JP2015107788A - ハイブリッド車両用変速装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなハイブリッド車両は、通常、エンジンとモータジェネレータとを動力源として使用する。ハイブリッド車両は、低速では相対的に低速トルク特性が良いモータジェネレータを主動力源として使用し、高速では相対的に高速トルク特性が良いエンジンを主動力源として使用する。
これにより、ハイブリッド車両は、低速区間で化石燃料を使用するエンジンの作動を停止し、モータジェネレータを使用するため、燃費改善と排気ガスの低減に優れた効果がある。
単一モード方式は、変速制御のためのクラッチ、及びブレーキのような連結手段が不要であるという長所はあるが、高速走行時には効率が低下して燃費が低くなり、また大型車両に適用するためには、付加的なトルク増加装置が必要であるという短所がある。
多重モード方式は、高速走行時の効率が高く、トルク増倍が可能に設計することができ、中大型車両にも適用可能であるという長所がある。
多重モード方式の変速装置は、遊星ギヤセットと、モータ及び発電機として使用される複数のモータジェネレータと、前記遊星ギヤセットの回転要素を制御することができるトルク伝達機構(摩擦要素及びシンクロナイザなど)と、モータジェネレータの動力源として使用されるバッテリーと、を含んで構成される。
また、前記多重モード方式の変速装置は、その連結構成によって耐久性、動力伝達効率、サイズなどが異なる特性があるため、ハイブリッド車両用変速装置の分野では、より堅固で、動力損失が少なく、コンパクトな動力伝達メカニズムを具現するための研究開発が続けられている。
また本発明は、低速走行及び高速走行における燃費効率を維持しつつ、全長を短くすることができるようにしたハイブリッド車両用変速装置を提供することを目的とする。
前記変速装置は、前記第3回転要素と前記出力ギヤとの間に配置され、前記第3回転要素と前記出力ギヤとを選択的に連結する第2クラッチをさらに含んでもよい。
前記変速装置は、前記入力軸と平行に配置された中間軸と、前記中間軸上に固定的に配置され、前記出力ギヤと噛み合う中間ギヤと、前記中間軸上に固定的に配置され、デファレンシャルの終減速ギヤに噛み合う駆動ギヤと、を含む減速ギヤ手段をさらに含んでもよい。
前記減速ギヤ手段は、前記中間ギヤに伝達された回転動力を減速し、減速された回転動力を前記デファレンシャルに伝達するようになっていてもよい。
前記変速装置は、前記リングギヤと前記出力ギヤとの間に配置され、前記リングギヤと前記出力ギヤとを選択的に連結する第2クラッチをさらに含んでもよい。
前記エンジンと入力軸との間には、トーションダンパが配置される。
前記減速ギヤ手段は、前記中間ギヤに伝達された回転動力を減速し、減速された回転動力を前記デファレンシャルに伝達するようになっていてもよい。
また、並列モードを具現することで、高速領域で連続モードの使用が不必要である。従って、燃費向上はもちろん、第2モータジェネレータMG2の容量を縮小することができる。
但し、本発明の実施例を明確に説明するために、説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の図面符号を適用して説明する。
以下の説明において、構成要素の名称を第1、第2等と区分したのは、その構成要素の名称が同一である場合にこれを区分するためのものであって、必ずしもその順序に限定されるものではない。
図1に示すように、本発明の実施例に係る変速装置は、動力源であるエンジンENGと第1、第2モータジェネレータMG1、MG2の動力を車両の走行状態により変速し、変速された動力を出力ギヤOGを通じて出力する。
トーションダンパDPは、ねじり衝撃が吸収可能なゴムまたはねじりスプリングなどで具現することができるが、これに限定されない。
サンギヤSは、入力軸ISと選択的に連結し、遊星キャリアPCは、入力軸ISと直接連結し、リングギヤRは、出力ギヤOGと選択的に連結すると同時に、第2モータジェネレータMG2とも選択的に連結する。
また、第1モータジェネレータMG1は、第1ローターRT1と第1ステータST1とを含む。第1ローターRT1は、遊星ギヤセットPGのサンギヤSと直接連結し、第1ステータST1は、変速機ハウジングHに固定される。
また、第2モータジェネレータMG2は、第2ローターRT2と第2ステータST2とを含む。第2ローターRT2は、出力ギヤOGと直接連結され、第2ステータST2は、変速機ハウジングHに固定される。
第2クラッチCL2は、遊星ギヤセットPGのリングギヤRと出力ギヤOGとの間に配置され、リングギヤRを出力ギヤOGに選択的に連結するように構成される。
第1、第2クラッチCL1、CL2は、油圧によって摩擦結合される多板式油圧摩擦結合ユニットからなるが、これに限定されるものではない。
デファレンシャルDIFFは、当業者に周知のように、駆動ギヤDGと終減速ギヤFGとのギヤ比によって減速された回転動力を道路状態及び走行状態により駆動軸DSを通じて左側及び右側駆動輪FWに分配して伝達する。
図2に示すように、本発明の実施例に係るハイブリッド車両用変速装置は、EVモードと、エンジンの始動と、連続モードと、動力分岐モードと、並列モードと、回生制動モードと、を具現することができる。
図3は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両用変速装置のEVモードにおける動力の流れを示した構成図である。
EVモードでは、エンジンENGが停止した状態を維持し、遊星ギヤセットPGが直接に変速に関与せず、出力ギヤOGに直接連結した第2モータジェネレータMG2の出力によって電子的無段変速が具現される。
図4に示すように、EVモードで車両の速度が増加した場合には、エンジンENGの始動が行われる。この時は、第1クラッチCL1が作動する。
エンジンENGが始動された後は、第1モータジェネレータMG1は止まり、連続モードに進入する。
図5に示すように、連続モードでも第1クラッチCL1のみが作動する。
従って、エンジンENGの回転動力が入力軸ISを通じて遊星ギヤセットPGのサンギヤSに入力され、遊星ギヤセットPGは、一つの回転体のように回転して第1モータジェネレータMG1が発電する。
図6に示すように、動力分岐モードでは、第2クラッチCL2のみが作動する。
動力分岐モードでは、エンジンENGの回転動力が主動力として使用され、第2モータジェネレータMG2の回転動力が補助動力として使用される。
このように、出力ギヤOGに入力されたエンジンENG及び第2モータジェネレータMG2の回転動力は、中間ギヤCG及び駆動ギヤDGを通じてデファレンシャルDIFFの終減速ギヤFGに伝達されて駆動輪FWを駆動させる。
図7に示すように、並列モードでは、第1、第2クラッチCL1、CL2が同時に作動する。
並列モードでは、エンジンENGの回転動力が主動力として使用され、第2モータジェネレータMG2の回転動力が補助動力として使用される。
このように、出力ギヤOGに入力されたエンジンENG及び第2モータジェネレータMG2の回転動力は、中間ギヤCG及び駆動ギヤDGを通じてデファレンシャルDIFFの終減速ギヤFGに伝達されて駆動輪FWを駆動させる。
図8に示すように、回生制動モードは、EVモードと同様に、第1、第2クラッチCL1、CL2の両方とも作動しない。
つまり、回生制動モードでは、駆動輪FWからの入力される回生動力が、デファレンシャルDIFFの終減速ギヤFG、駆動ギヤDG、中間ギヤCG、及び出力ギヤOGを通じて第2モータジェネレータMG2に伝達され、第2モータジェネレータMG2が発電する。
MG1、MG2 第1、第2モータジェネレータ
IS 入力軸
OG 出力ギヤ
PG 遊星ギヤセット
PC 遊星キャリア
S サンギヤ
R リングギヤ
Claims (13)
- エンジンの回転動力が伝達されるように配置された入力軸と、
モータまたはジェネレータとして作動可能な第1モータジェネレータと、
モータまたはジェネレータとして作動可能で、出力ギヤと直接連結する第2モータジェネレータと、
前記第1モータジェネレータと直接連結し、前記入力軸に選択的に連結する第1回転要素と、前記入力軸と直接連結する第2回転要素と、前記出力ギヤと選択的に連結する第3回転要素と、を含む遊星ギヤセットと、
を含むことを特徴とするハイブリッド車両用変速装置。 - 前記遊星ギヤセットの第1回転要素と入力軸との間に配置され、第1回転要素と入力軸とを選択的に連結する第1クラッチをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用変速装置。
- 前記第3回転要素と前記出力ギヤとの間に配置され、前記第3回転要素と前記出力ギヤとを選択的に連結する第2クラッチをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用変速装置。
- 前記遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第1回転要素がサンギヤであり、第2回転要素が遊星キャリアであり、第3回転要素がリングギヤであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用変速装置。
- 前記入力軸と平行に配置された中間軸と、前記中間軸上に固定的に配置され、前記出力ギヤと噛み合う中間ギヤと、前記中間軸上に固定的に配置され、デファレンシャルの終減速ギヤに噛み合う駆動ギヤと、を含む減速ギヤ手段をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用変速装置。
- 前記エンジンと入力軸との間には、トーションダンパが配置されることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用変速装置。
- 前記減速ギヤ手段は、前記中間ギヤに伝達された回転動力を減速し、減速された回転動力を前記デファレンシャルに伝達することを特徴とする請求項5に記載のハイブリッド車両用変速装置。
- エンジンの回転動力が伝達されるように配置された入力軸と、
モータまたはジェネレータとして作動可能な第1モータジェネレータと、
モータまたはジェネレータとして作動可能で、出力ギヤと直接連結する第2モータジェネレータと、
前記第1モータジェネレータと直接連結すると同時に前記入力軸に選択的に連結するサンギヤと、前記入力軸と直接連結する遊星キャリアと、前記出力ギヤと選択的に連結するリングギヤと、を含む遊星ギヤセットと、
前記出力ギヤに伝達された回転動力をデファレンシャルに伝達する減速ギヤ手段と、
を含むことを特徴とするハイブリッド車両用変速装置。 - 前記サンギヤと入力軸との間に配置され、サンギヤと入力軸とを選択的に連結する第1クラッチをさらに含むことを特徴とする請求項8に記載のハイブリッド車両用変速装置。
- 前記リングギヤと前記出力ギヤとの間に配置され、前記リングギヤと前記出力ギヤとを選択的に連結する第2クラッチをさらに含むことを特徴とする請求項8に記載のハイブリッド車両用変速装置。
- 前記減速ギヤ手段は、
前記入力軸と平行に配置された中間軸と、
前記中間軸上に固定的に配置され、前記出力ギヤと噛み合う中間ギヤと、
前記中間軸上に固定的に配置され、デファレンシャルの終減速ギヤに噛み合う駆動ギヤと、
を含むことを特徴とする請求項8に記載のハイブリッド車両用変速装置。 - 前記エンジンと入力軸との間に、トーションダンパが配置されることを特徴とする請求項8に記載のハイブリッド車両用変速装置。
- 前記減速ギヤ手段は、前記中間ギヤに伝達された回転動力を減速し、減速された回転動力を前記デファレンシャルに伝達することを特徴とする請求項11に記載のハイブリッド車両用変速装置。
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