KR100756726B1

KR100756726B1 - 하이브리드 차량의 파워트레인 구조

Info

Publication number: KR100756726B1
Application number: KR1020060077738A
Authority: KR
Inventors: 황경원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2007-09-07

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 파워트레인의 차량 탑재성을 확보할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 제공한다.

Description

하이브리드 차량의 파워트레인 구조{power train structure of a hybrid vehicle}

도 1은 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 설명한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 엔진 3; 제너레이터모터

5; 구동모터 7; 보조모터

9; 아웃터로터 11; 제1유성기어세트

13; 제2유성기어세트 15; 디퍼렌셜

17; 통합링 19; 스테이터

21; 출력기어 23; 연결기어유닛

25; 회전축 27; 구동기어

29; 종동기어

본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인 구조에 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 파워트레인의 차량 탑재성을 확보할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인 구조는

엔진과;

상기 엔진의 출력축과 동심축을 이루어 엔진에 인접하게 배치된 제너레이터모터와;

상기 제너레이터모터의 엔진 반대측에 상기 엔진의 출력축과 동심축을 이루어 배치된 구동모터와;

상기 제너레이터모터의 외주에 설치된 아웃터로터형 보조모터와;

상기 엔진에 캐리어가 연결되고, 상기 제너레이터모터에 선기어가 연결되며, 상기 보조모터의 아웃터로터에 링기어가 연결된 제1유성기어세트와;

상기 제1유성기어세트의 링기어에 일체로 연결된 링기어를 구비하고 상기 구동모터에 연결된 제2유성기어세트와;

상기 제1유성기어세트의 링기어와 제2유성기어세트의 링기어 및 상기 보조모터의 아웃터로터를 연결하며 디퍼렌셜로 동력을 인출하도록 된 통합링;

을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

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

도 2를 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진(1)과; 상기 엔진(1)의 출력축과 동심축을 이루어 엔진(1)에 인접하게 배치된 제너레이터모터(3)와; 상기 제너레이터모터(3)의 엔진(1) 반대측에 상기 엔진(1)의 출력축과 동심축을 이루어 배치된 구동모터(5)와; 상기 제너레이터모터(3)의 외주에 설치된 아웃터로터형 보조모터(7)와; 상기 엔진(1)에 캐리어가 연결되고, 상기 제너레이터모터(3)에 선기어가 연결되며, 상기 보조모터(7)의 아웃터로터(9)에 링기어가 연결된 제1유성기어세트(11)와; 상기 제1유성기어세트(11)의 링기어에 일체로 연결된 링기어를 구비하고 상기 구동모터(5)에 연결된 제2유성기어세트(13)와; 상기 제1유성기어세트(11)의 링기어와 제2유성기어세트(13)의 링기어 및 상기 보조모터(7)의 아웃터로터(9)를 연결하며 디퍼렌셜(15)로 동력을 인출하도록 된 통합링(17)을 포함하여 구성된다.

즉, 상기 엔진(1)과 제너레이터모터(3) 및 구동모터(5)의 배치 및 크기 등은 종래와 동일 또는 거의 유사하며, 상기 제너레이터모터(3)의 외주에 아웃터로터(9)형의 보조모터(7)를 채용하고, 상기 구동모터(5)의 출력을 제2유성기어세트(13)를 통하여 상기 보조모터(7)의 동력과 병합하여 출력할 수 있도록 한 것이다.

상기 제2유성기어세트(13)의 캐리어는 고정되고, 선기어는 상기 구동모터(5)의 출력축에 연결되어 있다. 따라서, 상기 구동모터(5)에서 제공되는 회전력은 상기 제2유성기어세트(13)의 감속비에 따라 토크가 증대되어 상기 통합링(17)에 제공되게 된다.

상기 보조모터(7)는 상술한 바와 같이 스테이터(19)가 내측에 위치하여 상기 제너레이터모터(3)의 외주에 인접하게 배치되고, 아웃터로터(9)가 상기 통합링(17)에 일체로 연결되도록 구성하였다.

상기 통합링(17)으로부터 디퍼렌셜(15)로의 동력 인출은 출력기어(21)와 연결기어유닛(23)을 통해 이루어지도록 하였는 바, 상기 출력기어(21)는 상기 통합링(17)의 외주에 일체로 구비되어 있으며, 상기 연결기어유닛(23)은 상기 엔진(1)의 출력축과 평행하게 배치된 회전축(25)과, 상기 회전축(25)의 일측에 설치되어 상기 출력기어(21)에 치합되는 구동기어(27) 및 상기 회전축(25)의 타측에 설치되어 디퍼렌셜(15)의 링기어에 치합되는 종동기어(29)로 이루어진다.

따라서, 종래에 비하여 하나의 축이 줄어들고, 직접 기어에 의해 동력의 인출이 이루어지므로, 보다 정숙하고 안정된 동력인출이 가능함은 물론 파워트레인의 부피를 크게 축소할 수 있다.

한편, 상기 제1유성기어세트(11)는 상기 제너레이터모터(3)와 상기 구동모 터(5) 사이에 배치되고, 상기 제2유성기어세트(13)는 상기 제1유성기어세트(11)와 상기 구동모터(5) 사이에 배치된 구조이다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

차량의 출발시나 가속시 등과 같이 높은 토크가 요구될 때, 상기 구동모터(5)에서 제공되는 출력은 상기 제2유성기어세트(13)를 통해 토크가 증가되어 상기 통합링(17)으로 전달되고, 상기 보조모터(7)의 구동력도 상기 통합링(17)에 추가되어, 상기 출력기어(21) 및 연결기어유닛(23)을 통하여 디퍼렌셜(15)로 전달되게 된다.

따라서, 종래에 비하여 구동모터(5)의 부피를 크게 증가시키지 않고도 하이브리드 차량에서 필요로 하는 구동력을 충분히 제공할 수 있도록 한다.

본 실시예의 경우 상기 제1유성기어세트(11)와 구동모터(5) 사이에 제2유성기어세트(13)의 폭만큼만 파워트레인의 길이증가가 있을 뿐, 오히려 여기에 수직한 방향으로는 종래에 비하여 축의 개수가 축소되므로 부피가 축소되는 효과를 얻을 수 있다.

물론, 상기 제너레이터모터(3)는 종래와 마찬가지로 주로 엔진(1)의 시동이나 주행중 제공되는 동력을 이용하여 발전을 하는 용도로 활용된다.

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 파워트레인의 차량 탑재성을 확보 할 수 있도록 한다.

Claims

엔진과;

상기 엔진의 출력축과 동심축을 이루어 엔진에 인접하게 배치된 제너레이터모터와;

상기 제너레이터모터의 엔진 반대측에 상기 엔진의 출력축과 동심축을 이루어 배치된 구동모터와;

상기 제너레이터모터의 외주에 설치된 아웃터로터형 보조모터와;

상기 엔진에 캐리어가 연결되고, 상기 제너레이터모터에 선기어가 연결되며, 상기 보조모터의 아웃터로터에 링기어가 연결된 제1유성기어세트와;

상기 제1유성기어세트의 링기어에 일체로 연결된 링기어를 구비하고 상기 구동모터에 연결된 제2유성기어세트와;

상기 제1유성기어세트의 링기어와 제2유성기어세트의 링기어 및 상기 보조모터의 아웃터로터를 연결하며 디퍼렌셜로 동력을 인출하도록 된 통합링;

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

상기 제2유성기어세트의 캐리어는 고정되고, 선기어는 상기 구동모터의 출력축에 연결된 것

을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.
청구항 1에 있어서, 상기 통합링으로부터 디퍼렌셜로의 동력 인출은

상기 통합링의 외주에 구비된 출력기어와;

상기 엔진의 출력축과 평행하게 배치된 회전축과, 상기 회전축의 일측에 설치되어 상기 출력기어에 치합되는 구동기어 및 상기 회전축의 타측에 설치되어 디퍼렌셜의 링기어에 치합되는 종동기어로 이루어진 연결기어유닛;

을 통해 이루어지는 것

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

상기 제1유성기어세트는 상기 제너레이터모터와 상기 구동모터 사이에 배치되고;

상기 제2유성기어세트는 상기 제1유성기어세트와 상기 구동모터 사이에 배치된 것

을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.