KR101124925B1 - 차량용 동력 전달 장치 - Google Patents

Abstract

동력 손실이 적고, 또한 소형화하여 차량 탑재성을 향상시킬 수 있는 동력 전달 장치를 제공한다. 제1 원동기(2)와, 복수의 변속 기어쌍(14 내지 17)과, 출력 부재(11, 12)를 구비하고, 또한 제1 원동기(2)에 연결된 제1 회전 요소(Cr)와, 제2 회전 요소(Rg)와, 출력 부재에 대해 동력을 선택적으로 출력하는 제3 회전 요소(Sn)를 갖고, 또한 이들 적어도 3개의 회전 요소의 사이에서 차동 작용을 행하는 차동 기구(1)와, 제2 회전 요소에 연결된 제2 원동기(3)를 구비하고, 변속 기어쌍은 제1 회전 요소와 출력 부재의 사이에 설치되고 또한 선택적으로 동력 전달 가능한 상태가 되는 적어도 한 쌍의 제1 변속 기어쌍과, 제3 회전 요소와 출력 부재의 사이에 설치되고 또한 선택적으로 동력 전달 가능한 상태가 되는 적어도 한 쌍의 제2 변속 기어쌍을 포함하고, 또한 제2 원동기를 회전하지 않도록 선택적으로 고정하는 로크 기구(SL)를 구비하고 있다.

동력 전달 장치, 원동기, 회전 요소, 변속 기어쌍, 로크 기구

Description

차량용 동력 전달 장치 {VEHICULAR POWER TRANSMISSION SYSTEM}

본 발명은 엔진이나 전동기 등의 동력원이 출력한 동력을 출력축이나 출력 기어 등의 출력 부재에 전달하기 위한 차량용 동력 전달 장치에 관한 것으로, 특히 그 동력원의 회전수와 출력 부재의 회전수의 비를 변속 기어쌍에 의해 변경 가능한 동력 전달 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 동력 전달 장치는, 출력 토크를 요구에 따라서 변화시키거나, 혹은 동력원의 회전수를 효율이 좋은 회전수로 제어하기 위해 널리 사용되고 있다. 토크나 회전수를 변화시키는 기능을 갖는 기구로서는, 복수의 기어쌍을 이용한 기구가 다용되고, 또한 기어쌍을 이용한 경우에는, 벨트나 체인 혹은 유체를 사용한 기구와 비교하여, 동력의 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

그 일례가 일본 특허 출원 공개 제2002-204504호 공보에 기재되어 있다. 이 일본 특허 출원 공개 제2002-204504호 공보에 기재된 장치는, 이른바 트윈 클러치식의 변속기를 기본 구조로 하는 것이며, 엔진에 대해 각각 클러치를 통해 선택적으로 연결되는 2개의 클러치축을 구비하고, 그들 클러치축과 출력축의 사이에 복수 쌍의 기어쌍이 설치되고, 그들 기어쌍을 클러치축 혹은 출력축에 선택적으로 연결하는 클러치 기구가 설치되어 있다. 또한, 그들 클러치축의 사이에, 로터와 스테 이터가 함께 회전 가능한 이른바 차동식의 모터 제너레이터가 설치되고, 각 클러치축에는 베벨 기어를 통해 연결되어 있다. 즉, 모터 제너레이터는 클러치축에 대해 직교하는 방향을 향해 배치되어 있다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제2004-293795호 공보에는, 엔진이 출력한 토크를 이른바 차동식의 모터 제너레이터를 통해 2개의 클러치축에 분배하고, 그들 클러치축으로부터 출력축에 대해 각각의 소정의 기어비로 설정된 기어쌍을 통해 토크를 출력하도록 구성한 변속 시스템이 기재되어 있다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제2005-155891호 공보에는, 4개의 회전 요소를 구비한 라비뇨형 유성 기어 기구에 있어서의 소정의 회전 요소에 엔진이 연결되는 동시에, 다른 소정의 2개의 회전 요소가 출력 요소가 되고, 또한 남는 1개의 회전 요소에 모터 제너레이터가 연결된 구동 장치가 기재되어 있다. 이 일본 특허 출원 공개 제2005-155891호 공보에 기재된 구동 장치에서는, 각 출력 요소의 각각에 변속단 설정용의 기어쌍이 연결되고, 특정한 변속단을 설정하는 경우, 모터 제너레이터를 고정하여 라비뇨형 유성 기어 기구를 감속기로서 기능시키도록 구성되어 있다.

상술한 일본 특허 출원 공개 제2002-204504호 공보나 일본 특허 출원 공개 제2004-293795호 공보에 기재되어 있는 시스템은, 주행에 이용하는 기어와 비어 있는 기어의 기어비의 차를 이용하여 모터를 회전시키도록 구성되어 있고, 따라서 엔진이 출력하는 동력으로 주행하는 이른바 엔진 직결 주행시에, 모터를 불가피하게 회전시키는 것에 의존한다. 그로 인해, 이른바 드래그에 의한 동력 손실이 증대될 가능성이 있다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제2005-155891호 공보에 기재되어 있는 장치에서는, 모터 제너레이터를 고정하는 변속단에서의 이른바 드래그 손실을 저감할 수 있지만, 다른 변속단은 2개의 변속 기어쌍을 통해 동력을 전달하는 것에 의존하므로, 토크의 전달에 관여하는 기어의 수가 많아져 동력 손실이 증대될 가능성이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제에 착안하여 이루어진 것이며, 동력 손실을 저감하여 연비를 향상시킬 수 있는 차량용 동력 전달 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은, 제1 원동기와, 그 제1 원동기가 출력한 동력이 전달되는 기어비가 상이한 복수의 변속 기어쌍과, 변속 기어쌍으로부터 전달된 동력을 출력하는 출력 부재와, 상기 복수의 변속 기어쌍으로부터 어느 하나의 변속 기어쌍을 선택하여 출력 부재에 동력 전달 가능하게 하는 선택적 동력 전달 기구를 구비하고 있는 차량용 동력 전달 장치에 있어서, 제2 원동기와, 상기 제1 원동기에 연결된 제1 회전 요소와, 상기 제2 원동기에 연결된 제2 회전 요소와, 제3 회전 요소의 적어도 3개의 회전 요소를 갖고, 또한 이들 적어도 3개의 회전 요소의 사이에서 차동 작용을 행하는 차동 기구와, 상기 제1 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에 설치되고, 적어도 1개의 상기 변속 기어쌍을 갖는 제1 변속 기어쌍계와, 상기 제3 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에 설치되고, 적어도 1개의 상기 변속 기어쌍을 갖는 제2 변속 기어쌍계와, 상기 제2 원동기를 회전하지 않도록 선택적으로 고정하는 로크 기구를 구비하고 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 차동 기구는, 유성 기어 기구를 포함하고, 그 유성 기어 기구는 상기 유성 기어 기구에 대한 공선도상에서, 상기 제2 회전 요소를 끼운 양측에 상기 제1 회전 요소와 상기 제3 회전 요소가 위치하고, 또한 상기 차량의 전진시에 상기 제1 회전 요소에 대해 상기 제3 회전 요소가 반대 방향으로 회전하도록 구성되어 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 제2 변속 기어쌍계를 상기 제3 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 토크 전달 가능한 상태로 설정하여 소정의 변속단을 설정하는 경우에 상기 로크 기구에 의해 상기 제2 원동기를 고정하고, 또한 상기 제1 변속 기어쌍계를 상기 제1 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 토크 전달 가능한 상태로 설정하여 다른 소정의 변속단을 설정하는 경우에 상기 로크 기구에 의한 상기 제2 원동기의 고정을 해제하는 변속 제어 수단이 더 설치되어 있다.

본 발명은, 바람직하게는 상기한 구성에 있어서 상기 출력 부재에 대해 토크를 전달하는 상기 변속 기어쌍계를 절환하는 변속시에, 상기 제2 원동기의 회전수를 변화시켜, 새롭게 토크의 전달에 관여하는 변속 기어쌍계의 회전수를 변속 후의 회전수로 설정하는 동기 제어를 실행하는 동기 수단을 더 구비하고 있다.

본 발명은, 바람직하게는 상기 동기 수단에 의해 상기 제2 원동기의 회전수를 변화시키는 경우에, 상기 제1 원동기와 상기 제2 원동기의 출력 토크를, 상기 출력 부재의 토크가 변화되지 않도록 협조하여 제어하는 협조 제어 수단을 더 구비하고 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 출력 부재는 상기 차동 기구의 회전 중심 축선에 대해 평행하게 배치된 제1 출력축과 제2 출력축을 포함하고, 또한 상기 차동 기구의 회전 중심 축선에 대해 평행하게 배치된 아이들러축이 설치되고, 상기 제1 변속 기어쌍계는 상기 제1 회전 요소로부터 토크가 전달되는 제1 구동 기어와 상기 제1 출력축 상에 배치된 제1 피구동 기어를 포함하고, 상기 제2 변속 기어쌍계는 상기 제3 회전 요소로부터 토크가 전달되는 상기 아이들러축 상에 배치된 제2 구동 기어와 상기 제2 출력축 상에 배치된 제2 피구동 기어를 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는, 상기 제1 출력축 및 제2 출력축으로부터 토크가 전달되는 차동 작용이 있는 종감속 기구가 설치되고, 상기 제1 원동기와 상기 차동 기구가 각각의 회전 중심 축선이 동일 축선 상에 위치하도록 배치되고, 상기 아이들러축과 상기 제2 출력축은, 상기 차량에 탑재한 상태에서, 상기 제1 원동기의 중심 축선과 상기 종감속 기구의 회전 중심 축선을 포함하는 평면보다 상측에 배치되고, 상기 제1 출력축은 상기 차량에 탑재한 상태에서, 상기 제1 원동기의 중심 축선과 상기 종감속 기구의 회전 중심 축선을 포함하는 상기 평면보다 하측에 배치되어 있다.

본 발명에 있어서의 상기 선택적 동력 전달 기구는, 바람직하게는 상기 제2 원동기를 구동하여 주행하는 경우에, 상기 제1 변속 기어쌍계를 통해 상기 출력 부재에 토크를 전달함으로써 설정되는 변속단과 상기 제2 변속 기어쌍계를 통해 상기 출력 부재에 토크를 전달함으로써 설정되는 변속단 중, 상기 출력 부재로부터 출력하는 토크가 상대적으로 커지는 변속단을 설정하는 변속단 선택 수단을 포함하고 있다.

본 발명은, 바람직하게는 상기 제1 원동기가 출력하는 동력으로 주행하고 또한 상기 제2 원동기가 출력하는 동력을 주행을 위해 보조적으로 작용시키는 주행 상태에서의 변속시의 제어 내용과, 상기 제2 원동기의 동력으로 주행하고 있는 주행 상태 혹은 상기 제2 원동기로 에너지 회생하여 감속하고 있는 주행 상태에서의 변속시의 제어 내용을 서로 다르게 하여 각각의 변속을 제어하는 변속 제어 변경 수단을 더 구비하고 있다.

본 발명은, 바람직하게는 상기 제1 변속 기어쌍계를 상기 제1 원동기에 직결한 상태와 상기 제2 회전 요소에 연결한 상태로 절환하는 제1 클러치 수단과, 상기 제2 변속 기어쌍계를 상기 제1 원동기에 직결한 상태와 상기 제3 회전 요소에 연결한 상태로 절환하는 제2 클러치 수단을 더 구비하고 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 제1 변속 기어쌍계 및 제1 클러치 수단과, 상기 제2 변속 기어쌍계와 상기 제2 클러치 수단은, 상기 차동 기구의 중심 축선을 따르는 방향이고 또한 상기 차동 기구를 사이에 두고 서로 반대측에 배치되어 있다.

본 발명에 있어서의 상기 선택적 동력 전달 기구는, 바람직하게는 상기 제1 내지 제3 회전 요소 중 적어도 2개의 회전 요소끼리를 연결하여 상기 차동 기구의 전체를 일체화시키는 제3 클러치 수단과, 상기 제3 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 상기 제2 변속 기어쌍계를 선택적으로 토크 전달 가능하게 하는 제4 클러치 수단과, 상기 제1 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 상기 제1 변속 기어쌍계를 선택적으로 토크 전달 가능하게 하는 제5 클러치 수단을 포함하고 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 제3 회전 요소와 상기 제1 출력축의 사이에서 선택적으로 토크 전달 가능한 상태가 되는 후진단용 기어쌍이 상기 제2 회전 요소와 제1 출력축의 사이에 설치되어 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 출력 부재는 상기 차동 기구의 회전 중심 축선에 대해 평행하게 배치된 제1 출력축과 제2 출력축을 포함하고, 상기 제1 변속 기어쌍계는 상기 제1 회전 요소로부터 토크가 전달되는 제1 구동 기어와 상기 제1 출력축 상에 배치된 제1 피구동 기어를 포함하고, 상기 제2 변속 기어쌍계는 상기 제3 회전 요소로부터 토크가 전달되는 제2 구동 기어와 상기 제2 출력축 상에 배치된 제2 피구동 기어를 포함하고, 상기 제1 출력축과 제2 출력축 중 어느 한쪽으로부터 출력되는 토크의 방향을 다른 쪽으로부터 출력되는 토크의 방향에 대해 반전시키는 반전 기구가 더 설치되어 있다.

본 발명은, 바람직하게는 상기 반전 기구가 상기 제2 출력축의 출력측에 설치되고, 또한 상기 제3 회전 요소와 상기 제1 출력축의 사이에 후진단을 설정하기 위한 후진단용 기어쌍을 더 구비하고 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 반전 기구는 상기 제2 출력축의 출력측에 설치되고, 또한 상기 제1 회전 요소와 상기 제2 출력축의 사이에 후진단을 설정하기 위한 후진단용 기어쌍이 설치되고, 또한 상기 제1 원동기와 상기 제1 회전 요소의 전달 토크 용량을 연속적으로 증대시키는 프릭션 스타트 기구가 설치되어 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 제1 원동기와 상기 차동 기구는 각각의 회전 중심 축선이 동일 축선 상에 위치하도록 배치되고, 그 차동 기구에 있어서의 상기 제3 회전 요소로부터 전달된 토크를 그 방향을 반전하여 출력하는 역전(逆轉) 기구가, 상기 차동 기구와 상기 제1 변속 기어쌍계 혹은 제2 변속 기어쌍계의 사이이며 또한 상기 제1 원동기의 회전 중심 축선 상에 배치되어 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 역전 기구에 의한 반전 작용을 받지 않는 토크가 상기 제2 회전 요소로부터 전달되고 또한 상기 차동 기구와 동일 축선 상에 배치된 후진용 구동 기어와, 그 후진용 구동 기어에 맞물리고 또한 상기 출력 부재에 보유 지지된 후진용 피구동 기어로 이루어지는 후진용 기어쌍이 설치되고, 또한 그 후진용 기어쌍을 상기 제2 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 선택적으로 토크 전달 가능한 상태로 하는 제6 클러치 수단이 설치되어 있다.

본 발명에 있어서, 바람직하게는 상기 제2 원동기의 출력을 감속하여 상기 제2 회전 요소에 전달하는 감속 기구를 더 구비하고 있다.

본 발명에 따르면, 제2 원동기를 로크 기구로 고정함으로써, 차동 기구에 있어서의 제2 회전 요소가 고정되고, 그 상태에서 제1 회전 요소에 제1 원동기로부터 토크를 입력하고, 또한 제3 회전 요소로부터 제2 변속 기어쌍계에 토크를 출력할 수 있으므로, 차동 기구와 제2 변속 기어쌍계에 의한 변속 작용으로 소정의 변속비(변속단)를 설정할 수 있다. 그 경우, 제2 원동기는 회전하지 않으므로, 이른바 드래그 손실 등의 동력 손실을 저감할 수 있다. 또한, 제1 변속 기어쌍계는, 제1 원동기가 연결되어 있는 제1 회전 요소에 연결되므로, 제1 변속 기어쌍계에 의해 설정되는 변속비(변속단)에서는 토크의 전달에 관여하는 기어쌍이 적어지고, 그로 인해 동력 손실을 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 동력 전달 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 골격도이다.

도 2는 그 축의 배열을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 3은 각 변속단을 설정하기 위한 각 클러치의 작동 결합표를 나타내는 도표이다.

도 4는 정차 상태로부터 제3속까지의 동기 제어를 포함하는 동작 상태를 설명하기 위한 공선도이다.

도 5는 본 발명에 따른 변속 제어의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 6은 홀수단으로 토크 어시스트할 때의 토크 동기 제어 및 회전수 동기 제어를 행한 경우의 거동의 변화를 설명하기 위한 공선도이다.

도 7은 본 발명의 다른 예를 도시하는 골격도이다.

도 8은 홀수단용 클러치의 결합 포지션을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 9는 그 각 변속단을 설정하기 위한 클러치의 결합?해방의 상태를 통합하여 나타내는 도표이다.

도 10은 그 제1속으로부터 제3속까지 차례로 업 시프트한 경우의 거동 변화를 설명하기 위한 공선도이다.

도 11은 본 발명의 또 다른 예를 도시하는 골격도이다.

도 12는 그 각 변속단을 설정하기 위한 클러치의 결합?해방의 상태를 통합하여 도시하는 도표이다.

도 13은 본 발명의 또 다른 예를 도시하는 골격도이다.

도 14는 그 각 변속단을 설정하기 위한 클러치의 결합?해방의 상태를 통합하여 나타내는 도표이다.

도 15는 아이들러축 대신에 아이들 기어를 제2 출력축측에 설치한 예를 도시하는 골격도이다.

도 16은 그 각 변속단을 설정하기 위한 클러치의 결합?해방의 상태를 통합하여 나타내는 도표이다.

도 17은 클러치를 더욱 공용화하도록 구성한 다른 예를 도시하는 골격도이다.

도 18은 그 각 변속단을 설정하기 위한 클러치의 결합?해방의 상태를 통합하여 도시하는 도표이다.

도 19는 역전 기구를 설치한 예를 도시하는 골격도이다.

도 20은 그 축의 배열을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 21은 그 역전 기구 및 차동 기구의 전진 단에서의 동작을 설명하기 위한 공선도이다.

도 22는 후진단에서의 역전 기구 및 차동 기구의 동작을 설명하기 위한 공선도이다.

도 23은 모터 제너레이터의 토크를 증폭하는 감속 기구를 설치한 예를 도시하는 골격도이다.

다음에, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 본 발명에 관한 동력 전달 장치는, 차량에 탑재되어 사용되는 것이며, 기본적으로는 엔진 등의 제1 원동기가 출력한 동력을, 서로 기어비가 다른 복수의 변속 기어쌍으로부터 선택된 변속 기어쌍을 통해 출력 부재에 전달하고, 여기로부터 동력을 출력하고, 또한 필요에 따라서 전동기나 모터 제너레이터 등의 제2 원동기에 의해 토크를 보조하거나, 혹은 주행을 위한 동력을 출력하도록 구성되어 있다. 그 제1 원동기는, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 등의 내연 기관이 그 전형적인 예이지만 이것에 한정되지 않고, 모터 등의 다른 동력 장치라도 좋다.

또한, 제2 원동기는, 전기적으로 제어되어 정(正) 토크 및 부(負) 토크를 출력하는 것인 것이 바람직하다. 또한, 변속 기어쌍은 서로 상시 맞출려 있는 구동 기어와 피구동 기어(종동 기어)로 이루어지는 기어쌍이며, 종래의 차량용의 수동 변속기나 트윈 클러치식 변속기 등에서 채용되어 있는 기어쌍과 동일한 구성이면 좋다. 또한, 그 변속 기어쌍의 수는 복수이면 좋고, 그 수가 많을수록 설정 가능한 변속비(혹은 변속단)의 수가 많아져, 원동기의 회전수나 구동 토크를 미세하게 제어하는 것이 가능해진다. 도 1에는, 4쌍의 변속 기어쌍을 설치한 예를 도시하고 있다.

본 발명에서는, 그들 변속 기어쌍을 제1 변속 기어쌍계와 제2 변속 기어쌍계 로 나누고 있고, 제1 원동기의 동력을 그들 제1 변속 기어쌍계 또는 제2 변속 기어쌍계로부터 출력 부재에 선택적으로 전달하도록 구성되어 있다. 본 발명에 관한 동력 전달 장치는, 그 절환을 위한 기구로서 차동 기구를 주체로 한 기구를 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 그 차동 기구는 적어도 3개의 회전 요소에 의해 차동 작용을 행하는 기구이며, 싱글 피니언형 유성 기어 기구나 더블 피니언형 유성 기어 기구가 그 전형적인 예이지만, 이들 유성 기어 기구 이외의 기구라도 좋다. 또한, 회전 요소라 함은, 차동 기구를 구성하는 요소 중, 외부의 어떠한 부재에 연결하는 것이 가능한 요소이다.

차동 기구에 있어서의 3개의 회전 요소는, 그 기능으로 나누면 입력 요소, 출력 요소, 반력(혹은 고정) 요소이고, 입력 요소에 상기 제1 원동기가 연결된다. 출력 요소에는 전술한 변속 기어쌍에 있어서의 구동측 기어가 연결된다. 그리고 본 발명에 있어서의 동력 전달 장치에서는, 반력 요소에 제2 원동기가 연결되어 있다. 또한, 제1 원동기는 토크를 출력할 뿐만 아니라, 에너지가 공급되지 않는 비동작 상태에서는 프릭션 토크를 발생하고, 또한 제2 원동기는 반전 동작 혹은 회생 동작하는 경우에 부의 토크를 발생한다.

또한, 동력 전달 장치가 차량에 탑재되어 차륜에 연결되어 있는 경우에는 출력 부재로부터 차동 기구에 동력이 입력되는 경우도 있으므로, 상기한 입력 요소 및 출력 요소 및 반력 요소는, 어느 하나의 회전 요소가 고정적으로 그러한 요소가 되는 것은 아니며, 동력 전달 장치의 동작의 상태에 따라 입력 요소가 반력 요소로 절환되거나, 반력 요소가 출력 요소로 절환되거나 한다.

본 발명에서는, 제2 원동기가 연결되어 있는 제2 회전 요소가 공선도상에서, 제1 회전 요소와 제3 회전 요소의 사이에 위치하고, 제3 회전 요소가 제1 회전 요소와는 반대 방향으로 회전하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 제2 원동기 및 이것이 연결되어 있는 제2 회전 요소의 회전수가 상대적으로 저회전수가 되므로, 변속 과도시에 제2 원동기를 구동한다고 해도, 그 회전수가 낮기 때문에, 제2 원동기의 출력을 저감할 수 있고, 나아가서는 제2 원동기를 소형화하는 것이 가능해진다. 또한, 각 회전 요소가 공선도상에 이와 같이 배열된 구성이면, 변속단을 절환하는 변속 과도시에, 제2 회전 요소에 연결되어 있는 제2 원동기가 제로 회전(정지)을 사이에 두고, 그 근방에서 정부 양 방향의 저회전수 영역에서 동작하므로, 변속 과도시에 필요한 제2 원동기의 출력을 저감할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 제2 변속 기어쌍계를 상기 제3 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 토크 전달 가능한 상태로 설정하여 소정의 변속단을 설정하는 경우에 상기 로크 기구에 의해 상기 제2 원동기를 고정하고, 또한 상기 제1 변속 기어쌍계를 상기 제1 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 토크 전달 가능한 상태로 설정하여 다른 소정의 변속단을 설정하는 경우에 상기 로크 기구에 의한 상기 제2 원동기의 고정을 해제하는 변속 제어 수단을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 제2 변속 기어쌍계를 사용하는 변속단과, 제1 변속 기어쌍계를 사용하는 변속단을 상기와 같이 하여 설정하므로, 변속 과도시에 제2 원동기의 회전수를 제어하여 이른바 변속 동기 제어를 행할 수 있고, 그 결과 변속 쇼크를 방지 혹은 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 출력 부재에 대해 토크를 전달하는 상기 변속 기어쌍계를 절환하는 변속시에, 상기 제2 원동기의 회전수를 변화시켜, 새롭게 토크의 전달에 관여하는 변속 기어쌍계의 회전수를 변속 후의 회전수로 설정하는 동기 제어를 실행하는 동기 수단을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 변속시의 이른바 회전 동기를 행할 수 있으므로, 토크의 전달에 관여하는 변속 기어쌍계를 변경하는 것에 수반되는 급격한 회전수의 변화나 토크의 변화가 억제되고, 그 결과 변속 쇼크의 악화를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 동기 수단에 의해 상기 제2 원동기의 회전수를 변화시키는 경우에, 상기 제1 원동기와 상기 제2 원동기의 출력 토크를, 상기 출력 부재의 토크가 변화되지 않도록 협조하여 제어하는 협조 제어 수단을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 회전수를 동기시키기 위해 제2 원동기의 회전수를 변화시키는 경우, 제2 원동기에 의해 상기 동기 제어를 행하는 동시에, 제1 원동기의 출력 토크를 제2 원동기에 협조시켜 제어하므로, 구동 토크의 일시적인 저하 등에 의한 변속 쇼크를 방지 혹은 억제할 수 있다.

그리고 본 발명에서는, 상기 출력 부재는 상기 차동 기구의 회전 중심 축선에 대해 평행하게 배치된 제1 출력축과 제2 출력축을 포함하고, 또한 상기 차동 기구의 회전 중심 축선에 대해 평행하게 배치된 아이들러축을 구비하고, 상기 제1 변속 기어쌍계는, 상기 제1 회전 요소로부터 토크가 전달되는 제1 구동 기어와 상기 제1 출력축 상에 배치된 제1 피구동 기어를 포함하고, 상기 제2 변속 기어쌍계는 상기 제3 회전 요소로부터 토크가 전달되는 상기 아이들러축 상에 배치된 제2 구동 기어와 상기 제2 출력축 상에 배치된 제2 피구동 기어를 포함하는 구성인 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 동일 축선 상에 배열되는 기어의 수를 적게 할 수 있으므로, 동력 전달 장치의 전체적인 구성을 축선 방향에 있어서 소형화할 수 있다.

또한 그리고 본 발명에서는, 상기 제1 출력축 및 제2 출력축으로부터 토크가 전달되는 차동 작용이 있는 종감속 기구를 구비하고, 상기 제1 원동기와 상기 차동 기구가 각각의 회전 중심 축선이 동일 축선 상에 위치하도록 배치되고, 상기 아이들러축과 상기 제2 출력축은 상기 차량에 탑재한 상태에서, 상기 제1 원동기의 중심 축선과 상기 종감속 기구의 회전 중심 축선을 포함하는 평면보다 상측에 배치되고, 상기 제1 출력축은 상기 차량에 탑재한 상태에서, 상기 제1 원동기의 중심 축선과 상기 종감속 기구의 회전 중심 축선을 포함하는 상기 평면보다 하측에 배치되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 제1 원동기의 중심 축선과 종감속기의 중심 축선을 연결한 선보다 하측에 배치되는 것은 제1 출력축이며, 낮은 위치에 배치되는 축의 수가 적어지므로, 차량의 전체적인 높이를 낮게 한 경우라도, 최저 지상고가 낮아지는 것을 억제하여 노면과의 간섭을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 선택적 동력 전달 기구는, 상기 제2 원동기를 구동하여 주행하는 경우에, 상기 제1 변속 기어쌍계를 통해 상기 출력 부재에 토크를 전달함으로써 설정되는 변속단과 상기 제2 변속 기어쌍계를 통해 상기 출력 부재에 토크를 전달함으로써 설정되는 변속단 중, 상기 출력 부재로부터 출력되는 토크가 상대적으로 커지는 변속단을 설정하는 변속단 선택 수단을 포함하는 구성인 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 제2 원동기를 구동하여 그 동력을 출력 부재에 전달하는 경우, 설정 가능한 복수의 변속단 중, 출력 부재의 토크가 커지는 변속단이 설정되므로, 제2 원동기에 의한 토크의 보조(즉, 어시스트)를 필요 충분하게 행할 수 있다.

그리고 또한 본 발명에서는, 상기 제1 원동기가 출력하는 동력으로 주행하고 또한 상기 제2 원동기가 출력하는 동력을 주행을 위해 보조적으로 작용시키는 주행 상태에서의 변속시의 제어 내용과, 상기 제2 원동기의 동력으로 주행하고 있는 주행 상태 혹은 상기 제2 원동기로 에너지 회생하여 감속하고 있는 주행 상태에서의 변속시의 제어 내용을 서로 다르게 하여 각각의 변속을 제어하는 변속 제어 변경 수단을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 제1 원동기 및 제2 원동기의 각각이 동력을 출력하여 주행하는 경우와 제2 원동기만을 동작시켜 주행하는 경우에는 동력의 전달 경로가 서로 다르기 때문에, 이들의 구동 형태 혹은 주행 형태에 따른 변속 제어가 실행된다.

또한 본 발명에서는, 상기 제1 변속 기어쌍계를 상기 제1 원동기에 직결한 상태와 상기 제3 회전 요소에 연결한 상태로 절환하는 제1 클러치 수단과, 상기 제2 변속 기어쌍계를 상기 제1 원동기에 직결한 상태와 상기 제3 회전 요소에 연결한 상태로 절환하는 제2 클러치 수단을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 제1 변속 기어쌍계 및 제2 변속 기어쌍계의 각각을, 제1 원동기가 출력하는 동력을 직접 전달하여 설정하는 변속단과, 및 차동 기구의 차동 작용을 이용하여 설정하는 변속단 중 어느 것에 있어서도 사용할 수 있고, 그 결과 각 변속 기 어쌍을 공용하여 설정 가능한 변속단 수를 많게 할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 제1 변속 기어쌍계 및 제1 클러치 수단과, 상기 제2 변속 기어쌍계와 상기 제2 클러치 수단은, 상기 차동 기구의 중심 축선을 따르는 방향이고 또한 상기 차동 기구를 사이에 두고 서로 반대측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 각 변속 기어쌍계 및 클러치 수단을, 상기와 같이 차동 기구를 끼운 양측으로 나누어 배치하였으므로, 토크 전달을 위한 연결 부재 등이 클러치 수단의 외주측을 덮는 것을 회피할 수 있다. 환언하면, 축선 방향으로 이동하여 연결 상태를 절환하기 위한 부재가 외주측으로 노출된 상태가 되므로, 맞물림식의 클러치 수단을 사용하는 것이 가능해진다.

그리고 또한, 본 발명에서는 상기 선택적 동력 전달 기구는, 상기 제1 내지 제3 회전 요소 중 적어도 2개의 회전 요소끼리를 연결하여 상기 차동 기구의 전체를 일체화시키는 제3 클러치 수단과, 상기 제3 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 상기 제2 변속 기어쌍계를 선택적으로 토크 전달 가능하게 하는 제4 클러치 수단과, 상기 제1 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 상기 제1 변속 기어쌍계를 선택적으로 토크 전달 가능하게 하는 제5 클러치 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 제3 내지 제5 클러치 수단이 상기와 같이 동작하므로, 적어도 3개의 변속단을 설정할 수 있고, 게다가 변속 과도시에 제2 원동기의 회전수를 변화시킬 수 있으므로, 이른바 변속 동기 제어가 가능하며, 변속 쇼크를 방지 혹은 억제할 수 있다. 또한, 각 변속 기어쌍계를 공용화하여 설정 가능한 변속단 수를 많게 할 수 있다.

그리고 또한 본 발명에서는, 상기 제3 회전 요소와 상기 제1 출력축의 사이에서 선택적으로 토크 전달 가능한 상태가 되는 후진단용 기어쌍이 상기 제3 회전 요소와 제1 출력축의 사이에 설치되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 후진단용 기어쌍을 통해 출력 부재에 토크를 전달함으로써 후진단을 설정할 수 있고, 그 경우 후진단용 기어쌍에는 제3 회전 요소로부터 토크가 출력되므로, 차동 기구를 변속기로서 기능시켜 큰 구동력을 얻을 수 있고, 또한 제2 회전 요소에 연결되어 있는 제2 원동기의 토크를 변화시킴으로써, 제3 회전 요소의 토크를 연속적으로 변화시킬 수 있으므로, 후진 방향으로 원활하게 발진할 수 있다.

또한 그리고 본 발명에서는, 상기 출력 부재는 상기 차동 기구의 회전 중심 축선에 대해 평행하게 배치된 제1 출력축과 제2 출력축을 포함하고, 상기 제1 변속 기어쌍계는 상기 제1 회전 요소로부터 토크가 전달되는 제1 구동 기어와 상기 제1 출력축 상에 배치된 제1 피구동 기어를 포함하고, 상기 제2 변속 기어쌍계는 상기 제3 회전 요소로부터 토크가 전달되는 제2 구동 기어와 상기 제2 출력축 상에 배치된 제2 피구동 기어를 포함하고, 상기 제1 출력축과 제2 출력축 중 어느 한쪽으로부터 출력되는 토크의 방향을 다른 쪽으로부터 출력되는 토크의 방향에 대해 반전시키는 반전 기구가 설치되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 차동 기구에 있어서의 제1 회전 요소로부터 동력을 출력하는 경우와 제3 회전 요소로부터 동력을 출력하는 경우에는, 토크의 방향이 반대가 되지만, 제1 출력축과 제2 출력축 중 어느 한쪽의 출력측에 반전 기구가 설치되어 있으므로, 차동 기구로부터 각 출력축에 이르는 과정에서 토크의 방향을 반전할 필요가 없고, 그 결과 차동 기구와 각 출력축의 사이에 아이들러축 등의 부재를 개재시키는 일이 없으므로, 동력 전달 장치의 전체적인 구성을 반경 방향에 있어서 소형화할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 반전 기구는 상기 제2 출력축의 출력측에 설치되고, 또한 상기 제3 회전 요소와 상기 제1 출력축의 사이에 후진단을 설정하기 위한 후진단용 기어쌍이 설치되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성이면, 제2 출력축 자체의 회전 방향은 후진 주행하기 위한 회전 방향이 되지만, 그 출력측에 반전 기구가 설치되어 있으므로, 제2 출력축으로부터 토크를 출력하는 경우라도 전진 주행할 수 있다. 이에 대해 제1 출력의 이른바 전단측에 후진단용 기어쌍이 개재되어 있으므로, 이 후진단용 기어쌍을 통해 토크를 전달함으로써, 제1 출력축의 회전 방향이 전진 주행시와는 반대가 되어, 후진 주행할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 반전 기구는 상기 제2 출력축의 출력측에 설치되고, 또한 상기 제1 회전 요소와 상기 제2 출력축의 사이에 후진단을 설정하기 위한 후진단용 기어쌍이 설치되고, 또한 상기 제1 원동기와 상기 제1 회전 요소의 전달 토크 용량을 연속적으로 증대시키는 프릭션 스타트 기구가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 후진단에서는 제1 원동기가 제1 회전 요소를 통해 후진단용 기어쌍에 연결되고, 그 제1 원동기로부터 후진단용 기어쌍에 대해 전달되는 토크는, 프릭션 스타트 기구에 의해 서서히 증대되므로 원활하게 후진 방향으로 발진할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 제1 원동기와 상기 차동 기구는 각각의 회전 중심 축선이 동일 축선 상에 위치하도록 배치되고, 그 차동 기구에 있어서의 상기 제3 회전 요소로부터 전달된 토크를 그 방향을 반전하여 출력하는 역전 기구가, 상기 차동 기구와 상기 제1 변속 기어쌍계 혹은 제2 변속 기어쌍계의 사이이고 또한 상기 제1 원동기의 회전 중심 축선 상에 배치되어 있는 구성인 것이 바람직하다. 이러한 구성이면 제1 변속 기어쌍계 혹은 제2 변속 기어쌍계에 입력되는 토크가, 정전(正轉) 방향 및 역전 방향으로 절환되므로, 제1 회전 요소로부터 출력되는 토크의 방향과 제3 회전 요소로부터 출력되는 토크의 방향이 서로 반대라도, 어느 하나의 변속 기어쌍의 출력측(혹은, 토크의 전달 방향에서 하류측)에 아이들러축 등의 회전 방향을 반전시키기 위한 부재를 개재시킬 필요가 없고, 그 결과 동력 전달 장치의 전체적인 구성을 반경 방향에 있어서 소형화할 수 있다.

그리고 또한 본 발명에서는, 상기 역전 기구에 의한 반전 작용을 받지 않는 토크가 상기 제2 회전 요소로부터 전달되고 또한 상기 차동 기구와 동일 축선 상에 배치된 후진용 구동 기어와, 그 후진용 구동 기어에 맞물리고 또한 상기 출력 부재에 보유 지지된 후진용 피구동 기어로 이루어지는 후진용 기어쌍이 설치되고, 또한 그 후진용 기어쌍을 상기 제2 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 선택적으로 토크 전달 가능한 상태로 하는 제6 클러치 수단이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 제1 원동기를 구동력원으로 한 후진단을 설정할 수 있다.

그리고 본 발명에서는, 상기 제2 원동기의 출력을 감속하여 상기 제2 회전 요소에 전달하는 감속 기구가 더 설치되어 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 제2 원동기가 출력한 토크를 증대시켜 차동 기구에 있어서의 제2 회전 요소에 입력할 수 있으므로, 제2 원동기를 소형화할 수 있다.

도 1에는 본 발명의 실시 형태로서, 더블 피니언형 유성 기어 기구를 주체로 구성한 차동 기구를 갖는 구성을 도시하고 있다. 도 1에 도시하는 구성에 대해 설명하면, 본 발명에 있어서의 차동 기구에 상당하는 더블 피니언형의 유성 기어 기구(1)는, 외치 기어인 선 기어(Sn)와, 그 선 기어(Sn)에 대해 동심원 상에 배치된 내치 기어인 링 기어(Rg)와, 그 선 기어(Sn)에 맞물려 있는 제1 피니언 기어 및 그 제1 피니언 기어와 링 기어(Rg)에 맞물려 있는 제2 피니언 기어를 자전 또한 공전 가능하게 보유 지지하고 있는 캐리어(Cr)를 구비하고 있다.

그 캐리어(Cr)에 엔진(ENG)(2)이 연결되어 있다. 이 엔진(2)과 유성 기어 기구(1)는, 각각의 회전 중심 축선이 동일 축선 상에 위치하도록 배치되어 있는 것이 바람직하지만, 이들을 서로 다른 축선 상에 배치하여, 기어 기구나 체인 등의 전동 기구를 통해 양자를 연결해도 좋다. 또한, 링 기어(Rg)에 본 발명의 제2 원동기에 상당하는 모터 제너레이터(MG)(3)가 연결되어 있다. 이 모터 제너레이터(3)는, 예를 들어 영구 자석식의 동기 전동기이며, 그 로터가 링 기어(Rg)에 연결되고, 스테이터는 도시하지 않은 케이싱 등의 고정부에 고정되어 있다.

또한, 모터 제너레이터(3)는 전체적으로 환상 혹은 원통 형상을 이루고 있고, 그 내주측에 상기 유성 기어 기구(1)가 배치되어 있다. 즉, 모터 제너레이터(3)와 유성 기어 기구(1)는 축선 방향이며 거의 동일한 위치에 배치되어 있고, 양자가 반경 방향에서 적어도 일부 겹쳐 있다(오버랩되어 있다). 이것은, 모터 제너레이터(3)의 외경을 상대적으로 크게 하여 고토크화하는 동시에, 엔진(2)측에 직경이 큰 부분을 배치하여 공간을 유효하게 이용하기 위함이다.

그리고 모터 제너레이터(3)는, 인버터 등의 컨트롤러(4)를 통해 2차 전지 등의 축전 장치(5)에 접속되어 있다. 그 컨트롤러(4)는 모터 제너레이터(3)에 대해 공급하는 전류 혹은 전압 등을 변화시켜 모터 제너레이터(3)의 출력 토크나 회전수를 제어하고, 또한 모터 제너레이터(3)가 외력에 의해 강제적으로 회전되는 경우의 발전량이나 발전에 필요로 하는 토크 등을 제어하도록 구성되어 있다.

모터 제너레이터(3)를 상기와 같이 제어함으로써, 이것이 연결되어 있는 링 기어(Rg)의 회전을 멈출 수 있지만, 그러한 로크 상태(고정 상태)를 전력을 소비하지 않고 설정하기 위한 로크 기구가 설치되어 있다. 이 로크 기구는, 모터 제너레이터(3)의 로터 혹은 링 기어(Rg)를 케이싱 등의 소정의 고정부에 연결함으로써, 그 회전을 멈추도록 구성된 연결 기구이며, 맞물림 클러치(도그 클러치)나 마찰 클러치 등의 적절한 결합 기구에 의해 구성되어 있다.

도 1에 도시하는 예에서는, 맞물림식의 로크 기구(로크 클러치)(SL)가 설치되어 있다. 이것은, 일례로서 슬리브를 스플라인에 맞물리게 함으로써 모터 제너레이터(3)의 로터를 고정부에 연결하는 도그 클러치에 의해 구성되어 있다. 그 구성을 간단하게 설명하면, 고정부에 일체인 고정 허브(6)가 모터 제너레이터(3)에 인접하여 설치되어 있고, 그 고정 허브(6)의 외주면에 형성된 스플라인에 슬리브(7)가 축선 방향으로 이동할 수 있고, 또한 회전 방향으로 일체화된 상태에서 끼워 맞춤되어 있다.

그 슬리브(7)를 끼워 맞춤할 수 있는 스플라인을 구비한 허브(8)가, 모터 제너레이터(3)의 로터에 일체화되어 설치되어 있다. 따라서, 슬리브(7)를 모터 제너 레이터(3)측으로 이동시켜 그 허브(8)에 스플라인 끼워 맞춤시킴으로써, 모터 제너레이터(3)의 로터가 고정부에 연결되어 그 회전이 저지되도록 되어 있다. 슬리브(7)를 그 축선 방향으로 왕복 이동시키기 위한 기구는, 특별히 도시하지는 않지만, 유압 혹은 전자기력 등에 의한 추력을 받아 직선적으로 왕복 이동하는 적절한 액추에이터에 의해 구성되어 있다.

상기한 유성 기어 기구(1)를 사이에 두고 엔진(2)과는 반대측에 제1 구동축(9)과 제2 구동축(10)이 배치되어 있다. 제1 구동축(9)은 중공축이며, 유성 기어 기구(1)의 중심 축선과 동일한 축선 상에 회전 가능하게 배치되어 있고, 그 일단부에서 캐리어(Cr)에 연결되어 있다. 그 캐리어(Cr)에는 전술한 바와 같이 엔진(2)이 연결되어 있으므로, 결국 제1 구동축(9)은 엔진(2)에도 연결되어 있다. 제2 구동축(10)은 제1 구동축(9)의 내주측에 상대 회전 가능하게 삽입되어 있고, 이 제2 구동축(10)은 그 일단부에서 상기 선 기어(Sn)에 연결되어 있다. 따라서, 도 1에 도시하는 예에서는, 캐리어(Cr)가 본 발명의 제1 회전 요소에 상당하고, 또한 링 기어(Rg)가 본 발명의 제2 회전 요소에 상당하고, 또한 선 기어(Sn)가 본 발명의 제3 회전 요소에 상당하고 있다.

제2 구동축(10)은 중공축인 제1 구동축(9)보다 길고, 따라서 제2 구동축(10)은 제1 구동축(9)으로부터 돌출되어 있다. 이들 구동축(9, 10)과 평행하게, 본 발명에 있어서의 출력 부재에 상당하는 2개의 출력축(11, 12)이 회전 가능하게 배치되어 있고, 또한 한쪽의 출력축(12)과 상기 구동축(9, 10)의 사이에 아이들러축(13)이 회전 가능하게 배치되어 있다.

그리고 구동축(9, 10)과 각 출력축(11, 12)의 사이에 4쌍의 변속 기어쌍(14, 15, 16, 17)이 설치되어 있다. 이들 각 변속 기어쌍(14, 15, 16, 17)은 각각 구동 기어(14a, 15a, 16a, 17a)와 이것에 항시 맞물려 있는 피구동 기어(14b, 15b, 16b, 17b)를 구비하고 있고, 각각의 구동 기어(14a, 15a, 16a, 17a)와 피구동 기어(14b, 15b, 16b, 17b)의 잇수의 비, 즉 기어비가 서로 상이하다. 즉, 이들 변속 기어쌍(14, 15, 16, 17)은, 제1속 내지 제4속의 각 변속비(변속단)를 설정하기 위한 것이며, 여기에 언급되어 있는 순서로 기어비가 작게 설정되어 있다.

기어비가 최대인 제1속용 기어쌍(14)에 있어서의 구동 기어(14a)와, 기어비로서는 제1속용 기어쌍(14)에 대해 1개 거른 제3속용 기어쌍(16)에 있어서의 구동 기어(16a)는, 아이들러축(13)에 장착되어 있고, 기어비로서는 제1속 기어쌍(14)에 인접하는 제2속용 기어쌍(15)에 있어서의 구동 기어(15a)와, 최소의 기어비인 제4속용 기어쌍(17)에 있어서의 구동 기어(17a)는 제1 구동축(9)에 장착되어 있다. 또한, 제2 구동축(10)과 아이들러축(13)은 기어쌍(18)에 의해 연결되어 있다. 따라서, 홀수단을 설정하기 위한 변속 기어쌍(14, 16)이 한쪽의 구동축(10)과 한쪽의 출력축(이하, 가령 제2 출력축이라 함)(12)의 사이에서 토크를 전달하도록 배치되고, 짝수단을 설정하기 위한 변속 기어쌍(15, 17)이 다른 쪽의 구동축(9)과 다른 쪽의 출력축(이하, 가령 제1 출력축이라 함)(11)의 사이에서 토크를 전달하도록 배치되어 있다.

상기한 아이들러축(13)이 설치되어 있음으로써 제2 구동축(10)의 회전 방향과 제2 출력축(12)의 회전 방향이 동일해지고, 이에 대해 제1 구동축(9)의 회전 방 향과 제1 출력축(11)의 회전 방향이 서로 반대가 되지만, 제1 구동축(9)이 연결되어 있는 상기 캐리어(Cr)와 제2 구동축(10)이 연결되어 있는 선 기어(Sn)는 서로 반대 방향으로 회전하므로, 결국 각 출력축(11, 12)은 동일한 방향으로 회전한다.

각 변속 기어쌍(14, 15, 16, 17)은, 각각의 출력축(11, 12)에 대한 토크의 전달을 선택적으로 행하도록 구성되어 있다. 즉, 각각의 변속 기어쌍(14, 15, 16, 17)을 경유하는 토크의 전달 경로의 도중에 클러치 기구가 설치되어 있다. 따라서, 그 클러치 기구는 구동 기어를 구동축(9) 혹은 아이들러축(13)에 대해 선택적으로 연결하는 구성인 것, 피구동 기어를 출력축에 선택적으로 연결하는 구성인 것, 상기 기어쌍(18)을 구동축(10) 혹은 아이들러축(13)에 대해 선택적으로 연결하는 구성인 것 중 어느 것이라도 좋다. 도 1에는, 피구동 기어를 출력축에 선택적으로 연결하도록 구성한 예를 도시하고 있다.

구체적으로 설명하면, 본 발명에 있어서의 제1 변속 기어쌍에 상당하는 제2속 기어쌍(15) 및 제4속 기어쌍(17)에 있어서의 구동 기어(15a, 17a)는 제1 구동축(9)에 서로 인접하여 장착되어 있다. 이들 구동 기어(15a, 17a)에 각각 맞물려 있는 피구동 기어(15b, 17b)는, 제1 출력축(11) 상에 회전 가능하게 배치되어 있고, 이들 피구동 기어(15b, 17b)의 사이에 짝수단용 클러치(S2)가 배치되어 있다. 이 짝수단용 클러치(S2)는, 마찰 클러치나 도그 클러치 등의 적절한 구조인 것을 사용할 수 있지만, 도 1에는 도그 클러치를 도시하고 있다. 즉, 짝수단용 클러치(S2)는, 전술한 로크 클러치(SL)와 동일한 구성이며, 제1 출력축(11)에 일체인 허브(19)에 축선 방향으로 전후 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤되어 있는 슬리 브(20)와, 그 허브(19)를 끼운 양측에 위치하고 또한 제2속 피구동 기어(15b)에 일체인 허브(21) 및 제4속 피구동 기어(17b)에 일체인 허브(22)를 구비하고 있다.

따라서, 슬리브(20)가 제2속 피구동 기어(15b)측으로 이동하여 그 허브(21)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로써 제2속 피구동 기어(15b)가 슬리브(20) 및 허브(19)를 통해 제1 출력축(11)에 연결되도록 구성되어 있다. 또한, 슬리브(20)가 제4속 피구동 기어(17b)측으로 이동하여 그 허브(22)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로써, 제4속 피구동 기어(17b)가 슬리브(20) 및 허브(19)를 통해 제1 출력축(11)에 연결되도록 구성되어 있다.

한편, 본 발명에 있어서의 제2 변속 기어쌍에 상당하는 제1속 기어쌍(14) 및 제3속 기어쌍(16)에 있어서의 구동 기어(14a, 16a)는 아이들러축(13)에 서로 인접하여 장착되어 있다. 이들 구동 기어(14a, 16a)에 각각 맞물려 있는 피구동 기어(14b, 16b)는, 제2 출력축(12) 상에 회전 가능하게 배치되어 있고, 이들 피구동 기어(14b, 16b)의 사이에 홀수단용 클러치(S1)가 배치되어 있다. 이 홀수단용 클러치(S1)는, 마찰 클러치나 도그 클러치 등의 적절한 구조인 것을 사용할 수 있지만, 도 1에는 도그 클러치를 도시하고 있다.

즉, 홀수단용 클러치(S1)는, 전술한 로크 클러치(SL)나 짝수단용 클러치(S2)와 동일한 구성이며, 제2 출력축(12)에 일체인 허브(23)에 축선 방향으로 전후 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤되어 있는 슬리브(24)와, 그 허브(23)를 끼운 양측에 위치하고 또한 제1속 피구동 기어(14b)에 일체인 허브(25) 및 제3속 피구동 기어(16b)에 일체인 허브(26)를 구비하고 있다. 따라서, 슬리브(24)가 제1속 피구동 기어(14b)측으로 이동하여 그 허브(25)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로써, 제1속 피구동 기어(14b)가 슬리브(24) 및 허브(23)를 통해 제2 출력축(12)에 연결되도록 구성되어 있다. 또한, 슬리브(24)가 제3속 피구동 기어(16b)측으로 이동하여 그 허브(26)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로써, 제3속 피구동 기어(16b)가 슬리브(24) 및 허브(23)를 통해 제2 출력축(12)에 연결되도록 구성되어 있다.

또한, 각 슬리브(20, 24)를 그 축선 방향으로 왕복 이동시키기 위한 기구는, 특별히 도시하지는 않지만, 유압 혹은 전자기력 등에 의한 추력을 받아 직선적으로 왕복 이동하는 적절한 액추에이터에 의해 구성되어 있다.

상기한 각 출력축(11, 12)은, 그 유성 기어 기구(1)측의 단부에 설치된 카운터 기어(27, 28)를 통해 종감속기로서 기능하는 차동 기어(29)에 연결되어 있다. 이 차동 기어(29)는, 카운터 기어(27, 28)에 맞물려 있는 링 기어(30)에 일체인 차동 기어 케이스의 내부에 피니언 기어를 장착하고, 그 피니언 기어에 맞물려 있는 한 쌍의 사이드 기어(각각 도시하지 않음)를 설치한 공지의 구성의 기어 기구이며, 그 사이드 기어의 각각에 차륜(도시하지 않음)에 토크를 전달하는 좌우의 차축(31)이 연결되어 있다. 따라서, 도 1에 도시하는 구성의 동력 전달 장치는, 차량에 있어서의 트랜스 액슬로서 구성되어 있다.

그리고 전술한 컨트롤러(4)나 각 액추에이터에 제어 지령 신호를 출력하여 구동 모드의 설정이나 변속 등을 제어하는 전자 제어 장치(ECU)(32)가 설치되어 있다. 이 전자 제어 장치(32)는, 마이크로 컴퓨터를 주체로 하여 구성되고, 액셀러레이터 개방도 등의 구동 요구량이나 차속, 엔진 회전수, 설정되어 있는 변속비 등 의 입력 데이터와, 변속 선도(변속 맵) 등의 미리 기억되어 있는 데이터에 기초하여 연산을 행하고, 그 연산 결과에 기초하는 제어 지령 신호를 출력하도록 구성되어 있다.

여기서 상기한 동력 전달 장치에 있어서의 축의 배치에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 엔진(2)과 유성 기어 기구(1) 및 각 구동축(9, 10)이 각각의 회전 중심 축선이 일치하도록 배치되고, 그 회전 중심 축선에 대해 평행하게 각 출력축(11, 12)이 배치되고, 또한 구동축(10)과 출력축(12)의 사이에 이들과 평행하게 아이들러축(13)이 배치되고, 또한 상기 각 출력축(11, 12)으로부터 차동 기어(29)에 동력을 전달하도록 구성되어 있으므로, 전체적인 축수는 5축이다. 이들 축은, 차량 탑재 상태에서 도 2에 도시하는 바와 같이 배치되어 있다. 즉, 엔진(2)의 회전 중심 축선에 대해 비스듬히 하방에 차동 기어(29)의 회전 중심 축선[혹은 차축(31)]이 위치하도록 차동 기어(29)가 배치되어 있다.

이들 엔진(2)의 회전 중심 축선과 차동 기어(29)의 회전 중심 축선을 포함하는 평면에 대해 상측에, 아이들러축(13)과 제2 출력축(12)이 배치되어 있다. 또한, 그 평면에 하측에는, 제1 출력축(11)이 배치되어 있다. 따라서, 체격 혹은 외경이 큰 엔진(2)이나 차동 기어(29)의 회전 중심 축선보다 차량의 하측에 배치되는 축의 수가 적어지므로, 노면과의 간섭을 회피 혹은 억제하기 쉬워진다.

상기한 동력 전달 장치는, 변속 단용의 어느 하나의 클러치(S1, S2)에 의해, 어느 하나의 변속 기어쌍(14, 15, 16, 17)을, 제1 구동축(9) 혹은 제2 구동축(10)과 제1 출력축(11) 혹은 제2 출력축(12)의 사이에서 토크 전달 가능하게 하고, 또 한 그 구동축(9, 10) 중 어느 하나에 대한 엔진(2)으로부터의 토크의 전달을 유성 기어 기구(1)에 의해 절환함으로써 소정의 변속단을 설정한다. 또한, 그 어느 하나의 클러치(S1, S2)를 절환 동작시켜 변속을 행하는 경우에, 유성 기어 기구(1) 및 모터 제너레이터(3)에 의해 기어의 회전수를 변속 후의 회전수에 맞추는 동기 제어를 행한다.

그 동작을 설명하면, 도 3은 엔진(2)을 출력축(11, 12)에 대해 기계적으로 직결하여 설정되는 변속비인 변속단과, 그들 변속단을 설정하기 위한 각 클러치(SL, S1, S2)의 동작 상태를 통합하여 나타내는 도표이고, ○를 부여한 숫자는 도 1에 기재되어 있는 원이 부여된 숫자와 대응되어 있고, 변속단용의 클러치(S1, S2)에 있어서의 슬리브(20, 24)의 이동 방향 혹은 위치 혹은 결합되어 있는 변속 기어쌍의 번호를 나타내고 있다. 또한, 도 3에 있어서의「×」표는 해방 상태이며 로크를 행하고 있지 않은 것,「○」표는 로크 클러치(SL)가 결합 상태이며 모터 제너레이터(3)를 로크하고 있는 것을 나타내고 있다.

제1속을 설정하고, 또한 제1속으로 발진하는 경우, 엔진(2)이 시동되어 회전하고 있으므로, 유성 기어 기구(1)에 있어서의 캐리어(Cr)가 정회전하고 있지만, 모터 제너레이터(3)의 전류 제어를 행하여 자유 회전시키거나, 혹은 선 기어(Sn)에 반력이 발생하지 않도록 회전시킨다. 이와 같이 함으로써, 홀수단에서의 출력 요소인 선 기어(Sn)가 정지한 상태가 되어, 토크가 나타나지 않는다. 이 상태에서, 홀수단용 클러치(S1)의 슬리브(24)를 제1속 피구동 기어(14b)측으로 이동시켜 그 허브(25)에 스플라인 끼워 맞춤시킴으로써, 그 제1속 피구동 기어(14b)를 제2 출력 축(12)에 연결한다. 즉, 제1속 기어쌍(14)을 제3 회전 요소인 선 기어(Sn)와 제2 출력축(12)의 사이에서 아이들러축(13)을 통해 토크 전달 가능한 상태로 한다. 또한, 이 시점에서는, 선 기어(Sn)에 토크가 나타나 있지 않으므로, 제2 출력축(12)이 회전하는 일은 없고, 상기한 동력 전달 장치를 탑재한 차량은 정지한 상태이다.

계속해서, 모터 제너레이터(3)를 발전기로서 기능시키도록 그 전류 제어를 행하면, 모터 제너레이터(3)를 강제적으로 회전시키는 것에 수반되는 반력이 링 기어(Rg)에 나타나, 그 회전수가 점차 저하된다. 그것에 수반하여 출력 요소인 선 기어(Sn)에는 이것을 정회전시키는 토크가 작용하여, 그 회전수가 점차 증대된다. 선 기어(Sn)의 토크는, 제2 구동축(10) 및 기어쌍(18)을 통해 아이들러축(13)에 전달되고, 또한 그 아이들러축(13)에 장착된 제1속 구동 기어(14a) 및 이것에 맞물려 있는 제1속 피구동 기어(14b) 및 홀수단용 클러치(S1)를 통해 제2 출력축(12)에 전달된다. 그리고 그 제2 출력축(12)으로부터 카운터 기어(Co)(28) 및 차동 기어(29)를 통해 좌우의 차축(31)에 토크가 출력된다.

이 과정에서는, 엔진(2)의 출력 토크가 증폭되어 제2 구동축(10)에 출력되고, 또한 엔진 회전수가 일정해도 제2 출력축(12)의 회전수가 점차 증대되므로, 변속비는 무단계로, 즉 연속적으로 저하된다. 이것은, 차량에 널리 이용되고 있는 토크 컨버터와 동일한 기능이다.

모터 제너레이터(3) 및 링 기어(Rg)의 회전수가 점차 저하되어, 그 회전이 거의 정지한 상태가 되면, 로크 클러치(SL)가 해방 상태로부터 결합 상태로 절환된다. 즉, 그 슬리브(7)가 도 1의 우측으로 이동되어 허브(8)에 끼워 맞춤되어, 모 터 제너레이터(3) 및 이것에 연결되어 있는 링 기어(Rg)가 고정된다. 이 상태를 도 4의 (a)에 도시하고 있다.

이것을 간단하게 설명하면, 유성 기어 기구(1)에 있어서는, 캐리어(Cr)에 엔진(2)으로부터 토크가 입력되어 이것이 이른바 정회전하지만, 링 기어(Rg)가 고정되어 있음으로써, 출력 요소인 선 기어(Sn)는 엔진(2) 혹은 캐리어(Cr)와는 반대 방향으로 회전한다. 즉, 역회전한다. 선 기어(Sn)가 장착되어 있는 제2 구동축(10)과 제1속 구동 기어(14a)가 장착되어 있는 아이들러축(13)은 상기 기어쌍(18)을 통해 연결되어 있으므로, 제1속 구동 기어(14a)는 정회전한다. 그리고 이 제1속 구동 기어(14a)에 맞물려 있는 제1속 피구동 기어(14b) 및 이것에 연결되어 있는 제2 출력축(12)은 역회전하고, 그 제2 출력축(12)으로부터 카운터 기어(28) 및 이것에 맞물려 있는 링 기어(30)를 통해 차동 기어(29)에 토크가 출력된다. 이것이 전진 주행시의 회전 방향이다.

또한, 제1 구동축(9)은 캐리어(Cr)를 통해 엔진(2)으로부터 직접 동력이 전달되므로, 그 회전 방향은 정회전 방향이며, 그 토크가 제2속 구동 기어(15a)를 통해 제2속 피구동 기어(15b)로 전달되므로, 제2속 피구동 기어(15b)는 역회전하고 있다. 환언하면, 제1속 피구동 기어(14b)와 마찬가지로, 전진 주행하는 방향으로 회전하고 있다.

따라서, 제1속에서는 엔진(2)이 출력한 동력은, 유성 기어 기구(1)에 의해 감속되어 제2 구동축(10)으로 전달되고, 기어쌍(18) 및 제1속 기어쌍(14) 및 홀수단용 클러치(S1)를 통해 제2 출력축(12)에 출력된다. 이와 같이 하여 제1속이 설 정되고, 이것은 동력의 전달을 기어 등의 기계적 수단에서 모두 행하므로, 이른바 기계적 직결단이 된다. 즉, 그 경우, 모터 제너레이터(3)는 동력의 전달에 관여하지 않을 뿐만 아니라 고정되어 있으므로, 전력을 소비하거나, 기계적인 동력을 전력으로 변화시키는 등의 일이 없고, 또한 모터 제너레이터(3)의 드래그에 의한 동력 손실을 회피하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 짝수단에서 토크를 출력하는 제1 구동축(9)은, 캐리어(Cr)를 통해 엔진(2)에 연결되어 있으므로, 홀수단인 제1속에 있어서도 제1 구동축(9)이나 이것에 장착되어 있는 짝수단용의 변속 기어쌍(15, 17)이 회전하고 있다. 이 제1속에 있어서의 제2속 피구동 기어(15b)의 회전수와 제1 출력축(11)의 회전수는 상이하므로, 제2속으로 업 시프트하는 경우, 그 회전수를 맞추는 동기 제어가 실행된다.

구체적으로는, 업 시프트의 변속 판단이 성립되면, 우선 모터 제너레이터(3)를 발전기로서 기능시켜 부의 토크를 발생시킴으로써, 모터 제너레이터(3) 및 이것에 연결되어 있는 링 기어(Rg)를 고정 상태로 유지하고, 그 상태에서 로크 클러치(SL)를 해방시킨다. 계속해서, 모터 제너레이터(3)에 의한 부의 토크를 증대시켜 그 회전수를 저하시킨다. 그 경우, 제2 출력축(12)의 토크가 변화되지 않도록 엔진 토크를 제어한다. 그 제어량은, 모터 제너레이터(3)의 토크나 유성 기어 기구(1)의 기어비[선 기어(Sn)의 잇수와 링 기어(Rg)의 잇수의 비] 등에 기초하여, 널리 알려져 있는 방법으로 산출할 수 있다.

모터 제너레이터(3)의 부의 토크를 증대시켜 그 회전수를 저하시키고 있는 변속 과도 상태를 도 4의 (b)에 도시하고 있고, 엔진 회전수를 제2속에서의 회전수를 향해 저하시키는 동시에 링 기어(Rg) 및 출력축(13)의 회전수 및 토크를 유지하도록 모터 제너레이터(3)의 부 토크를 증대시키고, 또한 모터로서 기능시켜 그 회전수를 저하시킨다. 제2속 기어쌍(15)의 구동 기어(15a)는, 제1 구동축(9) 및 캐리어(Cr)를 통해 엔진(2)에 연결되어 있으므로, 엔진 회전수를 저하시킴으로써 그 제2속 구동 기어(15a)의 회전수 및 이것에 맞물려 있는 제2속 피구동 기어(15b)의 회전수가 저하되고, 결국은 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이 제2속 피구동 기어(15b)의 회전수가 출력축 회전수에 일치한다. 즉, 동기가 완료된다.

이와 같이 하여 회전 동기가 성립한 시점에, 짝수단용 클러치(S2)의 슬리브(20)를 제2속 기어쌍(15)측으로 이동시켜 그 피구동 기어(15b)의 허브(21)에 스플라인 끼워 맞춤시킴으로써, 제2속 피구동 기어(15b)를 제1 출력축(11)에 연결한다. 즉, 제2속 기어쌍(15)을 캐리어(Cr)와 제1 출력축(11)의 사이에서 토크 전달 가능한 상태로 한다. 또한 이와 더불어, 홀수단용 클러치(S1)를 해방시켜 제1속 피구동 기어(14b)와 제2 출력축(12)의 연결을 해제한다. 따라서 짝수단용 클러치(S2)에 의해 제2속 기어쌍(15)을 제1 출력축(11)에 연결하는 것에 수반되는 회전수의 변화가 발생되는 일이 없으므로, 관성력에 의한 쇼크가 발생되는 일은 없다. 또한, 홀수단용 클러치(S1)가 해방되는 시점에서는, 짝수단용 클러치(S2)가 결합되어 있어 제1 출력축(11)에 토크를 전달하고 있으므로, 변속의 과정이라도 차동 기어(29)나 차축(31)에 항시 토크를 계속해서 전달할 수 있고, 이 점에서도 쇼크를 방지할 수 있는 동시에, 변속시의 토크 누락감 혹은 인입감 등의 위화감을 방지할 수 있다.

제2속에서는, 엔진(2)의 동력이 그대로 제1 구동축(9)에 전달되고, 또한 제2속 기어쌍(15) 및 짝수단용 클러치(S2)를 통해 제1 출력축(11)에 전달된다. 따라서, 제2속은 엔진(2)의 동력이 기계적인 수단을 통해 제1 출력축(11)에 직접 전달되는 이른바 엔진 직결단이 된다. 이것을 도 4의 (d)에 도시하고 있다. 이 제2속에서는, 모터 제너레이터(3)는 특별히 동작할 필요가 없고, 비동작 상태(오프 상태)가 된다. 이 경우, 모터 제너레이터(3)는 역회전하지만, 그 회전수는 도 4의 (d)에 도시하는 바와 같이 저회전수이며, 그로 인해 모터 제너레이터(3)를 이른바 동반 회전시키는 것에 의한 드래그의 손실이 적어, 차량 전체적인 연비를 향상시킬 수 있다.

다음에, 제2속으로부터 제3속으로의 업 시프트에 대해 설명한다. 이 업 시프트의 경우의 동기 제어는, 업 시프트의 후에 토크를 전달하는 제3속 피구동 기어(16b)의 회전수를, 제2 출력축(12)의 회전수에 일치시키는 회전수 제어가 된다. 즉, 제2속에서 모터 제너레이터(3)를 이른바 프리 상태로 하고 있으면, 제3속 피구동 기어(16b)는 제2 출력축(12)보다 고속으로 역회전하고 있다. 따라서, 그 제3속 피구동 기어(16b)의 회전수를 제2 출력축(12)의 회전수에 동기시키기 위해, 도 3의 (e)에 나타내는 바와 같이 모터 제너레이터(3)를 정회전 방향으로 동작시킨다.

따라서, 제어 개시 당초는 역회전 방향의 회전수를 저하시키기 위해 모터 제너레이터(3)를 발전기로서 기능시키고, 그 회전이 정지한 후에는 모터로서 기능시켜 정회전 방향의 토크를 출력시킨다. 그 경우, 전술한 제1속으로부터 제2속으로 의 변속시의 동기 제어와 마찬가지로, 출력축 토크가 변화되지 않도록 엔진 토크를 아울러 제어한다. 이들 토크의 관계는, 유성 기어 기구(1)의 기어비나 토크를 전달하고 있는 변속 기어쌍의 기어비 등에 기초하여 용이하게 연산하여 구할 수 있다.

모터 제너레이터(3)의 회전수 및 모터 제너레이터(3)에 연결되어 있는 링 기어(Rg)의 회전수를 상기와 같이 변화시킴으로써, 선 기어(Sn)의 회전수가 저하되므로, 이 선 기어(Sn)에 제2 구동축(10) 및 기어쌍(18) 및 아이들러축(13)을 통해 연결되어 있는 제3속 기어쌍(16)의 회전수가 저하된다. 그 선 기어(Sn)의 회전수나 선 기어(Sn)로부터 토크가 전달되는 제3속 기어쌍(16)의 회전수는, 유성 기어 기구(1)의 기어비나 모터 제너레이터(3)의 회전수 및 제3속 기어쌍(16)의 기어비에 의해 정해지므로, 제3속 피구동 기어(16b)의 회전수를 제2 출력축(12)의 회전수에 동기시키기 위한 모터 제너레이터(3)의 회전수는 용이하게 산출할 수 있고, 또한 제어할 수 있다.

그 제3속 피구동 기어(16b)의 회전수가 제2 출력축(12)의 회전수에 일치한 시점, 즉 동기한 시점에, 홀수단용 클러치(S1)의 슬리브(24)를 제3속 기어쌍(16)에 있어서의 피구동 기어(16b)측으로 이동시키고, 그 스플라인(26)에 끼워 맞춤시켜, 제3속 피구동 기어(16b)를 제2 출력축(12)에 연결한다. 또한, 짝수단용 클러치(S2)의 슬리브(20)를 제2속 피구동 기어(15b)로부터 이격되는 방향으로 이동시켜 해방 상태로 하여, 제2속 피구동 기어(15b)와 제1 출력축(11)의 연결을 해제한다. 아울러, 로크 클러치(SL)를 결합 상태로 제어하여 모터 제너레이터(3)의 회전수 및 링 기어(Rg)를 고정한다. 이 과정을 도 4의 (f) 및 (g)에 도시하고 있다. 또한, 도 4에서 흑색 원(●)은 토크 전달 가능하게 연결되어 있는 것, 백색 원(○)은 토크를 전달하지 않는 비연결 상태인 것, 화살표는 토크의 작용 방향을 각각 나타내고 있다.

또한, 제3속으로부터 제4속으로의 업 시프트는 홀수단으로부터 짝수단으로의 변속이므로, 전술한 제1속으로부터 제2속으로의 업 시프트와 마찬가지로 하여, 동기 제어 및 변속을 행한다. 또한, 다운 시프트는 상술한 제어와는 반대의 순서로 동기 제어 및 각 클러치의 절환 제어를 행하면 좋다.

상기한 동력 전달 장치에서는, 모든 변속 기어쌍을 축선 방향으로 배열하지 않고, 1단 간격을 둔 1군의 변속 기어쌍을 축선 방향으로 배열하고, 다른 군의 변속 기어쌍을 반경 방향으로 배열하여 배치하였으므로, 전체적인 축 길이를 짧게 할 수 있고, 또한 축간 거리를 짧게 할 수 있는, 이른바 평행 기어를 이용하여 동력 전달 경로를 형성하고 있으므로, 장치의 전체적인 외경의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 차동 기구인 유성 기어 기구(1)에 있어서의 반력 요소 혹은 고정 요소 나오는 링 기어(Rg)가, 공선도상에 있어서, 입력 요소에 상당하는 캐리어(Cr)와 출력 요소에 상당하는 선 기어(Sn)의 사이에 위치하고, 이것에 모터 제너레이터(3)가 연결되어 있으므로, 모터 제너레이터(3)의 회전수가 어느 쪽의 변속단에 있어서도 저회전수가 된다.

그로 인해, 모터 제너레이터(3)를 모터로서 기능시키거나, 혹은 발전기로서 기능시키는 경우라도, 그 출력이 작아도 좋으므로, 모터 제너레이터(3)를 소형화하 여 장치 전체적인 구성을 콤팩트화하는 것이 가능해진다. 그리고 변속 과도시에 모터 제너레이터(3)를 동작시키지만, 각 변속단에서는 엔진(2)만의 동력으로 주행할 수 있고, 그 결과 연비가 좋은 주행이 가능해진다.

본 발명에 관한 상기한 동력 전달 장치는, 전술한 바와 같이 유성 기어 기구(1)에 엔진(2)에 부가하여 모터 제너레이터(3)가 연결되어 있고, 게다가 홀수단에서는 엔진(2)의 출력 토크와는 작용 방향이 반대인 토크가 제2 구동축(10)에 출력되고, 또한 짝수단에서는 엔진(2)의 출력 토크가 그대로 제1 구동축(9)에 출력된다. 그로 인해, 모터 제너레이터(3)를 역행(力行) 제어하거나, 혹은 회생 제어하는 경우, 필요 충분한 토크를 얻기 위해, 또한 연비를 양호하게 하기 위해, 이하와 같이 제어한다. 도 5는 그 제어의 일례를 설명하기 위한 흐름도이며, 모터 제너레이터(3)를 동작시키는 경우에, 주로 전술한 전자 제어 장치(32)에 의해 실행된다.

도 5에 있어서, 우선 모터 제너레이터(3)에 대한 회전수에 의한 시프트 제한(스텝 S01)이 행해진다. 모터 제너레이터(3)는 유성 기어 기구(1)의 링 기어(Rg)에 연결되어 있으므로, 캐리어(Cr)에 연결되어 있는 엔진(2)의 회전수나 홀수단에서 토크를 출력하는 선 기어(Sn)의 회전수 등에 의해서는, 모터 제너레이터(3)의 회전수가 고회전수가 된다. 이에 대해, 기계적 강도나 내구성, 제어성 등의 요청으로 모터 제너레이터(3)의 회전수는 제한되므로, 스텝 S01에서는 그 제한을 행한다.

그 회전수의 제한의 범위 내에서 모터 제너레이터(3)를 동작시킨 경우의 출력 토크[차동 기어(29)에 작용하는 토크](To)가 최대 토크가 되는 시프트(변속단) 가 선택된다(스텝 S02). 구체적으로는, 짝수단을 설정하고 있는 상태에서 모터 제너레이터(3)에 의해 토크 어시스트하거나, 혹은 에너지 회생하는 경우, 홀수단을 설정하는 변속 기어쌍 중 고속측의 변속 기어쌍(도 1에 도시하는 예에서는 제3속 기어쌍)을, 홀수단용 클러치(S1)에 의해 토크 전달 가능한 상태로 한다. 이와는 반대로 홀수단을 설정하고 있는 상태에서 모터 제너레이터(3)에 의해 토크 어시스트하거나, 혹은 에너지 회생하는 경우, 짝수단을 설정하는 변속 기어쌍 중 저속측의 변속 기어쌍(도 1에 도시하는 예에서는 제2속 기어쌍)을, 짝수단용 클러치(S2)에 의해 토크 전달 가능한 상태로 한다.

이것을 구체적으로 설명하면, 모터 제너레이터(3)의 토크를 Tm, 엔진(2)의 토크를 Te, 선 기어(Sn)의 토크를 Ts, 캐리어(Cr)의 토크를 Tc, 유성 기어 기구(1)의 기어비를 ρ로 하면, 도 1에 도시하는 유성 기어 기구(1)에서는,

Ts＝ρ?Tm

Tc＝(1－ρ)?Tm

이다. 한편, 홀수단의 변속비를 G1, 짝수단의 변속비를 G2로 하면, 출력 토크 To는,

To＝Te×G2＋Tc×G2－Ts×G1

이므로, 상기한 선 기어(Sn)와 캐리어(Cr)의 토크의 식을 대입하면,

To＝G2×Te＋{(1－ρ)G2－ρG1}×Tm

이 된다. 따라서, 엔진(2)과 더불어 모터 제너레이터(3)를 동작시켜 주행하는 경 우, 짝수단에 있어서는 G1이 작아지도록 시프트 제어를 행하고, 또한 홀수단에 있어서는 G2가 커지도록 시프트 제어를 행한다. 이러한 변속단의 선택을 행하는 기능적 수단이, 본 발명에 있어서의 변속단 선택 수단에 상당한다.

계속해서, 차량의 구동 형태 혹은 주행 형태가 어시스트 주행인지 EV 주행인지 여부가 판단된다(스텝 S03). 여기서, 어시스트 주행이라 함은, 엔진(2)을 구동하여 주행하고, 그 구동 토크를 모터 제너레이터(3)의 출력 토크로 보조하는 구동 형태 혹은 주행 형태이며, 또한 EV 주행이라 함은, 모터 제너레이터(3)만의 동력으로 주행하고, 또한 에너지 회생하는 구동 형태 혹은 주행 형태이다. 이 판단은, 엔진(2) 및 모터 제너레이터(3)의 제어 상태 혹은 제어 신호나 차속 등에 기초하여 판단할 수 있다.

스텝 S03에서 어시스트 주행인 것이 판단된 경우에는, 그 시점에 설정되어 있는 변속단이 홀수단인지 여부가 판단된다(스텝 S04). 이것은 차동 기구인 유성 기어 기구(1)의 차동 작용을 이용하여 설정하고 있는 변속단인지 여부의 판단, 혹은 모터 제너레이터(3)를 로크하여 설정하고 있는 변속단인지 여부의 판단이다.

홀수단인 것이 판단된 경우에는, 우선 변속하는 것에 있어서, 토크 동기 제어 #1(즉, 제1 토크 동기 제어)이 실행된다(스텝 S05). 이것은, 모터 제너레이터(3)를 고정하기 위한 토크를, 로크 클러치(SL)를 통해 케이싱 등으로 받고 있었던 것을, 모터 제너레이터(3) 자체에서 받도록 하는 제어이며, 도 1에 도시하는 구성에서는 모터 제너레이터(3)의 역회전 방향의 토크를 점차 증대시켜, 모터 제너레이터(3)에 작용하는 외부로부터의 토크에 균형을 맞추는 제어이다. 모터 제너레이 터(3)에 걸려 있는 토크는, 전술한 식으로부터 용이하게 알 수 있는 바와 같이, 엔진(2)의 출력 토크나 유성 기어 기구(1)의 기어비 등에 의해 연산하여 구할 수 있다.

모터 제너레이터(3)가 출력하는 토크와 외부로부터 작용하는 토크가 균형이 맞추어져 토크 동기가 성립된 시점에서 모터 제너레이터(3)의 로크가 해제된다(스텝 S06). 구체적으로는, 전술한 로크 클러치(SL)에 있어서의 슬리브(7)가 도 1의 좌측으로 이동되어, 모터 제너레이터(3)의 로터에 일체화되어 있는 허브(8)와의 끼워 맞춤이 풀린다. 모터 제너레이터(3)가 그 자체의 출력 토크로 정지 상태를 유지할 수 있기 때문이다. 모터 제너레이터(3)의 로크가 해제된 것에 수반하여, 그 회전수를 변화시켜 회전수 동기 제어가 실행된다(스텝 S07).

이것은, 전술한 도 4를 참조하여 설명한 바와 같으며, 짝수단용 클러치(S2)에 있어서의 슬리브(20)의 회전수와, 이것이 스플라인 끼워 맞춤되는 상대 부재인 허브(21, 22)의 회전수를 일치시키도록 모터 제너레이터(3)의 회전수를 변화시키는 제어이다. 그 경우, 모터 제너레이터(3)의 출력 토크가 변화되거나, 관성 토크가 발생되므로, 출력 토크나 구동 토크의 변화를 억제하도록 필요에 따라서 엔진 토크를 제어해도 좋다.

그리고 회전수 동기가 성립된 시점에, 상기 스텝 S02에서 선택된 변속단(짝수 최적 시프트단)으로의 변속이 실행된다(스텝 S08). 구체적으로는, 스텝 S07에서의 제어로 동기시킨 짝수단용 클러치(S2)의 슬리브(20)가, 동기하고 있는 허브(21, 22)에 스플라인 결합된다. 모터 제너레이터(3)에 의해 토크 어시스트하는 경우의 출력 토크(To)는 전술한 식으로 나타내어지므로, 스텝 S08에서 짝수 최적 시프트단이 설정된 후, 그 시점의 출력 토크가 되도록 모터 제너레이터(3)의 토크 제어와 엔진(2)의 토크 제어가 행해진다(스텝 S09). 이것이 토크 동기 제어 #2(즉, 제2 토크 동기 제어)이다. 이와 같이 하여 동기시킨 후에, 모터 제너레이터(3)에 의한 토크 어시스트가 실행된다(스텝 S10). 그 후, 개시로 복귀된다.

한편, 스텝 S04에서 짝수단인 것이 판단된 경우는, 이하와 같이 제어된다. 짝수단에서는, 엔진(2)이 변속 기어쌍에 이른바 직결되므로, 모터 제너레이터(3)에 의한 토크 어시스트를 행하기 위해 홀수 최적 시프트단을 설정할 때에 토크 동기시킬 필요가 특별하게는 없고, 따라서 스텝 S04에서 짝수단인 것이 판단된 경우, 우선 모터 제너레이터(3)의 로크가 해제된다(스텝 S11). 이것은 전술한 스텝 S06과 동일한 제어이다.

계속해서, 모터 제너레이터(3)의 회전수를 제어하여 회전수 동기 제어가 실행된다(스텝 S12). 그 경우, 구동 토크는 엔진(2)의 토크에 의해 유지되고, 모터 제너레이터(3)의 회전수를 변화시켜도 구동 토크가 특별하게는 변화되지 않으므로, 엔진 토크를 제어할 필요는 없다. 또한, 이 회전수 동기 제어는, 홀수단용 클러치(S1)에 있어서의 슬리브(24)의 회전수와, 이것이 스플라인 끼워 맞춤되는 상대 부재인 허브(25, 26)의 회전수를 일치시키도록 모터 제너레이터(3)의 회전수를 변화시키는 제어이다.

그리고 회전수 동기가 성립된 시점에, 상기 스텝 S02에서 선택된 변속단(홀수 최적 시프트단)으로의 변속이 실행된다(스텝 S13). 구체적으로는, 스텝 S12에 서의 제어로 동기시킨 홀수단용 클러치(S1)의 슬리브(24)가, 동기하고 있는 허브(25, 26)에 스플라인 끼워 맞춤된다. 이와 같이 하여 동기시킨 후에, 모터 제너레이터(3)에 의한 토크 어시스트가 실행된다(스텝 S10). 그 후, 개시로 복귀된다.

또한, 전술한 스텝 S03에서 EV 주행[모터 제너레이터(3)에 의한 회생 주행을 포함함]의 판단이 성립된 경우, 모터 제너레이터(3)를 동작시킬 필요가 있으므로, 모터 제너레이터(3)의 로크가 해제된다(스텝 S14). 계속해서, 회전수 동기 제어가 실행된다(스텝 S15). 이들 스텝 S14 및 스텝 S15의 제어는, 전술한 스텝 S11 및 스텝 S12의 제어와 동일하다.

그리고 최적 변속단(시프트단)을 설정하도록 홀수단용 클러치(S1) 혹은 짝수단용 클러치(S2)가 결합 상태로 절환된다(스텝 S16). 이 최적 변속단은, 차량의 탑승자에 의한 요구 구동량이나 차속 및 변속 선도 등에 의해 구해지는 변속단이다. 어느 하나의 클러치(S1, S2)를 결합 상태로 절환하여 최적 변속단이 설정된 후, 모터 제너레이터(3)에 의한 역행(EV 주행) 혹은 에너지 회생이 실행된다(스텝 S17). 그 후, 개시로 복귀된다.

여기서, 상술한 스텝 S05 내지 스텝 S10의 제어예로서, 엔진(2)의 동력으로 제3속으로 주행하고 있는 경우에 모터 제너레이터(3)에 의한 토크 어시스트를 실행하는 경우의 제어예를 도 6의 공선도를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제3속에서는, 모터 제너레이터(3) 및 이것이 연결되어 있는 링 기어(Rg)를 고정(로크)한 상태에서 엔진(2) 및 이것이 연결되어 있는 캐리어(Cr)가 정회전하고 있고, 그것에 따른 토크가 선 기어(Sn)에 나타나 선 기어(Sn) 가 역회전하고 있다. 그 선 기어(Sn)의 토크가, 아이들러축(13)이나 제3속 기어쌍(16)을 통해 제2 출력축(12)으로부터 출력되어 있다.

제1 토크 동기 제어(토크 동기 제어 #1)는, 모터 제너레이터(3)를 모터로서 기능시켜 역회전 방향(도 6의 하향)의 토크를 발생시킨다. 이것을 도 6의 (b)에 도시하고 있다. 그 역회전 방향의 토크를 점차 증대시켜, 엔진 토크에 기인하여 외부로부터 작용하는 토크와 균형이 맞은 경우에, 로크 클러치(SL)에 의한 모터 제너레이터(3)의 로크를 해제한다. 즉, 모터 제너레이터(3)의 회전을 멈추는 부재를 케이싱 등의 고정부로부터 모터 제너레이터(3) 자체로 변경한다. 이 상태를 도 6의 (c)에「파워 스플릿」으로 부기하여 나타내고 있다.

다음에, 회전수 동기 제어가 실행된다. 이것은, 모터 제너레이터(3)를 정회전 방향으로 구동하여 그 회전수를 증대시킴으로써 행한다. 모터 제너레이터(3)의 회전수를 증대시키면, 엔진(2) 및 이것이 연결되어 있는 캐리어(Cr)의 회전수가 증대되므로, 캐리어(Cr)에 제1 구동축(9)을 통해 연결되어 있는 제2속 기어쌍(15)의 피구동 기어(15b)의 회전수가 역회전 방향으로 증대되어, 제1 출력축(11)의 회전수에 동기한다. 그 상태를 도 6의 (d)에 도시하고 있다. 이 상태에서, 짝수단용 클러치(S2)에 의해 제2속 피구동 기어(15b)를 제1 출력축(11)에 연결한다. 그 경우에 회전수의 변화나 쇼크가 발생하지 않는 것은 전술한 바와 같다.

제2속 기어쌍(15)을 짝수단용 클러치(S2)에 의해 토크 전달 가능한 상태로 한 후에, 모터 제너레이터(3) 및 엔진(2)의 토크를 제어하여 토크 동기를 행하고[도 6의 (e)], 계속해서 모터 제너레이터(3)에 의한 토크 어시스트를 행한다[도 6 의 (f)].

이와 같이, 본 발명에 관한 동력 전달 장치에서는, 어시스트 주행을 행하는 경우와, EV 주행을 행하는 경우에서는, 변속단을 설정하는 제어가 상이하고, 그 제어 내용을 구동 상태 혹은 주행 상태에 따라서 상이하게 하는 기능적 수단이 본 발명에 있어서의 변속 제어 변경 수단에 상당하고 있다. 또한, 도 5에 나타내는 스텝 S07, S12, S15 등의 기능적 수단, 즉 변속 기어쌍을 출력축(11, 12)에 대해 토크 전달 가능한 상태로 할 때에 연결하는 부재끼리의 회전수를 일치시키는 기능을 하는 수단이 본 발명에 있어서의 동기 수단에 상당하고 있다. 또한, 도 5에 나타내는 스텝 S09에서 토크 동기시에 엔진(2) 및 모터 제너레이터(3)의 토크를 협조하여 제어하는 기능적 수단이, 본 발명의 협조 제어 수단에 상당하고 있다.

그런데, 본 발명에 관한 동력 전달 장치는, 차동 기구 중 어느 하나의 회전 요소에 연결된 모터 제너레이터 등의 제2 원동기를 선택적으로 고정할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 그 제2 원동기를 통해 어느 하나의 회전 요소를 고정함으로써, 차동 기구를 감속기로서 기능시킬 수 있고, 이 기능을 이용하여 어느 하나의 변속 기어쌍을, 차동 기구가 감속기로서 기능하는 변속단과, 차동 기구가 감속기로서 기능하지 않는 변속단의 2개의 변속단에 공용하는 것이 가능해진다. 이하에, 그 예를 설명한다.

도 7에 도시하는 예는, 2개의 변속 기어쌍(14, 15)을 각각 2개의 변속단으로 공용함으로써, 전체로서 전진 4단을 설정할 수 있도록 구성한 예이다. 즉, 엔진(2)과 더블 피니언형의 유성 기어 기구(1)가, 각각의 회전 중심 축선을 동일 축 선 상에 일치시킨 상태에서 배치되어 있고, 그 엔진(2)과 유성 기어 기구(1)의 사이에, 홀수단용 기어쌍인 제1속 기어쌍(14)과 홀수단용 클러치(S11)가 배치되고, 유성 기어 기구(1)를 사이에 두고 이들과는 반대측에 짝수단용 기어쌍인 제2속 기어쌍(15)과 짝수단용 클러치(S12)가 배치되어 있다.

유성 기어 기구(1)의 캐리어(Cr)에는, 엔진(2)측으로 연장되어 있는 입력축(33)이 연결되어 있고, 그 입력축(33)과 엔진(2)의 사이에는 발진 클러치(34)가 설치되어 있다. 이 발진 클러치(34)는, 요컨대 토크의 단속을 행하는 기구이며, 마찰 클러치나 맞물림 클러치 등의 적절한 구성의 것을 채용할 수 있다. 또한, 입력축(33)의 외주측에는, 유성 기어 기구(1)에 있어서의 링 기어(Rg)에 연결되어 있는 링 기어축(35)이 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 있고, 그 링 기어축(35)의 외주측에 제1속 구동 기어(14a)가 회전 가능하게 지지되어 있다.

또한, 유성 기어 기구(1)에 있어서의 선 기어(Sn)에 일체인 제2 구동축(10)이, 유성 기어 기구(1)의 회전 중심 축선을 따라, 엔진(2)과는 반대 방향으로 연장되어 배치되어 있고, 그 외주측에 제2속 구동 기어(15a)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 유성 기어 기구(1)의 외주측에, 유성 기어 기구(1)와 평행하게 출력축(36)이 배치되어 있고, 이 출력축(36)에, 제1속 구동 기어(14a)에 맞물려 있는 제1속 피구동 기어(14b)와, 제2속 구동 기어(15a)에 맞물려 있는 제2속 피구동 기어(15b)가 장착되어 있다. 그리고 출력축(36)에 있어서의 엔진(2)측의 단부에 카운터 기어(37)가 설치되고, 이 카운터 기어(37)가 종감속기인 차동 기어(29)의 링 기어(30)에 맞물려 있다.

본 발명의 제2 원동기에 상당하는 모터 제너레이터(3)는, 도 7에 도시하는 구성에서는 유성 기어 기구(1)의 외주측에 배치되어 있다. 이 모터 제너레이터(3)에 있어서의 로터와 상기 제2 구동축(10)이, 아이들 기어(38)를 포함하는 기어쌍(39)에 의해 연결되어 있다. 이 모터 제너레이터(3)를 선택적으로 고정(로크)하는 로크 클러치(SL)가 모터 제너레이터(3)와 케이싱 등의 소정의 고정부(40)와의 사이에 설치되어 있다. 이 로크 클러치(SL)는 로터에 일체인 허브(8)에 스플라인 끼워 맞춤시킨 슬리브(7)와, 고정부(40)에 일체로 설치한 고정 허브(6)를 구비하고, 슬리브(7)를 고정 허브(6)측으로 이동시켜 고정 허브(6)에 스플라인 끼워 맞춤시킴으로써, 모터 제너레이터(3)를 로크하도록 구성되어 있다.

한편, 홀수단용 클러치(S11)는 제1속 구동 기어(14a)를, 유성 기어 기구(1)에 있어서의 링 기어(Rg)에 연결한 상태, 캐리어(Cr)와 링 기어(Rg)에 연결한 상태, 링 기어(Rg)에 연결한 상태의 3개의 결합 포지션과 어떠한 부재도 연결되어 있지 않은 해방 상태로 절환되도록 구성되어 있다. 또한 마찬가지로, 짝수단용 클러치(S12)는 제2속 구동 기어(15a)를, 유성 기어 기구(1)에 있어서의 링 기어(Rg)에 연결한 상태, 캐리어(Cr)와 링 기어(Rg)에 연결한 상태, 링 기어(Rg)에 연결한 상태의 3개의 결합 포지션과 어떠한 부재도 연결되어 있지 않은 해방 상태로 절환되도록 구성되어 있다.

구체적으로 설명하면, 홀수단용 클러치(S11)는 유성 기어 기구(1)와 동일한 축선 상에서, 제1속 구동 기어(14a)와 발진 클러치(34)의 사이에 배치되어 있고, 제1속 구동 기어(14a)에 일체로 설치한 허브(41)와, 이 허브(41)에 축선 방향으로 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤되어 있는 슬리브(42)와, 링 기어축(35)에 일체로 설치되고 또한 슬리브(42)가 스플라인 끼워 맞춤 가능한 허브(43)와, 입력축(33)에 일체로 설치되고 또한 슬리브(42)가 스플라인 끼워 맞춤 가능한 허브(44)를 구비하고 있다. 또한, 슬리브(42)는 도시하지 않은 적절한 액추에이터에 의해 축선 방향으로 이동되고, 또한 3개의 결합 포지션 및 해방 상태로 위치 결정되도록 되어 있다.

이 3개의 결합 포지션에 대해 설명하면, 도 8은 홀수단용 클러치(S11)의 포지션을 모식적으로 도시하고 있고, 제1속 구동 기어(14a)에 일체인 허브(41), 링 기어축(35)에 일체인 허브(43), 입력축(33)에 일체인 허브(44)의 순으로 배열되어 있고, 슬리브(42)는 링 기어축(35)에 일체인 허브(43)를 걸치도록 놓여, 제1속 구동 기어(14a)에 일체인 허브(41)와 입력축(33)에 일체인 허브(44)에 스플라인 끼워 맞추는 위치(이하, 가령 C 결합 위치라 함)와, 3개의 허브(41, 43, 44)에 동시에 스플라인 끼워 맞춤되는 위치(이하, 가령 RC 결합 위치라 함)와, 제1속 구동 기어(14a)에 일체인 허브(41)와 링 기어축(35)에 일체인 허브(43)에 스플라인 끼워 맞춤되는 위치(이하, 가령 R 결합 위치라 함)로 이동되어 위치 결정된다. 따라서, C 결합 위치에서는 제1속 구동 기어(14a)가 캐리어(Cr) 혹은 엔진(2)에 연결되고, RC 결합 위치에서는 유성 기어 기구(1)의 전체가 일체화되는 동시에 그 일체화된 유성 기어 기구(1)에 제1속 구동 기어(14a)가 연결되고, 또한 R 결합 위치에서는 제1속 구동 기어(14a)가 링 기어(Rg)에 연결되도록 되어 있다.

또한, 짝수단용 클러치(S12)는 제2 구동축(10)과 동일한 축선 상에서, 제2속 구동 기어(15a)와 유성 기어 기구(1)의 사이에 배치되어 있고, 제2속 구동 기어(15a)에 일체로 설치한 허브(45)와, 이 허브(45)에 축선 방향으로 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤되어 있는 슬리브(46)와, 캐리어(Cr)에 일체로 연결되고 또한 슬리브(46)가 스플라인 끼워 맞춤 가능한 허브(47)와, 링 기어(Rg)에 일체로 연결되고 또한 슬리브(46)가 스플라인 끼워 맞춤 가능한 허브(48)를 구비하고 있다. 또한, 슬리브(46)는 도시하지 않은 적절한 액추에이터에 의해 축선 방향으로 이동되고, 또한 3개의 결합 포지션과 해방 상태로 위치 결정되도록 되어 있다.

이들 3개의 결합 포지션은, 상기한 홀수단용 클러치(S11)에 있어서의 3개의 결합 포지션과 마찬가지이며, 제2속 구동 기어(15a)에 일체인 허브(45), 캐리어(Cr)에 일체인 허브(47), 링 기어(Rg)에 일체인 허브(48)의 순으로 배열되어 있고, 슬리브(46)는 캐리어(Cr)에 일체인 허브(47)를 걸치도록 놓여, 제2속 구동 기어(15a)에 일체인 허브(45)와 링 기어(Rg)에 일체인 허브(48)에 스플라인 끼워 맞춤되는 위치(이하, 가령 R 결합 위치라 함)와, 3개의 허브(45, 47, 48)에 동시에 스플라인 끼워 맞춤되는 위치(이하. 가령 RC 결합 위치라 함)와, 제2속 구동 기어(15a)에 일체인 허브(45)와 캐리어(Cr)에 일체인 허브(47)에 스플라인 끼워 맞춤되는 위치(이하, 가령 C 결합 위치라 함)로 이동되어 위치 결정된다.

따라서, R 결합 위치에서는 제2속 구동 기어(15a)가 링 기어(Rg)에 연결되고, RC 결합 위치에서는 유성 기어 기구(1)의 전체가 일체화되는 동시에 그 일체화된 유성 기어 기구(1)에 제2속 구동 기어(15a)가 연결되고, 또한 C 결합 위치에서는 제2속 구동 기어(15a)가 캐리어(Cr) 혹은 엔진(2)에 연결되도록 되어 있다. 또 한, 특별히 도시하지는 않지만, 도 7에 도시하는 동력 전달 장치에 있어서도, 각 클러치를 절환 동작시키기 위한 액추에이터, 모터 제너레이터(3)를 위한 인버터나 축전 장치, 그 제어를 위한 전자 제어 장치가 설치되어 있다.

도 7에 도시하는 동력 전달 장치에서는, 엔진(2)을 출력축(36)에 기계적으로 직결하여 설정할 수 있는 변속단으로서, 전진측에서 4개의 변속단을 설정할 수 있다. 이들 변속단을 설정하기 위한 각 클러치(S11, S12, SL)의 결합?해방 상태를 도 9에 통합하여 도시하고 있다. 또한, 도 9에 있어서,「R」은 대응하는 클러치의 슬리브가 전술한 R 결합 위치로 설정되어 있는 것을 나타내고, 또한「C」는 대응하는 클러치의 슬리브가 전술한 C 결합 위치로 설정되어 있는 것을 나타내고,「○」는 로크 클러치(SL)가 결합되어 있는 것을 나타내고,「×」는 해방 상태를 나타내고 있다.

각 변속단에 대해 설명하면, 제1속에서는 로크 클러치(SL)를 결합 상태로 하여 모터 제너레이터(3)를 로크(고정)하는 동시에, 홀수단용 클러치(S11)를 R 결합 위치로 설정하여 제1속 구동 기어(14a)와 링 기어(Rg)를 연결한다. 로크 클러치(SL)에 의해 모터 제너레이터(3)를 로크하면, 유성 기어 기구(1)에 있어서의 선 기어(Sn)가 고정되고, 그 상태에서 캐리어(Cr)에 엔진(2)으로부터 토크가 입력되게 되므로, 유성 기어 기구(1)는 감속기로서 기능한다. 따라서, 엔진(2)으로부터 발진 클러치(34)를 통해 캐리어(Cr)에 입력된 토크는 유성 기어 기구(1)에 의해 증폭되어 링 기어(Rg)로부터 출력되고, 또한 링 기어(Rg)의 토크는 제1속 기어쌍(14)에 의해 증폭되어 출력축(36)에 전달된다. 즉, 유성 기어 기구(1) 및 제1속 기어 쌍(14)이 변속 작용을 행하므로, 제1속의 변속비는 유성 기어 기구(1)의 기어비에 기초하는 변속비와 제1속 기어쌍(14)의 기어비를 곱한 값이 된다.

이 제1속에서의 동작 상태를 도 10의 (a)에 공선도로 도시하고 있다. 유성 기어 기구(1)는 전술한 바와 같이 더블 피니언형의 유성 기어 기구이므로, 그 공선도 상에는 선 기어(Sn), 링 기어(Rg), 캐리어(Cr)의 순으로 배열되고, 제1속에서는 그 선 기어(Sn)가 고정되고, 또한 캐리어(Cr)에 토크가 입력되고, 또한 링 기어(Rg)로부터 제1속 구동 기어(14a)에 토크가 전달된다. 제1속 기어쌍(14)은 감속 작용과 더불어 토크의 방향을 반전하는 작용을 행하고, 따라서 제1속 피구동 기어(14b)가 역회전하고, 여기로부터 카운터 기어(37)(Co)를 통해 차동 기어(29)에 토크가 출력된다.

이 상태에서는, 엔진(2)이 연결되어 있는 캐리어(Cr)나 입력축(33)은, 제1속 구동 기어(14a)보다 고속으로 정회전하고 있다. 또한, 제1속으로 발진하는 경우, 발진 클러치(34)를 해방 상태로부터 점차 결합시킴으로써, 캐리어(Cr)에 전달되는 토크를 서서히 증대시킨다. 이른바 프릭션 스타트를 행한다. 이와 같이 함으로써, 구동 토크가 서서히 증대되므로, 매끄러운 발진을 행할 수 있다.

제2속에서는, 로크 클러치(SL)를 해방 상태로 하는 동시에, 홀수단용 클러치(S11)를 C 결합 위치로 설정하여 유성 기어 기구(1)의 전체를 일체화시킨다. 따라서, 유성 기어 기구(1)는 변속 작용을 행하지 않고, 엔진(2)이 제1속 구동 기어(14a)에 직결된 상태가 되고, 그로 인해 제2속의 변속비는 제1속 기어쌍(14)의 기어비에 따른 값이 된다. 이 제2속으로 변속할 때에는, 모터 제너레이터(3)를 동 작시켜 회전수 동기가 실행된다.

로크 클러치(SL)를 해방한 후, 모터 제너레이터(3)를 모터로서 구동하고, 정회전 방향으로 토크를 출력시키면, 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같이, 엔진(2) 및 이것에 연결되어 있는 캐리어(Cr)의 회전수가 저하된다. 그 경우는, 출력축 토크가 변화되지 않도록 엔진(2) 및 모터 제너레이터(3)의 토크 제어를 행한다. 선 기어(Sn)의 회전수가 증대되는 동시에 캐리어(Cr)의 회전수가 저하되면, 결국은 선 기어(Sn) 및 캐리어(Cr) 및 링 기어(Rg)의 3개의 회전수가 일치하고, 유성 기어 기구(1)의 전체가 일체가 되어 회전한다. 그 상태를 도 10의 (c)에 도시하고 있다. 이 상태에서는, 링 기어(Rg)에 일체인 허브(43)와 캐리어(Cr)에 일체인 허브(44)의 회전수가 일치하고 있으므로, 홀수단용 클러치(S11)를 R 결합 위치로부터 C 결합 위치로 이동시켜도 회전수의 변화가 발생되는 일이 없다. 즉, 회전수의 동기 제어를 수반하여 클러치의 절환을 행하므로, 이른바 시프트 쇼크를 회피 혹은 억제할 수 있다.

제3속은 로크 클러치(SL)를 결합 상태로 하여 모터 제너레이터(3)를 로크하고, 또한 홀수단용 클러치(S11)를 해방하는 동시에, 짝수단용 클러치(S12)를 R 결합 위치로 하여 설정된다. 로크 클러치(SL)를 결합 상태로 하여 모터 제너레이터(3)를 고정하면, 유성 기어 기구(1)의 선 기어(Sn)가 고정되어 유성 기어 기구(1)가 감속기가 되는 것은 전술한 바와 같다. 이 상태에서 제2속 구동 기어(15a)가 링 기어(Rg)에 연결되므로, 엔진(2)이 출력한 동력은 유성 기어 기구(1)에서 감속된 후, 제2속 구동 기어(15a)에 전달되고, 또한 그 제2속 기어쌍(15)을 통해 출력축(36)에 전달된다. 따라서, 제2속은 유성 기어 기구(1) 및 제2속 기어쌍(15)에 의한 변속 작용으로 설정되고, 그 변속비는 유성 기어 기구(1)의 기어비에 기초하는 변속비와 제2속 기어쌍(15)의 기어비를 곱한 값이 된다.

제2속과 제3속의 사이의 변속시의 동기 제어에 대해 설명하면, 제2속에서는 모터 제너레이터(3)의 로크가 해제되어 있으므로, 그 회전수를 점차 저하시키고, 나아가서는 역회전 방향으로 회전시키면, 캐리어(Cr)의 회전수를 유지한 상태에서 링 기어(Rg)의 회전수가 저하된다. 그것에 수반하여 링 기어(Rg)에 일체인 허브(48)의 회전수가 저하된다. 한편, 제2속 구동 기어(15a)는 출력축(36)에 장착되어 있는 제2속 피구동 기어(15b)에 맞물려 있음으로써, 엔진(2)이나 캐리어(Cr)보다 저속도로 회전하고 있다. 그 과정을 도 10의 (d)에 도시하고 있다.

따라서, 모터 제너레이터(3)의 회전수가 상기와 같이 변화함으로써, 링 기어(Rg)의 회전수가 제2속 구동 기어(15a)의 회전수에 일치한다. 즉, 회전 동기가 성립되고, 그 시점에 짝수단용 클러치(S12)가 R 결합 위치로 절환되어, 링 기어(Rg)와 제2속 구동 기어(15a)가 연결된다. 그때에 회전수의 변화나 쇼크가 발생하지 않는 것은, 제1속으로부터 제2속으로의 변속의 경우와 동일하다. 이와 같이 하여 짝수단용 클러치(S12)를 절환한 후에 엔진(2) 및 모터 제너레이터(3)의 회전수를 제어하여 모터 제너레이터(3)의 회전을 멈추고, 로크 클러치(SL)에 의해 모터 제너레이터(3)를 로크한다. 그 상태를 도 10의 (e)에 도시하고 있다.

그리고 제4속은 로크 클러치(SL)를 해방하는 동시에, 짝수단용 클러치(S12)를 C 결합 위치로 이동시켜 제2속 구동 기어(15a)와 캐리어(Cr)를 연결함으로써 설 정된다. 이 제4속으로의 제3속으로부터의 변속은, 짝수단용 클러치(S12)를 R 결합 위치로부터 C 결합 위치로 절환함으로써 실행되고, 이것은 절환 동작시키는 클러치가 상이하지만, 제1속으로부터 제2속으로의 변속과 동일한 제어이므로, 제1속으로부터 제2속으로의 변속의 경우와 동일한 제어를 행할 수 있다.

따라서, 도 7에 도시하는 바와 같이 구성한 동력 전달 장치에 따르면, 변속 기어쌍이 2종류임에도 불구하고 전진 4단을 설정할 수 있다. 그로 인해, 설정 가능한 변속단 수에 비교하여 필요로 하는 변속 기어의 수가 적어도 되므로, 장치의 전체적인 구성을 소형화할 수 있다. 또한, 인접하는 변속단으로의 변속시에 동기 제어를 행하는 것이 가능하며, 각 클러치(SL, S11, S12)가 도그 클러치에 의해 구성되어 있어도 쇼크가 없는 변속이 가능하다.

또한, 도 7에 도시하는 구성에서는, 짝수단용 클러치(S12) 및 홀수단용 클러치(S11)를 유성 기어 기구(1)를 끼운 양측으로 나누어 배치하였으므로, 슬리브(42, 46)를 덮는 부재를 없애 슬리브(42, 46)를 외부에 노출시킬 수 있고, 그 결과 각 클러치(S11, S12)를 도그 클러치에 의해 구성하는 것이 가능해지는 동시에, 그 절환 동작시키기 위한 액추에이터의 구성이나 배치가 용이해진다. 그리고 각 클러치(S11, S12)는 3개의 결합 포지션을 설정할 수 있는 구성임으로써, 1개의 클러치를 복수의 변속단을 설정하기 위해 공용할 수 있고, 그 결과 구성 부재의 수를 상대적으로 적게 하여 장치의 전체적인 구성을 소형화하는 것이 가능해진다.

그리고 또한, 도 7에 도시하는 구성에서는 각 변속 기어쌍(14, 15)으로 설정되는 변속비에, 유성 기어 기구(1)를 감속기 혹은 변속기로서 기능시킴으로써 변속 비를 곱한 변속비의 변속단을 설정하기 때문에, 변속비 폭(기어 레인지)을 넓게 할 수 있는 동시에, 변속비끼리의 간격(기어비)을 좁게 할 수 있고, 이와 같이 함으로써 동력 성능과 연비 성능을 양립시키는 것이 가능해진다.

다음에, 도 1에 도시하는 구성의 일부를 변경하여 더욱 다단화한 본 발명의 구체예에 대해 설명한다. 도 11은 그 일례를 도시하고 있고, 제1 원동기로서의 엔진(2)과 제2 원동기로서의 모터 제너레이터(3)가, 차동 기구인 유성 기어 기구(1)에 연결되어 있다. 이 유성 기어 기구(1)는 더블 피니언형인 것이며, 그 캐리어(Cr)에 입력축(33)을 통해 엔진(2)이 연결되어 있다. 또한, 선 기어(Sn)에 모터 제너레이터(3)가 연결되어 있다. 또한, 캐리어(Cr)에 제1 구동축(49)이 연결되어 있고, 그 외주측에 회전 가능하게 끼워 맞춤시킨 중공축인 제2 구동축(50)이, 링 기어(Rg)에 연결되어 있다. 또한, 이들 구동축(49, 50)은 유성 기어 기구(1)의 중심 축선을 따라 상기 엔진(2)과는 반대측에 배치되어 있다.

또한, 각 구동축(49, 50)과 평행하게 제1 출력축(11)과 제2 출력축(12)이 배치되어 있고, 이들 출력축(11, 12)은 그 엔진(2)측의 단부에 설치한 카운터 기어(27, 28) 및 이것에 맞물려 있는 링 기어(30)에 의해 차동 기어(29)에 연결되어 있다.

상기 제1 구동축(49)은 제2 구동축(50)의 선단측으로 돌출되어 있고, 그 돌출된 부분에 제2속 구동 기어(15a)와 제6속 구동 기어(51a)가 일체가 되어 회전하도록 설치되어 있다. 그 제6속 구동 기어(51a)에 맞물려 있는 제6속 피구동 기어(51b)가 제1 출력축(11)에 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 지지되어 있고, 그 제6 속 피구동 기어(51b)의 보스부의 외주부에 제2속 피구동 기어(15b)가 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 지지되어 있고, 이 제2속 구동 기어(15b)가 상기 제2속 구동 기어(15a)에 맞물려 있다.

또한 제2 구동축(50)에는, 유성 기어 기구(1)측으로부터 차례로, 제1속 구동 기어(14a) 및 제5속 구동 기어(52a)가 일체로 설치되어 있고, 또한 제2 구동축(50)의 선단측에는 제3속 구동 기어(16a)가 배치되어 있고, 이 제3속 구동 기어(16a)는 제1 구동축(49)에 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 지지되어 있다. 이 제3속 구동 기어(16a)에 맞물려 있는 제3속 피구동 기어(16b)가 제2 출력축(12)에 장착되어 있다. 또한, 상기 제1속 구동 기어(14a)에 맞물려 있는 제1속 피구동 기어(14b)가 제1 출력축(11)에 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 지지되어 있다. 그 제1속 피구동 기어(14b)의 보스부가 제3속 피구동 기어(16b)측으로 연장되어 있고, 그 보스부의 외주측에, 상기 제5속 구동 기어(52a)에 맞물려 있는 제5속 피구동 기어(52b)가 회전 가능하게 끼워 맞춤된 상태로 지지되어 있다.

또한 제1 출력축(11)에는, 리버스 피구동 기어(53b)가 회전 가능하게 끼워 맞춤된 상태로 지지되어 있고, 이 리버스 피구동 기어(53b)와 제1속 구동 기어(14a)에 아이들 기어(54)가 맞물려 있다. 따라서, 제2속 구동 기어(14a)는 리버스 구동 기어를 겸하고 있다.

도 11에 도시하는 구성의 로크 클러치(SL)는, 모터 제너레이터(3)를 로크하는 기능에 부가하여, 유성 기어 기구(1)의 전체를 일체화시키는 기능을 구비하고 있다. 즉, 모터 제너레이터(3)의 로터에 일체로 설치한 허브(8)는 상기 입력 축(33)의 외주측에 축심을 일치시켜 배치되어 있고, 이 허브(8)에 슬리브(7)가 축선 방향으로 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤되는 동시에, 허브(8)에 인접하여 고정 허브(6)가 배치되어 있다. 또한, 입력축(33)에 일체로 설치한 허브(55)가, 허브(8)를 사이에 두고 고정 허브(6)와는 반대측에 배치되고, 슬리브(7)가 이들 허브(8, 55)의 양쪽에 걸쳐 스플라인 끼워 맞춤되도록 구성되어 있다.

또한, 변속 기어쌍(14, 15, 16, 51, 52, 53)을 선택적으로 토크 전달 가능한 상태로 설정하는 4개의 클러치(S21, S22, S23, SR)가 설치되어 있다. 제1 클러치(S21)는, 제1속 피구동 기어(14b)와 제5속 피구동 기어(52b)를, 선택적으로 제2 출력축(12)에 연결하기 위한 클러치 기구이며, 제2 출력축(12) 상에서 제3속 피구동 기어(16b)와 제5속 피구동 기어(52b)의 사이에 배치되어 있다. 이 제1 클러치(S21)는 제2 출력축(12)에 일체로 설치한 허브(56)와, 이 허브(56)에 축선 방향으로 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤된 슬리브(57)와, 제1속 피구동 기어(14b)의 보스부에 일체로 설치되고 또한 슬리브(57)가 선택적으로 스플라인 끼워 맞춤되는 허브(58)와, 제5속 피구동 기어(52b)의 보스부에 일체로 설치되고 또한 슬리브(57)가 선택적으로 스플라인 끼워 맞춤되는 허브(59)를 구비하고 있다.

이들 허브(56, 58, 59)는, 여기에 언급한 순서로 배열되어 있고, 슬리브(57)는 제2 출력축(12)의 허브(56) 및 제1속 피구동 기어(14b)의 허브(58)에 스플라인 끼워 맞춤된 제1 결합 위치와, 제2 출력축(12)의 허브(56) 및 제5속 피구동 기어(52b)의 허브(59)에 스플라인 끼워 맞춤된 제2 결합 위치와, 제2 출력축(12)의 허브(56)에만 끼워 맞춤되는 해방 위치로 이동되어 위치 결정되도록 되어 있다. 이들 결합 위치는, 도 11에 원을 부여한「1」및「5」로 나타내어져 있다. 또한, 슬리브(57)의 이러한 이동은, 전기식 혹은 유압식의 적절한 액추에이터 혹은 이것과 링크 기구를 조합한 장치에 의해 행할 수 있다.

제2 클러치(S22)는 제1 클러치(S11)와 원리적으로는 동일한 구성이며, 제2속 피구동 기어(15b)와 제6속 피구동 기어(51b)를, 선택적으로 제1 출력축(11)에 연결하기 위한 클러치 기구이며, 제1 출력축(11) 상에서 제2속 피구동 기어(15b)에 인접하여 리버스 피구동 기어(53b)측에 배치되어 있다. 이 제2 클러치(S22)는, 제1 출력축(11)에 일체로 설치한 허브(60)와, 이 허브(60)에 축선 방향으로 이동 가능한 스플라인 끼워 맞춤된 슬리브(61)와, 제6속 피구동 기어(51b)의 보스부에 일체로 설치되고 또한 슬리브(61)가 선택적으로 스플라인 끼워 맞춤되는 허브(62)와, 제2속 피구동 기어(15b)의 보스부에 일체로 설치되고 또한 슬리브(61)가 선택적으로 스플라인 끼워 맞춤되는 허브(63)를 구비하고 있다.

이들 허브(60, 62, 63)는 여기에 언급한 순서로 배열되어 있고, 슬리브(61)는 제1 출력축(11)의 허브(60) 및 제6속 피구동 기어(51b)의 허브(62)에 스플라인 끼워 맞춤된 제1 결합 위치와, 제1 출력축(11)의 허브(60) 및 제2속 피구동 기어(15b)의 허브(63)에 스플라인 끼워 맞춤된 제2 결합 위치와, 제1 출력축(11)의 허브(60)에만 끼워 맞춤되는 해방 위치로 이동되어 위치 결정되도록 되어 있다. 이들 결합 위치는, 도 11에, 원을 부여한「2」및「6」으로 나타내어져 있다. 또한, 슬리브(61)의 이러한 이동은, 전기식 혹은 유압식의 적절한 액추에이터 혹은 이것과 링크 기구를 조합한 장치에 의해 행할 수 있다.

제3 클러치(23)는, 제3속 구동 기어(15a)를, 제1 구동축(49)[혹은 캐리어(Cr)]과 제2 구동축(50)[혹은 링 기어(Rg)]에 선택적으로 연결하기 위한 것이고, 그 원리적인 구성은 상기한 제1 클러치(S21)나 제2 클러치(22)와 동일하다. 즉, 제3속 구동 기어(15a)에 일체로 설치한 허브(64)와, 이 허브(64)에 축선 방향으로 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤된 슬리브(65)와, 제1 구동축(49)에 일체로 설치되고 또한 슬리브(65)가 선택적으로 스플라인 끼워 맞춤되는 허브(66)와, 제2 구동축(50)에 일체로 설치되고 또한 슬리브(65)가 선택적으로 스플라인 끼워 맞춤되는 허브(67)를 구비하고 있다.

이들 허브(64, 66, 67)는, 여기에 언급한 순서로 배열되어 있고, 슬리브(65)는 제3속 구동 기어(15a)의 허브(64) 및 제1 구동축(49)의 허브(66)에 스플라인 끼워 맞춤된 제1 결합 위치와, 제3속 구동 기어(15a)의 허브(64) 및 제2 구동축(50)의 허브(67)에 스플라인 끼워 맞춤된 제2 결합 위치와, 제3속 구동 기어(15a)의 허브(64)에만 끼워 맞춤되는 해방 위치로 이동되어 위치 결정되도록 되어 있다. 또한, 슬리브(65)의 이러한 이동은, 전기식 혹은 유압식의 적절한 액추에이터 혹은 이것과 링크 기구를 조합한 장치에 의해 행할 수 있다.

또한, 리버스 피구동 기어(53b)를 제1 출력축(11)에 선택적으로 연결하는 리버스 클러치(SR)가 설치되어 있다. 이 리버스 클러치(SR)는, 기본적으로는 전술한 각 클러치와 거의 동일하게 구성되어 있고, 제1 출력축(11)에 일체인 허브(68)에 축선 방향으로 전후 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤되어 있는 슬리브(69)와, 그 허브(68)에 인접하고 또한 리버스 피구동 기어(53b)에 일체인 허브(70)를 구비하고 있다. 따라서, 슬리브(69)가 리버스 피구동 기어(53b)측으로 이동하여 그 F 허브(70)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로써, 리버스 피구동 기어(53b)가 슬리브(69) 및 허브(68)를 통해 제1 출력축(11)에 연결되도록 구성되어 있다. 다른 구성은, 도 1에 도시하는 구성과 동일하므로, 도 1에 도시하는 구성과 동일한 부분에는, 도 11에 도 1과 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 생략한다. 또한, 특별히 도시하지는 않지만, 도 11에 도시하는 동력 전달 장치에 있어서도, 각 클러치를 절환 동작시키기 위한 액추에이터, 모터 제너레이터(3)를 위한 인버터나 축전 장치, 그 제어를 위한 전자 제어 장치가 설치되어 있다.

도 11에 도시하는 구성의 동력 전달 장치에서는, 엔진(2)을 동력원으로 하여 주행하기 위한 변속단으로서, 전진 6단, 후진 1단의 변속단을 설정할 수 있다. 그로 인한 각 클러치(S21, S22, S23, SR, SL)의 동작 상태(결합?해방 상태)를 도 12에 통합하여 도시하고 있다. 또한, 도 12에 있어서, 원이 부여된 숫자는 도 11에 도시하는 결합 위치를 나타내고, 또한 제3 클러치(23)에 대한「R」은 제3속 구동 기어(15a)가 링 기어(Rg)[즉, 제2 구동축(50)]에 연결되어 있는 것을 나타내고,「C」는 제3속 구동 기어(15a)가 캐리어(Cr)[즉, 제1 구동축(49)]에 연결되어 있는 것을 나타낸다. 또한, 로크 클러치(SL)에 대한「P」는 슬리브(7)가 입력축(33)에 일체인 허브(55)에 스플라인 끼워 맞춤되어 유성 기어 기구(1)의 전체가 일체화되는 결합 상태를 나타내고,「M」은 슬리브(7)가 고정 허브(6)에 스플라인 끼워 맞춤되어 모터 제너레이터(3)가 로크되는 결합 상태를 나타내고 있다. 그리고「×」는 해방 상태를 나타낸다.

각 변속단에 대해 설명하면, 제1속은 제1 클러치(21)에 의해 제1속 피구동 기어(14b)를 제2 출력축(12)에 연결하고, 그 상태에서 모터 제너레이터(3)를 발전기로서 기능시키고, 그것에 수반되는 부 토크를 선 기어(Sn)에 작용시킴으로써, 링 기어(Rg)의 토크를 점차 증대시킨다. 그 결과, 제1속 기어쌍(14)을 통해 제2 출력축(12)에 전달되는 토크가 점차 증대되므로, 구동 토크가 서서히 증대하여 매끄러운 발진을 행할 수 있다. 그리고 모터 제너레이터(3)를 모터로서 기능시켜 정회전 방향의 토크를 출력시키고, 선 기어(Sn)의 회전수가 캐리어(Cr)의 회전수에 일치하였을 때에, 로크 클러치(SL)를「P」로 나타내는 결합 상태로 하여 선 기어(Sn)와 캐리어(Cr)를 연결한다. 즉, 유성 기어 기구(1)의 전체를 일체화한다. 이 제1속에서의 변속비는 제1속 기어쌍(14)의 기어비에 따른 변속비가 된다.

제2속은 제2 클러치(S22)에 의해 제2속 피구동 기어(15b)를 제1 출력축(11)에 연결하고, 다른 클러치를 해방 상태로 하여 설정된다. 이 제2속에서는, 캐리어(Cr)를 통해 엔진(2)에 연결되어 있는 제1 구동축(49)과, 제1 출력축(11)이 제2속 기어쌍(15)에 의해 연결되므로, 이른바 엔진 직결단이 되고, 그 변속비는 제2속 기어쌍(15)의 기어비에 따른 변속비가 된다.

제3속은 제3 클러치(S3)를「R」 결합 위치로 설정하여 제3속 구동 기어(16a)를 제2 구동축(50)[즉, 링 기어(Rg)]에 연결하고, 또한 로크 클러치(SL)를「M」으로 나타내는 결합 상태로 하여 모터 제너레이터(3) 및 이것에 연결되어 있는 선 기어(Sn)를 로크함으로써 설정한다. 따라서, 유성 기어 기구(1)에서는 선 기어(Sn)가 고정된 상태에서 캐리어(Cr)에 엔진(2)으로부터 동력이 입력되므로, 유성 기어 기구(1)는 감속기로서 기능하고, 입력된 토크를 기어비에 따라서 증폭한 토크가 링 기어(Rg)로부터 출력된다. 그 동력이 제3속 기어쌍(16)에 의해 더욱 변속되어 제2 출력축(12)에 전달되고, 여기로부터 차동 기어(29)로 출력된다. 따라서, 변속비는 유성 기어 기구(1)에 의한 감속비와 제3속 기어쌍(16)의 변속비를 곱한 변속비가 된다.

이에 대해 제4속은, 제3 클러치(S23)에 의해 제3속 구동 기어(16a)를 제1 구동축(49)[즉, 캐리어(Cr)]에 연결하여 설정된다. 제1 구동축(49)은 캐리어(Cr)를 통해 엔진(2)에 연결되어 있으므로, 엔진(2)이 출력한 동력이 그대로 제3속 구동 기어(16a)에 전달된다. 이것은, 상기한 제3속과 비교하면, 유성 기어 기구(1)가 감속 작용을 행하지 않고, 입력된 동력을 그대로 출력하는 상태이다. 따라서 제4속의 변속비는, 제3속 기어쌍(16)의 기어비에 따른 변속비가 된다. 그리고 제3속 기어쌍(16)은 제3속과 제4속에서 공용된다.

제5속에서는, 제1 클러치(21)에 의해 제5속 피구동 기어(52b)를 제2 출력축(12)에 연결하고, 또한 로크 클러치(SL)는 유성 기어 기구(1)의 전체를 일체화시키는「P」로 나타내는 결합 위치로 설정한다. 따라서, 엔진(2)이 출력한 동력은 전체가 일체로 되어 회전하는 유성 기어 기구(1)로부터 제2 구동축(50)으로 전달되고, 이것에 장착되어 있는 제5속 구동 기어(52a) 및 이것에 맞물려 있는 제5속 피구동 기어(52b)를 통해 제2 출력축(12)에 전달되고, 또한 카운터 기어(28)로부터 차동 기어(29)로 출력된다. 그 변속비는, 제5속 기어쌍(52)의 기어비에 따른 값이 된다.

제6속은, 제2 클러치(S22)에 의해 제6속 피구동 기어(51b)를 제1 출력축(11)에 연결하고, 다른 클러치를 해방 상태로 하여 설정된다. 이 제6속에서는, 캐리어(Cr)를 통해 엔진(2)에 연결되어 있는 제1 구동축(49)과, 제1 출력축(11)이 제6속 기어쌍(51)에 의해 연결되므로, 이른바 엔진 직결단이 되고, 그 변속비는 제6속 기어쌍(51)의 기어비에 따른 변속비가 된다.

또한, 후진단(Rev)은, 리버스 클러치(SR)에 의해 리버스 피구동 기어(53b)를 제2 출력축(12)에 연결하고, 그 상태에서 제1속에서의 발진시와 마찬가지로, 모터 제너레이터(3)에 의한 부 토크를 점차 증대하여 발진을 행하고, 유성 기어 기구(1)의 전체가 일체로 회전하는 상태에서, 로크 클러치(SL)를「P」로 나타내는 결합 위치로 설정한다. 따라서, 엔진(2)이 출력한 동력이 그대로 제2 구동축(50)에 전달되고, 이것에 장착되어 있는 제1속 구동 기어(14a)로부터 아이들 기어(54)를 거쳐서 리버스 피구동 기어(53b)에 동력이 전달된다. 이 리버스 피구동 기어(53b) 및 이것이 연결되어 있는 제1 출력축(11)은, 그 동력의 전달 경로에 아이들 기어(54)가 개재됨으로써, 전진 주행시와는 반대 방향으로 회전하고, 그 결과 후진단이 설정된다.

이와 같이, 도 11에 도시하는 구성에서는, 변속 기어쌍이 5개로 전진 6단을 설정할 수 있으므로, 설정 가능한 변속단 수에 대해 변속 기어쌍을 적게 하여 장치의 전체적인 구성을 소형화할 수 있다. 또한, 소형화임에도 불구하고 변속단 수가 많음으로써, 변속비 폭(기어 레인지)을 넓게 할 수 있는 동시에, 변속비끼리의 간격(기어비)을 좁게 할 수 있고, 이와 같이 함으로써 동력 성능과 연비 성능을 양립 시키는 것이 가능해진다.

다음에, 후진단을 설정하기 위한 아이들러가 불필요해지도록 구성한 예를 설명한다. 도 13에 도시하는 예는, 전술한 도 1에 도시하는 구성에, 제5속 기어쌍(52)과, 제6속 기어쌍(51)과, 리버스 피구동 기어(53b)를 추가하여 설치하고, 그것에 부수하여 클러치 기구를 설치한 예이다. 따라서, 도 1에 도시하는 구성과 동일한 구성에는 도 13에 도 1과 동일한 번호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 또한, 도 13에는 생략되어 있지만, 도 13에 도시하는 동력 전달 장치에 있어서도, 각 클러치를 절환 동작시키기 위한 액추에이터, 모터 제너레이터(3)를 위한 인버터나 축전 장치, 그 제어를 위한 전자 제어 장치가 설치되어 있다.

상기 아이들러축(13) 상에서, 제1속 구동 기어(14a)로부터 기어쌍(18)측에, 제5속 구동 기어(52a)가 설치되어 있고, 이것에 맞물려 있는 제5속 피구동 기어(52b)가 제2 출력축(12)에 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 지지되어 있다. 또한, 제1 구동축(9)의 단부에 제6속 구동 기어(51a)가 장착되어 있고, 이것에 맞물려 있는 제6속 피구동 기어(51b)가, 제1 출력축(11)에 회전 가능하게 끼워 맞춤된 상태로 지지되어 있다. 또한, 제2 구동축(10)과 아이들러축(13)을 연결하고 있는 기어쌍(18) 중 제2 구동축(10)에 장착되어 있는 기어에, 리버스 피구동 기어(53b)가 맞물려 있고, 이 리버스 피구동 기어(53b)는 제1 출력축(11)에 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 지지되어 있다.

상기한 제5속 피구동 기어(52b)에 인접하여 제5속 클러치(S5)가 배치되어 있다. 이 제5속 클러치(S5)는, 제5속 피구동 기어(52b)를 제2 출력축(12)에 대해 선 택적으로 연결하기 위한 것이며, 제2 출력축(12)에 일체화한 허브(71)와, 그 허브(71)에 축선 방향으로 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤된 슬리브(72)와, 제5속 피구동 기어(52b)에 일체화되고 또한 슬리브(72)가 선택적으로 스플라인 끼워 맞춤되는 허브(73)를 구비하고 있다. 따라서, 슬리브(72)가 도 13의 좌측으로 이동하여 허브(73)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로써, 제5속 피구동 기어(52b)가 제2 출력축(12)에 연결되도록 되어 있다. 또한, 슬리브(72)의 이러한 이동은, 전기식 혹은 유압식의 적절한 액추에이터 혹은 이것과 링크 기구를 조합한 장치에 의해 행할 수 있다.

한편, 제1 출력축(11) 상에서, 제6속 피구동 기어(51b)와 리버스 피구동 기어(53b)의 사이에 리버스 클러치(SR)가 배치되어 있다. 이 리버스 클러치(SR)는 제6속 피구동 기어(51b)와 리버스 피구동 기어(53b)를 제1 출력축(11)에 선택적으로 연결하기 위한 클러치 기구이며, 전술한 짝수단용 클러치(S2)와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 리버스 클러치(SR)는 제1 출력축(11)에 일체인 허브(74)에 축선 방향으로 전후 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤되어 있는 슬리브(75)와, 그 허브(74)를 끼운 양측에 위치하고 또한 제6속 피구동 기어(51b)에 일체인 허브(76) 및 리버스 피구동 기어(53b)에 일체인 허브(77)를 구비하고 있다.

따라서, 슬리브(75)가 제6속 피구동 기어(51b)측으로 이동하여 그 허브(76)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로써, 제6속 피구동 기어(51b)가 슬리브(75) 및 허브(74)를 통해 제1 출력축(11)에 연결되도록 구성되어 있다. 또한, 슬리브(75)가 리버스 피구동 기어(53b)측으로 이동하여 그 허브(77)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로 써, 리버스 피구동 기어(53b)가 슬리브(75) 및 허브(74)를 통해 제1 출력축(11)에 연결되도록 구성되어 있다. 또한, 슬리브(72)의 이러한 이동은, 전기식 혹은 유압식의 적절한 액추에이터 혹은 이것과 링크 기구를 조합한 장치에 의해 행할 수 있다.

또한, 도 13에 도시하는 예에서는, 전술한 도 7에 도시하는 예와 마찬가지로, 엔진(2)과 캐리어(Cr)를 선택적으로 연결하는 발진 클러치(34)가 설치되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 도 13에 도시하는 구성에서는, 유성 기어 기구(1)를 토크 컨버터와 동일하게 기능시킬 수 있으므로, 발진 클러치(34)를 설치하지 않고, 엔진(2)과 캐리어(Cr)를 기계적으로 직결해도 좋다. 또한, 도 13에 도시하는 구성에 있어서의 각 축의 배열은, 전술한 도 1에 도시하는 구성의 동력 전달 장치에 있어서의 축의 배열과 동일하며, 도 2에 도시하는 바와 같이 배열되어, 노면과의 간섭이 억제되어 있다.

도 13에 도시하는 구성에서는, 엔진(2)의 동력으로 주행하는 변속단으로서 전진 6단 및 후진 1단의 변속단을 설정할 수 있고, 그들 변속단을 설정하기 위한 각 클러치(S1, S2, S5, SR, SL)의 결합?해방 상태를 도 14에 통합하여 도시하고 있다. 또한, 제1속 내지 제4속을 설정하기 위한 구성은 전술한 도 1에 도시하는 구성의 동력 전달 장치와 동일하므로, 이들 변속단을 설정하기 위한 홀수단용 클러치(S1) 및 짝수단용 클러치(S2) 및 로크 클러치(SL)의 결합?해방의 상태는 도 3에 도시하는 상태와 동일하므로, 그 설명을 생략한다. 또한, 이들 제1속 내지 제4속에서는, 제5속 클러치(S5) 및 리버스 클러치(SR)는 해방 상태로 설정된다.

제5속은, 제5속 클러치(S5)를 결합 상태로 하여 제5속 피구동 기어(52b)를 제2 출력축(12)에 연결하고, 또한 로크 클러치(SL)를 결합 상태로 하여 모터 제너레이터(3) 및 이것에 연결되어 있는 링 기어(Rg)를 고정함으로써 설정한다. 유성 기어 기구(1)에서는, 링 기어(Rg)가 고정된 상태에서 캐리어(Cr)에 엔진(2)으로부터 동력이 입력되고, 또한 선 기어(Sn)로부터 제2 구동축(10)으로 동력을 출력하기 때문에, 유성 기어 기구(1)는 감속기로서 기능한다. 그 경우, 출력 요소인 선 기어(Sn)가 엔진(2)과는 반대의 방향으로 역회전하고, 그 토크가 기어쌍(18)을 통해 아이들러축(13) 및 이것에 장착된 제5속 구동 기어(52a)에 전달된다. 따라서 제5속 구동 기어(52a)는 엔진(2)과 동일 방향으로 정회전한다. 그리고 그 제5속 구동 기어(52a)로부터 제5속 피구동 기어(52b)를 통해 제2 출력축(12)에 토크가 출력된다. 따라서, 제5속에서의 변속비는 유성 기어 기구(1)가 감속기로서 기능하는 것에 의한 변속비와, 제5속 기어쌍(52)의 기어비를 곱한 변속비가 된다. 또한, 제2 출력축(12)의 회전 방향 혹은 토크가 작용하는 방향은, 엔진(2)의 회전 방향과는 반대인 역회전 방향이 된다.

제6속은, 리버스 클러치(SR)의 슬리브(75)를 제6속 기어쌍(51)측으로 이동시켜 제6속 피구동 기어(51b)의 허브(76)에 스플라인 끼워 맞춤시켜 설정한다. 즉, 제1 구동축(9)과 제1 출력축(11)의 사이에서 제6속 기어쌍(51)을 토크 전달 가능한 상태로 한다. 제1 구동축(9)은 캐리어(Cr)를 통해 엔진(2)에 직결되므로, 엔진(2)과 제1 출력축(11)의 사이에서는 제6속 기어쌍(51)만이 변속 작용을 발생하고, 따라서 제6속의 변속비는 제6속 기어쌍(51)의 기어비에 따른 변속비가 된다. 또한, 제1 출력축(11)의 회전 방향 혹은 토크의 작용 방향은, 엔진(2)의 회전 방향과는 반대의 방향이다.

후진단(Rev)은, 리버스 클러치(SR)의 슬리브(75)를 리버스 피구동 기어(53b)측으로 이동시켜 그 허브(77)에 스플라인 끼워 맞춤시키고, 또한 로크 클러치(SL)를 결합 상태로 하여 설정한다. 즉, 로크 클러치(SL)를 결합 상태로 함으로써, 유성 기어 기구(1)가 감속기로서 기능하고, 그 선 기어(Sn)가 역회전하여 여기로부터 제2 구동축(10)으로 토크가 전달된다. 이것은, 전술한 제5속의 경우와 동일하다. 이 제2 구동축(10)에 장착되어 있는 기어쌍(18)에 있어서의 한쪽의 기어에 리버스 피구동 기어(53b)가 맞물려 있으므로, 이들 기어를 통해 제2 구동축(10)으로부터 제1 출력축(11)으로 동력이 전달된다. 따라서, 제1 출력축(11)의 회전 방향 혹은 토크의 작용 방향은, 엔진(2)의 회전 방향과 동일해지고, 이것은 전진 주행시와는 반대이기 때문에, 후진단이 설정된다. 그 변속비는, 유성 기어 기구(1)가 감속기로서 기능하는 것에 의한 변속비와, 제6속 기어쌍(53)의 기어비를 곱한 변속비가 된다.

또한, 후진단에서 발진하는 경우, 전술한 제1속으로 발진하는 경우와 마찬가지로, 모터 제너레이터(3)의 토크를 역회전 방향으로 점차 증대시키고, 그것에 수반하여 구동 토크를 점차 증대시킴으로써 발진한다. 따라서, 로크 클러치(SL)는, 당초 해방 상태로 하고, 그 전체가 일체가 되어 회전하는 상태가 된 시점에 로크 클러치(SL)를 결합 상태로 절환한다.

이와 같이, 도 13에 도시하는 구성에서는, 유성 기어 기구(1)를 변속기로서 기능시킨 경우, 그 출력 요소가 엔진(2)과는 반대 방향으로 회전하는 것을 이용하여 후진단을 설정하므로, 후진단을 위해 회전 방향 혹은 토크의 작용 방향을 반전시키는 아이들러를 설치할 필요가 없고, 그 결과 장치의 전체적인 구성을 소형 경량화할 수 있어 차량 탑재성을 향상시키는 동시에, 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 도 13에 도시하는 구성에서는, 리버스 클러치(SR)를 제6속을 설정하기 위한 클러치 기구, 및 후진단을 설정하기 위한 클러치 기구로서 기능시킬 수 있으므로, 그 리버스 클러치(SR)의 공용화에 의해 전체적인 구성을 콤팩트화할 수 있다. 그 밖에, 도 1에 도시하는 구성의 동력 전달 장치와 동일한 작용?효과를 발휘한다.

다음에, 도 1이나 도 13에 도시하는 아이들러축(13)을 폐지한 동력 전달 장치의 예를 설명한다. 도 15는 그 일례를 도시하고 있고, 그 구성을 도 13에 도시하는 구성과 대비하여 설명하면, 제1속 구동 기어(14a) 및 제3속 구동 기어(16a)는, 아이들러축(13)이 폐지되어 있음으로써, 제2 구동축(10)에 직접 설치되어 있다. 따라서, 제2 출력축(12)은 제2 구동축(10)에 반경 방향으로 접근되어 있어, 그 제2 출력축(12)에 지지되어 있는 제1속 피구동 기어(14b)와 제3속 피구동 기어(16b)가, 각각에 대응하는 구동 기어(14a, 16a)에 맞물려 있다.

또한, 아이들러축(13) 대신에, 제2 출력축(12)과 차동 기어(29)의 링 기어(30)의 사이에 아이들 기어(78)가 개재되어 있다. 또한, 아이들러축(13)이 폐지되어 있는 것에 수반하여, 제2 구동축(10)과 아이들러축(13)의 사이의 기어쌍(18)이 폐지되어 있으므로, 리버스 피구동 기어(53b)는 제1속 구동 기어(14a)에 맞물려 있다. 이 구성이 본 발명에 있어서의 반전 기구에 상당하고 있다. 또한, 도 15에 도시하는 동력 전달 장치에서는 제5속 기어쌍(53) 및 제6속 기어쌍(51)은 설치되어 있지 않다. 다른 구성은, 도 13에 도시하는 구성, 혹은 도 1에 도시하는 구성과 동일하므로, 도 15에 도 13 혹은 도 1에 부여한 부호와 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

도 15에 도시하는 구성의 동력 전달 장치에서는, 엔진(2)에 기계적으로 직결하여 설정되는 변속단으로서 전진 4단, 후진 1단의 변속단을 설정할 수 있고, 그로 인한 클러치(S1, S2, SR. SL)의 결합?해방 상태를 도 16에 도시하고 있다. 이 결합?해방 상태는, 제5속 클러치(S5)를 제외하고, 전술한 도 14에 있어서의 제1속 내지 제4속 및 후진단에서의 결합?해방 상태와 동일하다. 즉, 이들 전진 제1속 내지 제4속 및 후진단은, 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한 것과 마찬가지로 하여 설정할 수 있다.

그리고 도 15에 도시하는 동력 전달 장치에 있어서의 각 축의 배치는, 전술한 도 2에 도시하는 제2 출력축(12)과 아이들러축(13)을 교체한 배치와 거의 동일해지므로, 노면과의 간섭을 피하는 것이 용이하고, 그로 인해 차고가 낮은 차량에의 탑재성이 향상된다. 또한, 제2 출력축(12)을 제2 구동축(10)에 접근시켜 배치할 수 있으므로, 동력 전달 장치의 전체적인 외경을 작게 하여 그 소형화를 도모할 수 있고, 또한 차량 탑재성을 향상시킬 수 있다.

상기한 도 15에 도시하는 구성의 일부를 변경하여 전진 5단, 후진 1단의 변속단을 설정할 수 있도록 구성한 예를 도 17에 도시하고 있다. 여기에 도시하는 예는, 리버스 클러치(SR)를, 제5속을 설정하는 경우와, 후진단을 설정하는 경우에 사용하도록 구성한 예이다. 즉, 제2 출력축(12) 중 카운터 기어(28)에 인접하는 위치에, 리버스 피구동 기어(53b)와 제5속 피구동 기어(52b)가 회전 가능하게 끼워 맞춤되어 지지되어 있고, 이 리버스 피구동 기어(53b)는 제1 구동축(9)에 장착된 제2속 구동 기어(15a)에 맞물려 있다. 이 구성이 본 발명에 있어서의 반전 기구에 상당하고 있다. 또한, 제5속 피구동 기어(52b)에 맞물려 있는 제5속 구동 기어(52a)가, 제2 구동축(10)에 장착되어 있다.

그리고 제2 출력축(12) 상에서, 리버스 피구동 기어(53b)와 제5속 피구동 기어(52b)의 사이에 리버스 클러치(SR)가 배치되어 있다. 즉, 리버스 클러치(SR)는 제2 출력축(12)에 일체인 허브(74)에 축선 방향으로 전후 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤되어 있는 슬리브(75)와, 그 허브(74)를 끼운 양측에 위치하고 또한 제5속 피구동 기어(52b)에 일체인 허브(76) 및 리버스 피구동 기어(53b)에 일체인 허브(77)를 구비하고 있다. 따라서, 슬리브(75)가 제5속 피구동 기어(52b)측으로 이동하여 그 허브(76)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로써, 제5속 피구동 기어(52b)가 슬리브(75) 및 허브(74)를 통해 제2 출력축(12)에 연결되도록 구성되어 있다.

또한, 슬리브(75)가 리버스 피구동 기어(53b)측으로 이동하여 그 허브(77)에 스플라인 끼워 맞춤됨으로써, 리버스 피구동 기어(53b)가 슬리브(75) 및 허브(74)를 통해 제2 출력축(12)에 연결되도록 구성되어 있다. 또한, 슬리브(72)의 이러한 이동은, 전기식 혹은 유압식의 적절한 액추에이터 혹은 이것과 링크 기구를 조합한 장치에 의해 행할 수 있다. 다른 구성은, 도 15에 도시하는 구성과 동일하므로, 도 15에 도시하는 구성과 동일한 부분에는 도 17에 도 15와 동일한 번호를 부여하 고 그 설명을 생략한다.

도 17에 도시하는 구성의 동력 전달 장치에서는, 엔진(2)에 기계적으로 직결하여 설정되는 변속단으로서 전진 5단, 후진 1단의 변속단을 설정할 수 있고, 그로 인한 클러치(S1, S2, SR, SL)의 결합?해방 상태를 도 18에 도시하고 있다. 이 결합?해방 상태는, 제5속 클러치(S5)를 제외하고, 전술한 도 14에 있어서의 제1속 내지 제5속 및 후진단에서의 결합?해방 상태와 동일하다. 즉, 이들 전진 제1속 내지 제5속은, 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한 것과 동일하게 하여 설정할 수 있다.

또한, 후진단은 리버스 클러치(SR)에 의해 리버스 피구동 기어(53b)를 제2 출력축(12)에 연결하여 설정하지만, 그 경우 모터 제너레이터(3)를 자유로운 상태로 하기 위해 로크 클러치(SL)를 해방한다. 따라서 후진단에서 발진하는 경우에는, 발진 클러치(34)를 점차 결합시켜 엔진(2)으로부터 전달되는 토크를 점차 증대시킴으로써, 구동 토크를 원활하게 증대시킨다. 발진 클러치(34)의 이러한 제어는, 전자 제어 장치로부터의 지령 신호에 의해 행할 수 있고, 그 제어를 실행하는 기구가 본 발명에 있어서의 프릭션 스타트 기구에 상당한다.

따라서, 도 17에 도시하는 바와 같이 구성하면, 전술한 도 15에 도시하는 바와 같이 구성한 경우와 동일한 작용?효과를 발휘하고, 이것에 부가하여 리버스 클러치(SR)를 제5속과 후진단의 2개의 변속단에서 사용하게 되므로, 필요로 하는 클러치 기구의 수를 적게 하여, 동력 전달 장치의 전체적인 구성을 소형화할 수 있다. 환언하면, 설정 가능한 변속단 수를 많게 해도 대형화를 억제할 수 있다.

본 발명의 동력 전달 장치는, 차동 기구에 있어서의 출력 요소가 엔진(2)으로부터 동력을, 입력되는 입력 요소와는 반대 방향으로 회전하도록 구성할 수 있고, 그 경우 차동 기구에 차동 작용을 발생시켜 설정하는 변속단에서는, 그 동력의 전달 계통 중에 아이들러축(13)이나 아이들 기어(54)를 개재시키는 경우가 있다. 이러한 구성 대신에, 변속단을 설정하기 위한 기어쌍보다도, 토크의 전달 방향에서 상류측에 역전 기구를 설치한 구성으로 할 수도 있다. 그 역전 기구는 기어나 체인 혹은 벨트 등의 전동 기구에 의해 구성할 수 있고, 특히 유성 기어 기구에 의해 구성하면, 장치의 전체적인 구성을 콤팩트화할 수 있다.

도 19는 그 일례를 도시하고 있고, 본 발명에 있어서의 차동 기구에 상당하는 유성 기어 기구(1)의 출력측에 역전 기구(79)가 설치되어 있다. 그 유성 기어 기구(1)는 더블 피니언형의 것이며, 선 기어(Sn)에 발진 클러치(34)를 통해 엔진(2)이 연결되고, 또한 링 기어(Rg)에 모터 제너레이터(3)의 로터가 연결되어 있다. 또한, 그 모터 제너레이터(3)는 유성 기어 기구(1)의 외주측에 배치되어 있다. 그리고 이 모터 제너레이터(3) 및 이것에 연결된 링 기어(Rg)를 선택적으로 고정(로크)하는 로크 클러치(SL)가 설치되어 있다. 이 로크 클러치(SL)는 전술한 도 1에 도시하는 것과 동일하게 구성되어 있고, 따라서 도 19에 도 1과 동일한 번호를 부여하고 그 설명을 생략한다.

한편, 역전 기구(79)는, 도 19에 도시하는 예에서는 더블 피니언형의 유성 기어 기구에 의해 구성되어 있고, 상기한 유성 기어 기구(1)와 동축상에서 상기 엔진(2)과는 반대측에 인접하여 배치되어 있다. 이 역전 기구(79)에 있어서의 링 기 어(Ri)는 소정의 고정부(40)에 연결되어 고정되어 있고, 또한 캐리어(Ci)는 유성 기어 기구(1)에 있어서의 캐리어(Cr)에 연결되어 있다.

그리고 유성 기어 기구(11)에 있어서의 선 기어(Sn)에는, 엔진(2)에 직결되는 제1 구동축(9)이 연결되어 있다. 또한, 역전 기구(79)의 선 기어(Si)에는, 홀수단을 설정할 때에 변속 기어쌍에 토크를 전달하는 제2 구동축(10)이 연결되어 있다. 이 제2 구동축(10)은 중공축이며, 상기 제1 구동축(9)의 외주측에, 또한 제1 구동축(9)과 동축상에 배치되어 있다. 또한, 제2 구동축(10)의 외주측에, 또한 제2 구동축(10)과 동축상에, 중공축인 리버스축(80)이 상대 회전 가능하게 배치되어 있고, 이 리버스축(80)의 일단부는 상기 역전 기구(79)에 있어서의 캐리어(Ci)에 연결되고, 또한 타단부에는 리버스 구동 기어(53a)가 설치되어 있다.

상기한 엔진(2) 및 유성 기어 기구(1), 역전 기구(79), 각 구동축(9, 10), 및 리버스축(79)은 각각의 회전 중심 축선이 일치하도록 배치되어 있고, 이 회전 중심 축선과 평행하게 제1 출력축(11) 및 제2 출력축(12)이 배치되어 있다. 그 제1 구동축(9)과 제1 출력축(11)의 사이에, 짝수단을 설정하기 위한 제2속 기어쌍(15) 및 제4속 기어쌍(17)이 배치되어 있다. 즉, 제1 구동축(9)은 제2 구동축(10)의 선단부측으로 돌출되어 있고, 그 돌출된 부분에 제2속 구동 기어(15a)와 제4속 구동 기어(17a)가 장착되어 있다. 그 제2속 구동 기어(15a)에 맞물려 있는 제2속 피구동 기어(15b)와, 제4속 구동 기어(17a)에 맞물려 있는 제4속 피구동 기어(17b)가 제1 출력축(11)에 회전 가능하게 끼워 맞춤된 상태로 지지되어 있다.

또한, 제2 구동축(10)과 제2 출력축(12)의 사이에는 홀수단을 설정하기 위한 제1속 기어쌍(14)과 제3속 기어쌍(16)이 배치되어 있다. 즉, 제2 구동축(10)에는, 제1속 구동 기어(14a)와 제3속 구동 기어(16a)가 장착되어 있고, 그 제1속 구동 기어(14a)에 맞물려 있는 제1속 피구동 기어(14b)가 제2 출력축(12)에 회전 가능하게 끼워 맞춤된 상태로 지지되어 있다. 이 제1속 피구동 기어(14b)의 보스부는 제2 출력축(12)에 있어서의 카운터 기어(28)와는 반대측으로 연장되어 있고, 그 보스부의 외주측에, 상기 제3속 구동 기어(16a)에 맞물려 있는 제3속 피구동 기어(16b)가 회전 가능하게 끼워 맞춤된 상태로 지지되어 있다.

상기한 제1속 피구동 기어(14b)와 제3속 피구동 기어(16b)를 제2 출력축(12)에 선택적으로 연결하는 홀수단용 클러치(S1)는, 제2 출력축(12) 상에서, 상기 제3속 피구동 기어(16b)를 사이에 두고 제1속 피구동 기어(14b)와는 반대측에 배치되어 있다. 이 홀수단용 클러치(S1)는, 제2 출력축(12)에 일체인 허브(23)와, 이 허브(23)에 축선 방향으로 이동 가능하게 스플라인 끼워 맞춤된 슬리브(24)를 구비하고 있고, 그 허브(23)에 인접하여, 제1속 피구동 기어(14b)에 일체인 허브(25) 및 제3속 피구동 기어(16b)에 일체인 허브(26)가 차례로 배열되어 있다. 그리고 그 슬리브(24)를, 제2 출력축(12)에 일체인 허브(23)와 제1속 피구동 기어(14b)에 일체인 허브(25)에 스플라인 끼워 맞춤시킨 위치, 및 제2 출력축(12)에 일체인 허브(23)와 제3속 피구동 기어(16b)에 일체인 허브(26)에 스플라인 끼워 맞춤시킨 위치, 및 제2 출력축(12)에 일체인 허브(23)에만 스플라인 끼워 맞춤한 해방 위치로 이동시켜 위치 결정하도록 구성되어 있다. 또한, 슬리브(24)의 이러한 이동은, 전기식 혹은 유압식의 적절한 액추에이터 혹은 이것과 링크 기구를 조합한 장치에 의 해 행할 수 있다.

또한, 짝수단용 클러치(S2)는, 제1 출력축(11) 상에서 제2속 피구동 기어(15b)와 제4속 피구동 기어(17b)의 사이에 배치되어 있고, 이 짝수단용 클러치(S2)는 전술한 도 1에 도시하는 짝수단용 클러치(S2)와 동일하게 구성되어 있다. 그리고 제1 출력축(11) 상에서 상기 리버스 피구동 기어(53b)에 인접하는 위치에 리버스 클러치(SR)가 배치되어 있다. 이 리버스 클러치(SR)는, 리버스 피구동 기어(53b)를 제1 출력축(11)에 선택적으로 연결하기 위한 것이며, 예를 들어 전술한 도 11에 도시하는 리버스 클러치(SR)와 동일하게 구성되어 있다. 다른 구성은, 도 1에 도시하는 구성과 동일하므로, 도 1과 동일한 구성의 부분에는 도 19에 도 1과 동일한 부호를 부여하고 그 설명을 생략한다. 또한, 도 19에는 생략되어 있지만, 도 19에 도시하는 동력 전달 장치에 있어서도, 각 클러치를 절환 동작시키기 위한 액추에이터, 모터 제너레이터(3)를 위한 인버터나 축전 장치, 그 제어를 위한 전자 제어 장치가 설치되어 있다.

여기서 도 19에 도시하는 동력 전달 장치에 있어서의 축의 배치에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 엔진(2)과 유성 기어 기구(1) 및 각 구동축(9, 10)이 각각의 회전 중심 축선이 일치하도록 배치되고, 그 회전 중심 축선에 대해 평행하게 각 출력축(11, 12)이 배치되고, 또한 상기 각 출력축(11, 12)으로부터 차동 기어(29)에 동력을 전달하도록 구성되어 있으므로, 전체적인 축 수는 4축이다. 이들 축은, 차량 탑재 상태에서 도 20에 도시하는 바와 같이 배치되어 있다.

즉, 엔진(2)의 회전 중심 축선에 대해 비스듬히 하방에 차동 기어(29)의 회 전 중심 축선[혹은 차축(31)]이 위치하도록 차동 기어(29)가 배치되어 있다. 이들 엔진(2)의 회전 중심 축선과 차동 기어(29)의 회전 중심 축선을 포함하는 평면에 대해 상측에, 제2 출력축(12)이 배치되어 있다. 또한, 그 평면의 하측에는, 제1 출력축(11)이 배치되어 있다. 따라서, 체격 혹은 외경이 큰 엔진(2)이나 차동 기어(29)의 회전 중심 축선보다 차량의 하측에 배치되는 축의 수가 적어지므로, 노면과의 간섭을 회피 혹은 억제하기 쉬워진다. 환언하면, 차고가 낮은 차량이라도 상대적으로 높은 최저 지상고를 확보하기 쉬워진다.

상기와 같이 홀수단용의 변속 기어쌍(14, 16)은, 역전 기구(79)에 있어서의 선 기어(Si)에 연결되어 있으므로, 홀수단은 모터 제너레이터(3)를 로크 클러치(SL)에 의해 고정하여 설정되고, 또한 짝수단용의 변속 기어(15, 17)는 엔진(2)에 직결되므로, 짝수단은 모터 제너레이터(3)의 로크를 해제하여 설정된다. 이것을 유성 기어 기구(1) 및 역전 기구(79)에 대한 공선도로 나타내면, 도 21과 같다.

홀수단을 설정하기 위해 로크 클러치(SL)에 의해 모터 제너레이터(3) 및 이것에 연결되어 있는 링 기어(Rg)를 로크하면, 엔진(2)이 유성 기어 기구(1)의 선 기어(Sn)에 연결되어 있으므로, 유성 기어 기구(1)의 캐리어(Cr)는 엔진(2)과는 반대 방향으로 회전한다(역회전한다). 이 캐리어(Cr)에 역전 기구(79)의 캐리어(Ci)가 연결되어 있고, 또한 그 링 기어(Ri)가 고정되어 있으므로, 제2 구동축(10)이 연결되어 있는 선 기어(Si)는 엔진(2)과 동일한 방향으로 회전한다(정회전한다). 그리고 이 제2 구동축(10)으로부터 제1속 기어쌍(14) 혹은 제3속 기어쌍(16)을 통해 제2 출력축(12)에 토크가 출력되므로, 제2 출력축(12)은 엔진(2)과는 반대의 방 향으로 회전한다(역회전한다).

한편, 짝수단에서는, 모터 제너레이터(3)가 프리 상태로 되어, 엔진(2)으로부터 제1 구동축(9)으로 동력이 전달된다. 즉, 제1 구동축(9)이 엔진(2)에 대해 직결 상태가 되어, 이 제1 구동축(9)에 장착되어 있는 제2속 기어쌍(15) 혹은 제4속 기어쌍(17)을 통해 제1 출력축(11)으로 동력이 전달된다. 따라서, 제1 출력축(11)은 엔진(2)과는 반대의 방향으로 회전한다(역회전한다).

또한, 후진단을 설정하는 경우의 공선도를 도 22에 도시하고 있다. 리버스 구동 기어(53a)는, 역전 기구(79)에 있어서의 캐리어(Ci)를 통해 유성 기어 기구(1)의 캐리어(Cr)에 연결되어 있으므로, 후진단에서는 유성 기어 기구(1)의 캐리어(Cr)가 출력 요소가 된다. 그로 인해, 모터 제너레이터(3) 및 이것에 연결되어 있는 링 기어(Rg)를 로크 클러치(SL)에 의해 로크한다. 따라서, 유성 기어 기구(1)에서는, 엔진(2)이 연결되어 있는 선 기어(Sn)가 정회전하고, 이에 대해 출력 요소가 되어 있는 캐리어(Cr)가 역회전한다. 이 캐리어(Cr)와 함께 리버스축(80) 및 리버스 구동 기어(53a)가 역회전하고, 이것에 맞물려 있는 리버스 피구동 기어(53b) 및 이것과 일체인 제1 출력축(11)이 엔진(2)과 동일 방향으로 정회전한다. 이것은, 전진 단에서의 회전 방향과는 반대이므로, 후진단이 설정된다.

또한, 도 19에 도시하는 구성의 동력 전달 장치에서 제1속 내지 제4속 및 후진단을 설정하기 위한 홀수단용 클러치(S1) 및 짝수단용 클러치(S2) 및 로크 클러치(SL) 및 리버스 클러치(SR)의 결합?해방의 상태는 전술한 도 14에 도시하는 제1속 내지 제4속 및 후진단에서의 결합?해방의 상태와 동일하고, 따라서 그 설명은 생략한다.

따라서 도 19에 도시하는 바와 같이 구성하면, 아이들러축이나 아이들 기어를 변속 기어쌍의 사이에 개재시킬 필요가 없으므로, 동력 전달 장치의 전체적인 외경을 작게 하여 소형 경량화를 도모하고, 또한 차량 탑재성을 향상시킬 수 있다.

동력 전달 장치의 전체적인 외경을 억제하기 위해서는 모터 제너레이터(3)를 소직경화하는 것이 바람직하고, 그 경우 모터 제너레이터(3)로부터 차동 기구에 입력되는 토크를 필요 충분하게 크게 하도록 구성한다. 도 23은 그 일례를 도시하고 있고, 여기에 도시하는 예는 전술한 도 13에 도시하는 구성에 있어서의 링 기어(Rg)와 모터 제너레이터(3)의 사이에 감속 기구(81)를 개재시켜 구성한 예이다.

구체적으로 설명하면, 유성 기어 기구(1)에 대해 엔진(2)측에, 감속 기구(81)로서 기능하는 싱글 피니언형의 유성 기어 기구가 동일 축선 상에 배치되어 있다. 이 감속 기구(81)에 있어서의 링 기어(Rd)는 고정부(40)에 연결되어 고정되어 있다. 또한, 감속 기구(81)에 있어서의 선 기어(Sd)에 모터 제너레이터(3)의 로터가 연결되어 있다. 또한, 모터 제너레이터(3)는 감속 기구(81)와 동심원 상이고 또한 외주측에 적어도 일부가 오버랩되어 배치되어 있다. 그리고 감속 기구(81)에 있어서의 캐리어(Cd)가, 차동 기구인 유성 기어 기구(1)의 링 기어(Rg)에 연결되어 있다. 다른 구성은 도 13에 도시하는 구성과 동일하므로, 도 13과 동일한 구성의 부분에는 도 23에 도 13과 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

따라서, 도 23에 도시하는 구성에서는, 모터 제너레이터(3)가 출력한 토크가 감속 기구(81)의 선 기어(Sd)에 입력되지만, 링 기어(Rd)가 고정되어 있으므로, 출 력 요소로 되어 있는 캐리어(Cd)가 선 기어(Sd)보다 저속으로 회전한다. 즉, 캐리어(Cd)의 토크가 모터 제너레이터(3)로부터 선 기어(Sd)에 입력되는 토크에 대해 증폭된 토크가 되고, 이것이 유성 기어 기구(1)의 링 기어(Rg)에 작용한다. 그로 인해, 링 기어(Rg)에서 필요한 토크에 대해 모터 제너레이터(3)의 토크를 상대적으로 작게 할 수 있으므로 모터 제너레이터(3)의 출력 토크가 작은 소형의 것으로 할 수 있고, 나아가서는 동력 전달 장치의 전체적인 외경을 작게 하고, 또한 전체적인 구성을 소형 경량화할 수 있다.

또한, 상술한 각 구체예에서는, 슬리브를 스플라인 끼워 맞춤시킴으로써 연결 상태(결합 상태)로 하는 클러치를 나타냈지만, 본 발명에 있어서의 클러치 수단은, 상기한 구체예에서 나타낸 것에 한정되지 않는 것이며, 마찰식의 클러치나 원판의 대향면이나 원통체의 대향 단부 등에 형성된 치형부를 맞물리게 하는 형식의 클러치 등, 종래 알려져 있는 각종 구조의 것이라도 좋다. 또한, 피구동 기어를 출력축에 선택적으로 연결하는 클러치 수단 대신에, 구동 기어를 구동축에 선택적으로 연결하도록 구성할 수도 있다.

Claims (22)

1. 제1 원동기와,

   그 제1 원동기가 출력한 동력이 전달되는 기어비가 상이한 복수의 변속 기어쌍과,

   변속 기어쌍으로부터 전달된 동력을 출력하는 출력 부재와,

   상기 복수의 변속 기어쌍으로부터 어느 하나의 변속 기어쌍을 선택하여 출력 부재에 동력 전달 가능하게 하는 선택적 동력 전달 기구를 구비하고 있는 차량용 동력 전달 장치에 있어서,

   제2 원동기와,

   상기 제1 원동기에 연결된 제1 회전 요소와, 상기 제2 원동기에 연결된 제2 회전 요소와, 제3 회전 요소의 적어도 3개의 회전 요소를 갖고, 또한 이들 적어도 3개의 회전 요소의 사이에서 차동 작용을 행하는 차동 기구와,

   상기 제1 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에 설치되고, 적어도 1개의 상기 변속 기어쌍을 갖는 제1 변속 기어쌍계와,

   상기 제3 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에 설치되고, 적어도 1개의 상기 변속 기어쌍을 갖는 제2 변속 기어쌍계와,

   상기 제2 원동기를 회전하지 않도록 선택적으로 고정하는 로크 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 차량용 동력 전달 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 차동 기구는, 유성 기어 기구를 포함하고,

   그 유성 기어 기구는, 상기 유성 기어 기구에 대한 공선도상에서, 상기 제2 회전 요소를 끼운 양측에 상기 제1 회전 요소와 상기 제3 회전 요소가 위치하고, 또한 상기 차량의 전진시에 상기 제1 회전 요소에 대해 상기 제3 회전 요소가 반대 방향으로 회전하도록 구성되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 변속 기어쌍계를 상기 제3 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 토크 전달 가능한 상태로 설정하여 소정의 변속단을 설정하는 경우에 상기 로크 기구에 의해 상기 제2 원동기를 고정하고, 또한 상기 제1 변속 기어쌍계를 상기 제1 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 토크 전달 가능한 상태로 설정하여 다른 소정의 변속단을 설정하는 경우에 상기 로크 기구에 의한 상기 제2 원동기의 고정을 해제하는 변속 제어 수단을 더 구비하고 있는, 차량용 동력 전달 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 출력 부재에 대해 토크를 전달하는 상기 변속 기어쌍계를 절환하는 변속시에, 상기 제2 원동기의 회전수를 변화시켜, 새롭게 토크의 전달에 관여하는 변속 기어쌍계의 회전수를 변속 후의 회전수로 설정하는 동기 제어를 실행하는 동기 수단을 더 구비하고 있는, 차량용 동력 전달 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 동기 수단에 의해 상기 제2 원동기의 회전수를 변화시키는 경우에, 상기 제1 원동기와 상기 제2 원동기의 출력 토크를, 상기 출력 부재의 토크가 변화되지 않도록 협조하여 제어하는 협조 제어 수단을 더 구비하고 있는, 차량용 동력 전달 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 출력 부재는, 상기 차동 기구의 회전 중심 축선에 대해 평행하게 배치된 제1 출력축과 제2 출력축을 포함하고,

   또한, 상기 차동 기구의 회전 중심 축선에 대해 평행하게 배치된 아이들러축을 구비하고,

   상기 제1 변속 기어쌍계는, 상기 제1 회전 요소로부터 토크가 전달되는 제1 구동 기어와 상기 제1 출력축 상에 배치된 제1 피구동 기어를 포함하고,

   상기 제2 변속 기어쌍계는, 상기 제3 회전 요소로부터 토크가 전달되는 상기 아이들러축 상에 배치된 제2 구동 기어와 상기 제2 출력축 상에 배치된 제2 피구동 기어를 포함하는, 차량용 동력 전달 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 출력축 및 제2 출력축으로부터 토크가 전달되는 차동 작용이 있는 종감속 기구를 구비하고,

   상기 제1 원동기와 상기 차동 기구가 각각의 회전 중심 축선이 동일 축선 상에 위치하도록 배치되고,

   상기 아이들러축과 상기 제2 출력축은, 상기 차량에 탑재한 상태에서, 상기 제1 원동기의 중심 축선과 상기 종감속 기구의 회전 중심 축선을 포함하는 평면보다 상측에 배치되고,

   상기 제1 출력축은, 상기 차량에 탑재한 상태에서, 상기 제1 원동기의 중심 축선과 상기 종감속 기구의 회전 중심 축선을 포함하는 상기 평면보다 하측에 배치되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 선택적 동력 전달 기구는, 상기 제2 원동기를 구동하여 주행하는 경우에, 상기 제1 변속 기어쌍계를 통해 상기 출력 부재에 토크를 전달함으로써 설정되는 변속단과 상기 제2 변속 기어쌍계를 통해 상기 출력 부재에 토크를 전달함으로써 설정되는 변속단 중, 상기 출력 부재로부터 출력하는 토크가 상대적으로 커지는 변속단을 설정하는 변속단 선택 수단을 포함하는, 차량용 동력 전달 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 원동기가 출력하는 동력으로 주행하고 또한 상기 제2 원동기가 출력하는 동력을 주행을 위해 보조적으로 작용시키는 주행 상태에서의 변속시의 제어 내용과, 상기 제2 원동기의 동력으로 주행하고 있는 주행 상태 혹은 상기 제2 원동기로 에너지 회생하여 감속하고 있는 주행 상태에서의 변속시의 제어 내용을 서로 다르게 하여 각각의 변속을 제어하는 변속 제어 변경 수단을 더 구비하고 있는, 차량용 동력 전달 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 제1 변속 기어쌍계를 상기 제1 원동기에 직결한 상태와 상기 제3 회전 요소에 연결한 상태로 절환하는 제1 클러치 수단과,

    상기 제2 변속 기어쌍계를 상기 제1 원동기에 직결한 상태와 상기 제3 회전요소에 연결한 상태로 절환하는 제2 클러치 수단을 더 구비하고 있는, 차량용 동력 전달 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 제1 변속 기어쌍계 및 제1 클러치 수단과, 상기 제2 변속 기어쌍계와 상기 제2 클러치 수단은, 상기 차동 기구의 중심 축선을 따르는 방향이고 또한 상기 차동 기구를 사이에 두고 서로 반대측에 배치되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 선택적 동력 전달 기구는, 상기 제1 내지 제3 회전 요소 중 적어도 2개의 회전 요소끼리를 연결하여 상기 차동 기구의 전체를 일체화시키는 제3 클러치 수단과, 상기 제3 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 상기 제2 변속 기어쌍계를 선택적으로 토크 전달 가능하게 하는 제4 클러치 수단과, 상기 제1 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 상기 제1 변속 기어쌍계를 선택적으로 토크 전달 가능하게 하는 제5 클러치 수단을 포함하는, 차량용 동력 전달 장치.
13. 제6항에 있어서, 상기 제3 회전 요소와 상기 제1 출력축의 사이에서 선택적으로 토크 전달 가능한 상태가 되는 후진 단용 기어쌍이 상기 제3 회전 요소와 제1 출력축의 사이에 설치되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
14. 제2항에 있어서, 상기 출력 부재는, 상기 차동 기구의 회전 중심 축선에 대해 평행하게 배치된 제1 출력축과 제2 출력축을 포함하고,

    상기 제1 변속 기어쌍계는, 상기 제1 회전 요소로부터 토크가 전달되는 제1 구동 기어와 상기 제1 출력축 상에 배치된 제1 피구동 기어를 포함하고,

    상기 제2 변속 기어쌍계는, 상기 제3 회전 요소로부터 토크가 전달되는 제2 구동 기어와 상기 제2 출력축 상에 배치된 제2 피구동 기어를 포함하고,

    상기 제1 출력축과 제2 출력축 중 어느 한쪽으로부터 출력되는 토크의 방향을 다른 쪽으로부터 출력되는 토크의 방향에 대해 반전시키는 반전 기구가 설치되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 반전 기구는 상기 제2 출력축의 출력측에 설치되고, 또한 상기 제3 회전 요소와 상기 제1 출력축의 사이에 후진단을 설정하기 위한 후진단용 기어쌍이 설치되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
16. 제14항에 있어서, 상기 반전 기구는 상기 제2 출력축의 출력측에 설치되고, 또한 상기 제1 회전 요소와 상기 제2 출력축의 사이에 후진단을 설정하기 위한 후진단용 기어쌍이 설치되고, 또한 상기 제1 원동기와 상기 제1 회전 요소의 전달 토크 용량을 연속적으로 증대시키는 프릭션 스타트 기구가 설치되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
17. 제2항에 있어서, 상기 제1 원동기와 상기 차동 기구는 각각의 회전 중심 축선이 동일 축선 상에 위치하도록 배치되고,

    그 차동 기구에 있어서의 상기 제3 회전 요소로부터 전달된 토크를 그 방향을 반전하여 출력하는 역회전 기구가, 상기 차동 기구와 상기 제1 변속 기어쌍계 혹은 제2 변속 기어쌍계의 사이이고 또한 상기 제1 원동기의 회전 중심 축선 상에 배치되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 역회전 기구에 의한 반전 작용을 받지 않는 토크가 상기 제2 회전 요소로부터 전달되고 또한 상기 차동 기구와 동일 축선 상에 배치된 후진용 구동 기어와, 그 후진용 구동 기어에 맞물리고 또한 상기 출력 부재에 보유 지지된 후진용 피구동 기어로 이루어지는 후진용 기어쌍이 설치되고, 또한 그 후진용 기어쌍을 상기 제2 회전 요소와 상기 출력 부재의 사이에서 선택적으로 토크 전달 가능한 상태로 하는 제6 클러치 수단이 설치되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
19. 제1항에 있어서, 상기 제2 원동기의 출력을 감속하여 상기 제2 회전 요소에 전달하는 감속 기구가 더 설치되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
20. 제1항에 있어서, 상기 차동 기구의 상기 제1 회전 요소와 상기 제1 원동기는 직접 연결되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
21. 제1항에 있어서, 상기 차동 기구는 유성 기어 기구를 포함하고,

    상기 유성 기어 기구는, 상기 유성 기어 기구에 대한 공선도상에서, 상기 제2 회전 요소를 끼운 양측에 상기 제1 회전 요소와 상기 제3 회전 요소가 위치하도록 구성되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 차량의 변속의 전후에서 상기 제1 회전 요소에 대해 상기 제3 회전 요소가 반대 방향으로 회전하도록 구성되어 있는, 차량용 동력 전달 장치.

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