KR101510326B1 - 하이브리드 차량의 구동장치 - Google Patents

하이브리드 차량의 구동장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101510326B1
KR101510326B1 KR20090118732A KR20090118732A KR101510326B1 KR 101510326 B1 KR101510326 B1 KR 101510326B1 KR 20090118732 A KR20090118732 A KR 20090118732A KR 20090118732 A KR20090118732 A KR 20090118732A KR 101510326 B1 KR101510326 B1 KR 101510326B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
planetary
gear set
planetary gear
motor
gear
Prior art date
Application number
KR20090118732A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110062140A (ko
Inventor
송성재
김달철
Original Assignee
현대자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR20090118732A priority Critical patent/KR101510326B1/ko
Publication of KR20110062140A publication Critical patent/KR20110062140A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101510326B1 publication Critical patent/KR101510326B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/445Differential gearing distribution type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • F16H3/666Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another with compound planetary gear units, e.g. two intermeshing orbital gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92Hybrid vehicles

Abstract

2개의 동력 분기와 다단 변속을 동시에 적용함으로써, 동력 분기에 의하여 연비 성능을 향상시키고, 다단 변속으로 고속 연비 향상과, 발진 가속 성능 및 등판성능을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 구동장치를 제공할 목적으로;
엔진의 동력을 전달받아 2개의 경로로 차동 출력이 이루어지는 제1 유성기어셋트(PG1)와; 상기 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 2개의 경로를 통해 입력되는 회전동력을 다단으로 변속하여 출력하는 제2 유성기어셋트(PG2)와; 상기 제1 유성기어셋트(PG1)의 어느 한 회전요소와 연결되어 엔진과 기계적으로 연결되는 제1 모터(MG1)와; 상기 제2 유성기어셋트(PG2)의 어느 한 회전요소와 연결되어 출력기어(6)와 기계적으로 연결되는 제2 모터(MG2)와; 상기 제1, 2 유성기어셋트(PG1)(PG2)를 조합하는 복수의 마찰부재(C1)(C2)(B1)(B2)를 포함하여 이루어지는 하이브리드 차량의 구동장치를 제공한다.
동력분기, 다단변속, 차동출력

Description

하이브리드 차량의 구동장치{DRIVING UNIT OF HYBRID ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 4동력 분기식과 다단 변속을 동시에 적용하여 연비성능과 발진가속 및 등판성능을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 구동장치에 관한 것이다.
하이브리드 차량이라고 함은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동하는 것을 의미하는 것으로, 대부분의 경우에는 연료를 사용하여 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동되는 전기 모터로 구성된 시스템을 말한다.
이러한 하이브리드 차량에 있어서, 연비향상 효과가 뛰어난 것은 초기 발진시 전기 모터의 동력을 사용하고, 차량이 가속을 할 때 전기모터를 이용한 동력 조보와 자동 변속 제어를 통한 엔진의 최적 운전을 수행함으로써, 기존의 가솔린 엔진과 자동 변속기를 탑재한 차량에 비하여 우수한 연비를 얻을 수 있게 되는 것이다.
그리고 상기와 같은 하이브리드 차량은 초기 발진시 전기 모터의 동력으로 EV 주행 모드(Electric Vehicle Mode) 주행 후, 엔진 클러치의 체결을 통해 HEV 주행 모드{Electric Vehicle Mode(모터 + 엔진)}로 변경되며, 만일 전기 모터의 작동 이 불가능할 때에는 엔진 클러치가 발진 클러치의 역할을 수행함으로써, 전기 모터의 도움으로 엔진에 걸리는 부하 및 작동조건이 개선되고, 엔진의 배기가스 배출을 크게 줄일 수 있는 장점이 있는 것이다.
이러한 하이브리드 차량 구동장치의 일예를 살펴보면, 도 5에 도시한 바와 같이, 유성기어셋트(PG)와 2개의 모터(MG1)(MG2)를 사용하는 것이 일반적이다.
즉, 전체적으로 차량내에 구비하고 있는 배터리(미도시)의 전원을 공급받는 2개의 모터(MG1)(MG2)와, 엔진(ENG)과, 동력 결합부로서의 유성기어셋트(PG)를 구비하여 이루어진다.
상기에서 2개의 모터(MG1)(MG2)는 하이브리드 차량에서 에너지 변환을 위한 것으로서, 정상적인 출발, 가속 주행시 배터리로부터 전달되는 전기 에너지를 기계적인 에너지로 변환하여 제1 모터(MG1)는 유성기어셋트(PG)를 구동하고, 제2 모터(MG2)는 구동륜을 구동하게 된다.
그리고 상기와는 반대로 감속 및 제동시 회생 제동력에 의하여 2개의 모터(MG1)(MG2)는 각각 제동에 의한 기계적인 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리를 재충전시키는 발전기로서의 역할을 수행하게 된다.
또한, 상기 유성기어셋트(PG)는 엔진(ENG)로부터 전달되는 동력과 상기 제1 모터(MG1)로부터 전달되는 동력을 결합시켜서 구동륜을 구동하는 장치로서, 제1 모터(MG1)는 유성기어셋트(PG)의 회전축에 중심축이 연결되어 있는 선기어(S)와, 엔진(ENG)의 회전축에 연결되어 있는 유성 캐리어(PC) 및 상기 유성 캐리어(PC) 또는 선기어(S)측의 입력을 구동륜측으로 전달하는 링기어(R)로 구성되어 있어 별도의 변속기 없이도 모터의 속도를 제어함으로써, 전기적으로 작동하는 무단 변속기 역할을 수행할 수 있게 되는 것이다.
따라서 유성기어셋트를 이용한 하이브리드 차량의 구동장치는 발전용 모터의 속도를 제어함으로써, 충/방전 및 모터 모드, 엔진 모드, 하이브리드 모드, 회생 제동모드를 구현할 수 있으며, 별도의 클러치 없이도 부드러운 엔진의 온/오프 제어가 가능하고 마찰 브레이크 사용을 최소화하여 회생 제동 효율을 높일 수 있게 된다.
그러나 상기와 같은 종래 하이브리드 차량의 구동장치에 있어서는 고속 운전시 모터의 속도가 역전되면서 에너지 순환이 발생하고 에너지 순환량이 많아질수록 효율이 낮아진다는 문제점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 2개의 동력 분기와 다단 변속을 동시에 적용함으로써, 동력 분기에 의하여 연비 성능을 향상시키고, 다단 변속으로 고속 연비 향상과, 발진 가속 성능 및 등판성능을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 구동장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 엔진의 동력을 전달받아 2개의 경로로 차동 출력이 이루어지는 제1 유성기어셋트(PG1)와;
상기 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 2개의 경로를 통해 입력되는 회전동력을 다단으로 변속하여 출력하는 제2 유성기어셋트(PG2)와;
상기 제1 유성기어셋트(PG1)의 어느 한 회전요소와 연결되어 엔진과 기계적으로 연결되는 제1 모터(MG1)와;
상기 제2 유성기어셋트(PG2)의 어느 한 회전요소와 연결되어 출력기어(6)와 기계적으로 연결되는 제2 모터(MG2)와;
상기 제1, 2 유성기어셋트(PG1)(PG2)를 조합하는 복수의 마찰부 재(C1)(C2)(B1)(B2)를 포함하여 이루어지는 하이브리드 차량의 구동장치를 제공한다.
상기에서 제1 유성기어셋트(PG1)는 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지되, 제1 유성 캐리어(PC1)가 엔진과 직접 연결됨과 동시에 제2 클러치(C2)를 통해 제1 링기어(R1)와 연결되고, 제1 선기어(S1)가 제2 동력전달부재(4)를 통해 제1 모터(MG1)과 연결됨과 동시에 제2 유성기어셋트(PG2)의 어느 한 회전요소와 연결되며, 제1 링기어(R1)가 제1 동력전달부재(2)를 통해 제2 유성기어셋트(PG2)의 어느 한 회전요소와 직접적으로 연결됨을 특징으로 한다.
상기에서 제2 유성기어셋트(PG2)는 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지되, 제2 선기어(S2)가 제1 링기어(R1)와 연결되면서 제2 모터(MG2)에 의하여 구동되도록 연결됨과 동시에 제1 브레이크(B1)를 통해 변속기 하우징(H)과 연결되며, 제2 유성캐리어(PC2)가 제1 클러치(C1)를 통해 제1 선기어(S1)와 연결됨과 동시에 제2 브레이크(B2)를 통해 변속기 하우징(H)과 연결되고, 제2 링기어(R2)가 출력기어(6)와 연결되어 출력요소로 작동함을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하여 본 발명은, 차량의 운전 조건에 따른 제1, 2 모터(MG1)(MG2)와 엔진의 작동에 의하여 동력 분기 주행이 가능하고, 제1,2 유성기어셋트(PG1)(PG2)에 의한 다단 변속이 동시에 이루어질 수 있도록 함으로써, 동력 분기에 의하여 연비 성능을 향상시키고, 다단 변속으로 고속 연비 향상과, 발진 가속 성능 및 등판성능을 향상시킬 수 있는 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 구동장치에 대한 구성도로서, 본 발명의 구동장치는 2개의 유성기어셋트(PG1)(PG2)와, 2개의 클러치(C1)(C2)와, 2개의 브레이크(B1)(B2)의 조합으로 이루어진다.
상기에서 제1 유성기어셋트(PG1)는 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지고, 제2 유성기어셋트(PG2)는 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어진다.
상기 제1 유성기어셋트(PG1)는 제1 선기어(S1)와, 상기 제1 선기어(S1)에 외접하는 제1 피니언(P1)과, 상기 제1 피니언(P1)을 상기 제1 선기어(S1)의 축에 대하여 회전할 수 있도록 지지하는 제1 유성 캐리어(PC1)와, 상기 제1 피니언(P1)을 통해 제1 선기어(S1)와 맞물리는 제1 링기어(R1)를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 제2 유성기어셋트(PG2)는 제1 선기어(S2)와, 상기 제2 선기어(S2)에 외접하는 한쌍의 제2 피니언(P2)과, 상기 제2 피니언(P2)을 상기 제2 선기어(S2)의 축에 대하여 회전할 수 있도록 지지하는 제2 유성 캐리어(PC2)와, 상기 제2 피니언(P2)을 통해 제2 선기어(S2)와 맞물리는 제2 링기어(R2)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 제1 유성기어셋트(PG1)는 엔진측에 배치되고, 상기 제2 유성기어셋트(PG2)는 그 후측에 배치되어 제1 링기어(R1)와 제2 선기어(S2)가 제1 동력전달부재(2)를 통해 상호 직접적으로 연결된 상태에서 제1 유성 캐리어(PC1) 가 엔진의 회전축(IS)과 직접적으로 연결된다.
그리고 상기 제1 선기어(S1)는 제2 선기어(S1)를 회전 간섭없이 관통하는 제2 동력전달부재(4)를 통해 제1 모터(MG1)와 연결됨과 동시에 제1 클러치(C1)를 통해 제2 유성 캐리어(PC2)와 선택적으로 연결되며, 상기 제2 유성 캐리어(PC2)는 제2 브레이크(B2)를 통해 변속기 하우징(H)과 선택적으로 연결된다.
또한 상기 제1 동력전달부재(2)는 제2 모터(MG2)와 연결됨과 동시에 제2 브레이크(B2)를 통해 변속기 하우징(H)과 연결되며, 상기 제1 링기어(R1)는 제2 클러치(C2)를 통해 상기 제1 유성 캐리어(PC1)와 선택적으로 연결된다.
그리고 상기 제2 링기어(R2)는 출력요소로서 출력기어(6)와 연결되며, 상기 출력기어(6)는 트랜스퍼 샤프트(8)와 차동장치(10)를 통해 구동륜(미도시)과 연결된다.
상기 구성에 의하여 제2 동력전달부재(4)가 회전축(IS)과 동일축선상으로 배치되어 기준 축이 되며, 그 외주측에 회전 간섭없이 중공축인 제1 동력전달부재(2)가 배치되고, 트랜스퍼 사프트(8)는 상기 제1 동력전달부재(2)와 일정 간격을 두고 평행하게 배치된다.
상기와 같이 구성되는 구동장치에 적용되는 제1,2 모터(MG1)(MG2)는 다른 하이브리드 차량에 적용되는 모터와 마찬가지로 구동과 발전 기능을 갖는 모터이며, 상기 제1 모터(MG1)는 기계적인 에너지로 엔진을 시동하거나 발전기로서의 기능을 수행하여 제2 모터(MG2)에 전기적인 에너지를 공급하게 되며, 상기 제2 모터(MG2)는 제2 유성기어셋트(PG2)를 통해 구동륜(미도시)을 구동시킬 수 있게 된다.
그리고 상기 제1 유성기어셋트(PG1)에 적용되는 제2 클러치(C2)는 제1 유성기어셋트(PG1)의 직결 클러치로 작용하며, 제2 클러치(C2)가 작동하는 경우에는 제1 유성기어셋트(PG1)가 록킹되어 직결의 상태가 된다.
또한, 상기 제1 유성기어셋트(PG1)는 차동 장치로서의 기능을 갖게 되는데, 엔진으로부터 동일 회전 동력이 입력된다고 가정할 때, 제2 클러치(C2)가 작동하면 제1 선기어(S1)와 제1 링기어(R1)를 통해 입력 그대로의 출력이 이루어지게 되며, 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)가 작동하면 제1 링기어(R1)를 통해 약간의 오버 드라이브 상태로 출력이 이루어지고, 제1 브레이크(B1)가 작동하면 제1 선기어(S1)를 통해 상당히 큰 오버 드라이브 상태의 출력이 이루어진다.
상기에서 오버 드라이브 상태가 크고 작음은 제1 유성기어셋트(PG1)의 유성 기어비 즉, 제1 선기어(S1)의 잇수와 제1 링기어(R1)의 기어 잇수에 따라 결정되는 것이다.
그리고 상기 제2 유성기어셋트(PG1)는 상기 제1 유성기어셋트(PG1)를 통해 입력되는 3종류의 회전동력은 다단으로 변속하여 구동륜(미도시)을 구동시키게 되며, 제2 유성기어셋트(PG1)의 변속비는 유성기어비에 의해 결정되며, 이의 유성기어비 또한 제2 선기어(S2)의 잇수와 제2 링기어(R2)의 잇수에 따라 결정된다.
또한 본 발명에 적용되는 제1,2 클러치(C1)(C2)와 제1,2 브레이크(B1)(B2)는 마찰부재로서 통상적인 자동 변속기에 적용되는 유압식 마찰 결합장치로 이루어지는데, 유압식 액츄에이터에 의해 서로 가압되는 다수의 마찰판을 포함하는 습식 다판 클러치 또는 회전 드럼과 회전 드럼의 외주 표면에 감기는 한 개 이상의 밴드를 포함하는 밴드 브레이크에 의하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 구동장치의 작동 관계를 살펴보면, 우선 동력 분기 주행은 EV 모드(엔진 시동 포함) 및 HEV 모드로 이루어진다.
상기 EV 모드에서는 제2 브레이크(B2)가 체결된 상태에서 제2 모터(MG2)가 작동하여 상기 제2 모터(MG2)의 구동력에 의하여 주행이 이루어진다.
즉, 도 2의 실선과 같은 경로를 통해 제2 모터(MG2)의 구동력에 의하여 차량이 주행되며, 이와 같은 주행과정에서 요구 동력이 커지면 제1 모터(MG1)의 구동력으로 엔진을 시동하게 되는 것이다.
그리고 상기와 같은 EV 모드 주행 과정에서 엔진 시동이 이루어지면 HEV 모드 주행으로 바뀌게 되는데, 이때에는 제2 브레이크(B2)의 작동이 해제되고, 제1 클러치(C1)가 작동되면서 도 3에서와 같이 엔진의 구동력과 제2 모터(MG2)의 구동력에 의하여 주행이 이루어지게 된다.
상기와 같은 HEV 모드 주행에서는 상황에 따라 제1 모터(MG1)와 제2 모터(MG2)가 각각 엔진의 최적 운전점을 제어하기 위하여 제너레이터로 사용된다.
그리고 상기와 같은 주행 과정에서 다단 변속이 이루어지게 되는데, 다단 변속 과정에서의 마찰요소 작동은 도 4에서와 같이 이루어진다.
즉, 1속에서는 제2 클러치(C2)와 제2 브레이크(B2)가 작동하고,
전진 2속에서는 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)가 작동하며,
전진 3속에서는 제1, 2 클러치(C1)(C2)가 작동하고,
전진 4속에서는 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1)가 작동되면서 변속이 이 루어진다.
보다 구체적으로 살펴보면, EV 모드 주행 중 일정 속도 이상이 되면, 제2 클러치(C2)를 작동시켜 전진 1속을 구현하게 되며, 이때 제1 모터(MG1) 및 제2 모터(MG2)가 엔진 동력을 보조하게 된다.
이에 따라 기존 자동 변속기와 같은 시스템으로 주행이 이루어지게 되는 바, 효율 측면에서 매우 유리하고, 전기적 동력 흐름을 제거하여 동력 손실을 최소화할 수 있게 되는 것이다.
그리고 언더 드라이브(Under Drive) 유단 기어를 구현함으로써, 등판 성능 및 동력 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기와 같은 1속의 상태에서 차속이 일정 속도 이상이 되면, 상기 제1 클러치(C10의 작동을 해제하고, 제2 클러치(C2)를 작동 제어하여 전진 2속을 구현하게 되며, 이때 제1 모터(MG1)는 제2 브레이크(B2)에 의하여 구속되므로 제2 모터(M2)만이 엔진 동력을 보조하게 된다.
이에 따라 상기 전진 1속과 마찬가지로 효율 측면에서 매우 유리하고, 전기적 동력 흐름을 제거하여 동력 손실을 최소화할 수 있으며, 언더 드라이브 유단 기어를 구현함으로써, 저/중속 정속상태의 연비를 향상시킬 수 있는 것이다.
상기와 같은 2속의 상태에서 차속이 일정 속도 이상이 되면, 제2 브레이크(B2)의 작동을 해제하여 HEV 주행 모드로 바뀌게 되면서 제1, 2 클러치(C1)(C2)를 작동 제어하여 전진 3속을 구현하게 되고, 이때에는 제1,2 유성기어셋트(PG1)(PG2)가 직결의 상태가 되면서 엔진으로부터 입력 그대로를 출력하게 되며, 제1 모터(MG1) 및 제2 모터(MG2)가 엔진 동력을 보조하게 된다.
이에 따라 상기 전진 2속과 마찬가지로 효율 측면에서 매우 유리하고, 전기적 동력 흐름을 제거하여 동력 손실을 최소화할 수 있으며, 중/고속 영역에서 정속 상태의 연비 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기와 같은 3속의 상태에서 차속이 일정 속도 이상이 되면, 제2 브레이크(B2)의 작동을 해제하여 HEV 주행 모드로 바뀌게 되면서 제2 클러치(C2)의 작동을 해제하고 제1 브레이크(B1)가 작동 제어되면서 오버 드라이브(Over Drive) 상태인 전진 4속을 구현하게 되며, 제2 모터(MG2)는 제2 브레이크(B2)의 작동으로 구속되므로 제1 모터(MG1)만이 엔진 동력을 보조하게 된다.
이에 따라 상기 전진 2속과 마찬가지로 효율 측면에서 매우 유리하고, 전기적 동력 흐름을 제거하여 동력 손실을 최소화할 수 있으며, 중/고속 영역에서 정속 상태의 연비 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기와 같은 다단 변속은 마찰요소(C1)(C2)(B1)(B2)의 작동 여부에 따라 달성되며, 상기 마찰요소(C1)(C2)(B1)(B2)의 작동에 따른 변속 과정은 당업자라면 충분히 이해할 수 있는 바, 변속 과정의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 본 발명의 실시예에서는 변속과정을 주로 설명하고 있으나, EV 및 HEV 모드와 충/방전 및 회생 제동모드를 구현할 수 있는 것이다.
상기에서 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 구동장치에 대한 바람직한 실시예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하 게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도 1은 본 발명에 의한 구동장치의 구성도.
도 2는 EV 주행 모드에서의 동력 전달경로를 나타낸 도면.
도3은 HEV 주행 모두에서의 동력 전달경로를 나타낸 도면.
도 4는 다단 변속 과정에서의 마찰요소 작동표.
도 5는 종래 구동장치의 일예도이다.

Claims (5)

  1. 엔진의 동력을 전달받아 2개의 경로로 차동 출력이 이루어지는 제1 유성기어셋트(PG1)와;
    상기 제1 유성기어셋트(PG1)로부터 2개의 경로를 통해 입력되는 회전동력을 다단으로 변속하여 출력하는 제2 유성기어셋트(PG2)와;
    상기 제1 유성기어셋트(PG1)의 제1 선기어(S1)와 연결되어 엔진과 기계적으로 연결되는 제1 모터(MG1)와;
    상기 제2 유성기어셋트(PG2)의 제2 선기어(S2)와 연결되어 출력기어(6)와 기계적으로 연결되는 제2 모터(MG2)와;
    상기 제1 유성기어셋트(PG1)의 제1 유성 캐리어(PC1)를 제2 모터(MG2)에 선택적으로 연결하거나 상기 제2 유성기어셋트(PG2)의 제2 유성 캐리어(PC2)를 제1 모터(MG1)에 선택적으로 연결하며, 상기 제2 유성기어셋트(PG1)의 제2 선기어(S2) 및 제2 유성 캐리어(PC2)를 각각 변속기 하우징(H)에 선택적으로 연결하도록 조합하는 복수의 마찰부재(C1)(C2)(B1)(B2)를 포함하여 이루어지는 하이브리드 차량의 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유성기어셋트(PG1)는
    싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지되, 제1 유성 캐리어(PC1)가 엔진과 직접 연결됨과 동시에 제2 클러치(C2)를 통해 제1 링기어(R1)와 선택적으로 연결되고, 제1 선기어(S1)가 제2 동력전달부재(4)를 통해 제1 모터(MG1)와 연결됨과 동시에 제1 클러치(C1)를 통하여 제2 유성기어셋트(PG2)의 제2 유성 캐리어(PC2)와 선택적으로 연결되며, 제1 링기어(R1)가 제1 동력전달부재(2)를 통해 제2 유성기어셋트(PG2)의 제2 선기어(S2)와 직접적으로 연결되는 하이브리드 차량의 구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유성기어셋트(PG2)는
    더블 피니언 유성기어셋트로 이루어지되, 제2 선기어(S2)가 제1 유성기어셋트(PG1)의 제1 링기어(R1)와 연결되면서 제2 모터(MG2)에 의하여 구동되도록 연결됨과 동시에 제1 브레이크(B1)를 통해 변속기 하우징(H)에 선택적으로 연결되며, 제2 유성캐리어(PC2)가 제1 클러치(C1)를 통해 제1 유성기어셋트(PG1)의 제1 선기어(S1)와 선택적으로 연결됨과 동시에 제2 브레이크(B2)를 통해 변속기 하우징(H)에 선택적으로 연결되고, 제2 링기어(R2)가 출력기어(6)와 연결되어 출력요소로 작동하는 하이브리드 차량의 구동장치.
  4. 2개의 유성기어셋트(PG1)(PG2)와, 2개의 모터(MG1)(MG2)와, 2개의 클러치(C1)(C2)와, 2개의 브레이크(B1)(B2)의 조합으로 하이브리드 차량의 구동장치를 형성하되,
    제1 링기어(R1)를 제2 선기어(S2)와 직접 연결하고, 제1 선기어(S1)를 제1 클러치(C1)를 개재시켜 제2 유성 캐리어(PC2)와 가변적으로 연결한 상태에서,
    제1 유성캐리어(PC1)를 엔진의 회전축(IS)과 직접 연결함과 동시에 제2 클러치(C2)를 개재시켜 제1 링기어(R1)와 가변적으로 연결하고, 상기 제2 선기어(S2)와 제2 유성 캐리어(PC2)를 각각 제1,2 브레이크(B1)(B2)를 개재시켜 변속기 하우징(H)과 연결하며, 제1 모터(MG1)는 제1 선기어(S1)와 연결하고, 제2 모터(MG2)는 제2 선기어(S2)와 연결함을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 구동장치.
  5. 제4항에 있어서, 제1 유성기어셋트(PG1)는 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지고, 제2 유성기어셋트(PG2)는 더블 피니언 유성기어셋트로 이루어짐을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 구동장치.
KR20090118732A 2009-12-02 2009-12-02 하이브리드 차량의 구동장치 KR101510326B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090118732A KR101510326B1 (ko) 2009-12-02 2009-12-02 하이브리드 차량의 구동장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20090118732A KR101510326B1 (ko) 2009-12-02 2009-12-02 하이브리드 차량의 구동장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110062140A KR20110062140A (ko) 2011-06-10
KR101510326B1 true KR101510326B1 (ko) 2015-04-06

Family

ID=44396376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20090118732A KR101510326B1 (ko) 2009-12-02 2009-12-02 하이브리드 차량의 구동장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101510326B1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101283039B1 (ko) 2011-06-09 2013-07-05 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR101283040B1 (ko) 2011-06-09 2013-07-05 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR101283046B1 (ko) 2011-06-20 2013-07-05 기아자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR101283041B1 (ko) 2011-06-20 2013-07-05 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR101427943B1 (ko) 2012-11-26 2014-08-08 현대자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 동력전달장치
DE102013006030A1 (de) * 2013-04-08 2014-10-09 Volkswagen Aktiengesellschaft Hybridantriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug
KR101459466B1 (ko) 2013-07-17 2014-11-07 현대자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 동력전달장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006288122A (ja) 2005-04-01 2006-10-19 Toyota Motor Corp ハイブリッド駆動装置
JP2006327583A (ja) 2006-06-15 2006-12-07 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置
JP2007030579A (ja) 2005-07-25 2007-02-08 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置
JP2008149908A (ja) 2006-12-18 2008-07-03 Toyota Motor Corp ハイブリッド駆動装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006288122A (ja) 2005-04-01 2006-10-19 Toyota Motor Corp ハイブリッド駆動装置
JP2007030579A (ja) 2005-07-25 2007-02-08 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置
JP2006327583A (ja) 2006-06-15 2006-12-07 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置
JP2008149908A (ja) 2006-12-18 2008-07-03 Toyota Motor Corp ハイブリッド駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110062140A (ko) 2011-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10195930B2 (en) Drive unit for hybrid vehicle
KR101283041B1 (ko) 하이브리드 차량의 동력전달장치
JP4306633B2 (ja) ハイブリッド駆動装置
KR101199103B1 (ko) 하이브리드 차량용 동력전달장치
KR101500356B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
US8721491B2 (en) Powertrain with hybrid transmission
KR101000136B1 (ko) 하이브리드 차량용 동력전달장치
JP4779935B2 (ja) ハイブリッド駆動装置
KR101510326B1 (ko) 하이브리드 차량의 구동장치
KR101459466B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
KR101126803B1 (ko) 하이브리드 차량의 파워트레인
KR101405232B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
KR101500357B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
WO2008075760A1 (ja) ハイブリッド駆動装置
KR20120140099A (ko) 하이브리드 차량의 동력전달장치
US8974338B2 (en) Two-mode electrically-variable transmission with offset motor and two planetary gear sets
KR20120136641A (ko) 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR100829301B1 (ko) 하이브리드 전기 자동차용 무단변속 동력전달장치
JP2005067319A (ja) ハイブリッド車の駆動装置
KR20100088226A (ko) 하이브리드 차량용 듀얼모드 파워트레인 및 그 작동방법
KR101664750B1 (ko) 하이브리드 차량의 파워트레인
KR20100128372A (ko) 하이브리드 차량의 파워트레인
US8425359B1 (en) Four-mode hybrid transmission
KR20100095077A (ko) 하이브리드 차량용 동력전달장치
CN108944405B (zh) 一种混合电驱动装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190327

Year of fee payment: 5