KR20110112440A - 하이브리드 차량용 동력 전달 장치 - Google Patents

하이브리드 차량용 동력 전달 장치 Download PDF

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KR20110112440A
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reverse
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아츠히로 사카이
신지 후지모토
다케후미 이케가미
세이이치 모기
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혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

엔진(6) 및 모터(7)를 구비하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1)는 태양 기어(32), 캐리어(36) 및 링 기어(35)를 차동 회전시키도록 구성된 위성 기어 기구(31)를 구비한다. 태양 기어(32)는 제1 입력축과 제2 입력축 중 하나와 모터(7)에 접속되어 있다. 링 기어(35)는 회전 상태를 정지시킬 수 있는 로크 기구에 접속되어 있다. 캐리어(36)는 카운터축(14)에 동력을 전달하도록 구성되어 있다. 제1 입력축과 제2 입력축 중 다른 하나는 위성 기어 기구(31)를 통하지 않고 카운터축(14)에 동력을 전달하도록 구성되어 있다.

Description

하이브리드 차량용 동력 전달 장치{POWER TRANSMISSION APPARATUS FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 관한 것이다.
엔진과, 모터와, 위성 기어 기구를 포함하고, 이 위성 기어 기구가 태양 기어(sun gear), 링 기어, 태양 기어 및 링 기어에 맞물리는 복수의 위성 기어, 그리고 복수의 위성 기어를 지지하는 캐리어를 구비하는 것인 하이브리드 차량용 동력 전달 장치가 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1 참조).
도 36에 도시된 바와 같이, 특허문헌 1에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치는, 위성 기어 기구(101)의 태양 기어(102)에 제너레이터로서 기능하는 제1 모터(104)가 접속되고, 캐리어(105)에 엔진(106)이 접속되며, 링 기어(107)에 구동축(108)이 접속되도록 구성되어 있다. 이에 따라, 엔진(106)의 토크가 위성 기어 기구(101)에 의해 링 기어(107) 및 태양 기어(102)에 분배되고, 링 기어(107)에 분배된 부분 토크가 구동축(108)에 전달된다. 특허문헌 1에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(100)에 있어서는, 엔진(106)의 토크가 구동축(108)에 부분적으로 전달되므로, 구동축(108)으로의 토크를 보충하도록 제2 모터(109)가 링 기어(107)에 접속되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2007-290677호 공보
그러나 특허문헌 1에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(100)에 있어서는, 엔진(106)이 캐리어(105)에 접속되어 있는 동력 분배 시스템이 사용되고 있다. 이러한 이유로, 엔진 토크가 불가피하게 분배되고, 엔진 토크와 동일한 토크를 구동축(108)에 전달하기 위해서는, 제2 모터(109)로부터 모터 토크를 보충할 필요가 있다. 그 결과, 동력 전달 장치는 구조가 복잡하게 되고 비용이 고가로 되므로, 동력 전달 장치를 차량에 탑재하는 것이 곤란하게 된다.
본 발명은 이러한 상황을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 전동기에 의한 지원이 가능하고 차량 탑재성이 우수한 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 이하의 구성에 의해 달성된다.
(1) 내연기관[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 엔진(6)]과 전동기[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 모터(7)]를 구비하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 동력 전달 장치(1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E)]로서, 이 동력 전달 장치는
상기 내연기관으로부터 동력이 출력되는 엔진 출력축[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 크랭크축(6a)];
상기 엔진 출력축에 평행하게 배치되고, 제1 단속 유닛[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 클러치(41)]에 의해 엔진 출력축과 선택적으로 결합되는 제1 입력축[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 주축(11)];
상기 엔진 출력축에 평행하게 배치되고, 제2 단속 유닛[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제2 클러치(42)]에 의해 엔진 출력축과 선택적으로 결합되는 제2 입력축[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제2 중간축(16)];
상기 엔진 출력축에 평행하게 배치되고, 피구동부[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 구동륜(DW, DW)]에 동력을 출력하도록 구성된 출력/입력축[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 카운터축(14)];
상기 제1 입력축에 배치되고, 제1 동기 장치[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 변속용 시프터(51)]를 통하여 상기 제1 입력축에 선택적으로 결합되는 복수의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제3 속도용 구동 기어(23a), 제5 속도용 구동 기어(25a), 제7 속도용 구동 기어(97a) / 제2 속도용 구동 기어(22a), 제4 속도용 구동 기어(24a), 제6 속도용 구동 기어(96a)]를 갖는 제1 기어군;
상기 제2 입력축에 배치되고, 제2 동기 장치[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제2 변속용 시프터(52)]를 통하여 상기 제2 입력축에 선택적으로 결합되는 복수의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제2 속도용 구동 기어(22a), 제4 속도용 구동 기어(24a), 제6 속도용 구동 기어(96a) / 제3 속도용 구동 기어(23a), 제5 속도용 구동 기어(25a), 제7 속도용 구동 기어(97a)]를 갖는 제2 기어군;
상기 출력/입력축에 배치되고, 제1 기어군의 기어 및 제2 기어군의 기어가 공유하여 맞물리는 복수의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 공용 종동 기어(23b), 제2 공용 종동 기어(24b), 제3 공용 종동 기어(96b)]를 갖는 제3 기어군;
제1 회전 요소[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 태양 기어(32)], 제2 회전 요소[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 캐리어(36)] 및 제3 회전 요소[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 링 기어(35)]가 서로 차동 회전 가능하게 구성되어 있는 차동식 감속 유닛[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 차동식 감속 유닛(30)]
을 포함하고,
상기 제1 회전 요소는 제1 입력축과 제2 입력축 중 하나와 접속되고 전동기에도 접속되며,
상기 제3 회전 요소는 회전을 정지시킬 수 있는 로크 기구[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 원 웨이 클러치(61)]에 접속되어 있고,
상기 제2 회전 요소는 제1 입력축에 배치된 제1 기어군의 기어와 제2 기어군에 배치된 제2 기어군의 기어 중 하나와 접속되어 출력/입력축에 동력을 전달하고,
상기 제1 회전 요소에 접속되지 않은 상기 제1 입력축과 제2 입력축 중 다른 하나는 상기 차동식 감속 유닛을 거치지 않고 출력/입력축에 동력을 전달하도록 구성된다.
(2) 상기 (1)에 개시된 구성에 더하여, 상기 제1 회전 요소에 접속되지 않은 상기 제1 입력축과 제2 입력축 중 다른 하나는 아이들 기어 트레인[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 아이들 기어 트레인(27)]을 통하여 엔진 출력축에 접속될 수도 있다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 개시된 구성에 더하여, 상기 차동식 감속 유닛은, 싱글 피니언 타입의 3개의 회전 요소로서, 태양 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 태양 기어(32)]와, 링 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 링 기어(35)]와, 태양 기어와 링 기어 사이에서 맞물리는 복수의 위성 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 위성 기어(34)]를 회전 가능하게 지지하는 캐리어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 캐리어(36)]를 동축으로 구비하는 위성 기어 타입의 감속 유닛[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 위성 기어 기구(31)]일 수 있고, 상기 제1 회전 요소는 태양 기어일 수 있고, 상기 제2 회전 요소는 캐리어일 수 있고, 상기 제3 회전 요소는 링 기어일 수 있다.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 개시된 구성에 더하여, 상기 전동기를 구성하는 로터[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 로터(72)], 스테이터[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 스테이터(71)], 또는 횡권부[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 코일(71c)] 중 적어도 일부가 상기 차동식 감속 유닛과 축방향으로 오버랩되도록 배치될 수 있다.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 개시된 구성에 더하여, 상기 로크 기구는 제3 회전 요소를 로크할 수 있는 브레이크일 수도 있고, 제3 회전 요소를 로크할 수 있는 브레이크 유닛을 포함할 수도 있다.
(6) 상기 (5)에 개시된 구성에 더하여, 상기 로크 기구는, 브레이크 유닛을 구비하는 원 웨이 클러치[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 원 웨이 클러치(61)]일 수 있고, 상기 원 웨이 클러치는, 상기 제3 회전 요소가 상기 브레이크 유닛에 의해 로크되지 않은 상태에서, 제3 회전 요소의 정회전 방향의 회전을 허용할 것인지 제3 회전 요소의 역회전 방향의 회전을 허용할 것인지를 선택적으로 설정하도록 구성될 수 있다.
(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 개시된 구성에 더하여, 상기 내연기관 및 전동기는 제1 입력축과 동축으로 배치될 수 있고, 상기 제1 회전 요소는 상기 제1 입력축에 접속될 수 있다.
(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 개시된 구성에 더하여, 제1 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제3 속도용 구동 기어(23a), 제5 속도용 구동 기어(25a), 제7 속도용 구동 기어(97a)]와 제3 기어군의 기어는 서로 맞물려서 복수의 홀수단 기어쌍[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제3 속도용 기어쌍(23), 제5 속도용 구동 기어쌍(25), 제7 속도용 구동 기어쌍(97)]을 구성할 수 있고, 제2 기어군의 기어와 제3 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 공용 종동 기어(23b), 제2 공용 종동 기어(24b), 제3 공용 종동 기어(96b)]는 서로 맞물려서 복수의 짝수단 기어쌍[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제2 속도용 기어쌍(22), 제4 속도용 기어쌍(24), 제6 속도용 기어쌍(96)]을 구성할 수 있다.
(9) 상기 (8)에 개시된 구성에 더하여, 제1 속도로 주행할 때에는, 상기 제1 동기 장치가 분리될 수 있고, 제3 회전 요소가 로크 기구에 의해 로크될 수 있고, 제1 회전 요소의 동력이 감속되어 제2 회전 요소에 전달될 수 있으며, 제3 속도 주행 또는 제3 속도를 넘는 속도로 주행할 때에는, 상기 제1 동기 장치가 접속될 수 있고, 로크 기구에 의한 제3 회전 요소의 로크 상태가 해제되어 동력을 전달할 수 있다.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 개시된 구성에 더하여, 후진 주행 시에는, 제1 단속 유닛과 제2 단속 유닛이 분리되어 내연기관과의 접속이 해제될 수 있고, 제3 회전 요소가 로크 기구에 의해 로크될 수 있거나, 로크 기구에 의한 제3 회전 요소의 로크 상태가 해제될 수 있으며, 제1 동기 장치가 접속되어 전동기를 역회전시킬 수 있다.
(11) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 개시된 구성에 더하여, 상기 내연기관은 제1 입력축과 동축으로 배치될 수 있고, 상기 전동기는 제2 입력축과 동축으로 배치될 수 있으며, 제1 회전 요소는 제2 입력축에 접속될 수 있다.
(12) 상기 (11)에 개시된 구성에 더하여, 제1 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제3 속도용 구동 기어(23a), 제5 속도용 구동 기어(25a), 제7 속도용 구동 기어(97a)]와 제3 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 공용 종동 기어(23b), 제2 공용 종동 기어(24b), 제3 공용 종동 기어(96b)]는 서로 맞물려서 복수의 홀수단 기어쌍[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제3 속도용 기어쌍(23), 제5 속도용 구동 기어쌍(25), 제7 속도용 구동 기어쌍(97)]을 구성할 수 있고, 제2 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제2 속도용 구동 기어(22a), 제4 속도용 구동 기어(24a), 제6 속도용 구동 기어(96a)]와 제3 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 공용 종동 기어(23b), 제2 공용 종동 기어(24b), 제3 공용 종동 기어(96b)]는 서로 맞물려서 복수의 짝수단 기어쌍[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제2 속도용 기어쌍(22), 제4 속도용 기어쌍(24), 제6 속도용 기어쌍(96)]을 구성할 수 있다.
(13) 상기 (11)에 개시된 구성에 더하여, 제1 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제2 속도용 구동 기어(22a), 제4 속도용 구동 기어(24a), 제6 속도용 구동 기어(96a)]와 제3 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 공용 종동 기어(23b), 제2 공용 종동 기어(24b), 제3 공용 종동 기어(96b)]는 서로 맞물려서 복수의 짝수단 기어쌍[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제2 속도용 기어쌍(22), 제4 속도용 기어쌍(24), 제6 속도용 기어쌍(96)]을 구성할 수 있고, 제2 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제3 속도용 구동 기어(23a), 제5 속도용 구동 기어(25a), 제7 속도용 구동 기어(97a)]와 제3 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 공용 종동 기어(23b), 제2 공용 종동 기어(24b), 제3 공용 종동 기어(96b)]는 서로 맞물려서 복수의 홀수단 기어쌍[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제3 속도용 기어쌍(23), 제5 속도용 구동 기어쌍(25), 제7 속도용 구동 기어쌍(97)]을 구성할 수 있다.
(14) 상기 (2)에 개시된 구성에 더하여, 상기 제1 입력축 및 제2 입력축에 평행하게 제1 중간축[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 중간축(15)]이 설치될 수 있고, 제1 중간축에는 아이들 기어 트레인을 구성하는 일체 회전 가능한 아이들 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 아이들 종동 기어(27b)]가 부착될 수 있고, 후진용 동기 장치[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 후진용 시프터(53)]를 통하여 제1 중간축과 선택적으로 결합되는 후진용 구동 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 후진용 구동 기어(28a)]가 설치될 수 있으며, 후진용 구동 기어는 제3 기어군의 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 공용 종동 기어(23b)]와 맞물릴 수 있다.
(15) 상기 (2)에 개시된 구성에 더하여, 제1 입력축 및 제2 입력축에 평행하게 제1 중간축[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 중간축(15)]과 후진용 축[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 후진용 축(17)]이 설치될 수 있고, 제1 중간축에는 아이들 기어 트레인을 구성하는 일체 회전 가능한 제1 아이들 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제1 아이들 종동 기어(27b)]에 부착될 수 있으며, 후진용 축에는 제1 아이들 기어와 맞물리는 일체 회전 가능한 제2 아이들 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 제3 아이들 종동 기어(27d)]가 부착될 수 있고, 후진용 동기 장치[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 후진용 시프터(53)]를 통하여 후진용 축과 선택적으로 결합되는 후진용 구동 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 후진용 구동 기어(28a)]가 설치되어 있으며, 제1 입력축과 제2 입력축 중 하나에는 후진용 구동 기어와 맞물리는 일체 회전 가능한 후진용 종동 기어[예컨대, 후술하는 실시예에 있어서의 후진용 종동 기어(28b)]가 부착될 수 있다.
(16) 상기 (2)에 개시된 구성에 더하여, 제1 및 제2 단속 유닛을 분리시키고 제1 동기 장치를 접속시켜 전동기를 구동시킴으로써 EV 주행이 실행되는 상태에서, 전동기의 토크를 추출하고 제1 동기 장치를 해제하여 제1 단속 유닛을 접속시킴으로써 내연기관이 시동되는 때에, 제2 회전 요소로부터 동력이 출력되고, 제3 회전 요소가 역회전 방향으로 회전한다.
(17) 상기 (7)에 개시된 구성에 더하여, 상기 내연기관이 시동된 후에는, 제1 단속 유닛을 분리시키고, 제3 회전 요소가 정회전 방향으로 회전하도록 전동기를 구동시키고, 로크 기구에 의해 제3 회전 요소를 정지시키고, 제1 단속 유닛을 접속시킴으로써 제1 속도 주행이 실행된다.
(18) 상기 (7)에 개시된 구성에 더하여, 제1 단속 유닛이 접속되어 있고 내연기관의 아이들링 중에 전동기가 회생되는 때에, 제1 동기 장치를 해제시키고 제3 회전 요소의 로크 상태를 해제시키는 것에 의해 제1 회전 요소로부터의 동력이 제2 회전 요소를 통하여 출력/입력축에 전달되지 않을 수도 있다.
(19) 상기 (7)에 개시된 구성에 더하여, 상기 제1 입력축에 공기 조화기의 압축기와 오일펌프가 접속될 수 있고, 공기 조화기의 압축기 및 오일펌프가 주행용의 동력에 의해 구동될 수 있다.
(20) 상기 (15)에 개시된 구성에 더하여, 제1 회전 요소는 제1 입력축에 접속될 수 있고, 상기 제2 단속 유닛을 접속시키고 후진용 동기 장치를 접속시킴으로써 내연기관의 동력이 역회전으로 후진용 구동 기어와 후진용 종동 기어를 통하여 제1 입력축에 전달될 수 있으며, 전동기로부터의 동력을 역회전으로 출력하고 제3 회전 요소를 로크 상태로 함으로써 전동기의 동력이 후진 주행에 부가될 수 있다.
(21) 상기 (15)에 개시된 구성에 더하여, 동력을 전달할 수 있도록 후진용 구동 기어에 공기 조화기의 압축기가 접속될 수 있고, 후진용 동기 장치가 접속되어 있는 동안에 운전자가 브레이크 페달을 누르고 있는 아이들링 상태에서, 제3 회전 요소의 로크 상태를 일시적으로 해제시킴으로써 공기 조화기의 압축기는 출력/입력축에 동력을 출력하지 않으면서 구동될 수 있고, 제3 회전 요소는 운전자가 브레이크 페달을 해제시킬 때에 로크될 수 있다.
(22) 상기 (9)에 개시된 구성에 더하여, 외부 충전 장치로부터 축전 장치로의 전기 충전을 가능하게 하는 플러그인 기구가 제공될 수 있고, 운전자는, EV 주행에서, 제1 속도로 시동된 후에 제3 속도 주행 또는 제3 속도를 넘는 주행의 홀수단의 주행이 실행되는 EV 변속 모드와, 시동 및 주행이 제3 속도에서 실행되는 EV 고정 모드를 선택할 수 있다.
(23) 상기 (22)에 개시된 구성에 더하여, 회전 속도가 제3 속도 주행에서 내연기관의 점화 가능 범위 밖에 있을 때 EV 고정 모드에서의 EV 주행 중에 EV 변속 모드가 선택될 수 있고, 제1 속도 주행으로의 하향 변속 후에 내연기관의 점화가 실행될 수 있다.
상기 (1)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 차동식 감속 유닛의 제1 회전 요소는 엔진 출력축에 결합된 제1 입력축 및 제2 입력축 중 하나에 접속되고, 제2 회전 요소는 제1 입력축에 배치된 제1 기어군의 기어와, 제2 기어군에 배치된 제2 기어군의 기어와, 제3 기어군의 기어 중 하나를 통하여 출력/입력축에 접속되어 있다. 이 때문에, 전동기의 동력이 내연기관의 동력을 어시스트할 수 있고, 합성 동력이 차동식 감속 유닛의 제1 회전 요소로부터 제2 회전 요소를 통하여 출력/입력축에 전달될 수 있다. 따라서 종래 기술의 동력 분할 방식의 동력 전달 장치에 비하여, 새로운 모터를 보충할 필요 없이 차량 탑재성을 향상시킬 수 있다.
내연기관이 정지되어 휴지 상태로 있을 때에, 내연기관은 전동기에 의해 점화될 수 있다.
동력 전달 장치는, 제1 단속 유닛에 의해 엔진 출력축에 선택적으로 결합되는 제1 입력축과, 제2 단속 유닛에 의해 엔진 출력축에 선택적으로 결합되는 제2 입력축을 갖는 소위 트윈 클러치 타입의 변속기이다. 따라서 전체 영역에 걸쳐 전동기에 의한 어시스트 또는 회생을 실행할 수 있고, EV 주행, 내연기관 주행, 전동기 어시스트 주행을 용이하게 변경할 수 있다.
전동기에 의한 EV 주행 시에, 제1 단속 유닛과 제2 단속 유닛이 분리되어 전동기를 구동하므로, 내연기관의 드래그(drag) 없이 모터 주행이 가능하게 된다.
제3 회전 요소는 로크 기구에 접속되므로, 제3 회전 요소를 로크 상태로 함으로써 차동식 감속 유닛에 의해 큰 감속비를 얻을 수 있고 동력 전달 장치를 소형으로 할 수 있다.
상기 (2)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 제1 입력축과 제2 입력축 중 다른 하나는 아이들 기어 트레인을 통하여 엔진 출력축에 접속되므로, 아이들 기어 트레인에 의해 변속을 실행할 수 있다.
상기 (3)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 차동식 감속 유닛은 위성 기어식 감속 유닛이므로, 차동식 감속 유닛은 간단한 구조를 가질 수 있다. 또한, 로크 기구가 복수의 기어식 감속 유닛의 근처에 배치될 수 있고 캐리어가 감속에 사용되기 때문에, 제1 속도 주행에 유리하다.
상기 (4)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 전동기의 적어도 일부가 차동식 감속 유닛과 축방향으로 오버랩되게 배치되어 있으므로, 전동기의 내경측 공간을 효율적으로 사용할 수 있고, 동력 전달 장치의 축방향의 길이를 줄일 수 있다.
상기 (5)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 상기 로크 기구는 브레이크이거나 브레이크 유닛을 구비하므로, 제3 회전 요소를 로크할 수 있다. 제3 회전 요소를 로크 상태로 함으로써, 공선 차트(collinear chart) 상의 제로점 고정이 가능하므로, 기어비를 이용하여 내연기관의 동력을 전달할 수 있다.
상기 (6)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 로크 기구는 브레이크 유닛을 갖는 원 웨이 클러치이며, 원 웨이 클러치는, 상기 제3 회전 요소가 상기 브레이크 유닛에 의해 로크되지 않은 상태에서, 제3 회전 요소의 정회전 방향의 회전을 허용할 것인지 제3 회전 요소의 역회전 방향의 회전을 허용할 것인지를 선택적으로 설정하도록 구성되어 있다. 따라서 회전 허용 방향 및 역방향으로의 회전이 기계적으로 고정될 수 있다.
상기 (7)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 내연기관 및 전동기는 제1 입력축과 동축으로 배치되어 있다. 따라서 반경 방향의 치수가 큰 부재가 동축으로 배치되어 있으므로, 동력 전달 장치의 차량 탑재성을 향상시킬 수 있다.
제1 회전 요소가 제1 입력축에 접속되어 있기 때문에, 제1 입력축에 마련된 제1 기어군의 기어에 의해 EV 주행을 실행할 수 있다.
상기 (8)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 트윈 클러치 타입의 변속기는 제1 입력축을 홀수단 입력축으로 하고 제2 입력축을 짝수단 입력축으로 하여 구성되어 있다. 이 경우에, 제1 단속 유닛과 제2 단속 유닛을 전환시킴으로써 홀수단과 짝수단 사이에서 시프트 체인지가 실행되기 때문에, 클러치를 접속시키고 분리시키는데 필요한 시간이 단축된다. 따라서 변속 쇼크를 억제할 수 있다. 즉, 홀수단과 짝수단이 제1 속도, 제2 속도, 제3 속도, 제4 속도와 같이 통상의 연속적인 시프트로 차례로 변경되기 때문에, 주행에 사용되지 않는 입력축에 대한 예비 시프트를 실행함으로써 시간을 단축시킬 수 있으므로, 운전자의 가속 오프닝 요구에 직접 반응할 수 있다.
상기 (9)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 로크 기구와 제1 동기 장치는 적절하게 제어되기 때문에, 상황에 따라 적절한 운전을 실행할 수 있다.
상기 (10)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 전동기가 역회전하여 후진 주행을 실행하고, 후진용 기어는 제공되지 않는다. 따라서 동력 전달 장치를 소형화할 수 있다. 후진용 기어가 제공되더라도, 내연기관이 효율적이지 않은 시동/저속 영역에서 전동기에 의한 후진 주행이 실행되기 때문에, 연비를 향상시킬 수 있다.
상기 (11)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 내연기관은 제1 입력축과 동축으로 배치되어 있고, 전동기는 제2 입력축에 동축으로 배치되어 있다. 따라서 제1 입력축의 축방향의 치수가 제한이 있는 경우, 제1 입력축의 축방향의 치수를 줄일 수 있다.
상기 (12) 및 (13)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 트윈 클러치 타입의 변속기는 제1 입력축을 홀수단 또는 짝수단 입력축으로 하고 제2 입력축을 짝수단 또는 홀수단 입력축으로 하여 구성되어 있다. 이 경우에, 제1 단속 유닛과 제2 단속 유닛을 전환시킴으로써 짝수단과 홀수단 사이에서 시프트 체인지가 실행되기 때문에, 클러치를 접속시키고 분리시키는데 필요한 시간이 단축된다. 따라서 변속 쇼크를 억제할 수 있다. 또한, 전동기가 제2 입력축과 동축으로 배치되어 있고 제1 입력축이 홀수단용의 입력축으로서 설정되어 있으면, 제1 입력축에 제1 속도 기어쌍을 제공함으로써 단지 내연기관에 의해서만 동력이 공급되는 제1 속도 주행이 가능하므로, 전동기에 문제가 있더라도 주행이 가능하다.
상기 (14)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 제3 기어군의 기어가 후진용 구동 기어와 맞물리기 때문에, 후진용 종동 기어를 제공할 필요가 없다. 따라서 사이즈 및 중량을 줄일 수 있다.
상기 (15)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 후진 주행 시에, 차동식 감속 유닛을 통하여 큰 감속비를 확보할 수 있다.
상기 (16)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, EV 주행이 실행되는 중에 내연기관이 시동될 수 있다.
상기 (17)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, EV 주행이 실행되는 중에 내연기관이 시동된 후에는, 내연기관에 의한 주행이 원활하게 실행될 수 있다.
상기 (18)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 축전 장치의 SOC가 낮은 때에 차량을 구동하지 않고 축전 장치를 충전할 수 있다.
상기 (19)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 내연기관 또는 전동기에 의해 공기 조화기의 압축기 및 오일펌프에 동력을 공급할 수 있으므로, 전기식 공기 조화기 등의 별도의 장치가 필요하지 않다.
상기 (20)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 전동기의 동력을 후진 주행에도 부가할 수 있다.
상기 (21)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 운전자가 브레이크 페달을 누르고 있더라도 공기 조화기의 압축기를 구동할 수 있다.
상기 (22)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, EV 고정 모드(fixing mode)에서, AMT의 기어 시프트에 의한 기어 시프트 쇼크를 억제할 수 있다.
상기 (23)에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에 따르면, 내연기관을 확실하게 시동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 도시하는 개략도로서, 도 2의 Ⅰ-Ⅰ을 따라 취한 도면이고,
도 2는 도 1의 동력 전달 장치의 전달 기구의 관계를 도시하는 설명도이고,
도 3은 급전 시스템을 설명하기 위한 다이어그램이고,
도 4는 차량 정지 시의 다이어그램으로, 도 4의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 4의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 5는 엔진 시동 시의 다이어그램으로, 도 5의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 5의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 6은 제1 모드 어시스트 시의 다이어그램으로, 도 6의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 6의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 7의 (a)는 제1 모드에 있어서의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 도시하는 다이어그램이고, 도 7의 (b)는 제2 Post1 모드에 있어서의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 8은 제2 Post1 모드 어시스트 시의 다이어그램으로, 도 8의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 8의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 9는 제2 모드(클러치 더블 클램프) 어시스트 시의 다이어그램으로, 도 9의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 9의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 10은 제2 Pre3 모드 어시스트 시의 다이어그램으로, 도 10의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 10의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 11의 (a)는 제2 모드에 있어서의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 도시하는 다이어그램이고, 도 11의 (b)는 제3 Post2 모드에 있어서의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 도시하는 다이어그램이고,
도 12는 제3 모드 어시스트 시의 다이어그램으로, 도 12의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 12의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 13의 (a)는 제3 모드에 있어서의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 도시하는 다이어그램이고, 도 13의 (b)는 제4 Post3 모드에 있어서의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 도시하는 다이어그램이고,
도 14는 제4 Post3 모드 어시스트 시의 다이어그램으로, 도 14의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 14의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 15는 제4 모드(클러치 더블 클램프) 어시스트 시의 다이어그램으로, 도 15의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 15의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 16은 제4 Pre5 모드 어시스트 시의 다이어그램으로, 도 15의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 15의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 17의 (a)는 제4 모드에 있어서의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 도시하는 다이어그램이고, 도 17의 (b)는 제5 Post4 모드에 있어서의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 도시하는 다이어그램이고,
도 18은 제5 모드 어시스트 시의 다이어그램으로, 도 18의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 18의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 19는 제1 EV 모드에 있어서의 다이어그램으로, 도 19의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 19의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 20은 제3 EV 모드에 있어서의 다이어그램으로, 도 20의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 20의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 21은 제5 모드에 있어서의 다이어그램으로, 도 21의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 21의 (b)는 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 22는 EV 주행에 있어서의 컨트롤의 예를 도시하고,
도 23은 도 22의 EV 고정 모드에 있어서의 컨트롤의 예를 도시하고,
도 24는 EV 주행에 있어서의 컨트롤의 예를 도시하고,
도 25는 도 24의 EV 고정 모드에 있어서의 컨트롤의 예를 도시하고,
도 26은 엔진이 EV 주행으로부터 시동될 때의 플로차트이고,
도 27의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 27의 (b)는 엔진의 시동과 동시에 극저속 주행이 실행될 때의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 28의 (a)는 속도 다이어그램이고, 도 28의 (b)는 아이들 충전 시의 동력 전달 장치의 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이고,
도 29는 제1 실시예의 동력 전달 장치에 있어서의 각 모드 사이의 변경을 도시하는 설명도이고,
도 30은 제1 실시예의 동력 전달 장치의 차량 상태와, 클러치, 변속용 시프터, 브레이크, 모터 및 엔진의 상태를 도시하는 다이어그램이고,
도 31은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 도시하는 개략도이고,
도 32는 본 발명의 제3 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 도시하는 개략도이고,
도 33은 본 발명의 제4 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 도시하는 개략도이고,
도 34는 본 발명의 제5 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 도시하는 개략도이고,
도 35는 본 발명의 제6 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 도시하는 개략도이고,
도 36은 특허문헌 1에 개시된 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 도시하는 개략도이다.
도면을 참고로 하여, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
<제1 실시예>
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1)[이하, 동력 전달 장치(1)로서 지칭함]를 도시하는 개략도이다. 동력 전달 장치(1)는 차량(도시 생략)의 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)[피구동부]을 구동한다. 동력 전달 장치(1)는 구동원으로서의 내연기관(6)(이하, "엔진"으로 지칭함)과, 전동기(7)(이하, 모터로서 지칭함)와, 구동륜(DW, DW)에 동력을 전달하는 변속기(20)와, 변속기(20)의 일부를 구성하는 차동식 감속 유닛(30)을 구비한다.
엔진(6)은 예컨대 가솔린 엔진이다. 변속기(20)의 제1 클러치(41; 제1 단속 유닛)와 제2 클러치(42; 제2 단속 유닛)는 엔진(6)의 크랭크축(6a; 출력축)에 접속되어 있다.
모터(7)는 3상 브러시리스 DC 모터이고, 전기자(71a)를 갖는 스테이터(71)와, 스테이터(71)에 대향하게 배치된 로터(72)를 구비한다. 각각의 전기자(71a)는 코어(71b)와 이 코어(71b)의 둘레에 감긴 코일(71c)을 구비한다. 전기자(71a)는 케이싱(도시 생략)에 고정되어 있고, 실질적으로 회전축의 둘레에서 둘레 방향으로 일정 간격을 두고 배치되어 있다. 3n개의 코일(71c)이 n 세트의 U상, V상, W상의 3상 코일을 구성한다.
로터(72)는 실질적으로 회전축의 둘레에서 일정 간격으로 배치되어 있다. 인접한 2개의 영구 자석(72a)은 극성이 상이하다. 대응 영구 자석(72a)을 고정하는 고정부(72b)는 연자성체(예컨대 철)로 이루어진 중공 원통 형상을 갖는다. 고정부(72b)는 후술하는 차동식 감속 유닛(30)을 구성하는 위성 기어 기구(31)의 링 기어(35)의 외주에 배치되어 있고, 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)에 접속된다. 이에 따라, 로터(72)는 차동식 감속 유닛(30)을 구성하는 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)와 일체로 회전하도록 구성된다.
차동식 감속 유닛(30)은 싱글 피니언 타입의 위성 기어 기구(31)에 의해 형성되고, 태양 기어(32; 제1 회전 요소)와, 이 태양 기어(32)와 동축으로 태양 기어(32)를 둘러싸도록 배치된 링 기어(35; 제3 회전 요소)와, 태양 기어(32) 및 링 기어(35)와 맞물리는 위성 기어(34)와, 자전 가능하고 공전 가능하도록 위성 기어(34)를 지지하는 캐리어(36; 제2 회전 요소)를 구비한다. 이와 같이 하여, 태양 기어(32), 링 기어(35) 및 캐리어(36)는 차동 회전하게 되어 있다
원 웨이 클러치(61)가 링 기어(35)에 접속되어 있다. 원 웨이 클러치(61)는, 링 기어(35)의 임의의 방향의 회전을 선택적으로 허용하고, 링 기어(35)의 회전을 정지(고정)시키도록 구성되어 있다. 원 웨이 클러치(61)는 전기 구동식 전환 유닛(브레이크 유닛)을 구비한다. 전환 유닛이 구동되면, 원 웨이 클러치(61)는, 링 기어(35)가 로크되어 있는 로크 상태와, 링 기어(35)의 정회전 방향의 회전만이 허용되는 원 웨이 상태와, 링 기어(35)의 역회전 방향의 회전만이 허용되는 원 웨이 상태를 포함한 3개의 상태로 되도록 구성되어 있다. 즉, 원 웨이 클러치(61)는 전환 유닛이 구동되면 로크 상태로 되고, 전환 유닛이 구동되지 않으면 고정 방향과 회전 허용 방향이 임의적으로 선택된다.
변속기(20)는 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)와, 차동식 감속 유닛(30)을 구성하는 위성 기어 기구(31)와, 후술하는 복수의 변속 기어군을 구비하는 소위 트윈 클러치 타입의 변속기이다.
구체적으로, 변속기(20)는 엔진(6)의 크랭크축(6a)과 동축(회전 축선 A1)에 배치된 제1 주축(11; 제1 입력축)과, 제2 주축(12)과, 연결축(13)과, 회전 축선(A1)에 평행하게 배치된 회전 축선(B1)을 중심으로 자유로이 회전하는 카운터축(14; 출력/입력축)과, 회전 축선(A1)에 평행하게 배치된 회전 축선(C1)을 중심으로 자유로이 회전하는 제1 중간축(15)과, 회전 축선(A1)에 평행하게 배치된 회전 축선(D1)을 중심으로 자유로이 회전하는 제2 중간축(16; 제2 입력축)을 구비한다.
엔진(6)측에서, 제1 클러치(41)가 제1 주축(11)에 접속되고, 엔진(6)과 반대측에서, 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)와 모터(7)의 로터(72)가 제1 주축(11)에 부착되어 있다. 이에 따라, 제1 주축(11)이 제1 클러치(41)에 의해 엔진(6)의 크랭크축(6a)과 선택적으로 결합되고 모터(7)에 직접 접속되어, 엔진(6) 및/또는 모터(7)의 동력이 태양 기어(32)에 전달된다.
제2 주축(12)은 제1 주축(11)보다 짧게 중공 형상으로 형성된다. 제2 주축(12)은, 제1 주축(11)의 엔진(6)측의 둘레를 덮도록 상대 회전 가능하게 배치되고 케이싱(도시 생략)에 고정된 베어링(12a)에 의해 지지된다. 엔진(6)측에서, 제2 클러치(42)가 제2 주축(12)에 접속되고, 엔진(6)과 반대측에서, 제2 클러치(42)에는 아이들 구동 기어(27a)가 일체 회전 가능하게 부착된다. 이에 따라, 제2 주축(12)은 제2 클러치(42)에 의해 엔진(6)의 크랭크축(6a)과 선택적으로 결합되므로, 엔진(6)의 동력이 아이들 구동 기어(27a)에 전달된다.
연결축(13)은 제1 주축(11)보다 짧게 중공 형상으로 형성된다. 연결축(13)은 제1 주축(11)의 엔진(6)측의 둘레를 덮도록 상대 회전 가능하게 배치되고, 케이싱(도시 생략)에 고정된 베어링(13a)에 의해 지지된다. 엔진(6)측에서, 제3 속도용 구동 기어(23a)가 연결축(13)에 일체 회전 가능하게 부착되고, 베어링(13a)이 사이에 개재된 상태로 엔진(6)과 반대측에서, 위성 기어 기구(31)의 캐리어(36)가 연결축(13)에 일체 회전 가능하게 부착된다. 이에 따라, 위성 기어(34)의 공전에 의해 연결축(13)에 부착된 캐리어(36) 및 제3 속도용 구동 기어(23a)가 일체로 회전한다.
제1 주축(11)에는, 연결축(13)에 부착된 제3 속도용 구동 기어(23a)와 제2 주축(12)에 부착된 아이들 구동 기어(27a) 사이에 제1 주축(11)에 대하여 상대 회전하는 제5 속도용 구동 기어(25a)와, 제3 속도용 구동 기어(23a)와 제5 속도용 구동 기어(25a) 사이에 제3 속도용 구동 기어(23a) 또는 제5 속도용 구동 기어(25a)와 제1 주축(11)을 접속하거나 분리시키는 제1 변속용 시프터(51; 제1 동기 장치)가 설치되어 있다. 제1 변속용 시프터(51)가 제3 속도 접속 위치로 연동되면(in-geared), 제1 주축(11)과 제3 속도용 구동 기어(23a)가 접속되어 회전한다. 제1 변속용 시프터(51)가 제5 속도 접속 위치로 연동되면, 제1 주축(11)과 제5 속도용 구동 기어(25a)가 일체로 회전한다. 제1 변속용 시프터(51)가 중립 위치에 있으면, 제1 주축(11)은 제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제5 속도용 구동 기어(25a)에 대하여 상대 회전한다. 제1 주축(11)과 제3 속도용 구동 기어(23a)가 일체로 회전하면, 제1 주축(11)에 부착된 태양 기어(32)와 연결축(13)에 의해 제3 속도용 구동 기어(23a)에 접속된 캐리어(36)가 일체 회전하고, 또한 링 기어(35)도 일체로 회전한다. 이에 따라, 위성 기어 기구(31)가 일체로 된다.
제1 중간축(15)은, 양 단부가 케이싱(도시 생략)에 고정된 베어링(15a, 15b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 제2 주축(12)에 부착된 아이들 구동 기어(27a)와 맞물리는 제1 아이들 종동 기어(27b)가 제1 중간축(15)에 일체 회전 가능하게 부착된다. 제1 중간축(15)에는, 평행하게 배치된 제1 주축(11)의 둘레에 마련되는 제3 속도용 구동 기어(23a)에 대응하는 위치에 제1 중간축(15)에 대하여 상대 회전하는 후진용 구동 기어(28a)가 설치되어 있다. 제1 중간축(15)에는, 제1 중간축(15)과 후진용 구동 기어(28a)를 접속시키거나 분리시키는 후진용 시프터(53)가 또한 설치되어 있다. 후진용 시프터(53)가 후진용 접속 위치로 연동되면, 제1 중간축(15)과 후진용 구동 기어(28a)는 일체로 회전한다. 후진용 시프터(53)가 중립 위치에 있으면, 제1 중간축(15)과 후진용 구동 기어(28a)가 상대 회전한다.
제2 중간축(16)은, 양 단부가 케이싱(도시 생략)에 고정된 베어링(16a, 16b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 제1 중간축(15)에 부착된 제1 아이들 종동 기어(27b)와 맞물리는 제2 아이들 종동 기어(27c)는 제2 중간축(16)에 일체 회전 가능하게 부착된다. 제2 아이들 종동 기어(27c)는 아이들 구동 기어(27a) 및 제1 아이들 종동 기어(27b)와 함께 아이들 기어 트레인(27)을 구성한다. 제2 중간축(16)에는, 평행하게 배치된 제1 주축(11)의 둘레에 마련되는 제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제5 속도용 구동 기어(25a)에 대응하는 위치에 제2 중간축(16)에 대하여 상대 회전하는 제2 속도용 구동 기어(22a) 및 제4 속도용 구동 기어(24a)가 설치되어 있다. 제2 중간축(16)에는, 제2 속도용 구동 기어(22a)와 제4 속도용 구동 기어(24a) 사이에 제2 속도용 구동 기어(22a) 또는 제4 속도용 구동 기어(24a)와 제2 중간축(16)을 접속하거나 분리시키는 제2 변속용 시프터(52; 제2 동기 장치)가 또한 설치되어 있다. 제2 변속용 시프터(52)가 제2 속도 접속 위치로 연동되면, 제2 중간축(16)과 제2 속도용 구동 기어(22a)는 일체로 회전한다. 제2 변속용 시프터(52)가 제4 속도 접속 위치로 연동되면, 제2 중간축(16)과 제4 속도용 구동 기어(24a)는 일체로 회전한다. 제2 변속용 시프터(52)가 중립 위치에 있으면, 제2 중간축(16)은 제2 속도용 구동 기어(22a) 및 제4 속도용 구동 기어(24a)에 대하여 상대 회전한다.
카운터축(14)은, 양 단부가 케이싱(도시 생략)에 고정된 베어링(14a, 14b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 제1 공용 종동 기어(23b), 제2 공용 종동 기어(24b) 및 최종 기어(26a)가 엔진(6)과는 반대측으로부터 순서대로 카운터축(14)에 일체 회전 가능하게 부착된다.
제1 공용 종동 기어(23b)는 연결축(13)에 부착된 제3 속도용 구동 기어(23a)와 맞물리고, 제3 속도용 구동 기어(23a)와 함께 제3 속도용 기어쌍(23)을 구성한다. 또한, 제1 공용 종동 기어(23b)는 제2 중간축(16)에 마련된 제2 속도용 구동 기어(22a)와 맞물리고, 제2 속도용 구동 기어(22a)와 함께 제2 속도용 기어쌍(22)을 구성한다. 또한, 제1 공용 종동 기어(23b)는 제1 중간축(15)에 마련된 후진용 구동 기어(28a)와 맞물리고, 후진용 구동 기어(28a)와 함께 후진용 기어쌍(28)을 구성한다. 제2 공용 종동 기어(24b)는 제1 주축(11)에 마련된 제5 속도용 구동 기어(25a)와 맞물리고, 제5 속도용 구동 기어(25a)와 함께 제5 속도용 기어쌍(25)을 구성한다. 또한, 제2 공용 종동 기어(24b)는 제2 중간축(16)에 마련된 제4 속도용 구동 기어(24a)와 맞물리고, 제4 속도용 구동 기어(24a)와 함께 제4 속도용 기어쌍(24)을 구성한다.
최종 기어(26a)는 차동식 기어 기구(8)와 맞물리고, 차동식 기어 기구(8)는 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속된다. 이에 따라, 카운터축(14)에 전달된 동력은 최종 기어(26a)로부터 차동식 기어 기구(8), 구동축(9, 9) 및 구동륜(DW, DW)으로 출력된다.
따라서 변속기(20)는, 두 개의 입력축 중 하나의 입력축인 제1 주축(11)에 홀수단 변속단인 제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제5 속도용 구동 기어(25a)가 마련되고, 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)가 제1 주축(11)에 접속되고, 2개의 입력축 중 다른 하나의 입력축인 제2 중간축(16)에 짝수단 변속단인 제2 속도용 구동 기어(22a) 및 제4 속도용 구동 기어(24a)가 마련되어 있다.
이와 같이 구성된 동력 전달 장치(1)는, 변속기(20)가 회전 축선(A1)을 따라 엔진(6)과 모터(7) 사이에 배치되고, 모터(7)가 위성 기어 기구(31)의 외측을 둘러싸도록 링형으로 구성되어 있다. 구체적으로, 모터(7)를 구성하는 로터(72), 스테이터(71), 또는 스테이터(71)의 둘레에 권취된 코일(71c)(횡권부)의 적어도 일부가 위성 기어 기구(31)와 축방향으로 오버랩되도록 배치되어 있다.
제1 변속용 시프터(51), 제2 변속용 시프터(52) 및 후진용 시프터(53)와 관련하여, 예컨대 도그 클러치(dog clutch)와 같은 조오 클러치(jaw clutch)가 사용될 수 있다. 이 실시예에 있어서는, 접속되는 축 또는 접속되는 축 및 기어의 회전수를 일치시키는 동기 기구(synchronizer mechanism)를 갖는 클러치 기구가 사용된다.
이상의 구성에 의하여, 본 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1)는 이하의 제1 내지 제4 전달 경로를 갖는다.
(1) 제1 전달 경로는, 엔진(6)의 크랭크축(6a)이 제1 주축(11), 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32), 캐리어(36), 연결축(13), 제3 속도용 기어쌍(23)[제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제1 공용 종동 기어(23b)], 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동식 감속 유닛(30), 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속되는 전달 경로이다. 차동식 감속 유닛(30)으로서의 위성 기어 기구(31)의 감속비는 제1 전달 경로를 통하여 전달되는 토크가 제1 속도에 대응하도록 설정된다.
(2) 제2 전달 경로는, 엔진(6)의 크랭크축(6a)이 제2 주축(12), 아이들 기어 트레인[27; 아이들 구동 기어(27a), 제1 아이들 종동 기어(27b), 제2 아이들 종동 기어(27c)], 제2 중간축(16), 제2 속도용 기어쌍[22; 제2 속도용 구동 기어(22a) 및 제1 공용 종동 기어(23b)] 또는 제4 속도용 기어쌍[24; 제4 속도용 구동 기어(24a) 및 제2 공용 종동 기어(24b)], 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8) 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속되는 전달 경로이다.
(3) 제3 전달 경로는, 엔진(6)의 크랭크축(6a)이 제1 주축(11), 제3 속도용 기어쌍[23; 제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제1 공용 종동 기어(23b)] 또는 제5 속도용 기어쌍[25; 제5 속도용 구동 기어(25a) 및 제2 공용 종동 기어(24b)], 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8) 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속되는 전달 경로이다.
(4) 제4 전달 경로는, 모터(7)가 위성 기어 기구(31), 제3 속도용 기어쌍[23; 제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제1 공용 종동 기어(23b)] 또는 제5 속도용 기어쌍[25; 제5 속도용 구동 기어(25a) 및 제2 공용 종동 기어(24b)], 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8) 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속되는 전달 경로이다.
본 실시예의 동력 전달 장치(1)는, 모터(7)와의 사이에서 동력을 전달하는, 도 3에 도시된 바와 같은 파워 서플라이 시스템(2)을 구비한다. 파워 서플라이 시스템은 2차 전지와 같은 축전 장치를 구비한다. 축전 장치로서는, 배터리(3)가 사용된다. 또한, 축전 장치로서 커패시터가 사용될 수도 있다. 배터리(3)와 모터(7)는 인버터(4)를 통하여 서로 접속되어 있다. 또한, 가정용의 전자식 파워 서플라이와 같은 외부 충전 장치로부터 배터리(3)를 충전할 수 있게 하는 플러그인 기구로서의 배터리 충전기(5)도 제공된다. 따라서 동력 전달 장치(1)를 구비한 하이브리드 차량은 플러그인 하이브리드 전기차이다. 파워 서플라이 시스템(2)은 급전 장치에 더하여 연료 전지 시스템(도시 생략)을 구비할 수도 있다. 연료 전지 시스템은 수소와 산소의 반응에 의해 기전력이 얻어지는 시스템이며, 발생된 전력을 모터에 공급할 수도 있고, 또는 발생된 전력을 축전 장치에 충전할 수도 있다.
다음으로, 차량의 제어 시스템을 설명한다. 전자식 제어 장치(도시 생략)가 컨트롤러로서 제공된다. 전자식 제어 장치는 각종 센서 또는 스위치의 검지 신호, 예컨대 가속 요구, 제동 요구, 엔진 회전수, 모터 회전수, 제1 주축(11) 및 제2 주축(12)의 회전수, 카운터축(14)의 회전수 등을 수신하고, 엔진(6)을 제어하는 신호, 모터(7)를 제어하는 신호, 파워 서플라이 시스템(2)의 발전 상태, 충전 상태, 방전 상태를 나타내는 신호, 제1 변속용 시프터(51), 제2 변속용 시프터(52) 및 후진용 시프터(53)를 제어하는 신호, 원 웨이 클러치(61)의 전환 유닛을 제어하는 신호 등을 출력한다.
다음으로, 동력 전달 장치(1)의 제어를 설명한다. 이하의 설명에서는, 구체적으로 언급하지 않는 한은, 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)가 분리되어 있고, 제1 변속용 시프터(51), 제2 변속용 시프터(52) 및 후진용 시프터(53)가 중립 위치에 있으며, 원 웨이 클러치(61)는, 소정 방향의 회전이 허용되는 원 웨이 상태(OWC 로크 OFF)로 있는 것으로 가정한다. 이하에서는, 이 상태를 초기 상태로 지칭하기로 한다. 원 웨이 클러치(61)의 로크 상태는, 링 기어(35)가 회전 허용 방향과 반대 방향으로 회전하도록 링 기어(35)가 기계적으로 로크되어 있는 상태와, 회전 허용 방향으로의 링 기어(35)의 회전이 전환 유닛에 의해 로크되어 있는 경우를 포함한다. 이하의 설명에서는, 간략하게 하기 위하여, 이들 양 경우를 구별하지 않는 것으로 한다.
먼저, 동력 전달 장치(1)에 있어서, 차량이 정지되어 있는 상태, 즉 점화 오프(IG_OFF)의 상태를 설명한다.
점화 오프의 상태에서는, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 엔진(6)과 모터(7)가 정지되어 있으므로, 토크가 발생하지 않는다. 이 때에, 동력 전달 장치(1)는 초기 상태에 있다.
이 상태에서, 점화 온(IG_ON)으로 하고 모터(7)를 구동(정회전 방향으로 토크를 인가)하여 제1 클러치(41)를 접속하면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 로터(72)에 접속된 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)는 정회전 방향으로 회전한다. 이 때에, 원 웨이 클러치(61)는 로크되어 있지 않기 때문에, 링 기어(35)는 역회전 방향으로 회전한다. 이에 따라, 모터의 토크가 캐리어(36)에 전달되지 않으므로, 차량이 정지한다. 모터의 토크가 태양 기어(32)와 일체로 회전하는 제1 주축(11)으로부터 엔진(6)의 크랭크축(6a)에 전달되어, 크랭크축(6a)은 크랭크되고 엔진(6)이 시동된다(정지중 ENG 시동).
엔진의 시동 후에, 제1 클러치(41)가 접속되고, 원 웨이 클러치(61)가 로크된 상태에서 엔진 토크가 증가되면, 태양 기어(32)에 전달된 엔진 토크가 감속되어 캐리어(36)에 전달된다. 그 후, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 엔진 토크는 제3 속도용 기어쌍(23)을 통과하는 제1 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달되어, 제1 속도 주행(1st 모드)이 실행된다. 도 7의 (a)의 상태를 1st 모드로 지칭한다.
도 6의 (a) 및 도 (b)는 1st 모드로 주행 중에 모터(7)에 의해 어시스트하는 경우를 도시한다. 도 6의 (a)의 속도 다이어그램에서, 모터(7)의 정지 위치는 0이고, 상측은 정방향 회전을 나타내고, 하측은 역방향 회전을 나타내며, 태양 기어(32)는 "S"로 표시되고, 캐리어(36)는 "C"로 표시되며, 링 기어(35)는 "R"로 표시된다. 동일한 사항이 이하에서 설명하는 속도 다이어그램에도 적용된다. 도 6의 (b)는 토크의 전달 상황을 나타내는 다이어그램이다. 해칭이 있는 굵은 화살표는 토크의 흐름을 나타내고, 화살표의 해칭은 각 속도 다이어그램에 있어서의 토크를 나타내는 화살표의 해칭에 대응하는 것이다. 모터(7)의 정회전 방향은 전진 방향의 토크가 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달되는 방향을 지칭하고, 역회전 방향은 후진 방향의 토크가 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달되는 방향을 지칭한다.
1st 모드의 주행 중에, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향으로 모터 토크를 인가하면, 모터 토크는 태양 기어(32)로부터 캐리어(36)로 감속되어 전달된 후에, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통과하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 달리 말하면, 엔진 토크와 모터 토크가 태양 기어(32)에 전달되고, 합성 토크가 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 한편, 모터(7)를 구동하지 않고 모터(7)에 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 1st 모드의 주행 중에 모터(7)에 의한 충전이 실시될 수 있다.
이어서, 제1 속도 주행을 제2 속도 주행으로 변속할 때의 제어를 설명한다. 먼저, 도 7의 (a)의 1st 모드 상태에서, 제2 변속용 시프터(52)를 중립 위치로부터 제2 속도 접속 위치(1st Pre2 모드)로 연동시킨다. 이하에서는, 이 상태를 1st Pre2 모드로 지칭한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가하거나, 역회전 방향으로 회생 토크를 인가함으로써, 모터(7)에 의한 어시스트 또는 충전을 실시할 수 있다. 이후, 제1 클러치(41)와 제2 클러치(42)의 접속 상태를 변경하여, 즉 제1 클러치(41)를 분리시키고 제2 클러치(42)를 접속시킴으로써, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 엔진 토크가 제2 속도용 기어쌍(22)을 통하는 제2 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 이에 따라, 제2 속도 주행(2nd Post1 모드)이 실행된다. 이하에서는, 도 7의 (b)의 상태를 2nd Post1 모드로 지칭하기로 한다.
도 8의 (a) 및 (b)는 2nd Post1 모드로 주행 중에 모터(7)에 의해 어시스트하는 경우를 도시한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써, 태양 기어(32)에 토크가 입력된다. 이후, 모터 토크가 태양 기어(32)로부터 캐리어(36)로 감속되어 전달된 후에, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 한편, 모터(7)를 구동하지 않고 모터(7)에 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 모터(7)에 의한 충전이 실시될 수 있다.
2nd Post1 모드에서, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 원 웨이 클러치(61)가 언로크 상태로 있으면, 2nd 모드가 실행된다. 2nd 모드에서, 제1 클러치(41)는 분리되어 있고, 원 웨이 클러치(61)는 언로크되어 있기 때문에, 태양 기어(32)와 링 기어(35)가 공전(空轉)되고, 모터(7)가 분리된다.
2nd 모드에서, 도 11의 (a)에 도시된 예에 더하여, 1st Pre2 모드에서 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)의 접속 상태를 변경하는 대신에, 원 웨이 클러치(61)를 언로크로 하고, 제1 클러치(41)를 접속시킨 상태로 제2 클러치(42)를 접속시킬 수도 있다.
도 9의 (a) 및 (b)는, 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)가 모두 접속되어 있는(클러치 더블 클램프) 2nd 모드의 주행 중에 모터(7)에 의해 어시스트하는 경우를 도시하고 있다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써, 모터 토크가 태양 기어(32)에 입력된다. 이 후, 모터 토크는 태양 기어(32)로부터 캐리어(36)로 감속되어 전달된 후에, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 한편, 모터(7)를 구동하지 않고 모터(7)에 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 모터(7)에 의한 충전을 실시할 수 있다. 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42) 모두를 접속시키면, 태양 기어(32)는 제2 속도의 감속비로 변경되고 캐리어(36)는 제3 속도의 감속비로 변경되므로, 위성 기어 기구(31)에서 도 9의 (a)에 도시된 소정의 차동 회전이 발생한다.
이어서, 제2 속도 주행을 제3 속도 주행으로 상향 변속하는 제어를 설명한다. 먼저, 도 11의 (a)에 도시된 2nd 모드에서, 제1 변속용 시프터(51)를 중립 위치로부터 제3 속도 접속 위치(2nd Pre3 모드)로 연동시킨다. 이하에서는, 이 상태를 2nd Pre3 모드로 지칭하기로 한다.
도 10의 (a) 및 (b)는 2nd Pre3 모드의 주행 중에 모터(7)에 의해 어시스트하는 경우를 도시한다. 전술한 바와 같이, 제1 변속용 시프터(51)를 제3 속도 접속 위치로 연동시킴으로써, 위성 기어 기구(31)가 일체로 회전한다. 이에 따라, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써, 모터 토크는, 감속되지 않고, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 한편, 모터(7)를 구동하지 않고 모터(7)에 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 모터(7)에 의한 충전이 실시될 수 있다.
이후, 제1 클러치(41)와 제2 클러치(42)의 접속 상태를 변경시킴으로써, 즉 제2 클러치(42)를 분리시키고, 제1 클러치(41)를 접속시킴으로써, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 엔진 토크가 제3 속도용 기어쌍(23)을 통과하는 제3 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 이에 따라, 제3 속도 주행(3rd Post2 모드)이 실시된다. 이하에서는, 도 11의 (b)의 상태를 3rd Post 모드로서 지칭하기로 한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가하거나, 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 모터(7)에 의한 어시스트 또는 충전을 실시할 수 있다.
이후, 3rd Post2 모드에서, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 변속용 시프터(52)를 제3 속도 접속 위치로부터 중립 위치로 연동시킴으로써, 3rd 모드가 실행된다.
도 12의 (a) 및 (b)는 3rd 모드의 주행 중에 모터(7)에 의해 어시스트하는 경우를 도시한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써, 모터 토크는, 감속되지 않고, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통과하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 한편, 모터(7)를 구동하지 않고 모터(7)에 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 3rd 모드의 주행 중에 모터(7)에 의한 충전이 실시될 수 있다.
이어서, 제3 속도 주행을 제4 속도 주행으로 상향 변속하는 제어를 설명한다. 먼저, 도 13의 (a)에 도시된 3rd 모드에서, 제2 변속용 시프터(52)를 중립 위치로부터 제4 속도 접속 위치(3rd Pre4 모드)로 연동시킨다. 이하에서는, 이 상태를 3rd Pre4 모드로 지칭하기로 한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가하거나 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 모터(7)에 의한 어시스트 또는 충전을 실시할 수 있다. 이후, 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)의 접속 상태를 변경시켜, 즉 제1 클러치(41)를 분리시키고 제2 클러치(42)를 접속시킴으로써, 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이, 엔진 토크는 제4 속도용 기어쌍(24)을 통하는 제2 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 이에 따라, 제4 속도 주행(4th Post3 모드)이 실행된다. 이하에서는, 도 13의 (b)의 상태를 4th Post3 모드로 지칭하기로 한다.
도 14의 (a) 및 (b)는 4th Post3 모드의 주행 중에 모터(7)에 의해 어시스트하는 경우를 도시한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써, 모터 토크는, 감속되지 않고, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통과하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 한편, 모터(7)를 구동하지 않고 모터(7)에 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 4th Post3 모드의 주행 중에 모터(7)에 의한 충전이 실시될 수 있다.
이후, 4th Post3 모드에서, 도 17의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 변속용 시프터(51)를 제3 속도 접속 위치로부터 중립 위치로 연동시킴으로써, 4th 모드가 실시된다. 4th 모드에서, 제1 클러치(41)를 분리시키고 원 웨이 클러치(61)를 언로크로 함으로써, 태양 기어(32)와 링 기어(35)가 공전하여, 모터(7)가 분리된다.
4th 모드에서, 도 17의 (a)에 도시된 예에 더하여, 3rd Pre4 모드에서 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)의 접속 상태를 변경하는 대신에, 제1 클러치(41)가 접속되어 있는 중에 제2 클러치(42)를 접속시킬 수 있다.
도 15의 (a) 및 (b)는, 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)가 모두 접속되어 있는(클러치 더블 클램프) 4rd 모드의 주행 중에 모터(7)에 의해 어시스트하는 경우를 도시한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써, 모터 토크가 태양 기어(32)에 입력된다. 그 후, 모터 토크가 태양 기어(32)로부터 캐리어(36)로 가속되어 전달된 후에, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통과하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 한편, 모터(7)를 구동하지 않고 모터(7)에 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 4th 모드의 주행 중에 모터(7)에 의한 충전이 실시될 수 있다. 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)가 접속되어 있으면, 태양 기어(32)를 제4 속도용 감속비로 변경하고, 캐리어(36)를 제3 속도용 감속비로 변경함으로써, 위성 기어 기구(31)에서 도 15의 (a)에 도시된 소정의 차동 회전이 일어난다.
이어서, 제4 속도 주행을 제5 속도 주행으로 상향 변속하는 것을 설명한다. 먼저, 도 17의 (a)에 도시된 4th 모드에서, 제1 변속용 시프터(51)를 중립 위치로부터 제5 속도 접속 위치(4th Pre5 모드)로 연동시킨다. 이하에서는, 이 상태를 4th Pre5 모드로서 지칭하기로 한다.
도 16의 (a) 및 (b)는 4th Pre5 모드의 주행 중에 모터(7)에 의해 어시스트하는 경우를 도시한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써, 모터 토크가 태양 기어(32)에 입력된다. 이후, 모터 토크는 태양 기어(32)로부터 캐리어(36)로 가속되어 전달된 후에, 제5 속도용 기어쌍(25)을 통과하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 한편, 모터(7)를 구동하지 않고 모터(7)에 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 4th Pre5 모드의 주행 중에 모터(7)에 의한 충전이 실시될 수 있다. 이 상태에서, 태양 기어(32)를 제5 속도 감속비로 변경하고, 캐리어(36)를 제3 속도 감속비로 변경함으로써, 위성 기어 기구(31)에서 도 16의 (a)의 소정의 차동 회전이 발생한다.
이후, 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)의 접속 상태를 변경시킴으로써, 즉 제2 클러치(42)를 분리시키고 제1 클러치(41)를 접속시킴으로써, 엔진 토크가 제5 속도용 기어쌍(25)을 통과하는 제3 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 이에 따라, 제5 속도 주행(5th Post4 모드)이 실행된다. 이하에서는, 이 상태를 5th Post4 모드로서 지칭하기로 한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가하거나, 또는 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 모터(7)에 의한 어시스트 또는 충전이 실행될 수 있다.
이후, 5th Post4 모드에서, 제2 변속용 시프터(52)를 제4 속도 접속 위치로부터 중립 위치로 연동시킴으로써, 5th 모드가 실행된다.
도 18의 (a) 및 (b)는 5th 모드의 주행 중에 모터(7)에 의해 어시스트하는 경우를 도시한다. 이 상태에서, 모터(7)를 구동하여 정회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써, 모터 토크는 태양 기어(32)로부터 캐리어(36)로 가속되어 전달된 후에, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통과하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 한편, 모터(7)를 구동하지 않고 모터(7)에 역회전 방향의 회생 토크를 인가함으로써, 5th 모드의 주행 중에 모터(7)에 의한 충전이 실시될 수 있다.
이 상태에서, 태양 기어(32)를 제5 속도 감속비로 변경하고, 캐리어(36)를 제3 속도 감속비로 변경함으로써, 위성 기어 기구(31)에서 도 18의 (a)에 도시된 소정의 차동 회전이 발생한다.
다음으로, 동력 전달 장치(1)에 있어서의 후진 주행을 설명한다.
차량의 후진 주행은 엔진(6)을 사용하는 경우와 EV 주행에 의한 후진 주행을 실시하는 경우를 포함한다. 이 실시예에서는, 엔진(6)을 사용하는 경우에 대하여 설명한다. EV 주행에 의한 후진 주행은 EV 주행에 대한 설명과 함께 추후에 설명하기로 한다.
엔진(6)의 토크만을 사용하는 후진 주행은 후진용 시프터(53)를 초기 상태의 후진용 접속 위치로 연동시켜 제2 클러치(42)를 접속시킴으로써 구현된다. 이에 따라, 엔진(6)의 토크는 제2 주축(12), 아이들 구동 기어(27a), 제1 아이들 종동 기어(27b), 제1 중간축(15), 후진용 기어쌍(28)[후진용 구동 기어(28a) 및 제1 공용 종동 기어(23b)], 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8) 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 이 때에, 제1 클러치(41)는 분리 상태로 있고, 원 웨이 클러치(61)는 언로크 상태에 있으므로, 태양 기어(32)와 링 기어(35)는 공전하고, 모터(7)는 분리 상태로 된다.
다음으로, EV 주행을 설명한다.
동력 전달 장치(1)는 3개의 EV 주행 모드를 포함한다.
제1 EV 주행은, 초기 상태에서 원 웨이 클러치(61)를 로크 상태(OWC 로크 ON)로 하고 있는 1st EV 모드이다.
이 상태에서, 모터(7)를 구동하면(토크를 정회전 방향으로 인가하면), 도 19의 (a)에 도시된 바와 같이, 로터(72)에 접속된 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)가 정회전 방향으로 회전한다. 이 때에, 도 19의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)가 분리 상태로 있기 때문에, 태양 기어(32)에 전달된 동력은 제1 주축(11)으로부터 엔진(6)의 크랭크축(6a)으로 전달되지 않는다. 이후, 원 웨이 클러치(61)가 로크 상태로 있기 때문에, 모터 토크는 태양 기어(32)로부터 캐리어(36)로 감속되어 전달된 후에, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통과하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다.
1st EV 모드에서의 후진 주행은 모터(7)를 역회전 방향으로 구동하여 역회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써 실행된다.
제2 EV 주행은, 초기 상태에서, 제1 변속용 시프터(51)를 중립 위치로부터 제3 속도 접속 위치로 연동시키고 있는 3rd EV 모드이다. 전술한 바와 같이, 제1 변속용 시프터(51)를 제3 속도 접속 위치로 연동시킴으로써, 위성 기어 기구(31)가 일체로 된다.
이 상태에서, 모터(7)를 구동하면(정회전 방향으로 토크를 인가하면), 도 20의 (a)에 도시된 바와 같이, 로터(72)에 접속된 위성 기어 기구(31)가 정회전 방향으로 일체로 회전한다. 이 때에, 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)가 분리 상태로 있기 때문에, 태양 기어(32)에 전달된 동력은 제1 주축(11)으로부터 엔진(6)의 크랭크축(6a)에 전달되지 않는다. 이후, 모터 토크는 감속되지 않고, 제3 속도용 기어쌍(23)을 통과하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다.
3rd EV 모드에서의 후진 주행은 모터(7)를 역회전 방향으로 구동하여 역회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써 실행된다.
제3 EV 주행은, 초기 상태에서, 제1 변속용 시프터(51)를 중립 위치로부터 제5 속도 접속 위치로 연동시키고 있는 5th EV 모드이다.
이 상태에서, 모터(7)를 구동하면(정회전 방향으로 토크를 인가하면), 도 21의 (a)에 도시된 바와 같이, 로터(72)에 접속된 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)는 정회전 방향으로 회전한다. 이 때에, 도 21의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 클러치(41)와 제2 클러치(42)가 분리 상태로 있기 때문에, 태양 기어(32)에 전달된 동력은 제1 주축(11)으로부터 엔진(6)의 크랭크축(6a)으로 전달되지 않는다. 이후, 모터 토크는 태양 기어(32)로부터 캐리어(36)로 가속되어 전달된 후에, 제5 속도용 기어쌍(25)을 통과하는 제4 전달 경로를 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다. 5th EV 모드에서의 후진 주행은, 모터(7)를 역회전 방향으로 구동하여 역회전 방향의 모터 토크를 인가함으로써 실행된다.
상기 EV 주행 모드(1st EV 모드, 3rd EV 모드, 5th EV 모드) 사이의 변속은, 원 웨이 클러치(61)의 로킹 및 제1 변속용 시프터(51)의 동작에 의해 실행되는 AMT 변속이다. 예컨대, 도 19의 (b)에 도시된 1st EV 모드로부터 도 20의 (b)에 도시된 3rd EV 모드로의 상향 변속에 있어서는, 전동기의 토크를 감속시키고, 원 웨이 클러치(61)의 로킹 해제 후에 모터의 회전 속도를 조정하여, 제1 변속용 시프터(51)를 제3 속도 접속 위치에서 연동시킨다.
본 실시예에 있어서는, 배터리(3)의 SOC에 따라, 1st EV 모드에서의 시동 후에 제3 속도 주행 또는 제5 속도 주행을 실행하는 EV 변속 모드, 또는 3rd EV 모드에서 시동 및 주행이 실행되는 제3 속도 EV 고정 모드가 선택된다.
도 22에 도시된 바와 같이, 이러한 제어에 있어서는, 먼저 배터리(3)의 SOC가 임계치 이상인지 여부를 검출한다(S1). 배터리(3)의 SOC가 임계치 이상이면, 제3 속도 EV 고정 모드가 선택되고, 3rd EV 모드에서 EV 시동 및 주행이 실행된다(S2). 이로써, 변속 동작 없이, 즉 AMT 변속에 의한 변속 쇼크 없이 폭넓은 주행이 달성된다. 또한, 배터리(3)의 SOC가 임계치보다 낮으면, EV 변속 모드가 선택되어, 1st EV 모드에서 시동이 실행된다(S3).
또한, EV 고정 모드가 선택된 경우라도, EV 변속 모드로 전환하는 것이 가능하다. 이러한 경우의 예가 도 23에 도시되어 있다. 이러한 제어에 있어서는, 먼저, 배터리(3)의 SOC가 임계치 이상인지 여부를 검출한다(S4). 배터리(3)의 SOC가 임계치 이상이면, EV 고정 모드가 계속된다(S5). 또한, 배터리(3)의 SOC가 임계치보다 낮으면, 모터(7)의 회전 속도를 엔진(6)의 시동 회전 속도와 비교한다(S6). 비교 결과로서, 모터(7)의 회전 속도가 엔진(6)의 시동 회전 속도보다 작으면, 하향 변속이 실행되어(S7), 엔진(6)을 시동시킨다.
또한, 운전자의 전환 동작에 의해 선택할 수 있도록 EV 변속 모드 및 EV 고정 모드를 설정할 수도 있다. 이 경우에, 도 24에 도시된 바와 같이, EV 변속이 선택되었는가를 검출한다(S8). EV 변속 모드가 선택되면, 1st EV 모드에서 시동이 실행된다(S9). EV 변속 모드가 선택되지 않으면, 3rd EV 모드에서 EV 시동이 실행된다(S10).
또한, EV 고정 모드가 선택된 경우라도, EV 변속 모드로 전환하는 것이 가능하다. 이 경우에, 도 25에 도시된 바와 같이, 먼저, EV 변속 모드가 선택되었는가를 검출한다(S11). 검출 결과, EV 변속 모드가 선택되지 않았으면, EV 고정 모드가 계속된다(S12). EV 변속 모드가 선택되면, 모터(7)의 회전 속도를 엔진(6)의 시동 회전 속도와 비교한다(S13). 비교 결과, 모터(7)의 회전 속도가 엔진(6)의 시동 회전 속도보다 작으면, 하향 변속이 실행되어(S14), 엔진(6)이 상시 시동 준비되어 있다.
다음으로, 도 25의 플로차트를 참고로 하여, 3rd EV 모드에서의 극저속의 EV 주행으로부터 엔진을 시동시키는 경우를 설명한다.
먼저, 도 20의 (a) 및 (b)에 도시된 3rd EV 모드에서의 주행 중에, 모터(7)의 토크가 추출되고, 제3 속도 접속 위치로 연동된 제1 변속용 시프터(51)가 중립 위치로 연동된다(S1). 이어서, 제1 클러치(41)를 접속 상태로 하고(S2), 크랭크축(6a)을 크랭크시켜 엔진(6)을 시동시킨다(S3). 이 때에, 도 27의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 태양 기어(32)를 정회전 방향으로 회전시키고, 링 기어(35)를 역회전 방향으로 회전시킨다. 캐리어(36)에 소량의 토크가 전달되기 때문에, 극저속의 주행이 실행된다. 이어서, 제1 클러치(41)를 분리 상태로 하고(S4), 모터 토크를 가속시켜 링 기어(35)를 정회전 방향으로 회전시킨다(S5). 이후에, 원 웨이 클러치(61)를 로크 상태로 하고, 제1 클러치(41)를 접속 상태로 한다(S6). 이에 따라, 3rd EV 모드에서의 주행을 도 6의 (a) 및 (b)에 도시된 제1 속도 주행(1st 모드 어시스트)으로 변경할 수 있다(S7).
제1 클러치(41)를 접속 상태로 하여 엔진(6)을 시동시키는 대신에, 제2 클러치(42)를 접속 상태로 하고 제2 변속용 시프터(52)를 제2 속도 접속 위치 또는 제4 속도 접속 위치로 연동시켜 엔진(6)을 시동시킬 수도 있다.
마찬가지로, 1st EV 모드 및 5th EV 모드에서, 엔진을 시동시킬 수 있다.
다음으로, 차량이 정지 상태(아이들 상태)로 있는 중에 충전하는 경우를 설명한다.
차량이 정지 상태(아이들 상태)로 있는 동안의 충전과 관련하여, 제1 클러치(41)를 접속 상태로 하여 아이들 상태로부터 엔진 토크를 증가시킴으로써, 도 28의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 태양 기어(32)에 직접 연결된 모터(7)를 정회전 방향으로 회전시켜, 토크를 역회전 방향으로 인가한다. 이에 따라, 충전이 실행된다. 이 때에, 원 웨이 클러치(61)가 언로크 상태로 있기 때문에, 캐리어(36)에 토크가 전달되지 않는다.
전술한 실시예에 있어서는, 시프트 체인지가 기어마다 실행되지만, 본 발명이 이로 한정되는 것은 아니다. 도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이, 차량 속도 또는 필요 토크에 따라 변속, 어시스트 또는 충전을 적절하게 실행할 수도 있다. 예컨대, EV 주행 중에 엔진(6)을 시동시키고, 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 클러치(41, 42)의 더블 홀딩 하에서 제2 속도 주행을 실행하도록 제2 변속용 시프터(52)를 미리 변속시킴으로써, 엔진 시동을 포함한 EV 주행으로부터 하이브리드 주행으로의 전이가 원활하게 실행된다. 또한, 홀수단 주행에 있어서, 극히 낮은(bottom trace) BSFC로 엔진을 활성화시키고 엔진 출력이 필요한 구동력을 넘을 때 모터를 회생시킴으로써, 연비를 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 동력 전달 장치(1)에 따르면, 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)는, 엔진(6)의 크랭크축(6a)에 접속되는 입력축인 제1 주축(11)과 모터(7)에 접속되며, 캐리어(36)는 제3 속도용 기어쌍(23)을 통하여 카운터축(14)에 접속된다. 이러한 이유로, 모터(7)의 토크가 엔진(6)의 토크를 어시스트할 수 있고, 합성 토크를 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)로부터 캐리어(36)를 통하여 카운터축(14)으로 전달할 수 있다. 따라서 종래 기술의 동력 분배식의 동력 전달 장치와 비교하여, 모터를 새로이 보충하지 않으면서 차량 탑재성을 향상시킬 수 있다.
엔진(6)이 휴지 상태일 때에, 모터(7)에 의해 엔진(6)을 점화시킬 수 있다.
동력 전달 장치(1)는, 제1 클러치(41)에 의해 엔진(6)의 크랭크축(6a)과 선택적으로 결합되는 제1 입력축인 제1 주축(11)과, 제2 클러치(42)에 의해 엔진(6)의 크랭크축(6a)과 선택적으로 결합되는 제2 입력축인 제2 중간축(16)을 갖는 소위 트윈 클러치 타입의 변속기이다. 따라서 전체 영역에 걸쳐 모터에 의한 어시스트 또는 회생을 실행할 수 있고, EV 주행, 내연기관 주행, 모터 어시스트 수행을 용이하게 변경할 수 있다.
모터(7)에 의한 EV 주행 중에, 제1 클러치(41)와 제2 클러치(42)를 분리 상태로 하고 모터(7)를 구동함으로써, 엔진(6)의 드래그 없이 모터 주행을 실행할 수 있다.
링 기어(35)는 로크 가능한 원 웨이 클러치(61)에 접속된다. 따라서 링 기어(35)를 로크시켜, 위성 기어 기구(31)에 의해 큰 감속비를 얻을 수 있으므로, 동력 전달 장치(1)를 소형화할 수 있다.
본 실시예의 동력 전달 장치(1)에 따르면, 차동식 감속 유닛(30)을 위성 기어 기구(31)에 의해 형성하고 있기 때문에, 차동 감속 유닛이 간단한 구조를 가질 수 있다. 또한, 동력이 위성 기어 기구(31)를 통하여 감속되어 전달되는 경로를 최하 기어단인 제1 속도용 동력 전달 경로로서 설정함으로써, 다른 기어단에 비하여 큰 토크 전달량에 기인하여 기어의 강도를 유지하기 위하여 두께 및 폭이 큰 공간을 필요로 하는 제1 속도 기어를 제공하는 것을 생략할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 감속은 위성 기어 기구(31)에 의해 실행되고, 추가의 감속은 제3 속도 기어쌍(23)에 실행되므로, 필요한 기어비를 얻을 수 있다.
건식 클러치 또는 습식 클러치 중 어느 하나를 제1 클러치(41) 및 제2 클러치(42)로서 채용할 수 있다. 건식 클러치를 채용하는 경우에는, 습식 클러치에 비교하여 EV 주행 시의 드래그 손실이 감소할 수 있다.
또한, 본 실시예의 동력 전달 장치(1)는, 제1 공용 종동 기어(23b)가 제2 속도용 구동 기어(22a) 및 제3 속도용 구동 기어(23a)와 맞물려 있고 제2 공용 종동 기어(24b)가 제4 속도용 구동 기어(24a) 및 제5 속도용 구동 기어(25a)에 맞물려 있는 상호 맞물리는 구조(co-meshing structure)를 구비한다. 따라서 전동기(7)가 접속되어 있지 않은 홀수단 주행의 경우라도, 제1 변속용 시프터(51)를 제3 속도 접속 위치 또는 제5 속도 접속 위치에 연동시키고, 미리 변속시킴으로써, 어시스트 또는 회생을 가능하게 할 수 있다. 또한, 이와 같은 상호 맞물리는 구조에 의해, 제1 주축(11) 상의 제1 변속용 시프터(51)와 제2 중간축(16) 상의 제2 변속용 시프터(52)를 정렬시킬 수 있으므로, 캠 기구를 이용하는 싱글 액츄에이터에 의해 제1 변속용 시프터(51)와 제2 변속용 시프터(52) 양자의 전환 접속이 가능하게 된다.
또한, 본 실시예의 동력 전달 장치(1)에 따르면, 기어 변경 전에 사용 중인 기어단이 위치하는 입력축 이외의 입력축 상의 기어단을 접속(예비 변속)한 후에, 제1 단속 유닛(41) 및 제2 단속 유닛(42)의 결합 상태를 변경함으로써, 시간 손실이 없는 직접 변속이 가능하게 된다.
또한, 본 실시예의 동력 전달 장치(1)에 따르면, 최고 기어단의 구동 기어으로서의 제5 속도용 구동 기어(25a)가 마련되어 있는 제1 주축(11) 상에 모터(7)가 배치되어 있기 때문에, 높은 속도의 주행에서도 추가의 출력이 필요한 때에 모터의 출력을 엔진의 출력에 부가할 수 있으므로, 차량의 운전성을 더욱 개선할 수 있다.
본 실시예의 동력 전달 장치(1)에 따르면, 모터(7)를 구성하는 로터(72), 스테이터(71), 또는 스테이터(71)의 둘레에 권취된 코일(71c)(횡권부)의 적어도 일부가 위성 기어 기구(31)와 축방향으로 오버랩되도록 배치되어 있다. 따라서 모터(7)의 내경측 공간을 효율적으로 사용할 수 있어, 동력 전달 장치(1)의 축방향의 길이를 줄일 수 있다.
본 실시예의 동력 전달 장치(1)에 따르면, 로크 가능한 원 웨이 클러치(61)에 의해 로크 기구를 형성하고 있기 때문에, 회전 허용 방향 및 반대 방향의 회전을 기계적으로 로크시킬 수 있다.
본 실시예의 동력 전달 장치(1)에 따르면, 엔진(6)과 모터(7)가 제1 입력축으로서의 제1 주축(11)과 동축으로 배치되어 있다. 따라서 반경 방향의 치수가 큰 부재가 동축으로 배치되기 때문에, 동력 전달 장치(1)의 차량 탑재성을 향상시킬 수 있다.
<제2 실시예>
다음으로, 도 31을 참고로 제2 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 설명한다.
본 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1A)는, 변속기가 상이한 구성을 갖는 것을 제외하고는, 제1 실시예의 동력 전달 장치(1)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서 제1 실시예의 동력 전달 장치(1)의 구성과 동일하거나 유사한 부분은 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 간략하게 하거나 생략한다.
본 실시예의 변속기(20A)에 있어서는, 모터(7) 및 위성 기어 기구(31)가 제1 실시예의 변속기(20)에서와 상이한 위치에 부착되어 있다. 구체적으로, 도 31에 도시된 바와 같이, 변속기(20A)는, 홀수단 변속단인 제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제5 속도용 구동 기어(25a)가 2개의 입력축 중 하나의 입력축인 제1 주축(11)에 마련되고, 짝수단 변속단인 제2 속도용 구동 기어(22a) 및 제4 속도용 구동 기어(24a)가 2개의 입력축 중 다른 입력축인 제2 중간축(16)에 마련되며, 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)와 모터(7)의 로터(72)가 서로 일체 회전 가능하게 부착되도록 구성되어 있다.
이에 따라, 제1 전달 경로는, 엔진(6)의 크랭크축(6a)이 아이들 기어 트레인(27), 제2 중간축(16), 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32), 캐리어(36), 연결축(13), 제2 속도용 기어쌍(22), 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8) 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속되는 전달 경로가 된다. 제4 전달 경로는, 모터(7)가 위성 기어 기구(31), 제2 속도용 기어쌍(22) 또는 제4 속도용 기어쌍(24), 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8) 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속되는 전달 경로가 된다.
하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1A)는 제1 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1)에서와 동일한 효과를 갖는다.
또한, 엔진(6)이 제1 입력축인 제1 주축(11)과 동축으로 배치되고 모터(7)가 제2 입력축인 제2 중간축(16)과 동축으로 배치되어 있다. 따라서 본 실시예는 제1 주축(11)의 축방향의 치수가 제한되는 경우에 적합하며, 제1 주축(11)의 축방향의 치수를 줄일 수 있다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 제1 속도용 구동 기어가 제1 주축(11) 상에 배치될 수 있고, 제1 속도용 구동 기어와 맞물리는 제1 속도용 종동 기어가 카운터축(14) 상에 배치될 수 있다. 이로써, 모터(7)에 문제가 있는 경우라도, 엔진(6)에 의해 동력이 공급되는 제1 속도 주행이 가능하다.
<제3 실시예>
다음으로, 도 32를 참고로 제3 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 설명한다.
본 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1B)는, 변속기가 상이한 구성을 갖는 것을 제외하고는, 제1 실시예의 동력 전달 장치(1)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서 제1 실시예의 동력 전달 장치(1)의 구성과 동일하거나 유사한 부분은 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 간략하게 하거나 생략한다.
본 실시예의 변속기(20B)에 있어서는, 모터(7), 위성 기어 기구(31) 및 변속 기어(shifting gear)가 제1 실시예의 변속기(20)에서와 상이한 위치에 부착되어 있다. 구체적으로, 도 32에 도시된 바와 같이, 변속기(20B)는, 짝수단 변속단인 제2 속도용 구동 기어(22a) 및 제4 속도용 구동 기어(24a)가 2개의 입력축 중 하나의 입력축인 제1 주축(11)에 마련되어 있고, 홀수단 변속단인 제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제5 속도용 구동 기어(25a)가 2개의 입력축 중 다른 입력축인 제2 중간축(16)에 마련되고, 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32)와 모터(7)의 로터(72)는 서로 일체 회전 가능하게 부착된다.
이에 따라, 제1 전달 경로는, 엔진(6)의 크랭크축(6a)이 제2 주축(12), 아이들 기어 트레인(27), 제2 중간축(16), 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32), 캐리어(36), 연결축(13), 제3 속도용 기어쌍(23), 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8), 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속되는 전달 경로로 된다. 제2 전달 경로는, 엔진(6)의 크랭크축(6a)이 제1 주축(11), 제2 속도용 기어쌍(22) 또는 제4 속도용 기어쌍(24), 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8) 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속되는 전달 경로로 된다.
제3 전달 경로는, 엔진(6)의 크랭크축(6a)이 제2 주축(12), 아이들 기어 트레인(27), 제2 중간축(16), 제3 속도용 기어쌍(23) 또는 제5 속도용 기어쌍(25), 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8) 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 접속되는 전달 경로로 된다.
하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1B)는 제1 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1)에서와 동일한 효과를 갖는다.
<제4 실시예>
다음으로, 도 33을 참고로 제4 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 설명한다.
본 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1C)는, 변속기가 상이한 구성을 갖는 것을 제외하고는, 제1 실시예의 동력 전달 장치(1)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서 제1 실시예의 동력 전달 장치(1)의 구성과 동일하거나 유사한 부분은 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 간략하게 하거나 생략한다.
본 실시예의 변속기(20C)는, 회전 축선(A1 내지 D1)에 평행하게 회전 축선(E1)의 둘레에서 자유로이 회전하는 후진용 축(17)을 더 구비하며, 후진용 구동 기어(28a)는 제1 중간축(15)에 마련되어 있지 않고 후진용 축(17)에 마련되어 있다.
후진용 축(17)은, 케이싱(도시 생략)에 고정된 베어링(17a, 17b)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 제1 중간축(15)에 부착된 제1 아이들 종동 기어(27b)와 맞물리는 제3 아이들 종동 기어(27d)가 후진용 축(17)에 일체 회전 가능하게 부착되고, 후진용 구동 기어(28a)가 후진용 축(17)에 대하여 상대 회전하도록 후진용 축(17)에 마련되어 있다. 제3 아이들 종동 기어(27d)는 아이들 구동 기어(27a) 및 제1 아이들 종동 기어(27b)와 함께 제2 아이들 기어 트레인(27B)을 구성한다. 후진용 축(17)에는, 후진용 축(17)과 후진용 구동 기어(28a)를 접속시키거나 분리시키는 후진용 시프터(53)가 또한 설치되어 있다. 후진용 시프터(53)는 후진 접속 위치로 연동되고, 후진용 축(17)과 후진용 구동 기어(28a)는 일체로 회전한다. 후진용 시프터(53)가 중립 위치에 있으면, 후진용 축(17)과 후진용 구동 기어(28a)는 상대 회전한다.
후진용 축(17)에 마련된 후진용 구동 기어(28a)와 맞물리는 후진용 종동 기어(28b)는 제1 주축(11)에 부착되어, 제5 속도용 구동 기어(25a)와 제2 주축(12)에 부착된 아이들 구동 기어(27a) 사이에서 제1 주축(11)과 일체로 회전한다. 후진용 종동 기어(28b)는 후진용 구동 기어(28a)와 함께 후진용 기어쌍(28)을 구성한다.
동력 전달 장치(1C)에 의해 후진 주행을 실행할 때에, 초기 상태에서 후진용 시프터(53)를 후진 접속 상태로 연동시키고, 제2 클러치(42)를 접속시키도록 원 웨이 클러치(61)를 로크 상태로 함으로써 후진 주행이 실현된다. 이에 따라, 엔진(6)의 토크는 제2 주축(12), 제2 아이들 기어 트레인[27B; 아이들 구동 기어(27a), 제1 아이들 종동 기어(27b) 및 제3 아이들 종동 기어(27d)], 후진용 기어쌍[28; 후진용 구동 기어(28a) 및 제1 공용 종동 기어(23b)], 제1 주축(11), 위성 기어 기구(31)의 태양 기어(32), 캐리어(36), 연결축(13), 제3 속도용 기어쌍[23; 제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제1 공용 종동 기어(23b)], 카운터축(14), 최종 기어(26a), 차동 기어 기구(8) 및 구동축(9, 9)을 통하여 구동륜(DW, DW)에 전달된다.
파킹용 로크 기구(도시 생략)를 구성하는 파킹 기어(29)가, 제2 공용 종동 기어(24b)와 최종 기어(26a) 사이에서 카운터축(14)과 일체로 회전하도록 카운터축(14)에 부착되어 있다. 파킹 기어(29)는, 도 5의 (b)에 도시된 모터(7)에 의한 엔진의 시동 시에, 그리고 도 28의 (a) 및 (b)에 도시된 아이들링 중의 충전 시에 파킹용 로크 기구(도시 생략)에 의해 로크되어, 원치 않는 구동력이 인가된 경우라도, 동력이 구동륜(DW, DW)에 전달되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1C)는 제1 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1)에서와 동일한 효과를 갖는다. 또한, 후진 주행 중에, 기어비를 증가시킬 수 있다. 또한, 파킹 기어(29)가 제공되기 때문에, 모터(7)에 의한 엔진 시동 시에, 그리고 아이들링 중의 충전 시에 원치 않는 구동력이 인가될 경우라도, 동력이 구동륜(DW, DW)에 전달되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
<제5 실시예>
다음으로, 도 34를 참고로 제5 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 설명한다.
본 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1D)는, 변속기에 채용된 로크 기구가 상이한 구성을 갖는 것을 제외하고는, 제4 실시예의 동력 전달 장치(1C)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서 제4 실시예의 동력 전달 장치(1D)의 구성과 동일하거나 유사한 부분은 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 간략하게 하거나 생략한다.
본 실시예의 변속기(20D)는, 원 웨이 클러치(61) 대신에 동기 기구를 구비한 동기 로크 장치(62)가 설치되고, 링 기어(35)가 전자식 제어 장치(도시 생략)로부터의 신호에 대응하도록 부드럽게 로크 상태로 되도록 구성되어 있다.
동력 전달 장치(1D)에는, 공기 조화기의 압축기(87) 및 오일펌프(68)가 더 구비된다. 공기 조화기의 압축기(67) 및 오일펌프(68)는, 사이에 체인(29)이 개재된 상태로 부속 샤프트(18) 상에 동축으로 배치되어 있다. 제1 주축(11)을 회전시키는 엔진(6) 및/또는 모터(7)의 동력은 부속 풀리(19)에 의해 체인(29)을 통하여 부속 샤프트(18)에 전달된다. 또한, 공기 조화기의 압축기(67)와 부속 샤프트(18) 사이에 A/C 클러치(65)가 마련되기 때문에, 이들 동력 전달을 차단할 수 있다.
따라서 제1 주축(11)을 회전시킴으로써, 공기 조화기의 압축기(67) 및 오일펌프(68)를 후진용 기어쌍(28) 및 체인(29)을 통하여 구동할 수 있다. 또한, 동력 전달 장치(1D)에 있어서의 후진 주행은, 동력 전달 장치(1C)에 대해서도 설명한 바와 같이, 후진용 시프터(53)를 후진 접속 위치로 연동시키고, 동기 로크 장치(62)를 로크 상태로 하며, 제2 클러치(42)를 접속시킴으로써 실행된다. 체인(29)이 후진용 구동 기어(28a)에 결합되어 있기 때문에, 운전자가 브레이크 페달을 누른 상태로 대기하는 때에, 공기 조화기의 압축기(67) 및 오일펌프(68)를 정지시킬 수 있다. 그러나 본 실시예에 있어서는, 운전자가 후진용 시프터(53)의 연동 중에 브레이크 페달을 누른 상태로 대기하고 있을 때에, 링 기어(35)의 로크 상태를 일시적으로 해제시킴으로써 공기 조화기의 압축기(67)가 구동륜(DW, DW)으로의 동력 없이 구동되고, 운전자가 브레이크 페달을 해제시키면, 링 기어(35)가 다시 로크 상태로 된다. 이로써, 구동륜(DW, DW)으로 동력을 출력하지 않고 공기 조화기의 압축기(67)를 구동시킬 수 있고, 후진 주행으로 완만한 전이가 가능하게 된다. 또한, 이러한 제어는 디포거 장치(defogger apparatus)가 창이 흐려진 상태를 검출한 때에만 실행될 수 있다.
하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1D)는 제1 내지 제4 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치에서와 동일한 효과를 갖는다. 또한, 공기 조화기의 압축기(67) 및 오일펌프(68)는 엔진(6) 및/또는 모터(7)의 동력에 의해 구동될 수 있다.
<제6 실시예>
다음으로, 도 35를 참고로 제6 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치를 설명한다.
본 실시예의 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1E)는, 변속기가 차동식 감속 유닛(30)을 구성하는 위성 기어 기구(31)와, 제2 내지 제5 속도용 기어쌍(22 내지 25)에 더하여 제6 속도용 기어쌍(96) 및 제7 속도용 기어쌍(97)을 구비한다는 점에서 하이브리드 차량용 동력 전달 장치(1D)와 상이하다. 따라서 제5 실시예의 동력 전달 장치(1D)의 구성과 동일하거나 유사한 부분은 동일하거나 유사한 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 설명은 간략하게 하거나 생략한다. 동력 전달 장치(1D)와의 차이에 대해서만 설명한다.
제1 주축(11)은, 제3 속도용 구동 기어(23a)와 제5 속도용 구동 기어(25a) 사이에서 제1 주축(11)에 대하여 상대 회전하도록 제7 속도용 구송 기어(97a)를 구비한다. 제1 주축(11)과 제3 속도용 구동 기어(23a) 또는 제7 속도용 구동 기어(97a)를 접속시키거나 분리시키는 제1 변속용 시프터(51A)가 제3 속도용 구동 기어(23a)와 제7 속도용 구동 기어(97a) 사이에 마련되어 있다. 제1 주축(11)과 제5 속도용 구동 기어(25a)를 접속시키거나 분리시키는 제3 변속용 시프터(51B)가 제7 속도용 구동 기어(97a)와 제5 속도용 구동 기어(25a) 사이에 마련되어 있다. 제1 변속용 시프터(51A)가 제3 속도 접속 위치로 연동되면, 제1 주축(11)과 제3 속도용 구동 기어(23a)가 접속되어, 일체로 회전한다. 제1 변속용 시프터(51A)가 제7 속도 접속 위치로 연동되면, 제1 주축(11)과 제7 속도용 구동 기어(97a)는 일체로 회전한다. 제1 변속용 시프터(51A)가 중립 위치에 있으면, 제1 주축(11)은 제3 속도용 구동 기어(23a) 및 제7 속도용 구동 기어(97a)에 대하여 상대 회전한다. 제3 변속용 시프터(51B)가 제5 속도 접속 위치로 연동되면, 제1 주축(11)과 제5 속도용 구동 기어(25a)는 접속되어, 일체로 회전한다. 제3 변속용 시프터(51B)가 중립 위치에 있으면, 제1 주축(11)은 제5 속도용 구동 기어(25a)에 대하여 상대 회전한다.
제2 중간축(16)에는, 제2 속도용 구동 기어(22a)와 제4 속도용 구동 기어(24a) 사이에서 제2 중간축(16)에 대하여 상대 회전하도록 제6 속도용 구동 기어(96a)가 설치되어 있다. 제2 중간축(16)과 제2 속도용 구동 기어(22a) 또는 제6 속도용 구동 기어(96a)를 접속시키거나 분리시키는 제2 변속용 시프터(52A)가 제2 속도용 구동 기어(22a)와 제6 속도용 구동 기어(96a) 사이에 마련되어 있다. 제2 중간축(16)과 제4 속도용 구동 기어(24a)를 접속시키거나 분리시키는 제4 변속용 시프터(52B)가 제6 속도용 구동 기어(96a)와 제4 속도용 구동 기어(24a) 사이에 마련되어 있다. 제2 변속용 시프터(52A)가 제2 속도 접속 위치로 연동되면, 제2 중간축(16)과 제2 속도용 구동 기어(22a)가 접속되어 일체로 회전한다. 제2 변속용 시프터(52A)가 제6 속도 접속 위치로 연동되면, 제2 중간축(16)과 제6 속도용 구동 기어(96a)가 일체로 회전한다. 제2 변속용 시프터(52A)가 중립 위치에 있으면, 제2 중간축(16)이 제2 속도용 구동 기어(22a) 및 제6 속도용 구동 기어(96a)에 대하여 상대 회전한다. 제4 변속용 시프터(52B)가 제4 속도 접속 위치로 연동되면, 제2 중간축(16)과 제4 속도용 구동 기어(24a)가 접속되어 일체로 회전한다. 제4 변속용 시프터(52B)가 중립 위치에 있으면, 제2 중간축(16)은 제4 속도용 구동 기어(24a)에 대하여 상대 회전한다.
제1 공용 종동 기어(23b)와 제2 공용 종동 기어(24b) 사이에서 카운터축(14)과 일체로 회전하도록 제3 공용 종동 기어(96b)가 카운터축(14)에 부착되어 있다.
제3 공용 종동 기어(96b)는 제1 주축(11)에 마련된 제7 속도용 구동 기어(97a)에 맞물리고, 제7 속도용 구동 기어(97a)와 함께 제7 속도용 기어쌍(97)을 구성한다. 제3 공용 종동 기어(96b)는 또한 제2 중간축(16)에 마련된 제6 속도용 구동 기어(96a)와 맞물리고, 제6 속도용 구동 기어(96a)와 함께 제6 속도용 기어쌍(26)을 구성한다.
제2 변속용 시프터(52A)가 제6 속도용 접속 위치로 연동된 상태에서, 제2 클러치(42)가 접속 상태로 되기 때문에, 제6 속도 주행을 실행할 수 있다. 또한, 제1 변속용 시프터(51A)가 제7 속도 접속 위치로 연동된 상태에서, 제1 클러치(41)가 접속 상태로 되고, 제7 속도 주행을 실행할 수 있기 때문에, 모터(7)에 의한 어시스트 또는 충전을 실행할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 동력 전달 장치(1E)는 제1 내지 제5 실시예에서와 동일한 효과를 갖는다. 또한, 제6 속도 및 제7 속도 주행을 실행할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예로 한정되지 않고, 적절하게 변형되거나 개선될 수 있다.
로크 가능한 원 웨이 클러치(61) 또는 동기 로크 장치(62)가 로크 기구로서 도시되어 있지만, 본 발명이 이로 한정되는 것은 아니다. 링 기어(35)의 회전을 정지시키도록 구성된 브레이크를 사용할 수도 있다. 이에 따라, 간단한 구조에 의해 모터(7)의 회전을 정지시키는 기구를 구현할 수 있다.
차동 감속 유닛은 싱글 피니언 타입의 위성 기어 기구로 한정되지 않고, 더블 피니언 타입의 위성 기어 기구를 사용할 수도 있다. 또한, 차동 감속 유닛은 위성 기어 기구와 같은 기계적 타입으로 한정되지 않는다. 예컨대, 차동 회전이 발생되는 상반(reciprocal) 차동 모터와 같은 타입을 사용할 수도 있다.
제3 속도용 구동 기어, 제5 속도용 구동 기어, 제7 속도용 구동 기어에 더하여 홀수단 변속단으로서 제9 속도용 구동 기어, 제11 속도용 구동 기어, …을 설치할 수도 있고, 제2 속도용 구동 기어, 제4 속도용 구동 기어, 제6 속도용 구동 기어에 더하여, 짝수단 변속단으로서 제8 속도용 구동 기어, 제10 속도용 구동 기어, …을 설치할 수도 있다. 변속단에서의 기어의 수와 관련해서는, 각 변속단에 적어도 하나의 기어를 설치할 수도 있다.
본원은 2009년 3월 3일자로 출원된 일본 특허 출원 제2009-49254호를 기초로 하며, 이 특허 출원의 개시 내용은 본원 명세서에 참고로 인용된다.
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E : 하이브리드 차량용 동력 전달 장치
3 : 배터리 6 : 엔진(내연기관)
6a : 크랭크축(엔진 출력축) 7 : 모터(전동기)
9 : 구동축 11 : 제1 주축
12 : 제2 주축 13 : 연결축
14 : 카운터축(출력/입력축) 15 : 제1 중간축(중간축)
16 : 제2 중간축(제2 입력축)
20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E : 변속기 22 : 제2 속도용 기어쌍
22a : 제2 속도용 구동 기어 23 : 제3 속도용 기어쌍
23a : 제3 속도용 구동 기어 23b : 제1 공용 종동 기어
24 : 제4 속도용 기어쌍 24a : 제4 속도용 구동 기어
24b : 제2 공용 종동 기어 25 : 제5 속도용 기어쌍
25a : 제5 속도용 구동 기어 26a : 최종 기어
27 : 아이들 기어 트레인 27B : 제2 아이들 기어 트레인
27a : 아이들 구동 기어 27b : 제1 아이들 종동 기어
27c : 제2 아이들 종동 기어 27d : 제3 아이들 종동 기어
28 : 후진용 기어쌍 28a : 후진용 구동 기어
28b : 후진용 종동 기어 30 : 차동식 감속 유닛
31: 위성 기어 기구 32 : 태양 기어(제1 요소)
35 : 링 기어(제3 요소) 36 : 캐리어(제2 요소)
41 : 제1 클러치(제1 단속 유닛)
42 : 제2 클러치(제2 단속 유닛) 51, 51A : 제1 변속용 시프터
51B : 제3 변송용 시프터 52, 52A : 제2 변속용 시프터
52B : 제4 변속용 시프터 53 : 후진용 시프터
61 : 원 웨이 클러치(로크 기구)
62 : 동기 로크 장치(로크 기구) 96 : 제6 속도용 기어쌍
96a : 제6 속도용 구동 기어 96b : 제3 공용 종동 기어
97 : 제7 속도용 기어쌍 97a : 제7 속도용 구동 기어
<산업상 이용 가능성>
본 발명은 내연기관과 전동기가 탑재되어 있는 하이브리드 차량의 동력 전달 장치에 적용될 수 있다.

Claims (23)

  1. 내연기관과 전동기를 구비하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치로서,
    상기 내연기관으로부터 동력이 출력되는 엔진 출력축;
    상기 엔진 출력축에 평행하게 배치되고, 제1 단속 유닛에 의해 엔진 출력축과 선택적으로 결합되는 제1 입력축;
    상기 엔진 출력축에 평행하게 배치되고, 제2 단속 유닛에 의해 엔진 출력축과 선택적으로 결합되는 제2 입력축;
    상기 엔진 출력축에 평행하게 배치되고, 피구동부에 동력을 출력하도록 구성된 출력/입력축;
    상기 제1 입력축에 배치되고, 제1 동기 장치를 통하여 상기 제1 입력축에 선택적으로 결합되는 복수의 기어를 갖는 제1 기어군;
    상기 제2 입력축에 배치되고, 제2 동기 장치를 통하여 상기 제2 입력축에 선택적으로 결합되는 복수의 기어를 갖는 제2 기어군;
    상기 출력/입력축에 배치되고, 제1 기어군의 기어 및 제2 기어군의 기어가 공유하여 맞물리는 복수의 기어를 갖는 제3 기어군;
    제1 회전 요소, 제2 회전 요소 및 제3 회전 요소가 서로 차동 회전 가능하게 구성되어 있는 차동식 감속 유닛
    을 포함하고,
    상기 제1 회전 요소는 제1 입력축과 제2 입력축 중 하나와 접속되고 전동기에도 접속되며,
    상기 제3 회전 요소는 회전을 정지시킬 수 있는 로크 기구에 접속되어 있고,
    상기 제2 회전 요소는 제1 입력축에 배치된 제1 기어군의 기어와 제2 기어군에 배치된 제2 기어군의 기어 중 하나와 접속되어 출력/입력축에 동력을 전달하고,
    상기 제1 회전 요소에 접속되지 않은 상기 제1 입력축과 제2 입력축 중 다른 하나는 상기 차동식 감속 유닛을 거치지 않고 출력/입력축에 동력을 전달하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 회전 요소에 접속되지 않은 상기 제1 입력축과 제2 입력축 중 다른 하나는 아이들 기어 트레인을 통하여 엔진 출력축에 접속되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차동식 감속 유닛은, 싱글 피니언 타입의 3개의 회전 요소로서, 태양 기어와, 링 기어와, 태양 기어와 링 기어 사이에서 맞물리는 복수의 위성 기어를 회전 가능하게 지지하는 캐리어를 동축으로 구비하는 위성 기어 타입의 감속 유닛이고,
    상기 제1 회전 요소는 태양 기어이고,
    상기 제2 회전 요소는 캐리어이고,
    상기 제3 회전 요소는 링 기어인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전동기를 구성하는 로터, 스테이터, 또는 횡권부(cross winding portion) 중 적어도 일부가 상기 차동식 감속 유닛과 축방향으로 오버랩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로크 기구는 제3 회전 요소를 로크할 수 있는 브레이크이거나, 제3 회전 요소를 로크할 수 있는 브레이크 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 로크 기구는, 상기 브레이크 유닛을 구비하는 원 웨이 클러치(one-way clutch)를 포함하고,
    상기 원 웨이 클러치는, 상기 제3 회전 요소가 상기 브레이크 유닛에 의해 로크되어 있지 않은 상태에서, 제3 회전 요소의 정회전 방향의 회전을 허용할 것인지 제3 회전 요소의 역회전 방향의 회전을 허용할 것인지를 선택적으로 설정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연기관 및 전동기는 제1 입력축과 동축으로 배치되고,
    상기 제1 회전 요소는 상기 제1 입력축에 접속되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 기어군의 기어와 상기 제3 기어군의 기어는 서로 맞물려서 복수의 홀수단 기어쌍을 구성하고,
    상기 제2 기어군의 기어와 상기 제3 기어군의 기어는 서로 맞물려서 복수의 짝수단 기어쌍을 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  9. 제8항에 있어서, 제1 속도로 주행할 때에는, 상기 제1 동기 장치가 분리되고, 제3 회전 요소가 로크 기구에 의해 로크되고, 제1 회전 요소의 동력이 제2 회전 요소에 전달되고,
    제3 속도의 주행 또는 제3 속도를 넘는 속도로 주행할 때에는, 상기 제1 동기 장치가 접속되고, 로크 기구에 의한 제3 회전 요소의 로크 상태가 해제되어 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 후진 주행 시에는, 제1 단속 유닛과 제2 단속 유닛이 분리되어 내연기관과의 접속이 해제되고, 제3 회전 요소가 로크 기구에 의해 로크되거나,
    로크 기구에 의한 제3 회전 요소의 로크 상태가 해제되며, 제1 동기 장치가 접속되어 전동기가 역회전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내연기관은 제1 입력축과 동축으로 배치되고, 상기 전동기는 제2 입력축과 동축으로 배치되며, 상기 제1 회전 요소는 제2 입력축에 접속되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 기어군의 기어와 상기 제3 기어군의 기어는 서로 맞물려서 복수의 홀수단의 기어쌍을 구성하고,
    상기 제2 기어군의 기어와 상기 제3 기어군의 기어는 서로 맞물려서 복수의 짝수단 기어쌍을 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 기어군의 기어와 상기 제3 기어군의 기어는 서로 맞물려서 복수의 짝수단 기어쌍을 구성하고,
    상기 제2 기어군의 기어와 상기 제3 기어군의 기어는 서로 맞물려서 복수의 홀수단 기어쌍을 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  14. 제2항에 있어서, 상기 제1 입력축 및 제2 입력축에 평행하게 제1 중간축이 설치되고,
    아이들 기어 트레인을 구성하는 아이들 기어가 제1 중간축에 일체 회전 가능하도록 부착되며, 후진용 동기 장치를 통하여 제1 중간축과 선택적으로 결합되는 후진용 구동 기어가 제1 중간축에 설치되며,
    상기 후진용 구동 기어는 제3 기어군의 기어와 맞물리는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  15. 제2항에 있어서, 상기 제1 입력축 및 제2 입력축에 평행하게 제1 중간축과 후진용 축이 설치되고,
    상기 아이들 기어 트레인을 구성하는 제1 아이들 기어가 제1 중간축에 일체 회전 가능하도록 부착되고,
    상기 제1 아이들 기어와 맞물리는 제2 아이들 기어가 후진용 축에 일체 회전 가능하도록 부착되고, 후진용 동기 장치를 통하여 후진용 축과 선택적으로 결합되는 후진용 구동 기어가 후진용 축에 설치되며,
    상기 후진용 구동 기어와 맞물리는 후진용 종동 기어가 제1 입력축과 제2 입력축 중 하나에 일체 회전 가능하도록 부착되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  16. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 단속 유닛을 분리시키고 제1 동기 장치를 접속시켜 전동기를 구동시킴으로써 EV 주행이 실행되는 상태에서, 전동기의 토크를 추출하고, 제1 동기 장치를 해제시키고, 제1 단속 유닛을 접속시킴으로써 내연기관이 시동되는 때에, 제2 회전 요소로부터 동력이 출력되고, 제3 회전 요소가 역회전 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  17. 제7항에 있어서, 상기 내연기관이 시동된 후에는, 상기 제1 단속 유닛을 분리시키고, 제3 회전 요소가 정회전 방향으로 회전하도록 전동기를 구동시킨 후에, 로크 기구에 의해 제3 회전 요소를 정지시키고, 제1 단속 유닛을 접속시킴으로써 제1 속도 주행이 실행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  18. 제7항에 있어서, 상기 제1 단속 유닛이 접속되어 있고 내연기관의 아이들링 중에 전동기가 회생되는 때에, 제1 동기 장치를 해제시키고 제3 회전 요소를 로크하지 않는 것에 의해 제1 회전 요소로부터의 동력이 제2 회전 요소를 통하여 출력/입력축에 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  19. 제7항에 있어서, 상기 제1 입력축에 공기 조화기의 압축기와 오일펌프가 접속되고,
    상기 공기 조화기의 압축기 및 오일펌프는 주행용의 동력에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  20. 제15항에 있어서, 상기 제1 회전 요소는 제1 입력축에 접속되고,
    상기 제2 단속 유닛을 접속시키고 후진용 동기 장치를 접속시킴으로써 내연기관의 동력이 역회전으로서 후진용 구동 기어와 후진용 종동 기어를 통하여 제1 입력축에 전달되며,
    상기 전동기로부터의 동력을 역회전으로서 출력하고 제3 회전 요소를 로크 상태로 함으로써 전동기의 동력이 후진 주행에 부가되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  21. 제15항에 있어서, 동력을 전달할 수 있도록 상기 후진용 구동 기어에 공기 조화기의 압축기가 접속되고,
    상기 후진용 동기 장치가 접속되어 있는 동안에 운전자가 브레이크 페달을 누르고 있는 아이들링 상태에서, 제3 회전 요소의 로크 상태를 일시적으로 해제시킴으로써 공기 조화기의 압축기는 출력/입력축에 동력을 출력하지 않고 구동되고,
    상기 제3 회전 요소는 운전자가 브레이크 페달을 해제시킬 때에 로크되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  22. 제9항에 있어서, 외부 충전 장치로부터 축전 장치로의 전기 충전을 가능하게 하는 플러그인 기구를 더 포함하고,
    운전자는, EV 주행에서, 제1 속도로 시동된 후에 제3 속도 주행 또는 제3 속도를 넘는 주행의 홀수단의 주행이 실행되는 EV 변속 모드와, 시동 및 주행이 제3 속도에서 실행되는 EV 고정 모드를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    EV 고정 모드에서의 EV 주행 중에 EV 변속 모드가 선택될 수 있고,
    회전 속도가 제3 속도 주행에서 내연기관의 점화 가능 범위 밖에 있을 때, 제1 속도 주행으로의 하향 변속 후에 내연기관의 점화가 실행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력 전달 장치.
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