KR101688334B1 - 다중모드를 구비한 하이브리드 자동차용 구동장치 - Google Patents

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KR101688334B1
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강진건
김현준
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한국과학기술원
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Abstract

일 실시예 따른 하이브리드 구동장치는, 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치, 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소에 각각 연결된 제1 모터, 출력축, 제2 모터, 상기 제1 유성기어장치의 제1, 제3 회전요소를 각각 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변시킬 수 있도록 설치된 제1 브레이크, 제2 브레이크, 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변 연결되는 엔진 및 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 상기 엔진 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변 연결하는 클러치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 클러치와 상기 엔진 사이에 위치하여 상기 클러치 및 상기 엔진과 연결되는 증속기어를 더 포함할 수 있다.

Description

다중모드를 구비한 하이브리드 자동차용 구동장치{A HYBRID VEHICLE POWERTRAIN APPARATUS WITH MULTI-MODE}
아래의 실시예들은 자동차용 하이브리드 구동장치에 관한 것이다.
유성기어세트와 모터제너레이터 2개를 엔진과 함께 사용하는 하이브리드 구동장치는, 별도의 변속기 없이 모터제너레이터의 속도를 제어함으로써 전기적으로 작동하는 무단변속기의 역할을 수행할 수 있으며, 모터제너레이터의 속도를 제어함으로써 모터모드, 엔진모드, 하이브리드 모드 및 회생제동 모드 등을 구현할 수 있다.
필요에 따라 엔진의 온/오프 제어가 가능하여 연비를 더욱 향상시킬 수 있으며, 제동 시 마찰브레이크의 사용을 최소화하여 회생제동효율을 높일 수 있다.
모터제너레이터 2개를 사용하는 하이브리드 전기 자동차용 파워 트레인으로서 널리 사용되고 있는 방식으로는, 두 모터제너레이터 중 어느 한 모터제너레이터가 출력축에 고정적으로 직결 연결되어 있는 입력분기식(input split type) 구조가 있다.
상기와 같은 구조의 파워트레인은 출력축에 직결되지 않은 나머지 모터제너레이터의 속도가 0이 되는 미케니컬 포인트(Mechanical point)를 형성하는 변속비에서 효율이 가장 좋고, 이를 기준으로 변속비가 증가하거나 감소하면 효율이 떨어지기 시작하며, 변속비가 감소하는 경우의 효율의 저하가 변속비가 증가하는 경우에 비해 급격히 커진다. 즉, 변속비가 상기 미케니컬 포인트를 넘어서 작아짐에 따라(차속이 증가함에 따라) 파워트레인의 효율이 급격히 저하된다.
한편, 종래 모터제너레이터 2개를 사용하는 하이브리드 전기자동차용 파워트레인으로서 널리 사용되고 있는 방식 중 또 하나는, 두 모터제너레이터가 모두 출력축이나 입력축에 직결되지 않고 유성기어장치의 각기 다른 회전요소에 연결된 복합 분기식(compound split) 구조를 가지고 있다.
2008년 10월 01일에 출원된 KR 2008-0096396에는 '차량의 하이브리드 구동장치'에 대하여 개시되어 있다.
일 실시예에 따른 목적은, 동력분기식 하이브리드 차량에서 엔진 및 두 개의 모터를 유성기어의 최적 위치에 배치, 연결하여 우수한 연비 및 가속 성능을 가질 수 있는 하이브리드 구동장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 비교적 간단한 구조와 적은 부품을 사용하여, 하이브리드 모드 및 전기차 모드를 구현할 수 있도록 함으로써 넓은 속도 영역에서 차량의 연비성능을 향상시킬 수 있는 차량용 하이브리드 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.
마지막으로, 차량이 레버의 중간 또는 모터와 모터사이에 위치하도록 함으로써 2 motor mode가 가능해지고 가속 성능을 대폭 향상시키는 것을 목적으로 한다.
일 실시예 따른 하이브리드 구동장치는, 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치, 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소에 각각 연결된 제1 모터, 출력축, 제2 모터, 상기 제1 유성기어장치의 제1, 제3 회전요소를 각각 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제1 브레이크, 제2 브레이크, 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변 연결되는 엔진 및 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 상기 엔진 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변 연결하는 클러치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 클러치와 상기 엔진 사이에 위치하여 상기 클러치 및 상기 엔진과 연결되는 증속기어를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 캐리어, 제1 선기어일 수 있다. 그리고, 상기 제1 링기어는 제1 모터, 제1 브레이크 및 클러치와 연결되고, 상기 제1 캐리어는 출력축과 연결되며, 상기 제1 선기어는 제2 모터 및 제2 브레이크와 연결될 수 있다.
다른 실시예에 따른 하이브리드 장치는, 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치, 상기 제1 유성기어장치와 가변 연결되고, 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제2 유성기어장치, 상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소에 각각 연결된 제1 모터, 출력축, 제2 모터를 포함할 수 있다. 또한, 하이브리드 장치는 상기 제1 유성기어장치의 제1, 제3 회전요소를 각각 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제1 브레이크, 제2 브레이크 및 상기 제2 유성기어장치에 연결된 엔진를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 구동장치는 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 상기 제2 유성기어장치 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변 연결하는 클러치를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 유성기어장치의 제1 회전요소는 상기 엔진과 연결되고, 상기 제2 유성기어장치의 제2 회전요소는 접지되며, 상기 제2 유성기어장치의 제3 회전요소는 상기 클러치에 의하여 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변 연결될 수 있다.
상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 피니언기어, 제1 선기어로 구성될 수 있다. 상기 제2 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제2 링기어, 제2 피니언기어, 제2 선기어로 구성될 수 있다.
상기와 달리, 상기 제2 유성기어장치의 제1 회전요소는 접지되며, 상기 제2 유성기어장치의 제2 회전요소 및 제3 회전요소는 상기 클러치에 의하여 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변 연결되고, 상기 제2 유성기어장치의 제4 회전요소는 상기 엔진과 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 피니언기어, 제1 선기어로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제2 유성기어장치의 제1, 제2, 제3, 제4 회전요소는 각각 제2 링기어, 두 개의 제2 피니언기어, 제2 선기어로 구성될 수 있다.
마지막으로, 상기 제2 유성기어장치의 제1 회전요소는 접지되며, 상기 제2 유성기어장치의 제2 회전요소 및 제3 회전요소는 상기 엔진과 연결되고, 상기 제2 유성기어장치의 제4 회전요소는 상기 클러치에 의하여 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 피니언기어, 제1 선기어로 구성될 수 있으며, 상기 제2 유성기어장치의 제1, 제2, 제3, 제4 회전요소는 각각 제2 링기어, 두 개의 제2 피니언기어, 제2 선기어로 구성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 하이브리드 구동장치는, 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치, 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소에 각각 연결된 제1 모터, 출력축, 제2 모터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 유성기어장치의 제1, 제3 회전요소를 각각 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제1 브레이크, 제2 브레이크와 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변 연결되는 평행축 기어 및 상기 평행축 기어와 연결되는 엔진을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 하이브리드 구동장치는 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 상기 평행축 기어 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변 연결하는 클러치를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 피니언기어, 제1 선기어로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 하이브리드 구동장치는, 동력 분기식 하이브리드 차량에서 엔진 및 두 개의 모터를 유성기어의 최적 위치에 배치, 연결하여 우수한 연비 및 가속 성능을 가질 수 있다.
또한, 비교적 간단한 구조와 적은 부품을 사용하여, 하이브리드 모드 및 전기차 모드를 구현할 수 있도록 함으로써 넓은 속도 영역에서 차량의 연비성능을 향상시킬 수 있다.
마지막으로, 차량이 레버의 중간 또는 모터와 모터사이에 위치하도록 함으로써 2 motor mode가 가능해지고 가속 성능이 대폭 향상될 수 있다.
도1은 증속기어를 포함한 하이브리드 구동장치를 나타낸다.
도2는 도1의 하이브리드 구동장치의 각 모드별 브레이크 및 클러치의 작동 상태표를 나타낸다.
도3은 도1의 하이브리드 구동장치의 EV1 모드를 나타낸다.
도4는 도1의 하이브리드 구동장치의 EV2 모드를 나타낸다.
도5는 도1의 하이브리드 구동장치의 EV3 모드를 나타낸다.
도6은 도1의 하이브리드 구동장치의 분기식(Split) 모드를 나타낸다.
도7은 도1의 하이브리드 구동장치의 병렬식(Parallel) 모드를 나타낸다.
도8은 증속기어로서 제2 유성기어장치를 포함한 하이브리드 구동장치를 나타낸다.
도9 내지 도11은 도8의 하이브리드 구동장치의 제2 유성기어장치를 구현하는 구성요소 및 그들의 배열형태를 나타낸다.
도12 및 도13은 증속기어로서 평행축 기어를 포함한 하이브리드 구동장치를 나타낸다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 실시예들의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 실시예에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 일 실시예를 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 일 실시예에 따른 하이브리드 구동장치의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 일 실시예에 따른 하이브리드 구동장치의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 일 실시예에 따른 하이브리드 구동장치의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도1은 증속기어를 포함한 하이브리드 구동장치를 나타내고, 도2는 도1의 하이브리드 구동장치의 각 모드별 브레이크 및 클러치의 작동 상태표를 나타낸다. 도3은 도1의 하이브리드 구동장치의 EV1 모드를 나타내며, 도4는 도1의 하이브리드 구동장치의 EV2 모드를 나타내고, 도5는 도1의 하이브리드 구동장치의 EV3 모드를 나타낸다. 또한, 도6은 도1의 하이브리드 구동장치의 분기식(Split) 모드를 나타내고, 도7은 도1의 하이브리드 구동장치의 병렬식(Parallel) 모드를 나타낸다. 도8은 증속기어로서 제2 유성기어장치를 포함한 하이브리드 구동장치를 나타내며, 도9 내지 도11은 도8의 하이브리드 구동장치의 제2 유성기어장치를 구현하는 구성요소 및 그들의 배열형태를 나타낸다. 마지막으로, 도12 및 도13은 증속기어로서 평행축 기어를 포함한 하이브리드 구동장치를 나타낸다.
도1을 참조하면, 일 실시예 따른 하이브리드 구동장치(10)는, 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치(100), 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110), 제2 회전요소(120), 제3 회전요소(130)에 각각 연결된 제1 모터(EM A; 200), 출력축(Vehicle; 300), 제2 모터(EM B; 400)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 유성기어장치(100)의 제2 회전요소(120)와 출력축(300) 사이에는 종감속기(FD(Final Drive))가 구비될 수 있다.
또한, 하이브리드 구동장치(10)는 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110), 제3 회전요소(130)를 각각 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치되는 제1 브레이크(BK 1; 500), 제2 브레이크(BK 2; 600)를 포함할 수 있고, 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110)와 가변 연결되는 엔진(Engine; 800)을 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110)와 엔진(800) 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변 연결하는 클러치(Clutch; 900)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고정부재는 변속기케이스 등이 될 수 있다.
또한, 하이브리드 구동장치(10)는 클러치(900)와 엔진(800) 사이에 위치하여 클러치(900) 및 엔진(800)과 연결되는 증속기어(SMG(Speed Multiplication Gear); 700)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110), 제2 회전요소(120), 제3 회전요소(130)는 각각 제1 링기어(R1), 제1 캐리어(C1), 제1 선기어(S1)일 수 있다. 그리고, 제1 링기어(R1)는 제1 모터(200), 제1 브레이크(500) 및 클러치(900)와 연결되고, 제1 캐리어(C1)는 출력축(300)과 연결되며, 제1 선기어(S1)는 제2 모터(400) 및 제2 브레이크(600)와 연결될 수 있다.
이하에서는, 도2 내지 도8을 참조하여 일 실시예에 따른 하이브리드 구동장치(10)의 각 주행 모드별 작동상태를 살펴본다.
도2는 각 모드별 클러치 및 브레이크의 작동상태를 나타낸 것이다. 도2의 (a)는 제1 브레이크(500)를 제외하고 제2 브레이크(600)만을 구비하였을 때의 하이브리드 구동장치(10)의 구동모드를 나타낸 것이다. 도2의 (b)는 제1 브레이크(500) 및 제2 브레이크(600) 모두를 구비하였을 때의 하이브리드 구동장치(10)의 구동모드를 나타낸 것이다. 이와 같이 제1 브레이크(500)는 선택적으로 구비될 수 있으며, 제1 브레이크(500)가 구비되지 않을 경우, 도2의 (a)에서와 같이 EV2 모드에 따른 하이브리드 구동장치(10)의 작동상태는 구현되지 않을 수 있다.
도3은 도2의 EV1 모드에 따른 하이브리드 구동장치(10)의 작동상태를 나타낸 것으로, 제1 모터(200)만이 작동된다. 제2 브레이크(600)는 결합되고, 제1 브레이크(500) 및 클러치(900)는 모두 해제되어 있는 상태이다. 그에 따라, EV1 모드에서는 제1 모터(200)만이 작동하고, 이로부터 동력이 공급되는 상태이다. 그리하여 출력축(300)의 회전속도는 제2 브레이크(600)의 회전속도 보다 크고 제1 모터(200)의 회전속도 보다는 작다.
도4는 도2의 EV2 모드에 따른 하이브리드 구동장치(10)의 작동상태를 나타낸 것으로, 제2 모터(400)만이 작동된다. 제1 브레이크(500)는 결합되고, 제2 브레이크(600) 및 클러치(900)는 모두 해제되어 있는 상태이다. 그에 따라, EV2 모드에서는 제2 모터(400)만이 작동하고, 이로부터 동력이 공급되는 상태이다. 그리하여 출력축(300)의 회전속도는 제1 브레이크(500)의 회전속도 보다 크고 제2 모터(400)의 회전속도 보다는 작다.
도5는 도2의 EV3 모드에 따른 하이브리드 구동장치(10)의 작동상태를 나타낸 것으로, 제1 모터(200) 및 제2 모터(400) 모두 작동된다. 제1 브레이크(500), 제2 브레이크(600) 및 클러치(900)는 모두 해제되어 있는 상태이다. 그에 따라, EV3 모드에서는 제1 모터(200) 및 제2 모터(400) 모두가 작동하고, 이로부터 동력이 공급되는 상태이다. 그리하여 출력축(300), 제1 모터(200) 및 제2 모터(400)는 각각의 각속도로 회전하되, 각각의 각속도는 유성기어에 의한 속도 관계를 만족하며 회전할 수 있다.
도6는 도2의 분기식(Split) 모드에 따른 하이브리드 구동장치(10)의 작동상태를 나타낸 것으로, 제1 모터(200), 제2 모터(400), 엔진(800) 모두 작동된다. 클러치(900)는 결합되고, 제1 브레이크(500) 및 제2 브레이크(600)는 해제되어 있는 상태이다 그에 따라, 분기식(Split) 모드에서는 제1 모터(200), 제2 모터(400) 및 엔진(800) 모두가 작동하고, 이로부터 동력이 공급되는 상태이다. 그리하여 출력축(300), 제1 모터(200), 엔진(800), 및 제2 모터(400)는 각각의 각속도로 회전하되, 각각의 각속도는 유성기어에 의한 속도 관계를 만족하며 회전할 수 있다.
도7은 도2의 병렬식(Parallel) 모드에 따른 하이브리드 구동장치(10)의 작동상태를 나타낸 것으로, 제1 모터(200) 및 엔진(800)이 작동된다. 제2 브레이크(600) 및 클러치(900)는 결합되고, 제1 브레이크(500)는 해제되어 있는 상태이다 그에 따라, 병렬식(Parallel) 모드에서는 제1 모터(200) 및 엔진(800)이 작동하고, 이로부터 동력이 공급되는 상태이다. 그리하여 출력축(300)의 회전속도는 제1 모터(200), 엔진(800)의 회전속도 보다 작으나 제2 브레이크(600) 보다 크다.
도8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 하이브리드 장치(10)는, 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치(100), 제1 유성기어장치와 가변 연결되고 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제2 유성기어장치(700), 제1 유성기어장치의 제1 회전요소(110), 제2 회전요소(120), 제3 회전요소(130)에 각각 연결된 제1 모터(200), 출력축(300), 제2 모터(400)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 유성기어장치(100)의 제2 회전요소(120)와 출력축(300) 사이에는 종감속기(FD(Final Drive))가 구비될 수 있다. 또한, 하이브리드 장치(10)는 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110), 제3 회전요소(130)를 각각 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제1 브레이크(500), 제2 브레이크(600)을 포함할 수 있다. 그리고, 하이브리드 구동장치(10)는 제2 유성기어장치에 연결된 엔진(800)를 포함할 수 있다.
상기 하이브리드 구동장치(10)는 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110)와 제2 유성기어장치(700) 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변 연결하는 클러치(900)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 유성기어장치(700)는 증속기어로서 사용될 수 있다. 이와 같은 제2 유성기어장치(700)는 증속기어비가 1이외의 값일 때 필요하다. 즉, 증속기어비가 1일 때에는, 제2 유성기어장치(700)와 같은 증속기어가 필요하지 아니하다.
이하에서는 도9 내지 도11를 참조하여, 도8의 하이브리드 구동장치(10)의 제2 유성기어장치(700)를 구현하는 구성요소 및 그들의 배열형태를 설명한다.
여기서, 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110)는 제1 링기어(R1), 제1 유성기어장치(100)의 제2 회전요소(120)는 제1 피너언(Pinion; P1), 제1 유성기어장치(100)의 제3 회전요소(130)는 제1 선기어(S1)로 구성될 수 있다.
도9를 참조하면, 제2 유성기어장치(700)는 세 개의 회전요소를 포함할 수 있다. 그리하여, 제2 유성기어장치(700)의 제1 회전요소(710)는 엔진(800)과 연결되고, 제2 유성기어장치(700)의 제2 회전요소(720)는 접지되며, 제2 유성기어장치(700)의 제3 회전요소(730)는 클러치(900)에 의하여 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110)와 가변 연결될 수 있다.
이때, 제2 유성기어장치(700)의 제1 회전요소(710)는 제2 링기어(R2), 제2 유성기어장치(700)의 제2 회전요소(720)는 제2 피니언기어(P2), 제2 유성기어장치(700)의 제3 회전요소(730)는 제2 선기어(S2)로 구성될 수 있다.
도10을 참조하면, 제2 유성기어장치(700)는 네 개의 회전요소를 포함할 수 있다. 그리하여, 제2 유성기어장치(700)의 제1 회전요소(710)는 접지되고, 제2 유성기어장치(700)의 제2 회전요소(720) 및 제2 유성기어장치(700)의 제3 회전요소(730)는 클러치(900)에 의하여 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110)와 가변 연결될 수 있고, 제2 유성기어장치(700)의 제4 회전요소(740)는 엔진(800)에 연결될 수 있다.
이때, 제2 유성기어장치(700)의 제1 회전요소(710)는 제2 링기어(R2)로 구성되고, 제2 유성기어장치(700)의 제2 회전요소(720) 및 제2 유성기어장치(700)의 제3 회전요소(730)는 각각 두 개의 제2 피니언기어(P2-1, P2-2)으로 구성될 수 있다. 또한, 제2 유성기어장치(700)의 제4 회전요소(740)는 제2 선기어(S2)로 구성될 수 있다.
도11을 참조하면, 제2 유성기어장치(700)는 네 개의 회전요소를 포함할 수 있다. 여기서는 도10과 달리, 제2 유성기어장치(700)의 제1 회전요소(710)는 접지되고, 제2 유성기어장치(700)의 제2 회전요소(720) 및 제2 유성기어장치(700)의 제3 회전요소(730)는 엔진(800)과 연결될 수 있다. 따라서, 제2 유성기어장치(700)의 제4 회전요소(740)가 클러치(900)에 의하여 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110)와 가변 연결될 수 있다.
이때, 제2 유성기어장치(700)의 제1 회전요소(710)는 제2 링기어(R2)로 구성되고, 제2 유성기어장치(700)의 제2 회전요소(720) 및 제2 유성기어장치(700)의 제3 회전요소(730)는 각각 두 개의 제2 피니언기어(P2-1, P2--으로 구성될 수 있다. 또한, 제2 유성기어장치(700)의 제4 회전요소(740)는 제2 선기어(S2)로 구성될 수 있다.
도12를 참조하면, 증속기어비가 1이외의 값을 가짐에 따라 추가적인 기어가 필요한 경우, 또 다른 실시예에로서, 상기 제2 유상기어장치가 아닌 평행축(Parallel axis) 기어(700)가 증속기어로서 사용될 수 있다.
도13을 참조하면, 상기 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 구동장치는(10)는, 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치(100), 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110), 제2 회전요소(120), 제3 회전요소(130)에 각각 연결된 제1 모터(200), 출력축(300), 제2 모터(400)를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 유성기어장치(100)의 제2 회전요소(120)와 출력축(300) 사이에는 종감속기(FD(Final Drive))가 구비될 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 구동장치(10)는 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110), 제3 회전요소(130)를 각각 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제1 브레이크(500), 제2 브레이크(600)을 포함할 수 있고, 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110와 가변 연결되는 평행축 기어(700) 및 상기 평행축 기어(700)와 연결되는 엔진(800)을 포함할 수 있다.
그리고, 하이브리드 구동장치(10)는 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110)와 평행축 기어(700) 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변 연결하는 클러치(900)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 유성기어장치(100)의 제1 회전요소(110), 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어(R1), 제1 피니언기어(P1), 제1 선기어(S1)로 구성될 수 있다.
상기 설명한 하이브리드 구동장치(10)의 실시예를 통하여, 동력분기식 하이브리드 차량에서 엔진 및 두 개의 모터를 유성기어의 최적 위치에 배치, 연결시킬 수 있고 그에 따른 우수한 연비 및 가속 성능을 구현할 수 있다.
또한, 비교적 간단한 구조와 적은 부품을 사용하여, 하이브리드 모드 및 전기차 모드를 구현할 수 있도록 함으로써 비교적 넓은 구간에서 차량의 연비성능을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 실시예가 설명되었으나 이는 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 하이브리드 구동장치
100 : 제1 유성기어장치
110 : 제1 유성기어장치의 제1 회전요소
120 : 제1 유성기어장치의 제2 회전요소
130 : 제1 유성기어장치의 제3 회전요소
200 : 제1 모터
300 : 출력축
400 : 제2 모터
500 : 제1 브레이크
600 : 제2 브레이크
700 : 증속기어, 제2 유성기어장치, 평행축 기어
710 : 제2 유성기어장치의 제1 회전요소
720 : 제2 유성기어장치의 제2 회전요소
730 : 제2 유성기어장치의 제3 회전요소
740 : 제2 유성기어장치의 제4 회전요소
800 : 엔진
900 : 클러치

Claims (17)

  1. 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치;
    제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소에 각각 연결된 제1 모터, 출력축, 제2 모터;
    상기 제1 유성기어장치의 제3 회전요소를 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제2 브레이크;
    상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변 연결되는 엔진; 및
    상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 상기 엔진 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변 연결하는 클러치;
    를 포함하는, 하이브리드 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소를 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제1 브레이크;를 더 포함할 수 있는 하이브리드 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 클러치와 상기 엔진 사이에 위치하여, 상기 클러치 및 상기 엔진과 연결되는 증속기어;
    를 더 포함하는, 하이브리드 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 캐리어, 제1 선기어이고,
    상기 제1 링기어는 제1 모터, 제1 브레이크 및 클러치와 연결되고,
    상기 제1 캐리어는 출력축과 연결되며,
    상기 제1 선기어는 제2 모터 및 제2 브레이크와 연결되는, 하이브리드 구동장치.
  5. 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치;
    상기 제1 유성기어장치와 가변 연결되고, 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제2 유성기어장치;
    상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소에 각각 연결된 제1 모터, 출력축, 제2 모터;
    상기 제1 유성기어장치의 제3 회전요소를 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제2 브레이크; 및
    상기 제2 유성기어장치에 연결된 엔진;
    을 포함하는, 하이브리드 구동장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소를 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제1 브레이크;를 더 포함할 수 있는 하이브리드 구동 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 상기 제2 유성기어장치 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변 연결하는 클러치;
    를 더 포함하는, 하이브리드 구동장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 유성기어장치의 제1 회전요소는 상기 엔진과 연결되고,
    상기 제2 유성기어장치의 제2 회전요소는 접지되며,
    상기 제2 유성기어장치의 제3 회전요소는 상기 클러치에 의하여 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변 연결되는, 하이브리드 구동장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 피니언기어, 제1 선기어이고,
    상기 제2 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제2 링기어, 제2 피니언기어, 제2 선기어인, 하이브리드 구동장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 유성기어장치의 제1 회전요소는 접지되며,
    상기 제2 유성기어장치의 제2 회전요소 및 제3 회전요소는 상기 클러치에 의하여 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변연결되고,
    상기 제2 유성기어장치의 제4 회전요소는 상기 엔진과 연결되는, 하이브리드 구동장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 피니언기어, 제1 선기어이고,
    상기 제2 유성기어장치의 제1, 제2, 제3, 제4 회전요소는 각각 제2 링기어, 두 개의 제2 피니언기어, 제2 선기어인, 하이브리드 구동장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제2 유성기어장치의 제1 회전요소는 접지되며,
    상기 제2 유성기어장치의 제2 회전요소 및 제3 회전요소는 상기 엔진과 연결되고,
    상기 제2 유성기어장치의 제4 회전요소는 상기 클러치에 의하여 상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변연결되는, 하이브리드 구동장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 피니언기어, 제1 선기어이고,
    상기 제2 유성기어장치의 제1, 제2, 제3, 제4 회전요소는 각각 제2 링기어, 두 개의 제2 피니언기어, 제2 선기어인, 하이브리드 구동장치.
  14. 적어도 3개의 회전요소를 구비한 제1 유성기어장치;
    제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소에 각각 연결된 제1 모터, 출력축, 제2 모터;
    상기 제1 유성기어장치의 제3 회전요소를 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변시킬 수 있도록 설치된 제2 브레이크;
    상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 가변연결되는 평행축 기어; 및
    상기 평행축 기어와 연결되는 엔진;
    을 포함하는, 하이브리드 구동장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소를 고정부재에 대하여 회전구속상태를 가변 시킬 수 있도록 설치된 제1 브레이크;를 더 포함할 수 있는, 하이브리드 구동 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1 회전요소와 상기 평행축 기어 상호간의 회전구속상태를 가변할 수 있도록 가변연결하는 클러치;
    를 더 포함하는, 하이브리드 구동장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 유성기어장치의 제1, 제2, 제3 회전요소는 각각 제1 링기어, 제1 피니언기어, 제1 선기어인, 하이브리드 구동장치.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101688334B1 (ko) * 2015-12-29 2017-01-02 한국과학기술원 다중모드를 구비한 하이브리드 자동차용 구동장치
CN108556622B (zh) * 2018-05-18 2021-08-06 芜湖易迅生产力促进中心有限责任公司 一种用于电动汽车的蜗轮蜗杆变速器及变速方法
US11220171B2 (en) 2018-05-30 2022-01-11 Cecil A. Weeramantry Drivetrain architecture
US10933736B1 (en) * 2019-11-14 2021-03-02 Means Industries, Inc. Drive system including a transmission having a plurality of different operating modes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070084657A (ko) * 2006-02-21 2007-08-27 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 자동차 및 그 제어방법
JP2013199198A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Toyota Motor Corp 車両用ハイブリッド駆動装置
KR101459472B1 (ko) * 2013-10-14 2014-11-21 현대자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 동력전달장치
KR101567721B1 (ko) * 2014-08-13 2015-11-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 파워트레인

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558173A (en) * 1993-09-23 1996-09-24 General Motors Corporation Integrated hybrid transmission with mechanical accessory drive
DE69926269T2 (de) * 1998-04-17 2006-05-04 Toyota Jidosha K.K., Toyota Steuerungsvorrichtung zur Startwiederholung eines Fahrzeugsmotors
US7172525B2 (en) * 2004-07-22 2007-02-06 General Motors Corporation Electrically variable transmission having a mechanical reverse mode
US7220202B2 (en) * 2004-09-08 2007-05-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Electrically variable transmission with improved gradeability
US20070187159A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-16 Lee Jang M Power transmission apparatus for hybrid vehicle
US7491144B2 (en) * 2006-05-11 2009-02-17 Gm Global Technology Operations, Inc. Single mode, compound-split transmission with dual mechanical paths and fixed reduction ratio
JP4278110B2 (ja) * 2007-02-26 2009-06-10 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 ハイブリッド駆動装置
JP4877054B2 (ja) 2007-04-27 2012-02-15 株式会社富士通ゼネラル ロータリ圧縮機
US7980980B2 (en) * 2007-11-14 2011-07-19 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain
KR101000132B1 (ko) 2008-10-01 2010-12-10 현대자동차주식회사 차량의 하이브리드 구동장치
US8535189B2 (en) * 2008-12-15 2013-09-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle power transmission device
US8465387B2 (en) * 2009-03-04 2013-06-18 GM Global Technology Operations LLC Output-split electrically-variable transmission with two planetary gear sets and two motor/generators
US8414440B2 (en) * 2009-11-11 2013-04-09 GM Global Technology Operations LLC Single planetary hybrid powertrain with at least three electrically-variable operating modes
US20110177900A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Means Industries, Inc. Hybrid electric vehicle drive system and control system for controlling a hybrid electric vehicle drive system
JP5177578B2 (ja) * 2010-03-31 2013-04-03 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 制御装置
KR101172041B1 (ko) * 2010-04-27 2012-08-08 한국과학기술원 클러치를 구비하지 않는 변속 장치 및 그 제어 방법과 이를 이용하는 차량
US8196687B2 (en) * 2010-06-08 2012-06-12 GM Global Technology Operations LLC Low content extended-range electric vehicle powertrain
CN103998269B (zh) * 2011-12-20 2016-09-14 丰田自动车株式会社 车辆用驱动装置
US8556769B1 (en) * 2012-10-15 2013-10-15 GM Global Technology Operations LLC Hybrid transmission with single planetary gear set and multiple operating modes
CN104736406B (zh) * 2012-11-01 2017-05-03 日产自动车株式会社 混合动力车辆的模式切换控制装置
US9616883B2 (en) * 2013-03-21 2017-04-11 Nissan Motor Co., Ltd. Hybrid vehicle
KR101491252B1 (ko) * 2013-05-22 2015-02-11 현대자동차주식회사 플러그인 하이브리드 차량 구동 장치 및 그 제어 방법
CN203766480U (zh) * 2013-12-24 2014-08-13 广州汽车集团股份有限公司 混合动力变速器、混合动力驱动系统及混合动力车辆
JP6191585B2 (ja) * 2014-11-19 2017-09-06 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
EP3031648B1 (en) * 2014-12-09 2018-02-07 AVL List GmbH Multi-speed transmission and method for operating the same
JP6244481B2 (ja) * 2014-12-26 2017-12-06 本田技研工業株式会社 動力伝達装置及び車両、並びに、動力伝達制御方法
JP6194911B2 (ja) * 2015-03-13 2017-09-13 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の潤滑構造
KR101688334B1 (ko) * 2015-12-29 2017-01-02 한국과학기술원 다중모드를 구비한 하이브리드 자동차용 구동장치
US9847734B1 (en) * 2016-05-24 2017-12-19 Ford Global Technologies, Llc Power-module assembly
KR20180025582A (ko) * 2016-09-01 2018-03-09 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 효율적인 엔진 정지 제어 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070084657A (ko) * 2006-02-21 2007-08-27 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 자동차 및 그 제어방법
JP2013199198A (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 Toyota Motor Corp 車両用ハイブリッド駆動装置
KR101459472B1 (ko) * 2013-10-14 2014-11-21 현대자동차 주식회사 하이브리드 자동차의 동력전달장치
KR101567721B1 (ko) * 2014-08-13 2015-11-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 파워트레인

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