KR100836362B1 - 병렬형 하이브리드 동력전달구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 변속기를 그대로 채용하면서 간단한 구성으로 차량에의 탑재성을 양호하게 확보하면서도 순수한 전기차모드 및 하이브리드 모드 등 다양한 주행모드를 자유롭게 구사할 수 있도록 하고, 엔진의 회전수를 낮출 수 있어서 연비를 향상시키고, 엔진의 시동을 용이하게 한다.

Description

병렬형 하이브리드 동력전달구조{parallel type hybrid power train structure}
도 1은 본 발명에 따른 병렬형 하이브리드 동력전달구조를 도시한 구조도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1; 공통요소 3; 엔진
5; 제1클러치 7; 제2클러치
9; 더블클러치 11; 입력축
13; 변속기 15; 유성기어세트
17; 로터 19; 모터
본 발명은 병렬형 하이브리드 동력전달구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 변속기들을 사용하여 간단한 구성으로 전기차모드 및 하이브리드모드 등을 모두 구현할 수 있도록 하는 파워트레인 구조에 관한 기술이다.
종래 순수한 소프트타입 하이브리드 동력전달구조는 종전의 변속기들을 거 의 변경하지 않고 그대로 채용하면서, 모터를 추가함으로써, 엔진의 동력을 보조하고 잉여 동력으로 발전하여 배터리를 충전할 수 있도록 되어 있다.
그러나 상기한 바와 같은 순수한 소프트타입 하이브리드 동력전달구조는 모터와 엔진의 동력 연결을 분리할 수 없어서, 연비나 배기가스 측면에서 유리한 모터만에 의한 전기차모드의 구현이 불가능한 문제점이 있었다.
한편, 상기와 같은 순수한 전기차모드를 구현할 수 있도록 된 병렬형 하이브리드 파워트레인은 대체로 종전의 변속기를 그대로 채용하지 못하고 전체적으로 새로운 동력전달체계를 갖추어야 하는 경우가 많으며, 종전의 변속기를 그대로 채용하는 경우 파워트레인의 길이가 크게 증가되어 차량에의 탑재성이 불리하게 되는 경우가 많다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 변속기를 그대로 채용하면서 간단한 구성으로 차량에의 탑재성을 양호하게 확보하면서도 순수한 전기차모드 및 하이브리드 모드 등 다양한 주행모드를 자유롭게 구사할 수 있도록 한 병렬형 하이브리드 동력전달구조를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 병렬형 하이브리드 동력전달구조는
공통요소가 엔진에 연결되고 상기 공통요소와의 동력전달상태를 각각 조절 할 수 있도록 된 제1클러치와 제2클러치가 일체로 구비된 더블클러치와;
상기 제1클러치를 매개로 입력축이 연결된 변속기와;
회전이 구속된 선기어와, 상기 선기어에 치합된 다수의 피니언을 결속하고 상기 제2클러치와 연결되는 캐리어 및, 상기 피니언에 치합되는 링기어를 갖춘 유성기어세트와;
상기 유성기어세트의 링기어와 상기 변속기의 입력축에 각각 로터가 연결된 모터;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 공통요소(1)가 엔진(3)에 연결되고 상기 공통요소(1)와의 동력전달상태를 각각 조절할 수 있도록 된 제1클러치(5)와 제2클러치(7)가 일체로 구비된 더블클러치(9)와, 상기 제1클러치(5)를 매개로 입력축(11)이 연결된 변속기(13)와, 회전이 구속된 선기어(15a)와 상기 선기어에 치합된 다수의 피니언(15b)을 결속하고 상기 제2클러치와 연결되는 캐리어(15c) 및 상기 피니언에 치합되는 링기어(15d)를 갖춘 유성기어세트(15)와, 상기 유성기어세트(15)의 링기어(15d)와 상기 변속기(13)의 입력축(11)에 각각 연결된 로터(17)를 갖춘 모터(19)를 포함하여 구성된다.
상기 더블클러치(9)는 엔진(3)에 연결된 공통요소(1)의 내측에 제1클러치(5)와 제2클러치(7)가 배치되어 있어서, 상기 제1클러치(5)는 상기 변속기(13)의 입력축(11)에 연결되고, 상기 제2클러치(7)는 상기 유성기어세트(15)의 캐리어(15c)에 연결된 구조이다.
상기 유성기어세트(15)는 선기어(15a)가 변속기케이스에 대해 고정되어 있으며, 상기 모터(19)의 로터(17)는 상기 유성기어세트(15)의 링기어(15d)와 상기 변속기(13)의 입력축(11)에 함께 연결되어 있어서, 결과적으로 상기 유성기어세트(15)의 링기어(15d)도 상기 변속기(13)의 입력축(11)에 연결되어 있는 구조이다.
특히, 상기 유성기어세트(15)는 상기 모터(19)의 로터(17) 내측공간에 위치하도록 구성하여 공간 활용도를 극대화하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 변속기(13)는 종래의 자동변속기나, CVT(Continuously Variable Transmission), AMT(Automatic Manual Transmission) 등이 별도의 변경 없이 그대로 채용될 수 있다.
본 실시예는 엔진(3)과 변속기(13) 사이에 상기 더블클러치(9)와 모터(19) 및 모터(19)의 로터(17) 내측에 구비된 유성기어세트(15)만을 포함하므로, 파워트레인의 길이가 크게 증대되지 않아 차량에의 탑재성을 우수하게 확보할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 병렬형 하이브리드 동력전달구조의 몇가지 주행모드를 살펴보면 다음과 같다.
전기차모드의 구현시에는 상기 더블클러치(9)의 제1클러치(5)와 제2클러치(7)는 모두 해제상태로 하고, 상기 엔진(3)도 물론 작동하지 않으며, 상기 모터(19)에서만 동력을 발생시킨다.
상기 모터(19)의 로터(17)는 상기 변속기(13)의 입력축(11)에 직접 연결되어 있으므로, 상기 모터(19)에서 발생된 회전력은 그대로 상기 변속기(13)로 공급되어 적절히 변속된 후 구동륜에 이르게 되며, 이때 상기 변속기(13)는 대체로 저단 변속 상태에 있게 된다.
가속시 등과 같은 경우에 사용되는 하이브리드모드의 경우에는, 상기 제1클러치(5)는 해제하고 제2클러치(7)를 결합하며, 상기 모터(19)와 엔진(3)에서 모두 동력을 발생한다.
상기 엔진(3)에서 발생된 동력은 상기 제2클러치(7)를 통하여 상기 유성기어세트(15)의 캐리어로 공급되고, 상기 선기어(15a)가 고정되어 있으므로 링기어(15d)를 통해 증속되어 상기 모터(19)의 로터(17)에서 출력되는 회전력과 함께 상기 변속기(13)의 입력축(11)으로 공급되게 된다.
이 경우 상기 엔진(3)의 동력이 유성기어세트(15)에 의해 증속되어 변속기(13)로 공급되므로 엔진(3)의 회전수를 낮출 수 있어서, 연비향상에 기여할 수 있다.
정속주행 등과 같은 경우에 사용되는 엔진만에 의한 모드인 엔진모드에서는 상기 제1클러치(5)를 체결하고 상기 제2클러치(7)는 해제하며, 엔진(3)에서만 동력을 발생시킨다.
따라서, 상기 엔진(3)에서 발생된 동력은 상기 제1클러치(5)를 통해 직접 상기 변속기(13)의 입력축(11)으로 공급되어, 종래의 일반적인 엔진과 변속기만의 차량과 같은 동력전달 경로를 가지게 된다.
구동륜으로부터 역으로 입력되는 동력에 의해 회생제동작용을 할 때에는 상기 제1클러치(5)와 제2클러치(7)를 모두 해제하고, 상기 엔진(3)은 작동하지 않으며, 상기 모터(19)는 발전기로서 기능하여 발전된 전기를 배터리에 충전할 수 있도록 한다.
구동륜에서 역으로 공급된 회전력은 상기 변속기(13)의 입력축(11)을 통해 상기 모터(19)의 로터(17)에 직접 공급되므로, 상기 모터(19)는 입력되는 기계적인 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어 배터리에 제공할 수 있게 되며, 이때 상기 엔진(3)은 모터(19) 및 상기 변속기(13)의 입력축(11)과는 격리되어 있어서 관성저항을 제공하지 않으므로, 회생제동효율을 높게 확보할 수 있다.
상기 엔진(3)의 시동시에는 상기 제2클러치(7)만 결합하여 모터(19)의 회전력이 링기어(15d)에서 캐리어(15c)로 감속되어 엔진(3)으로 공급됨으로써 강한 토크로 엔진(3)의 시동이 용이하게 이루어질 수 있도록 하며, 별도의 ISG(Integrated Starter Generator) 등을 필요로 하지 않게 된다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래의 변속기를 그대로 채용하면서 간단한 구성으로 차량에의 탑재성을 양호하게 확보하면서도 순수한 전기차모드 및 하이브리드 모드 등 다양한 주행모드를 자유롭게 구사할 수 있도록 하고, 엔진의 회전수를 낮출 수 있어서 연비를 향상시키고, 엔진의 시동을 용이하게 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 공통요소가 엔진에 연결되고 상기 공통요소와의 동력전달상태를 각각 조절할 수 있도록 된 제1클러치와 제2클러치가 일체로 구비된 더블클러치와;
    상기 제1클러치를 매개로 입력축이 연결된 변속기와;
    회전이 구속된 선기어와, 상기 선기어에 치합된 다수의 피니언을 결속하고 상기 제2클러치와 연결되는 캐리어 및, 상기 피니언에 치합되는 링기어를 갖춘 유성기어세트와;
    상기 유성기어세트의 링기어와 상기 변속기의 입력축에 각각 로터가 연결된 모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 병렬형 하이브리드 동력전달구조.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유성기어세트는 상기 모터의 로터 내측공간에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 병렬형 하이브리드 동력전달구조.
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