KR101847312B1 - 자동 변속기 - Google Patents

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KR101847312B1
KR101847312B1 KR1020167010596A KR20167010596A KR101847312B1 KR 101847312 B1 KR101847312 B1 KR 101847312B1 KR 1020167010596 A KR1020167010596 A KR 1020167010596A KR 20167010596 A KR20167010596 A KR 20167010596A KR 101847312 B1 KR101847312 B1 KR 101847312B1
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겐이치 와타나베
다케시 모리타
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쟈트코 가부시키가이샤
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • F16H3/663—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another with conveying rotary motion between axially spaced orbital gears, e.g. RAVIGNEAUX
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F16H3/725—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines with means to change ratio in the mechanical gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/50—Signals to an engine or motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K2006/381—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches characterized by driveline brakes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
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Abstract

엔진(5)과 연결 가능한 입력축(1)과, 출력 기어(2)와, 변속기 케이스(3)와, 라비뇨형 유성 기어조(4)를 구비한다. 라비뇨형 유성 기어조(4)의 4개의 회전 요소를, 공통 속도선도 상에 있어서의 배열순으로 싱글 피니언측 선 기어(Ss), 캐리어(C), 링 기어(R), 더블 피니언측 선 기어(Sd)라 한다. 싱글 피니언측 선 기어(Ss)를 모터/제너레이터(6)에 상시 연결함과 함께, 링 기어(R)를 출력 기어(2)에 상시 연결한다. 그리고, 로우&리버스 클러치(L&R/C), 하이 클러치(H/C), 로우 브레이크(L/B)를 사용하여, 제1 변속단(1st)과, 제2 변속단(2nd)과, 제3 변속단(3rd)과, 변속비를 무단계로 변경 가능한 무단 변속단(eCVT)이 성립하는 구성으로 한다.

Description

자동 변속기{AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은, 하이브리드 차량에 적용되며, 엔진과 모터/제너레이터가 연결되는 유성 기어조를 구비한 자동 변속기에 관한 것이다.
종래, 엔진에 어시스트용 모터가 기계적으로 연결되고, 어시스트용 모터에 유단 변속기가 연결된 구동계 구조를 갖는 하이브리드 차량이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2003-146115호 공보
그러나, 종래의 하이브리드 차량에 있어서는, 구동계의 상류측부터 순서대로 엔진과 어시스트용 모터와 유단 변속기가 기계적으로 연결된 구동계 구조로 되어 있다. 이로 인해, 어시스트용 모터에 의한 어시스트 토크의 변경에 의해 엔진의 부하를 컨트롤할 수는 있지만, 엔진의 회전 속도를 컨트롤할 수 없어, 엔진 동작점의 자유도가 작다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제에 주목하여 이루어진 것이며, 모터/제너레이터에 의해 엔진의 부하 및 회전 속도를 컨트롤함으로써, 엔진 동작점의 자유도를 크게 할 수 있는 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 엔진과 연결 가능한 입력 부재와, 출력 부재와, 정지부와, 4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어조를 구비한다.
이 자동 변속기이며, 상기 유성 기어조의 4개의 회전 요소를, 공통 속도선도 상에 있어서의 배열순으로 제1 요소, 제2 요소, 제3 요소, 제4 요소라 한다.
상기 제1 요소를, 모터/제너레이터에 상시 연결함과 함께, 제1 클러치의 결합에 의해 상기 입력 부재에 연결 가능하게 한다.
상기 제2 요소를, 제2 클러치의 결합에 의해 상기 입력 부재에 연결 가능하게 한다.
상기 제3 요소를, 출력 부재에 상시 연결한다.
상기 제4 요소를, 제1 브레이크의 결합에 의해 상기 정지부에 고정 가능하게 한다.
상기 제1 클러치와 상기 제1 브레이크를 결합함으로써 제1 변속단이 성립한다.
상기 제1 브레이크와 상기 제2 클러치를 결합함으로써 상기 제1 변속단보다도 작은 변속비의 제2 변속단이 성립한다.
상기 제1 클러치와 상기 제2 클러치를 결합함으로써 상기 제2 변속단보다도 작은 변속비의 제3 변속단이 성립한다.
상기 제2 클러치를 결합하고, 상기 모터/제너레이터의 회전 속도를 변경함으로써 변속비를 무단계로 변경 가능한 무단 변속단이 성립한다.
따라서, 제1 변속단 내지 제3 변속단까지의 유단 변속단 외에, 무단 변속단이 성립하게 된다.
이 무단 변속단의 선택 시에 있어서는, 제2 클러치를 결합함으로써 유성 기어조의 제2 요소와 엔진이 연결된다. 따라서, 유성 기어조의 제1 요소에 상시 연결되는 모터/제너레이터의 발전량을 제어하면, 모터/제너레이터가 유성 기어조의 제1 요소의 가변 부하로 되어, 제2 요소에 연결되는 엔진의 회전 속도(=입력 회전 속도)가 부하 구속의 정도에 따라서 무단계로 변경된다. 즉, 입력과 출력의 회전 속도 비율인 변속비를 무단계로 변경할 수 있다. 이와 함께, 모터/제너레이터에 의한 발전량(회생 토크)을 변경함으로써, 모터/제너레이터에 의해 엔진 회전 속도와 엔진 부하(=발전 부하)를 컨트롤할 수 있다.
이 결과, 모터/제너레이터에 의해 엔진의 부하 및 회전 속도를 컨트롤함으로써, 엔진 동작점의 자유도를 크게 할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 자동 변속기를 도시하는 구조선도이다.
도 2는 실시예 1의 자동 변속기에 있어서 5개의 결합 요소에 의한 싱크로 결합과 1개의 마찰 요소에 의한 마찰 결합의 조합에 의해 전진 4속ㆍ후퇴 1속의 유단 변속단과 무단 변속단을 달성하는 결합 작동 상태를 도시하는 결합 작동표도이다.
도 3은 EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)에 있어서의 토크 플로우를 도시하는 구조선도이다.
도 4는 EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)에 있어서의 4개의 회전 요소의 회전 속도 관계를 도시하는 공통 속도선도이다.
도 5는 제1 변속단(1st)에 있어서의 토크 플로우를 도시하는 구조선도이다.
도 6은 제1 변속단(1st)에 있어서의 4개의 회전 요소의 회전 속도 관계를 도시하는 공통 속도선도이다.
도 7은 제2 변속단(2nd)에 있어서의 토크 플로우를 도시하는 구조선도이다.
도 8은 제2 변속단(2nd)에 있어서의 4개의 회전 요소의 회전 속도 관계를 도시하는 공통 속도선도이다.
도 9는 제3 변속단(3rd)에 있어서의 토크 플로우를 도시하는 구조선도이다.
도 10은 제3 변속단(3rd)에 있어서의 4개의 회전 요소의 회전 속도 관계를 도시하는 공통 속도선도이다.
도 11은 무단 변속 모드에서의 무단 변속단(eCVT)에 있어서의 토크 플로우를 도시하는 구조선도이다.
도 12는 무단 변속 모드에서의 무단 변속단(eCVT)에 있어서의 4개의 회전 요소의 회전 속도 관계를 도시하는 공통 속도선도이다.
도 13은 제4 변속단(4th)에 있어서의 토크 플로우를 도시하는 구조선도이다.
도 14는 제4 변속단(4th)에 있어서의 4개의 회전 요소의 회전 속도 관계를 도시하는 공통 속도선도이다.
도 15는 후퇴 변속단(Rev)에 있어서의 토크 플로우를 도시하는 구조선도이다.
도 16은 후퇴 변속단(Rev)에 있어서의 4개의 회전 요소의 회전 속도 관계를 도시하는 공통 속도선도이다.
이하, 본 발명의 자동 변속기를 실현하는 최량의 형태를, 도면에 도시하는 실시예 1에 기초하여 설명한다.
실시예 1
먼저, 구성을 설명한다.
하이브리드 차량에 탑재되는 실시예 1의 자동 변속기에 있어서의 구성을, 「전체 구성」, 「각 변속단에서의 결합 작동 구성」으로 나누어 설명한다.
[전체 구성]
도 1은 실시예 1의 자동 변속기를 도시하는 구조선도이다. 이하, 도 1에 기초하여, 실시예 1의 자동 변속기의 전체 구성을 설명한다.
실시예 1의 자동 변속기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 입력축(1)(입력 부재)과, 출력 기어(2)(출력 부재)와, 변속기 케이스(3)(정지부)와, 라비뇨형 유성 기어조(4)(4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어조)를 구비하고 있다. 결합/해방 요소로서, 입력 클러치 CL1과, 로우&리버스 클러치 L&R/C(제1 클러치)와, 하이 클러치 H/C(제2 클러치)와, 로우 브레이크 L/B(제1 브레이크)와, 하이 브레이크 H/B(제2 브레이크)와, 리버스 브레이크 Rev/B(제3 브레이크)를 구비하고 있다.
상기 입력축(1)은 입력 클러치 CL1을 통해 엔진(5)과 연결 가능하다. 여기서, 입력 클러치 CL1은, 다른 결합/해방 요소가, 회전 동기 상태에서 맞물림 결합(이하, 「싱크로 결합」이라 함)되는 도그 클러치인 것에 대해, 마찰면을 압박함으로써 마찰 결합되는 마찰 클러치를 사용하고 있다.
상기 출력 기어(2)는 라비뇨형 유성 기어조(4)의 링 기어 R에 맞물려, 그 회전 구동력을 도시하지 않은 구동륜에 전달한다.
상기 변속기 케이스(3)는 라비뇨형 유성 기어조(4)와 결합/해방 요소를 수납하는 케이스이며, 로우 브레이크 L/B, 하이 브레이크 H/B, 리버스 브레이크 Rev/B의 싱크로 결합 시에 정지부로서 고정한다.
상기 라비뇨형 유성 기어조(4)는 4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어조이며, 싱글 피니언측 선 기어 Ss(제1 선 기어)와, 더블 피니언측 선 기어 Sd(제2 선 기어)와, 쇼트 피니언 기어 Ps(제1 피니언 기어)와, 롱 피니언 기어 Pl(제2 피니언 기어)과, 링 기어 R과, 캐리어 C에 의해 구성된다. 싱글 피니언측 선 기어 Ss와 링 기어 R은, 각각 롱 피니언 기어 Pl과 맞물린다. 더블 피니언측 선 기어 Sd는, 쇼트 피니언 기어 Ps와 맞물린다. 쇼트 피니언 기어 Ps와 롱 피니언 기어 Pl은, 서로 맞물림과 함께, 공통의 캐리어 C에 의해 회전 가능하게 지지된다.
상기 라비뇨형 유성 기어조(4)의 4개의 회전 요소는, 공통 속도선도 상에 있어서의 배열순으로, 싱글 피니언측 선 기어 Ss(제1 요소), 캐리어 C(제2 요소), 링 기어 R(제3 요소), 더블 피니언측 선 기어 Sd(제4 요소)라 하고 있다. 이하, 도 1에 기초하여, 제1 요소(싱글 피니언측 선 기어 Ss)와 제2 요소(캐리어 C)와 제3 요소(링 기어 R)와 제4 요소(더블 피니언측 선 기어 Sd)의 각 연결 구성을 설명한다.
상기 싱글 피니언측 선 기어 Ss는, 연결 기어(7) 등을 통해 모터/제너레이터(6)에 상시 연결된다. 그리고, 로우&리버스 클러치 L&R/C의 싱크로 결합에 의해 입력축(1)에 연결 가능하게 되어 있다. 또한, 하이 브레이크 H/B의 싱크로 결합에 의해 변속기 케이스(3)에 고정 가능하게 되어 있다.
상기 캐리어 C는, 하이 클러치 H/C의 싱크로 결합에 의해 입력축(1)에 연결 가능하게 되어 있다. 그리고, 리버스 브레이크 Rev/B의 싱크로 결합에 의해 변속기 케이스(3)에 고정 가능하게 되어 있다.
상기 링 기어 R은, 출력 기어(2)에 상시 연결되어 있다.
상기 더블 피니언측 선 기어 Sd는, 로우 브레이크 L/B의 싱크로 결합에 의해 변속기 케이스(3)에 고정 가능하게 하고 있다.
다음에, 도 1에 기초하여, 실시예 1의 자동 변속기의 레이아웃 구성을 설명한다.
상기 입력축(1)은 라비뇨형 유성 기어조(4)의 내주에 배치된다.
상기 하이 클러치 H/C와 리버스 브레이크 Rev/B는, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 축방향 일방측[엔진(5)측]에 배치된다. 보다 상세하게는, 라비뇨형 유성 기어조(4)와 입력 클러치 CL1 사이의 위치에 배치된다.
상기 로우 브레이크 L/B는, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 축방향 타방측에 배치된다.
상기 로우&리버스 클러치 L&R/C와 하이 브레이크 H/B는, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 축방향 타방측이며, 또한 로우 브레이크 L/B보다도 라비뇨형 유성 기어조(4)로부터 먼 측에 배치된다.
상기 모터/제너레이터(6)는 로우 브레이크 L/B와 하이 브레이크 H/B 사이의 위치에 배치된다. 이 모터/제너레이터(6)는 싱글 피니언측 선 기어 Ss의 내주측에서 또한 입력축(1)의 외주측과의 사이를 통과하는 연결 멤버(8)를 통해, 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 대하여 상시 연결되어 있다.
상기 하이 클러치 H/C 및 리버스 브레이크 Rev/B는, 하이 클러치 H/C 및 리버스 브레이크 Rev/B를 선택적으로 싱크로 결합 가능한 한 쌍의 도그 클러치로서 구성되어 있다. 즉, 뉴트럴 위치로부터 공통의 커플링 슬리브(9)를 도 1의 우측 방향으로 슬라이드 이동시킴으로써 하이 클러치 H/C가 싱크로 결합된다. 또한, 뉴트럴 위치로부터 공통의 커플링 슬리브(9)를 도 1의 좌측 방향으로 슬라이드 이동시킴으로써 리버스 브레이크 Rev/B가 싱크로 결합된다.
상기 로우&리버스 클러치 L&R/C 및 하이 브레이크 H/B는, 로우&리버스 클러치 L&R/C 및 하이 브레이크 H/B를 선택적으로 결합 가능한 한 쌍의 도그 클러치로서 구성되어 있다. 즉, 뉴트럴 위치로부터 공통의 커플링 슬리브(10)를 도 1의 좌측 방향으로 슬라이드 이동시킴으로써 로우&리버스 클러치 L&R/C가 싱크로 결합된다. 또한, 뉴트럴 위치로부터 공통의 커플링 슬리브(10)를 도 1의 우측 방향으로 슬라이드 이동시킴으로써 하이 브레이크 H/B가 싱크로 결합된다.
또한, 로우 브레이크 L/B는, 단독의 도그 클러치로 구성되어 있고, 뉴트럴 위치로부터 커플링 슬리브(11)를 도 1의 우측 방향으로 슬라이드 이동시킴으로써 싱크로 결합된다.
[각 변속단에서의 결합 작동 구성]
도 2는 실시예 1의 자동 변속기에 있어서 5개의 결합 요소에 의한 싱크로 결합과 1개의 마찰 요소에 의한 마찰 결합의 조합에 의해 전진 4속ㆍ후퇴 1속의 유단 변속단과 무단 변속단을 달성하는 결합 작동표를 도시한다. 이하, 도 2에 기초하여, 각 변속단에서의 결합 작동 구성을 설명한다.
먼저, 실시예 1의 자동 변속기는, EV 발진 모드와 무단 변속 모드를 전환 가능하다. 그리고, 변속단으로서, EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)과, 제1 변속단(1st)과, 제2 변속단(2nd)과, 제3 변속단(3rd)과, 무단 변속 모드에서의 무단 변속단(eCVT)과, 제4 변속단(4th)과, 후퇴 변속단(Rev)을 구비하고 있다.
상기 EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)은 로우 브레이크 L/B를 싱크로 결합함으로써 성립한다. 여기서, 「EV 발진 모드」란, 로우 브레이크 L/B를 싱크로 결합하여 모터/제너레이터(6)의 구동력만으로 주행 가능한 모드를 말한다. 또한, EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)에 있어서는, 제1 변속단(1st)으로의 이행에 대비하여, 미리 로우&리버스 클러치 L&R/C를 싱크로 결합하고 있다.
상기 제1 변속단(1st)은 로우&리버스 클러치 L&R/C와 로우 브레이크 L/B를 싱크로 결합하고, 입력 클러치 CL1을 마찰 결합함으로써 성립한다. 즉, 제1 변속단(1st)은 엔진(5)과 모터/제너레이터(6)를 합한 구동력으로 주행 가능한 점에 있어서 EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)과 상이하다.
상기 제2 변속단(2nd)은 로우 브레이크 L/B와 하이 클러치 H/C를 싱크로 결합하고, 입력 클러치 CL1을 마찰 결합함으로써 성립한다. 엔진 회전 속도를 라비뇨형 유성 기어조(4)의 입력 회전 속도로 하는 제2 변속단(2nd)의 변속비는, 제1 변속단(1st)의 변속비보다도 작다.
상기 제3 변속단(3rd)은 로우&리버스 클러치 L&R/C와 하이 클러치 H/C를 싱크로 결합함으로써 성립한다. 엔진 구동 요구가 있을 때는, 입력 클러치 CL1을 마찰 결합한다. 모터 회전 속도 또는 엔진 회전 속도를 라비뇨형 유성 기어조(4)의 입력 회전 속도로 하는 제3 변속단(3rd)의 변속비는, 변속비가 1이며, 제2 변속단(2nd)의 변속비보다도 작다.
상기 무단 변속 모드에서의 무단 변속단(eCVT)은 하이 클러치 H/C를 싱크로 결합하고, 입력 클러치 CL1을 마찰 결합함으로써 성립한다. 이 「무단 변속 모드」란, 모터/제너레이터(6)의 발전량을 제어하여 변속비를 무단계로 변경 가능하며, 엔진(5)의 구동력에 의해 주행하면서 도시하지 않은 배터리에의 충전이 가능한 모드를 말한다. 즉, 모터/제너레이터(6)의 발전량 제어를 행하면, 모터/제너레이터(6)가 연결되는 라비뇨형 유성 기어조(4)의 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 대하여 가변 부하를 인가한다.
이에 의해 엔진(5)이 받는 부하가 변경되어, 엔진 회전 속도를 입력 회전 속도로 하는 변속비가 무단계로 변경되는 무단 변속단(eCVT)이 얻어진다.
상기 제4 변속단(4th)은 하이 클러치 H/C와 하이 브레이크 H/B를 싱크로 결합하고, 입력 클러치 CL1을 마찰 결합함으로써 성립한다. 엔진 회전 속도를 라비뇨형 유성 기어조(4)의 입력 회전 속도로 하는 제4 변속단(4th)의 변속비는, 제3 변속단(3rd)의 변속비보다도 작다(오버드라이브 변속단).
상기 후퇴 변속단(Rev)은 로우&리버스 클러치 L&R/C와 리버스 브레이크 Rev/B를 싱크로 결합함으로써 성립한다. 엔진 구동 요구가 있을 때는, 입력 클러치 CL1을 마찰 결합한다. 후퇴 변속단(Rev)은 모터 회전 속도 또는 엔진 회전 속도를 라비뇨형 유성 기어조(4)의 입력 회전 속도로 하고, 상기 전진 변속단에 대하여 출력 기어(2)의 회전 방향을 역회전시킨다.
다음에, 작용을 설명한다.
실시예 1의 자동 변속기에 있어서의 작용을, 「각 변속단에서의 변속 작용」, 「각 청구항에 대응하는 작용」으로 나누어 설명한다.
[각 변속단에서의 변속 작용]
(EV 발진 모드에서의 제1 변속단)
EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)에서의 변속 작용을, 도 3 및 도 4에 기초하여 설명한다. EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)에 있어서는, 로우 브레이크 L/B를 결합함으로써, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 더블 피니언측 선 기어 Sd가 변속기 케이스(3)에 고정된다. 이 상태에서 모터/제너레이터(6)로부터의 회전 구동력이, 연결 기어(7) 및 연결 멤버(8)를 통해 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 입력된다(도 3의 화살표).
이 싱글 피니언측 선 기어 Ss에의 모터 입력 회전 속도와, 더블 피니언측 선 기어 Sd의 케이스 고정에 의해, 도 4에 도시한 바와 같은 공통 속도선도가 그려진다. 이로 인해, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 링 기어 R로부터는, 싱글 피니언측 선 기어 Ss에의 모터 입력 회전 속도를 감속한 제1 변속단(e1st)에서의 변속비가 얻어진다.
따라서, 정차로부터의 차량 발진 시, 로우 브레이크 L/B를 결합하여 모터/제너레이터(6)의 구동력만으로 발진 주행 가능한 EV 발진 모드에 의해, 정숙성을 유지하면서 응답 좋게 발진할 수 있다.
또한, EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)으로부터 무단 변속단(eCVT)으로 이행할 때는, 로우 브레이크 L/B의 해방과 하이 클러치 H/C의 결합이라는 클러치 전환 제어에 추가하여, 엔진 시동 후에 입력 클러치 CL1을 체결함으로써, 제1 변속단(e1st)으로부터 무단 변속단(eCVT)으로 전환 이행할 수 있다.
(제1 변속단)
제1 변속단(1st)에서의 변속 작용을, 도 5 및 도 6에 기초하여 설명한다.
제1 변속단(1st)에 있어서는, 로우 브레이크 L/B를 결합함으로써, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 더블 피니언측 선 기어 Sd가 변속기 케이스(3)에 고정된다.
또한, 로우&리버스 클러치 L&R/C와 입력 클러치 CL1을 결합함으로써, 엔진(5)이 라비뇨형 유성 기어조(4)의 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 연결된다. 이 상태에서 엔진(5)으로부터의 회전 구동력이, 입력 클러치 CL1→입력축(1)→로우&리버스 클러치 L&R/C→연결 멤버(8)를 통해 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 입력된다. 어시스트 주행 모드의 선택 시에는, 토크 제어에 의한 모터/제너레이터(6)로부터의 구동력이, 연결 기어(7) 및 연결 멤버(8)를 통해 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 입력된다(도 5의 화살표).
이 싱글 피니언측 선 기어 Ss에의 엔진 입력 회전 속도(=모터 입력 회전 속도)와, 더블 피니언측 선 기어 Sd의 케이스 고정에 의해, 도 6에 도시한 바와 같은 공통 속도선도가 그려진다. 이로 인해, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 링 기어 R로부터는, 싱글 피니언측 선 기어 Ss에의 엔진 입력 회전 속도(=모터 입력 회전 속도)를 감속한 제1 변속단(1st)에서의 변속비가 얻어진다.
따라서, EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)으로부터 제1 변속단(1st)으로 이행할 때는, EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)에서 미리 로우&리버스 클러치 L&R/C가 결합되어 있다. 이로 인해, 엔진(5)을 시동한 후에 입력 클러치 CL1을 체결하는 것만으로, 응답 좋게 모터 구동력만에 의한 제1 변속단(e1st)으로부터, 모터 구동력에 엔진 구동력을 가하는 제1 변속단(1st)으로 이행할 수 있다.
또한, 주행 중, 제2 변속단(2nd)으로부터 제1 변속단(1st)으로 다운 변속할 때, 로우&리버스 클러치 L&R/C의 결합과 하이 클러치 H/C의 해방이라는 클러치 전환 제어에 의해, 제1 변속단(1st)으로 이행할 수 있다. 또한, 이 클러치 전환 제어와 함께 모터의 토크를 제어함으로써, 도그 클러치이어도 토크 단절이 없는 원활한 변속이 가능해진다.
또한, 제1 변속단(1st)을 유지한 상태에서의 주행 중에 있어서는, 어시스트 주행 모드(모터 역행: 도 5), 엔진 주행 모드(모터 부하 제로), 엔진 발전 주행 모드(제너레이터 회생) 중 어느 하나의 모드를 선택하여 주행할 수 있다. 즉, 주행 모드의 선택에 의해 엔진 부하를 컨트롤할 수 있다.
(제2 변속단)
제2 변속단(2nd)에서의 변속 작용을, 도 7 및 도 8에 기초하여 설명한다.
제2 변속단(2nd)에서는, 로우 브레이크 L/B를 결합함으로써, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 더블 피니언측 선 기어 Sd가 변속기 케이스(3)에 고정된다. 또한, 하이 클러치 H/C와 입력 클러치 CL1을 결합함으로써, 엔진(5)이 라비뇨형 유성 기어조(4)의 캐리어 C에 연결된다. 그리고, 엔진(5)으로부터의 회전 구동력이, 입력 클러치 CL1 및 하이 클러치 H/C를 통해 캐리어 C에 입력된다(도 7의 화살표).
이 캐리어 C에의 엔진 입력 회전 속도와, 더블 피니언측 선 기어 Sd의 케이스 고정에 의해, 도 8에 도시한 바와 같은 공통 속도선도가 그려진다. 이로 인해, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 링 기어 R로부터는, 캐리어 C에의 엔진 입력 회전 속도를 감속한 제2 변속단(2nd)에서의 변속비가 얻어진다. 또한, 제2 변속단(2nd)에서의 변속비는, 제1 변속단(1st)에서의 변속비보다도 작은 변속비(하이 변속비측)로 된다.
따라서, 주행중, 제1 변속단(1st)으로부터 제2 변속단(2nd)으로 업 변속할 때, 로우&리버스 클러치 L&R/C의 해방과 하이 클러치 H/C의 결합이라는 클러치 전환 제어에 의해, 제2 변속단(2nd)으로 이행할 수 있다. 또한, 이 클러치 전환 제어와 함께 모터의 토크를 제어함으로써, 도그 클러치이어도 토크 단절이 없는 원활한 변속이 가능해진다.
또한, 주행 중, 제3 변속단(3rd)으로부터 제2 변속단(2nd)으로 다운 변속할 때, 로우&리버스 클러치 L&R/C의 해방과 로우 브레이크 L/B의 결합이라는 클러치 전환 제어에 의해, 제2 변속단(2nd)으로 이행할 수 있다. 또한, 이 클러치 전환 제어와 함께 모터의 토크를 제어함으로써, 도그 클러치이어도 토크 단절이 없는 원활한 변속이 가능해진다.
또한, 제2 변속단(2nd)을 유지한 상태에서의 주행 중에 있어서는, 어시스트 주행 모드(모터 역행), 엔진 주행 모드(모터 부하 제로 : 도 7), 엔진 발전 주행 모드(제너레이터 회생) 중 어느 하나의 모드를 선택하여 주행할 수 있다. 즉, 주행 모드를 선택함으로써, 엔진(5)이 모터/제너레이터(6)로부터 받는 엔진 부하를 컨트롤할 수 있다. 또한, 제2 변속단(2nd)에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 연결되어 있는 모터/제너레이터(6)의 회전 속도는, 캐리어 C에의 엔진 입력 회전 속도보다도 빨라진다.
(제3 변속단)
제3 변속단(3rd)에서의 변속 작용을, 도 9 및 도 10에 기초하여 설명한다. 제3 변속단(3rd)에 있어서는, 로우&리버스 클러치 L&R/C와 하이 클러치 H/C를 결합함으로써, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 싱글 피니언측 선 기어 Ss와 캐리어 C가 연결된다. 즉, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 4개의 회전 요소가 일체로 회전하는 상태로 된다. 따라서, EV 모드 선택 시에는, 모터/제너레이터(6)로부터의 회전 구동력이, 싱글 피니언측 선 기어 Ss와 캐리어 C에 입력된다. 또한, HEV 모드 시에는, 엔진(5)을 시동한 후, 입력 클러치 CL1을 결합함으로써, 엔진(5)과 모터/제너레이터(6)로부터의 회전 구동력이, 싱글 피니언측 선 기어 Ss와 캐리어 C에 입력된다(도 9).
이 싱글 피니언측 선 기어 Ss와 캐리어 C의 연결에 의해, 도 10에 도시한 바와 같은 4개의 회전 요소의 회전 속도가 동일한 공통 속도선도가 그려진다. 이로 인해, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 링 기어 R로부터는, 싱글 피니언측 선 기어 Ss와 캐리어 C에의 입력 회전 속도 그대로의 변속비=1에 의한 제3 변속단(3rd)이 얻어진다.
따라서, 주행 중, 제2 변속단(2nd)으로부터 제3 변속단(3rd)으로 업 변속할 때, 로우&리버스 클러치 L&R/C의 결합과 로우 브레이크 L/B의 해방이라는 클러치 전환 제어에 의해, 제3 변속단(3rd)으로 이행할 수 있다. 또한, 이 클러치 전환 제어와 함께 모터의 토크를 제어함으로써, 도그 클러치이어도 토크 단절이 없는 원활한 변속이 가능해진다.
또한, 주행 중, 제4 변속단(4th)으로부터 제3 변속단(3rd)으로 다운 변속할 때, 로우&리버스 클러치 L&R/C의 결합과 하이 브레이크 H/B의 해방이라는 클러치 전환 제어에 의해, 제3 변속단(3rd)으로 이행할 수 있다. 또한, 이 클러치 전환 제어와 함께 모터의 토크를 제어함으로써, 도그 클러치이어도 토크 단절이 없는 원활한 변속이 가능해진다.
또한, 입력 클러치 CL1의 해방/결합에 의해, 모터/제너레이터(6)만을 구동원으로 하는 EV 모드 3속과, 엔진(5)과 모터/제너레이터(6)를 구동원으로 하는 HEV 모드 3속(도 9)을 선택할 수 있다. 이로 인해, 제1 변속단(1st) 및 제3 변속단(3rd)의 2단에서 EV 주행이 가능해져, 발진 시 및 고속 주행 시의 각각에 적합한 변속비로 EV 주행이 가능해짐과 함께, 전비(電費)가 좋은 EV 주행이 가능해진다.
게다가, 제3 변속단(3rd)을 유지한 HEV 모드 주행 중에 있어서는, 어시스트 주행 모드(모터 역행), 엔진 주행 모드(모터 부하 제로), 엔진 발전 주행 모드(제너레이터 회생) 중 어느 하나의 모드를 선택하여 주행할 수 있다. 즉, 주행 모드의 선택에 의해 엔진 부하를 컨트롤할 수 있다.
(무단 변속 모드에서의 무단 변속단)
무단 변속 모드에서의 무단 변속단(eCVT)에서의 변속 작용을, 도 11 및 도 12에 기초하여 설명한다.
무단 변속 모드에서의 무단 변속단(eCVT)에 있어서는, 하이 클러치 H/C와 입력 클러치 CL1을 결합함으로써, 엔진(5)이 라비뇨형 유성 기어조(4)의 캐리어 C에 연결된다. 이 상태에서 엔진(5)으로부터의 회전 구동력이, 입력 클러치 CL1 및 하이 클러치 H/C를 통해 캐리어 C에 입력된다(도 11의 화살표). 그리고, 모터/제너레이터(6)의 발전량 제어가 행해지면, 모터/제너레이터(6)가 연결되는 라비뇨형 유성 기어조(4)의 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 대하여 가변 부하(발전량 대일수록 부하 구속의 정도가 대)가 인가된다.
이 캐리어 C에의 엔진 입력 회전 속도와, 싱글 피니언측 선 기어 Ss에의 가변 부하에 의해, 도 12에 도시한 바와 같은 공통 속도선도가 그려진다. 이로 인해, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 링 기어 R로부터는, 캐리어 C에의 엔진 입력 회전 속도를 감속한 변속비로부터 캐리어 C에의 엔진 입력 회전 속도를 증속한 변속비까지의 변속비 범위에서 변속비 변경이 가능한 무단 변속비가 얻어진다. 예를 들어, 출력 회전 속도(차속)가 일정할 때, 발전 부하가 대일수록 모터/제너레이터(6)의 회전수가 저하되어, 증속측의 변속비가 얻어진다. 한편, 출력 회전 속도(차속)가 일정할 때, 발전 부하가 소일수록 모터/제너레이터(6)의 회전수가 상승하여, 감속측의 변속비가 얻어진다. 즉, 무단 변속 모드에서의 무단 변속단(eCVT)에서는, 모터/제너레이터(6)의 발전량 제어를 행함으로써, 무단 변속비를 얻을 수 있다.
따라서, 무단 변속 모드에서의 무단 변속단(eCVT)을 선택하면, 모터/제너레이터(6)의 발전량을 제어함으로써, 변속비를 무단계로 변경할 수 있음과 함께, 엔진(5)의 구동력에 의해 주행하면서 도시하지 않은 배터리에의 충전을 행할 수 있다.
또한, 제2 변속단(2nd)에서의 주행 중에 무단 변속단(eCVT)으로 이행할 때는, 로우 브레이크 L/B를 해방한다. 제3 변속단(3rd)에서의 주행 중에 무단 변속단(eCVT)으로 이행할 때는, 로우&리버스 클러치 L&R/C를 해방한다. 제4 변속단(4th)에서의 주행 중에 무단 변속단(eCVT)으로 이행할 때는, 하이 브레이크 H/C를 해방한다. 즉, 제2 변속단(2nd), 제3 변속단(3rd), 제4 변속단(4th) 중 어느 하나의 변속단에서의 주행 중에 무단 변속단(eCVT)으로 이행할 때는, 1개의 결합 요소를 해방하는 것만으로, 응답 좋게 무단 변속단(eCVT)으로 이행할 수 있다. 또한, 무단 변속단(eCVT)에서의 주행 중에, 제2 변속단(2nd), 제3 변속단(3rd), 제4 변속단(4th) 중 어느 하나의 변속단으로 이행할 때는, 결합시키는 결합 요소의 회전수가 동기한 상태에서 결합 요소를 결합하는 것만으로, 응답 좋게 제2 변속단(2nd), 제3 변속단(3rd), 제4 변속단(4th) 중 어느 하나의 변속단으로 이행할 수 있다.
(제4 변속단)
제4 변속단(4th)에서의 변속 작용을, 도 13 및 도 14에 기초하여 설명한다.
제4 변속단(4th)에 있어서는, 하이 브레이크 H/B를 결합함으로써, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 싱글 피니언측 선 기어 Ss와 모터/제너레이터(6)가 변속기 케이스(3)에 고정된다. 그리고, 하이 클러치 H/C와 입력 클러치 CL1을 결합함으로써, 엔진(5)이 라비뇨형 유성 기어조(4)의 캐리어 C에 연결된다. 이 상태에서 엔진(5)으로부터의 회전 구동력이, 입력 클러치 CL1 및 하이 클러치 H/C를 통해 캐리어 C에 입력된다(도 13의 화살표).
이 캐리어 C에의 엔진 입력 회전 속도와, 싱글 피니언측 선 기어 Ss의 케이스 고정에 의해, 도 14에 도시한 바와 같은 공통 속도선도가 그려진다. 이로 인해, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 링 기어 R로부터는, 캐리어 C에의 엔진 입력 회전 속도를 증속한 제4 변속단(4th)에서의 오버드라이브 변속비가 얻어진다.
따라서, 주행 중, 제3 변속단(3rd)으로부터 제4 변속단(4th)으로 업 변속할 때, 로우&리버스 클러치 L&R/C의 해방과 하이 브레이크 H/B의 결합이라는 클러치 전환 제어에 의해, 제4 변속단(4th)으로 이행할 수 있다. 또한, 이 클러치 전환 제어와 함께 모터의 토크를 제어함으로써, 도그 클러치이어도 토크 단절이 없는 원활한 변속이 가능해진다.
또한, 주행 중, 무단 변속단(eCVT)으로부터 제4 변속단(4th)으로 이행할 때, 하이 브레이크 H/B를 결합하는 것만으로, 제4 변속단(4th)으로 이행할 수 있다.
(후퇴 변속단)
상기 후퇴 변속단(Rev)에서의 변속 작용을, 도 15 및 도 16에 기초하여 설명한다.
후퇴 변속단(Rev)에 있어서는, 리버스 브레이크 Rev/B를 결합함으로써, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 캐리어 C가 변속기 케이스(3)에 고정된다. 그리고, 로우&리버스 클러치 L&R/C와 입력 클러치 CL1을 결합함으로써, 엔진(5)과 모터/제너레이터(6)가 라비뇨형 유성 기어조(4)의 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 연결된다. 이 상태에서 엔진(5)으로부터의 회전 구동력이, 입력 클러치 CL1→입력축(1)→로우&리버스 클러치 L&R/C→연결 멤버(8)를 통해 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 입력된다. 모터/제너레이터(6)로부터의 구동력이, 연결 기어(7) 및 연결 멤버(8)를 통해 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 입력된다(도 15의 화살표).
이 싱글 피니언측 선 기어 Ss에의 엔진 입력 회전 속도(=모터 입력 회전 속도)와, 캐리어 C의 케이스 고정에 의해, 도 16에 도시한 바와 같은 공통 속도선도가 그려진다. 이로 인해, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 링 기어 R로부터는, 싱글 피니언측 선 기어 Ss에의 엔진 입력 회전 속도(=모터 입력 회전 속도)를 역회전한 후퇴 변속단(Rev)에서의 변속비가 얻어진다.
따라서, 후퇴 변속단(Rev)에서는, 엔진(5)과 모터/제너레이터(6) 중 적어도 한쪽을 사용하여 후퇴 주행할 수 있다.
또한, 리버스 브레이크 Rev/B만을 결합하고, 모터/제너레이터(6)의 회전 구동력에 의한 EV 후퇴 모드로 할 수도 있다. 이 EV 후퇴 모드를 선택한 경우, 도 15에 도시한 HEV 후퇴 모드와 달리, 로우&리버스 클러치 L&R/C와 입력 클러치 CL1을 결합할 필요가 없다.
게다가, 후퇴 변속단(Rev)을 유지한 HEV 모드 후퇴 중에 있어서는, 어시스트 후퇴 모드(모터 역행), 엔진 후퇴 모드(모터 부하 제로), 엔진 발전 후퇴 모드(제너레이터 회생) 중 어느 하나의 모드를 선택하여 후퇴할 수 있다. 즉, 후퇴 모드의 선택에 의해 엔진 부하를 컨트롤할 수 있다.
[각 청구항에 대응하는 작용]
실시예 1의 자동 변속기는, 상기한 바와 같이, 각 유단 변속단(e1st, 1st, 2nd, 3rd, 4th, Rev)과 무단 변속단(eCVT)을 얻을 수 있다. 이하, 실시예 1의 자동 변속기의 특징을 반영하는 각 청구항에 대응하는 작용을 설명한다.
실시예 1에서는, 4개의 회전 요소를 갖는 라비뇨형 유성 기어조(4)와, 2개의 클러치(L&R/C, H/C)와 1개의 브레이크(L/B)를 사용함으로써, 제1 변속단(1st), 제2 변속단(2nd), 제3 변속단(3rd), 무단 변속단(eCVT)이 성립하는 구성으로 하였다.
이 구성에 의해, 무단 변속단(eCVT)의 선택 시에 있어서는, 하이 클러치 H/C를 결합함으로써 라비뇨형 유성 기어조(4)의 캐리어 C와 엔진(5)이 연결된다. 따라서, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 싱글 피니언측 선 기어 Ss에 상시 연결되는 모터/제너레이터(6)의 발전량을 제어하면, 모터/제너레이터(6)가 라비뇨형 유성 기어조(4)의 싱글 피니언측 선 기어 Ss의 가변 부하로 되어, 캐리어 C에 연결되는 엔진(5)의 회전 속도(=입력 회전 속도)가 부하 구속의 정도에 따라서 무단계로 변경된다. 즉, 입력과 출력의 회전 속도 비율인 변속비를 무단계로 변경할 수 있다. 이와 함께, 모터/제너레이터(6)에 의한 발전량(회생 토크)을 변경함으로써, 모터/제너레이터(6)에 의해 엔진 회전 속도와 엔진 부하(=발전 부하)를 컨트롤할 수 있다.
예를 들어, 엔진(5)이 받는 발전 부하를 소정 부하 이하로 유지하고 싶을 때는, 엔진 발전 부하를 소정 부하 이하로 유지하는 목표 회생 토크를 설정하고, 모터/제너레이터(6)의 회생 토크를 목표 회생 토크에 일치시키는 토크 제어를 행한다. 또한, 엔진(5)의 회전 속도를 연비 절약 속도로 유지하고 싶을 때는, 엔진 회전 속도를 연비 절약 속도로 유지하는 목표 모터 회전 속도를 설정하고, 모터/제너레이터(6)의 회전 속도를 목표 모터 회전 속도에 일치시키는 회전수 제어를 행한다. 어느 엔진 동작점을 목표로 하는 경우도, 모터/제너레이터(6)의 발전량 제어에 의해 실현되는 무단 변속에 의한 자유도에 의해 허용된다. 이 결과, 모터/제너레이터(6)에 의해 엔진(5)의 부하 및 회전 속도를 컨트롤함으로써, 엔진 동작점의 자유도를 크게 할 수 있다.
실시예 1에서는, 하이 브레이크 H/B를 추가하고, 하이 클러치 H/C와 하이 브레이크 H/B를 결합함으로써, 엔진(5)으로부터의 회전 구동력을 사용한 제4 변속단(4th)이 성립하는 구성으로 하였다.
이 구성에 의해, 고속 주행 시에 제4 변속단(4th)으로 하면, 엔진(5)의 회전 속도가, 엔진 효율이 높은 회전 속도 영역을 추이한다. 따라서, 고속 주행 시에 있어서, 모터/제너레이터(6)를 사용하지 않고, 엔진 효율이 높은 회전 속도 영역에서 회전하는 엔진(5)만에 의한 주행이 가능해진다.
실시예 1에서는, 리버스 브레이크 Rev/B를 추가하고, 로우&리버스 클러치 L&R/C와 리버스 브레이크 Rev/B를 결합함으로써, 후퇴 변속단(Rev)이 성립하는 구성으로 하였다. 이 구성에 의해, 배터리 잔량이 적고, 모터/제너레이터(6)만의 사용에서는 주행할 수 없는 경우라도, 엔진(5)만의 회전 구동력에 의해 후퇴 주행이 가능해진다.
실시예 1에서는, 4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어조를 라비뇨형 유성 기어조(4)로 하고, 입력축(1)을 라비뇨형 유성 기어조(4)의 내주에 배치하고, 하이 클러치 H/C와 리버스 브레이크 Rev/B를, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 축방향 일방측에 배치한다. 그리고, 로우 브레이크 L/B는, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 축방향 타방측에 배치하고, 로우&리버스 클러치 L&R/C와 하이 브레이크 H/B를, 라비뇨형 유성 기어조(4)의 축방향 타방측이며 또한 로우 브레이크 L/B보다도 라비뇨형 유성 기어조(4)로부터 먼 측에 배치한다. 그리고, 모터/제너레이터(6)를 로우 브레이크 L/B와 하이 브레이크 H/B 사이의 위치에 배치하는 레이아웃 구성으로 하였다.
이 레이아웃 구성에 의해, 라비뇨형 유성 기어조(4)에 의한 축방향 치수가, 2개의 유성 기어조를 사용한 경우에 비해 단축된다. 그리고, 복수의 결합/해방 요소가 라비뇨형 유성 기어조(4)를 사이에 두고 축방향의 일방측과 타방측에 나누어 배치됨으로써, 복수의 결합/해방 요소에 의한 축방향 치수가 단축된다. 또한, 모터/제너레이터(6)를 복수의 결합/해방 요소의 간극 위치에 배치함으로써, 변속기 케이스(3)에 모터/제너레이터(6)를 설정할 수 있다.
따라서, 축방향 치수를 단축한 콤팩트한 자동 변속기로 할 수 있다.
실시예 1에서는, 하이 클러치 H/C와 리버스 브레이크 Rev/B를, 선택적으로 싱크로 결합 가능한 한 쌍의 도그 클러치로서 구성하고, 로우&리버스 클러치 L&R/C와 하이 브레이크 H/B를 선택적으로 싱크로 결합 가능한 한 쌍의 도그 클러치로서 구성하였다.
즉, 하이 클러치 H/C와 리버스 브레이크 Rev/B는, 도 2로부터 명백해진 바와 같이, 1개의 변속단에서 동시에 결합되는 일이 없는 결합/해방 요소이다. 로우&리버스 클러치 L&R/C와 하이 브레이크 H/B에 대해서도, 도 2로부터 명백해진 바와 같이, 1개의 변속단에서 동시에 결합되는 일이 없는 결합/해방 요소이다.
따라서, 동시에 결합되는 일이 없는 결합/해방 요소를 인접하여 배치함으로써, 축방향 치수가 더 단축된 콤팩트한 자동 변속기로 할 수 있다. 게다가, 커플링 슬리브(9, 10)나 변속 액추에이터를 공용함으로써, 부품 개수의 삭감을 도모할 수 있다.
실시예 1에서는, EV 발진 모드와 무단 변속 모드를 전환 가능한 자동 변속기로 하고, EV 발진 모드에서의 제1 변속단(e1st)을, 로우 브레이크 L/B를 결합하여, 모터/제너레이터(6)의 구동력만으로 주행 가능한 모드로 한다. 무단 변속 모드에서의 무단 변속단(eCVT)을, 하이 클러치 H/C만을 결합하고, 모터/제너레이터(6)의 발전량을 제어하여 변속비를 무단계로 변경 가능하며, 엔진(5)의 구동력에 의해 주행하면서 배터리에의 충전이 가능한 모드로 하는 구성으로 하였다. 즉, EV 발진 모드에 있어서는, 모터/제너레이터(6)만으로의 EV 주행이 가능하다. 또한, 무단 변속 모드에 있어서는, 엔진 효율이 좋은 동작점에서의 HEV 주행 및 배터리에의 충전이 가능해진다.
따라서, 연료 소비량을 억제한 연비 절약에 의한 자동 변속기를 얻을 수 있다.
다음에, 효과를 설명한다.
실시예 1의 자동 변속기에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.
(1) 엔진(5)과 연결 가능한 입력 부재[입력축(1)]와,
출력 부재[출력 기어(2)]와,
정지부[변속기 케이스(3)]와,
4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어조[라비뇨형 유성 기어조(4)]를 구비하는 자동 변속기이며,
상기 유성 기어조[라비뇨형 유성 기어조(4)]의 4개의 회전 요소를, 공통 속도선도 상에 있어서의 배열순으로 제1 요소(싱글 피니언측 선 기어 Ss), 제2 요소(캐리어 C), 제3 요소(링 기어 R), 제4 요소(더블 피니언측 선 기어 Sd)라 하고,
상기 제1 요소(싱글 피니언측 선 기어 Ss)를, 모터/제너레이터(6)에 상시 연결함과 함께, 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C)의 결합에 의해 상기 입력 부재[입력축(1)]에 연결 가능하게 하고,
상기 제2 요소(캐리어 C)를, 제2 클러치(하이 클러치 H/C)의 결합에 의해 상기 입력 부재[입력축(1)]에 연결 가능하게 하고,
상기 제3 요소(링 기어 R)를 출력 부재[출력 기어(2)]에 상시 연결하고,
상기 제4 요소(더블 피니언측 선 기어 Sd)를, 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)의 결합에 의해 상기 정지부[변속기 케이스(3)]에 고정 가능하게 하고,
상기 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C)와 상기 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)를 결합함으로써 제1 변속단(1st)이 성립하고,
상기 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)와 상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C)를 결합함으로써 상기 제1 변속단(1st)보다도 작은 변속비의 제2 변속단(2nd)이 성립하고,
상기 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C)와 상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C)를 결합함으로써 상기 제2 변속단(2nd)보다도 작은 변속비의 제3 변속단(3rd)이 성립하고,
상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C)를 결합하고, 상기 모터/제너레이터(6)의 회전 속도를 변경함으로써 변속비를 무단계로 변경 가능한 무단 변속단(eCVT)이 성립한다(도 1).
이로 인해, 모터/제너레이터(6)에 의해 엔진(5)의 부하 및 회전 속도를 컨트롤함으로써, 엔진 동작점의 자유도를 크게 할 수 있다.
(2) 상기 제1 요소(싱글 피니언측 선 기어 Ss)를, 제2 브레이크(하이 브레이크 H/B)의 결합에 의해 상기 정지부[변속기 케이스(3)]에 고정 가능하게 하고, 상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C)와 상기 제2 브레이크(하이 브레이크 H/B)를 결합함으로써 상기 제3 변속단(3rd)보다도 작은 변속비의 제4 변속단(4th)이 성립한다(도 13, 도 14).
이로 인해, (1)의 효과에 추가하여, 고속 주행 시에 있어서, 모터/제너레이터(6)를 사용하지 않고, 엔진 효율이 높은 회전 속도 영역에서 회전하는 엔진(5)만에 의한 주행을 행할 수 있다.
(3) 상기 제2 요소(캐리어 C)를, 제3 브레이크(리버스 브레이크 Rev/B)의 결합에 의해 상기 정지부[변속기 케이스(3)]에 고정 가능하게 하고,
상기 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C)와 상기 제3 브레이크(리버스 브레이크 Rev/B)를 결합함으로써 후퇴 변속단(Rev)이 성립한다(도 15, 도 16).
이로 인해, (1) 또는 (2)의 효과에 추가하여, 배터리 잔량이 적고, 모터/제너레이터(6)만의 사용에서는 주행할 수 없는 경우라도, 엔진(5)만의 회전 구동력에 의해 후퇴 주행할 수 있다.
(4) 엔진(5)과 연결 가능한 입력 부재[입력축(1)]와,
출력 부재[출력 기어(2)]와,
정지부[변속기 케이스(3)]와,
제1 선 기어(싱글 피니언측 선 기어 Ss)와, 제2 선 기어(더블 피니언측 선 기어 Sd)와, 상기 제2 선 기어(더블 피니언측 선 기어 Sd)에 맞물리는 제1 피니언 기어(쇼트 피니언 기어 Ps)와, 상기 제1 피니언 기어(쇼트 피니언 기어 Ps) 및 상기 제1 선 기어(싱글 피니언측 선 기어 Ss)에 맞물리는 제2 피니언 기어(롱 피니언 기어 Pl)와, 상기 제1 피니언 기어(쇼트 피니언 기어 Ps) 및 제2 피니언 기어(롱 피니언 기어 Pl)를 회전 가능하게 지지하는 캐리어 C와, 상기 제2 피니언 기어(롱 피니언 기어 Pl)와 맞물리는 링 기어 R로 이루어지는 라비뇨형 유성 기어조(4)를 구비하고,
상기 제1 선 기어(싱글 피니언측 선 기어 Ss)를, 모터/제너레이터(6)에 상시 연결함과 함께, 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C)의 결합에 의해 상기 입력 부재[입력축(1)]에 연결 가능, 및 제2 브레이크(하이 브레이크 H/B)의 결합에 의해 상기 정지부[변속기 케이스(3)]에 고정 가능하게 하고,
상기 캐리어 C를, 제2 클러치(하이 클러치 H/C)의 결합에 의해 상기 입력 부재[입력축(1)]에 연결 가능, 및 제3 브레이크(리버스 브레이크 Rev/B)의 결합에 의해 상기 정지부[변속기 케이스(3)]에 고정 가능하게 하고,
상기 링 기어 R을, 출력 부재[출력 기어(2)]에 상시 연결하고,
상기 제2 선 기어(더블 피니언측 선 기어 Sd)를, 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)의 결합에 의해 상기 정지부[변속기 케이스(3)]에 고정 가능하게 하고,
상기 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C)와 상기 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)를 결합함으로써 제1 변속단(1st)이 성립하고,
상기 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)와 상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C)를 결합함으로써 상기 제1 변속단(1st)보다도 작은 변속비의 제2 변속단(2nd)이 성립하고,
상기 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C)와 상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C)를 결합함으로써 상기 제2 변속단(2nd)보다도 작은 변속비의 제3 변속단(3rd)이 성립하고,
상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C)와 상기 제2 브레이크(하이 브레이크 H/B)를 결합함으로써 상기 제3 변속단(3rd)보다도 작은 변속비의 제4 변속단(4th)이 성립하고,
상기 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C)와 상기 제3 브레이크(리버스 브레이크 Rev/B)를 결합함으로써 후퇴 변속단(Rev)이 성립하고,
상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C)를 결합하고, 상기 모터/제너레이터(6)의 회전 속도를 변경함으로써 변속비를 무단계로 변경 가능한 무단 변속단(eCVT)이 성립하는 자동 변속기이며,
상기 입력 부재[입력축(1)]는 상기 라비뇨형 유성 기어조(4)의 내주에 배치되고,
상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C)와 상기 제3 브레이크(리버스 브레이크 Rev/B)는, 상기 라비뇨형 유성 기어조(4)의 축방향 일방측에 배치되고,
상기 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)는 상기 라비뇨형 유성 기어조(4)의 축방향 타방측에 배치되고,
상기 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C)와 상기 제2 브레이크(하이 브레이크 H/B)는, 상기 라비뇨형 유성 기어조(4)의 축방향 타방측이며 또한 상기 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)보다도 상기 라비뇨형 유성 기어조(4)로부터 먼 측에 배치되고,
상기 모터/제너레이터(6)는, 상기 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)와 상기 제2 브레이크(하이 브레이크 H/B) 사이, 및 상기 제2 선 기어(더블 피니언측 선 기어 Sd)의 내주측에서 또한 상기 입력 부재의 외주측과의 사이를 통하여, 상기 제1 선 기어(싱글 피니언측 선 기어 Ss)에 상시 연결된다(도 1).
이로 인해, (1), (2), (3)의 효과에 추가하여, 축방향 치수를 단축한 콤팩트한 자동 변속기로 할 수 있다.
(5) 상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C) 및 상기 제3 브레이크(리버스 브레이크 Rev/B)는, 상기 제2 클러치(하이 클러치 H/C) 및 제3 브레이크(리버스 브레이크 Rev/B)를 선택적으로 결합 가능한 한 쌍의 도그 클러치로서 구성되고,
상기 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C) 및 상기 제2 브레이크(하이 브레이크 H/B)는, 상기 제1 클러치(로우&리버스 클러치 L&R/C) 및 제2 브레이크(하이 브레이크 H/B)를 선택적으로 결합 가능한 한 쌍의 도그 클러치로서 구성된다(도 1).
이로 인해, (4)의 효과에 추가하여, 동시에 결합되는 일이 없는 결합/해방 요소를 인접하여 배치함으로써, 축방향 치수가 더 단축된 콤팩트한 자동 변속기로 할 수 있음과 함께, 부품 개수의 삭감을 도모할 수 있다.
(6) 상기 자동 변속기는, EV 발진 모드와 무단 변속 모드를 전환 가능하고,
상기 EV 발진 모드는, 제1 브레이크(로우 브레이크 L/B)를 결합하여, 상기 모터/제너레이터(6)의 구동력만으로 주행 가능한 모드이며,
상기 무단 변속 모드는, 제2 클러치(하이 클러치 H/C)만을 결합하고, 상기 모터/제너레이터(6)의 발전량을 제어하여 변속비를 무단계로 변경 가능하며, 상기 엔진(5)의 구동력에 의해 주행하면서 배터리에의 충전이 가능한 모드이다(도 3, 도 4, 도 11, 도 12).
이로 인해, (1) 내지 (5)의 효과에 추가하여, 연료 소비량을 억제한 연비 절약에 의한 자동 변속기를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 자동 변속기를 실시예 1에 기초하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이 실시예 1에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.
실시예 1에서는, 4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어조로서, 싱글 피니언 유성과 더블 피니언 유성의 캐리어 및 링 기어끼리를 연결한 라비뇨형의 유성 기어조를 나타냈다. 그러나, 4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어조로서는, 이것에 한정되는 것은 아니고, 2조의 유성 기어를 사용하고, 각각의 어느 2개의 회전 요소간을 연결하여 4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어조로 한 것이어도 된다.
실시예 1에서는, 모터/제너레이터(6)를 연결 기어(7)를 통해 연결 멤버(8)에 접속하는 예를 나타냈다. 그러나, 모터/제너레이터로서는, 연결 멤버에 로터를 고정하고, 변속기 케이스에 스테이터를 고정함으로써, 변속기 케이스 내에 모터/제너레이터를 설정하는 예이어도 된다.
실시예 1에서는, 결합/해방 요소로서, 입력 클러치 CL1을 제외하고, 싱크로 결합에 의한 도그 클러치를 사용하는 예를 나타냈다. 그러나, 결합/해방 요소로서는, 모두 마찰 결합에 의한 마찰 클러치나 마찰 브레이크를 사용하는 예이어도 된다.
실시예 1에서는, 자동 변속기로서, 전진 4속ㆍ후퇴 1속의 유단 변속단과 무단 변속단을 달성하는 예를 나타냈다. 그러나, 자동 변속기로서는, 전진 3속ㆍ후퇴 1속의 유단 변속단과 무단 변속단을 달성하는 예이어도 된다. 이 경우, 하이 브레이크 H/B를 생략할 수 있다.

Claims (6)

  1. 엔진과 연결 가능한 입력 부재와,
    출력 부재와,
    정지부와,
    4개의 회전 요소를 갖는 유성 기어조를 구비하는 자동 변속기이며,
    상기 유성 기어조의 4개의 회전 요소를, 공통 속도선도 상에 있어서의 입력측에서 출력측을 향하는 배열순으로 제1 요소, 제2 요소, 제3 요소, 제4 요소로 하고,
    상기 제1 요소를, 모터/제너레이터에 상시 연결함과 함께, 제1 클러치의 결합에 의해 상기 입력 부재에 연결 가능하게 하고,
    상기 제2 요소를, 제2 클러치의 결합에 의해 상기 입력 부재에 연결 가능하게 하고,
    상기 제3 요소를, 출력 부재에 상시 연결하고,
    상기 제4 요소를, 제1 브레이크의 결합에 의해 상기 정지부에 고정 가능하게 하고,
    상기 제1 클러치와 상기 제1 브레이크를 결합함으로써 제1 변속단이 성립하고,
    상기 제1 브레이크와 상기 제2 클러치를 결합함으로써 상기 제1 변속단보다도 작은 변속비의 제2 변속단이 성립하고,
    상기 제1 클러치와 상기 제2 클러치를 결합함으로써 상기 제2 변속단보다도 작은 변속비의 제3 변속단이 성립하고,
    상기 제2 클러치를 결합하고, 상기 모터/제너레이터의 회전 속도를 변경함으로써 변속비를 무단계로 변경 가능한 무단 변속단이 성립하는, 자동 변속기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 요소를, 제2 브레이크의 결합에 의해 상기 정지부에 고정 가능하게 하고,
    상기 제2 클러치와 상기 제2 브레이크를 결합함으로써 상기 제3 변속단보다도 작은 변속비의 제4 변속단이 성립하는, 자동 변속기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 요소를, 제3 브레이크의 결합에 의해 상기 정지부에 고정 가능하게 하고,
    상기 제1 클러치와 상기 제3 브레이크를 결합함으로써 후퇴 변속단이 성립하는, 자동 변속기.
  4. 엔진과 연결 가능한 입력 부재와,
    출력 부재와,
    정지부와,
    제1 선 기어와, 제2 선 기어와, 상기 제2 선 기어에 맞물리는 제1 피니언 기어와, 상기 제1 피니언 기어 및 상기 제1 선 기어에 맞물리는 제2 피니언 기어와, 상기 제1 피니언 기어 및 제2 피니언 기어를 회전 가능하게 지지하는 캐리어와, 상기 제2 피니언 기어와 맞물리는 링 기어로 이루어지는 라비뇨형 유성 기어조를 구비하고,
    상기 제1 선 기어를, 모터/제너레이터에 상시 연결함과 함께, 제1 클러치의 결합에 의해 상기 입력 부재에 연결 가능, 및 제2 브레이크의 결합에 의해 상기 정지부에 고정 가능하게 하고,
    상기 캐리어를, 제2 클러치의 결합에 의해 상기 입력 부재에 연결 가능, 및 제3 브레이크의 결합에 의해 상기 정지부에 고정 가능하게 하고,
    상기 링 기어를, 출력 부재에 상시 연결하고,
    상기 제2 선 기어를, 제1 브레이크의 결합에 의해 상기 정지부에 고정 가능하게 하고,
    상기 제1 클러치와 상기 제1 브레이크를 결합함으로써 제1 변속단이 성립하고,
    상기 제1 브레이크와 상기 제2 클러치를 결합함으로써 상기 제1 변속단보다도 작은 변속비의 제2 변속단이 성립하고,
    상기 제1 클러치와 상기 제2 클러치를 결합함으로써 상기 제2 변속단보다도 작은 변속비의 제3 변속단이 성립하고,
    상기 제2 클러치와 상기 제2 브레이크를 결합함으로써 상기 제3 변속단보다도 작은 변속비의 제4 변속단이 성립하고,
    상기 제1 클러치와 상기 제3 브레이크를 결합함으로써 후퇴 변속단이 성립하고,
    상기 제2 클러치를 결합하고, 상기 모터/제너레이터의 회전 속도를 변경함으로써 변속비를 무단계로 변경 가능한 무단 변속단이 성립하는 자동 변속기이며,
    상기 입력 부재는, 상기 라비뇨형 유성 기어조의 내주에 배치되고,
    상기 제2 클러치와 상기 제3 브레이크는, 상기 라비뇨형 유성 기어조의 축방향 일방측에 배치되고,
    상기 제1 브레이크는, 상기 라비뇨형 유성 기어조의 축방향 타방측에 배치되고,
    상기 제1 클러치와 상기 제2 브레이크는, 상기 라비뇨형 유성 기어조의 축방향 타방측이며 또한 상기 제1 브레이크보다도 상기 라비뇨형 유성 기어조로부터 먼 측에 배치되고,
    상기 모터/제너레이터는, 상기 제1 브레이크와 상기 제2 브레이크 사이, 및 상기 제2 선 기어의 내주측에서 또한 상기 입력 부재의 외주측과의 사이를 통하여, 상기 제1 선 기어에 상시 연결되는, 자동 변속기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 클러치 및 상기 제3 브레이크는, 상기 제2 클러치 및 제3 브레이크를 선택적으로 결합 가능한 한 쌍의 도그 클러치로서 구성되고,
    상기 제1 클러치 및 상기 제2 브레이크는, 상기 제1 클러치 및 제2 브레이크를 선택적으로 결합 가능한 한 쌍의 도그 클러치로서 구성되는, 자동 변속기.
  6. 제1항, 제2항, 제4항, 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동 변속기는, EV 발진 모드와 무단 변속 모드를 전환 가능하고,
    상기 EV 발진 모드는, 제1 브레이크를 결합하고, 상기 모터/제너레이터의 구동력만으로 주행 가능한 모드이며,
    상기 무단 변속 모드는, 제2 클러치만을 결합하고, 상기 모터/제너레이터의 발전량을 제어하여 변속비를 무단계로 변경 가능하며, 상기 엔진의 구동력에 의해 주행하면서 배터리에의 충전이 가능한 모드인, 자동 변속기.
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