KR101703576B1 - 차량의 변속장치 - Google Patents

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KR101703576B1
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황성욱
송민준
이병현
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    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H3/006—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion power being selectively transmitted by either one of the parallel flow paths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/76—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with an orbital gear having teeth formed or arranged for obtaining multiple gear ratios, e.g. nearly infinitely variable
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/78—Special adaptation of synchronisation mechanisms to these gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042—Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/065—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with a plurality of driving or driven shafts
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    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4816—Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/42—Arrangement 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
    • B60K6/48—Parallel type
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Abstract

차량용 변속장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 내연기관의 출력 측에 제1 클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 제1 입력축; 상기 제1 입력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 내연기관의 출력 측에 제2 클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 제2 입력축; 모터 및 제너레이터 기능을 수행하는 모터/제너레이터; 제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하며, 상기 제1 회전요소가 상기 모터/제너레이터에 직접 연결되고, 상기 제2 회전요소가 상기 제2 입력축에 선택적으로 동기 연결되고, 상기 제3 회전요소가 상기 제1 입력축에 직접 연결되는 유성기어세트를 포함하되, 상기 제1 클러치의 작동으로 상기 제1 입력축을 통해 상기 제3 회전요소로 입력되는 상기 내연기관의 회전동력과, 상기 제1 회전요소로 입력되는 모터/제너레이터의 회전동력을 조합하여 상기 제2 회전요소를 통해 변속비를 가변하여 회전동력을 전달하는 가변 기어비 모드; 및 상기 가변 기어비 모드에서, 상기 제1 클러치의 작동을 유지하면서 상기 제2 회전요소를 상기 제2 입력축에 동기 연결한 후, 상기 제2 클러치를 작동시켜 상기 유성기어세트를 직결하면서 상기 내연기관의 회전동력을 그대로 전달하는 고정 기어비 모드를 구현한다.

Description

차량의 변속장치{POWER TRANSMISSION APPARATUS FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 차량용 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 더블 클러치 변속기(DCT) 구조에 전자적 무단변속(e-CVT)을 위한 모터/제너레이터와 유성기어세트를 적용하여 고정 기어비 모드를 통한 동력전달효율의 향상과 가변 기어비 모드를 통한 최전 운전점 제어를 가능한 차량용 변속장치에 관한 것이다.
차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 생존이 달린 핵심 기술로서, 자동차 메이커들은 환경 및 연비 규제를 달성하기 위한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다.
상기 미래형 자동차 기술은 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 더블 클러치 변속기(DCT : Double Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.
또한, 자동차 메이커에서는 각 국의 배기가스 규제를 만족시키고, 연비성능의 향상을 위하여 동력전달계통의 효율 향상을 위한 수단으로 ISG(Idle Stop And Go)장치와, 회생제동(Regenerative Braking)장치 등의 기술을 실용화하기 위하여 노력하고 있다.
상기 ISG장치는 차량 정지 중에 엔진을 정지시키고, 출발할 때 엔진을 시동하는 기술이며, 상기 회생제동장치는 차량의 감속 제동 시에 기존의 마찰에 의한 제동 대신에 차량의 운동에너지를 이용하는 발전기를 구동시키고, 이때 발생되는 전기에너지를 배터리에 저장하였다가 재사용 하는 기술이다.
그리고 본 발명의 변속기가 적용될 수 있는 하이브리드 전기자동차는 2개 이상의 동력원(Power Source)을 사용하는 자동차로서, 여러 가지 방식으로 조합될 수 있는데, 통상적으로 기존 화석 연료를 사용하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진과, 전기 에너지에 의하여 구동되는 모터/제너레이터가 혼합(Hybrid)되어 구성된다.
또한, 상기와 같은 하이브리드 전기자동차에 적용될 수 있는 변속기로서는 DCT(더블 클러치 변속기)를 하나의 예로 들 수 있으며, DCT는 수동 변속기 구조에 2개의 클러치를 적용하여 효율을 높이고, 편의성을 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 DCT는 클러치 2개를 적용하여 홀수단 및 짝수단을 번갈아 작동시키면서 변속이 이루어지는 변속기로서, 상기와 같이 홀수단 및 짝수단의 변속을 번갈아 작동시키는 매커니즘은 기존 MT(수동변속기) 및 AMT(자동화 수동 변속기)가 갖고 있는 변속 과정에서의 토크 단절감을 개선할 수 있다.
그러나 상기 DCT는 발진시, 클러치 슬립에 의한 클러치 소손 및 에너지 손실이 크고, 등판 발진 시, 클러치 슬립에 의한 후방 밀림이 과도하게 발생하여 안전상의 문제가 있으며, 클러치 열용량의 문제로 변속시간을 짧게 제어해야 하므로 자동 변속기에 비하여 변속 충격이 있다는 문제점을 내포하고 있다.
또한, DCT는 향후, 전자적 무단변속(e-CVT) 기능이 융합된 구조가 더욱 발전할 것으로 예상되는데, 기존의 전자적 무단변속(e-CVT) 기능은 2개의 구동원(엔진, 모터/제너레이터)과 유성기어세트를 통해 가변 기어비 모드를 구현하여 엔진의 운전점을 최적으로 제어할 수 있으나, 엔진->모터/제너레이터->배터리->모터로 에너지가 변환되면서 에너지 변환손실을 발생하므로 고정 기어비 모드와 가변 기어비 모드간의 모드 변환이 필요하다.
이에, 전자적 무단변속(e-CVT) 기능이 융합된 DCT의 경우, 부드러운 모드 변환을 위한 구조적 특징 및 제어방법이 중요한 개발 포인트가 되며, 이는 DCT의 장점인 우수한 동력전달효율과 연비 극대화를 위해서도 필요한 과제이다.
그러나 기존의 전자적 무단변속(e-CVT) 기능이 융합된 DDCT의 경우, 싱크로나이저의 용량 한계로, 엔진 또는 모터/제너레이터의 동력이 유성기어세트로 전달되고 있는 상태에서, 싱크로나이저의 작동 시, 엔진의 회전 관성과 토크 변동이 출력축에 그대로 전달되기 때문에 동력단절 없이는 모드 변환이 불가하여 모드 변환 시, 충격 및 진동을 피할 수 없는 단점이 있다.
본 발명의 실시 예는 더블 클러치 변속기(DCT) 구조에 전자적 무단변속(e-CVT)을 위한 모터/제너레이터와 유성기어세트를 추가하여 고정 기어비 모드를 통한 동력전달효율의 향상과 가변 기어비 모드를 통한 최전 운전점 제어를 가능하게 하며, 고정 기어비 모드와 가변 기어비 모드간의 부드러운 모드변환을 가능하게 하여 동력손실을 최소화하는 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 부드러운 발진 및 빠른 변속을 구현하고, 회생 제동 및 중립 충전을 구현하여 연비를 향상시킬 수 있는 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시 예는 모터/제너레이터의 작동이 불가능할 경우에도 기존 더블 클러치 변속기와 같이 변속이 가능하여 안전 주행이 가능하도록 하는 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 내연기관의 출력 측에 제1 클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 제1 입력축; 상기 제1 입력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 내연기관의 출력 측에 제2 클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 제2 입력축; 모터 및 제너레이터 기능을 수행하는 모터/제너레이터; 제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하며, 상기 제1 회전요소가 상기 모터/제너레이터에 직접 연결되고, 상기 제2 회전요소가 상기 제2 입력축에 선택적으로 동기 연결되고, 상기 제3 회전요소가 상기 제1 입력축에 직접 연결되는 유성기어세트를 포함하되, 상기 제1 클러치의 작동으로 상기 제1 입력축을 통해 상기 제3 회전요소로 입력되는 상기 내연기관의 회전동력과, 상기 제1 회전요소로 입력되는 모터/제너레이터의 회전동력을 조합하여 상기 제2 회전요소를 통해 변속비를 가변하여 회전동력을 전달하는 가변 기어비 모드; 및 상기 가변 기어비 모드에서, 상기 제1 클러치의 작동을 유지하면서 상기 제2 회전요소를 상기 제2 입력축에 동기 연결한 후, 상기 제2 클러치를 작동시켜 상기 유성기어세트를 직결하면서 상기 내연기관의 회전동력을 그대로 전달하는 고정 기어비 모드를 구현하는 차량용 변속장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제2 입력축과 평행하게 이웃하여 상기 제1 입력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 입력축에 하나의 동기수단을 통하여 선택적으로 동기 연결되고, 상기 제1 회전요소와 다른 하나의 동기수단에 의해 선택적으로 동기 연결되며, 상기 제2 회전요소와 직접 연결되는 제3 입력축을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2, 제3 입력축 상에는 복수의 입력기어가 구성되고. 상기 제2, 제3 입력축 상의 입력기어로부터 입력되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제1 변속출력기구; 및 상기 제2, 제3 입력축 상의 입력기어로부터 입력되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제2 변속출력기구를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 입력축은 짝수 변속단에 관계하는 입력기어가 구성되고, 상기 제3 입력축은 홀수 변속단에 관계하는 입력기어가 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 입력축 상에는 제4속을 구현하기 위한 제1 입력기어, 제2속을 구현하기 위한 제2 입력기어가 전측에서 후측으로 순차 배치되고, 상기 제3 입력축 상에는 제1속을 구현하기 위한 제3 입력기어, 제3속을 구현하기 위한 제4 입력기어가 전측에서 후측으로 순차 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 변속출력기구는 상기 제2, 제3 입력축과 평행하게 배치되는 제1 출력축; 상기 제1 출력축의 일단에 고정 배치되어 제1 출력축의 회전동력을 출력하는 제1 출력기어; 상기 제1 출력축 상에 배치되어 상기 제3 입력기어에 외접 기어 연결되는 제1속 변속기어; 상기 제1 출력축 상에 배치되어 상기 제1 입력기어와 외접 기어 연결되는 제4속 변속기어; 및 상기 제1속 변속기어 또는 제4속 변속기어를 상기 제1 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로나이저를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 변속출력기구는 상기 제2, 제3 입력축과 평행하게 배치되는 제2 출력축; 상기 제2 출력축의 일단에 고정 배치되어 제2 출력축의 회전동력을 출력하는 제2 출력기어; 상기 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제2 입력기어에 외접 기어 연결되는 제2속 변속기어; 상기 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제4 입력기어와 외접 기어 연결되는 제3속 변속기어; 및 상기 제2속 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로나이저; 상기 제3속 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로나이저를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하나의 동기수단은 상기 제3 입력축과 상기 제2 입력축을 선택적으로 동기 연결하는 제4 싱크로나이저로 이루어지고, 상기 다른 하나의 동기수단은 상기 제3 입력축과 상기 제1 회전요소를 선택적으로 동기 연결하는 제5 싱크로나이저로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제3 회전요소가 링기어로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제3 회전요소가 선기어로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 유성캐리어로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제2 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 링기어로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 유성캐리어로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 유성기어세트는 싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제2 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 선기어로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시 예는 동력전달효율이 우수한 고정 기어비 모드(DCT 모드)와 유성기어세트를 통한 최적의 운전점 제어가 가능하여 연비효율이 우수한 가변 기어비 모드(e-CVT 모드)가 융합되어 모드 변환시 제2, 제3 입력축을 동기 연결하는 싱크로나이저만을 제어하여 유성기어세트를 직결하는 구조적 단점을 상기 싱크로나이저와 함께 기존의 DCT용 클러치를 후행하여 작동 제어함으로써, 엔진 관성 및 진동을 클러치에서 흡수하도록 하여 부드러운 모드 변환 성능을 확보할 수 있다.
또한, 엔진의 회전동력으로 전진 4속의 변속단을 구현하고, 엔진과 모터/제너레이터의 회전동력으로 HEV 모드 전진 4속의 변속단을 구현하며, 상기 모터/제너레이터의 회전동력으로 EV 모드 전진 4속 및 후진속을 구현할 수 있으므로 연비 개선의 효과가 있다.
또한, 유성기어세트의 각각의 회전요소와 연결된 엔진과 모터/제너레이터에 의하여 마찰부재의 슬립 없이 부드러운 발진이 이루어질 수 있으며, 엔진의 동력을 차단한 상태에서 모터/제너레이터만으로 발진이 가능하여 부드러운 발진을 이룰 수 있다.
또한, 발진 시, 마찰부재인 클러치의 슬립이 발생되지 않으므로 마찰부재의 내구성이 향상되어 에너지 손실을 최소화하며, 연비를 개선할 수 있다.
또한, 엔진의 회전동력으로 주행이 이루어질 때, 상기 모터/제너레이터의 회전동력을 보조동력으로 사용할 수 있으므로 가속 성능을 향상시킬수 있다.
또한, 모터/제너레이터(MG)의 고장 시에는 종래 더블 클러치 변속기와 같이 변속이 가능하여 차량의 안전 주행을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 통하여 상세하게 설명한다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
또한, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치는 제1, 제2, 제3 입력축(IS1)(IS2)(IS3), 유성기어세트(PG), 모터/제너레이터(MG), 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2), 및 제1, 제2 변속출력기구(OUT1)(OUT2)를 포함한다.
상기 제1 입력축(IS1)은 내연기관인 엔진(ENG)의 출력 측과 선택적으로 연결된다.
여기서, 상기 내연기관을 화석연료를 사용하는 기관으로 통상 엔진으로 대별되는 바, 이하에서는 엔진(ENG)으로 지칭한다.
상기 제2 입력축(IS2)은 중공축으로 이루어져 상기 제1 입력축(IS1)의 전측부 외주 측에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 엔진(ENG)의 출력 측과 선택적으로 연결되며, 외주 측에는 전측으로부터 순차적으로 제1, 제2 입력기어(G1)(G2)가 상호 간격을 두고 구성된다.
상기 제3 입력축(IS3)은 중공축으로 이루어져 상기 제1 입력축(IS1)의 후측부 외주 측에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 입력축(IS2)과 선택적으로 동기 연결되며, 외주 측에는 전측으로부터 순차적으로 제3, 제4 입력기어(G3)(G4)가 상호 간격을 두고 구성된다.
상기에서 제1, 제2, 제3, 제4 입력기어(G1)(G2)(G3)(G4)는 각 변속단별 입력기어로서, 제1 입력기어(G1)는 제4속을 구현하기 위한 입력기어이고, 제2 입력기어(G2)는 제2속을 구현하기 위한 입력기어이고, 제3 입력기어(G3)는 제1속을 구현하기 위한 입력기어이고, 제4 입력기어(G4)는 제3속을 구현하기 위한 입력기어로 각각 작용하도록 기어 잇수가 설정된다.
여기서, 상기 제2 입력축(IS2)에는 짝수 변속단을 구현하기 위한 입력기어들이 배치되고, 제3 입력축(IS3)에는 홀수 변속단을 구현하기 위한 입력기어들이 배치되는 특징이 있다.
상기 유성기어세트(PG)는 상기 제3 입력축(IS3)의 후측부에 배치되며, 제1, 제2, 제3 회전요소로 이루어지는 3개의 회전요소를 갖는데, 제1 회전요소가 상기 모터/제너레이터(MG)와 직접 연결되고, 제2 회전요소가 상기 제3 입력축(IS3)에 직접 연결되며, 제3 회전요소가 제1 입력축(IS1)에 직접 연결된다.
본 발명의 실시 예에서는 상기 유성기어세트(PG)가 싱글 피니언 유성기어세트로 이루어져 상기 제1 회전요소가 선기어(S), 제2 회전요소가 유성캐리어(PC), 제3 회전요소가 링기어(R)로 이루어지는 예를 적용하여 설명하였다.
즉, 상기 유성기어세트(PG)는 제1 회전요소인 선기어(S)가 상기 모터/제너레이터(MG)와 직접 연결된 상태로 상기 제3 입력축(IS3)과 선택적으로 동기 연결되고, 제2 회전요소인 유성캐리어(PC)가 상기 제3 입력축(IS3)에 직접 연결되며, 제3 회전요소인 링기어(R)가 상기 제1 입력축(IS1)에 직접 연결된다.
여기서, 상기 유성기어세트(PG)의 경우, 본 발명의 실시 예로는 싱글 피니언 유성기어세트를 적용하여 상기 제1 회전요소가 선기어(S), 제2 회전요소가 유성캐리어(PC), 제3 회전요소가 링기어(R)로 이루어지는 예를 설명하였으나, 유성기어세트(PG)의 작동 메카니즘 상, 각 회전요소의 연결관계를 다르게 하여 적용하는 것이 가능한 바, 도시하지는 않았으나, 아래와 같은 조합으로 연결이 것이다.
즉, 상기 제1 회전요소를 링기어(R)로 적용하고, 제2 회전요소를 유성캐리어(PC)로 적용하고, 제3 회전요소를 선기어(S)로 적용하거나, 상기 제1 회전요소를 링기어(R)로 적용하고, 제2 회전요소를 선기어(S)로 적용하고, 제3 회전요소를 유성캐리어(PC)로 적용할 수 있다.
또는 상기 제1 회전요소를 유성캐리어(PC)로 적용하고, 제2 회전요소를 선기어(S)로 적용하고, 제3 회전요소를 링기어(R)로 적용하거나, 상기 제1 회전요소를 선기어(S)로 적용하고, 제2 회전요소를 링기어(R)로 적용하고, 제3 회전요소를 유성캐리어(PC)로 적용하거나, 제1 회전요소를 유성캐리어(PC)로 적용하고, 제2 회전요소를 링기어(R)로 적용하고, 제3 회전요소를 선기어(S)로 적용할 수 있다.
상기 모터/제너레이터(MG)는 모터와 제너레이터 기능을 수행할 수 있으며, 상기 유성기어세트(PG)의 외주 측에 배치된다.
또한, 상기 모터/제너레이터(MG)는 변속기 하우징에 고정되는 스테이터(ST)와, 상기 스테이터(ST)의 반경방향 내측에서 회전 가능하게 지지되는 로터(RT)로 구성되며, 상기 로터(RT)는 상기에서 언급한 바와 같이, 유성기어세트(PG)의 제1 회전요소인 선기어(S)와 직접 연결된다.
이에 따라, 상기 모터/제너레이터(MG)는 엔진(ENG)의 회전동력에 의하여 제너레이터 기능을 하면서 발전되는 전기에너지를 배터리에 충전하거나, 자동차의 주행을 위한 구동력을 발생하는 모터 기능을 수행할 수 있다.
상기 제1 클러치(CL1)는 엔진(ENG)의 출력 측과 상기 제1 입력축(IS1) 사이에 배치되어 동력을 단속하는데, 통상의 유체 다판 클러치로 이루어질 수 있으며, 도시하지 않은 유압제어시스템에 의하여 작동 및 비작동 제어될 수 있다.
상기 제2 클러치(CL2)는 엔진(ENG)의 출력 측과 상기 제2 입력축(IS2) 사이에 배치되어 동력을 단속하는데, 통상의 유체 다판 클러치로 이루어질 수 있으며, 도시하지 않은 유압제어시스템에 의하여 작동 및 비작동 제어될 수 있다.
그리고 상기 제3 입력축(IS3)을 제2 입력축(IS2)과 선택적으로 동기 연결하기 위한 하나의 동기수단이 구성되고, 상기 유성기어세트(PG)의 제1 회전요소인 선기어(S)를 제3 입력축(IS3)과 선택적으로 동기 연결하기 위한 다른 하나의 동기수단이 구성된다.
여기서, 상기 하나의 동기수단은 상기 제2 입력축(IS2)의 후단부와 제3 입력축(IS3)의 전단부 사이에 배치되는 제4 싱크로나이저(SL4)로 이루어지며, 상기 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)을 선택적으로 동기 연결하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 다른 하나의 동기수단은 상기 유성기어세트(PG)의 선기어(S)와 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)를 제3 입력축(IS3)에 선택적으로 동기 연결하는 제5 싱크로나이저(SL5)로 이루어진다.
상기에서, 제4, 제5 싱크로나이저(SL4)(SL5)는 통상의 싱크로나이저로, 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 상기 각 싱크로나이저에 적용되는 슬리이브(SLE4)(SLE5)는 공지에서와 같이 도시하지 않은 별도의 액추에이터를 구비하며, 상기 액추에이터는 트랜스밋션 제어유닛에 의하여 제어될 수 있다.
여기서, 상기 제4, 제5 싱크로나이저(SL4)(SL5)는 반드시 싱크로나이저로 한정되는 것은 아니며, 자동 제어가 가능한 도그 클러치 및 유압 다판 클러치 등을 적용할 수 있다.
상기 제1 변속 출력기구(OUT1)는 상기 제2, 제3 입력축(IS2)(IS3)과 일정간격을 두고 평행하게 제1 출력축(OS1)이 배치되고, 상기 제1 출력축(OS1)의 일단에는 제1 출력축(OS1)의 회전동력을 출력하는 제1 출력기어(OG1)가 고정 배치된다.
그리고 상기 제1 출력축(OS1) 상에는 상기 제3 입력기어(G3)에 외접 기어 연결되는 제1속 변속기어(D1)와, 상기 제1 입력기어(G1)와 외접 기어 연결되는 제4속 변속기어(D4)가 배치되며, 상기 제1속 변속기어(D1)와 제4속 변속기어(D4) 사이에는 제1속 변속기어(D1) 또는 제4속 변속기어(D4)를 상기 제1 출력축(OS1)에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로나이저(SL1)를 구성한다.
이에 따라, 상기 제1 싱크로나이저(SL1)는 상기 제1속 변속기어(D1)와 제4 변속기어(D4)를 선택적으로 제1 출력축(OS1)에 동기 연결함으로써, 제3 입력축(IS3)의 제3 입력기어(G3)와 제2 입력축(IS2)의 제1 입력기어(G1)의 회전동력을 상호 외접 기어 연결되어 있는 기어비에 따라 각각 제1 출력축(OS1)에 전달되도록 한다.
그리고 상기 제1 변속출력기구(OUT1)를 통해 변속된 회전동력은 제1 출력축(OS1) 상의 제1 출력기어(OG1)와 외접 기어 연결된 종감속기어(FG)를 통해 디프렌셜 기구(DIFF)로 전달된다.
상기 제2 변속출력기구(OUT2)는 상기 제2, 제3 입력축(IS2)(IS3)과 소정 간격을 두고 평행하게 제2 출력축(OS2)이 배치되고, 상기 제2 출력축(OS2)의 일단에는 제2 출력축(OS2)의 회전동력을 출력하는 제2 출력기어(OG2)가 고정 배치된다.
그리고 상기 제2 출력축(OS2) 상에는 상기 제2 입력기어(G2)에 외접 기어 연결되는 제2속 변속기어(D2)와, 상기 제4 입력기어(G4)와 외접 기어 연결되는 제3속 변속기어(D3)가 배치된다.
또한, 상기 제2속 변속기어(D2)에 이웃하여 제2속 변속기어(D2)를 상기 제2 출력축(OS2)에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로나이저(SL2)가 구성되고, 제3속 변속기어(D3)에 이웃하여 제3속 변속기어(D3)를 상기 제2 출력축(OS2)에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로나이저(SL3)가 구성된다.
이에 따라, 상기 제2 싱크로나이저(SL2)는 상기 제2속 변속기어(D2)를 선택적으로 제2 출력축(OS2)에 동기 연결함으로써, 제2 입력축(IS2)의 제2 입력기어(G2)의 회전동력을 상호 외접 기어 연결되어 있는 기어비에 따라 각각 제2 출력축(OS2)에 전달되도록 한다.
또한, 상기 제3 싱크로나이저(SL3)는 상기 제3속 변속기어(D3)를 선택적으로 제2 출력축(OS2)에 동기 연결함으로써, 제3 입력축(IS3)의 제4 입력기어(G4)의 회전동력을 상호 외접 기어 연결되어 있는 기어비에 따라 각각 제2 출력축(OS2)에 전달되도록 한다.
그리고 상기 제2 변속출력기구(OUT2)를 통해 변속된 회전동력은 제2 출력축(OS2) 상의 제2 출력기어(OG2)와 외접 기어 연결된 종감속기어(FG)를 통해 디프렌셜 기구(DIFF)로 전달된다.
상기에서, 제1, 제2, 제3 싱크로나이저(SL1∼SL3)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 상기 제1, 제2, 제3 싱크로나이저(SL1∼SL3)에 적용되는 제1, 제2, 제3 슬리이브(SLE1)(SLE2)(SLE3)는 공지에서와 같이 미도시된 별도의 액추에이터를 구비하며, 상기 액추에이터는 트랜스밋션 제어유닛에 의하여 제어되면서 변속을 실시한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치의 변속 작동표로서, 변속과정을 살펴보면 다음과 같다.
[중립]
엔진이 시동된 상태에서 중립을 유지하는 경우에는 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SLE1)를 통해 제1속 변속기어(D1)와 제1 출력축(OS1)을 연결한 상태로 중립을 유지한다.
[중립(배터리 충전)]
상기와 같은 중립 상태에서, 제1 클러치(CL1)을 작동시키면, 제1 입력축(IS1)을 통하여 유성기어세트(PG)의 링기어(R)로 엔진(ENG)의 회전동력이 입력되고, 유성캐리어(PC)는 제3 입력축(IS3)과 제3 입력기어(G3) 및 제1속 변속기어(D1)를 통하여 중립 정지된 제1 출력축(OS1)과 연결되어 고정요소로 작용하여 선기어(S)로 출력이 이루어져 상기 모터/제너레이터(MG)를 구동시킴으로 배터리를 충전하게 된다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치의 변속모드로, 엔진(ENG)의 구동에 의한 주행상태에서의 고정 기어비 모드, 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 동시 구동에 의한 주행상태에서의 가변 기어비 모드, 및 모터/제너레이터의 구동에 의한 주행상태에서의 고정 기어비 모드에 대해서 설명한다.
먼저, 엔진(ENG)의 구동에 의한 주행상태에서, 모터/제너레이터(MG)가 동력을 보조하거나, 회생 제동이 가능한 고정 기어비 모드의 전진 1속, 2속, 3속 및 4속에 대해서 설명한다.
[전진 1속]
전진 1속에서는 엔진(ENG)의 회전동력에 의하여 구동되며, 상기 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SLE1)를 통해 제1속 변속기어(D1)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결하고, 제4 싱크로나이저(SL4)의 슬리이브(SLE4)를 통해 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)을 연결한 후에 제2 클러치(CL2)를 작동시키면, 1속 변속이 이루어진다.
이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제4 싱크로나이저(SL4), 제3 입력축(IS3), 제3 입력기어(G3), 제1속 변속기어(D1), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 전진 1속 주행이 이루어진다.
[전진 2속]
상기 전진 1속의 상태에서 차속의 증가하여 2속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 1속의 상태에서 제4 싱크로나이저(SL4)의 슬리이브(SLE4)를 통해 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)의 동기 연결 상태를 해제함과 동시에, 제2 클러치(CL2)의 작동을 해제한다.
그리고 상기 제2 싱크로나이저(SL2)의 제2 슬리이브(SLE2)를 통해 제2속 변속기어(D2)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결한 후, 다시 제2 클러치(CL2)를 작동 제어한다.
그러면, 엔진(ENG)의 회전동력이 자연스럽게 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제2 입력기어(G2), 제2속 변속기어(D2), 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 전진 2속 주행이 이루어진다.
[전진 3속]
상기 전진 2속의 상태에서 차속의 증가하여 3속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 2속의 상태에서 제2 클러치(CL2)의 작동을 해제하면서 제2 싱크로나이저(SL2)의 제2 슬리이브(SLE2)를 중립 상태로 제어하고, 제3 싱크로나이저(SL3)의 제3 슬리이브(SLE3)를 통해 제3 변속기어(D3)를 제2 출력축(OS2)과 동기 연결한 후, 제4 싱크로나이저(SL4)와 제2 클러치(CL2)를 순차적으로 작동 제어한다.
이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력이 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제4 싱크로나이저(SL4), 제3 입력축(IS3), 제4 입력기어(G4), 제3속 변속기어(D3), 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 전진 3속 주행이 이루어진다.
[전진 4속]
상기 전진 3속의 상태에서 차속의 증가하여 4속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 3속의 상태에서, 제4 싱크로나이저(SL4)의 슬리이브(SLE4)를 통해 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)의 연결 상태를 해제함과 동시에, 제2 클러치(CL2)의 작동을 해제한다.
그리고 상기 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SLE1)를 통해 제4속 변속기어(D4)와 제1 출력축(OS1)을 연결한 후, 다시 제2 클러치(CL2)를 작동 제어한다.
그러면 엔진(ENG)의 회전동력이 자연스럽게 제2 클러치(CL2), 제2 입력축(IS2), 제1 입력기어(G1), 제4속 변속기어(D4), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 전진 4속 주행이 이루어진다.
그리고 상기와 같은 변속 완료된 후에는 제3 싱크로나이저(SL3)를 중립 제어한다.
상기와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치는 자동화 수동 변속을 행하는 경우, 홀수단 변속 시, 제2, 제3 입력축(IS2)(IS3)이 동시에 회전하기 때문에 순차적인 변속단 상승 및 하강의 예비 변속이 불가능하다.
한편, 상기한 고정 기어비 모드에서는 전진 1속, 2속, 3속 및 4속의 주행 중에 모터/제너레이터(MG)를 구동하여 엔진(ENG)의 토크를 보조하기 위해서 각 변속단으로의 주행 중에, 제1 클러치(CL1) 및 제4 싱크로나이저(SL4)의 선택적 작동 제어하여 모터 어시스트가 가능하다.
즉, 홀수 변속단인 전진 1속과 3속에서는 제4 싱크로나이저(SL4)가 작동하여 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)이 동기 연결된 상태이므로, 제1 클러치(CL1)의 작동만으로 유성기어세트(PG)가 직결의 상태가 되며, 모터/제너레이터(MG)의 동력이 유성기어세트(PG)를 통해 제3 입력축(IS3)으로 전달되어 모터 어이스트가 가능하다.
반면, 짝수 변속단인 전진 2속과 4속에서는 제4 싱크로나이저(SL4)가 해제된 상태로, 주행 중에 제4 싱크로나이저(SL4)가 작동하여 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)이 동기 연결된 상태에서, 제1 클러치(CL1)를 작동 제어하여 유성기어세트(PG)를 직결의 상태가 되도록 하며, 이에 따라 모터/제너레이터(MG)의 동력이 유성기어세트(PG)를 통해 제2 입력축(IS2)으로 전달되어 모터 어이스트가 가능하다.
또한, 상기한 고정 기어비 모드에서는 전진 1속, 2속, 3속 및 4속의 주행 중에 제4 싱크로나이저(SL4)와 제5 싱크로나이저(SL5)의 선택적 작동 제어하여 회생 제동이 가능하다.
즉, 홀수 변속단인 전진 1속과 3속에서는 제4 싱크로나이저(SL4)가 작동하여 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)이 동기 연결된 상태이나, 이와는 상관없이 제5 싱크로나이저(SL5)의 작동만으로 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)와 제3 입력축(IS3)이 동기 연결되어 제1 또는 제2 출력축(OS1)(OS2)로부터 전달되는 토크가 제3 입력축(IS3)을 통해 상기 모터/제너레이터(MG)로 전달되어 회생 제동이 가능하다.
반면, 짝수 변속단인 전진 2속과 4속에서는 제4 싱크로나이저(SL4)가 해제된 상태로, 주행 중에 제4 싱크로나이저(SL4)가 작동하여 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)이 동기 연결된 상태에서, 제5 싱크로나이저(SL5)가 작동 제어되어 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)와 제3 입력축(IS3)이 동기 연결되면 제1 또는 제2 출력축(OS1)(OS2)로부터 전달되는 토크가 상기 제2 입력축(IS2), 제3 입력축(IS3)을 통해 상기 모터/제너레이터(MG)로 전달되어 회생 제동이 가능하다.
그리고 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 동시 구동에 의한 주행상태로, 제1 클러치(CL1)의 상시 작동 제어에 의해 유성기어세트(PG)에 의한 전자적 무단변속(e-CVT)이 가능한 가변 기어비 모드의 HEV 1속, 2속, 3속 및 4속에 대해서 설명한다.
[HEV 1속]
HEV 1속에서는 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SLE1)를 통해 제1속 변속기어(D1)와 제1 출력축(OS1)을 연결한 후에 제1 클러치(CL1)가 작동 제어되고, 모터/제너레이터(MG)가 구동된다.
그러면, 상기 유성기어세트(PG)의 링기어(R)에 엔진(ENG)의 회전동력이 입력되고, 선기어(S)에 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 입력됨으로써, 상기 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 토크 차이에 따라 유성캐리어(PC)를 통하여 제3 입력축(IS3)으로 전달된다.
그리고 상기 제3 입력축(IS3)의 회전동력은 제3 입력기어(G3)와 제1속 변속기어(D1)의 기어비에 따라 변속되어 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 HEV 1속 주행이 이루어진다.
[HEV 2속]
상기 HEV 1속에서 차속의 증가하여 HEV 2속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 HEV 1속에서 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제한 후, 제1 싱크로나이저(SL1)는 중립으로 제어하고, 제2 싱크로나이저(SL2)의 제2 슬리이브(SLE2)를 통해 제2속 변속기어(D2)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결한 후, 제4 싱크로나이저(SL4)을 작동 제어하여 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)을 동기 연결한 상태로, 다시 상기 제1 클러치(CL1)를 작동 제어한다.
그러면, 상기 유성기어세트(PG)의 링기어(R)에 엔진(ENG)의 회전동력이 입력되고, 선기어(S)에 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 입력됨으로써, 상기 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 토크 차이에 따라 유성캐리어(PC)를 통하여 제3 입력축(IS3), 제4 싱크로나이저(SL4), 제2 입력축(IS2)으로 전달된다.
그리고 상기 제2 입력축(IS2)의 회전동력은 제2 입력기어(G2)와 제2속 변속기어(D2)의 기어비에 따라 변속되어 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 HEV 2속 주행이 이루어진다.
[HEV 3속]
상기 HEV 2속에서 차속의 증가하여 HEV 3속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 HEV 2속에서 제4 싱크로나이저(SL4)와 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제한 후, 제2 싱크로나이저(SL2)는 중립으로 제어하고, 제3 싱크로나이저(SL3)의 제3 슬리이브(SLE3)를 통해 제3속 변속기어(D3)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결한 후, 다시 상기 제1 클러치(CL1)를 작동 제어한다.
그러면, 상기 유성기어세트(PG)의 링기어(R)에 엔진(ENG)의 회전동력이 입력되고, 선기어(S)에 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 입력됨으로써, 상기 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 토크 차이에 따라 유성캐리어(PC)를 통하여 제3 입력축(IS3)으로 전달된다.
그리고 상기 제3 입력축(IS3)의 회전동력은 제4 입력기어(G4)와 제3속 변속기어(D3)의 기어비에 따라 변속되어 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 HEV 3속 주행이 이루어진다.
[HEV 4속]
상기 HEV 3속에서 차속의 증가하여 HEV 4속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 HEV 3속에서 제1 클러치(CL1)의 작동을 해제한 후, 제3 싱크로나이저(SL3)는 중립으로 제어하고, 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SLE1)를 통해 제4속 변속기어(D4)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결한 후, 제4 싱크로나이저(SL4)을 작동 제어하여 제2 입력축(IS2)과 제3 입력축(IS3)을 동기 연결한 상태로, 다시 상기 제1 클러치(CL1)를 작동 제어한다.
그러면, 상기 유성기어세트(PG)의 링기어(R)에 엔진(ENG)의 회전동력이 입력되고, 선기어(S)에 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 입력됨으로써, 상기 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 회전동력이 토크 차이에 따라 유성캐리어(PC)를 통하여 제3 입력축(IS3), 제4 싱크로나이저(SL4), 제2 입력축(IS2)으로 전달된다.
그리고 상기 제2 입력축(IS2)의 회전동력은 제1 입력기어(G1)와 제4속 변속기어(D4)의 기어비에 따라 변속되어 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 HEV 1속 주행이 이루어진다.
그리고 모터/제너레이터(MG)의 구동에 의한 주행상태에서, 엔진(ENG)이 정지한 상태에서 모터/제너레이터(MG)만의 동력으로 EV 주행 및 회생 제동이 가능한 고정 기어비 모드의 EV 1속, 2속, 3속, 4속 및 R속에 대해서 설명한다.
[EV 1속]
EV 1속에서는 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SLE1)를 통해 제1속 변속기어(D1)와 제1 출력축(OS1)을 연결한 후에 제5 싱크로나이저(SL5)가 작동 제어된다.
그러면, 유성기어세트(PG)는 직결의 상태가 되며, 모터/제너레이터(MG)의 구동력이 제3 입력축(IS3), 제3 입력기어(G3), 제1속 변속기어(D1), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 EV 1속 주행이 이루어진다.
[EV 2속]
상기 EV 1속에서 차속이 증가하여 EV 2속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 EV 1속의 상태에 작동하던 제5 싱크로나이저(SL5)의 작동을 해제한 상태에서, 제1 싱크로나이저(SL1)는 중립으로 제어한 후, 제2 싱크로나이저(SL2)의 제2 슬리이브(SLE2)를 통해 제2속 변속기어(D2)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결한 후에 다시 제5 싱크로나이저(SL5)를 작동 제어한 후, 제4 싱크로나이저(SL4)를 작동 제어한다.
그러면, 상기 제3 입력축(IS3)의 회전동력은 제4 싱크로나이저(SL4), 제2 입력축(IS2), 제2 입력기어(G2), 제2속 변속기어(D2), 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 종감속 기어(FG)로 전달되면서 EV 2속 주행이 이루어진다.
[EV 3속]
상기 EV 2속에서 차속이 증가하여 EV 3속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 EV 2속에서 작동하던 제4, 제5 싱크로나이저(SL4)(SL5)의 작동을 해제한 상태에서, 제2 싱크로나이저(SL2)는 중립으로 제어하고, 제3 싱크로나이저(SL3)의 제3 슬리이브(SLE3)를 통해 제3속 변속기어(D3)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결한 후에 다시 제5 싱크로나이저(SL5)를 작동 제어한다.
그러면, 상기 제3 입력축(IS3)의 회전동력은 제4 입력기어(G4), 제3속 변속기어(D3), 제2 출력축(OS2), 제2 출력기어(OG2)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 EV 3속 주행이 이루어진다.
[EV 4속]
상기 EV 3속에서 차속이 증가하여 EV 4속으로 변속을 하고자 할 때에는 상기 EV 3속에서 작동하던 제5 싱크로나이저(SL5)의 작동을 해제한 상태에서, 제3 싱크로나이저(SL3)는 중립으로 제어하고, 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SLE1)를 통해 제4속 변속기어(D1)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결한 후에 다시 제5 싱크로나이저(SL5)를 작동 제어함과 동시에, 제4 싱크로나이저(SL4)를 작동 제어한다.
그러면, 상기 제3 입력축(IS3)의 회전동력은 제4 싱크로나이저(SL4), 제2 입력축(IS2), 제1 입력기어(G1), 제4속 변속기어(D4), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 EV 4속 주행이 이루어진다.
[EV R속]
그리고 EV R속은 EV 1속과 동일하게 제1 싱크로나이저(SL1)의 제1 슬리이브(SLE1)를 통해 제1속 변속기어(D1)와 제1 출력축(OS1)을 연결한 후에 제5 싱크로나이저(SL5)가 작동 제어한 상태로, 상기 모터/제너레이터(MG)를 역회전 구동하여 구현된다.
그러면, 유성기어세트(PG)는 직결의 상태가 되며, 모터/제너레이터(MG)의 역회전 구동력이 제3 입력축(IS3), 제3 입력기어(G3), 제1속 변속기어(D1), 제1 출력축(OS1), 제1 출력기어(OG1)를 통해 종감속기어(FG)로 전달되면서 EV R속 주행이 이루어진다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 변속장치는 상기와 같은 변속모드의 구현에 있어서, 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)가 동시 구동하는 가변 기어비 모드에서 엔진(ENG)의 구동에 의한 고정 기어비 모드로의 모드 변환을 위해 엔진(ENG)의 출력 측을 유성기어세트(PG)의 유성캐리어(PC)와 연결하여 유성기어세트(PG)를 직결하게 되는데, 이때, 엔진(ENG)의 출력 측과 제2 입력축(IS2) 및 제3 입력축(IS3)을 동력 연결하기 위해 제4 싱크로나이저(SL4)를 선행하여 작동 제어하고, 모터 제어를 통해 상기 제2 클러치(CL2)의 슬립속도를 최소화하면서 싱크로나이저에 비해 열용량이 큰 제2 클러치(CL2)를 결합하면, 부드럽게 가변 기어비 모드에서 고정 기어비 모드로 변환이 가능하다.
또한, 상기 유성기어세트(PG)를 직결하기 위해 별도의 추가 제어요소 없이 기존 구성요소를 활용할 수 있으며, 제1 클러치(CL1)를 통해 엔진(ENG)의 회전동력이 전달되는 상태에서 모드 변환이 이루어지기 때문에, 동력 단절 없이 부드러운 모드 변환이 가능하다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 제1 싱크로나이저(SL1)의 작동에 의해 제1속 변속기어(D1)가 제1 출력축(OS1)에 동기 연결된 상태로, 상기 제1 클러치(CL1)의 작동 제어로 상기 제1 입력축(IS1)을 통해 상기 유성기어세트(PG)의 링기어(R)로 입력되는 엔진(ENG)의 회전동력과, 선기어(S)로 입력되는 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 조합하여 유성캐리어(PC)를 통해 변속비를 가변하여 상기 제3 입력축(IS3)으로 회전동력이 전달되어 HEV 1속의 가변 기어비 모드로 주행한다.
이러한 HEV 1속의 가변 기어비 모드로 주행 중, 전진 1속의 고정 기어비 모드로의 모드 변환은 상기 제1 클러치(CL1)의 작동을 유지하면서 상기 유성기어세트(PG)의 유성캐리어(PC)와 직접 연결된 상기 제3 입력축(IS3)을 상기 제4 싱크로나이저(SL4)를 통해 상기 제2 입력축(IS2)에 동기 연결한 후, 상기 제2 클러치(CL2)를 작동시켜 상기 유성기어세트(PG)를 직결하면서 상기 엔진(ENG)의 회전동력을 그대로 상기 제2, 제3 입력축(IS2)(IS3)에 전달하여 이루어진다.
이때, 상기 제1 클러치(CL1)는 작동 상태를 계속 유지하면서, 모터 어시스트 작동을 유지할 수 있으며, 제1 클러치(CL1)를 해제하면 유성기어세트(PG)의 직결 상태는 해제되나, 엔진(ENG)의 회전동력은 제2 클러치(CL2)의 작동에 의해 제2 입력축(IS2)과, 제4 싱크로나이저(SL4)의 작동 제어 시, 제3 입력축(IS3)에도 그대로 전달된다.
여기서, 상기 제2 클러치(CL2)의 작동 제어하기 위하여, 상기 엔진 및 모터 제어를 이루게 되는데, 상기 엔진 및 모터 제어는 엔진(ENG), 모터/제너레이터(MG) 및 제2 입력축(IS2)의 회전속도를 동기화하기 위한 제어로, 엔진(ENG)의 회전속도를 'We'라 하고, 제2 입력축(IS2)의 회전속도를 'Wip'라 할 때, 상기 엔진(ENG)과 제2 입력축(IS2)의 회전속도차를 'ΔW'(We-Wip)라 하고, 상기 회전속도차(ΔW)가 상기 제2 클러치(CL2)의 결합가능 회전속도차(ΔWc)보다 작을 때(ΔW<ΔWc), 상기 제2 클러치(CL2)를 작동 제어하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 동력전달효율이 우수한 고정 기어비 모드(DCT 모드)와 유성기어세트(PG)를 통한 최적의 운전점 제어가 가능하여 연비효율이 우수한 가변 기어비 모드(e-CVT 모드)가 융합되어 모드 변환시 제2, 제3 입력축(IS2)(IS3)을 동기 연결하는 싱크로나이저(SL4)만을 제어하여 유성기어세트(PG)를 직결하는 구조적 단점을 상기 싱크로나이저(SL4)와 함께 기존의 DCT용 클러치(CL2)를 후행하여 작동 제어함으로써, 엔진 관성 및 진동을 클러치(CL2)에서 흡수하도록 하여 부드러운 모드 변환 성능을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 변속장치는 엔진(ENG)의 회전동력으로 전진 4속의 변속단을 구현하고, 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 회전동력으로 HEV 모드 전진 4속의 변속단을 구현하며, 상기 모터/제너레이터(MG)의 회전동력으로 EV 모드 전진 4속 및 후진속을 구현할 수 있으므로 연비 개선의 효과가 있다.
또한, 유성기어세트(PG)의 각각의 회전요소와 연결된 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)에 의하여 마찰부재의 슬립 없이 부드러운 발진이 이루어질 수 있으며, 엔진(ENG)의 동력을 차단한 상태에서 모터/제너레이터(MG)만으로 발진이 가능하여 부드러운 발진이 이루어진다.
또한, 발진 시, 마찰부재인 클러치의 슬립이 발생되지 않으므로 마찰부재의 내구성이 향상되어 에너지 손실을 최소화하며, 연비를 개선한다.
또한, 엔진(ENG)의 회전동력으로 주행이 이루어질 때, 상기 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 보조동력으로 사용할 수 있으므로 가속 성능을 향상시킨다.
또한, 모터/제너레이터(MG)의 고장 시에는 종래 더블 클러치 변속기와 같이 변속이 가능하여 차량의 안전 주행이 가능하다.
상기에서 본 발명의 실시 예를 개시하고 있으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 발명하여 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
CL1,CL2:: 제1, 제2 클러치
SL1,SL2,SL3,SL4,SL5.. 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 싱크로나이저
D1,D2,D3,D4: 제1속, 제2속, 제3속, 제4속 변속기어
G1,G2,G3,G4: 제1, 제2, 제3, 제4 입력기어
IS1,IS2,IS3: 제1, 제2, 제3 입력축
MG: 모터/제너레이터
OS1,OS2: 제1, 제2 출력축
OUT1,OUT2: 제1, 제2 변속출력기구
PG: 유성기어세트

Claims (38)

  1. 내연기관의 출력 측에 제1 클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 제1 입력축;
    상기 제1 입력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 내연기관의 출력 측에 제2 클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 제2 입력축;
    모터 및 제너레이터 기능을 수행하는 모터/제너레이터;
    제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하며, 상기 제1 회전요소가 상기 모터/제너레이터에 직접 연결되고, 상기 제2 회전요소가 상기 제2 입력축에 선택적으로 동기 연결되고, 상기 제3 회전요소가 상기 제1 입력축에 직접 연결되는 유성기어세트를 포함하되,
    상기 제2 입력축과 평행하게 이웃하여 상기 제1 입력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 입력축에 제4 싱크로나이저를 통하여 선택적으로 동기 연결되고, 상기 제1 회전요소와 제5 싱크로나이저에 의해 선택적으로 동기 연결되며, 상기 제2 회전요소와 직접 연결되는 제3 입력축을 더 포함하며,
    상기 제1 클러치의 작동으로 상기 제1 입력축을 통해 상기 제3 회전요소로 입력되는 상기 내연기관의 회전동력과, 상기 제1 회전요소로 입력되는 모터/제너레이터의 회전동력을 조합하여 상기 제2 회전요소를 통해 변속비를 가변하여 회전동력을 전달하는 가변 기어비 모드; 및
    상기 가변 기어비 모드에서, 상기 제1 클러치의 작동을 유지하면서 상기 제2 회전요소를 상기 제2 입력축에 동기 연결한 후, 상기 제2 클러치를 작동시켜 상기 유성기어세트를 직결하면서 상기 내연기관의 회전동력을 그대로 전달하는 고정 기어비 모드;
    를 구현하는 차량용 변속장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2, 제3 입력축 상에는 복수의 입력기어가 구성되고.
    상기 제2, 제3 입력축 상의 입력기어로부터 입력되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제1 변속출력기구; 및
    상기 제2, 제3 입력축 상의 입력기어로부터 입력되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제2 변속출력기구;
    를 더 포함하는 차량용 변속장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 입력축은 짝수 변속단에 관계하는 입력기어가 구성되고,
    상기 제3 입력축은 홀수 변속단에 관계하는 입력기어가 구성되는 차량용 변속장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 입력축 상에는 제4속을 구현하기 위한 제1 입력기어, 제2속을 구현하기 위한 제2 입력기어가 전측에서 후측으로 순차 배치되고,
    상기 제3 입력축 상에는 제1속을 구현하기 위한 제3 입력기어, 제3속을 구현하기 위한 제4 입력기어가 전측에서 후측으로 순차 배치되는 차량용 변속장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 변속출력기구는
    상기 제2, 제3 입력축과 평행하게 배치되는 제1 출력축;
    상기 제1 출력축의 일단에 고정 배치되어 제1 출력축의 회전동력을 출력하는 제1 출력기어;
    상기 제1 출력축 상에 배치되어 상기 제3 입력기어에 외접 기어 연결되는 제1속 변속기어;
    상기 제1 출력축 상에 배치되어 상기 제1 입력기어와 외접 기어 연결되는 제4속 변속기어; 및
    상기 제1속 변속기어 또는 제4속 변속기어를 상기 제1 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로나이저;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 변속출력기구는
    상기 제2, 제3 입력축과 평행하게 배치되는 제2 출력축;
    상기 제2 출력축의 일단에 고정 배치되어 제2 출력축의 회전동력을 출력하는 제2 출력기어;
    상기 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제2 입력기어에 외접 기어 연결되는 제2속 변속기어;
    상기 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제4 입력기어와 외접 기어 연결되는 제3속 변속기어; 및
    상기 제2속 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로나이저;
    상기 제3속 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로나이저;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제3 회전요소가 링기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제3 회전요소가 선기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 유성캐리어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제2 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 링기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 유성캐리어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  14. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제2 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 선기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  15. 내연기관의 출력 측에 제1 클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 제1 입력축;
    상기 제1 입력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 내연기관의 출력 측에 제2 클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 제2 입력축;
    상기 제2 입력축과 평행하게 이웃하여 상기 제1 입력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 입력축에 하나의 싱크로나이저를 통하여 선택적으로 동기 연결되는 제3 입력축;
    상기 제3 입력축 상에 배치되어 모터 및 제너레이터 기능을 수행하는 모터/제너레이터;
    제1, 제2, 제3 회전요소를 보유하며, 상기 제1 회전요소가 상기 모터/제너레이터에 직접 연결되고, 상기 제2 회전요소가 상기 제3 입력축에 직접 연결되고, 상기 제3 회전요소가 상기 제1 입력축에 직접 연결되는 유성기어세트를 포함하되,
    상기 제3 입력축은 상기 제1 회전요소와 다른 하나의 싱크로나이저에 의해 선택적으로 동기 연결되며,
    상기 제1 클러치의 작동으로 상기 제1 입력축을 통해 상기 제3 회전요소로 입력되는 상기 내연기관의 회전동력과, 상기 제1 회전요소로 입력되는 모터/제너레이터의 회전동력을 조합하여 상기 제2 회전요소를 통해 변속비를 가변하여 회전동력을 상기 제3 입력축으로 전달하는 가변 기어비 모드; 및
    상기 가변 기어비 모드에서, 상기 제1 클러치의 작동을 유지하면서 상기 제2 회전요소와 직접 연결된 상기 제3 입력축을 상기 하나의 싱크로나이저를 통해 상기 제2 입력축에 동기 연결한 후, 상기 제2 클러치를 작동시켜 상기 유성기어세트를 직결하면서 상기 내연기관의 회전동력을 그대로 상기 제2, 제3 입력축에 전달하는 고정 기어비 모드;
    를 구현하는 차량용 변속장치.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서,
    상기 하나의 싱크로아니저는 상기 제3 입력축과 상기 제2 입력축을 선택적으로 동기 연결하는 제4 싱크로나이저로 이루어지고, 상기 다른 하나의 싱크로나이저는 상기 제3 입력축과 상기 제1 회전요소를 선택적으로 동기 연결하는 제5 싱크로나이저로 이루어지는 차량용 변속장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 입력축 상에는 제4속을 구현하기 위한 제1 입력기어, 제2속을 구현하기 위한 제2 입력기어가 전측에서 후측으로 순차 배치되고, 상기 제3 입력축 상에는 제1속을 구현하기 위한 제3 입력기어, 제3속을 구현하기 위한 제4 입력기어가 전측에서 후측으로 순차 배치되며,
    상기 제2, 제3 입력축 상의 입력기어로부터 입력되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제1 변속출력기구; 및
    상기 제2, 제3 입력축 상의 입력기어로부터 입력되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제2 변속출력기구;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 변속출력기구는
    상기 제2, 제3 입력축과 평행하게 배치되는 제1 출력축;
    상기 제1 출력축의 일단에 고정 배치되어 제1 출력축의 회전동력을 출력하는 제1 출력기어;
    상기 제1 출력축 상에 배치되어 상기 제3 입력기어에 외접 기어 연결되는 제1속 변속기어;
    상기 제1 출력축 상에 배치되어 상기 제1 입력기어와 외접 기어 연결되는 제4속 변속기어; 및
    상기 제1속 변속기어 또는 제4속 변속기어를 상기 제1 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로나이저;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제2 변속출력기구는
    상기 제2, 제3 입력축과 평행하게 배치되는 제2 출력축;
    상기 제2 출력축의 일단에 고정 배치되어 제2 출력축의 회전동력을 출력하는 제2 출력기어;
    상기 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제2 입력기어에 외접 기어 연결되는 제2속 변속기어;
    상기 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제4 입력기어와 외접 기어 연결되는 제3속 변속기어; 및
    상기 제2속 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로나이저;
    상기 제3속 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로나이저;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  21. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제3 회전요소가 링기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  22. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제3 회전요소가 선기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  23. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 유성캐리어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  24. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제2 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 링기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  25. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 유성캐리어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  26. 제15항 또는 제17항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제2 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 선기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  27. 내연기관의 출력 측에 선택적으로 연결되는 제1 입력축;
    중공축으로 상기 제1 입력축의 전측부에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 내연기관의 출력 측에 선택적으로 연결되며, 외주면 상에 기어 잇수를 달리하는 복수의 입력기어가 배치되는 제2 입력축;
    중공축으로 상기 제1 입력축 상의 상기 제2 입력축의 후측에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 입력축과 선택적으로 동기 연결되며, 외주면 상에 기어 잇수를 달리하는 복수의 입력기어가 배치되는 제3 입력축;
    상기 제3 입력축 상의 후측부에 배치되어 변속기 하우징에 고정되는 스테이터와, 상기 스테이터의 반경방향 내측에서 회전 가능하게 지지되는 로터를 포함하는 모터/제너레이터;
    상기 제3 입력축의 후부 외주 측에 배치되어 제1 회전요소가 모터/제너레이터의 로터와 직접 연결되고, 제2 회전요소가 제3 입력축의 후단 측에 직접 연결되며, 제3 회전요소가 제1 입력축에 직접 연결되는 유성기어세트;
    상기 내연기관 출력 측과 제1 입력축을 선택적으로 연결하는 제1 클러치;
    상기 내연기관 출력 측과 제2 입력축을 선택적으로 연결하는 제2 클러치;
    상기 제2 입력축과 제3 입력축을 선택적으로 동기 연결하는 하나의 동기수단;
    상기 제1 회전요소와 상기 제3 입력축을 선택적으로 동기 연결하는 다른 하나의 동기수단;
    상기 제2, 제3 입력축 상의 입력기어로부터 입력되는 회전동력을 2개의 전진 변속단으로 변속하여 출력하는 제1 변속출력기구; 및
    상기 제2, 제3 입력축 상의 입력기어로부터 입력되는 회전동력을 2개의 전진 변속단으로 변속하여 출력하는 제2 변속출력기구;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제1 클러치의 작동으로 상기 제1 입력축을 통해 상기 제3 회전요소로 입력되는 상기 내연기관의 회전동력과, 상기 제1 회전요소로 입력되는 모터/제너레이터의 회전동력을 조합하여 상기 제2 회전요소를 통해 변속비를 가변하여 회전동력을 상기 제3 입력축으로 전달하는 가변 기어비 모드; 및
    상기 가변 기어비 모드에서, 상기 제1 클러치의 작동을 유지하면서 상기 제2 회전요소와 직접 연결된 상기 제3 입력축을 상기 하나의 동기수단을 통해 상기 제2 입력축에 동기 연결한 후, 상기 제2 클러치를 작동시켜 상기 유성기어세트를 직결하면서 상기 내연기관의 회전동력을 그대로 상기 제2, 제3 입력축에 전달하는 고정 기어비 모드;
    를 구현하는 차량용 변속장치.
  29. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 하나의 동기수단은 상기 제3 입력축과 상기 제2 입력축을 선택적으로 동기 연결하는 제4 싱크로나이저로 이루어지고, 상기 다른 하나의 동기수단은 상기 제3 입력축과 상기 제1 회전요소를 선택적으로 동기 연결하는 제5 싱크로나이저로 이루어지는 차량용 변속장치.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 제2 입력축 상에는 제4속을 구현하기 위한 제1 입력기어, 제2속을 구현하기 위한 제2 입력기어가 전측에서 후측으로 순차 배치되고, 상기 제3 입력축 상에는 제1속을 구현하기 위한 제3 입력기어, 제3속을 구현하기 위한 제4 입력기어가 전측에서 후측으로 순차 배치되는 차량용 변속장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제1 변속출력기구는
    상기 제2, 제3 입력축과 평행하게 배치되는 제1 출력축;
    상기 제1 출력축의 일단에 고정 배치되어 제1 출력축의 회전동력을 출력하는 제1 출력기어;
    상기 제1 출력축 상에 배치되어 상기 제3 입력기어에 외접 기어 연결되는 제1속 변속기어;
    상기 제1 출력축 상에 배치되어 상기 제1 입력기어와 외접 기어 연결되는 제4속 변속기어; 및
    상기 제1속 변속기어 또는 제4속 변속기어를 상기 제1 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로나이저;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 제2 변속출력기구는
    상기 제2, 제3 입력축과 평행하게 배치되는 제2 출력축;
    상기 제2 출력축의 일단에 고정 배치되어 제2 출력축의 회전동력을 출력하는 제2 출력기어;
    상기 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제2 입력기어에 외접 기어 연결되는 제2속 변속기어;
    상기 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제4 입력기어와 외접 기어 연결되는 제3속 변속기어; 및
    상기 제2속 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로나이저;
    상기 제3속 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로나이저;
    를 포함하는 차량용 변속장치.
  33. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제3 회전요소가 링기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  34. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제3 회전요소가 선기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  35. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 유성캐리어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  36. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제2 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 링기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  37. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 선기어로 이루어지고, 제2 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 유성캐리어로 이루어지는 차량용 변속장치.
  38. 제27항 또는 제28항에 있어서,
    상기 유성기어세트는
    싱글 피니언 유성기어세트로서, 제1 회전요소가 유성캐리어로 이루어지고, 제2 회전요소가 링기어로 이루어지고, 제3 회전요소가 선기어로 이루어지는 차량용 변속장치.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017192913A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Massachusetts Institute Of Technology Dual-shaft clutchless hybrid transmission
KR101875643B1 (ko) * 2016-09-07 2018-07-06 현대자동차 주식회사 하이브리드 전기자동차의 동력전달장치
KR101916073B1 (ko) 2016-10-21 2018-11-07 현대자동차 주식회사 하이브리드 전기자동차의 동력전달장치
KR101807147B1 (ko) * 2016-10-21 2017-12-07 현대자동차 주식회사 차량용 변속장치
KR101836281B1 (ko) * 2016-10-21 2018-03-08 현대자동차 주식회사 차량용 변속장치
DE102016221057A1 (de) * 2016-10-26 2018-04-26 Audi Ag Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug
CN106945500B (zh) * 2017-01-23 2023-02-17 蓝黛科技集团股份有限公司 一种用于混合动力车辆的变速装置
JP2018154208A (ja) * 2017-03-16 2018-10-04 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の駆動装置
CN109094352B (zh) * 2017-06-20 2023-10-20 舍弗勒技术股份两合公司 具有cvt的混合动力系统
DE102017215674A1 (de) * 2017-09-06 2019-03-07 Audi Ag Hybridantriebsstrang für ein hybridgetriebenes Kraftfahrzeug
DE102018217829A1 (de) * 2018-10-18 2020-04-23 Zf Friedrichshafen Ag Getriebe und Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs
DE102019110044A1 (de) * 2019-04-16 2020-10-22 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Schalteinrichtung für ein hybrides Antriebssystem eines Kraftfahrzeuges; Antriebssystem sowie Kraftfahrzeug
KR20200129283A (ko) * 2019-05-08 2020-11-18 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 동력전달장치
US11524566B2 (en) * 2019-08-16 2022-12-13 Borgwarner Inc. P3 hybrid transfer case
KR20210109064A (ko) * 2020-02-25 2021-09-06 현대자동차주식회사 차량의 하이브리드 파워트레인
KR20210116722A (ko) * 2020-03-12 2021-09-28 현대자동차주식회사 차량의 하이브리드 파워트레인
KR20210116721A (ko) * 2020-03-12 2021-09-28 현대자동차주식회사 차량의 하이브리드 파워트레인
KR20210117364A (ko) * 2020-03-17 2021-09-29 현대자동차주식회사 차량의 하이브리드 파워트레인
CN111845317B (zh) * 2020-07-29 2022-07-19 重庆青山工业有限责任公司 一种混合动力系统
DE102020215133A1 (de) * 2020-12-01 2022-06-02 Dana Belgium N.V. Elektrischer antriebsstrang und verfahren zum betrieb eines elektrischen antriebsstrangs
CN112937284A (zh) * 2021-03-24 2021-06-11 何亚芳 混合动力传动装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013148130A (ja) 2012-01-17 2013-08-01 Aisin Seiki Co Ltd 車両駆動装置
JP2013185613A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Honda Motor Co Ltd 動力伝達装置のオイル供給装置
JP5312242B2 (ja) * 2008-12-16 2013-10-09 本田技研工業株式会社 トランスミッション

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR075776A1 (es) * 2009-03-03 2011-04-27 Honda Motor Co Ltd Aparato de transmision de potencia para vehiculo hibrido
DE112010002939T5 (de) * 2009-07-14 2012-09-20 Honda Motor Co., Ltd. Steuerung für Fahrzeugantriebseinheit
BR112012024434A2 (pt) * 2010-03-31 2016-05-31 Honda Motor Co Ltd sistema de acionamento de veículo híbrido
BR112012031741A2 (pt) * 2010-06-15 2016-11-01 Honda Motor Co Ltd sistema de acionamento de veículos híbridos
KR101484231B1 (ko) * 2013-05-09 2015-01-16 현대자동차 주식회사 차량용 변속장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5312242B2 (ja) * 2008-12-16 2013-10-09 本田技研工業株式会社 トランスミッション
JP2013148130A (ja) 2012-01-17 2013-08-01 Aisin Seiki Co Ltd 車両駆動装置
JP2013185613A (ja) * 2012-03-06 2013-09-19 Honda Motor Co Ltd 動力伝達装置のオイル供給装置

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