KR100792859B1 - 하이브리드 차량의 파워트레인 구조 - Google Patents

하이브리드 차량의 파워트레인 구조 Download PDF

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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 체적을 증가시키는 경우에도 파워트레인의 차량 탑재성을 확보할 수 있도록 한다.

Description

하이브리드 차량의 파워트레인 구조{power train structure for a hybrid vehicle}
도 1은 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 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; 제1아웃터기어 15; 제2아웃터기어
17; 전달기어유닛 19; 제1외접기어
21; 제2외접기어 23; 매개기어유닛
본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게 는 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 파워트레인 의 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 파워트레인 구조는
엔진의 출력축과 동심축을 이루어 배치된 제너레이터모터와;
선기어와 캐리어 및 링기어를 구비하며 이들 중 두 요소가 각각 상기 엔진과 제너레이터모터에 연결된 제1유성기어세트와;
상기 제너레이터모터의 회전축과 평행하게 이격된 회전축을 가지고 엔진을 기준으로 상기 제너레이터모터와 동일한 방향에 배치된 구동모터와;
선기어와 캐리어 및 링기어를 구비하며 이들 중 한 요소는 상기 구동모터에 연결되고, 다른 한 요소는 고정되는 제2유성기어세트와;
상기 제1유성기어세트의 링기어와 상기 제2유성기어세트의 링기어로부터 디퍼렌셜로 동력을 출력하는 동력출력수단;
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 출력축과 동심축을 이루어 배치된 제너레이터모터(3)와; 선기어와 캐리어 및 링기어를 구비하며 이들 중 두 요소가 각각 상기 엔진(1)과 제너레이터모터(3)에 연결된 제1유성기어세트(5)와; 상기 제너레이터모터(3)의 회전축과 평행하게 이격된 회전축을 가지고 엔진(1)을 기준으로 상기 제너레이터모터(3)와 동일한 방향에 배치된 구동모터(7)와; 선기어와 캐리어 및 링기어를 구비하며 이들 중 한 요소는 상기 구동모터(7)에 연결되고, 다른 한 요소는 고정되는 제2유성기어세트(9)와; 상기 제1유성기어세트(5)의 링기어와 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어로부터 디퍼렌셜(11)로 동력을 출력하는 동력출력수단을 포함하여 구성된다.
본 실시예에서 상기 제1유성기어세트(5)의 선기어는 상기 제너레이터모터(3)에 연결되고, 캐리어는 상기 엔진(1)에 연결되며; 상기 제2유성기어세트(9)의 선기어는 상기 구동모터(7)에 연결되고, 캐리어는 고정된 구조를 취하였다.
도 2와 도 3의 구조는 일부 구성만이 상이하게 구성되어 있는바, 상기 동력출력수단을 달리하고 있다.
즉, 도 2의 파워트레인 구조에서 상기 동력출력수단은 상기 제1유성기어세트(5)의 링기어 외측에 구비된 제1아웃터기어(13)와; 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어 외측에 구비된 제2아웃터기어(15)와; 일단에 상기 제1아웃터기어(13) 및 제2아웃터기어(15)에 동시에 치합되는 구동기어와 타단에 디퍼렌셜(11)의 링기어에 치합되는 피동기어를 구비한 전달기어유닛(17)을 포함하여 구성하였다.
도 3의 파워트레인 구조에서 상기 동력출력수단은 상기 제1유성기어세트(5)의 링기어 외측에 구비된 제1외접기어(19)와; 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어 외측에 구비되고 디퍼렌셜(11)의 링기어에 치합된 제2외접기어(21)와; 일단에 상기 제1외접기어(19)에 치합되는 구동기어와 타단에 디퍼렌셜(11)의 링기어에 치합되는 피동기어를 구비한 매개기어유닛(23)을 포함하여 구성하였다.
상기 도 2의 실시예와 도 3의 실시예를 비교하면, 도 2의 실시예의 경우에 상기 제1아웃터기어(13) 및 제2아웃터기어(15)에 대한 상기 전달기어유닛(17)의 구동기어의 잇수비와 상기 전달기어유닛(17) 자체의 구동기어와 피동기어 사이의 잇수비에 의해 구현되는 감속비에 의해 상기 구동모터(7)의 토크를 더 증대시킬 수 있으므로, 보다 소형의 구동모터(7)를 사용하여 구동모터(7)의 크기 및 무게를 감소시킬 수 있다.
한편, 도 3의 실시예의 경우에는 상기 구동모터(7)의 동력을 상기 제2유성기어세트(9)를 통하여 직접 디퍼렌셜(11)로 전달하는 구성을 가지고 있어서, 기어의 전달효율을 극대화함으로써, 구동모터(7)로부터의 동력을 보다 효율적으로 활용할 수 있도록 한다.
상기 두 실시예에서, 상기 구동모터(7)는 종래의 파워트레인 구조와 달리 상기 구동모터(7)가 상기 제너레이터모터(3) 및 엔진(1)과는 별도의 축상에 설치됨으로써, 파워트레인의 길이를 축소시킬 수 있는 요인을 제공하므로, 구동모터(7)의 체적을 증가시켜도 종래와 같은 탑재성을 유지 및 확보할 수 있다.
또한, 상기 구동모터(7)는 도 2의 경우 상기 전달기어유닛(17)을 구동기어 주위로 그 설치위치의 자유도가 확보되며, 도 3의 경우 상기 디퍼렌셜(11)의 링기어 주위로 그 설치위치의 자유도가 확보되어, 구동모터(7)가 설치될 수 있는 공간상의 융통성을 통해 차량의 엔진(1)룸 내에 효율적인 공간 사용이 가능하도록 하여 탑재성을 증대시킬 수 있다.
한편, 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.
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 체적을 증가시키는 경우에도 파워트레인의 차량 탑재성을 확보할 수 있도록 한다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 엔진(1)의 출력축과 동심축을 이루어 배치된 제너레이터모터(3)와, 선기어와 캐리어 및 링기어를 구비하며 이들 중 두 요소가 각각 상기 엔진(1)과 제너레이터모터(3)에 연결된 제1유성기어세트(5)와, 상기 제너레이터모터(3)의 회전축과 평행하게 이격된 회전축을 가지고 엔진을 기준으로 상기 제너레이터모터(3)와 동일한 방향에 배치된 구동모터(7)와, 선기어와 캐리어 및 링기어를 구비하며 이들 중 한 요소는 상기 구동모터(7)에 연결되고, 다른 한 요소는 고정되는 제2유성기어세트(9)와, 상기 제1유성기어세트(5)의 링기어와 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어로부터 디퍼렌셜(11)로 동력을 출력하는 동력출력수단을 포함하고;
    상기 제1유성기어세트(5)의 선기어는 상기 제너레이터모터(3)에 연결되고, 캐리어는 상기 엔진(1)에 연결되며, 상기 제2유성기어세트(9)의 선기어는 상기 구동모터(7)에 연결되고 캐리어는 고정되며;
    상기 동력출력수단은 상기 제1유성기어세트(5)의 링기어 외측에 구비된 제1아웃터기어(13)와, 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어 외측에 구비된 제2아웃터기어(15)와, 일단에 상기 제1아웃터기어(13) 및 제2아웃터기어(15)에 동시에 치합되는 구동기어와 타단에 상기 디퍼렌셜(11)의 링기어에 치합되는 피동기어를 구비한 전달기어유닛(17)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.
  4. 엔진(1)의 출력축과 동심축을 이루어 배치된 제너레이터모터(3)와, 선기어와 캐리어 및 링기어를 구비하며 이들 중 두 요소가 각각 상기 엔진(1)과 제너레이터모터(3)에 연결된 제1유성기어세트(5)와, 상기 제너레이터모터(3)의 회전축과 평행하게 이격된 회전축을 가지고 엔진을 기준으로 상기 제너레이터모터(3)와 동일한 방향에 배치된 구동모터(7)와, 선기어와 캐리어 및 링기어를 구비하며 이들 중 한 요소는 상기 구동모터(7)에 연결되고, 다른 한 요소는 고정되는 제2유성기어세트(9)와, 상기 제1유성기어세트(5)의 링기어와 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어로부터 디퍼렌셜(11)로 동력을 출력하는 동력출력수단을 포함하고;
    상기 제1유성기어세트(5)의 선기어는 상기 제너레이터모터(3)에 연결되고, 캐리어는 상기 엔진(1)에 연결되며, 상기 제2유성기어세트(9)의 선기어는 상기 구동모터(7)에 연결되고 캐리어는 고정되며;
    상기 동력출력수단은 상기 제1유성기어세트(5)의 링기어 외측에 구비된 제1외접기어(19)와, 상기 제2유성기어세트(9)의 링기어 외측에 구비되고 상기 디퍼렌셜(11)의 링기어에 치합된 제2외접기어(21)와, 일단에 상기 제1외접기어(19)에 치합되는 구동기어와 타단에 상기 디퍼렌셜(11)의 링기어에 치합되는 피동기어를 구비한 매개기어유닛(23)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.
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