KR100747262B1

KR100747262B1 - 하이브리드 차량의 파워트레인

Info

Publication number: KR100747262B1
Application number: KR1020060075545A
Authority: KR
Inventors: 황경원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2006-08-10
Publication date: 2007-08-07

Abstract

본 발명은 구동모터의 체적을 증대시키지 않고도 구동모터가 제공해야할 토크를 충분히 확보할 수 있도록 함으로써, 하이브리드 차량의 원활한 구동 특성을 발휘할 수 있도록 함은 물론 구동모터의 용량의 증대시키기 위해 구동모터가 차지하는 부피를 증가시키는 경우에도 파워트레인의 길이를 증가시키지 않을 수 있어서 파워트레인의 차량 탑재성을 확보할 수 있도록 한다.

Description

하이브리드 차량의 파워트레인{power train for a hybrid vehicle}

도 1은 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 엔진 3; 제너레이터모터

5; 제1유성기어세트 7; 구동모터

9; 제2유성기어세트 11; 디퍼렌셜

13; 외접기어 15; 연결기어유닛

17; 체인스프로켓 19; 체인

21; 매개기어유닛 23; 아이들러기어

본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동모터의 체적을 크게 증가시키지 않고도 필요로 하는 출력을 얻을 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 도시한 것으로서, 엔진(500)으로부터 동력을 전달받는 입력축(502)과 동심축을 이루어 제너레이터모터(504)와 구동모터(506)가 설치되어 있으며, 상기 엔진(500)과 제너레이터모터(504) 및 구동모터(506)의 사이에는 유성기어세트(508)가 설치되어 있어서, 상기 유성기어세트(508)의 링기어로부터 체인으로 동력을 인출하여 디퍼렌셜(510)로 전달하도록 되어 있다.

상기 유성기어세트(508)의 선기어에 제너레이터모터(504)가 연결되고, 링기어에 구동모터(506)가 연결되며, 캐리어에 엔진(500)이 연결된 구조이다.

상기한 바와 같은 파워트레인 구조에서, 상기 제너레이터모터(504)는 주로 엔진(500)의 시동과 발전을 담당하며, 상기 구동모터(506)는 차량의 출발과 엔진(500)의 동력을 보조하는 역할을 한다.

차량의 출발시에는 낮은 회전수에서 엔진(500)에 비해 상대적으로 토크 효율이 우수한 모터를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 구조에서 상기 구동모터(506)는 유성기어세트(508)의 링기어에 연결되는 구조를 가지고 있어서, 하이브리드 차량에 충분한 구동력을 발휘할 수 있도록 하기 위해서는 구동모터(506)의 용량을 크게 설정해야 하는 것이 불가피하다.

그런데, 상기와 같은 구조에서 구동모터(506)의 용량을 크게 설정하기 위해서는 구동모터(506)의 좌측으로 공간의 확보가 필요하게 되는데, 이는 파워트레인의 길이를 길게 하여 차량에의 탑재성을 저하시키게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구동모터의 체적을 증대시키지 않고도 구동모터가 제공해야할 토크를 충분히 확보할 수 있도록 함으로써, 하이브리드 차량의 원활한 구동 특성을 발휘할 수 있도록 함은 물론 구동모터의 체적을 증가시키는 경우에도 파워트레인의 차량 탑재성을 확보할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인은

엔진의 출력축에 동심축을 이루어 배치된 제너레이터모터와;

선기어와 캐리어 및 링기어를 포함하며 이들 중 두 요소가 상기 엔진과 제너레이터모터에 각각 연결되는 제1유성기어세트와;

상기 엔진의 출력축과 이격되고 평행한 회전축을 가지며, 상기 엔진에 대하여 상기 제너레이터모터와 동일한 방향에 설치된 구동모터와;

선기어와 캐리어 및 링기어를 포함하며 이들 중 한 요소는 상기 구동모터에 연결되고 다른 한 요소는 고정되며, 나머지 한 요소는 상기 제1유성기어세트와 연결된 제2유성기어세트와;

상기 제2유성기어세트로부터 디퍼렌셜로 동력을 인출하는 동력인출수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진(1)의 출력축에 동심축을 이루어 배치된 제너레이터모터(3)와; 선기어와 캐리어 및 링기어를 포함하며 이들 중 두 요소가 상기 엔진(1)과 제너레이터모터(3)에 각각 연결되는 제1유성기어세트(5)와; 상기 엔진(1)의 출력축과 이격되고 평행한 회전축을 가지며, 상기 엔진(1)에 대하여 상기 제너레이터모터(3)와 동일한 방향에 설치된 구동모터(7)와; 선기어와 캐리어 및 링기어를 포함하며 이들 중 한 요소는 상기 구동모터(7)에 연결되고 다른 한 요소는 고정되며, 나머지 한 요소는 상기 제1유성기어세트(5)와 연결된 제2유성기어세트(9)와; 상기 제2유성기어세트(9)로부터 디퍼렌셜(11)로 동력을 인출하는 동력인출수단을 포함하여 구성된다.

본 실시예에서 상기 제1유성기어세트(5)의 캐리어는 상기 엔진(1)의 출력축에 연결되고, 선기어는 상기 제너레이터모터(3)에 연결되며, 링기어는 상기 제2유성기어세트(9)와 연결되고; 상기 제2유성기어세트(9)의 캐리어는 고정되며, 선기어는 상기 구동모터(7)에 연결되고, 링기어는 상기 제1유성기어세트(5) 및 상기 동력인출수단과 연결되도록 하였다.

도 2의 실시예와 도 3의 실시예는 다소 차이가 있는데, 상기 제1유성기어세트(5)와 제2유성기어세트(9)의 연결 및 상기 동력인출수단에 차이가 있다.

즉, 도 2의 실시예의 경우, 상기 제1유성기어세트(5)의 링기어와 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어는 서로 치합되도록 각각 구비된 외접기어(13)로 연결되고; 상기 동력인출수단은 상기 제2유성기어세트(9)의 회전축과 동심축을 이루는 회전축을 가지고, 일단이 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어에 결합되고, 타단이 디 퍼렌셜(11)의 링기어에 치합된 연결기어유닛(15)을 포함하여 구성된 구조이다.

도 3의 실시예의 경우에는 상기 제1유성기어세트(5)의 링기어와 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어는 외주면에 각각 체인스프로켓(17)이 구비되고, 상기 체인스프로켓(17)들은 체인(19)에 의해 연결된다.

또한, 상기 동력인출수단은 상기 제2유성기어세트(9)의 회전축과 동심축을 이루는 회전축을 가지고, 일단이 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어에 결합되고, 타단에 종동기어가 구비된 매개기어유닛(21)과; 상기 종동기어와 디퍼렌셜(11)의 링기어에 동시에 치합되어 회전방향을 전환하도록 설치된 아이들러기어(23)를 포함하여 구성하였다.

상기와 같이 도 2와 구조상의 차이를 가지는 도 3의 실시예는 엔진(1)의 출력축에 대한 상기 구동모터(7) 및 제2유성기어세트(9)의 회전축의 거리에 대한 자유도를 증대할 수 있도록 하기 위하여 체인(19)으로 연결한 것이며, 그에 따라 회전방향을 조절하기 위해 상기 아이들러기어(23)가 더 구비된 상태이다.

상기와 같이 구성된 파워트레인에서 상기 제너레이터모터(3)에서는 제공되는 동력에 의해 주로 발전을 담당하여, 상기 구동모터(7)를 구동하기 위한 전기를 배터리에 충전하는 역할을 하며; 상기 구동모터(7)는 차량의 초기 출발시 등과 같은 경우에 전기차 모드로 차량이 주행될 수 있도록 하여 연비를 향상시키고, 유해배출물을 저감 또는 발생시키지 않는 상태에서 차량의 주행이 이루어질 수 있도록 한다.

물론, 상기 구동모터(7)는 엔진(1)의 구동력을 보조하여, 차량의 가속성을 향상시키고 큰 부하에 대응할 수 있도록 한다.

상기 구동모터(7)의 출력은 상기 제2유성기어세트(9)를 통하여 감속되어 토크가 증대된 상태로 공급되므로, 구동모터(7)의 크기를 증대시키지 않고도 하이브리드 차량에서 필요로 하는 출력토크를 제공할 수 있도록 하며, 이는 파워트레인의 길이 및 부피를 증가시키지 않을 수 있는 상태에서 충분한 출력을 얻을 수 있도록 하여 차량에의 탑재성을 확보할 수 있도록 한다.

특히, 상기 구동모터(7)와 제너레이터모터(3)가 엔진(1)에 대하여 동일한 방향에 서로 축을 달리하여 평행하게 설치되도록 함으로써, 상기 구동모터(7)의 용량을 증대시킨다고 하더라도 파워트레인의 길이를 종래에 비하여 증가시키지 않을 수 있어서, 차량에의 탑재성을 유지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 구동모터의 체적을 증대시키지 않고도 구동모터가 제공해야할 토크를 충분히 확보할 수 있도록 함으로써, 하이브리드 차량의 원활한 구동 특성을 발휘할 수 있도록 함은 물론 구동모터의 용량의 증대시키기 위해 구동모터가 차지하는 부피를 증가시키는 경우에도 파워트레인의 길이를 증가시키지 않을 수 있어서 파워트레인의 차량 탑재성을 확보할 수 있도록 한다.

Claims

엔진의 출력축에 동심축을 이루어 배치된 제너레이터모터와;

선기어와 캐리어 및 링기어를 포함하며 이들 중 두 요소가 상기 엔진과 제너레이터모터에 각각 연결되는 제1유성기어세트와;

상기 엔진의 출력축과 이격되고 평행한 회전축을 가지며, 상기 엔진에 대하여 상기 제너레이터모터와 동일한 방향에 설치된 구동모터와;

선기어와 캐리어 및 링기어를 포함하며 이들 중 한 요소는 상기 구동모터에 연결되고 다른 한 요소는 고정되며, 나머지 한 요소는 상기 제1유성기어세트와 연결된 제2유성기어세트와;

상기 제2유성기어세트로부터 디퍼렌셜로 동력을 인출하는 동력인출수단;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
청구항 1에 있어서,

상기 제1유성기어세트의 캐리어는 상기 엔진의 출력축에 연결되고, 선기어는 상기 제너레이터모터에 연결되며, 링기어는 상기 제2유성기어세트와 연결되는 것

을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
청구항 1에 있어서,

상기 제2유성기어세트의 캐리어는 고정되고, 선기어는 상기 구동모터에 연결되며, 링기어는 상기 제1유성기어세트 및 상기 동력인출수단과 연결되는 것

을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
청구항 1에 있어서,

상기 제1유성기어세트의 캐리어는 상기 엔진의 출력축에 연결되고, 선기어는 상기 제너레이터모터에 연결되며, 링기어는 상기 제2유성기어세트와 연결되고;

상기 제2유성기어세트의 캐리어는 고정되며, 선기어는 상기 구동모터에 연결되고, 링기어는 상기 제1유성기어세트 및 상기 동력인출수단과 연결되는 것

을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
청구항 4에 있어서,

상기 제1유성기어세트의 링기어와 상기 제2유성기어세트의 링기어는 서로 치합되도록 각각 구비된 외접기어로 연결된 것

을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
청구항 5에 있어서, 상기 동력인출수단은

상기 제2유성기어세트의 회전축과 동심축을 이루는 회전축을 가지고, 일단이 상기 제2유성기어세트의 링기어에 결합되고, 타단이 디퍼렌셜의 링기어에 치합된 연결기어유닛;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
청구항 4에 있어서,

상기 제1유성기어세트의 링기어와 상기 제2유성기어세트의 링기어는 외주면에 각각 체인스프로켓이 구비되고;

상기 체인스프로켓들은 체인에 의해 연결된 것

을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
청구항 7에 있어서, 상기 동력인출수단은

상기 제2유성기어세트의 회전축과 동심축을 이루는 회전축을 가지고, 일단이 상기 제2유성기어세트의 링기어에 결합되고, 타단에 종동기어가 구비된 매개기어유닛과;

상기 종동기어와 디퍼렌셜의 링기어에 동시에 치합되어 회전방향을 전환하도록 설치된 아이들러기어;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.