと、
前記遊星ギヤセットの第１回転要素と前記第３入力軸を選択的に連結する第４クラッチと、
前記第２入力軸または第３入力軸から入力される回転動力を変速し、変速された回転動力を出力する第１変速出力機構と、
前記第２入力軸または第３入力軸から入力される回転動力を変速し、変速された回転動力を出力する第２変速出力機構と、
前記第２変速出力機構と平行に配置されており、後進変速段を実現するように形成された後進制御機構と、
を含むことを特徴とする車両用変速装置。
前記第２入力軸上には、第４速を実現するための第１入力ギヤと、第２速を実現するための第２入力ギヤとが固定的に配置され、
前記第３入力軸上には、第１速または後進を実現するための第３入力ギヤと、第３速を実現するための第４入力ギヤとが固定的に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の車両用変速装置。
前記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り、第１回転要素はサンギヤであり、第２回転要素は遊星キャリアであり、第３回転要素はリングギヤであることを特徴とする請求項１５に記載の車両用変速装置。
前記第１変速出力機構は、
前記第２、第３入力軸と平行に配置される第１出力軸と、
前記第３入力ギヤにギヤ連結され、前記第１出力軸に回転可能に配置される第１速度ギヤと、
前記第１入力ギヤとギヤ連結され、前記第１出力軸に回転可能に配置される第４速度ギヤと、
前記第１速度ギヤまたは第４速度ギヤを選択的に前記第１出力軸に連結する第１シンクロナイザと、
前記第１出力軸に固定的に配置され、第１出力軸の回転動力を出力する第１出力ギヤと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の車両用変速装置。
前記第２変速出力機構は、
前記第２、第３入力軸と平行に配置される第２出力軸と、
前記第２入力ギヤとギヤ連結され、前記第２出力軸に回転可能に配置される第２速度ギヤと、
前記第４入力ギヤとギヤ連結され、前記第２出力軸に回転可能に配置される第３速度ギヤと、
前記第２出力軸に回転可能に配置される後進速度ギヤと、
前記第２速度ギヤまたは後進速度ギヤを選択的に第２出力軸に連結する第２シンクロナイザと、
前記第３速度ギヤを選択的に第２出力軸に連結する第３シンクロナイザと、
前記第２出力軸に固定的に配置され、第２出力軸の回転動力を出力する第２出力ギヤと、
を含むことを特徴とする請求項１５に記載の車両用変速装置。
前記後進制御機構は、
前記第２変速出力機構と平行に配置されるアイドル軸と、
前記第３入力軸の第３入力ギヤと前記第２出力軸の後進速度ギヤにギヤ連結される後進アイドルギヤと、
を含むことを特徴とする請求項１９に記載の車両用変速装置。