KR101575515B1 - Hybrid system - Google Patents

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KR101575515B1
KR101575515B1 KR1020140105133A KR20140105133A KR101575515B1 KR 101575515 B1 KR101575515 B1 KR 101575515B1 KR 1020140105133 A KR1020140105133 A KR 1020140105133A KR 20140105133 A KR20140105133 A KR 20140105133A KR 101575515 B1 KR101575515 B1 KR 101575515B1
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KR1020140105133A
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허준회
최광민
박태식
이재헌
박성은
김태현
서범주
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현대자동차주식회사
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Abstract

Provided is a hybrid system which comprises: a gear unit having a plurality of gears which have a different gear ratio and are engaged with each other, wherein any one of the gears is connected to a front wheel drive shaft for outputted power to be provided to the front wheel drive shaft of a vehicle; a front wheel drive motor coupled to any one of the gears to provide power to the gear unit; an engine coupled to another gear which is not coupled to the front wheel drive motor of the gears to provide power to the gear unit; and a rear wheel drive motor connected to a rear wheel drive shaft of a vehicle to provide power to the rear wheel drive shaft.

Description

하이브리드 시스템{HYBRID SYSTEM}Hybrid system {HYBRID SYSTEM}

본 발명은 하이브리드 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수개의 모드를 구비하고 주행 환경에 따라 전륜, 후륜 또는 4륜구동이 가능하도록 하는 하이브리드 시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hybrid system, and more particularly, to a hybrid system having a plurality of modes and enabling front wheels, rear wheels or four-wheel drive according to a driving environment.

종래의 하이브리드 시스템은 배터리로부터 전원을 인가받아 차량의 구동력을 발생 시키는 구동 모터와, 배터리의 저장 용량 한계를 극복하고 필요에 따라 부가적인 구동력을 제공하는 엔진이 유기적으로 결합되어 최종적인 구동력을 발생시키는 구조로 이루어져 있다. A conventional hybrid system includes a driving motor that receives power from a battery and generates a driving force of the vehicle, an engine that overcomes a storage capacity limitation of the battery and provides an additional driving force as needed, Structure.

이러한 하이브리드 구조는 통상 차량의 전륜을 구동시키는 전륜구동 방식이어서 험로 주행이나 전륜 구동이 불가능한 상태가 되었을 때에는 주행에 어려움이 발생되는 문제가 있었고, 또한 4륜구동을 수행한다 하더라도 프로펠러 샤프트를 통한 동력전달이 이루어지는 관계로 전륜과 후륜의 독립적인 제어가 어렵다는 문제점이 있어왔다. Such a hybrid structure has a problem in that it is difficult to travel when the vehicle is in a state in which it is impossible to perform rough road driving or front wheel drive because of the all-wheel drive system which drives the front wheels of a vehicle. In addition, power transmission through the propeller shaft There has been a problem that it is difficult to independently control the front wheel and the rear wheel.

또한 차량의 회생제동시에도 단순히 전륜에 마련된 모터를 통한 회생제동만이 이루어져 모터의 회생제동량을 초과하는 분량에 대해서는 외부 브레이크를 통한 제동이 수행되는 바, 실제 회생제동 능력이 제한적일 수 밖에 없는 문제점 또한 있어왔던 것이다.
Also, at the time of regenerative braking of the vehicle, only the regenerative braking is performed through the motor provided in the front wheel, and the braking through the external brake is performed for the amount exceeding the regenerative braking amount of the motor, so that the actual regenerative braking capability is limited It has also been there.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

KR10-2012-0083411AKR10-2012-0083411A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전륜과 후륜이 독립적인 구동이 가능하도록 하고 회생제동시 전륜과 후륜에서 함께 회생제동이 발생되도록 할 수 있는 하이브리드 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hybrid system in which front and rear wheels can be independently driven and a regenerative braking is simultaneously generated in front and rear wheels during regenerative braking.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 시스템은 서로 다른 기어비를 가지며 상호 치합되는 복수개의 기어들이 구비되고, 복수개의 기어들 중 어느 하나가 차량의 전륜 구동축과 연결되어 출력되는 동력을 차량의 전륜 구동축으로 제공하는 기어부; 복수개의 기어들 중 어느 하나와 결합되어 기어부에 동력을 제공하는 전륜구동모터; 복수개의 기어들 중 전륜구동모터와 결합되지 않은 다른 기어와 결합되어 기어부에 동력을 제공하는 엔진; 및 차량의 후륜 구동축과 연결되어 후륜 구동축에 동력을 제공하는 후륜구동모터;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a hybrid system including a plurality of gears having different gear ratios interlocked with each other, wherein one of the plurality of gears is connected to a front wheel drive shaft of a vehicle, A gear portion provided on the front wheel drive shaft; An all-wheel-drive motor coupled to any one of the plurality of gears to provide power to the gear portion; An engine coupled to another one of the plurality of gears not associated with the all-wheel drive motor to provide power to the gear portion; And a rear wheel drive motor connected to the rear wheel drive shaft of the vehicle to provide power to the rear wheel drive shaft.

상기 기어부는 선기어와 캐리어 및 링기어를 포함하는 유성기어일 수 있다.The gear portion may be a planetary gear including a sun gear, a carrier and a ring gear.

상기 전륜구동모터는 링기어와 결합되고, 엔진은 캐리어와 결합될 수 있다.The all-wheel-drive motor is coupled to the ring gear, and the engine can be engaged with the carrier.

상기 복수개의 기어들 중 전륜구동모터와 연결된 기어에는 제1출력축이 결합되고, 복수개의 기어들 중 엔진과 연결된 기어에는 제2출력축이 결합되며, 제1출력축은 제1클러치를 통해 전륜 구동축과 연결되고, 제2출력축은 제2클러치를 통해 전륜 구동축과 연결된 것일 수 있다.A first output shaft is coupled to a gear connected to the all-wheel drive motor among the plurality of gears. A second output shaft is coupled to a gear of the plurality of gears connected to the engine. The first output shaft is connected to the front wheel drive shaft And the second output shaft may be connected to the front wheel drive shaft through the second clutch.

제1EV 모드시, 상기 전륜구동모터를 구동시키고 제1클러치 또는 제2클러치 중 어느 하나를 택일적으로 체결하여 차량이 전륜구동상태로 주행할 수 있도록 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a controller for driving the all-wheel-drive motor and selectively engaging either the first clutch or the second clutch so as to allow the vehicle to travel in an all-wheel-drive state in the first EV mode.

제2EV 모드시, 상기 후륜구동모터를 구동시켜 차량이 후륜구동상태로 주행하도록 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.And a control unit for controlling the rear wheel drive motor to drive the vehicle in a rear wheel drive state in the second EV mode.

제3EV 모드시, 상기 전륜구동모터를 구동시키고 제1클러치 또는 제2클러치 중 어느 하나를 택일적으로 체결하며, 후륜구동모터를 구동시켜 차량을 4륜구동상태로 주행하도록 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.And a control unit for controlling the all-wheel-drive motor to selectively engage either the first clutch or the second clutch to drive the rear-wheel-drive motor to drive the vehicle in a four-wheel drive state in the third EV mode can do.

제1HEV 모드시, 엔진 구동으로 전륜구동모터를 회전시켜 발전을 수행함에 따라 배터리를 충전하며, 후륜구동모터를 구동시켜 차량을 후륜구동상태로 주행하도록 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a control unit for controlling driving of the vehicle in a rear-wheel drive state by charging the battery and driving the rear-wheel drive motor by rotating the all-wheel drive motor to perform power generation in the first -HEV mode.

제2HEV 모드시, 엔진을 구동시키고, 제1클러치 또는 제2클러치 중 어느 하나를 택일적으로 체결하여 차량의 전륜을 구동시키는 제어부;를 더 포함할 수 있다.And a control unit for driving the engine and selectively engaging either the first clutch or the second clutch to drive the front wheels of the vehicle in the second HEV mode.

상기 제어부는 제2HEV 모드시, 엔진의 동력으로 전륜구동모터를 회전시켜 발전을 수행함으로써 배터리의 충전을 더 수행할 수 있다.In the second HEV mode, the control unit may further perform charging of the battery by rotating the all-wheel drive motor with the power of the engine to perform power generation.

상기 제어부는 제2HEV 모드시, 후륜구동모터를 더 구동시켜 차량이 4륜구동 상태로 주행하도록 제어할 수 있다.
The control unit may further drive the rear wheel drive motor in the second HEV mode to control the vehicle to travel in a four-wheel drive state.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 하이브리드 시스템에 따르면, 서로 다른 기어비를 가지는 기어부로 전륜구동모터와 엔진이 연결되어 있으므로, 전륜구동모터 또는 엔진의 구동시 기어비를 가변시켜 주행할 수 있는 이점이 있다.According to the hybrid system having the above-described structure, since the all-wheel drive motor and the engine are connected to each other by the gear portion having different gear ratios, there is an advantage that the gear ratio can be changed while driving the all-wheel drive motor or the engine.

또한, 전륜과 후륜에 독립적인 제어가 가능하기 때문에 주행 안정성을 향상시키고, 주행환경 및 상황에 따라 전륜 또는 후륜구동이 택일적으로 수행되어 차량의 주행성을 향상시킬 수 있다.Further, independent control of the front wheel and the rear wheel is possible, so that the stability of the driving is improved and the front and rear wheel drive are alternatively performed depending on the driving environment and the situation, thereby improving the driving performance of the vehicle.

또한, 전륜과 후륜에서 동시에 회생제동이 발생될 수 있어 회생제동량을 증가시킬 수 있고, 따라서 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
Further, regenerative braking can be simultaneously generated in the front wheel and the rear wheel, so that the amount of regenerative braking can be increased, and therefore, there is an advantage that the fuel economy of the vehicle can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 전륜 동력 전달 구조를 도시한 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 전륜 구동 구조의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 4는 일 실시예에 따른 제1EV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면.
도 5는 일 실시예에 따른 제2EV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면.
도 6은 일 실시예에 따른 제3EV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면.
도 7은 일 실시예에 따른 제1HEV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면.
도 8은 일 실시예에 따른 제2HEV 모드 상태에서의 가속모드와 비가속모드의 동력 전달 흐름을 도시한 도면.
도 9는 일 실시예에 따른 제2HEV 모드 상태에서의 가속 후륜구동모드와 비가속 후륜구동모드의 동력 전달 흐름을 도시한 도면.1 is a configuration diagram of a hybrid system according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing a front wheel power transmission structure of a hybrid system according to an embodiment of the present invention.
3 illustrates another embodiment of a front wheel drive structure according to one embodiment.
4 is a diagram illustrating a power transfer flow in a first EV mode state according to an embodiment;
5 is a diagram illustrating a power transfer flow in a second EV mode state according to one embodiment;
6 illustrates a flow of power transfer in a third EV mode state according to one embodiment;
7 is a diagram illustrating a power transfer flow in the first -HEV mode state according to an embodiment;
8 illustrates a power transfer flow of an accelerated mode and an unaccelerated mode in a second 2H EV mode according to an embodiment;
9 is a view showing a power transmission flow of the accelerated rear wheel drive mode and the non-accelerated rear wheel drive mode in the second 2H mode according to the embodiment;

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하이브리드 시스템에 대하여 살펴본다.
Hereinafter, a hybrid system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 전륜 동력 전달 구조를 도시한 도면이며, 도 3은 일 실시예에 따른 전륜 구동 구조의 또 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 4는 일 실시예에 따른 제1EV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면이며, 도 5는 일 실시예에 따른 제2EV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면이고, 도 6은 일 실시예에 따른 제3EV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면이며, 도 7은 일 실시예에 따른 제1HEV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면이고, 도 8은 일 실시예에 따른 제2HEV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면이며, 도 9는 일 실시예에 따른 제2HEV 모드 상태에서의 가속 후륜구동모드와 비가속 후륜구동모드의 동력 전달 흐름을 도시한 도면이다.
FIG. 1 is a configuration diagram of a hybrid system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating a front wheel power transmission structure of a hybrid system according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view showing a power transmission flow in the first EV mode state according to an embodiment, and Fig. 5 is a diagram illustrating a power transmission flow in the second EV mode state according to an embodiment FIG. 6 is a view showing a power transmission flow in a third EV mode state according to an embodiment, and FIG. 7 is a diagram illustrating a power transmission flow in a first < RTI ID = 0.0 & FIG. 8 is a view showing a flow of power transmission in the second 2H mode according to an embodiment, and FIG. 9 is a graph showing the relationship between the accelerated rear wheel drive mode in the second 2H mode according to the embodiment and the non- Rear wheel A diagram illustrating a flow of the power transmission mode.

본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 다른 기어비를 가지며 상호 치합되는 복수개의 기어들이 구비되고, 복수개의 기어들 중 어느 하나가 차량의 전륜 구동축(600a)과 연결되어 출력되는 동력을 차량의 전륜 구동축(600a)으로 제공하는 기어부(300); 복수개의 기어들 중 어느 하나와 결합되어 기어부(300)에 동력을 제공하는 전륜구동모터(100a); 복수개의 기어들 중 전륜구동모터(100a)와 결합되지 않은 다른 기어와 결합되어 기어부(300)에 동력을 제공하는 엔진(200); 및 차량의 후륜 구동축(600b)과 연결되어 후륜 구동축(600b)에 동력을 제공하는 후륜구동모터(100b);를 포함한다.
As shown in FIG. 1, a hybrid system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of gears having different gear ratios and interlocking with each other, and one of the plurality of gears is connected to a front wheel drive shaft 600a A gear portion 300 for providing power output to the front wheel drive shaft 600a of the vehicle; A front-wheel drive motor 100a coupled to any one of the plurality of gears to provide power to the gear portion 300; An engine 200 coupled with another one of the plurality of gears not coupled to the all-wheel drive motor 100a to provide power to the gear portion 300; And a rear wheel drive motor 100b connected to the rear wheel drive shaft 600b of the vehicle to provide power to the rear wheel drive shaft 600b.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전륜구동모터(100a)와 엔진(200)은 기어부(300)로 연동되어 상호 동력전달이 가능하고, 기어부(300)에 마련된 복수개의 기어들 중 일부에는 출력축(310a,310b)이 마련되어 차량의 프론트휠과 결합된 전륜 구동축(600a)으로 동력을 전달할 수 있다. 또한, 각 출력축(310a,310b)에는 클러치(400a,400b)가 마련되어 출력축(310a,310b)의 동력 전달을 단속하고, 클러치(400a,400b)와 전륜 구동축(600a) 사이에는 클러치(400a,400b)를 통해 전달된 전륜구동모터(100a) 또는 엔진(200)의 구동력을 차량의 주행 상태에 맞게 가변시켜 전륜 구동축(600a)에 전달하는 변속기(500)가 더 마련될 수 있다. 상기 변속기(500)는 다단 변속기가 될 수도 있고 또는 감속기가 될 수도 있다.1, the all-wheel drive motor 100a and the engine 200 are linked to each other by a gear portion 300 and are capable of transmitting power to each other, and a plurality of gears (not shown) Some of the output shafts 310a and 310b may transmit power to the front wheel drive shaft 600a coupled with the front wheels of the vehicle. The clutches 400a and 400b are provided on the respective output shafts 310a and 310b to intermittently transmit power to the output shafts 310a and 310b and the clutches 400a and 400b are interposed between the clutches 400a and 400b and the front wheel drive shaft 600a. The transmission 500 may be further provided to vary the driving force of the all-wheel-drive motor 100a or the engine 200 transmitted through the front wheels 100a and 100b to the front wheel drive shaft 600a according to the traveling state of the vehicle. The transmission 500 may be a multi-stage transmission or a reduction gear.

한편, 상기 후륜구동모터(100b)는 차량의 리어휠과 결합되어 동력을 전달하는 후륜 구동축(600b)과 감속기 또는 변속기를 매개로 연동되어 동력을 제공할 수 있으며, 상기 전륜구동모터(100a)와는 독립적으로 마련되어 개별적인 제어가 가능하도록 함이 바람직하다. 상기 감속기에는 일반 평기어가 사용될 수 있고 또는 유성기어가 사용될 수도 있다. 유성기어 감속이 이루어지도록 한다면, 후륜구동모터(100b)는 선기어에 결합되고 출력축은 캐리어에 결합되며 링기어는 고정되어 선기어에 입력된 동력이 캐리어를 통해 출력되도록 하여 감속이 이루어지도록 할 수 있다.The rear-wheel-drive motor 100b is coupled to a rear wheel drive shaft 600b that is coupled to a rear wheel of the vehicle and transmits power to the rear-wheel drive shaft 600b to provide power through the reduction gear or the transmission. It is preferable that they are independently provided so that individual control is possible. A common spur gear may be used for the speed reducer or a planetary gear may be used. When the planetary gear is decelerated, the rear wheel drive motor 100b is coupled to the sun gear, the output shaft is coupled to the carrier, and the ring gear is fixed, so that the power input to the sun gear is output through the carrier so that deceleration can be achieved.

상기 전륜구동모터(100a)와 후륜구동모터(100b)는 배터리(110)와 연결되어 배터리(110)를 통해 전원을 공급받을 수 있고, 또한, 모터링 및 제너레이팅 기능을 수행할 수 있어 차량의 관성 주행 내지는 제동시 회생 제동이 수행될 수 있도록 함이 바람직하다.
The all-wheel drive motor 100a and the rear-wheel drive motor 100b are connected to the battery 110 to be supplied with power through the battery 110 and can perform motoring and generating functions. It is preferable that regenerative braking be performed during inertia running or braking.

한편, 상기한 전륜구동모터(100a)와 후륜구동모터(100b) 및 엔진(200)의 구동과 클러치(400a,400b)의 접속을 제어할 수 있도록 별도의 제어부(미도시)가 마련될 수 있다. 상기 제어부에 관해서는 후술하기로 한다. A separate control unit (not shown) may be provided to control the driving of the all-wheel drive motor 100a, the rear-wheel drive motor 100b, and the engine 200 and the connection of the clutches 400a and 400b . The control unit will be described later.

또한, 상기 엔진(200)은 상기 제어부에 의해 시동 여부가 결정되며, 이를 위해 별도의 시동 모터 또는 HSG(Hybrid starter generator)를 구비함이 바람직하고, 제어부의 제어에 따라 상기 클러치(400a,400b)를 접합 또는 해제시키는 액츄에이터가 더 마련될 수 있다.
It is preferable that the engine 200 is started by the controller, and a separate starter motor or a hybrid starter generator (HSG) is preferably provided for the engine 200. The clutches 400a and 400b, And an actuator for joining or releasing the actuator may be further provided.

한편, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템의 전륜 동력 전달 구조를 도시한 도면으로서, 상기 기어부(300)는 선기어(S)와 캐리어(C) 및 링기어(R)를 포함하는 유성기어가 될 수 있다. 상기 선기어(S)는 고정되고 상기 전륜구동모터(100a)는 링기어(R)와 결합 또는 별도의 기어를 통해 연결되며 엔진(200)은 캐리어(C)와 결합 또는 별도의 기어를 통해 연결되어 전륜구동모터(100a) 또는 엔진(200)의 동력이 서로 다른 기어비의 형태로 출력될 수 있다. 2 shows a front power transmission structure of a hybrid system according to an embodiment of the present invention. The gear portion 300 includes a sun gear S, a carrier C, and a ring gear R The planetary gears may be planetary gears. The sun gear S is fixed and the all-wheel drive motor 100a is connected to the ring gear R or via a separate gear, and the engine 200 is connected to the carrier C via a separate gear The motive power of the all-wheel drive motor 100a or the engine 200 can be output in the form of different gear ratios.

이를 위해, 상기 복수개의 기어들 중 전륜구동모터(100a)와 연결된 기어에는 제1출력축(310a)이 결합되고, 복수개의 기어들 중 엔진(200)과 연결된 기어에는 제2출력축(310b)이 결합되며, 제1출력축(310a)은 제1클러치(400a)를 통해 전륜 구동축(600a)과 연결되고, 제2출력축(310b)은 제2클러치(400b)를 통해 전륜 구동축(600a)과 연결됨이 바람직하다.To this end, a first output shaft 310a is coupled to a gear connected to the all-wheel drive motor 100a among the plurality of gears, and a second output shaft 310b is coupled to a gear connected to the engine 200 among the plurality of gears The first output shaft 310a is connected to the front wheel drive shaft 600a through the first clutch 400a and the second output shaft 310b is connected to the front wheel drive shaft 600a through the second clutch 400b Do.

따라서, 전륜구동모터(100a) 또는 엔진(200)에서 출력된 동력은 제1출력축(310a)과 제2출력축(310b)을 통해 서로 다른 회전속도로 출력되며, 제1클러치(400a)와 제2클러치(400b) 중 어느 클러치를 접합시키고 해제시키는가에 따라 전륜 구동축(600a)의 회전속도를 가변시킬 수 있다. Therefore, the power output from the all-wheel drive motor 100a or the engine 200 is output at different rotational speeds through the first output shaft 310a and the second output shaft 310b, and the first clutch 400a and the second The rotational speed of the front wheel drive shaft 600a can be varied depending on which of the clutches 400b is engaged and disengaged.

또한, 상기 기어부(300)와 엔진(200) 사이에는 별도의 단속 클러치(미도시)가 더 마련될 수 있는데, 전륜구동모터(100a)의 구동시 기어부(300)의 연결에 의해 엔진(200)이 함께 회전되고, 엔진(200)이 비록 구동되는 것은 아니나 엔진의 펌핑로스로 인해 전륜구동모터(100a)의 동력에 손실이 발생될 수 있는바, 이 경우 상기 제어부가 상기 단속 클러치의 접합을 해제시켜 엔진(200)에 의한 동력 손실을 줄일 수 있다.
A separate intermittent clutch (not shown) may further be provided between the gear portion 300 and the engine 200. When the gear portion 300 is connected during operation of the all-wheel drive motor 100a, 200 are rotated together and the engine 200 is not driven although a loss may occur in the power of the all-wheel drive motor 100a due to the pumping loss of the engine. In this case, The power loss by the engine 200 can be reduced.

한편, 상기한 바와 같이 각 기어별로 출력축과 클러치를 구비하지 않고, 또 다른 실시예로서 도 3a에 도시된 바와 같이 캐리어(C)에만 출력축과 클러치가 마련되어 전륜구동모터(100a)에서 발생된 동력이 감속되어 변속기(500)를 통해 전륜 구동축(600a)으로 전달되도록 할 수 있고, 또는 도 3b에 도시된 바와 같이 링기어(R)에만 출력축과 클러치가 마련되어 엔진(200)에서 발생된 동력이 가속되어 전륜 구동축(600a)으로 전달되도록 할 수도 있다. 이 경우 클러치의 접합에 따른 변속단의 가변은 발생되지 않는다.
As shown in FIG. 3A, the output shaft and the clutch are provided only in the carrier C as shown in FIG. 3A, and the power generated by the all-wheel drive motor 100a The output shaft and the clutch may be provided only to the ring gear R as shown in FIG. 3B, so that the power generated by the engine 200 may be accelerated and transmitted to the front wheel drive shaft 600a through the transmission 500 And may be transmitted to the front wheel drive shaft 600a. In this case, the change of the speed change stage due to the engagement of the clutch is not generated.

한편, 상기한 바와 같은 구성을 이용하여 상기 제어부에 대해 설명하자면, 상기 제어부는 다수개의 모드를 구비하고, 각 모드의 선택에 따라 설정된 제어를 수행할 수 있다.In the meantime, with reference to the control unit using the above-described configuration, the control unit has a plurality of modes, and can perform the set control according to the selection of each mode.

도 4는 일 실시예에 따른 제1EV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면으로서, 상기 제어부는 제1EV 모드시, 상기 전륜구동모터(100a)를 구동시키고 제1클러치(400a) 또는 제2클러치(400b) 중 어느 하나를 택일적으로 체결하여 차량이 전륜구동상태로 주행하도록 제어할 수 있다.4 is a diagram showing a power transmission flow in a first EV mode according to an embodiment, in which the control section drives the all-wheel drive motor 100a in the first EV mode and drives the first clutch 400a or the second The clutch 400b may be selectively engaged to control the vehicle to travel in the all-wheel drive state.

상기 제1EV 모드에는 제1클러치(400a)를 접합시켜 감속되지 않은 상태로 동력을 변속기(500)로 전달하는 비감속모드와 제2클러치(400b)를 접합시켜 감속된 속도로 동력을 변속기(500)에 전달하는 감속모드가 포함될 수 있으며, 주행 환경 및 주행 상태에 따라서 감속모드와 비감속모드의 선택이 이루어질 수 있다. 이때 후륜구동모터(100b)는 구동시키지 않으며 전륜구동모터(100a)의 동력으로만 구동됨이 바람직하다.
In the first EV mode, a non-deceleration mode in which the first clutch 400a is coupled to transmit the power to the transmission 500 without decelerating is connected to the second clutch 400b to transmit power at a decelerated speed to the transmission 500 . The deceleration mode and the non-deceleration mode can be selected depending on the driving environment and the driving state. At this time, it is preferable that the rear wheel drive motor 100b is not driven but only driven by the power of the all-wheel drive motor 100a.

한편, 도 5는 일 실시예에 따른 제2EV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면으로서, 상기 제어부는 제2EV 모드시 상기 후륜구동모터(100b)를 구동시켜 차량이 후륜구동상태로 주행하도록 제어할 수 있다. 이때, 엔진(200)과 전륜구동모터(100a)는 구동하지 않으며 오로지 후륜구동모터(100b)의 구동만이 이루어지게 된다.
5 is a diagram showing a power transmission flow in the second EV mode according to the embodiment, in which the controller drives the rear-wheel drive motor 100b in the second EV mode to drive the vehicle in the rear-wheel drive state Can be controlled. At this time, the engine 200 and the all-wheel drive motor 100a are not driven, and only the rear-wheel drive motor 100b is driven.

이에 더해, 도 6은 일 실시예에 따른 제3EV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면으로서, 상기 제어부는 제3EV 모드시 상기 전륜구동모터(100a)를 구동시키고 제1클러치(400a) 또는 제2클러치(400b) 중 어느 하나를 택일적으로 체결하며, 후륜구동모터(100b)를 구동시켜 차량을 4륜구동상태로 주행하도록 제어할 수 있다. 즉, 제3EV모드에는 상기 제1EV 모드의 감속모드에서 후륜구동모터(100b)를 더 구동시켜 차량이 4륜구동 상태로 주행하도록 제어하는 감속 후륜구동모드와 상기 비감속모드에서 후륜구동모터(100b)를 더 구동시켜 차량이 4륜구동 상태로 주행하도록 제어하는 비감속 후륜구동모드가 포함될 수 있다. 상기 제3EV 모드에서의 각 모드들은 모두 택일적으로 선택되어 주행이 이루어지게 되는 것이며, 주행 환경 및 수행 상태에 따라서 각 모드의 선택 및 가변이 이루어질 수 있다.
In addition, FIG. 6 illustrates a power transmission flow in the third EV mode according to an embodiment, in which the control unit drives the all-wheel drive motor 100a in the third EV mode and drives the first clutch 400a or It is possible to perform control such that any one of the second clutches 400b is selectively engaged and the rear-wheel drive motor 100b is driven to drive the vehicle in the four-wheel drive state. In the third EV mode, the rear wheel drive motor 100b is driven further in the deceleration mode of the first EV mode to control the vehicle to travel in the four-wheel drive state, and the rear wheel drive motor 100b in the non- And a non-decelerated rear-wheel drive mode in which the vehicle is further driven to drive in a four-wheel-drive state. All of the modes in the third EV mode are alternatively selected to be driven, and selection and variation of each mode can be performed according to the driving environment and the performance state.

한편, 도 7은 일 실시예에 따른 제1HEV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면으로서, 제1HEV 모드시 상기 제어부는 엔진(200) 구동으로 전륜구동모터(100a)를 회전시켜 발전을 수행함에 따라 배터리(110)를 충전하며, 후륜구동모터(100b)를 구동시켜 차량을 후륜구동상태로 주행하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, FIG. 7 is a diagram illustrating a power transfer flow in the first HEV mode according to an embodiment. In the first HEV mode, the control unit rotates the all-wheel drive motor 100a by driving the engine 200 to perform power generation It is possible to control the vehicle to run in the rear-wheel drive state by charging the battery 110 according to the vehicle speed and driving the rear-wheel drive motor 100b.

제1HEV 모드의 경우 제1클러치(400a)와 제2클러치(400b)는 모두 해제상태를 유지하여 엔진의 구동력이 기어부(300)를 통해 전륜구동모터(100a)로 인가되도록 하며, 엔진(200)의 구동속도는 필요한 전류량에 따라 가변적으로 조절되도록 제어부에 의해 제어될 수 있다. 전륜구동모터(100a)를 통해 발전된 전류는 배터리(110)에 저장됨이 바람직하고, 또 다른 경우로는 발생된 전류가 후륜구동모터(100b)에 직접 인가되도록 전륜구동모터(100a)와 후륜구동모터(100b)가 전기적으로 연결될 수도 있다.
The first clutch 400a and the second clutch 400b are both in the released state so that the driving force of the engine is applied to the all-wheel drive motor 100a through the gear portion 300, and the engine 200 May be controlled by the control unit so as to be variably controlled in accordance with the required amount of current. It is preferable that the electric current generated through the all-wheel drive motor 100a is stored in the battery 110. In other cases, the generated electric current may be directly applied to the rear-wheel drive motor 100b, The motor 100b may be electrically connected.

한편, 도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 제2HEV 모드 상태에서의 동력 전달 흐름을 도시한 도면으로서, 제2HEV 모드시 상기 제어부는 엔진(200)을 구동시키고, 제1클러치(400a)또는 제2클러치(400b) 중 어느 하나를 택일적으로 체결하여 차량의 전륜을 구동시킴으로서 차량이 엔진(200)의 동력으로 전륜구동상태로 주행하도록 할 수 있다.8 and 9 illustrate a power transmission flow in the second HEV mode according to an embodiment. In the second HEV mode, the control unit drives the engine 200 and the first clutch 400a or It is possible to cause the vehicle to run in the all-wheel drive state with the power of the engine 200 by selectively engaging any one of the second clutches 400b to drive the front wheels of the vehicle.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2HEV 모드에는 상기 제1EV 모드와 유사하게 제1클러치(400b)와 체결되는 가속모드 및 제2클러치(400a)와 체결되는 비가속모드가 포함될 수 있으며, 가속모드 및 비가속모드에서 엔진(200)의 동력으로 기어부(300)를 통해 전륜구동모터(100a)를 회전시켜 발전을 더 수행함으로써 배터리(110)의 충전을 더 수행할 수도 있다. 8, the second HEV mode may include an acceleration mode engaged with the first clutch 400b and an unaccelerated mode coupled with the second clutch 400a similar to the first EV mode, The battery 110 may be further charged by rotating the all-wheel drive motor 100a through the gear portion 300 with the power of the engine 200 in the mode and non-accelerating mode to further perform the power generation.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 가속모드에서 후륜구동모터(100b)를 더 구동시켜 차량이 4륜구동 상태로 주행하도록 제어하는 가속 후륜구동모드와 상기 비가속모드에서 후륜구동모터(100b)를 더 구동시켜 차량이 4륜구동 상태로 주행하도록 제어하는 비가속 후륜구동모드가 더 포함될 수 있다. 상기 제2HEV 모드에서의 각 모드들은 모두 택일적으로 선택되어 주행이 이루어지게 되는 것이며, 주행 환경 및 수행 상태에 따라서 각 모드의 선택 및 가변이 이루어질 수 있다.
9, the rear-wheel drive motor 100b further drives the rear-wheel-drive motor 100b in the acceleration mode to control the vehicle to travel in the four-wheel-drive state, and the rear- Wheel drive mode in which the vehicle is driven in the four-wheel-drive state by further driving the vehicle. Each of the modes in the second 2HEV mode is alternatively selected and traveled, and selection and tuning of each mode can be performed according to the driving environment and the performance state.

상기한 각각의 모드들은 차량의 주행 중, 주행 환경 및 주행 상태등에 따라 모드간의 가변이 이루어질 수 있으며, 회생제동시 각 모드에 사용된 모터에서 회생제동이 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 제어부는 회생제동시 제3EV 모드 또는 제2HEV 모드등과 같이 전륜구동모터(100a)와 후륜구동모터(100b)를 함께 사용하는 모드로 가변시켜 전륜구동모터(100a)와 후륜구동모터(100b)에서 동시에 회생제동이 이루어질 수 있도록 할 수 있으며, 회생제동용량이 증가됨에 따라 차량의 연비향상이 이루어질 수 있다.
Each of the above-mentioned modes can be varied between modes depending on the running state of the vehicle, the running environment, the running state, and the like, and the regenerative braking can be performed in the motor used in each mode in the regenerative braking. Therefore, the control unit changes the mode in which the all-wheel drive motor 100a and the rear-wheel drive motor 100b are used together such as the third EV mode or the second-HV mode during regenerative braking, The regeneration braking can be performed simultaneously with the regenerative braking capacity of the vehicle 100b. As the regenerative braking capacity is increased, the fuel efficiency of the vehicle can be improved.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 하이브리드 시스템에 따르면, 서로 다른 기어비를 가지는 기어부(300)로 전륜구동모터(100a)와 엔진(200)이 연결되어 있으므로, 전륜구동모터(100a) 또는 엔진(200)의 구동시 기어비를 가변시켜 주행할 수 있는 이점이 있다.The all-wheel drive motor 100a and the engine 200 are connected to each other by the gear portion 300 having different gear ratios. Therefore, the all-wheel drive motor 100a or the engine 200, There is an advantage that the gear ratio can be changed while driving.

또한, 전륜과 후륜에 독립적인 제어가 가능하기 때문에 주행 안정성을 향상시키고, 주행환경 및 상황에 따라 전륜 또는 후륜 구동이 택일적으로 수행되어 차량의 주행성을 향상시킬 수 있다.Further, since the front and rear wheels can be independently controlled, the stability of driving can be improved and the front and rear wheels can be selectively driven depending on the driving environment and the situation, thereby improving the driving performance of the vehicle.

또한, 전륜과 후륜에서 동시에 회생제동이 발생될 수 있어 회생제동량을 증가시킬 수 있고, 따라서 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
Further, regenerative braking can be simultaneously generated in the front wheel and the rear wheel, so that the amount of regenerative braking can be increased, and therefore, there is an advantage that the fuel economy of the vehicle can be improved.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100a : 전륜구동모터 100b : 후륜구동모터
110 : 배터리 200 : 엔진
300 : 기어부 310a : 제1출력축
310b : 제2출력축 400a : 제1클러치
400b : 제2클러치 500 : 변속기
600a : 전륜 구동축 600b : 후륜 구동축100a: front wheel drive motor 100b: rear wheel drive motor
110: Battery 200: Engine
300: gear portion 310a: first output shaft
310b: second output shaft 400a: first clutch
400b: second clutch 500: transmission
600a: front wheel drive shaft 600b: rear wheel drive shaft

Claims (11)

서로 다른 기어비를 가지며 상호 치합되는 복수개의 기어들이 구비되고, 복수개의 기어들 중 어느 하나가 차량의 전륜 구동축과 연결되어 출력되는 동력을 차량의 전륜 구동축으로 제공하는 기어부;
복수개의 기어들 중 어느 하나와 결합되어 기어부에 동력을 제공하는 전륜구동모터;
복수개의 기어들 중 전륜구동모터와 결합되지 않은 다른 기어와 결합되어 기어부에 동력을 제공하는 엔진; 및
차량의 후륜 구동축과 연결되어 후륜 구동축에 동력을 제공하는 후륜구동모터;를 포함하며,
상기 복수개의 기어들 중 전륜구동모터와 연결된 기어에는 제1출력축이 결합되고, 복수개의 기어들 중 엔진과 연결된 기어에는 제2출력축이 결합되며, 제1출력축은 제1클러치를 통해 전륜 구동축과 연결되고, 제2출력축은 제2클러치를 통해 전륜 구동축과 연결된 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.A gear portion provided with a plurality of gears having mutually different gear ratios and interlocking with each other and providing a power output from one of the plurality of gears to the front wheel drive shaft of the vehicle and output to the front wheel drive shaft of the vehicle;
An all-wheel-drive motor coupled to any one of the plurality of gears to provide power to the gear portion;
An engine coupled to another one of the plurality of gears not associated with the all-wheel drive motor to provide power to the gear portion; And
A rear wheel drive motor connected to the rear wheel drive shaft of the vehicle to provide power to the rear wheel drive shaft,
A first output shaft is coupled to a gear connected to the all-wheel drive motor among the plurality of gears. A second output shaft is coupled to a gear of the plurality of gears connected to the engine. The first output shaft is connected to the front wheel drive shaft And the second output shaft is connected to the front wheel drive shaft via the second clutch. 청구항 1에 있어서,
상기 기어부는 선기어와 캐리어 및 링기어를 포함하는 유성기어인 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the gear portion is a planetary gear including a sun gear, a carrier and a ring gear. 청구항 2에 있어서,
상기 전륜구동모터는 링기어와 결합되고, 엔진은 캐리어와 결합된 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.The method of claim 2,
Wherein the all-wheel drive motor is coupled to the ring gear, and the engine is coupled to the carrier. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
제1EV 모드시, 상기 전륜구동모터를 구동시키고 제1클러치 또는 제2클러치 중 어느 하나를 택일적으로 체결하여 차량이 전륜구동상태로 주행할 수 있도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
And a control unit for controlling the all-wheel drive motor so as to drive the vehicle in an all-wheel-drive state by selectively engaging either the first clutch or the second clutch in the first EV mode Hybrid system. 청구항 1에 있어서,
제2EV 모드시, 상기 후륜구동모터를 구동시켜 차량이 후륜구동상태로 주행하도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
And a control unit for controlling the rear wheel drive motor to drive the vehicle in a rear wheel drive state in a second EV mode. 청구항 1에 있어서,
제3EV 모드시, 상기 전륜구동모터를 구동시키고 제1클러치 또는 제2클러치 중 어느 하나를 택일적으로 체결하며, 후륜구동모터를 구동시켜 차량을 4륜구동상태로 주행하도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
And a control unit for controlling the all-wheel-drive motor to selectively engage either the first clutch or the second clutch to drive the rear-wheel-drive motor to drive the vehicle in a four-wheel drive state in the third EV mode And the hybrid system. 청구항 1에 있어서,
제1HEV 모드시, 엔진 구동으로 전륜구동모터를 회전시켜 발전을 수행함에 따라 배터리를 충전하며, 후륜구동모터를 구동시켜 차량을 후륜구동상태로 주행하도록 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
And a control unit for controlling the vehicle to run in a rear-wheel drive state by charging the battery and driving the rear-wheel drive motor by rotating the all-wheel drive motor in the first-HEV mode to perform power generation, Hybrid system. 청구항 1에 있어서,
제2HEV 모드시, 엔진을 구동시키고, 제1클러치 또는 제2클러치 중 어느 하나를 택일적으로 체결하여 차량의 전륜을 구동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a control unit for driving the engine and selectively engaging either the first clutch or the second clutch to drive the front wheels of the vehicle in the second HV mode. 청구항 9에 있어서,
상기 제어부는 제2HEV 모드시, 엔진의 동력으로 전륜구동모터를 회전시켜 발전을 수행함으로써 배터리의 충전을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.The method of claim 9,
Wherein the control unit further performs charging of the battery by performing power generation by rotating the all-wheel drive motor with the power of the engine in the second HEV mode. 청구항 9에 있어서,
상기 제어부는 제2HEV 모드시, 후륜구동모터를 더 구동시켜 차량이 4륜구동 상태로 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시스템.The method of claim 9,
Wherein the control unit further drives the rear wheel drive motor in the second EV mode to control the vehicle to travel in a four-wheel drive state.
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