KR20150143685A - 하이브리드 차량용 구동 장치 - Google Patents

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KR20150143685A
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시게루 오쿠와키
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도요타 지도샤（주）
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F16H3/727—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 with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
    • F16H3/728—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 with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
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    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/915—Specific drive or transmission adapted for hev
    • Y10S903/917—Specific drive or transmission adapted for hev with transmission for changing gear ratio
    • Y10S903/919—Stepped shift

Abstract

본 발명의 구동 장치(10A)는, 캐리어(C1)가 내연 기관(11)과 접속되고, 선 기어(S1)가 제 1 MG(12)와 접속되며, 링 기어(R1)가 제 1 드라이브 기어(24) 및 제 1 드리븐 기어(25)를 개재하여 카운터축(15)과 회전 전달 가능하게 접속된 제 1 유성 기어 기구(21)와, 선 기어(S2)에 브레이크(23)가 설치되고, 캐리어(C2)가 내연 기관(11)과 접속되며, 링 기어(R2)가 제 2 드라이브 기어(26) 및 제 2 드리븐 기어(27)를 개재하여 카운터축(15)과 회전 전달 가능하게 접속된 제 2 유성 기어 기구(22)를 구비하고 있다. 그리고, 제 1 드라이브 기어(24)와 제 1 드리븐 기어(25)의 기어비(γ1)에는, 제 2 드라이브 기어(26)와 제 2 드리븐 기어(27)의 기어비(γ2)보다 큰 값이 설정되어 있다.

Description

하이브리드 차량용 구동 장치{HYBRID VEHICLE DRIVE SYSTEM}
본 발명은, 차동(差動) 기구 및 모터·제너레이터로 내연 기관의 회전을 변속하여 구동륜에 전달 가능한 하이브리드 차량용 구동 장치에 관한 것이다.
내연 기관, 모터·제너레이터, 및 출력축을 유성 기어 기구의 서로 다른 회전 요소와 접속하고, 유성 기어 기구 및 모터·제너레이터로 내연 기관의 회전수와 출력축의 회전수의 비, 즉 변속비를 연속적으로 변화시키는 하이브리드 차량이 알려져 있다. 이러한 하이브리드 차량의 구동 장치로서, 2개의 유성 기어 기구와 브레이크를 구비하고, 이들에 의해 변속비를 연속적으로 변화시키는 무단 변속 상태와, 내연 기관의 회전수가 출력축의 회전수보다 작아지는 오버 드라이브 상태를 실현하는 장치가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1의 장치에서는, 무단 변속 상태의 경우에, 회전 전달에 사용되는 유성 기어 기구가 2개의 유성 기어 기구 중 일방만이 된다. 그 때문에, 기계 손실이 억제된다.
일본 공개특허 특개2004-345527호 공보
특허문헌 1의 장치에서는, 오버 드라이브 상태의 경우에 2개의 유성 기어 기구의 양방을 이용하여 내연 기관의 회전이 출력축에 전달된다. 그 때문에, 기계 손실을 더욱 저감할 여지가 있다.
그래서, 본 발명은, 종래보다 기계 손실을 저감하는 것이 가능한 하이브리드 차량용 구동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 구동 장치는, 내연 기관과, 모터·제너레이터와, 구동륜과 동력 전달 가능하게 접속된 출력 부재와, 서로 차동 회전 가능한 제 1 회전 요소, 제 2 회전 요소, 및 제 3 회전 요소를 갖고, 공선도(共線圖) 상에 있어서 상기 제 1 회전 요소와 상기 제 2 회전 요소의 사이에 상기 제 3 회전 요소가 배치되는 제 1 차동 기구와, 서로 차동 회전 가능한 제 1 회전 요소, 제 2 회전 요소, 및 제 3 회전 요소를 갖고, 공선도 상에 있어서 상기 제 1 회전 요소와 상기 제 2 회전 요소의 사이에 상기 제 3 회전 요소가 배치되는 제 2 차동 기구와, 상기 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소를 회전 불가능하게 로크하는 로크 상태와, 상기 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소의 회전을 허용하는 해방 상태로 전환 가능한 로크 수단을 구비하고, 상기 내연 기관의 출력축, 상기 제 1 차동 기구의 제 3 회전 요소, 및 상기 제 2 차동 기구의 제 3 회전 요소가 일체로 회전하도록 연결되며, 상기 모터·제너레이터의 출력축과 상기 제 1 차동 기구의 제 1 회전 요소가 일체로 회전하도록 연결되고, 상기 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소가, 상기 출력 부재와 제 1 회전 전달 경로를 개재하여 회전 전달 가능하게 접속되며, 상기 제 2 차동 기구의 제 2 회전 요소가, 상기 출력 부재와 제 2 회전 전달 경로를 개재하여 회전 전달 가능하게 접속되고, 상기 제 1 회전 전달 경로는, 상기 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소로부터 상기 출력 부재에 회전이 제 1 변속비로 변속되어 전달되도록 형성되며, 상기 제 2 회전 전달 경로는, 상기 제 2 차동 기구의 제 2 회전 요소로부터 상기 출력 부재에 회전이 상기 제 1 변속비보다 작은 제 2 변속비로 변속되어 전달되도록 형성되어 있다.
본 발명의 구동 장치에서는, 로크 수단을 해방 상태로 전환하고, 모터·제너레이터에서 반력을 발생시킴으로써, 제 1 차동 기구만을 개재하여 내연 기관의 회전을 출력 부재에 전달할 수 있다. 그리고, 이 경우에는, 모터·제너레이터의 회전수를 변화시킴으로써, 내연 기관의 회전수와 출력 부재의 회전수 사이의 변속비를 연속적으로 변경할 수 있다. 즉, 구동 장치를 무단 변속 상태로 할 수 있다. 한편, 로크 수단을 로크 상태로 전환하고, 모터·제너레이터의 토크를 제로로 함으로써, 제 2 차동 기구만을 개재하여 내연 기관의 회전을 출력 부재에 전달할 수 있다. 그리고, 이와 같이 로크 수단을 로크 상태로 전환함으로써, 내연 기관의 회전수를 출력 부재의 회전수보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 구동 장치를 오버 드라이브 상태로 할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 구동 장치에 의하면, 무단 변속 상태 및 오버 드라이브 상태 중 어느 상태여도 내연 기관의 회전이 일방의 차동 기구만을 개재하여 전달된다. 그 때문에, 종래보다 기계 손실을 저감할 수 있다.
본 발명의 구동 장치의 일 형태에 있어서는, 상기 내연 기관, 상기 모터·제너레이터, 상기 제 1 차동 기구, 상기 제 2 차동 기구, 및 상기 로크 수단이, 동축으로 배치되고, 상기 제 1 차동 기구 및 상기 제 2 차동 기구는, 상기 내연 기관과 상기 모터·제너레이터의 사이에 배치되며, 상기 로크 수단은, 상기 모터·제너레이터, 상기 제 1 차동 기구, 및 상기 제 2 차동 기구를 사이에 두고 상기 내연 기관과 반대의 측에 배치되어 있어도 된다. 이 형태에 의하면, 로크 수단이 모터·제너레이터와 내연 기관의 사이에 배치되지 않으므로, 로크 수단의 외경을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 로크 수단을 소형화할 수 있다.
본 발명의 구동 장치의 일 형태에 있어서는, 상기 차량의 속도가 미리 설정한 소정의 판정 속도 이상인 경우에, 상기 로크 수단을 상기 로크 상태로 전환함과 함께 상기 모터·제너레이터의 토크를 제로로 하는 제어 수단을 추가로 구비하고 있어도 된다. 이와 같이 로크 수단 및 모터·제너레이터를 제어함으로써, 차량이 고속 주행하고 있을 때에 구동 장치를 오버 드라이브 상태로 할 수 있다. 이에 따라 내연 기관의 회전수를 저하시킬 수 있으므로, 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 형태에 관련된 구동 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 제 1 형태에 관련된 구동 장치가 무단 변속 모드일 때의 공선도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 제 1 형태에 관련된 구동 장치가 오버 드라이브 모드일 때의 공선도의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 형태에 관련된 구동 장치를 나타내는 도면이다.
(제 1 형태)
도 1은, 본 발명의 제 1 형태에 관련된 구동 장치의 스켈레톤(skeleton)도를 나타내고 있다. 이 구동 장치(10A)는, 하이브리드 차량(1)에 탑재되는 것이고, 내연 기관(이하, 엔진이라고 칭하는 경우가 있다.)(11)과, 제 1 모터·제너레이터(이하, 제 1 MG라고 약칭하는 경우가 있다.)(12)와, 제 2 모터·제너레이터(이하, 제 2 MG라고 약칭하는 경우가 있다.)(13)를 구비하고 있다. 엔진(11)은, 하이브리드 차량에 탑재되는 주지의 불꽃 점화식 내연 기관이다. 그 때문에, 상세한 설명을 생략한다. 제 1 MG(12) 및 제 2 MG(13)는, 전동기 및 발전기로서 기능하는 주지의 모터·제너레이터이다. 제 1 MG(12)는, 로터축(12a)과 일체로 회전하는 로터(12b)와, 로터(12b)의 외주에 동축으로 배치되어 케이스(도시 생략)에 고정된 스테이터(12c)를 구비하고 있다. 제 2 MG(13)도 마찬가지로, 로터축(13a)과 일체로 회전하는 로터(13b)와, 로터(13b)의 외주에 동축으로 배치되어 케이스에 고정된 스테이터(13c)를 구비하고 있다.
엔진(11)의 출력축(11a) 및 제 1 MG(12)의 로터축(12a)은, 동력 분할 기구(20)와 접속되어 있다. 동력 분할 기구(20)에는, 차량(1)의 구동륜(2)에 동력을 출력하기 위한 출력부(14)도 접속되어 있다. 출력부(14)는, 출력 부재로서의 카운터축(15)과, 카운터축(15)과 일체로 회전하는 출력 기어(16)를 구비하고 있다. 출력 기어(16)는, 디퍼렌셜 기구(17)의 케이스에 설치된 링 기어(17a)와 맞물려 있다. 디퍼렌셜 기구(17)는, 링 기어(17a)에 전달된 동력을 좌우의 구동륜(2)으로 분배하는 주지의 기구이다.
동력 분할 기구(20)는, 제 1 유성 기어 기구(21)와, 제 2 유성 기어 기구(22)를 구비하고 있다. 이들의 유성 기어 기구(21, 22)는 싱글 피니언형의 유성 기어 기구이다. 제 1 유성 기어 기구(21)는, 외치(外齒) 기어인 선 기어(S1)와, 선 기어(S1)에 대하여 동축적으로 배치된 내치(內齒) 기어인 링 기어(R1)와, 이들의 기어(S1, R1)에 맞물리는 피니언 기어(P1)를 자전 가능하면서 또한 선 기어(S1)의 주위를 공전 가능하게 유지하는 캐리어(C1)를 구비하고 있다. 이후에서는, 이들 제 1 유성 기어 기구(21)의 선 기어(S1)를 제 1 선 기어(S1)라고 부르고, 링 기어(R1)를 제 1 링 기어(R1)라고 부르며, 캐리어(C1)를 제 1 캐리어(C1)라고 부르는 경우가 있다. 제 2 유성 기어 기구(22)도 마찬가지로, 외치 기어인 선 기어(S2)와, 선 기어(S2)에 대하여 동축적으로 배치된 내치 기어인 링 기어(R2)와, 이들의 기어(S2, R2)에 맞물리는 피니언 기어(P2)를 자전 가능하면서 또한 선 기어(S2)의 주위를 공전 가능하게 유지하는 캐리어(C2)를 구비하고 있다. 이후에서는, 이들 제 2 유성 기어 기구(22)의 선 기어(S2)를 제 2 선 기어(S2)라고 부르고, 링 기어(R2)를 제 2 링 기어(R2)라고 부르며, 캐리어(C2)를 제 2 캐리어(C2)라고 부르는 경우가 있다. 제 1 유성 기어 기구(21) 및 제 2 유성 기어 기구(22)는, 선 기어, 캐리어, 및 링 기어 사이의 변속비가 서로 동일해지도록 구성되어 있다.
이 도면에 나타내는 바와 같이, 제 1 캐리어(C1) 및 제 2 캐리어(C2)는, 엔진(11)의 출력축(11a)과 일체로 회전하도록 연결되어 있다. 제 1 선 기어(S1)는, 제 1 MG(12)의 로터축(12a)과 연결되어 있다. 제 2 선 기어(S2)는, 브레이크(23)와 연결되어 있다. 이 브레이크(23)는, 제 2 선 기어(S2)를 회전 불가능하게 로크하는 로크 상태와, 제 2 선 기어(S2)의 회전을 허용하는 해방 상태로 전환할 수 있다. 또한, 브레이크(23)에는 주지의 마찰 브레이크 등을 사용하면 된다. 그 때문에, 브레이크(23)의 상세한 설명은 생략한다.
이 도면에 나타내는 바와 같이 엔진(11), 제 1 MG(12), 제 1 유성 기어 기구(21), 제 2 유성 기어 기구(22), 및 브레이크(23)는, 동축으로 배치된다. 그리고, 제 1 유성 기어 기구(21) 및 제 2 유성 기어 기구(22)는, 엔진(11)과 제 1 MG(12)의 사이에 배치된다. 브레이크(23)는, 제 1 MG(12), 제 1 유성 기어 기구(21), 및 제 2 유성 기어 기구(22)를 사이에 두고 엔진(11)과 반대의 측에 배치된다. 즉, 브레이크(23)는 엔진(11)과 제 1 MG(12)의 사이에 두어지지 않도록 배치된다.
제 1 링 기어(R1)는, 제 1 드라이브 기어(24)와 일체로 회전하도록 연결되어 있다. 이 제 1 드라이브 기어(24)는, 카운터축(15)에 설치된 제 1 드리븐(driven) 기어(25)와 맞물려 있다. 또, 제 2 링 기어(R2)는, 제 2 드라이브 기어(26)와 일체로 회전하도록 연결되어 있다. 제 2 드라이브 기어(26)는, 카운터축(15)에 설치된 제 2 드리븐 기어(27)와 맞물려 있다. 제 1 드라이브 기어(24)와 제 1 드리븐 기어(25)의 기어비(γ1)에는, 제 2 드라이브 기어(26)와 제 2 드리븐 기어(27)의 기어비(γ2)보다 큰 값이 설정되어 있다. 즉, 이들의 기어비는 γ1>γ2의 관계를 갖고 있다.
제 2 MG(13)의 로터축(13a)에는, 제 3 드라이브 기어(28)가 설치되어 있다. 드라이브 기어(28)는, 카운터축(15)에 설치된 제 3 드리븐 기어(29)와 맞물려 있다.
이 구동 장치(10A)에서는, 브레이크(23)의 상태를 전환함으로써 무단 변속 모드 및 오버 드라이브 모드가 실현된다. 무단 변속 모드에서는, 브레이크(23)를 해방 상태로 전환한다. 도 2는, 무단 변속 모드일 때의 구동 장치(10A)의 공선도의 일례를 나타내고 있다. 이 도면에 있어서, 「ENG」는 엔진(11)을 나타내고, 「OUT」는 카운터축(15)을 나타내며, 「MG1」은 제 1 MG(12)를 나타내고 있다. 그리고, 실선(L1)은 제 1 유성 기어 기구(21)의 각 회전 요소의 관계를 나타내고, 파선(L2)은 제 2 유성 기어 기구(22)의 각 회전 요소의 관계를 나타내고 있다. 「ρ」는 제 1 캐리어(C1)와 제 1 링 기어(R1) 사이의 변속비를 나타내고 있다. 이 도면에 나타내는 바와 같이 제 1 선 기어(S1)와 제 1 캐리어(C1) 사이의 변속비를 「1」로 한 경우에, 변속비(ρ)에는 1보다 작은 값이 설정된다. 또한, 이 도면에서는 제 1 MG(12)의 회전수가 0일 때의 공선도를 나타내고 있다.
상술한 바와 같이 무단 변속 모드에서는 브레이크(23)를 해방 상태로 전환하므로, 제 2 선 기어(S2)가 공전한다. 그 때문에, 엔진(11)의 회전은, 제 1 유성 기어 기구(21)만을 개재하여 카운터축(15)에 전달된다. 그리고, 이 경우에는, 제 1 MG(12)의 회전수를 적절하게 조정함으로써, 엔진(11)의 회전수와 카운터축(15)의 회전수의 비(변속비)를 연속적으로 변경할 수 있다. 한편, 제 2 선 기어(S2)가 공전하기 때문에, 제 2 유성 기어 기구(22)는 엔진(11)의 회전의 전달에 기여하지 않는다.
오버 드라이브 모드에서는, 브레이크(23)를 로크 상태로 전환한다. 그리고, 제 1 MG(12)의 토크를 제로로 한다. 즉, 제 1 MG(12)를 공전시킨다. 도 3은, 오버 드라이브 모드일 때의 구동 장치(10A)의 공선도의 일례를 나타내고 있다. 또한, 이 도면에 있어서 도 2와 공통인 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다. 이 모드에서는, 브레이크(23)를 로크 상태로 전환하므로, 제 2 선 기어(S2)가 회전 불가능하게 로크된다. 그리고, 제 1 MG(12)가 공전하므로, 엔진(11)의 회전은 제 2 유성 기어 기구(22)만을 개재하여 카운터축(15)에 전달된다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 오버 드라이브 모드에서는, 카운터축(15)의 회전수가 엔진(11)의 회전수보다 높아진다. 그 때문에, 구동 장치(10A)는, 오버 드라이브 상태가 된다. 한편, 제 1 MG(12)가 공전하기 위해, 제 1 유성 기어 기구(21)는 엔진(11)의 회전의 전달에 기여하지 않는다. 또한, 상술한 바와 같이 제 2 선 기어(S2)와 제 2 캐리어(C2) 사이의 변속비를 1로 한 경우에, 제 2 캐리어(C2)와 제 2 링 기어(R2) 사이의 변속비(ρ)에는 1보다 작은 값이 설정된다. 그 때문에, 오버 드라이브 모드로 전환한 경우에, 제 2 선 기어(S2)의 회전수와 제 1 선 기어(S1)의 회전수의 차를 작게 할 수 있다. 따라서, 제 1 MG(12)의 회전수를 작게 할 수 있다.
상술한 바와 같이 무단 변속 모드에서는, 제 1 유성 기어 기구(21)로부터 토크가 출력된다. 한편, 오버 드라이브 모드에서는, 제 2 유성 기어 기구(22)로부터 토크가 출력된다. 단, 어느 모드에서도 토크는 최종적으로 동일한 카운터축(15)에 입력된다. 제 1 유성 기어 기구(21)의 회전수 및 제 2 유성 기어 기구(22)의 회전수는, 어느 모드에서도 동일해진다. 그 때문에, 카운터축(15)의 출력으로서는 변화하지 않는다. 단, 오버 드라이브 모드에서는, 엔진(11)의 회전수가 저하한다. 그 때문에, 제 2 유성 기어 기구(22)의 3개의 회전 요소로 오버 드라이브 상태를 만들고 있게 된다.
브레이크(23)는, 차량 제어 장치(30)로 제어된다. 차량 제어 장치(30)는, 마이크로 프로세서 및 그 동작에 필요한 RAM, ROM 등의 주변 기기를 포함한 컴퓨터 유닛으로서 구성되어 있다. 차량 제어 장치(30)는, 차량(1)을 적절하게 주행시키기 위한 각종 제어 프로그램을 유지하고 있다. 차량 제어 장치(30)는, 이들의 프로그램을 실행함으로써 엔진(11) 및 각 MG(12, 13) 등의 제어 대상에 대한 제어를 행하고 있다. 차량 제어 장치(30)에는, 차량(1)에 관련된 정보를 취득하기 위한 여러 가지 센서가 접속되어 있다. 차량 제어 장치(30)에는, 예를 들면 차속 센서(31)가 접속되어 있다. 차속 센서(31)는, 차량(1)의 속도(차속)에 대응한 신호를 출력한다. 이 밖에도 차량 제어 장치(30)에는 여러 가지 센서나 스위치 등이 접속되어 있지만, 그들의 도시는 생략했다.
차량 제어 장치(30)는, 차속에 의거하여 구동 장치(10A)의 모드를 전환한다. 차량 제어 장치(30)는, 차속이 미리 설정한 판정 속도 이상인 경우에 브레이크(23)를 로크 상태로 전환한다. 이에 따라 구동 장치(10A)의 모드가 오버 드라이브 모드로 전환된다. 또한, 판정 속도는, 차량(1)이 고속 주행하고 있는지의 여부를 판정하는 기준으로서 설정된다. 한편, 차량 제어 장치(30)는, 차속이 판정 속도 미만인 경우에 브레이크(23)를 해방 상태로 전환한다. 이에 따라 구동 장치(10A)의 모드가 무단 변속 모드로 전환된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 이 형태에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이 실질적으로 제 2 유성 기어 기구(22)의 3개의 회전 요소로 오버 드라이브 모드를 실현할 수 있다. 또, 무단 변속 모드도, 제 1 유성 기어 기구(21)의 3개의 회전 요소로 실현할 수 있다. 그 때문에, 무단 변속 모드 및 오버 드라이브 모드 중 어느 모드에서도 엔진(11)의 회전이 1개의 유성 기어 기구만을 개재하여 카운터축(15)에 전달된다. 따라서, 기계 손실을 저감할 수 있다.
또, 도 1에 나타낸 바와 같이 브레이크(23)는, 엔진(11)과 제 1 MG(12)의 사이에 두어지지 않도록 배치된다. 이 경우, 브레이크(23)의 외경을 작게 할 수 있다. 그 때문에, 브레이크(23)를 소형화할 수 있다.
차량(1)이 고속 주행하고 있는 경우에는, 브레이크(23)를 로크 상태로 전환하고, 또한 제 1 MG(12)의 토크를 제로로 한다. 이에 따라 구동 장치(10A)의 모드가 오버 드라이브 모드로 전환되므로, 엔진(11)의 회전수를 저하시킬 수 있다. 그 때문에, 연비를 향상시킬 수 있다.
이 형태에서는, 제 1 MG(12)가 본 발명의 모터·제너레이터에 대응한다. 제 1 유성 기어 기구(21)가 본 발명의 제 1 차동 기구에 대응한다. 제 1 선 기어(S1)가 본 발명의 제 1 차동 기구의 제 1 회전 요소에 대응한다. 제 1 링 기어(R1)가 본 발명의 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소에 대응한다. 제 1 캐리어(C1)가 본 발명의 제 1 차동 기구의 제 3 회전 요소에 대응한다. 제 2 유성 기어 기구(22)가 본 발명의 제 2 차동 기구에 대응한다. 제 2 선 기어(S2)가 본 발명의 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소에 대응한다. 제 2 링 기어(R2)가 본 발명의 제 2 차동 기구의 제 2 회전 요소에 대응한다. 제 2 캐리어(C2)가 본 발명의 제 2 차동 기구의 제 3 회전 요소에 대응한다. 브레이크(23)가 본 발명의 로크 수단에 대응한다. 차량 제어 장치(30)가 본 발명의 제어 수단에 대응한다. 이 형태에서는, 제 1 드라이브 기어(24) 및 제 1 드리븐 기어(25)로, 본 발명의 제 1 회전 전달 경로가 형성된다. 또, 제 2 드라이브 기어(26) 및 제 2 드리븐 기어(27)로, 본 발명의 제 2 회전 전달 경로가 형성된다.
(제 2 형태)
다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 제 2 형태에 관련된 구동 장치에 대하여 설명한다. 도 4는, 이 형태에 관련된 구동 장치(10B)의 스켈레톤도를 나타내고 있다. 또한, 이 도면에 있어서 도 1과 공통인 부분에는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략한다.
이 형태에서는, 제 1 링 기어(R1)의 외주면에 외치(T1)가 설치되어 있다. 이하, 이 외치(T1)를 제 1 외치라고 칭하는 경우가 있다. 또, 제 2 링 기어(R2)의 외주면에도 외치(T2)가 설치되어 있다. 이하, 이 외치(T2)를 제 2 외치라고 칭하는 경우가 있다. 또, 제 1 링 기어(R1)는, 제 2 링 기어(R2)보다 외경이 작아지도록 형성되어 있다. 그 때문에, 제 1 외치(T1)의 톱니수는, 제 2 외치(T2)의 톱니수보다 적다. 또한, 제 1 링 기어(R1)의 내경과 제 2 링 기어(R2)의 내경은 동일하고, 이들 링 기어(R1, R2)의 내치의 톱니수는 동일하다.
이 도면에 나타내는 바와 같이, 제 1 링 기어(R1) 및 제 2 링 기어(R2)의 직경 방향 외측에는, 그들 링 기어(R1, R2)의 축선과 평행해지도록 전달축(40)이 설치되어 있다. 전달축(40)에는, 제 1 중간 기어(41) 및 제 2 중간 기어(42)가 설치되어 있다. 제 1 중간 기어(41)는, 제 1 외치(T1)와 맞물려 있다. 제 2 중간 기어(42)는, 제 2 외치(T2)와 맞물려 있다. 그리고, 제 1 외치(T1)와 제 1 중간 기어(41)의 기어비(γ11)에는, 제 2 외치(T2)와 제 2 중간 기어(42)의 기어비(γ12)보다 큰 값이 설정되어 있다. 즉, 이들의 기어비는, γ11>γ12의 관계를 갖고 있다. 그 때문에, 제 1 링 기어(R1)의 회전수는, 제 2 링 기어(R2)의 회전수보다 낮아진다.
이 구동 장치(10B)에서도, 브레이크(23)의 상태를 전환함으로써 무단 변속 모드 및 오버 드라이브 모드가 실현된다. 무단 변속 모드에서는, 브레이크(23)를 해방 상태로 전환한다. 그 때문에, 제 2 선 기어(S2)가 공전한다. 이 경우, 엔진(11)의 회전은, 제 1 유성 기어 기구(21), 전달축(40), 제 2 링 기어(R2), 및 제 2 드라이브 기어(26)를 개재하여 카운터축(15)에 전달된다. 이때, 제 2 링 기어(R2)는, 제 2 중간 기어(42)의 회전을 제 2 드라이브 기어(26)에 전달하는 부재로서밖에 기능하지 않는다. 그 때문에, 이 무단 변속 모드에서도, 제 2 유성 기어 기구(22)는 엔진(11)의 회전의 전달에 기여하지 않는다.
오버 드라이브 모드에서는, 브레이크(23)를 로크 상태로 전환한다. 그리고, 제 1 MG(12)의 토크를 제로로 한다. 이 경우, 엔진(11)의 회전은, 제 2 유성 기어 기구(22) 및 제 2 드라이브 기어(26)를 개재하여 카운터축(15)에 전달된다. 그 때문에, 제 1 유성 기어 기구(21)는 엔진(11)의 회전의 전달에 기여하지 않는다.
또한, 이 형태에서도, 브레이크(23)는 차량 제어 장치(30)로 제어된다. 차량 제어 장치(30)는, 차속이 판정 속도 이상인 경우에 브레이크(23)를 로크 상태로 전환한다. 이에 따라 구동 장치(10B)의 모드가 오버 드라이브 모드로 전환된다. 한편, 차량 제어 장치(30)는, 차속이 판정 속도 미만의 경우에 브레이크(23)를 해방 상태로 전환한다. 이에 따라 구동 장치(10B)의 모드가 무단 변속 모드로 전환된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 이 형태에서도, 무단 변속 모드 및 오버 드라이브 모드의 양방의 모드에서 엔진(11)의 회전이 1개의 유성 기어 기구만을 개재하여 카운터축(15)에 전달된다. 따라서, 기계 손실을 저감할 수 있다. 또, 브레이크(23)가 엔진(11)과 제 1 MG(12)의 사이에 두어지지 않도록 배치된다. 그 때문에, 브레이크(23)를 소형화할 수 있다. 그리고, 차량(1)이 고속 주행하고 있는 경우에는, 구동 장치(10B)의 모드가 오버 드라이브 모드로 전환되므로, 연비를 향상시킬 수 있다.
이 형태에서는, 제 1 중간 기어(41), 전달축(40), 제 2 중간 기어(42), 제 2 링 기어(R2), 제 2 드라이브 기어(26), 및 제 2 드리븐 기어(27)로 본 발명의 제 1 회전 전달 경로가 형성된다.
본 발명은, 상술한 형태에 한정되지 않고, 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 구동 장치에 설치되는 유성 기어 기구는, 싱글 피니언형의 유성 기어 기구에 한정되지 않는다. 본 발명의 구동 장치에서는, 더블 피니언형의 유성 기어 기구를 사용해도 된다. 단, 이 경우에는 각 형태에 있어서의 링 기어와 캐리어의 접속처가 적절하게 변경된다.

Claims (3)

  1. 내연 기관과,
    모터·제너레이터와,
    구동륜과 동력 전달 가능하게 접속된 출력 부재와,
    서로 차동 회전 가능한 제 1 회전 요소, 제 2 회전 요소, 및 제 3 회전 요소를 갖고, 공선도 상에 있어서 상기 제 1 회전 요소와 상기 제 2 회전 요소의 사이에 상기 제 3 회전 요소가 배치되는 제 1 차동 기구와,
    서로 차동 회전 가능한 제 1 회전 요소, 제 2 회전 요소, 및 제 3 회전 요소를 갖고, 공선도 상에 있어서 상기 제 1 회전 요소와 상기 제 2 회전 요소의 사이에 상기 제 3 회전 요소가 배치되는 제 2 차동 기구와,
    상기 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소를 회전 불가능하게 로크하는 로크 상태와, 상기 제 2 차동 기구의 제 1 회전 요소의 회전을 허용하는 해방 상태로 전환 가능한 로크 수단을 구비하고,
    상기 내연 기관의 출력축, 상기 제 1 차동 기구의 제 3 회전 요소, 및 상기 제 2 차동 기구의 제 3 회전 요소가 일체로 회전하도록 연결되며,
    상기 모터·제너레이터의 출력축과 상기 제 1 차동 기구의 제 1 회전 요소가 일체로 회전하도록 연결되고,
    상기 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소가, 상기 출력 부재와 제 1 회전 전달 경로를 개재하여 회전 전달 가능하게 접속되며,
    상기 제 2 차동 기구의 제 2 회전 요소가, 상기 출력 부재와 제 2 회전 전달 경로를 개재하여 회전 전달 가능하게 접속되고,
    상기 제 1 회전 전달 경로는, 상기 제 1 차동 기구의 제 2 회전 요소로부터 상기 출력 부재에 회전이 제 1 변속비로 변속되어 전달되도록 형성되며,
    상기 제 2 회전 전달 경로는, 상기 제 2 차동 기구의 제 2 회전 요소로부터 상기 출력 부재에 회전이 상기 제 1 변속비보다 작은 제 2 변속비로 변속되어 전달되도록 형성되어 있는, 하이브리드 차량용 구동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내연 기관, 상기 모터·제너레이터, 상기 제 1 차동 기구, 상기 제 2 차동 기구, 및 상기 로크 수단이, 동축으로 배치되고,
    상기 제 1 차동 기구 및 상기 제 2 차동 기구는, 상기 내연 기관과 상기 모터·제너레이터의 사이에 배치되며,
    상기 로크 수단은, 상기 모터·제너레이터, 상기 제 1 차동 기구, 및 상기 제 2 차동 기구를 사이에 두고 상기 내연 기관과 반대의 측에 배치되어 있는 구동 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 차량의 속도가 미리 설정한 소정의 판정 속도 이상인 경우에, 상기 로크 수단을 상기 로크 상태로 전환함과 함께 상기 모터·제너레이터의 토크를 제로로 하는 제어 수단을 추가로 구비하고 있는 구동 장치.
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