KR101786397B1 - Power train for hybird vehicle - Google Patents

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이경신
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 관한 것으로, 제1회전요소, 제2회전요소 및 제3회전요소가 마련된 유성기어세트; 상기 제1회전요소에 직접 연결되도록 마련된 제1모터; 상기 제2회전요소에 직접 연결되어 동력을 제공하도록 마련된 엔진; 상기 제3회전요소와 연동되도록 마련된 제1카운터축에 자유회전이 가능하도록 장착되어, 상기 제3회전요소와 출력축간의 동력 전달 경로를 구성하도록 마련된 제1자유기어; 상기 제1카운터축에 장착되고, 상기 제1자유기어를 상기 제1카운터축에 선택적으로 구속시키도록 마련된 싱크로장치; 및 상기 출력축과 상시 연결되어 동력을 제공하도록 마련된 제2모터;를 포함하는 하이브리드 차량의 파워트레인이 소개된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power train of a hybrid vehicle, including a planetary gear set having a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element; A first motor provided to be directly connected to the first rotary element; An engine directly connected to said second rotating element to provide power; A first freewheeling gear mounted on the first counter shaft so as to freely rotate with the third rotating element and constituting a power transmission path between the third rotating element and the output shaft; A synchro device mounted on the first counter shaft and configured to selectively restrict the first freewheel gear to the first counter shaft; And a second motor that is connected to the output shaft and is connected to the output shaft to supply power to the hybrid vehicle.

Description

하이브리드 차량의 파워트레인{POWER TRAIN FOR HYBIRD VEHICLE}POWER TRAIN FOR HYBRID VEHICLE

본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이종의 구동원이 함께 구비된 하이브리드 차량에서 동력의 생성 및 전달을 위한 일련의 장치에 해당되는 파워트레인에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a power train of a hybrid vehicle, and more particularly, to a power train corresponding to a series of devices for generating and transmitting power in a hybrid vehicle having different types of drive sources.

하이브리드 차량의 파워트레인은 본 발명에서 구동원을 포함한다. 하이브리드 차량은 이종의 구동원이 구비되는데, 본 발명의 하이브리드 차량은 전력을 이용하는 구동모터와 연료를 이용하는 엔진이 구동원으로서 구비된다.The powertrain of the hybrid vehicle includes a driving source in the present invention. The hybrid vehicle is equipped with different types of driving sources. The hybrid vehicle of the present invention is equipped with a driving motor using electric power and an engine using fuel as a driving source.

구동모터 및 엔진은 복수로 구비될 수 있다. 특히, 구동모터는 복수로 구비될 수 있으며, 엔진과 함께 차량 주행을 위한 동력을 제공하거나, 엔진으로부터 동력을 전달받아 전력을 생성하는 제너레이터로 기능할 수도 있다.A plurality of driving motors and engines may be provided. In particular, the drive motor may be provided in plurality and may function as a generator that provides power for driving the vehicle together with the engine, or generates power by receiving power from the engine.

파워트레인에는 복수의 축과 기어세트가 구비될 수 있다. 기어세트는 축간의 동력 전달 경로가 되거나, 변속비를 형성하도록 마련될 수 있다.The power train may be provided with a plurality of shafts and gear sets. The gear set may be a power transmission path between shafts or may be provided to form a transmission ratio.

파워트레인의 구조에 있어, 단순한 구조를 통해 다양한 구동모드를 형성하는 것은 공간활용 측면, 경량화 측면 및 연비향상 측면에서 유리할 수 있는 바, 중요한 과제가 된다.In the structure of the power train, forming various driving modes through a simple structure is advantageous in terms of space utilization, weight saving, and fuel economy improvement, which is an important task.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 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.

KR 10-2013-0058993 A1KR 10-2013-0058993 A1

본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어, 구조를 단순화하고 다양한 구동모드를 구현할 수 있도록 하여 공간활용 자유도, 경량화 및 연비효율 향상을 효과적으로 이루는 파워트레인을 제공하는 데에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a powertrain of a hybrid vehicle in which the structure is simplified and various driving modes can be implemented, thereby effectively achieving freedom of space utilization, weight reduction, and fuel efficiency improvement.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인은 제1회전요소, 제2회전요소 및 제3회전요소가 마련된 유성기어세트; 상기 제1회전요소에 직접 연결되도록 마련된 제1모터; 상기 제2회전요소에 직접 연결되어 동력을 제공하도록 마련된 엔진; 상기 제3회전요소와 연동되도록 마련된 제1카운터축에 자유회전이 가능하도록 장착되어, 상기 제3회전요소와 출력축간의 동력 전달 경로를 구성하도록 마련된 제1자유기어; 상기 제1카운터축에 장착되고, 상기 제1자유기어를 상기 제1카운터축에 선택적으로 구속시키도록 마련된 싱크로장치; 및 상기 출력축과 상시 연결되어 동력을 제공하도록 마련된 제2모터;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a powertrain of a hybrid vehicle including: a planetary gear set having a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element; A first motor provided to be directly connected to the first rotary element; An engine directly connected to said second rotating element to provide power; A first freewheeling gear mounted on the first counter shaft so as to freely rotate with the third rotating element and constituting a power transmission path between the third rotating element and the output shaft; A synchro device mounted on the first counter shaft and configured to selectively restrict the first freewheel gear to the first counter shaft; And a second motor connected to the output shaft to provide power.

상기 제1회전요소는 선기어에 해당하고, 상기 제2회전요소는 캐리어에 해당하며, 상기 제3회전요소는 링기어에 해당될 수 있다.The first rotary element corresponds to a sun gear, the second rotary element corresponds to a carrier, and the third rotary element corresponds to a ring gear.

상기 엔진의 구동축상에 마련되고, 상기 엔진의 정방향 회전은 허용하되 역방향 회전은 제한하도록 마련된 원웨이클러치;를 더 포함할 수 있다.And a one-way clutch provided on a drive shaft of the engine, the one-way clutch being configured to allow forward rotation of the engine and restrict reverse rotation.

상기 엔진과 상기 제1모터 사이에 상기 유성기어세트가 위치되고, 상기 유성기어세트와 상기 제1모터 사이에 상기 제1자유기어가 위치될 수 있다.The planetary gear set is located between the engine and the first motor, and the first free gear is located between the planetary gear set and the first motor.

상기 제1카운터축과 상기 출력축 사이에 마련된 제2카운터축; 및 상기 제2카운터축에 장착되고, 상기 제1자유기어와 치합되도록 마련된 제1구속기어;를 더 포함할 수 있고, 상기 제2모터는 상기 제2카운터축에 직접 연결될 수 있다.A second counter shaft provided between the first counter shaft and the output shaft; And a first restraint gear mounted on the second counter shaft and adapted to mesh with the first free gear, and the second motor can be directly connected to the second counter shaft.

상기 제1카운터축에 자유회전이 가능하도록 장착된 제2자유기어; 및 상기 제1모터의 구동축에 장착되어 상기 제2자유기어와 치합되도록 마련된 제2구속기어;를 더 포함할 수 있고, 상기 싱크로장치는 상기 제1자유기어 및 제2자유기어 사이에 위치되어 상기 제1자유기어 및 제2자유기어 중 어느 하나를 상기 제1카운터축에 선택적으로 구속시키도록 마련될 수 있다.A second free gear mounted so as to freely rotate on the first counter shaft; And a second restraining gear mounted on a driving shaft of the first motor and meshed with the second free gear, wherein the synchro device is disposed between the first free gear and the second free gear, The first free gear, and the second free gear to the first counter shaft.

상술한 바와 같은 하이브리드 차량의 파워트레인에 따르면, 구조를 단순화하고 다양한 구동모드를 구현할 수 있도록 하여 공간활용 자유도, 경량화 및 연비효율 향상을 효과적으로 이루는 파워트레인을 제공할 수 있다.According to the powertrain of the hybrid vehicle as described above, it is possible to provide a powertrain that can simplify the structure and realize various driving modes, thereby effectively achieving freedom of space utilization, light weight, and fuel efficiency improvement.

특히, 유성기어세트를 활용하여 엔진 및 제1모터를 동력전달 관계에서 상호 연동시키고, 제1자유기어 및 싱크로장치를 통해 출력축으로의 동력전달을 단속할 수 있어 동력분기모드, 시리즈모드 및 기타 구동모드를 효과적으로 구현할 수 있다.Particularly, by using the planetary gear set, the engine and the first motor can be interlocked in the power transmission relationship, and the power transmission to the output shaft can be interrupted through the first free gear and the synchromesh device, Mode can be effectively implemented.

또한, 원웨이클러치를 구비함으로써, 제1모터 및 제2모터를 구동하여 차량을 주행하는 고출력EV모드 구현 시, 동력손실을 최소화할 수 있고 연비를 효과적으로 향상시킬 수 있다.Further, by providing the one-way clutch, power loss can be minimized and the fuel consumption can be effectively improved when implementing the high output power mode in which the vehicle is driven by driving the first motor and the second motor.

나아가, 제2자유기어 및 제2구속기어를 구비하고, 싱크로장치를 통해 상기 제2자유기어를 선택적으로 구속함으로써, 유성기어세트의 기어비를 다양하게 결정할 수 있어 간단하고 효과적으로 연비를 향상시킬 수 있다.Further, the second free gear and the second restraining gear are provided, and the second freely gear is selectively restrained through the synchro device, whereby the gear ratio of the planetary gear set can be variously determined, and the fuel economy can be improved simply and effectively .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에서 구동모드에 따른 각 구성요소의 작동 상태를 나타낸 표,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에서 유성기어세트에 의해 구현되는 기준레버선도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 제1엔진시동모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 제2엔진시동모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 제1충전모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 제2충전모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 일반EV주행모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 고출력EV모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 HEV-동력분기모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 HEV-시리즈모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 모드전환-동력분기모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 모드전환-시리즈모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 크립주행모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 구동모드 중 회생제동모드에서 구현되는 유성기어세트의 레버선도.1 is a diagram showing a power train structure of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
2 is a table showing the operating states of the respective components according to the drive mode in the power train of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention,
3 is a reference lever diagram implemented by a planetary gear set in a powertrain of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a diagram showing a lever diagram of a planetary gear set implemented in a first engine start mode of a drive mode in a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a diagram showing the lever diagram of the planetary gear set implemented in the second engine start mode of the drive mode in the power train of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention,
6 is a diagram showing a lever diagram of a planetary gear set implemented in a first charge mode of a drive mode in a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a diagram showing a lever diagram of a planetary gear set implemented in a second charge mode of a drive mode in a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
8 is a diagram showing a lever diagram of a planetary gear set implemented in a general EV traveling mode of a drive mode in a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
9 is a diagram showing a lever diagram of a planetary gear set implemented in a high output EV mode of a drive mode in a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
10 is a diagram showing a lever diagram of a planetary gear set implemented in the HEV-power split mode of the drive mode in the powertrain of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention,
11 is a diagram showing a lever diagram of a planetary gear set implemented in an HEV-series mode during a drive mode in a powertrain of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
FIG. 12 is a lever diagram of a planetary gear set implemented in a mode switching-power split mode in a drive mode in a powertrain of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
FIG. 13 is a diagram showing a lever diagram of a planetary gear set implemented in a mode switching-series mode in a drive mode in a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
FIG. 14 is a lever diagram of a planetary gear set implemented in a creep traveling mode in a drive mode in a powertrain of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention,
15 is a lever diagram of a planetary gear set implemented in a regenerative braking mode in a drive mode in a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1과 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인은 제1회전요소(122), 제2회전요소(124) 및 제3회전요소(126)가 마련된 유성기어세트(120); 상기 제1회전요소(122)에 직접 연결되도록 마련된 제1모터(140); 상기 제2회전요소(124)에 직접 연결되어 동력을 제공하도록 마련된 엔진(160); 상기 제3회전요소(126)와 연동되도록 마련된 제1카운터축(200)에 자유회전이 가능하도록 장착되어, 상기 제3회전요소(126)와 출력축(204)간의 동력 전달 경로를 구성하도록 마련된 제1자유기어(210); 상기 제1카운터축(200)에 장착되고, 상기 제1자유기어(210)를 상기 제1카운터축(200)에 선택적으로 구속시키도록 마련된 싱크로장치(220); 및 상기 출력축(204)과 상시 연결되어 동력을 제공하도록 마련된 제2모터(180);를 포함한다.1, a powertrain of a hybrid vehicle according to the present invention includes a planetary gear set 120 having a first rotating element 122, a second rotating element 124, and a third rotating element 126; A first motor 140 directly connected to the first rotating element 122; An engine 160 directly connected to the second rotary element 124 to provide power; And a third counterclockwise rotating member 126 mounted on the first counter shaft 200 so as to be freely rotatable with respect to the third rotating component 126 so as to constitute a power transmission path between the third rotating component 126 and the output shaft 204. [ One free gear 210; A synchromesh device 220 mounted on the first counter shaft 200 and configured to selectively restrict the first freewheel gear 210 to the first counter shaft 200; And a second motor 180 connected to the output shaft 204 to provide power.

이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Specifically, it is as follows.

유성기어세트(120)는 제1회전요소(122), 제2회전요소(124) 및 제3회전요소(126)가 마련된다. 각회전요소들은 치합관계를 형성하고, 각각 선기어, 캐리어 및 링기어에 해당될 수 있다.The planetary gear set 120 is provided with a first rotating element 122, a second rotating element 124 and a third rotating element 126. Each rotary element forms a mating relationship and may correspond to a sun gear, a carrier and a ring gear, respectively.

캐리어에는 복수의 피니언기어가 마련될 수 있고, 상기 피니언기어는 싱글피니언 또는 더블피니언 등 복수의 단을 형성하도록 마련될 수도 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 유성기어세트(120)의 구조가 싱글피니언기어구조를 가질 수 있다.The carrier may be provided with a plurality of pinion gears, and the pinion gear may be provided to form a plurality of stages such as a single pinion or a double pinion. In a preferred embodiment of the present invention, the structure of the planetary gear set 120 may have a single pinion gear structure.

즉, 캐리어에 장착될 수 있는 피니언기어는 하나의 단을 구성하도록 마련될 수 있다. 상기 캐리어는 선기어 및 링기어 사이에 위치되며, 바람직하게는 캐리어에 장착된 피니언 기어가 상기 선기어에 외접하고, 링기어에 내접함으로써 치합관계를 형성한다.That is, the pinion gear that can be mounted on the carrier may be provided so as to constitute one stage. The carrier is disposed between the sun gear and the ring gear, and preferably the pinion gear mounted on the carrier is in contact with the sun gear and is inscribed in the ring gear to form a meshing relationship.

이러한 유성기어세트(120)는 각 회전요소의 회전 제한 상황 또는 부하 수준에 따라 회전속도비가 다양하게 변화할 수 있다. 다만, 각 회전요소의 회전속도비에는 설계적으로 결정된 기어비가 관여하게 되는데, 이를 설명하기 위해 도 3이 제시될 수 있다.The rotational speed ratio of the planetary gear set 120 may vary according to the rotation limit condition or the load level of each rotation element. However, the gear ratio determined by the design is involved in the rotational speed ratio of each rotary element. FIG. 3 may be presented to explain this.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유성기에서트의 기어비와 결합관계를 표시한 기준레버선도이다. 본 발명에서 기준레버선도란, 유성기어세트(120)에서 각 회전요소간의 기어비 및 타 구성요소와의 결합관계를 설명하기 위해 임의의 회전속도비를 표시한 레버선도를 의미한다.3 is a reference lever diagram showing gear ratios and coupling relations of the planetary gears according to the preferred embodiment of the present invention. The reference lever line in the present invention means a lever line diagram in which an arbitrary rotation speed ratio is displayed in order to explain a gear ratio between each rotary element and a coupling relation with other elements in the planetary gear set 120. [

즉, 도 3에 도시된 기준레버선도는 각 회전요소간의 기어비를 레버선도의 회전요소간 거리비로 나타내고 있다는 점과, 각 회전요소에 결합되는 구성요소를 표시하고 있다는 점에서 의미가 있는 것이며, 도 3에서 결정된 각 회전요소의 회전속도는 상관관계를 나타내기 위한 것에 불과하다.That is, the reference lever diagram shown in FIG. 3 is meaningful in that the gear ratio between the respective rotary elements is represented by the distance ratio between the rotary elements of the lever diagram, and the component elements coupled to the respective rotary elements are shown, The rotational speed of each rotating element determined in (3) is only for showing the correlation.

즉, 도 3에 표시된 각 회전요소의 회전속도는 임의의 상태에 해당되는 회전속도를 표시한 것이므로 이는 다양하게 변화할 수 있다. 도 3의 기준레버선도로부터, 본 발명에서 설정된 각 구동모드에 따른 회전속도비의 변화는 도 4 내지 15에 도시되어 있다.That is, the rotational speed of each of the rotational elements shown in FIG. 3 indicates the rotational speed corresponding to an arbitrary state, which can be variously changed. From the reference lever diagram of Fig. 3, the change of the rotational speed ratio according to each drive mode set in the present invention is shown in Figs.

한편, 제1모터(140)는 상기 제1회전요소(122)에 직접 연결되도록 마련된다. 제1모터(140)는 전력을 소비하여 동력을 생성하거나, 동력을 소비하여 전력을 생성하도록 작동할 수 있다. Meanwhile, the first motor 140 is directly connected to the first rotating element 122. The first motor 140 may operate to consume power to generate power, or to consume power to generate power.

제1모터(140)는 유성기어세트(120)의 제1회전요소(122)에 직접 연결될 수 있다. 여기서 직접 연결되었다는 것은 제1모터(140)의 구동축(145)과 제1회전요소(122)가 기타 구성요소의 관여없이 상시 연동되는 것을 의미한다.The first motor 140 may be connected directly to the first rotating element 122 of the planetary gear set 120. The direct connection here means that the driving shaft 145 of the first motor 140 and the first rotating element 122 are always interlocked without involving other components.

바람직하게는 제1모터(140)의 구동축(145)에 제1회전요소(122)가 장착된것으로 이해될 수 있으며, 또는 제1회전요소(122)의 회전축에 제1모터(140)가 장착된 것으로 이해될 수도 있다. 이를 달리 표현하면 제1모터(140)의 구동축(145)과 제1회전요소(122)가 마련된 회전축이 서로 동일한 것이라 설명할 수도 있다. 이하의 설명에서, 별 다른 언급이 없다면 '직접 연결'된다는 의미는 상기한 바와 동일하게 해석되어야 한다.It may be understood that the first rotating element 122 is mounted on the driving shaft 145 of the first motor 140 or the first motor 140 is mounted on the rotating shaft of the first rotating element 122 . In other words, it may be explained that the rotation axis in which the drive shaft 145 of the first motor 140 and the first rotation element 122 are provided is the same. In the following description, unless otherwise stated, the meaning of 'direct connection' should be interpreted as described above.

다만, 이러한 실시예의 변형은 다양하게 이루어질 수 있을 것이며, 그 변형예로는 제1모터(140)의 구동축(145)과 상기 제1회전요소(122)의 회전축에 각각 장착되는 기어세트가 마련되어 상호간에 상시 연동되는 방식이 있을 수 있다.Variations of such an embodiment may be made in various ways. In a variation thereof, a gear set mounted on the driving shaft 145 of the first motor 140 and the rotating shaft of the first rotating element 122, respectively, There may be a method in which the system is always linked to the system.

또한, 제1회전요소(122)는 유성기어세트(120)의 선기어, 캐리어 및 링기어 중 어느 하나에 해당된다. 이하에서 설명할 바와 같이, 바람직하게는 상기 제1회전요소(122)가 선기어에 해당될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 선기어와 제1모터(140)가 직접 연결될 수 있으며, 이러한 실시예가 도 1에 도시되어 있다.Further, the first rotating element 122 corresponds to any one of the sun gear, the carrier and the ring gear of the planetary gear set 120. As will be described below, preferably, the first rotary element 122 may correspond to a sun gear. That is, in the embodiment of the present invention, the sun gear and the first motor 140 can be directly connected, and this embodiment is shown in FIG.

한편, 엔진(160)은 상기 제2회전요소(124)에 직접 연결되어 동력을 제공하도록 마련된다. 엔진(160)은 연료를 소비하여 동력을 제공하도록 마련된다. 제2회전요소(124)는 유성기어세트(120)에 마련된 3개의 회전요소 중 상기 제1모터(140)가 직접 연결된 제1회전요소(122)를 제외한 어느 하나에 해당될 것이므로, 경우에 따라서 선기어, 캐리어 및 링기어 중 어느 하나가 될 수 있다.Meanwhile, the engine 160 is directly connected to the second rotary element 124 and is provided to provide power. The engine 160 is provided to consume fuel to provide power. The second rotary element 124 will correspond to any one of the three rotary elements provided on the planetary gear set 120 except for the first rotary element 122 to which the first motor 140 is directly connected, A sun gear, a carrier, and a ring gear.

바람직한 실시예로서는, 상기 제2회전요소(124)가 유성기어세트(120)의 캐리어에 해당될 수 있으며, 이에 따라 엔진(160)은 유성기어세트(120)의 캐리어와 직접 연결되도록 마련될 수 있다. 이러한 실시예가 도 1에 도시되어 있다.The second rotary element 124 may correspond to a carrier of the planetary gear set 120 so that the engine 160 may be provided to be directly connected to the carrier of the planetary gear set 120 . This embodiment is shown in Fig.

한편, 제1자유기어(210)는 상기 제3회전요소(126)와 연동되도록 마련된 제1카운터축(200)에 자유회전이 가능하도록 장착되어, 상기 제3회전요소(126)와 출력축(204)간의 동력 전달 경로를 구성하도록 마련된다.The first free gear 210 is rotatably mounted on a first counter shaft 200 interlocked with the third rotating element 126 so that the third rotating element 126 and the output shaft 204 In the present embodiment.

제1카운터축(200)은 제3회전요소(126)와 연동되도록 마련되는데, 연동방식은 다양할 수 있으나 바람직하게는 제3회전요소(126)의 회전축에 마련되는 외접기어와, 제1카운터축(200)에 마련되는 기어가 치합된 구조를 통해 연동 구조를 구현할 수 있다. 이러한 실시예는 도 1에 도시되어 있다.The first counter shaft 200 is provided to be interlocked with the third rotary element 126. The interlocking method may be various but preferably includes the external gear provided on the rotary shaft of the third rotary element 126, The interlocking structure can be realized through the structure in which the gears provided on the shaft 200 are engaged with each other. This embodiment is shown in Fig.

제1자유기어(210)는 상기 제1카운터축(200)에 장착된다. 제1자유기어(210)는 자유회전 가능하도록 제1카운터축(200)에 장착되는데, 이에 따라 제1자유기어(210)는 제1카운터축(200)에 대한 상대회전이 가능하게 된다.The first free gear 210 is mounted on the first counter shaft 200. The first free gear 210 is mounted on the first counter shaft 200 so as to be freely rotatable so that the first free gear 210 can rotate relative to the first counter shaft 200. [

제1자유기어(210)는 출력축(204)간의 동력 전달 경로를 구성하도록 마련된다. 바람직하게는 제1자유기어(210)가 출력축(204)에 장착되거나 기타 출력축(204)과 연동되는 축상에 장착되는 기어와 치합 관계를 형성함으로써, 상기 제3회전요소(126)와 출력축(204)간의 동력 전달 경로를 구성한다.The first free gear 210 is provided so as to constitute a power transmission path between the output shafts 204. Preferably the first free gear 210 is mounted on the output shaft 204 or is engaged with an axis mounted gear that is interlocked with the other output shaft 204 so that the third rotary element 126 and the output shaft 204 ). ≪ / RTI >

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 제1카운터축(200)과 출력축(204) 사이에 제2카운터축(205)이 마련되고, 상기 제2카운터축(205)에 마련되는 기어와 제1자유기어(210)가 치합되어 동력 전달 경로를 구성한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.In the preferred embodiment of the present invention, a second counter shaft 205 is provided between the first counter shaft 200 and the output shaft 204, and a gear provided on the second counter shaft 205, (210) are engaged with each other to constitute a power transmission path. A detailed description thereof will be described later.

다만, 제1자유기어(210)는 제1카운터축(200)에 대해 자유회전 가능하도록 마련되는 바, 별도의 결합관계 형성이 없다면 엔진(160) 또는 제1모터(140)에서 제공되는 동력은 제1카운터축(200)에서 그 전달이 차단될 것이며, 제1자유기어(210)가 하기할 내용과 같이 싱크로장치(220)에 의해 제1카운터축(200)에 구속되는 경우에만 상기 동력이 출력축(204)으로 전달될 수 있다. 이러한 구조에 대한 실시예는 도 1에 도시되어 있다.However, the first free gear 210 is freely rotatable with respect to the first counter shaft 200. If there is no other coupling relationship, the power provided by the engine 160 or the first motor 140 is The transmission of the power is stopped only in the first counter shaft 200 and only when the first free gear 210 is constrained to the first counter shaft 200 by the synchrotron 220 as described below, And may be transmitted to the output shaft 204. An embodiment of such a structure is shown in Fig.

한편, 싱크로장치(220)는 상기 제1카운터축(200)에 장착되고, 상기 제1자유기어(210)를 상기 제1카운터축(200)에 선택적으로 구속시키도록 마련된다.The synchromesh mechanism 220 is mounted on the first counter shaft 200 and is configured to selectively restrict the first free gear 210 to the first counter shaft 200.

싱크로장치(220)는 다양한 종류로 마련될 수 있다. 그러한 예로서는 도그 클러치 또는 슬리브가 구비된 싱크로나이져 등이 있을 수 있고, 바람직한 실시예로서 상기 싱크로장치(220)는 허브, 슬리브, 링 및 키 등으로 구성되는 싱크로나이저일 수 있다.The synchro device 220 may be provided in various types. Such a synchronizer may be a dog clutch or a synchronizer equipped with a sleeve. In a preferred embodiment, the synchronizer 220 may be a synchronizer comprising a hub, a sleeve, a ring, and a key.

상기 싱크로장치(220)는 상기 제1카운터축(200)에 회전이 구속된 상태로 장착됨이 바람직하다. 바람직한 실시예로서, 싱크로장치(220)는 제1카운터축(200)과 함께 회전하고, 제1카운터축(200)의 길이방향을 따라 적어도 일부 구성요소가 슬라이딩 가능하도록 마련되며, 이에 따라 상기 싱크로장치(220)가 상기 제1자유기어(210)와 결합됨으로써 제1자유기어(210)와 회전속도가 동기된다.Preferably, the synchro device 220 is mounted on the first counter shaft 200 in a state in which rotation is restrained. As a preferred embodiment, the synchro device 220 rotates with the first counter shaft 200 and at least some of the components are slidable along the longitudinal direction of the first counter shaft 200, The device 220 is engaged with the first free gear 210 to synchronize the rotational speed with the first free gear 210.

즉, 싱크로장치(220)가 제1자유기어(210)와 동기되면 제1자유기어(210)는 싱크로장치(220) 및 제1카운터축(200)에 구속되어 함께 회전하게 되는 것이다. 제1자유기어(210)가 제1카운터축(200)에 구속되면 엔진(160) 또는 제1모터(140)의 동력이 제1자유기어(210)를 통해 출력축(204)으로 전달될 수 있다. 싱크로장치(220) 및 그에 따른 구조는 도 1에 도시되어 있다.That is, when the synchro device 220 is synchronized with the first free gear 210, the first free gear 210 is constrained to the synchro device 220 and the first counter shaft 200 and rotated together. The power of the engine 160 or the first motor 140 can be transmitted to the output shaft 204 through the first free gear 210 when the first free gear 210 is constrained to the first counter shaft 200 . The synchro device 220 and its structure are shown in FIG.

한편, 제2모터(180)는 상기 출력축(204)과 상시 연결되어 동력을 제공하도록 마련된다. 제2모터(180)는 전력을 소비하여 동력을 생성하거나, 동력을 소비하여 전력을 생성할 수 있다. 제1모터(140) 및 제2모터(180)는 차량에 구비된 배터리로부터 전력을 제공받거나, 전력을 생성하여 배터리에 저장시킬 수 있다.Meanwhile, the second motor 180 is connected to the output shaft 204 to provide power. The second motor 180 may consume power to generate power, or may consume power to generate power. The first motor 140 and the second motor 180 may receive power from a battery provided in the vehicle, or may generate and store power in the battery.

제2모터(180)는 출력축(204)과 상시 연결되도록 마련되는데, 이에 따라 제2모터(180)가 제공하는 동력은 상시 출력축(204)으로 전달된다. 상시 연결 방식은 다양할 수 있는데, 그 예로서는 제2모터(180)가 출력축(204)에 직접 장착되거나, 출력축(204)과 기어간 치합관계를 통해 상시 연동되는 별도의 회전축에 제2모터(180)가 장착될 수도 있을 것이다.The second motor 180 is connected to the output shaft 204 at all times so that the power provided by the second motor 180 is always transmitted to the output shaft 204. The second motor 180 may be mounted directly on the output shaft 204 or may be connected to the second motor 180 on a separate rotation axis that is always linked through the output shaft 204 and the gear- May be mounted.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 출력축(204)과 상시 연동되도록 기어간 치합관계가 형성된 제2카운터축(205)이 마련되고, 제2모터(180)가 상기 제2카운터축(205)에 장착된다. 앞서 설명한 것처럼 제2카운터축(205)에 마련되는 기어는 제1자유기어(210)와 치합관계를 형성하고, 상기 제2카운터축(205)에 마련된 기어는 출력축(204)에 장착된 기어와도 치합관계를 형성하여, 제1모터(140), 제2모터(180) 및 엔진(160)으로부터 제공되는 동력이 출력축(204)으로 전달되기 위한 동력 전달 경로를 구성한다.In the preferred embodiment of the present invention, the second counter shaft 205 is provided with a gear-to-gear engagement relationship with the output shaft 204, and the second motor 180 is mounted on the second counter shaft 205 . The gear provided on the second counter shaft 205 forms a meshing relationship with the first free gear 210 and the gear provided on the second counter shaft 205 is engaged with the gear mounted on the output shaft 204 So that a power transmission path for transmitting power from the first motor 140, the second motor 180 and the engine 160 to the output shaft 204 is formed.

다만, 상기의 작동관계를 구현할 수 있는 다양한 변형예가 존재할 수 있음은 통상의 기술자 입장에서 자명할 것이다. However, it should be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made to implement the above-described working relationship.

위와 같은 본 발명의 바람직한 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 또한, 상기 도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구현될 수 있는 다양한 구동모드가 표로서 도 2에 나타나 있다.A preferred embodiment of the present invention is shown in Fig. Further, various drive modes that can be implemented according to the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 1 are shown in FIG. 2 as a table.

도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 기준으로, 도 2에 표시된 각 구동모드가 구현되는 것을 설명하면 다음과 같다.The following description will be made on the implementation of each drive mode shown in FIG. 2 based on the preferred embodiment of the present invention shown in FIG.

본 발명에서 엔진(160)을 시동하기 위한 구동모드에는 제1엔진(160)시동모드 및 제2엔진(160)시동모드가 있다. 제1엔진(160)시동모드 및 제2엔진(160)시동모드는 제1모터(140)를 구동시키고, 상기 제1모터(140)로부터 제공되는 동력을 엔진(160)으로 전달하여 엔진(160)을 시동한다.In the present invention, there are a first engine 160 start mode and a second engine 160 start mode in the drive mode for starting the engine 160. [ The first engine 160 startup mode and the second engine startup mode 160 drive the first motor 140 and deliver the power provided from the first motor 140 to the engine 160, Lt; / RTI >

제1엔진(160)시동모드에서는 제1자유기어(210)가 제1카운터축(200)에 동기된다. 엔진(160)의 시동상황이므로 출력축(204)은 정지된 상태를 유지하게 되고, 제1자유기어(210)가 동기됨에 따라 제1카운터축(200)은 출력축(204)과 연동된 상태가 되어 회전이 정지된다.In the starting mode of the first engine 160, the first free gear 210 is synchronized with the first counter shaft 200. The output shaft 204 is maintained in a stopped state due to the starting state of the engine 160 and the first counter shaft 200 is in a state of interlocking with the output shaft 204 as the first free gear 210 is synchronized The rotation is stopped.

이에 따라 제1카운터축(200)과 연동되는 제3회전요소(126) 또한 회전이 정지된 상태를 유지하게 되고, 제1모터(140)의 구동에 의해 제1회전요소(122) 및 제2회전요소(124)만 회전된다. 즉, 제1모터(140)의 동력이 모두 엔진(160)으로 전달될 수 있게 되고, 이에 따라 엔진(160)을 시동시킨다. 이러한 제1엔진(160)시동모드에서의 유성기어세트(120)에 의한 레버선도가 도 4에 도시되어 있다.The third rotary element 126 interlocked with the first counter shaft 200 is also kept in a stopped state and the first rotary element 122 and the second rotary element 122 Only the rotary element 124 is rotated. That is, all the power of the first motor 140 can be transmitted to the engine 160, thereby starting the engine 160. A lever diagram of the planetary gear set 120 in this first engine 160 startup mode is shown in Fig.

제2엔진(160)시동모드에서는 제1자유기어(210)가 동기해제된 상태로서 자유회전된다. 즉, 제1모터(140)의 동력이 유성기어세트(120)의 3개 회전요소에 모두 전달되어 제1카운터축(200)이 회전되지만, 출력축(204)으로 동력이 전달되지는 않게 된다. 이러한 제2엔진(160)시동모드에서의 레버선도가 도 5에 도시되어 있다.In the starting mode of the second engine 160, the first free gear 210 is freely rotated as a state in which synchronization is released. That is, the power of the first motor 140 is transmitted to all three rotary elements of the planetary gear set 120, so that the first counter shaft 200 is rotated, but the power is not transmitted to the output shaft 204. A lever diagram in this second engine 160 startup mode is shown in FIG.

한편, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에는 정차 중 충전모드가 구현될 수 있다. 충전모드에는 제1충전모드 및 제2충전모드가 있다. 본 발명의 충전모드에서는 엔진(160)을 구동하여 그 동력으로 제1모터(140)를 회전시킴으로써 전력을 생성한다.Meanwhile, the power-train of the hybrid vehicle according to the present invention may be implemented with a stop-charging mode. The charging mode includes a first charging mode and a second charging mode. In the charging mode of the present invention, the engine 160 is driven to rotate the first motor 140 to generate electric power.

제1충전모드는 싱크로장치(220)를 작동시켜 제1자유기어(210)를 제1카운터축(200)에 구속시킴으로써, 정차상태에서 제1카운터축(200) 및 제3회전요소(126)의 회전을 제한하고 엔진(160)의 동력을 제1모터(140)로 전달한다. 제1모터(140)는 동력을 소비하여 전력을 생성한다. 제1충전모드가 구현된 상태에서의 레버선도가 도 6에 도시되어 있다.The first charging mode is a mode in which the first counter shaft 200 and the third rotating element 126 are rotated in the stopped state by operating the synchro device 220 to confine the first free gear 210 to the first counter shaft 200, And transmits the power of the engine 160 to the first motor 140. [ The first motor 140 consumes power to generate power. A lever diagram in a state in which the first charging mode is implemented is shown in Fig.

제2충전모드는 싱크로장치(220)를 작동해제하여 제1자유기어(210)의 구속 또는 동기상태를 해제한다. 엔진(160)으로부터의 동력은 제3회전요소(126)를 통해 제1카운터축(200)으로도 전달되지만, 제1자유기어(210)의 동기해제에 따라 동력이 출력축(204)으로는 전달되지 않고, 제1모터(140)가 엔진(160)의 동력을 전력으로 전환시킨다. 제2충전모드가 구현된 상태에서의 레버선도가 도 7에 도시되어 있다.The second charge mode deactivates the synchro device 220 to release the constraint or synchronized state of the first free gear 210. The power from the engine 160 is transmitted to the first counter shaft 200 through the third rotary element 126. However, when the first free gear 210 is released from synchronization, the power is transmitted to the output shaft 204 And the first motor 140 converts the power of the engine 160 into electric power. A lever diagram in a state in which the second charging mode is implemented is shown in Fig.

한편, 본 발명에서는 차량의 주행모드로서 EV모드가 구현될 수 있다. EV모드란, 엔진(160)의 구동이 정지되고, 제1모터(140)와 제2모터(180)의 동력만으로 차량을 주행하는 것을 말한다.In the present invention, an EV mode can be implemented as a traveling mode of a vehicle. The EV mode means that the driving of the engine 160 is stopped and the vehicle runs only with the power of the first motor 140 and the second motor 180. [

본 발명의 EV모드에는 일반EV모드와 고출력EV모드가 존재한다. 일반EV모드는 출력축(204)과 상시 연결되도록 마련된 제2모터(180)의 동력만으로 차량을 주행시킨다. 즉, 제2모터(180)를 구동하여 동력을 생성하되, 싱크로장치(220)를 해제상태로 작동시켜 제1자유기어(210)를 동기해제시킴으로써, 제2모터(180)의 동력이 엔진(160) 또는 제1모터(140)측으로 전달되는 것을 차단한다. 출력축(204)과 상시 연결된 제2모터(180)로부터 제공되는 동력은 출력축(204)으로 전달되어 차량의 주행동력으로 활용된다. 이와 같은 일반EV모드가 구현된 상태의 레버선도가 도 8에 도시되어 있다.The EV mode of the present invention includes a general EV mode and a high output EV mode. The general EV mode drives the vehicle only by the power of the second motor 180, which is normally connected to the output shaft 204. [ That is, by driving the second motor 180 to generate power, the synchro apparatus 220 is operated in the disengaged state to release the first free gear 210 in synchronization, whereby the power of the second motor 180 is transmitted to the engine 160 or the first motor 140 side. The power provided from the second motor 180 connected to the output shaft 204 is transmitted to the output shaft 204 and utilized as driving power of the vehicle. A lever diagram in a state in which such a general EV mode is implemented is shown in Fig.

고출력EV모드에서는 제1모터(140) 및 제2모터(180)를 모두 구동하고, 제1모터(140) 및 제2모터(180)에서 제공되는 동력을 모두 출력축(204)으로 전달한다. 싱크로장치(220)에 의해 제1자유기어(210)는 제1카운터축(200)에 동기되고, 제1모터(140)의 동력은 상기 제1자유기어(210)를 통해 출력축(204)으로 전달되어 제2모터(180)의 동력과 함께 차량의 주행을 위해 활용된다. 이와 같은 고출력EV모드에 따른 레버선도가 도 9에 도시되어 있다.Both the first motor 140 and the second motor 180 are driven and the power provided from the first motor 140 and the second motor 180 is transmitted to the output shaft 204 in the high output power mode. The first free gear 210 is synchronized with the first counter shaft 200 by the synchromesh device 220 and the power of the first motor 140 is transmitted to the output shaft 204 through the first free gear 210 And is utilized for driving the vehicle together with the power of the second motor 180. [ A lever diagram according to such a high-output EV mode is shown in Fig.

한편, 본 발명에서는 차량 주행을 위한 HEV모드가 구현될 수 있다. HEV모드란, 제1모터(140) 및 제2모터(180) 중 적어도 어느 하나와 엔진(160)이 함께 구동된 상태로 차량을 주행시키는 것을 의미한다. 본 발명의 HEV모드에는 HEV-동력분기모드와 HEV-시리즈모드가 구현될 수 있다.In the present invention, an HEV mode for driving a vehicle may be implemented. The HEV mode means that at least one of the first motor 140 and the second motor 180 and the engine 160 are driven together. In the HEV mode of the present invention, the HEV-power split mode and the HEV-series mode can be implemented.

HEV-동력분기모드에서는 엔진(160), 제1모터(140) 및 제2모터(180)가 모두 구동된다. 다만, 필요에 따라서는 제1모터(140) 및 제2모터(180)가 엔진(160)의 동력을 소비하여 전력을 생성하거나, 전력을 소비하여 동력을 생성할 수 있다. 이러한 제1모터(140) 또는 제2모터(180)의 구동상태 결정은 차량 상황에 따라 다양하게 결정될 수 있다.In the HEV-power split mode, both the engine 160, the first motor 140, and the second motor 180 are driven. However, if necessary, the first motor 140 and the second motor 180 may consume power of the engine 160 to generate electric power, or may consume electric power to generate power. The determination of the driving state of the first motor 140 or the second motor 180 may be variously determined according to the vehicle conditions.

HEV-동력분기모드에서 제1자유기어(210)는 싱크로장치(220)에 의해 제1카운터축(200)에 동기된다. 이에 따라 엔진(160) 및 제1모터(140)로부터 제공되는 동력은 제1자유기어(210)를 통해 출력축(204)으로 전달된다. 나아가, 제2모터(180) 또한 구동되어 출력축(204)으로 동력을 전달할 수 있다.In the HEV-power split mode, the first free gear 210 is synchronized to the first counter shaft 200 by the synchrotron device 220. Accordingly, the power provided from the engine 160 and the first motor 140 is transmitted to the output shaft 204 through the first free gear 210. Further, the second motor 180 may also be driven to transmit power to the output shaft 204.

상기한 것과 같이, 제1모터(140) 및 제2모터(180)의 구동상태는 필요에 따라 다양할 수 있으나, HEV모드의 구현을 위해 제1모터(140) 및 제2모터(180) 중 적어도 하나는 동력을 제공하는 구동상태를 이루게 된다.As described above, the driving states of the first motor 140 and the second motor 180 may be varied as needed. However, in order to implement the HEV mode, the first motor 140 and the second motor 180 At least one of which is in a driving state providing power.

즉, HEV-동력분기모드에서는 제1모터(140) 및 제2모터(180) 중 적어도 하나가 구동되고, 나머지 하나는 상황에 따라 전력을 생성하여 배터리를 충전시키거나, 동력을 생성하여 차량 주행동력을 증대시킬 수 있다. 이와 같이 HEV-동력분기모드가 구현된 상태의 레버선도는 도 10에 도시되어 있다.That is, in the HEV-power split mode, at least one of the first motor 140 and the second motor 180 is driven, and the other one generates power according to the situation to charge the battery, The power can be increased. A lever diagram of the state in which the HEV-power split mode is implemented is shown in Fig.

HEV-시리즈모드에서는 제1모터(140)는 엔진(160)의 동력을 소비하여 전력을 생성하고, 제2모터(180)는 구동되어 출력축(204)으로 동력을 제공하도록 마련된다. 특히, HEV-시리즈모드에서는 엔진(160)의 동력이 모두 제1모터(140)의 발전을 위해 사용된다.In the HEV-series mode, the first motor 140 consumes the power of the engine 160 to generate power, and the second motor 180 is driven to provide power to the output shaft 204. Particularly, in the HEV-series mode, all of the power of the engine 160 is used for power generation of the first motor 140.

이를 위해, 제1자유기어(210)는 싱크로장치(220)에 의한 제1카운터축(200)에의 구속이 해제된다. 이러한 상황에서 엔진(160)이 구동되어 동력을 제공한다.엔진(160)의 동력은 제1자유기어(210)의 동기해제에 의해 출력축(204)으로 전달되지 못하며, 유성기어세트(120)를 통해 연결되는 제1모터(140)로 전달된다.To this end, the first free gear 210 is released from restraint by the synchromesh device 220 to the first counter shaft 200. The power of the engine 160 is not transmitted to the output shaft 204 due to the disengagement of the first free gear 210 and the power of the planetary gear set 120 To the first motor (140) connected thereto.

결국, HEV-시리즈모드에서는 엔진(160)을 구동시켜 제1모터(140)를 통해 전력을 생성하고, 그와 동시에 제2모터(180)를 구동시켜 상기 제2모터(180)의 동력만으로 차량을 주행한다. 이와 같이 HEV-시리즈모드가 구현된 상황에서의 레버선도가 도 11에 도시되어 있다.As a result, in the HEV-series mode, the engine 160 is driven to generate electric power through the first motor 140, and at the same time, the second motor 180 is driven so that only the power of the second motor 180 . A lever diagram in the situation where the HEV-series mode is implemented is shown in Fig.

한편, 본 발명에서는 차량의 주행 중 EV모드에서 HEV모드로 전환되는 모드전환이 가능하다. 모드전환에는 주행 중 엔진(160)을 시동하는 과정이 요구되고, 이를 위해 차량의 주행 중 제1모터(140)의 동력을 엔진(160)으로 전달하여 엔진(160)을 시동하게 된다.On the other hand, in the present invention, it is possible to switch the mode of switching from the EV mode to the HEV mode while the vehicle is running. The mode switching is required to start the engine 160 while the vehicle is running. To this end, the engine 160 is started by transmitting the power of the first motor 140 to the engine 160 during the running of the vehicle.

본 발명에서 모드전환에는 모드전환-동력분기모드 및 모드전환-시리즈모드가 구현될 수 있다. 모드전환-동력분기모드에서는 제1자유기어(210)가 싱크로장치(220)에 의해 제1카운터축(200)에 구속된다.In the present invention, the mode switching-power branching mode and the mode switching-series mode may be implemented. In the mode change-power split mode, the first free gear 210 is constrained to the first counter shaft 200 by the synchrotron 220.

제2모터(180)는 구동상태를 유지하여 차량의 주행을 위한 동력을 출력축(204)으로 전달한다. 제1모터(140)는 구동되어 엔진(160)으로 전달된다. 엔진(160)은 제1모터(140)의 동력에 의해 회전되면서 시동과정을 거친다. 구동 정지 상태의 엔진(160)이 제1모터(140)의 동력에 의해 시동되며, 엔진(160) 및 제1모터(140), 또는 제2모터(180)의 동력이 출력축(204)으로 전달되어 HEV모드가 구현된다. The second motor 180 maintains the driving state to transmit the power for driving the vehicle to the output shaft 204. [ The first motor 140 is driven and transferred to the engine 160. The engine 160 is rotated by the power of the first motor 140 and undergoes a starting process. The engine 160 in the stopped state is started by the power of the first motor 140 and the power of the engine 160 and the first motor 140 or the second motor 180 is transmitted to the output shaft 204 And the HEV mode is implemented.

즉, EV모드에서 엔진(160)이 시동되어 HEV모드로 전환되는 것이며, 전환된 HEV모드는 HEV-동력분기모드로 구현된다. 위와 같은 모드전환-동력분기모드의 구현에 따른 레버선도가 도 12에 도시되어 있다.That is, the engine 160 is started and switched to the HEV mode in the EV mode, and the switched HEV mode is implemented in the HEV-power split mode. A lever diagram according to the implementation of the above mode switching-power split mode is shown in FIG.

모드전환-시리즈모드는 제1자유기어(210)의 동기해제가 이루어진 상태로 구현된다. 즉, 제1자유기어(210)가 동기해제된 상태에서 차량은 제2모터(180)만의 동력을 이용하여 주행된다.The mode switching-series mode is implemented with the first freewheel 210 in a state in which synchronization is released. That is, when the first freewheel 210 is disengaged in synchronization, the vehicle is driven using only the power of the second motor 180.

한편, 제1모터(140)가 구동되어 유성기어세트(120)를 통해 상기 엔진(160)으로 동력을 전달한다. 엔진(160)은 제1모터(140)의 동력으로 구동축(165)이 회전되고, 시동과정을 수행한다. 시동과정 이후 제1모터(140)는 구동이 정지되고, 구동된 엔진(160)의 동력은 유성기어세트(120)를 통해 상기 제1모터(140)로 전달된다. 제1모터(140)는 엔진(160)의 동력을 소비하여 전력을 생성하는 발전과정을 수행한다.Meanwhile, the first motor 140 is driven to transmit power to the engine 160 via the planetary gear set 120. The engine 160 rotates the drive shaft 165 by the power of the first motor 140, and performs a starting process. The driving force of the first motor 140 is stopped and the power of the driven engine 160 is transmitted to the first motor 140 through the planetary gear set 120. [ The first motor 140 performs power generation by consuming the power of the engine 160 to generate electric power.

결국, 모드전환-시리즈모드에서는 제2모터(180)만으로 차량이 주행되는 일반EV모드에서, 엔진(160)의 동력을 통해 제1모터(140)가 전력을 생성하면서 제2모터(180)의 동력만으로 차량이 주행하는 HEV-시리즈모드로 전환되는 것이다. 위와 같이 모드전환-시리즈모드를 구현하는 레버선도가 도 13에 도시되어 있다.As a result, in the mode switching-series mode, the first motor 140 generates electric power through the power of the engine 160 in the general EV mode in which the vehicle is driven only by the second motor 180, The engine is switched to the HEV-series mode in which the vehicle travels only by the power. A lever diagram for implementing the mode switching-series mode as described above is shown in Fig.

한편, 본 발명에서는 제2모터(180)만을 구동하여 크립주행모드를 구현한다. 크립주행모드는 가속페달이 팁 아웃된 상태로서 차량이 크립주행을 수행하는 모드이며, 크립주행모드에서 제1자유기어(210)는 동기해제된다.In the present invention, only the second motor 180 is driven to implement the creep traveling mode. The creep running mode is a mode in which the accelerator pedal is tipped out and the vehicle performs a creep running, and in the creep running mode, the first free gear 210 is unlocked.

이에 따라, 제2모터(180)의 동력이 유성기어세트(120)측으로 전달되는 것이 차단되고, 온전히 출력축(204)으로 전달되어 크립주행모드를 구현한다. 본 발명에 따른 크립주행모드가 구현된 레버선도는 도 14에 도시되어 있다.As a result, the power of the second motor 180 is blocked from being transmitted to the planetary gear set 120 side, and is transmitted to the output shaft 204 to realize the creep traveling mode. A lever diagram in which the creep traveling mode according to the present invention is implemented is shown in Fig.

한편, 본 발명에서는 차량의 주행 상황에서 엔진(160) 등의 구동이 정지되고, 제2모터(180)를 이용하여 전력을 생성하는 회생제동모드가 구현될 수 있다. 차량의 구동원으로서 엔진(160), 제1모터(140) 및 제2모터(180)의 구동이 정지된 상태에서, 제2모터(180)는 출력축(204)에 존재하는 토크를 소비하여 전력을 생성함과 동시에 제동력을 형성하여 회생제동모드를 구현한다.In the present invention, a regenerative braking mode in which driving of the engine 160 or the like is stopped in the running state of the vehicle and power is generated by using the second motor 180 can be realized. The second motor 180 consumes the torque existing in the output shaft 204 and outputs electric power in a state where the driving of the engine 160, the first motor 140 and the second motor 180 is stopped as the driving source of the vehicle Simultaneously generates braking force to realize regenerative braking mode.

출력축(204)에 존재하는 동력에는 현재 차량의 주행에 따른 운동에너지와 경사로 등에 의한 타력이 있을 수 있다. 본 발명은 상기와 같이 출력축(204)에 존재하는 토크를 제2모터(180)가 소비하여 전력을 생성시키도록 함과 동시에, 그 토크의 소비량이 제동력으로 발현될 수 있도록 한다.The power present in the output shaft 204 may be a kinetic energy due to the running of the vehicle at present and an impact force due to a ramp or the like. As described above, according to the present invention, the torque present in the output shaft 204 is consumed by the second motor 180 to generate electric power, and the consumption amount of the torque can be expressed by the braking force.

이 때, 제1자유기어(210)는 동기가 해제된 상태로 제어된다. 즉, 제2모터(180)와 출력축(204) 사이에만 동력전달이 이루어지고, 엔진(160) 및 제1모터(140)는 출력축(204)과의 동력전달이 차단된다. 이에 따른 레버선도는 도 15에 도시되어 있다.At this time, the first free gear 210 is controlled in a state in which the synchronization is released. That is, power transmission is performed only between the second motor 180 and the output shaft 204, and the power transmission between the engine 160 and the first motor 140 and the output shaft 204 is interrupted. The resulting lever diagram is shown in Fig.

결국, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같은 바람직한 실시예를 기준으로, 차량 주행을 위한 동력분기모드 등 다양한 구동모드를 효과적으로 구현하면서도, 그 구조가 복잡하지 않도록 하여 공간활용 자유도에 있어 유리한 점이 있으며, 상기 다양한 구동모드 구현에 의해 연비향상에 매우 유리하게 된다.As a result, the present invention advantageously implements various driving modes such as a power split mode for driving a vehicle based on the preferred embodiment as shown in FIG. 1, , It is very advantageous to improve the fuel economy by implementing the various drive modes.

한편, 도 1 및 3과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 상기 제1회전요소(122)는 선기어에 해당하고, 상기 제2회전요소(124)는 캐리어에 해당하며, 상기 제3회전요소(126)는 링기어에 해당된다.1 and 3, in the power train of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention, the first rotating element 122 corresponds to a sun gear, and the second rotating element 124 corresponds to a carrier And the third rotary element 126 corresponds to a ring gear.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 제1회전요소(122)가 선기어에 해당되어 상기 제1모터(140)가 선기어와 직접 연결되고, 제2회전요소(124)가 캐리어에 해당되어 상기 엔진(160)이 캐리어와 직접 연결되며, 제3회전요소(126)가 링기어에 해당되어 상기 제1카운터축(200)이 링기어와 상시 연동되도록 마련된다.As described above, in the preferred embodiment of the present invention, the first rotary element 122 corresponds to a sun gear, the first motor 140 is directly connected to the sun gear, and the second rotary element 124 corresponds to a carrier The engine 160 is directly connected to the carrier and the third rotary element 126 corresponds to the ring gear so that the first counter shaft 200 is always interlocked with the ring gear.

이러한 구조는 도 1에 도시되어 있다. 또한, 상기와 같은 결합구조 및 유성기어세트(120)에 의해 구현되는 기어비가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에는 선기어가 S, 캐리어가 C, 링기어가 R로 표시되어 있다.This structure is shown in Fig. Also shown in FIG. 3 is the gear structure implemented by the planetary gear set 120 and the coupling structure as described above. In Fig. 3, the sun gear is indicated by S, the carrier by C, and the ring gear by R. [

제1카운터축(200)은 상기 링기어와 상시 연동되도록 치합관계를 형성하고 있는데, 유성기어세트(120)에 있어 가장 외측에 위치되는 링기어가 결국 출력축(204)에 연결될 수 있도록 함으로써, 구조적인 이점을 가지는 것이며, 나아가 엔진(160)이 상기 링기어와 치합관계를 형성하는 캐리어와 직접 연결되도록 함으로써, 엔진(160)의 동력이 출력축(204)으로 전달되는 데에 있어 유리할 수 있도록 한 것이다.The first counter shaft 200 is in a meshing relationship with the ring gear so that the ring gear located at the outermost position in the planetary gear set 120 can be connected to the output shaft 204, So that the power of the engine 160 can be advantageously transmitted to the output shaft 204 by allowing the engine 160 to be directly connected to the carrier that engages with the ring gear .

한편, 도 1 및 9와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인은, 상기 엔진(160)의 구동축(165)상에 마련되고, 상기 엔진(160)의 정방향 회전은 허용하되 역방향 회전은 제한하도록 마련된 원웨이클러치(250);를 더 포함한다.1 and 9, a powertrain of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention is provided on a driving shaft 165 of the engine 160, and allows forward rotation of the engine 160, And a one-way clutch 250 configured to limit rotation.

구체적으로, 원웨이클러치(250)는 엔진(160)의 구동축(165)상에 마련되어, 엔진(160)의 구동축(165) 및 캐리어의 역방향 회전을 제한하도록 마련된다. 본 발명에서 정방향이란, 엔진(160)이 구동되어 동력을 제공하는 당시의 회전방향을 의미한다.Specifically, the one-way clutch 250 is provided on the drive shaft 165 of the engine 160 and is provided to restrict the drive shaft 165 of the engine 160 and the rotation of the carrier in the reverse direction. The forward direction in the present invention means the direction of rotation at the time when the engine 160 is driven to provide power.

즉, 원웨이클러치(250)는 엔진(160)의 구동에 따른 정방향 회전을 허용하도록 마련되되, 엔진(160)이 역방향으로 회전되는 것을 제한하는 것이다. 특히, 원웨이클러치(250)는 별도의 동력소모 없이 엔진(160) 구동축(165)의 역방향 회전을 제한할 수 있어 연비효율면에서 유리하다.That is, the one-way clutch 250 is provided to allow forward rotation in accordance with driving of the engine 160, and restricts rotation of the engine 160 in the reverse direction. In particular, the one-way clutch 250 can limit the reverse rotation of the drive shaft 165 of the engine 160 without any additional power consumption, which is advantageous in fuel efficiency.

이러한 원웨이클러치(250)는 다양한 종류 및 형상으로 마련될 수 있다. 예컨대, 엔진(160)의 구동축(165)이 위치되는 하우징의 내벽과의 관계에서 역방향 회전을 제한할 수 있도록 마련되거나, 엔진(160)의 구동축(165) 및 캐리어의 회전축을 별개로 구비하고 상기 구동축(165)과 회전축의 연결지점에 원웨이클러치(250)가 마련되도록 할 수도 있다.The one-way clutch 250 may be provided in various types and shapes. For example, it is possible to limit the reverse rotation in relation to the inner wall of the housing where the drive shaft 165 of the engine 160 is located, or to separately provide the drive shaft 165 and the carrier shaft of the engine 160, Way clutch 250 may be provided at a connection point between the drive shaft 165 and the rotation shaft.

또한, 작동 형태의 예시로는, 2개의 부재 사이에 마찰요소 및 볼 베어링 요소를 구비하고, 정방향 회전시에 상기 볼 베어링 및 마찰요소의 작용으로 2개 부재가 함께 회전되고, 역방향 회전시은 제한되도록 할 수 있을 것이다.Further, as an example of the operation mode, there is a friction element and a ball bearing element between two members, and the two elements are rotated together by the action of the ball bearing and the friction element in the forward rotation, You can do it.

이러한 원웨이클러치(250)는 다양한 변형예를 가지며 본 발명에 적용될 수 있다.The one-way clutch 250 has various modifications and can be applied to the present invention.

한편, 본 발명의 실시예는 특히 엔진(160)의 구동축(165)에 원웨이클러치(250)가 마련됨으로써, 고출력EV모드 구현에 매우 유리하다.Meanwhile, the embodiment of the present invention is particularly advantageous in realizing a high-output EV mode by providing the one-way clutch 250 on the drive shaft 165 of the engine 160 in particular.

도 9를 참고하여 설명하면 다음과 같다. 우선, 고출력EV모드에서는 제1모터(140) 및 제2모터(180)가 모두 구동된다. 이 때, 유동기어세트의 특성상 제1모터(140)의 회전방향에 따라서 엔진(160)이 정방향으로 구동되거나, 역방향으로 구동될 수 있다.Referring to FIG. 9, the following will be described. First, both the first motor 140 and the second motor 180 are driven in the high output power mode. At this time, the engine 160 can be driven in the forward direction or the reverse direction according to the rotating direction of the first motor 140 due to the characteristics of the flow gear set.

상기 원웨이클러치(250)가 없는 경우에는 엔진(160)의 구동축(165)이 정방향이든 역방향이든 어느 하나의 방향으로 회전하게 될 것이고, 고출력EV모드의 구현은 가능하지만 결국 제1모터(140) 및 제2모터(180)의 동력 일부가 엔진(160)으로 전달되어 손실이 발생된다.In the absence of the one-way clutch 250, the drive shaft 165 of the engine 160 will rotate in either the forward direction or the reverse direction, and a high output EV mode can be implemented, And the second motor 180 are transmitted to the engine 160 to generate a loss.

다만, 본 발명의 실시예와 같이 원웨이클러치(250)가 구비된 경우, 제1모터(140) 구동축(145)의 회전방향에 따라 엔진(160)의 구동축(165)이 가지는 회전방향이 변화된다. 출력축(204)으로 동력을 전달하는 제3회전요소(126)는 회전방향이 미리 설정된다.However, when the one-way clutch 250 is provided as in the embodiment of the present invention, the rotational direction of the drive shaft 165 of the engine 160 varies according to the rotational direction of the drive shaft 145 of the first motor 140 do. The rotational direction of the third rotating element 126, which transmits power to the output shaft 204, is set in advance.

미리 설정된 제3회전요소(126)의 회전방향을 전제로, 엔진(160)의 구동축(165)이 역방향으로 회전될 수 있도록 제1모터(140)를 회전시키면, 결국 엔진(160)의 구동축(165) 또는 제2회전요소(124)의 역방향 회전이 원웨이클러치(250)에 의해 제한되어 제2회전요소(124)는 정지상태를 유지하게 된다.If the first motor 140 is rotated so that the driving shaft 165 of the engine 160 can be rotated in the reverse direction on the premise of the predetermined rotation direction of the third rotating element 126, 165 or the reverse rotation of the second rotary element 124 is restricted by the one-way clutch 250 so that the second rotary element 124 maintains a stop state.

즉, 본 발명의 실시예에서는 제1모터(140)의 구동축(145) 회전방향을 엔진(160)의 구동축(165)이 역방향으로 회전될 수 있도록 설정하여 제1모터(140)를 구동시킴으로써, 원웨이클러치(250)에 의해 엔진(160)측으로 동력이 전달되는 것을 차단함과 동시에 제1모터(140) 및 제2모터(180)의 동력을 온전히 출력축(204)으로만 전달할 수 있게되는 것이다.That is, in the embodiment of the present invention, the rotation direction of the driving shaft 145 of the first motor 140 is set so that the driving shaft 165 of the engine 160 can be rotated in the reverse direction to drive the first motor 140, The transmission of the power to the engine 160 side is blocked by the one-way clutch 250 and the power of the first motor 140 and the second motor 180 can be transmitted only to the output shaft 204 .

도 9에서 유성기어세트(120)의 기어표시 상측을 정방향 회전으로 이해할 수 있고, 하측을 각 구동원의 역방향 회전으로 이해할 수 있다.(이는 도 9 이외의 다른 레버선도에서도 마찬가지이다.)In Fig. 9, the upper side of the gear display of the planetary gear set 120 can be understood as forward rotation, and the lower side can be understood as reverse rotation of each drive source. (This also applies to other lever diagrams other than Fig.

도 9에서, 출력축(204)과 연동되는 것으로 이해할 수 있는 제3회전요소(126), 바람직하게는 링기어의 회전방향이 미리 설정되고, 상기 엔진(160)의 역방향 회전이 유도되도록 제1모터(140)가 역방향으로 회전되도록 구동되는 모습을 확인할 수 있다.9, the rotation direction of the third rotary element 126, preferably the ring gear, which can be understood to be interlocked with the output shaft 204, is set in advance, (140) is driven to rotate in the reverse direction.

여기서 엔진(160)의 역방향 회전은 원웨이클러치(250)에 의해 제한되므로, 엔진(160)과 직결된 제2회전요소(124), 바람직하게는 캐리어가 회전속도 0으로 유지되고 있으며, 그만큼 제1모터(140)의 영향이 상기 링기어측으로 전달되어 링기어의 회전속도가 증대된 것을 확인할 수 있다.Here, since the reverse rotation of the engine 160 is restricted by the one-way clutch 250, the second rotary element 124, preferably the carrier, which is directly connected to the engine 160 is maintained at the rotational speed 0, 1 motor 140 is transmitted to the ring gear side to increase the rotational speed of the ring gear.

결국, 본 발명의 실시예에서는 엔진(160)의 구동축(165)상에 원웨이클러치(250)를 구비함으로써, 특히 고출력EV모드 구현 시 그 에너지효율을 향상시켜 연비효율을 향상시키는 것이다. 위와 같은 원웨이클러치(250)는 별도의 동력 소모가 없다는 점에서도 연비효율 향상에 있어 유리하다.As a result, in the embodiment of the present invention, by providing the one-way clutch 250 on the driving shaft 165 of the engine 160, it is possible to improve the fuel efficiency by improving the energy efficiency particularly when implementing the high output power mode. The one-way clutch 250 as described above is advantageous for improving fuel efficiency even in the absence of additional power consumption.

한편, 도 1과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 상기 엔진(160)과 상기 제1모터(140) 사이에 상기 유성기어세트(120)가 위치되고, 상기 유성기어세트(120)와 상기 제1모터(140) 사이에 상기 제1자유기어(210)가 위치된다.1, in the power train of a hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention, the planetary gear set 120 is positioned between the engine 160 and the first motor 140, The first free gear 210 is positioned between the gear set 120 and the first motor 140. [

구체적으로, 유성기어세트(120)는 엔진(160)과 제1모터(140) 사이에 위치되어 제1회전요소(122) 및 제2회전요소(124)의 회전축이 유성기어세트(120)를 중심으로 서로 대향하도록 마련된다. 이에 따라, 본 발명에 따른 파워트레인에 있어 공간을 차지하는 비율이 높은 엔진(160)과 제1모터(140)를 효율적으로 배치할 수 있게 된다.The planetary gear set 120 is positioned between the engine 160 and the first motor 140 so that the rotation axis of the first rotation element 122 and the second rotation element 124 is parallel to the planetary gear set 120 As shown in Fig. Accordingly, the engine 160 and the first motor 140, which occupy a large space in the power train according to the present invention, can be efficiently disposed.

또한, 제1자유기어(210)는 상기 유성기어세트(120)와 제1모터(140) 사이에 위치되는데, 이는 결국 제1카운터축(200)과 제1모터(140)의 구동축(145)이 상호 나란하게 배치된 것을 의미한다. 제1카운터축(200)에 제2모터(180)가 장착되는 본 발명의 변형 실시예가 가능할 것인데, 이 경우 제1모터(140) 및 제2모터(180)가 유성기어세트(120)를 중심으로 동일한 방향에 위치되어 전기적인 설계가 보다 용이해지는 장점이 있다.The first free gear 210 is positioned between the planetary gear set 120 and the first motor 140 so that the first counter shaft 200 and the drive shaft 145 of the first motor 140 are rotated, Are arranged side by side. A first motor 140 and a second motor 180 may be mounted on the first counter shaft 200 in such a manner that the second motor 180 is mounted on the first counter shaft 200. In this case, So that the electrical design becomes easier.

나아가, 제1카운터축(200)에 제2모터(180)가 장착되는 변형예를 제외하면 제1카운터축(200)에는 구동원이 존재하지 않게 되는데, 이 경우에도 상대적으로 차지하는 공간이 작은 제1카운터축(200)이 유성기어세트(120)와 제1모터(140) 사이에 위치됨으로써 공간활용적 측면을 향상시킬 수 있는 것이다.Further, except for the modification example in which the second motor 180 is mounted on the first counter shaft 200, no driving source is present in the first counter shaft 200. In this case, even in this case, The counter shaft 200 is positioned between the planetary gear set 120 and the first motor 140 so that the space utilization aspect can be improved.

한편, 도 1과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인은, 상기 제1카운터축(200)과 상기 출력축(204) 사이에 마련된 제2카운터축(205); 및 상기 제2카운터축(205)에 장착되고, 상기 제1자유기어(210)와 치합되도록 마련된 제1구속기어(212);를 더 포함하며, 상기 제2모터(180)는 상기 제2카운터축(205)에 직접 연결된다.1, a power train of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a second counter shaft 205 provided between the first counter shaft 200 and the output shaft 204; And a first restraining gear (212) mounted on the second counter shaft (205) and meshed with the first free gear (210), and the second motor (180) And is directly connected to the shaft 205.

구체적으로, 제1카운터축(200)과 출력축(204) 사이에는 제2카운터축(205)이 마련된다. 또한, 상기 제1자유기어(210)는 제2카운터축(205)에 장착된 제1구속기어(212)와 치합된다. 또한, 바람직하게는 상기 제1구속기어(212)는 출력축(204)에 장착되는 또 다른 기어와도 치합되어 상기 제1카운터축(200) 및 출력축(204)을 상호 연결시키는 구성으로 존재한다.Specifically, a second counter shaft 205 is provided between the first counter shaft 200 and the output shaft 204. The first free gear 210 is engaged with the first restraining gear 212 mounted on the second counter shaft 205. Also, preferably, the first restraining gear 212 is also engaged with another gear mounted on the output shaft 204 to connect the first counter shaft 200 and the output shaft 204 to each other.

즉, 싱크로장치(220)에 의해 제1자유기어(210)가 제1카운터축(200)에 구속되면, 제1카운터축(200), 제2카운터축(205) 및 출력축(204)은 상호 회전이 구속된다.(이는 동력이 상호 전달될 수 있음을 의미한다.)That is, when the first freewheel gear 210 is restrained by the synchromesh device 220 to the first counter shaft 200, the first counter shaft 200, the second counter shaft 205, The rotation is constrained (this means that the power can be transmitted to one another).

또한, 제2모터(180)는 기어간의 치합관계에 의해 출력축(204)과 상시 연동되도록 마련된 제2카운터축(205)에 장착됨으로써, 상기 출력축(204)과 상시 연결되도록 마련된다.The second motor 180 is connected to the output shaft 204 by being mounted on a second counter shaft 205 that is in a state of being engaged with the output shaft 204 at all times according to the meshing relation between the gears.

한편, 도 1, 5, 7, 11 및 13와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인에 있어서, 상기 제1카운터축(200)에 자유회전이 가능하도록 장착된 제2자유기어(230); 및 상기 제1모터(140)의 구동축(145)에 장착되어 상기 제2자유기어(230)와 치합되도록 마련된 제2구속기어(232);를 더 포함하고, 상기 싱크로장치(220)는 상기 제1자유기어(210) 및 제2자유기어(230) 사이에 위치되어 상기 제1자유기어(210) 및 제2자유기어(230) 중 어느 하나를 상기 제1카운터축(200)에 선택적으로 구속시키도록 마련된다.1, 5, 7, 11, and 13, in the power train of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention, the second freewheel is mounted on the first counter shaft 200 so as to freely rotate, (230); And a second restraining gear 232 mounted on a driving shaft 145 of the first motor 140 and adapted to engage with the second free gear 230. The synchro device 220 includes a first The first free gear 210 and the second free gear 230 are positioned between the first free gear 210 and the second free gear 230 so as to selectively restrict the first free gear 210 and the second free gear 230 to the first counter shaft 200 .

구체적으로, 제1카운터축(200)에는 상기 제1자유기어(210) 이외에 제2자유기어(230)가 더 장착된다. 또한, 제1모터(140)의 구동축(145)으로서 제1회전요소(122)의 회전축에는 상기 제2자유기어(230)와 치합되는 제2구속기어(232)가 장착된다.Specifically, a second free gear 230 is mounted on the first counter shaft 200 in addition to the first free gear 210. A second restraining gear 232 is fitted to the rotating shaft of the first rotating element 122 as a driving shaft 145 of the first motor 140 to be engaged with the second free gear 230.

즉, 제2자유기어(230) 및 제2구속기어(232)는 제1카운터축(200)과 제1모터(140)의 구동축(145)간에 결합관계를 형성하도록 한다. 다만, 이러한 결합관계는 상기 싱크로장치(220)에 의해 선택적으로 이루어진다.That is, the second free gear 230 and the second restraining gear 232 form a coupling relationship between the first counter shaft 200 and the drive shaft 145 of the first motor 140. However, this coupling relationship is selectively performed by the synchrotron device 220. [

싱크로장치(220)는 상기 제1자유기어(210) 및 제2자유기어(230) 사이에 위치된다. 따라서, 슬라이딩 방향에 따라 제1카운터축(200)에 구속시키는 대상이 변하게 된다. 이에 따라, 싱크로장치(220)는 제1자유기어(210) 또는 제2자유기어(230) 중 어느 하나를 선택적으로 제1카운터축(200)에 구속시킬 수 있는 것이다.The synchro device 220 is positioned between the first free gear 210 and the second free gear 230. Therefore, the object to be constrained to the first counter shaft 200 varies according to the sliding direction. Accordingly, the synchromesh mechanism 220 can selectively restrict either the first free gear 210 or the second free gear 230 to the first counter shaft 200.

싱크로장치(220)에 의해 제2자유기어(230)가 제1카운터축(200)에 구속되면, 제1카운터축(200)과 제1모터(140)의 구동축(145)간에 구속이 발생된 것으로 이해될 수 있고, 이는 결국 제1회전요소(122)와 제3회전요소(126)간에 상대회전이 제한되는 것을 의미한다.When the second free gear 230 is restrained by the synchromesh device 220 to the first counter shaft 200 and the first counter shaft 200 and the drive shaft 145 of the first motor 140 are constrained Which means that the relative rotation between the first rotating element 122 and the third rotating element 126 is limited eventually.

유성기어세트(120)의 특성상 3개의 회전요소 중 2개의 회전요소를 상호 구속시키면, 3개의 회전요소 전체가 하나의 회전체로 구속된다. 즉, 3개의 회전요소간 상대회전이 제한되고 하나의 회전체로 회전하게 된다는 것이다.When the two rotary elements of the three rotary elements are mutually constrained by the nature of the planetary gear set 120, all three rotary elements are constrained to one rotary body. That is, the relative rotation between the three rotation elements is limited and the rotation is performed by one rotation body.

위와 같은 구조적 특성은 본 발명에 있어 다양한 구동모드의 구현에 유리하게 작용한다.The above-described structural characteristics favor the various drive modes in the present invention.

본 발명에서의 구동모드 중 제2엔진(160)시동모드에서, 제2자유기어(230)는 싱크로장치(220)에 의해 제1카운터축(200)에 구속될 수 있다. 이에 따라, 유성기어세트(120)가 하나의 회전체로서 거동하게 된다.The second free gear 230 may be constrained to the first counter shaft 200 by the synchrotron 220 in the second engine 160 startup mode of the present invention. As a result, the planetary gear set 120 behaves as one rotating body.

앞서 설명한 것처럼, 제2엔진(160)시동모드에서는 제1자유기어(210)를 동기해제하고 제1모터(140)를 구동시킴으로써 엔진(160)을 시동시키는데, 제2자유기어(230)가 구비되지 않은 경우에는 제1모터(140)의 구동에 의해 유성기어세트(120)의 3개 회전요소간에 상대회전이 발생된다.As described above, in the starting mode of the second engine 160, the engine 160 is started by disengaging the first free gear 210 and driving the first motor 140, and the second free gear 230 is provided The relative rotation is generated between the three rotary elements of the planetary gear set 120 by the driving of the first motor 140. [

그러나, 본 발명의 실시예에서와 같이 제2자유기어(230)를 제1카운터축(200)에 동기시키면, 유성기어세트(120)의 3개 회전요소간 상대회전 없이 제1모터(140)의 동력이 모두 엔진(160)으로 전달될 수 있어 효율적인 측면에서 유리해진다. 이와 같이 제2자유기어(230)를 동기시켜 제2엔진(160)시동모드를 구현한 상황에서 유성기어세트(120)의 레버선도가 도 5에 도시되어 있다.However, when the second free gear 230 is synchronized with the first counter shaft 200 as in the embodiment of the present invention, the rotation of the first motor 140 without relative rotation between the three rotation elements of the planetary gear set 120, All the power of the engine 160 can be transmitted to the engine 160, which is advantageous in terms of efficiency. 5 shows a lever diagram of the planetary gear set 120 in a state where the second engine 160 startup mode is implemented by synchronizing the second freewheel gear 230 in this way.

한편, 본 발명의 구동모드 중 제2충전모드에서, 싱크로장치(220)는 제2자유기어(230)를 제1카운터축(200)에 동기시켜 유성기어세트(120)의 각 회전요소가 일체로서 회전되도록 할 수 있다.The synchronizer 220 synchronizes the second free gear 230 with the first counter shaft 200 so that each of the rotary elements of the planetary gear set 120 is integrally formed with the first counter shaft 200. [ As shown in Fig.

제2충전모드에서는 제1자유기어(210)를 동기해제시키고, 엔진(160)의 동력을 유성기어세트(120)를 통해 제1모터(140)로 전달하여, 제1모터(140)에서 전력을 생성하도록 한다. 다만, 제2자유기어(230)가 마련되지 않은 경우라면, 제2충전모드 수행에 따라 유성기어세트(120)의 각 회전요소가 상대회전이 발생된다. In the second charging mode, the first freewheel 210 is disengaged, and the power of the engine 160 is transmitted to the first motor 140 through the planetary gear set 120, . However, if the second free gear 230 is not provided, relative rotation of the respective rotation elements of the planetary gear set 120 occurs in accordance with the second charge mode.

반면, 본 발명의 실시예에서와 같이 제2자유기어(230)를 제1카운터축(200)에 동기시키면, 유성기어세트(120)의 3개 회전요소간 상대회전 없이 엔진(160)의 동력을 모두 제1모터(140)로 전달할 수 있어 효율적인 측면에서 유리해진다. 이와 같이 제2자유기어(230)를 동기시켜 제2충전모드를 구현한 상황에 대한 유성기어세트(120)의 레버선도가 도 7에 도시되어 있다.In contrast, when the second freewheel gear 230 is synchronized with the first counter shaft 200 as in the embodiment of the present invention, the power of the engine 160 without relative rotation between the three rotation elements of the planetary gear set 120 Can be transmitted to the first motor 140, which is advantageous in terms of efficiency. 7 shows a lever diagram of the planetary gear set 120 in a situation where the second free gear mode is implemented by synchronizing the second freewheeling gear 230 as described above.

한편, 본 발명의 구동모드 중 HEV-시리즈모드 또는 모드전환-시리즈모드에서, 싱크로장치(220)는 제2자유기어(230)를 제1카운터축(200)에 동기시켜 유성기어세트(120)의 각 회전요소가 일체로서 회전되도록 할 수 있다.In the HEV-series mode or the mode switching-series mode of the present invention, the synchromesh mechanism 220 synchronizes the second freewheel gear 230 with the first counter shaft 200 to drive the planetary gear set 120, So that each of the rotation elements of the rotor can be rotated integrally.

HEV-시리즈모드 또는 모드전환-시리즈모드에서는 제1자유기어(210)를 동기해제시키고, 엔진(160)을 구동하여 그 동력을 유성기어세트(120)를 통해 제1모터(140)로 전달하며, 제1모터(140)에서 전력을 생성함과 동시에, 제2모터(180)를 구동시켜 상기 제2모터(180)의 동력으로 차량을 주행시키게 된다.(모드전환-시리즈모드의 경우에도 모드 전환이 종료되면 결국 위와 같은 HEV-시리즈모드로 차량이 주행하게 된다.)In the HEV-series mode or mode switching-series mode, the first freewheel 210 is disengaged and the engine 160 is driven to transmit the power to the first motor 140 through the planetary gear set 120 , The first motor 140 generates electric power and the second motor 180 is driven to drive the vehicle by the power of the second motor 180. When the conversion is finished, the vehicle will eventually travel to the HEV-series mode as above.)

다만, 제2자유기어(230)가 마련되지 않은 경우라면, 엔진(160)의 동력이 유성기어세트(120)의 각 회전요소간 상대회전을 유도하게 되고, 이에 따라 엔진(160)의 동력 중 일부는 제1모터(140)에 의해 전력을 생성하는데 이용되지 못할 수 있다.However, if the second freewheel gear 230 is not provided, the power of the engine 160 induces a relative rotation between the respective rotation elements of the planetary gear set 120, and thus the power of the engine 160 Some may not be used to generate power by the first motor 140.

반면, 본 발명의 실시예에서와 같이 제2자유기어(230)를 제1카운터축(200)에 동기시키면, 유성기어세트(120)의 3개 회전요소간 상대회전 없이 엔진(160)의 동력을 모두 제1모터(140)로 전달할 수 있어 효율적인 측면에서 유리해진다. 이와 같이 제2자유기어(230)를 동기시켜 HEV-시리즈모드 또는 모드전환-시리즈모드를 구현한 상황에 대한 유성기어세트(120)의 레버선도가 도 11 및 13에 도시되어 있다.In contrast, when the second freewheel gear 230 is synchronized with the first counter shaft 200 as in the embodiment of the present invention, the power of the engine 160 without relative rotation between the three rotation elements of the planetary gear set 120 Can be transmitted to the first motor 140, which is advantageous in terms of efficiency. 11 and 13 show a plan view of the planetary gear set 120 for a situation in which the second free gear 230 is synchronized to implement the HEV-series mode or the mode change-series mode.

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.

120 : 유성기어세트 140 : 제1모터
160 : 엔진 180 : 제2모터120: planetary gear set 140: first motor
160: engine 180: second motor

Claims (6)

제1회전요소, 제2회전요소 및 제3회전요소가 마련된 유성기어세트;
상기 제1회전요소에 직접 연결되도록 마련된 제1모터;
상기 제2회전요소에 직접 연결되어 동력을 제공하도록 마련된 엔진;
상기 제3회전요소와 연동되도록 마련된 제1카운터축에 자유회전이 가능하도록 장착되어, 상기 제3회전요소와 출력축간의 동력 전달 경로를 구성하도록 마련된 제1자유기어;
상기 제1카운터축에 장착되고, 상기 제1자유기어를 상기 제1카운터축에 선택적으로 구속시키도록 마련된 싱크로장치; 및
상기 출력축과 상시 연결되어 동력을 제공하도록 마련된 제2모터;를 포함하는 하이브리드 차량의 파워트레인.A planetary gear set having a first rotating element, a second rotating element and a third rotating element;
A first motor provided to be directly connected to the first rotary element;
An engine directly connected to said second rotating element to provide power;
A first freewheeling gear mounted on the first counter shaft so as to freely rotate with the third rotating element and constituting a power transmission path between the third rotating element and the output shaft;
A synchro device mounted on the first counter shaft and configured to selectively restrict the first freewheel gear to the first counter shaft; And
And a second motor that is normally connected to the output shaft to provide power. 청구항 1에 있어서,
상기 제1회전요소는 선기어에 해당하고, 상기 제2회전요소는 캐리어에 해당하며, 상기 제3회전요소는 링기어에 해당되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The method according to claim 1,
Wherein the first rotary element corresponds to a sun gear, the second rotary element corresponds to a carrier, and the third rotary element corresponds to a ring gear. 청구항 1에 있어서,
상기 엔진의 구동축상에 마련되고, 상기 엔진의 정방향 회전은 허용하되 역방향 회전은 제한하도록 마련된 원웨이클러치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The method according to claim 1,
Further comprising: a one-way clutch provided on a drive shaft of the engine, the one-way clutch configured to permit forward rotation of the engine and to limit reverse rotation of the engine. 청구항 1에 있어서,
상기 엔진과 상기 제1모터 사이에 상기 유성기어세트가 위치되고, 상기 유성기어세트와 상기 제1모터 사이에 상기 제1자유기어가 위치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The method according to claim 1,
Wherein the planetary gear set is located between the engine and the first motor and the first free gear is located between the planetary gear set and the first motor. 청구항 1에 있어서,
상기 제1카운터축과 상기 출력축 사이에 마련된 제2카운터축; 및
상기 제2카운터축에 장착되고, 상기 제1자유기어와 치합되도록 마련된 제1구속기어;를 더 포함하며,
상기 제2모터는 상기 제2카운터축에 직접 연결된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The method according to claim 1,
A second counter shaft provided between the first counter shaft and the output shaft; And
And a first restraining gear mounted on the second counter shaft and meshing with the first freewheeling gear,
And the second motor is directly connected to the second counter shaft. 청구항 1에 있어서,
상기 제1카운터축에 자유회전이 가능하도록 장착된 제2자유기어; 및
상기 제1모터의 구동축에 장착되어 상기 제2자유기어와 치합되도록 마련된 제2구속기어;를 더 포함하고,
상기 싱크로장치는 상기 제1자유기어 및 제2자유기어 사이에 위치되어 상기 제1자유기어 및 제2자유기어 중 어느 하나를 상기 제1카운터축에 선택적으로 구속시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The method according to claim 1,
A second free gear mounted so as to freely rotate on the first counter shaft; And
And a second restraint gear mounted on a drive shaft of the first motor and meshed with the second free gear,
Wherein the synchro device is disposed between the first freewheel gear and the second freewheeling gear and selectively restrains any one of the first freewheel gear and the second freewheel gear to the first counter shaft. Power train.
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