KR100802809B1 - 하이브리드 차량의 파워트레인 구조 - Google Patents

하이브리드 차량의 파워트레인 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구동모터의 체적을 증대시키지 않고도 구동모터가 제공해야 할 토크를 충분히 확보할 수 있도록 함으로써, 하이브리드 차량의 원활한 구동 특성을 발휘할 수 있도록 함은 물론, 파워트레인의 차량 탑재성을 확보할 수 있도록 하며, 상기 모터에 의해 오일펌프를 상시 구동하여 파워트레인의 윤활 및 냉각 작용 등이 지속적으로 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

Description

하이브리드 차량의 파워트레인 구조{power train structure of a hybrid vehicle}
도 1은 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1; 엔진 3; 제1캐리어
5; 제1유성기어세트 7; 제1선기어
9; 인너로터 11; 모터
13; 아웃터로터 15; 제2선기어
17; 제2링기어 19; 제2유성기어세트
21; 제1링기어 23; 제2캐리어
25; 동력인출기어 27; 디퍼렌셜
29; 스테이터 31; 제1매개기어
33; 링기어 35; 제2매개기어
37; 연결축 39; 매개기어유닛
41; 오일펌프
본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터와 엔진을 이용하는 하이브리드 차량에서 모터의 용량을 비교적 크지 않게 하고도 하이브리드 차량에서 필요로 하는 구동 특성을 확보할 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 효 율이 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 되며, 새로운 모터의 개발이 요구되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 구동모터의 체적을 증대시키지 않고도 구동모터가 제공해야 할 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
엔진에 제1캐리어가 연결된 제1유성기어세트와;
상기 제1유성기어세트의 제1선기어에 인너로터가 연결된 모터와;
상기 모터의 아웃터로터에 제2선기어가 연결되고 제2링기어는 고정된 제2유 성기어세트와;
상기 제1유성기어세트의 제1링기어와 상기 제2유성기어세트의 제2캐리어를 연결하여 동력을 인출하도록 된 동력인출기어와;
상기 동력인출기어에 연결된 디퍼렌셜;
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)에 제1캐리어(3)가 연결된 제1유성기어세트(5)와; 상기 제1유성기어세트(5)의 제1선기어(7)에 인너로터(9)가 연결된 모터(11)와; 상기 모터(11)의 아웃터로터(13)에 제2선기어(15)가 연결되고 제2링기어(17)는 고정된 제2유성기어세트(19)와; 상기 제1유성기어세트(5)의 제1링기어(21)와 상기 제2유성기어세트(19)의 제2캐리어(23)를 연결하여 동력을 인출하도록 된 동력인출기어(25)와; 상기 동력인출기어(25)에 연결된 디퍼렌셜(27)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 모터(11)는 스테이터(29)를 중심으로 내측에 인너로터(9)가 구비되고, 외측에 아웃터로터(13)가 구비되어 있는 중첩구조로서, 차지하는 부피에 비하여 전체적인 출력이 큰 것을 사용한 것이다.
특히, 상기 모터(11)에서 발생된 동력은 상기 제1유성기어세트(5) 및 제2유성기어세트(19)의 제1선기어(7) 및 제2선기어(15)에 공급되고, 상기 제2캐리어(23)를 통해 동력을 인출하도록 함으로써, 감속에 의한 토크의 증대가 이루어져서 원하 는 높은 토크특성을 제공할 수 있도록 한 것이다.
상기 동력인출기어(25)와 디퍼렌셜(27) 사이에는 상기 동력인출기어(25)에 치합되는 제1매개기어(31)와, 상기 디퍼렌셜(27)의 링기어(33)에 치합되는 제2매개기어(35) 및 이들을 동심축으로 연결하는 연결축(37)으로 이루어진 매개기어유닛(39)이 구비되어 있어서, 최종 감속비를 적절히 설정할 수 있도록 한다.
본 실시예에서, 상기 모터(11)의 아웃터로터(13)에는 상기 파워트레인의 윤활을 위한 오일펌프(41)가 연결되어 있다.
물론, 상기 오일펌프(41)는 상기 아웃터로터(13)가 아니라 상기 인너로터(9)에 연결될 수도 있다.
상기 오일펌프(41)에서 발생된 압유는 파워트레인의 윤활이 필요한 곳으로 송출되어 파워트레인이 항상 원활하게 동작할 수 있도록 윤활, 냉각, 청정 작용 등을 수행한다.
상기 엔진(1)에서 발생된 동력은 상기 제1유성기어세트(5)의 제1캐리어(3)로 공급되고, 상기 모터(11)의 인너로터(9)에서 제1선기어(7)로 제공하는 회전력과 조합되어 제1링기어(21)를 통해 상기 동력인출기어(25)로 공급되며; 상기 모터(11)의 아웃터로터(13)에서 제공되는 동력은 상기 제2유성기어세트(19)의 제2선기어(15)로 공급되어 제2링기어(17)가 고정되어 있으므로 기어비에 의해 감속되어 상기 동력인출기어(25)로 공급된다.
즉, 상기 동력인출기어(25)에서는 상기 엔진(1)과 모터(11)에서 제공된 동 력이 적절히 조합되고, 이와 같이 조합된 동력은 상기 매개기어유닛(39)을 통해 디퍼렌셜(27)로 전달됨으로써, 차량이 구동될 수 있도록 하는 것이다.
한편, 상기 모터(11)의 인너로터(9)에서 상기 제1선기어(7)에 반력 또는 회전력을 제공하지 않으면, 상기 동력인출기어(25)의 회전력은 상기 제1유성기어세트(5)를 통해 엔진(1)으로 공급되지 않는 상태가 되므로 전기차모드의 간단한 구현이 가능하다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 구동모터의 체적을 증대시키지 않고도 구동모터가 제공해야 할 토크를 충분히 확보할 수 있도록 함으로써, 하이브리드 차량의 원활한 구동 특성을 발휘할 수 있도록 함은 물론, 파워트레인의 차량 탑재성을 확보할 수 있도록 하며, 상기 모터에 의해 오일펌프를 상시 구동하여 파워트레인의 윤활 및 냉각 작용이 지속적으로 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

Claims (3)

  1. 엔진에 제1캐리어가 연결된 제1유성기어세트와;
    상기 제1유성기어세트의 제1선기어에 인너로터가 연결된 모터와;
    상기 모터의 아웃터로터에 제2선기어가 연결되고 제2링기어는 고정된 제2유성기어세트와;
    상기 제1유성기어세트의 제1링기어와 상기 제2유성기어세트의 제2캐리어를 연결하여 동력을 인출하도록 된 동력인출기어와;
    상기 동력인출기어에 연결된 디퍼렌셜;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력인출기어와 디퍼렌셜 사이에는 상기 동력인출기어에 치합되는 제1매개기어와, 상기 디퍼렌셜의 링기어에 치합되는 제2매개기어 및 이들을 동심축으로 연결하는 연결축으로 이루어진 매개기어유닛이 더 구비된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터의 아웃터로터에는 상기 파워트레인의 윤활을 위한 오일펌프가 연 결된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.
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