KR100783315B1 - Dual Mode Power Transmission Equipment for Hybrid Electric Vehicle - Google Patents

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KR100783315B1
KR100783315B1 KR1020060006187A KR20060006187A KR100783315B1 KR 100783315 B1 KR100783315 B1 KR 100783315B1 KR 1020060006187 A KR1020060006187 A KR 1020060006187A KR 20060006187 A KR20060006187 A KR 20060006187A KR 100783315 B1 KR100783315 B1 KR 100783315B1
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 하이브리드 전기자동차용 동력전달계의 단점을 보완하는 전기-유성기어-클러치식 동력전달계에 관한 것이다.The present invention relates to a dual mode power transmission device for a hybrid electric vehicle, and more particularly, to an electric planetary gear-clutch type power transmission system that supplements the disadvantages of the conventional power transmission system for hybrid electric vehicles.

본 발명에 다른 듀얼모드 동력전달장치는 2개의 모터(102,104), 이웃된 링기어(112c,114c,116c)끼리 연결되고 이웃된 캐리어(112b,114b,116b)끼리 연결되는 3개의 유성기어세트(112,114,116), 엔진(122) 및 2개의 클러치(132,134)를 포함하고;The dual mode power transmission device according to the present invention includes three planetary gear sets (two motors 102 and 104 and neighboring ring gears 112c, 114c and 116c) connected to each other and neighboring carriers 112b, 114b and 116b. 112, 114, 116, engine 122 and two clutches 132, 134;

상기 제1모터(102)는 제3선기어(116a)와, 엔진(122)은 제1선기어(112a)와 연결되고, 제2모터(104)는 제1링기어(112c)와, 구동축(200)은 제2선기어(114a)와 연결되며, 상기 제2링기어(114c)와 제3링기어(116c) 사이에는 제1클러치(132)가, 제3링기어(116c)와 트랜스액슬 하우징(140) 사이에는 제2클러치(134)가 연결되는 것을 특징으로 한다.The first motor 102 is connected to the third sun gear 116a, the engine 122 is connected to the first sun gear 112a, the second motor 104 is the first ring gear 112c and the drive shaft 200 ) Is connected to the second sun gear 114a, and the first clutch 132 is connected between the second ring gear 114c and the third ring gear 116c, and the third ring gear 116c and the transaxle housing ( The second clutch 134 is connected between the 140.

하이브리드 자동차, 듀얼모드, 클러치, 동력전달장치 Hybrid Car, Dual Mode, Clutch, Power Train

Description

하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치{Dual Mode Power Transmission Equipment for Hybrid Electric Vehicle}Dual Mode Power Transmission Equipment for Hybrid Electric Vehicles

도 1은 종래 하이브리드 전기자동차용 동력전달계의 구조도,1 is a structural diagram of a power transmission system for a conventional hybrid electric vehicle,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차용 동력전달장치의 구조도,2 is a structural diagram of a power transmission device for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention;

도 3a와 도 3b는 제1모드에서 도 2에 나타낸 동력전달장치의 작동을 나타낸 도면,3A and 3B show the operation of the power train shown in FIG. 2 in a first mode;

도 4a와 도 4b는 제2모드에서 도 2에 나타낸 동력전달장치의 작동을 나타낸 도면,4A and 4B show the operation of the power train shown in FIG. 2 in a second mode;

도 5는 본 발명에 따른 동력전달장치의 속도비에 따른 전기부 파워비를 나타낸 그래프,5 is a graph showing the electrical power ratio according to the speed ratio of the power transmission device according to the invention,

도 6은 본 발명에 따른 동력전달장치의 속도비에 따른 효율을 나타낸 그래프,6 is a graph showing the efficiency according to the speed ratio of the power transmission device according to the invention,

도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 동력전달장치의 모드별 동력전달경로를 나타낸 도면.7a to 7d is a view showing a power transmission path for each mode of the power transmission device according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

100: 동력전달장치 102,104: 모터100: power train 102,104: motor

112,114,116: 유성기어세트(PG) 122: 엔진112, 114, 116: Planetary gear set (PG) 122: Engine

132,134: 클러치 140: 트랜스엑슬 하우징132, 134: clutch 140: transaxle housing

200: 구동축200: drive shaft

본 발명은 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 하이브리드 전기자동차용 동력전달계의 단점을 보완하는 전기-유성기어-클러치식 동력전달장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dual-mode power transmission device for a hybrid electric vehicle, and more particularly, to an electric planetary gear-clutch type power transmission device that supplements the disadvantages of the conventional power transmission system for a hybrid electric vehicle.

일반적으로 하이브리드 전기자동차는 연료의 연소열을 기계적 에너지로 변환시켜 출력하기 위한 엔진과, 외부의 전원으로부터 공급받은 전력으로 출력하기 위한 모터를 구비한다.In general, a hybrid electric vehicle includes an engine for converting combustion heat of fuel into mechanical energy and outputting it, and a motor for outputting with electric power supplied from an external power source.

하이브리드 전기자동차의 주요한 특징은 부하영역에 따라 엔진만으로 주행하거나 배터리의 방전 전력만으로 주행할 수 있으며, 고부하가 인가되는 경우에는 엔진의 출력과 배터리의 방전전력을 함께 적용할 수도 있다.The main characteristics of the hybrid electric vehicle can be driven only by the engine or only by the discharge power of the battery depending on the load region, and when the high load is applied, the output of the engine and the discharge power of the battery can be applied together.

상기한 하이브리드 전기자동차의 종래 동력전달계는 도 1에 도시된 바와 같이, 유성기어세트(1)와, 엔진(3) 및 모터(2a,2b) 2개를 사용하여 별도의 변속기 없이도 모터(2a,2b)의 속도를 제어함으로써 전기적으로 작동하는 무단 변속기 역할을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 1, the conventional power transmission system of the hybrid electric vehicle uses the planetary gear set 1, the engine 3, and the two motors 2a and 2b so that the motor 2a, By controlling the speed of 2b) it can act as an continuously actuated continuously variable transmission.

미설명 부호 4는 구동축이다.Reference numeral 4 is a drive shaft.

그리고 발전용 모터의 속도를 제어함으로써 충/방전 및 모터 모드, 엔진 모드, 하이브리드 모드, 회생 제동 모드를 구현할 수 있으며 별도의 클러치 없이 부드러운 엔진의 On/Off 제어가 가능하고 마찰 브레이크 사용을 최소화하여 회생 제동 효율을 높일 수 있다.In addition, by controlling the speed of the power generation motor, it is possible to realize charge / discharge, motor mode, engine mode, hybrid mode, and regenerative braking mode. Smooth on / off control of the engine without a separate clutch is possible, and the regenerative is minimized by using the friction brake. Braking efficiency can be increased.

그러나, 종래 하이브리드 전기자동차용 동력전달계는 차속이 올라가면 제너레이터의 속도가 역전되면서 에너지 재순환이 발생하고 에너지 순환량이 많아질수록 시스템의 효율이 급격히 낮아진다는 문제점이 있었다.However, the conventional power transmission system for a hybrid electric vehicle has a problem that as the vehicle speed increases, the speed of the generator is reversed, energy recycling occurs and the efficiency of the system decreases rapidly as the amount of energy circulation increases.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 클러치를 이용하여 일정 속도 이상에서 모드를 변환함으로써 저속 구간과 고속 구간에서 효율이 높은 모드를 선택하여 주행할 수 있고 시스템의 효율의 높일 수 있는 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치를 제공하는데 주목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by switching the mode over a certain speed using a clutch can select a mode of high efficiency in the low speed section and the high speed section to drive and increase the efficiency of the system The main objective is to provide a dual-mode power train for hybrid electric vehicles.

본 발명의 다른 목적은 고속에서 모드를 변환함으로써 모터의 속도를 낮출 수 있고, 에너지 순환을 막음으로써 저용량의 모터와 배터리를 사용할 수 있는 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a dual-mode power transmission device for a hybrid electric vehicle that can reduce the speed of the motor by changing the mode at high speed, and can use a low-capacity motor and battery by preventing energy circulation.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치는, 2개의 모터, 이웃된 링기어끼리 연결되고 이웃된 캐리어끼리 연결되는 3개의 유성기어세트, 엔진 및 2개의 클러치를 포함하고;Dual-mode power transmission device for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, two planetary gear sets, the engine and the three connected to the adjacent ring gears and adjacent carriers Includes two clutches;

상기 제1모터는 제3선기어와, 엔진은 제1선기어와 연결되고, 제2모터는 제1 링기어와, 구동축은 제2선기어와 연결되며, 상기 제2링기어와 제3링기어 사이에는 제1클러치가, 제3링기어와 트랜스액슬 하우징 사이에는 제2클러치가 연결되는 것을 특징으로 한다.The first motor is connected to the third sun gear, the engine is connected to the first sun gear, the second motor is connected to the first ring gear, the drive shaft is connected to the second sun gear, between the second ring gear and the third ring gear The first clutch is characterized in that the second clutch is connected between the third ring gear and the transaxle housing.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차용 동력전달장치의 구조도이다.2 is a structural diagram of a power transmission device for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차용 동력전달장치(100)는 모터(102,104), 유성기어세트(112,114,116), 엔진(122) 및 클러치(132,134)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the power transmission device 100 for a hybrid electric vehicle according to the exemplary embodiment of the present invention includes a motor 102, 104, a planetary gear set 112, 114, 116, an engine 122, and a clutch 132, 134. do.

상기 각 유성기어세트(112,114,116)는 선기어(112a,114a,116a), 캐리어(112b,114b,116b) 및 링기어(112c,114c,116c)로 이루어져, 서로 이웃된 링기어(112c,114c,116c)끼리 연결되고 서로 이웃된 캐리어(112b,114b,116b)끼리 연결된다.Each of the planetary gear sets 112, 114, and 116 includes sun gears 112a, 114a, and 116a, carriers 112b, 114b, and 116b, and ring gears 112c, 114c, and 116c, and adjacent ring gears 112c, 114c, and 116c. ) Are connected to each other and the adjacent carriers 112b, 114b, 116b.

상기 제1모터(102)는 제3선기어(116a)와, 엔진(122)은 제1선기어(112a)와 연결되고, 제2모터(104)는 제1링기어(112c)와, 구동축(200)은 제2선기어(114a)와 연결되며, 상기 제2링기어(114c)와 제3링기어(116c) 사이에는 제1클러치(132)가, 제3링기어(116c)와 트랜스액슬 하우징(140) 사이에는 제2클러치(134)가 연결된다.The first motor 102 is connected to the third sun gear 116a, the engine 122 is connected to the first sun gear 112a, the second motor 104 is the first ring gear 112c and the drive shaft 200 ) Is connected to the second sun gear 114a, and the first clutch 132 is connected between the second ring gear 114c and the third ring gear 116c, and the third ring gear 116c and the transaxle housing ( The second clutch 134 is connected between the 140.

도 3a와 도 3b는 제1모드에서 도 2에 나타낸 동력전달장치의 작동을 나타낸 도면으로서, 도 3a는 순환시의 도면, 도 3b는 분기시의 도면이다.3A and 3B show the operation of the power transmission device shown in FIG. 2 in the first mode, in which FIG. 3A is a view in circulation and FIG. 3B is a view in branching.

하이브리드 주행시 제1모드와 제2모드로 듀얼모드가 이루어지고 상기 제1모드는 변속비가 적정값 이상일 때 선택되는 모드이다.
여기서 변속비라고도 하는 기어비는 변속기의 입력축과 출력축의 회전수 비율을 말하는 것으로, 변속비가 클수록 힘은 좋아지나 속력은 떨어진다.
그리고 상기 적정값은 상기 제1모드와 제2모드 모드 중에서 하나의 모드를 선택할 때 모드 선택의 기준이 되는 변속비의 기준값으로서(이하 '기준변속비') 하이브리드 전기자동차에 기설정되어 저장된 값이다.
즉, 하이브리드 주행시 변속비가 기준변속비 이상이면 제1모드가 선택되고, 기준변속비 이하이면 제2모드가 선택되며, 이 기준변속비의 값은 차종에 따라서 서로 다른 값으로 저장된다.In hybrid driving, a dual mode is performed between the first mode and the second mode, and the first mode is a mode selected when the speed ratio is equal to or greater than an appropriate value.
Here, the gear ratio, also referred to as the gear ratio, refers to the ratio of the rotational speed of the input shaft and the output shaft of the transmission. The larger the gear ratio, the better the force but the lower the speed.
The appropriate value is a preset value stored in the hybrid electric vehicle as a reference value of a speed ratio (hereinafter, referred to as a reference speed ratio) that is a reference for mode selection when one of the first mode and the second mode is selected.
That is, the first mode is selected when the transmission ratio is greater than or equal to the reference transmission ratio during hybrid driving, and the second mode is selected when the transmission ratio is less than or equal to the reference transmission ratio.

제1모드의 작동은 제1클러치(132)를 결합시키고 제2클러치(134)를 해제시킴으로써 구현된다.Operation of the first mode is implemented by engaging the first clutch 132 and releasing the second clutch 134.

제1모드에서 제2모터(104)는 제1링기어(112a), 제2링기어(114a) 그리고 제3링기어(116a)와 연결되고, 제1모터(102)는 제3선기어(116a)에 연결된다.In the first mode, the second motor 104 is connected to the first ring gear 112a, the second ring gear 114a and the third ring gear 116a, and the first motor 102 is the third sun gear 116a. )

상기 제2모터(104)를 이용하여 엔진(122)의 작동점을 제어하고 이에 맞추어 제1모터(102)를 작동시켜 구동축(200)과 연결된 제2선기어(114a)로 구동력을 보낸다.The operating point of the engine 122 is controlled using the second motor 104, and the first motor 102 is operated accordingly to transmit the driving force to the second sun gear 114a connected to the drive shaft 200.

도 3a의 순환시에 전기적 파워는 제1모터(102)에서 제2모터(104)로, 모터토크는 제2모터(104)에서 제1유성기어세트(112)를 거쳐 제2유성기어세트(114)로, 엔진토크는 엔진(122)에서 제1유성기어세트(112)를 거쳐 제2유성기어세트(114)로 전달된다.In the circulation of FIG. 3A, the electric power is from the first motor 102 to the second motor 104, and the motor torque is from the second motor 104 to the first planetary gear set 112. 114, the engine torque is transmitted from the engine 122 to the second planetary gearset 114 via the first planetary gearset 112.

도 3b의 분기시에 전기적 파워는 제2모터(104)에서 제1모터(102)로, 모터토크는 제1모터(102)에서 제3유성기어세트(116)를 거쳐 제2유성기어세트(114)로, 엔진토크는 엔진(122)에서 제1유성기어세트(112)를 거쳐 제2유성기어세트(114)로 전달된다.In the branching of FIG. 3B, the electric power is transferred from the second motor 104 to the first motor 102, and the motor torque is transmitted from the first motor 102 to the third planetary gear set 116. 114, the engine torque is transmitted from the engine 122 to the second planetary gearset 114 via the first planetary gearset 112.

이와 같이 세 개의 유성기어세트(112,114,116)로 구성되어 모터(102,104), 엔진(122), 구동축(200)이, 두 개의 유성기어세트인 경우보다 유기적으로 작동한다.Thus, three planetary gear sets 112, 114 and 116 are configured so that the motors 102, 104, the engine 122, and the drive shaft 200 operate more organically than the two planetary gear sets.

제1모터(102)와 제2모터(104)의 속도와 토크를 제어함으로써 모터 모드, 엔진 모드, 하이브리드 모드, 회생제동 모드를 구현할 수 있다.By controlling the speed and torque of the first motor 102 and the second motor 104, a motor mode, an engine mode, a hybrid mode, and a regenerative braking mode may be implemented.

또한 제1모터(102)와 제2모터(104)의 속도를 제어함으로써 엔진속도를 제어할 수 있는 전기적 무단변속기 역할을 수행할 수 있다.In addition, by controlling the speed of the first motor 102 and the second motor 104 may serve as an electric continuously variable transmission that can control the engine speed.

도 4a와 도 4b는 제2모드에서 도 2에 나타낸 동력전달장치의 작동을 나타낸 도면으로서, 도 4a는 순환시의 도면, 도 4b는 분기시의 도면이다.4A and 4B are views showing the operation of the power transmission device shown in FIG. 2 in the second mode, in which FIG. 4A is a view in circulation and FIG. 4B is a view in branching.

상기 제2모드는 변속비가 기준변속비 이하일 때 선택되는 모드이다.The second mode is a mode selected when the speed ratio is less than or equal to the reference speed ratio.

제2모드의 작동은 제2클러치(134)를 결합시키고 제1클러치(132)를 해제시킴으로써 구현된다.Operation of the second mode is implemented by engaging the second clutch 134 and releasing the first clutch 132.

제2모드에서 제3유성기어세트(116)는 단순한 감속기 역할을 하며 제2캐리어(114b)에 제1모터(102)의 동력을 전달한다.In the second mode, the third planetary gear set 116 serves as a simple reducer and transmits power of the first motor 102 to the second carrier 114b.

상기 제2모터(104)는 제1모터(102)와 엔진(122)에 맞추어 회전하며, 제2선기어(114a)를 통해 동력을 전달한다.The second motor 104 rotates in accordance with the first motor 102 and the engine 122 and transmits power through the second sun gear 114a.

도 4a의 순환시에 전기적 파워는 제1모터(102)에서 제2모터(104)로, 모터토크는 제2모터(104)에서 제1유성기어세트(112)를 거쳐 제2유성기어세트(114)로, 엔진토크는 엔진(122)에서 제1유성기어세트(112)를 거쳐 제2유성기어세트(114)로 전달된다.In the circulation of FIG. 4A, the electric power is from the first motor 102 to the second motor 104, and the motor torque is from the second motor 104 to the first planetary gear set 112. 114, the engine torque is transmitted from the engine 122 to the second planetary gearset 114 via the first planetary gearset 112.

도 4b의 분기시에 전기적 파워는 제2모터(104)에서 제1모터(102)로, 모터토크는 제1모터(102에서 제3유성기어세트(116)를 거쳐 제2유성기어세트(114)로, 엔진 토크는 엔진(122)에서 제2모터(104)로, 그리고 엔진(122)에서 제1유성기어세트(112)를 거쳐 제2유성기어세트(114)로 전달된다.At the branch of FIG. 4B, the electrical power is from the second motor 104 to the first motor 102, and the motor torque is from the first motor 102 to the third planetary gear set 116. ), The engine torque is transmitted from the engine 122 to the second motor 104 and from the engine 122 to the second planetary gear set 114 via the first planetary gear set 112.

제1모터(102)와 제2모터(104)의 속도를 제어함으로써 엔진속도를 제어할 수 있는 전기적 무단변속기 역할을 수행할 수 있으며, 차량속도에 맞추어 회전하면서 속도와 토크를 제어함으로써 하이브리드 모드, 엔진 모드와 회생제동 모드를 구현할 수 있다.By controlling the speed of the first motor 102 and the second motor 104 can serve as an electric continuously variable transmission that can control the engine speed, hybrid mode by controlling the speed and torque while rotating in accordance with the vehicle speed, Engine mode and regenerative braking mode can be implemented.

도 5는 본 발명에 따른 동력전달장치의 속도비에 따른 전기부 파워비를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the electrical power ratio according to the speed ratio of the power transmission device according to the present invention.

Y축은 제1모터(102)의 파워와 입력파워의 비율을 나타내고, X축은 출력속도와 입력속도의 비율을 나타낸다.The Y axis represents the ratio of the power and the input power of the first motor 102, the X axis represents the ratio of the output speed and the input speed.

이는 속도비에 따라 제1모터(102)와 입력파워의 비가 어떻게 변하는지 알 수 있으며 이를 통해 전기부의 파워흐름을 알 수 있다.It can be seen how the ratio of the first motor 102 and the input power is changed according to the speed ratio, through which the power flow of the electric unit can be known.

제1모터(102)와 입력파워비가 양(+)이 되면 입력 동력의 일부가 전기부로 분기되고 분기된 동력은 제1모터(102)에 의한 제네레이팅을 통하여 다른 제2모터(104)로 보내져 차량 구동에 사용한다.When the first motor 102 and the input power ratio become positive (+), a part of the input power is branched to the electric unit, and the branched power is sent to another second motor 104 through generating by the first motor 102. Used to drive a vehicle.

제1모터(102)와 입력파워비가 음(-)의 영역에서는 입력 동력의 일부가 분기와 다른 경로를 통해 전기부로 흐르고 이는 동력순환을 발생시키며, 동력순환량이 많아 질수록 효율이 급격히 떨어지는 영역임으로 가급적이면 양(+)의 부분에서 운전되도록 해야 한다.In the negative motor region of the first motor 102 and the input power ratio, a part of the input power flows to the electric part through a path different from the branch, which generates a power cycle. As the amount of power circulation increases, the efficiency decreases rapidly. If possible, it should be operated in the positive part.

따라서 제1모드와 제2모드 중 순환보다 효율이 좋은 분기영역에서 차량이 운 전되도록 해야 한다.Therefore, the vehicle should be operated in the branching area which is more efficient than the circulation between the first mode and the second mode.

도 5에 도시된 바와 같이 모드 변환은 제1모드와 제2모드의 파워비가 제로인 부분에서 이루어지며, 이는 클러치 제어 측면에서도 유리하다.As shown in FIG. 5, the mode conversion is performed at a portion where the power ratio of the first mode and the second mode is zero, which is advantageous in terms of clutch control.

도 6은 본 발명에 따른 동력전달장치의 속도비에 따른 효율을 나타낸 그래프로서, 모드 전환점을 기준으로 제1모드와 제2모드 중 효율이 좋은 부분만을 도시한 것이다.Figure 6 is a graph showing the efficiency according to the speed ratio of the power transmission device according to the present invention, it shows only the portion of the efficiency of the first mode and the second mode on the basis of the mode switching point.

도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 동력전달장치의 동력전달경로를 나타낸 도면이다.7a to 7d is a view showing a power transmission path of the power transmission device according to the present invention.

도 7a에서 모터 모드 주행은 제2모터(104)에서 제1유성기어세트(112)와 제2유성기어세트(114)를 거쳐 구동축(200)에 전달되어 이루어진다.In FIG. 7A, the motor mode driving is transmitted from the second motor 104 to the drive shaft 200 via the first planetary gear set 112 and the second planetary gear set 114.

상기 제2모터(104)로 주행중인 차량은 도 7b와 같이 구동중인 상기 제2모터(104)의 도움으로 엔진(122)을 시동하게 된다.The vehicle driving with the second motor 104 starts the engine 122 with the help of the second motor 104 being driven as shown in FIG. 7B.

도 7c에서 엔진(122) 시동과 함께 제1모터(102)와 제2모터(104)는 엔진(122)의 동력을 보조하는 동시에 전기적 무단 변속기 기능을 하며 주행하며, 제1클러치(132)와 제2클러치(134)의 결합과 해제로 임계속도에서 모드변환이 이루어진다.In FIG. 7C, together with starting the engine 122, the first motor 102 and the second motor 104 assist the power of the engine 122 and travel while functioning as an electric continuously variable transmission, and with the first clutch 132. Mode switching is performed at the critical speed by engaging and releasing the second clutch 134.

임계속도 이하에서는 제1클러치(132)의 결합으로 제1모드로 주행하며, 임계속도 이상에서는 제1클러치(132)의 해제와 동시에 제2클러치(134)의 결합으로 제2모드의 주행이 이루어진다.Below the threshold speed, the first clutch 132 travels in the first mode, and above the threshold speed, the first clutch 132 is released and the second clutch 134 is coupled to the driving in the second mode. .

도 7d에서와 같이 제동시에는 모터 모드 주행과는 반대의 경로로 구동력을 전기에너지로 흡수하여 모터주행시 다시 사용된다.As shown in FIG. 7D, when braking, the driving force is absorbed as electrical energy in a path opposite to that of driving the motor mode, and used again when the motor is driven.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 전 변속비 영역에서 효율이 우월하고, 두 개의 클러치를 사용하여 하이브리드 주행시 두 개의 듀얼모드를 구현하여 넓은 속도영역을 확보할 수 있으며, 세 개의 유성기어세트를 사용함으로써 모터용량측면에서 유리할 뿐만 아니라, 중/고속 영역에서 대부분의 동력이 병렬 분기가 되어 효율적인 운전이 가능하다.As described above, according to the present invention, the efficiency is excellent in the entire speed ratio range, and two dual modes can be implemented in hybrid driving using two clutches to secure a wide speed range, and three planetary gear sets are used. Not only is it advantageous in terms of motor capacity, but most of the power is in parallel branching in the medium / high speed range, and efficient operation is possible.

Claims (5)

2개의 모터(102,104), 이웃된 링기어(112c,114c,116c)끼리 연결되고 이웃된 캐리어(112b,114b,116b)끼리 연결되는 3개의 유성기어세트(112,114,116), 엔진(122) 및 2개의 클러치(132,134)를 포함하고;Three planetary gear sets 112, 114, 116, engine 122, and two motors 102, 104, neighboring ring gears 112c, 114c, 116c connected to each other and neighboring carriers 112b, 114b, 116b. Clutches 132 and 134; 상기 제1모터(102)는 제3선기어(116a)와, 엔진(122)은 제1선기어(112a)와 연결되고,The first motor 102 is connected to the third sun gear 116a, the engine 122 is connected to the first sun gear 112a, 제2모터(104)는 제1링기어(112c)와, 구동축(200)은 제2선기어(114a)와 연결되며,The second motor 104 is connected to the first ring gear 112c, the drive shaft 200 is connected to the second sun gear 114a, 상기 제2링기어(114c)와 제3링기어(116c) 사이에는 제1클러치(132)가, 제3링기어(116c)와 트랜스액슬 하우징(140) 사이에는 제2클러치(134)가 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치.The first clutch 132 is connected between the second ring gear 114c and the third ring gear 116c, and the second clutch 134 is connected between the third ring gear 116c and the transaxle housing 140. Dual mode power transmission device for a hybrid electric vehicle characterized in that it is. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1클러치(132)를 결합시키고 제2클러치(134)를 해제시킴으로써 제1모드와 제2모드로 이루어지는 듀얼모드 중에서 변속비가 기준변속비(듀얼모드 중에서 어느 하나의 모드를 선택할 때 모드 선택의 기준이 되는 변속비의 기준값) 이상일 때 제1모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치.By combining the first clutch 132 and releasing the second clutch 134, the speed ratio is the reference speed ratio (dual mode selection mode when selecting any one of the dual modes including the first mode and the second mode). Dual mode power transmission device for a hybrid electric vehicle, characterized in that the first mode is selected when the transmission ratio is equal to or greater than the reference value. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1모드에서 제2모터(104)는 제1링기어(112c), 제2링기어(114c) 그리고 제3링기어(116c)와 연결되어, 제2모터(104)를 이용하여 엔진(122)의 작동점을 제어하고, 이에 맞추어 제1모터(102)를 작동시켜 구동축(200)과 연결된 제2선기어(114a)로 구동력을 보내는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치.In the first mode, the second motor 104 is connected to the first ring gear 112c, the second ring gear 114c, and the third ring gear 116c, and the engine (eg, the second motor 104) is used. And controlling the operating point of the 122, and actuating the first motor 102 to transmit the driving force to the second sun gear 114a connected to the drive shaft 200. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1클러치(132)를 해제시키고 제2클러치(134)를 결합시킴으로써 제1모드와 제2모드로 이루어지는 듀얼모드 중에서 변속비가 기준변속비(듀얼모드 중에서 어느 하나의 모드를 선택할 때 모드 선택의 기준이 되는 변속비의 기준값) 이하일 때 제2모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치.By releasing the first clutch 132 and combining the second clutch 134, the speed ratio is the reference speed ratio (dual mode selection mode when selecting any one of the dual modes consisting of the first mode and the second mode). The dual mode power transmission device for a hybrid electric vehicle, characterized in that the second mode is selected when less than the reference value of the transmission ratio. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제2모드에서 제3유성기어세트(116)는 감속기 역할을 수행하여 제2캐리어(114b)에 제1모터(102)의 동력을 전달하고, 제2모터(104)는 제1모터(102)와 엔진(122)에 맞추어 회전하며 제2선기어(114a)를 통해 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차용 듀얼모드 동력전달장치.In the second mode, the third planetary gear set 116 acts as a reducer to transfer the power of the first motor 102 to the second carrier 114b, and the second motor 104 to the first motor 102. And according to the engine 122 and rotates, the dual mode power transmission device for a hybrid electric vehicle, characterized in that for transmitting power through the second sun gear (114a).
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