KR101543187B1 - 하이브리드 차량용 동력전달시스템 - Google Patents

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전유광
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 동력전달시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1고정회전자 및 제2고정회전자를 갖는 하나의 모터 및 듀얼클러치를 이용한 하이브리드 차량용 동력전달시스템에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 엔진을 비롯하여, 브레이크 체결 및 해제에 따라 고정자 또는 회전자 역할을 하는 제1고정회전자 및 제2고정회전자를 갖는 하나의 모터와, 엔진 및/또는 모터 동력을 주행휠로 전달하는 하나의 듀얼클러치를 이용하여, 여러 동력전달경로를 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 제조비용 절감 및 전체 패키지 크기 및 중량을 감소시킬 수 있도록 한 새로운 구성의 하이브리드 차량용 동력전달시스템을 제공하고자 한 것이다.

Description

하이브리드 차량용 동력전달시스템{Power train for hybrid vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량용 동력전달시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1고정회전자 및 제2고정회전자를 갖는 하나의 모터 및 듀얼클러치를 이용한 하이브리드 차량용 동력전달시스템에 관한 것이다.
친환경 차량 중 하이브리드 차량은 엔진 뿐만 아니라 모터를 동력원으로 채택하여, 배기가스 저감 및 연비 향상을 도모할 수 있는 차량으로서, 엔진 또는 모터 동력을 별로도 주행 휠로 전달하거나, 엔진 및 모터 동력을 함께 주행 휠로 전달하는 고효율 및 고성능의 동력전달 시스템이 요구된다.
이를 위해, 엔진과 모터를 동력원으로 하여 다양한 하이브리드 차량용 동력전달장치를 구성할 수 있고, 이 동력전달장치는 직렬형, 병렬형, 직렬형 및 병렬형의 장점을 혼용시킨 동력 분기식 등으로 구분된다.
상기 동력 분기식(Power Split) 동력 전달 시스템의 경우, 엔진을 비롯하여 제1모터 및 제2모터를 포함하는 두 개 이상의 모터와, 엔진의 출력축과 각 모터 간에 구축되는 둥력전달요소인 2개 이상의 클러치 및 유성기어 등을 이용하여 여러 형태의 동력전달경로를 구축할 수 있다.
그러나, 두 개 이상의 모터를 이용하여 하이브리드 차량용 동력전달시스템을 구축하는 경우, 제조 비용 증가를 초래할 뿐만 아니라, 동력전달을 위한 레이아웃이 복잡해지며, 전체 시스템 패키지 크기 및 중량이 증가하여 차량에 탑재하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 엔진을 비롯하여, 브레이크 체결 및 해제에 따라 고정자 또는 회전자 역할을 하는 제1고정회전자 및 제2고정회전자를 갖는 하나의 모터와, 엔진 및/또는 모터 동력을 주행휠로 전달하는 하나의 듀얼클러치를 이용하여, 여러 동력전달경로를 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 제조비용 절감 및 전체 패키지 크기 및 중량을 감소시킬 수 있도록 한 새로운 구성의 하이브리드 차량용 동력전달시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 엔진과; 고정자 또는 회전자 역할을 하는 제1고정회전자 및 제2고정회전자를 갖는 하나의 모터와; 제1고정회전자가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제1브레이크와; 제2고정회전자가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제2브레이크와; 엔진과 모터의 제1고정회전자 사이에 동력 전달 가능하게 연결되는 동력전달기구와; 입력단은 엔진 또는 제1고정회전자의 출력측과 연결되는 제2클러치 및 모터의 제2고정회전자 출력축과 연결되는 제3클러치로 구분되고, 출력단은 주행휠쪽에 연결되는 듀얼클러치; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 구현예로서, 상기 동력전달기구는: 제1고정회전자 출력축과 엔진 입력축 간에 연결되는 제1클러치로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 다른 구현예로서, 상기 동력전달기구는: 제1고정회전자 출력축에 장착되는 모터출력기어와; 엔진 출력축에 장착되는 엔진출력기어와; 서로 동축을 이루면서 듀얼클러치의 제2클러치의 입력단에 연결되는 것으로서, 모터출력기어에 치합되는 제1최종출력기어 및 엔진출력기어에 치합되는 제2최종출력기어; 로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 동력전달기구는: 제1고정회전자 출력축에 장착되는 모터출력기어와; 엔진 출력축에 장착되는 엔진출력기어와; 서로 동축을 이루면서 듀얼클러치의 제2클러치의 입력단에 연결되는 것으로서, 모터출력기어에 치합되는 제1최종출력기어 및 엔진출력기어에 치합되는 제2최종출력기어와; 제1최종출력기어 및 제2최종출력기어 사이에 연결되는 제1클러치; 로 구성되고, 상기 엔진출력기어에 스타터가 더 연결된 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 엔진을 비롯하여, 브레이크 체결 및 해제에 따라 고정자 또는 회전자 역할을 하는 제1고정회전자 및 제2고정회전자를 갖는 하나의 모터와, 엔진 및/또는 모터 동력을 주행휠로 전달하는 하나의 듀얼클러치를 이용하여, 여러 동력전달경로를 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 2개 이상 모터를 사용하는 구조에 비하여 제조비용 절감 및 전체 패키지 크기 및 중량을 감소시킬 수 있다.
둘째, 모터 한 개 및 전기적 에너지 흐름경로를 활용하여, 마치 CVT 기능이 수행되도록 함으로써, 연비 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템을 나타낸 동력전달계통도,
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템을 나타낸 동력전달계통도,
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템을 나타낸 동력전달계통도,
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템을 나타낸 동력전달계통도,
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 EV 모드를 나타낸 동력전달계통도,
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 정지 상태에서의 엔진 시동 모드를 나타낸 동력전달계통도,
도 7은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 EV 주행 중 엔진 시동모드를 나타낸 동력전달계통도,
도 8은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 엔진 단독 모드를 나타낸 동력전달계통도,
도 9는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 병렬 주행 충전모드를 나타낸 동력전달계통도,
도 10은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 병렬 주행 방전모드를 나타낸 동력전달계통도,
도 11은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 직렬 주행 충전모드을 나타낸 동력전달계통도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명은 엔진을 비롯하여, 브레이크 체결 및 해제에 따라 고정자 또는 회전자 역할을 하는 제1고정회전자 및 제2고정회전자를 갖는 하나의 모터와, 엔진 및/또는 모터 동력을 주행휠로 전달하는 하나의 듀얼클러치를 이용한 새로운 배열의 하이브리드 차량용 동력전달시스템을 제공하고자 한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 동력전달시스템은 첨부한 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 엔진(10)과; 고정자 또는 회전자 역할을 하는 제1고정회전자(21) 및 제2고정회전자(22)를 갖는 하나의 모터(20)와; 제1고정회전자(21)가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제1브레이크(BK1)와; 제2고정회전자(22)가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제2브레이크(BK2)와; 엔진(10)과 모터(20)의 제1고정회전자(21) 사이에 동력 전달 가능하게 연결되는 동력전달기구(30)와; 입력단은 엔진(10) 또는 제1고정회전자(21)의 출력측과 연결되는 제2클러치(CL2) 및 모터(20)의 제2고정회전자 출력축(24)과 연결되는 제3클러치(CL3)로 구분되고, 출력단은 주행휠(50)쪽에 연결되는 듀얼클러치(40); 를 포함하여 구성된다.
여기서, 본 발명에 따른 동력전달시스템의 각 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
제1실시예
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달시스템은 엔진(10)과; 고정자 또는 회전자 역할을 하는 제1고정회전자(21) 및 제2고정회전자(22)를 갖는 하나의 모터(20)와; 제1고정회전자(21)가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제1브레이크(BK1)와; 제2고정회전자(22)가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제2브레이크(BK2)와; 엔진(10)과 모터(20)의 제1고정회전자(21) 사이에 동력 전달 가능하게 연결되는 동력전달기구(30)와; 입력단은 엔진(10) 및 제1고정회전자(21)의 출력측과 연결되는 제2클러치(CL2) 및 모터(20)의 제2고정회전자 출력축(24)과 연결되는 제3클러치(CL3)로 구분되고, 출력단은 주행휠(50)쪽에 연결되는 듀얼클러치(40)를 포함하여 구성된다.
이때, 제1실시예에 따르면 상기 동력전달기구(30)는 제1고정회전자 출력축(23)과 엔진 입력축(11) 간에 연결되는 제1클러치(CL1)로 구성된다.
이에, 제1클러치(CL1)의 결합시 제1고정회전자(21)의 회전동력과 엔진(10) 동력이 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 통하여 주행휠(50)로 전달될 수 있다.
또한, 상기 모터(20)의 제2고정회전자(22)의 회전동력은 제2고정회전자 출력축(24)과 연결되는 듀얼클러치(40)의 제3클러치(CL3)가 결합됨에 따라 주행휠(50)로 별도로 전달될 수 있다.
제2실시예
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력전달시스템은 엔진(10)과; 고정자 또는 회전자 역할을 하는 제1고정회전자(21) 및 제2고정회전자(22)를 갖는 하나의 모터(20)와; 제1고정회전자(21)가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제1브레이크(BK1)와; 제2고정회전자(22)가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제2브레이크(BK2)와; 엔진(10)과 모터(20)의 제1고정회전자(21) 사이에 동력 전달 가능하게 연결되는 동력전달기구(30)와; 입력단은 엔진(10) 및 제1고정회전자(21)의 출력측과 연결되는 제2클러치(CL2) 및 모터(20)의 제2고정회전자 출력축(24)과 연결되는 제3클러치(CL3)로 구분되고, 출력단은 주행휠(50)쪽에 연결되는 듀얼클러치(40)를 포함하여 구성된다.
이때, 제2실시예에 따르면 상기 동력전달기구(30)는 제1고정회전자 출력축(23)에 장착되는 모터출력기어(25)와; 엔진 출력축(12)에 장착되는 엔진출력기어(13)와; 서로 동축을 이루면서 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)의 입력단에 연결되는 것으로서, 모터출력기어(25)에 치합되는 제1최종출력기어(26) 및 엔진출력기어(13)에 치합되는 제2최종출력기어(14); 로 구성된다.
이에, 상기 제1고정회전자(21)의 회전동력이 모터출력기어(25) 및 제1최종출력기어(26)를 거쳐 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 통해 주행휠(50)로 전달될 수 있고, 이와 함께 상기 엔진(10)의 회전동력도 엔진출력기어(13) 및 제2최종출력기어(14)를 거쳐 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 통해 주행휠(50)로 전달될 수 있다.
또한, 상기 모터(20)의 제2고정회전자(22)의 회전동력은 제2고정회전자 출력축(24)과 연결되는 듀얼클러치(40)의 제3클러치(CL3)가 결합됨에 따라 주행휠(50)로 별도로 전달될 수 있다.
제3실시예
도 3를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달시스템은 상기한 제2실시예와 동일하게 구성되고, 동력전달기구(30)에 제1클러치(CL1)이 더 구성된 점에 특징이 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력전달기구(30)는 제1고정회전자 출력축(23)에 장착되는 모터출력기어(25)와; 엔진 출력축(12)에 장착되는 엔진출력기어(13)와; 서로 동축을 이루면서 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)의 입력단에 연결되는 것으로서, 모터출력기어(25)에 치합되는 제1최종출력기어(26) 및 엔진출력기어(13)에 치합되는 제2최종출력기어(14); 로 구성되고, 제1최종출력기어(26) 및 제2최종출력기어(14) 사이에 제1클러치(CL1)이 더 구성된 점에 특징이 있다.
이에, 상기 제1고정회전자(21)의 회전동력이 제1클러치(CL1)가 결합된 상태에서 모터출력기어(25) 및 제1최종출력기어(26)를 거쳐 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 통해 주행휠(50)로 전달될 수 있고, 이와 함께 상기 엔진(10)의 회전동력도 엔진출력기어(13) 및 제2최종출력기어(14)를 거쳐 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 통해 주행휠(50)로 전달될 수 있다.
이때, 상기 제1클러치(CL1)가 결합해제되면, 엔진(10)의 동력만이 엔진출력기어(13) 및 제2최종출력기어(14)를 거쳐 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 통해 주행휠(50)로 전달될 수 있다.
또한, 상기 모터(20)의 제2고정회전자(22)의 회전동력은 제2고정회전자 출력축(24)과 연결되는 듀얼클러치(40)의 제3클러치(CL3)가 결합됨에 따라 주행휠(50)로 별도로 전달될 수 있다.
제4실시예
도 4를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 동력전달시스템은 상기한 제3실시예와 동일하게 구성되고, 단지 엔진(10)의 출력축에 연결된 엔진출력기어(13)에 엔진 시동을 위한 스타터(15)가 별도로 더 연결된 점에 특징이 있다.
이렇게 스타터(15)를 별도로 더 연결한 이유는 고전압배터리나 엔진 시동을 위한 모터가 극저온 조건에서 작동되지 않을 경우, 스타터를 이용하여 엔진 시동을 용이하게 걸 수 있도록 함에 있다.
여기서, 상기한 본 발명의 동력전달시스템에 대한 각 작동모드를 설명하되, 상기한 제1실시예 및 제2실시예의 구성을 포함하는 제3실시예의 구성을 기반으로 각 작동모드를 설명하기로 한다.
아래의 표 1은 각 작동모드별 브레이크 및 클러치의 결합(●) 및 해제(○) 상태를 나타낸다.
Figure 112014089491460-pat00001
EV 모드
첨부한 도 5을 참조하면, EV 모드에서는 배터리의 전기에너지로 모터(20)의 제2고정회전자(22)를 구동시키면, 모터의 동력이 제2고정회전자 출력축(24)을 통해 출력되는 동시에 듀얼클러치(40)의 제3클러치(CL3)를 통해 주행휠(50)로 동력 전달된다.
이때, 제1브레이크(BK1)의 결합에 의하여 제1고정회전자(21)는 고정자가 되면서 고정된 상태가 되고, 제2브레이크(BK2)의 결합해제에 의하여 제2고정회전자(22)는 회전자가 되어 모터 동력을 출력하게 된다.
또한, 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)가 결합해제되어 엔진이 시동되더라도 엔진동력이 주행휠로 출력되지 않는다.
이에, 상기 EV 모드에서는 모터(20)의 제2고정회전자(22)의 회전동력만이 주행휠로 출력되며 주행이 이루어진다.
엔진 시동(정지) 모드
첨부한 도 6을 참조하면, 엔진 시동(정지) 모드는 차량의 정지 상태에서 엔진 시동을 거는 모드를 말한다.
엔진 시동(정지) 모드에서, 제1브레이크(BK1)의 결합 해제에 의하여 모터(20)의 제1고정회전자(21)는 회전가가 되고, 제2브레이크(BK2)의 결합에 의하여 모터(20)의 제2고정회전자(22)는 고정자가 된다.
또한, 엔진 시동(정지) 모드에서, 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2) 및 제3클러치(CL3)는 접합되지 않은 상태가 되고, 모터와 엔진 간에 연결된 제1클러치(CL1)는 접합된 상태가 된다.
이에, 배터리의 전기에너지로 모터(20)의 제1고정회전자(21)가 구동되면, 제1고정회전자(21)의 회전동력이 제1클러치(CL1)가 결합된 상태에서 모터출력기어(25)를 출력되는 동시에 동축을 이루는 제1최종출력기어(26) 및 제2최종출력기어(14)를 거친 다음, 엔진출력기어(13)를 통하여 엔진(10)으로 입력됨으로써, 엔진 기동이 이루어진다.
엔진 시동(EV 모드 주행 중) 모드
첨부한 도 7을 참조하면, 엔진 시동(EV 모드 주행 중) 모드는 차량이 EV 모드로 주행 중에 엔진 시동을 거는 모드를 말한다.
상기 제1브레이크(BK1)의 결합에 의하여 모터(20)의 제1고정회전자(21)가 고정자가 되고, 제2브레이크(BK2)의 결합 해제에 의하여 모터(20)의 제2고정회전자(22)가 회전자가 된 상태에서, 상기한 EV 모드가 구현된다.
이러한 EV 모드 중, 상기 제1브레이크(BK1)가 결합 해제되면, 모터(20)의 제1고정회전자(21)도 회전을 하게 되고, 이에 상기한 엔진 시동(정지) 모드에서와 같이 제1고정회전자(21)의 회전동력이 엔진(10)에 전달되어 엔진 기동이 이루어진다.
또한, 상기 엔진 기동에 따른 엔진 회전수가 듀얼클러치(40)의 제3클러치(CL3)의 속도와 동기화가 되는 시점에 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 접합시킴으로써, 모터(20) 동력 이외에 엔진 동력이 주행휠로 함께 출력될 수 있다.
엔진 단독 모드
첨부한 도 8을 참조하면, 엔진 단독 모드는 차량이 엔진 구동력만으로 주행하는 모드를 말한다.
이를 위해, 상기한 엔진 시동(정지) 모드에 의거 엔진 시동이 걸린 후, 모터를 오프시키거나, 또는 상기한 엔진 시동(EV 주행 중) 모드에서 엔진 시동이 걸린 다음 모터를 오프시키면, 엔진 구동력만을 주행휠로 출력할 수 있다.
즉, 모터 미작동 조건에서 엔진 단독 시동이 이루어지고, 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)가 접합되면, 엔진(10)의 구동력이 제2클러치(CL2)를 통해 주행휠(50)로 출력된다.
병렬(parallel) 주행 충전모드
첨부한 도 9를 참조하면, 병렬 주행 충전모드는 상기와 같이 엔진이 기동된 상태에서 제1브레이크(BK1)를 결합 해제하는 동시에 제1클러치(CL1)를 결합하여, 엔진(10)의 동력이 주행휠(50)로 출력될 뿐만 아니라 모터쪽으로 동시에 인가되어 모터가 발전기 기능을 하는 모드를 말한다.
이때, 상기 제1브레이크(BK1)를 결합 해제에 따라 제1고정회전자(21)는 회전자가 되고, 제2브레이크(BK)는 결합되어 제2고정회전자(22)는 고정자가 된다.
또는, 배터리 SOC 상태는 충전을 요구하는 저충전 상태를 전제로 한다.
이에, 엔진 동력이 엔진출력기어(13)와 제2최종출력기어(14)를 거쳐 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 통해 주행휠(50)로 출력되고, 이와 동시에 엔진 동력이 제2최종출력기어(14)와 동축을 이루는 제1최종출력기어(26)와 모터출력기어(25)를 거쳐 제1고정회전자(21)로 입력됨으로써, 제1고정회전자(21)가 발전을 하는 동시에 발전된 전력이 배터리로 충전된다.
병렬(parallel) 주행 방전모드
첨부한 도 10을 참조하면, 병렬 주행 방전모드는 상기와 같이 엔진이 기동된 상태에서 제1브레이크(BK1)를 결합 해제하는 동시에 제1클러치(CL1)를 결합하여, 엔진(10)의 동력이 주행휠(50)로 출력될 뿐만 아니라 모터 동력이 함께 주행휠(50)로 출력되는 모드를 말한다.
이때, 상기 제1브레이크(BK1)를 결합 해제에 따라 제1고정회전자(21)는 회전자가 되고, 제2브레이크(BK)는 결합되어 제2고정회전자(22)는 고정자가 된다.
또한, 배터리 SOC 상태는 방전 가능한 고충전 상태를 전제로 한다.
이에, 엔진 동력이 엔진출력기어(13)와 제2최종출력기어(14)를 거쳐 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 통해 주행휠(50)로 출력되고, 이와 동시에 모터(10)의 제1고정회전자(21)의 동력이 모터출력기어(25)와 제1최종출력기어(26)와 제2최종출력기어(14)을 거친 다음, 듀얼클러치(40)의 제2클러치(CL2)를 통해 주행휠(50)로 출력된다.
이와 같이, 병렬 주행 방전모드에서는 엔진 및 모터 동력을 함께 출력하여 차량의 일정속도 이상 주행 또는 급가속이 원활하게 이루어질 수 있다.
직렬(series) 주행 충전모드
첨부한 도 11을 참조하면, 직렬 주행 충전모드는 모터는 주행휠로 주행동력을 출력하고, 엔진은 배터리 충전을 위한 발전 동력을 출력하는 모드를 말한다.
상기 직렬 주행 충전모드는 엔진이 비효율적인 저속에서 활용하는 모드로서, 모터의 제2고정회전자의 속도 제어를 통하여 CVT 구현이 가능하다.
이때, 상기 제1브레이크(BK1)의 결합 해제에 의하여 모터(20)의 제1고정회전자(21)가 회전자가 되고, 제2브레이크(BK2)의 결합 해제에 의하여 모터(20)의 제2고정회전자(22)도 회전자가 된다.
이에, 배터리의 전기에너지로 모터(20)의 제2고정회전자(22)를 구동시키면, 모터의 동력이 제2고정회전자 출력축(24)을 통해 출력되는 동시에 듀얼클러치(40)의 제3클러치(CL3)를 통해 주행휠(50)로 동력 전달된다.
이와 동시에, 엔진 동력이 제2최종출력기어(14)와 동축을 이루는 제1최종출력기어(26)와 모터출력기어(25)를 거쳐 제1고정회전자(21)로 입력됨으로써, 제1고정회전자(21)가 발전을 하는 동시에 발전된 전력이 배터리로 충전된다.
10 : 엔진
11 : 엔진 입력축
12 : 엔진 출력축
13 : 엔진출력기어
14 : 제2최종출력기어
15 : 스타터
20 : 모터
21 : 제1고정회전자
22 : 제2고정회전자
23 : 제1고정회전자 출력축
24 : 제2고정회전자 출력축
25 : 모터출력기어
26 : 제1최종출력기어
30 : 동력전달기구
40 : 듀얼클러치
50 : 주행휠
BK1 : 제1브레이크
BK2 : 제2브레이크
CL1 : 제1클러치
CL2 : 제2클러치
CL3 : 제3클러치

Claims (12)

  1. 엔진과;
    고정자 또는 회전자 역할을 하는 제1고정회전자 및 제2고정회전자를 갖는 하나의 모터와;
    제1고정회전자가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제1브레이크와;
    제2고정회전자가 고정자가 되도록 구속하거나, 회전자가 되도록 구속해제하는 제2브레이크와;
    엔진과 모터의 제1고정회전자 사이에 동력 전달 가능하게 연결되는 동력전달기구와;
    입력단은 엔진 또는 제1고정회전자의 출력측과 연결되는 제2클러치 및 모터의 제2고정회전자 출력축과 연결되는 제3클러치로 구분되고, 출력단은 주행휠쪽에 연결되는 듀얼클러치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력전달기구는:
    제1고정회전자 출력축과 엔진 입력축 간에 연결되는 제1클러치로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력전달기구는:
    제1고정회전자 출력축에 장착되는 모터출력기어와;
    엔진 출력축에 장착되는 엔진출력기어와;
    서로 동축을 이루면서 듀얼클러치의 제2클러치의 입력단에 연결되는 것으로서, 모터출력기어에 치합되는 제1최종출력기어 및 엔진출력기어에 치합되는 제2최종출력기어;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력전달기구는:
    제1고정회전자 출력축에 장착되는 모터출력기어와;
    엔진 출력축에 장착되는 엔진출력기어와;
    서로 동축을 이루면서 듀얼클러치의 제2클러치의 입력단에 연결되는 것으로서, 모터출력기어에 치합되는 제1최종출력기어 및 엔진출력기어에 치합되는 제2최종출력기어와;
    제1최종출력기어 및 제2최종출력기어 사이에 연결되는 제1클러치;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 엔진출력기어에 스타터가 더 연결된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 선택된 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1브레이크의 결합에 의하여 제1고정회전자는 고정자가 되고, 제2브레이크의 결합해제에 의하여 제2고정회전자가 회전자가 된 상태에서,
    모터의 제2고정회전자를 구동시키면, 모터의 동력이 제2고정회전자 출력축을 통해 출력되는 동시에 듀얼클러치의 제3클러치를 통해 주행휠로 동력 전달되는 EV 모드가 구현되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 선택된 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1브레이크의 결합 해제에 의하여 모터의 제1고정회전자는 회전가가 되고, 제2브레이크의 결합에 의하여 모터의 제2고정회전자는 고정자가 되며, 듀얼클러치의 제2클러치 및 제3클러치가 접합해제되는 동시에 제1클러치는 접합된 상태에서,
    모터의 제1고정회전자가 구동되면, 제1고정회전자의 회전동력이 모터출력기어를 출력되는 동시에 동축을 이루는 제1최종출력기어 및 제2최종출력기어를 거친 다음, 엔진출력기어를 통하여 엔진으로 입력되어 엔진 기동이 이루어지도록 한 엔진 시동(차량 정지 중) 모드가 구현되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 선택된 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1브레이크의 결합에 의하여 모터의 제1고정회전자가 고정자가 되고, 제2브레이크의 결합 해제에 의하여 모터의 제2고정회전자가 회전자가 된 상태에서,
    상기 제1브레이크가 결합 해제되면, 모터의 제1고정회전자의 회전동력이 엔진에 전달되어 엔진 기동이 이루어지도록 한 엔진 시동(EV 모드 주행 중) 모드가 구현되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 선택된 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 모터가 미작동되는 조건에서 엔진 단독 시동이 이루어지면, 듀얼클러치의 제2클러치가 접합됨과 함께 엔진의 구동력이 제2클러치를 통해 주행휠로 출력되는 엔진 단독 모드가 구현되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  10. 청구항 1 내지 청구항 5 중 선택된 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1브레이크를 결합 해제에 따라 제1고정회전자는 회전자가 되고, 제2브레이크는 결합되어 제2고정회전자는 고정자가 되며, 배터리 SOC 상태는 충전을 요구하는 저충전 상태에서,
    엔진 동력이 엔진출력기어와 제2최종출력기어를 거쳐 듀얼클러치의 제2클러치를 통해 주행휠로 출력되고, 동시에 엔진 동력이 제2최종출력기어와 동축을 이루는 제1최종출력기어와 모터출력기어를 거쳐 제1고정회전자로 입력됨으로써, 제1고정회전자가 발전을 하는 동시에 발전된 전력이 배터리로 충전되도록 한 병렬 주행 충전모드가 구현되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  11. 청구항 1 내지 청구항 5 중 선택된 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1브레이크를 결합 해제에 따라 제1고정회전자는 회전자가 되고, 제2브레이크는 결합되어 제2고정회전자는 고정자가 되며, 배터리 SOC 상태는 방전 가능한 고충전 상태에서,
    엔진 동력이 엔진출력기어와 제2최종출력기어를 거쳐 듀얼클러치의 제2클러치를 통해 주행휠로 출력되고, 동시에 모터의 제1고정회전자의 동력이 모터출력기어와 제1최종출력기어와 제2최종출력기어을 거친 다음, 듀얼클러치의 제2클러치를 통해 주행휠로 출력되는 병렬 주행 방전모드가 구현되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  12. 청구항 1 내지 청구항 5 중 선택된 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1브레이크의 결합 해제에 의하여 모터의 제1고정회전자가 회전자가 되고, 제2브레이크의 결합 해제에 의하여 모터의 제2고정회전자도 회전자가 된 상태에서,
    모터의 제2고정회전자를 구동시키면, 모터의 동력이 제2고정회전자 출력축을 통해 출력되는 동시에 듀얼클러치의 제3클러치를 통해 주행휠로 동력 전달되고,
    엔진 동력이 제2최종출력기어와 동축을 이루는 제1최종출력기어와 모터출력기어를 거쳐 제1고정회전자로 입력됨으로써, 제1고정회전자가 발전을 하는 동시에 발전된 전력이 배터리로 충전되는 직렬 주행 충전모드가 구현되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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