KR101144501B1 - Power Train for Hybrid Vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 싱글피니언 유성기어세트 2조와 클러치 3개 및 브레이크 1개 만을 이용하여 입력분기모드와 출력분기모드 및 복합분기모드의 3개의 하이브리드모드를 모두 구현할 수 있고, 더불어 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비로 운전되는 고정기어비모드를 2단에 걸쳐 구현할 수 있게 구성됨으로써, 컴팩트한 구성으로 차량의 공간확보에 유리하고 원가 절감에 기여할 수 있게 되며, 연속적인 변속비 구현이 가능하고, 상기 다양한 모드를 차량의 주행조건에 따라 적절히 전환함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있다.The present invention can implement all three hybrid modes of the input branch mode, the output branch mode and the compound branch mode by using only two sets of single pinion planetary gear sets, three clutches and one brake, and are fixed like a shift stage of a general transmission. Since the fixed gear ratio mode driven at the gear ratio can be implemented in two stages, the compact structure is advantageous to secure the space of the vehicle and contribute to the cost reduction, and it is possible to realize the continuous transmission ratio and the various modes By appropriately switching according to the running conditions of the vehicle, the fuel economy of the vehicle can be improved.
또한, 상기한 바와 같은 시스템의 성능 향상에 따라 동일조건 대비 모터제너레이터에서 요구되는 성능을 낮출 수 있어서, 차량의 원가 절감에 더욱 기여할 수 있게 된다.In addition, according to the performance improvement of the system as described above, it is possible to lower the performance required by the motor generator compared to the same conditions, thereby further contributing to the cost reduction of the vehicle.
유성기어세트, 변속, 연비, 고정기어비 Planetary Gear Set, Gear Shift, Fuel Economy, Fixed Gear Ratio
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동륜에 구동력을 제공하는 동력원으로서 내연기관인 엔진과, 전기에 의해 구동되는 모터제너레이터를 사용하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조에 관한 기술이다.BACKGROUND OF THE
엔진과 모터제너레이터를 사용하는 하이브리드 차량은, 저속에서는 상대적으로 저속토크특성이 우수한 모터제너레이터로부터의 동력을 구동력으로 이용하도록 하고, 고속에서는 상대적으로 고속토크특성이 우수한 엔진으로부터의 동력으로 차량이 구동되도록 하는 개념을 기반으로 하여 차량의 연비를 개선하도록 하고 있다.A hybrid vehicle using an engine and a motor generator may use power from a motor generator having a relatively low torque characteristic as a driving force at a low speed, and a vehicle may be driven with power from an engine having a relatively high torque characteristic at a high speed. Based on the concept to improve the fuel economy of the vehicle.
또한, 하이브리드 차량은 모터제너레이터만으로 구동되는 동안에는 엔진에 의한 배기가스가 발생할 여지가 없어서, 연비 개선과 배기가스 저감의 장점을 가진 친환경적인 자동차 기술로 인정받고 있다.In addition, while the hybrid vehicle is driven only by the motor generator, there is no room for the exhaust gas generated by the engine, and thus, the hybrid vehicle is recognized as an environmentally friendly vehicle technology having the advantages of fuel efficiency improvement and exhaust gas reduction.
상기와 같은 하이브리드 차량의 동력전달장치는 차량의 전 운전 영역에서 충 분한 구동력을 확보할 수 있도록 해야 함은 물론, 효율적인 운전으로 연비를 충분히 높게 확보할 수 있어야 할 필요가 있다.The power transmission device of the hybrid vehicle as described above needs to ensure sufficient driving force in the entire driving region of the vehicle, and also needs to be able to secure fuel efficiency sufficiently high by efficient driving.
본 발명은 동력분기방식에 의한 다중모드의 구현은 물론, 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비를 복수 개 제공하여, 차량의 주행상황에 따라 이들 다양한 주행모드에 의한 다중모드 운행이 가능하도록 함으로써, 차량의 전체 운전 영역에서 충분한 구동력을 확보함과 아울러 차량의 연비를 높게 확보할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention, as well as the implementation of the multi-mode by the power branch method, by providing a plurality of fixed gear ratio like the gear stage of the general transmission, by enabling the multi-mode operation by these various driving modes according to the driving situation of the vehicle, It is an object of the present invention to provide a power train of a hybrid vehicle that ensures sufficient driving force in the entire driving region of the vehicle and ensures high fuel economy of the vehicle.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인은
입력축, 출력축과, 제1모터제너레이터에 연결되는 제1선기어, 상기 입력축을 통하여 엔진과 연결되는 제1캐리어, 출력축에 연결되는 제1링기어를 구비하는 제1유성기어세트와, 제2모터제너레이터에 연결되는 제2선기어, 상기 출력축과 선택적으로 연결되는 제2캐리어, 상기 제1캐리어와 선택적으로 연결되는 제2링기어를 구비하는 제2유성기어세트를 포함하고, 상기 제2선기어는 상기 제2캐리어와 선택적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.The powertrain of the hybrid vehicle of the present invention devised to achieve the object as described above
A first planetary gear set including an input shaft, an output shaft, a first sun gear connected to the first motor generator, a first carrier connected to the engine through the input shaft, a first ring gear connected to the output shaft, and a second motor generator. And a second planetary gear set including a second sun gear connected to the second gear, a second carrier selectively connected to the output shaft, and a second ring gear selectively connected to the first carrier, wherein the second sun gear includes the second gear. It is characterized in that it is selectively connected to two carriers.
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또한, 상기 제1캐리어가 상기 제2링기어에 선택적으로 연결되도록 제1클러치가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a first clutch is provided so that the first carrier is selectively connected to the second ring gear.
또한, 상기 제2캐리어가 상기 제1링기어와 선택적으로 연결되도록 제2클러치가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a second clutch is provided so that the second carrier is selectively connected to the first ring gear.
또한, 상기 제2캐리어가 상기 제2선기어와 선택적으로 연결되도록 제3클러치가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a third clutch is provided so that the second carrier is selectively connected to the second sun gear.
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또한, 상기 제2선기어의 회전을 선택적으로 구속하기 위한 제1브레이크가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, a first brake is provided for selectively restraining the rotation of the second sun gear.
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본 발명은 싱글피니언 유성기어세트 2조와 클러치 3개 및 브레이크 1개 만을 이용하여 입력분기모드와 출력분기모드 및 복합분기모드의 3개의 하이브리드모드를 모두 구현할 수 있고, 더불어 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비로 운전되는 고정기어비모드를 2단에 걸쳐 구현할 수 있게 구성됨으로써, 컴팩트한 구성으로 차량의 공간확보에 유리하고 원가 절감에 기여할 수 있게 되며, 연속적인 변속비 구현이 가능하고, 상기 다양한 모드를 차량의 주행조건에 따라 적절히 전환함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있다.The present invention can implement all three hybrid modes of the input branch mode, the output branch mode and the compound branch mode by using only two sets of single pinion planetary gear sets, three clutches and one brake, and are fixed like a shift stage of a general transmission. Since the fixed gear ratio mode driven at the gear ratio can be implemented in two stages, the compact structure is advantageous to secure the space of the vehicle and contribute to the cost reduction, and it is possible to realize the continuous transmission ratio and the various modes By appropriately switching according to the running conditions of the vehicle, the fuel economy of the vehicle can be improved.
또한, 상기한 바와 같은 시스템의 성능 향상에 따라 동일조건 대비 모터제너레이터에서 요구되는 성능을 낮출 수 있어서, 차량의 원가 절감에 더욱 기여할 수 있게 된다.In addition, according to the performance improvement of the system as described above, it is possible to lower the performance required by the motor generator compared to the same conditions, thereby further contributing to the cost reduction of the vehicle.
도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 입력축(IN)과 출력요소(OUT)에 각각 연결되는 회전요소들을 구비한 제1유성기어세트(PG1)와; 상기 입력축(IN)과 출력요소(OUT)에 각각 단속적으로 연결되는 회전요소들을 구비한 제2유성기어세트(PG2)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)에 구동력을 제공할 수 있도록 연결되는 적어도 2개 이상의 동력원을 포함하여 구성되고, 상기 제2유성기어세트(PG2)로 연결되는 동력원은 상기 제2유성기어세트(PG2)의 한 회전요소에는 직결되고 다른 한 회전요소에는 단속적으로 연결되는 구조이다.1, an embodiment of the present invention includes a first planetary gear set PG1 having rotation elements connected to an input shaft IN and an output element OUT, respectively; A second planetary gear set PG2 having rotation elements intermittently connected to the input shaft IN and the output element OUT, respectively; At least two power sources connected to provide the driving force to the first planetary gear set PG1 and the second planetary gear set PG2 are connected to the second planetary gear set PG2. The power source is directly connected to one rotary element of the second planetary gear set PG2 and intermittently connected to the other rotary element.
상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)는 동심축을 이루어 배치되고 각각 3개의 회전요소를 구비한 싱글피니언 유성기어세트로 이루어져 있다.The first planetary gear set PG1 and the second planetary gear set PG2 are formed in a single pinion planetary gear set, which are arranged coaxially and have three rotating elements, respectively.
상기 제1유성기어세트(PG1)에 연결되는 동력원은 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들 중 상기 입력축(IN)과 출력요소(OUT)에 연결되지 않은 회전요소에 연결되고, 상기 제2유성기어세트(PG2)에 연결되는 동력원은 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 상기 입력축(IN)과 출력요소(OUT)에 연결되지 않은 회전요소에 직결된다.The power source connected to the first planetary gear set PG1 is connected to a rotation element which is not connected to the input shaft IN and the output element OUT among the rotation elements of the first planetary gear set PG1. A power source connected to the second planetary gear set PG2 is directly connected to a rotation element not connected to the input shaft IN and the output element OUT among the rotation elements of the second planetary gear set PG2.
본 실시예에서, 상기 동력원은 상기 입력축(IN)에 연결되는 엔진(ENG)과, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소에 연결되는 제1모터제너레이터(MG1)와, 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들에 연결되는 제2모터제너레이터(MG2)로 구성 된다.In the present embodiment, the power source includes an engine ENG connected to the input shaft IN, a first motor generator MG1 connected to a rotating element of the first planetary gear set PG1, and the second planetary. It consists of a second motor generator (MG2) connected to the rotating elements of the gear set (PG2).
물론, 상기 출력요소(OUT)는 종감속기어 등에 연결되어 차량의 구동륜으로 연결됨으로써, 상기 엔진(ENG)과 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)로부터 상기 제1유성기어세트(PG1) 및 제2유성기어세트(PG2)를 통해 변속된 동력을 구동륜으로 전달할 수 있도록 되어 있다.Of course, the output element OUT is connected to a longitudinal reduction gear or the like to be connected to a driving wheel of the vehicle, whereby the first planetary gear set is connected from the engine ENG, the first motor generator MG1, and the second motor generator MG2. The power shifted through the PG1 and the second planetary gear set PG2 can be transmitted to the drive wheels.
또한, 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)에는 인버터를 통해 고전압배터리가 연결됨으로써, 회생제동시에는 전기를 고전압배터리로 충전할 수 있고, 구동시에는 상기 고전압배터리로부터의 전기를 이용하여 각각 구동력을 발생시킬 수 있도록 되어 있다.In addition, a high voltage battery is connected to the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 through an inverter, so that electricity can be charged with a high voltage battery at the time of regenerative braking, and from the high voltage battery at the time of driving. The driving force can be generated using electricity.
상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 상기 입력축(IN)에 연결되는 회전요소는 제1클러치(CL1)에 의해 단속적으로 연결되고, 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 상기 출력요소(OUT)에 연결되는 회전요소는 제2클러치(CL2)에 의해 단속적으로 연결되며, 상기 제2모터제너레이터(MG2)가 직결된 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소와 상기 출력요소(OUT)에 연결되는 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소 사이는 제3클러치(CL3)에 의해 단속적으로 연결된다.Among the rotating elements of the second planetary gear set PG2, the rotating elements connected to the input shaft IN are intermittently connected by the first clutch CL1, and the rotating elements of the second planetary gear set PG2 are intermittently connected. Among them, the rotating element connected to the output element OUT is intermittently connected by the second clutch CL2, and the rotating element of the second planetary gear set PG2 to which the second motor generator MG2 is directly connected. And a rotation element of the second planetary gear set PG2 connected to the output element OUT are intermittently connected by a third clutch CL3.
상기 제1유성기어세트(PG1)는 제1선기어(S1)가 상기 제1모터제너레이터(MG1)에 연결되고, 제1캐리어(C1)가 상기 입력축(IN)을 통해 엔진(ENG)에 연결되며, 제1링기어(R1)가 상기 출력요소(OUT)에 연결된다.In the first planetary gear set PG1, a first sun gear S1 is connected to the first motor generator MG1, and a first carrier C1 is connected to the engine ENG through the input shaft IN. The first ring gear R1 is connected to the output element OUT.
상기 제2유성기어세트(PG2)는 제2선기어(S2)가 상기 제2모터제너레이터(MG2)에 연결되고, 제2캐리어(C2)가 상기 출력요소(OUT) 및 상기 제2모터제너레이터(MG2)에 단속적으로 연결되며, 제2링기어가 상기 입력축(IN)에 단속적으로 연결된다.In the second planetary gear set PG2, a second sun gear S2 is connected to the second motor generator MG2, and a second carrier C2 is connected to the output element OUT and the second motor generator MG2. ) Is intermittently connected, and the second ring gear is intermittently connected to the input shaft IN.
도 2는 상기 도 1의 실시예의 변형으로서, 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 상기 동력원에 연결되는 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 제1브레이크(BK1)를 더 포함하여 구성된다.FIG. 2 is a variation of the embodiment of FIG. 1, and further includes a first brake BK1 installed to restrict rotation of a rotating element connected to the power source among the rotating elements of the second planetary gear set PG2. It is configured by.
상기 도 2와 같이 구성된 파워트레인의 운전모드표가 도 3에 도시된 바, 상기 도 2와 도 3을 기준으로 그 운전모드별 작동을 살펴보면 다음과 같다.The operation mode table of the power train configured as shown in FIG. 2 is shown in FIG. 3. Referring to FIGS. 2 and 3, operation of each operation mode is as follows.
먼저, 입력분기모드를 살펴보면, 제2클러치(CL2)와 제3클러치(CL3)를 결합하고 제1클러치(CL1)와 제1브레이크(BK1)는 해제하여 구현된다.First, referring to the input branch mode, the second clutch CL2 and the third clutch CL3 are coupled, and the first clutch CL1 and the first brake BK1 are released.
즉, 상기 제3클러치(CL3)가 결합되면, 상기 제2유성기어세트(PG2)는 모든 회전요소가 일체로 회전하게 되고, 상기 제2클러치(CL2)가 결합되면 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2선기어(S2)에 연결된 상기 제2모터제너레이터(MG2)가 결국 상 기 출력요소(OUT)에 바로 연결되는 구조가 되어 도 5와 같이 입력분기모드를 구현하게 되는 것이다.That is, when the third clutch CL3 is coupled, all the rotating elements of the second planetary gear set PG2 are integrally rotated, and when the second clutch CL2 is coupled, the second planetary gearset The second motor generator MG2 connected to the second sun gear S2 of PG2 becomes a structure in which the second motor generator MG2 is directly connected to the output element OUT, thereby implementing the input branch mode as shown in FIG. 5.
이 입력분기모드에서는 상기 제1모터제너레이터(MG1)는 항상 제너레이터의 역할만을 수행하며 엔진(ENG) 작동시 제1모터제너레이터(MG1)의 속도제어를 통해 원하는 변속비를 구현하도록 하며, 제2모터제너레이터(MG2)는 항상 모터의 역할만을 수행하여 엔진(ENG)의 동력을 보조하도록 하는 것이 효율적인 측면에서 바람직하다.In this input branch mode, the first motor generator MG1 always plays the role of a generator. When the engine ENG is operated, the first motor generator MG1 implements a desired speed ratio by controlling the speed of the first motor generator MG1, and the second motor generator. MG2 always serves only as a motor to assist the engine ENG in terms of efficiency.
출력분기모드는 상기 제1클러치(CL1)와 제3클러치(CL3)를 체결하여 구현한다. 즉, 상기 제3클러치(CL3)에 의해 상기 제2유성기어세트(PG2)는 일체화되고, 이 일체화된 제2유성기어세트(PG2)는 상기 제1클러치(CL1)를 통해 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1캐리어(C1)에 연결되므로, 결과적으로 상기 제2모터제너레이터(MG2)는 상기 제1캐리어(C1)에 연결된 엔진(ENG)에 직결되는 구조가 되어 도 6과 같은 출력분기모드를 구현하는 것이다.The output branch mode is implemented by fastening the first clutch CL1 and the third clutch CL3. That is, the second planetary gear set PG2 is integrated by the third clutch CL3, and the integrated second planetary gear set PG2 is connected to the first planetary gear through the first clutch CL1. Since it is connected to the first carrier C1 of the set PG1, as a result, the second motor generator MG2 has a structure directly connected to the engine ENG connected to the first carrier C1, resulting in an output as shown in FIG. Implement branch mode.
차량의 속도가 고속인 저변속비 상황에서 상기 제2모터제너레이터(MG2)의 방향이 바뀌면 후술하는 복합분기모드 상태에서 출력분기모드로 전환하며, 출력분기모드에서는 상기 입력분기모드와 마찬가지로 제1모터제너레이터(MG1)는 속도제어를 통해 원하는 변속비가 구현되도록 하며, 동력보조나 회생제동의 역할은 상기 제2모터제너레이터(MG2)가 수행한다.If the direction of the second motor generator MG2 is changed in a low speed ratio situation in which the speed of the vehicle is high, the output motor is switched to the output branch mode in the complex branch mode described later, and the first motor generator is similar to the input branch mode in the output branch mode. MG1 is configured to implement a desired speed ratio through speed control, and the second motor generator MG2 plays a role of power assistance or regenerative braking.
복합분기모드는 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2)만을 체결하여 구현한다. 즉, 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2)가 체결되면, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1캐리어(C1)와 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2링기어가 일체화되고, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1링기어(R1)와 제2유성기어세트(PG2)의 제2선기어(S2)가 일체화되므로, 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)는 엔진(ENG)과도 출력요소(OUT)와도 직접 연결되지 않게 되어 도 7과 같은 복합분기모드를 구현하게 되는 것이다.The compound branch mode is implemented by fastening only the first clutch CL1 and the second clutch CL2. That is, when the first clutch CL1 and the second clutch CL2 are fastened, the second ring of the first carrier C1 and the second planetary gear set PG2 of the first planetary gear set PG1 is engaged. Since the gear is integrated and the first ring gear R1 of the first planetary gear set PG1 and the second sun gear S2 of the second planetary gear set PG2 are integrated, the first motor generator MG1 is integrated. And the second motor generator MG2 are not directly connected to the engine ENG nor to the output element OUT, thereby implementing the complex branch mode shown in FIG. 7.
이 복합분기모드 상태에서는 원하는 변속비 구현을 위해 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2) 모두의 제어가 필요하며, 엔진(ENG)의 동력 보조 역할을 담당하는 것도 주행 상황에 따라 제1모터제너레이터(MG1) 또는 제2모터제너레이터(MG2)가 될 수 있다.In this multi-branch mode state, the control of both the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 is necessary to realize a desired speed ratio, and the driving assistance role of the engine ENG may also depend on driving conditions. It may be the first motor generator MG1 or the second motor generator MG2.
차량의 속도가 중속 또는 고속인 중, 저 변속비 상황에서 상기 제1모터제너레이터(MG1)의 속도 방향이 바뀌면 상기 입력분기모드에서 복합분기모드로 모드 전환을 하고, 차속이 계속 증가하면 효율의 악화를 방지하기 위해 상기 출력분기모드나 후술하는 고정기어비모드로 전환하는 것이 바람직하다.If the speed direction of the first motor generator MG1 is changed in a low speed ratio situation while the vehicle speed is medium or high speed, the mode is switched from the input branch mode to the compound branch mode, and if the vehicle speed continues to increase, the efficiency deteriorates. In order to prevent this, it is preferable to switch to the output branch mode or the fixed gear ratio mode described later.
고정기어비1단모드의 상태는 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2) 및 상기 제1브레이크(BK1)를 체결하여 구현한다.The state of the fixed gear ratio first stage is implemented by engaging the first clutch CL1, the second clutch CL2, and the first brake BK1.
상기 제1브레이크(BK1)가 체결되므로 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2모 터제너레이터(MG2)는 정지한 상태가 되고, 상기 엔진(ENG)만을 구동하여 상기 출력요소(OUT)로 동력을 인출하게 된다.Since the first brake BK1 is engaged, the second motor generator MG2 is stopped as shown in FIG. 8, and only the engine ENG is driven to power the output element OUT. Will be withdrawn.
이때, 상기 엔진(ENG)의 동력은 모두 상기 제2유성기어세트(PG2)의 기어비에 따라 결정되는 변속비로 감속되어 상기 출력요소(OUT)로 일정하게 출력되게 된다.At this time, all of the power of the engine ENG is decelerated at a transmission ratio determined according to the gear ratio of the second planetary gear set PG2, and is constantly output to the output element OUT.
즉, 주행상황에 따라 하이브리드모드를 사용하는 것보다 유리하다고 판단되는 상황이 되면, 이와 같은 고정기어비모드로 전환하여 엔진(ENG)의 동력이 모두 출력요소(OUT)로 출력되도록 하여 보다 효율적인 차량의 주행이 가능하도록 하는 것이다.That is, when it is determined that it is advantageous to use the hybrid mode according to the driving situation, it is switched to the fixed gear ratio mode such that all the power of the engine ENG is output to the output element OUT, so that It is to make it possible to drive.
고정기어비2단모드는 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2) 및 제3클러치(CL3)를 결합하여 구현한다.The fixed gear ratio two-stage mode is implemented by combining the first clutch CL1, the second clutch CL2, and the third clutch CL3.
즉, 상기 제3클러치(CL3)를 결합함으로써, 상기 제2유성기어세트(PG2)의 모든 회전요소들은 일체로 잠기게 되는데, 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2)에 의해 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1캐리어(C1)와 제1링기어(R1)도 서로 연결되는 상태가 되므로, 결과적으로는 제1유성기어세트(PG1)도 모두 일체화되어, 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2) 전체가 하나의 회전체로 기능하게 됨으로써, 도 9와 같이 상기 엔진(ENG)으로부터 입력된 동력은 그대로 출력요소(OUT)로 1:1의 변속비로 출력되게 되는 것이다.That is, by combining the third clutch CL3, all the rotational elements of the second planetary gear set PG2 are integrally locked, and the first clutch CL1 and the second clutch CL2 are locked. Since the first carrier C1 and the first ring gear R1 of the first planetary gear set PG1 are also connected to each other, as a result, the first planetary gear set PG1 is also integrally formed and thus the first planetary As the entire gear set PG1 and the second planetary gear set PG2 function as one rotating body, the power input from the engine ENG is 1: 1 to the output element OUT as shown in FIG. 9. The gear ratio will be output.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인은 상기한 바와 같이, 싱글피니언 유성기어세트 2조와 클러치 3개 및 브레이크 1개 만을 이용하여 입력분기모드와 출력분기모드 및 복합분기모드의 3개의 하이브리드모드를 모두 구현할 수 있고, 더불어 상기 고정기어비모드를 2단에 걸쳐 구현할 수 있게 구성됨으로써, 컴팩트한 구성으로 차량의 공간확보에 유리하고 원가 절감에 기여할 수 있게 되며, 연속적인 변속비 구현이 가능하고, 상기 다양한 모드를 차량의 주행조건에 따라 적절히 전환함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있다.As described above, the power train of the hybrid vehicle according to the present invention uses only two sets of single-pinion planetary gear sets, three clutches, and one brake to input all three hybrid modes of the input branch mode, the output branch mode, and the combined branch mode. In addition, since the fixed gear ratio mode can be implemented in two stages, the compact gear structure is advantageous in securing space of the vehicle and contributes to cost reduction, and it is possible to realize continuous transmission ratios and the various modes. By appropriately switching according to the driving conditions of the vehicle, the fuel economy of the vehicle can be improved.
또한, 상기한 바와 같은 시스템의 성능 향상에 따라 동일조건 대비 모터제너레이터에서 요구되는 성능을 낮출 수 있어서, 차량의 원가 절감에 기여할 수 있게 된다.In addition, according to the performance improvement of the system as described above, it is possible to lower the performance required by the motor generator compared to the same conditions, thereby contributing to the cost reduction of the vehicle.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인의 구성도,1 is a configuration diagram of a power train of a hybrid vehicle according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인의 다른 실시예를 도시한 도면,2 illustrates another embodiment of a powertrain of a hybrid vehicle according to the present invention;
도 3은 도 2의 파워트레인의 각 운전모드의 작동표,3 is an operation table of each operation mode of the powertrain of FIG.
도 4는 도 2의 파워트레인을 간략화한 레버다이어그램,4 is a simplified lever diagram of the powertrain of FIG.
도 5는 도 2의 파워트레인의 입력분기모드의 작동을 설명한 도면,5 is a view for explaining the operation of the input branch mode of the power train of FIG.
도 6은 도 2의 파워트레인의 출력분기모드의 작동을 설명한 도면,6 is a view for explaining the operation of the output branch mode of the powertrain of FIG.
도 7은 도 2의 파워트레인의 복합분기모드의 작동을 설명한 도면,7 is a view for explaining the operation of the multi-branch mode of the powertrain of FIG.
도 8은 도 2의 파워트레인의 고정기어비1단모드의 작동을 설명한 도면,8 is a view for explaining the operation of the fixed
도 9는 도 2의 파워트레인의 고정기어비2단모드의 작동을 설명한 도면이다.9 is a view for explaining the operation of the fixed gear ratio two-stage mode of the powertrain of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
IN; 입력축 OUT; 출력요소IN; Input shaft OUT; Output element
PG1; 제1유성기어세트 PG2; 제2유성기어세트PG1; First planetary gear set PG2; 2nd planetary gear set
ENG; 엔진 MG1; 제1모터제너레이터ENG; Engine MG1; 1st Motor Generator
MG2; 제2모터제너레이터 CL1; 제1클러치MG2; Second motor generator CL1; First clutch
CL2; 제2클러치 CL3; 제3클러치CL2; Second clutch CL3; 3rd clutch
S1; 제1선기어 C1; 제1캐리어S1; First sun gear C1; First carrier
R1; 제1링기어 S2; 제2선기어R1; First ring gear S2; 2nd Sun Gear
C2; 제2캐리어 BK1; 제1브레이크C2; Second carrier BK1; 1st brake
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