KR100774664B1 - Power train of a hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 구조도,1 is a structural diagram showing a power train of a hybrid vehicle according to the prior art,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 구조도,2 is a structural diagram showing a power train of a hybrid vehicle according to the present invention;
도 3은 차량의 출발 초기에 유성기어세트의 레버해석도이다.3 is a lever analysis diagram of the planetary gear set at the start of the vehicle.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
1; 구동측풀리 3; 엔진One;
5; 종동측풀리 7; 디퍼렌셜5;
9; CVT 11; 엔진클러치9; CVT 11; Engine clutch
13; 모터 15; 유성기어세트13;
17; 브레이크 19; 접속클러치17; Brake 19; Connection Clutch
21; 전동식오일펌프 23; 밸브바디21;
25; 플라이휠 27; 토셔널댐퍼25; Flywheel 27; National Damper
본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 변속기를 그대로 사용하거나 부분적인 수정을 통해 사용하면서 하이브리 드 파워트레인을 구성하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a power train of a hybrid vehicle, and more particularly, to a technique of configuring a hybrid power train while using a conventional transmission as it is or through partial modification.
종래의 순수한 소프트타입 하이브리드 파워트레인은 모터와 엔진이 직결되어 있어서, 모터만으로 차량이 구동되는 전기차모드의 구현이 불가능하고, 모터는 단지 엔진이 최적의 상태로 운전되도록 동력을 보조하고 회생제동시 발전기로 작용하여 전기를 충전하여 둠으로써 파워트레인 시스템의 전체적인 효율을 향상시키는 데에 기여하도록 되어 있다.In the conventional pure soft type hybrid powertrain, the motor and the engine are directly connected to each other, and thus, the electric vehicle mode in which the vehicle is driven by the motor alone is not possible. It is designed to contribute to improving the overall efficiency of the powertrain system by charging the electricity.
상기와 같은 소프트타입 하이브리드 파워트레인은 변속기구와 엔진의 커다란 변화 없이 모터를 추가로 장착하여 하이브리드 파워트레인을 구성할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 상기한 바와 같이 모터만에 의한 전기차모드의 구현이 불가하여, 저속에서 토크특성이 우수한 모터의 장점을 충분히 활용할 수 없고, 배기가스를 전혀 배출하지 않는 주행 상태를 얻을 수 없다.The soft type hybrid powertrain as described above has the advantage that a hybrid powertrain can be configured by additionally installing a motor without a large change in the transmission mechanism and the engine, but as described above, the electric vehicle mode can not be implemented by the motor alone. In other words, it is impossible to fully utilize the advantages of a motor having excellent torque characteristics at low speeds, and to obtain a driving state in which exhaust gas is not emitted at all.
도 1에는 상기한 바와 같은 종래의 하이브리드 차량의 파워트레인이 도시되어 있는바, 엔진(500)의 출력축에 모터(502)가 연결된 상태에서, 클러치(504)를 통해 CVT(Continuously Variable Transmission: 506)에 연결된 구조이다.1 shows a powertrain of a conventional hybrid vehicle as described above. With a
상기와 같은 구조에서는 모터(502)만에 의해 차량이 구동되는 순수한 전기차모드의 구현이 불가능하다.In such a structure, it is impossible to implement a pure electric vehicle mode in which the vehicle is driven by the
또한, 차량의 출발시 등과 같이 큰 토크가 필요한 경우에는, 충분한 토크를 상기 모터(502)에서 발생시키기 위해 모터(502)의 용량을 크게 확보하거나 모터(502)의 회전을 적절히 감속하여 토크를 증대시켜야 하는 문제점이 있다.In addition, when a large torque is required, such as at the start of the vehicle, to secure sufficient capacity of the
그러나, 모터(502)의 회전을 감속시켜서 변속기로 공급하면, 차량의 출발시 에 높은 토크를 얻을 수는 있으나, 차속의 증가에 따라 모터(502)의 속도가 지나치게 높아지므로, 파워트레인의 효율을 고려할 때 모터(502)만에 의한 전기차모드로 운행할 수 있는 구간이 짧아지게 되는 문제점이 있다.However, if the rotation of the
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모터만에 의한 전기차모드를 구현할 수 있도록 함은 물론, 차량의 출발시 등과 같은 경우에는 모터만의 구동에 의해서 매우 높은 토크를 제공할 수 있고, 비교적 높은 차속에서도 모터는 비교적 낮은 속도로 구동될 수 있도록 하여 전기차모드로 차량이 구동될 수 있는 구간을 비교적 넓게 확보할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, it is possible to implement the electric vehicle mode only by the motor, of course, such as in the case of starting of the vehicle to provide a very high torque by driving only the motor. In addition, the object of the present invention is to provide a power train of a hybrid vehicle that enables the motor to be driven at a relatively low speed even at a relatively high vehicle speed to secure a relatively wide section in which the vehicle can be driven in the electric vehicle mode.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인은The powertrain of the hybrid vehicle of the present invention for achieving the above object is
구동측풀리가 엔진에 연결되고 종동측풀리가 디퍼렌셜에 연결된 CVT와;A CVT with a drive side pulley connected to the engine and a driven side pulley connected to the differential;
상기 CVT의 구동측풀리와 엔진 사이에 설치된 엔진클러치와;An engine clutch installed between the drive side pulley of the CVT and the engine;
상기 CVT의 종동측풀리에 연결된 모터와;A motor connected to the driven side pulley of the CVT;
상기 모터와 종동측풀리 사이에 위치하여 링기어가 상기 모터의 로터에 연결되고 캐리어가 상기 종동측풀리에 연결된 유성기어세트와;A planetary gear set positioned between the motor and the driven pulley and having a ring gear connected to the rotor of the motor and a carrier connected to the driven pulley;
상기 유성기어세트의 선기어를 고정하거나 회전 가능하게 조절하도록 설치된 브레이크와;A brake installed to fix or rotatably adjust the sun gear of the planetary gear set;
상기 유성기어세트의 캐리어와 링기어를 서로 연결하거나 단절시킨 상태를 전환하도록 설치된 접속클러치와;A connection clutch provided to switch a state in which the carrier and the ring gear of the planetary gear set are connected to or disconnected from each other;
상기 엔진클러치와 엔진 사이에 설치된 진동감쇠수단과;Vibration damping means provided between the engine clutch and the engine;
상기 CVT의 외측에 구비된 전동식오일펌프와;An electric oil pump provided outside the CVT;
상기 전동식오일펌프로부터의 유압으로 상기 브레이크와 접속클러치를 제어하는 밸브바디;A valve body for controlling the brake and the connection clutch by hydraulic pressure from the electric oil pump;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Characterized in that configured to include.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2를 참조하면, 본 발명 실시예는 구동측풀리(1)가 엔진(3)에 연결되고 종동측풀리(5)가 디퍼렌셜(7)에 연결된 CVT(9)와; 상기 CVT(9)의 구동측풀리(1)와 엔진(3) 사이에 설치된 엔진클러치(11)와; 상기 CVT(9)의 종동측풀리(5)에 연결된 모터(13)와; 상기 모터(13)와 종동측풀리(5) 사이에 위치하여 링기어가 상기 모터(13)의 로터에 연결되고 캐리어가 상기 종동측풀리(5)에 연결된 유성기어세트(15)와; 상기 유성기어세트(15)의 선기어를 고정하거나 회전 가능하게 조절하도록 설치된 브레이크(17)와; 상기 유성기어세트(15)의 캐리어와 링기어를 서로 연결하거나 단절시킨 상태를 전환하도록 설치된 접속클러치(19)와; 상기 엔진클러치(11)와 엔진(3) 사이에 설치된 진동감쇠수단과; 상기 CVT(9)의 외측에 구비된 전동식오일펌프(21)와; 상기 전동식오일펌프(21)로부터의 유압으로 상기 브레이크(17)와 접속클러치(19)를 제어하는 밸브바디(23)를 포함하여 구성된다.2, the embodiment of the present invention includes a CVT 9 having a drive side pulley 1 connected to the
본 실시예에서 상기 진동감쇠수단은 상기 엔진(3)의 출력축에 설치된 플라이휠(25)과, 토셔널댐퍼(27)로 구성하였다. 그러나 경우에 따라서는 상기 엔진(3)과 접속클러치(19) 사이에 토크컨버터를 설치하여 구성할 수도 있을 것이다.In the present embodiment, the vibration damping means is composed of a
따라서, 상기 엔진(3)에서 CVT(9)로 공급되는 회전력은 상기 플라이휠(25)과 토셔널댐퍼(27)에 의해 맥동이 감쇠된 상태에서 공급되게 된다.Therefore, the rotational force supplied from the
종래에는 엔진(3)과 모터(13)가 직접적으로 연결되어 있어서, 전기차모드의 구현이 불가능하였으나, 본 실시예에서는 상기 모터(13)가 엔진(3)과 직접적으로 연결되지 않고 상기 종동측풀리(5)에 모터(13)가 연결된 구조이어서, 상기 엔진클러치(11)가 차단된 상태에서는 모터(13)의 회전력이 엔진(3)과 무관하게 디퍼렌셜(7)을 통해 구동륜으로 제공될 수 있어서, 순수한 전기차모드의 구현이 가능하다.Conventionally, since the
물론, 전기차모드의 이후에 상기 엔진클러치(11)를 연결하여 엔진(3)으로부터의 동력이 상기 구동측풀리(1)에 공급되도록 한 상태에서 상기 모터(13)로부터의 동력이 상기 종동측풀리(5)로 입력되면 하이브리드모드가 구현된다.Of course, after the electric vehicle mode, the
차량의 출발 초기에는 상기 전동식오일펌프(21)에서 제공되는 유압으로 상기 밸브바디(23)가 상기 브레이크(17)를 작동시켜서, 상기 유성기어세트(15)의 선기어가 고정되도록 하고, 상기 접속클러치(19)는 차단된 상태로 한다.At the start of the vehicle, the
상기 모터(13)에서 발생된 동력은 상기 유성기어세트(15)의 링기어를 통해 입력되고 상기 캐리어를 통해 종동측풀리(5)로 출력되므로, 결과적으로 도 3에 도시된 레버해석도와 같이 캐리어에서는 감속된 상태로 토크가 증대되어 종동측풀리(5)로 회전력을 전달하게 된다.Since the power generated by the
따라서, 차량의 출발 초기의 동력특성이 양호하게 확보될 수 있다.Therefore, the power characteristics at the start of the vehicle can be satisfactorily secured.
차량이 출발한 후 미리 설정된 소정의 차속이 되면 상기 브레이크(17)를 해제하고, 상기 접속클러치(19)를 연결시켜서, 상기 유성기어세트(15)의 링기어와 캐리어가 일체가 되도록 한다.When the vehicle reaches a predetermined predetermined vehicle speed after the vehicle starts, the
상기와 같이 유성기어세트(15)의 2개의 요소가 직결되면, 결과적으로 유성기어세트(15)는 단일요소와 같이 일체로 회전되므로, 상기 유성기어세트(15)의 링기어로 입력되는 회전력은 그대로 상기 종동측풀리(5)로 공급되게 된다.When the two elements of the
따라서, 모터(13)로부터의 회전력이 감속되지 않고 그대로 종동측풀리(5) 및 디퍼렌셜(7)을 통해 구동륜으로 공급되므로, 비교적 높은 차속까지도 효율성 확보가 가능한 비교적 낮은 수준의 모터(13) 회전수를 유지할 수 있어서, 전기차모드의 구간을 비교적 넓게 확보할 수 있다. Therefore, since the rotational force from the
이상과 같이 본 발명에 의하면, 모터만에 의한 전기차모드를 구현할 수 있도록 함은 물론, 차량의 출발시 등과 같은 경우에는 모터만의 구동에 의해서 매우 높은 토크를 제공할 수 있고, 비교적 높은 차속에서도 모터는 비교적 낮은 속도로 구동될 수 있도록 하여 전기차모드로 차량이 구동될 수 있는 구간을 비교적 넓게 확보할 수 있도록 한다.As described above, according to the present invention, it is possible not only to realize the electric vehicle mode using the motor but also to provide very high torque by driving the motor only in the case of starting the vehicle, and the like, even at a relatively high vehicle speed. Since the vehicle can be driven at a relatively low speed, it is possible to secure a relatively wide section in which the vehicle can be driven in the electric vehicle mode.
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