KR101791124B1 - 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조 - Google Patents

두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조 Download PDF

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강승모
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전효정
강승모
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    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • 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
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Abstract

본 발명은, 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서, 상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 모터(30)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축(40)에는 더블클러치로서의 제1클러치(111) 및 제2클러치(112)가 마련되며, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이에는 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 단속하는 제3클러치(113)가 마련되는 것을 특징으로 하는 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조를 제공한다.

Description

두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조{Power transmission structure of hybrid car having two motors-three clutches}
본 발명은 하이브리드 자동차의 동력전달구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동차의 동력원으로서 엔진 및 두 개의 모터를 배치하되 세 개의 클러치를 독립적으로 마련하여 이들 각각에서 생성되는 출력을 변속기로 선택적으로 전달함으로써, 자동차의 주행 상황에 따라 최적의 성능 및 연비개선 효과를 구현할 수 있는 하이브리드 자동차의 동력전달장치에 관한 것이다.
근래 자동차 업계는 보다 친환경적이면서 연비를 개선할 수 있는 하이브리드 자동차 개발에 상당한 관심을 기울이고 있다. 하이브리드 자동차는 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 자동차로서, 일반적으로는 동력원으로 내연기관 엔진과 모터/제네레이터(이하 모터라 칭함)를 사용하여 자동차를 구동시키게 된다.
엔진 및 모터를 사용하여 자동차를 구동시키는 하이브리드 자동차의 동력전달장치는 단일의 모터를 사용하는 것과 두 개의 모터를 사용하는 것으로 대별될 수 있는데, 전자의 경우가 접목된 상용자동차에는 현대자동차의 소나타 하이브리드 및 아이오닉 하이브리드, 닛산자동차의 하이브리드, 아우디자동차의 하이브리드 등이 있으며, 후자의 경우가 접목된 상용자동차에는 혼다자동차의 어코드 하이브리드와 도요타자동차의 프리우스, 쉐보레자동차의 볼트 등이 있다.
자동차를 구동함에 있어 두 개의 모터를 배치하게 되면, 하나의 모터만을 배치할 때보다 두 개의 모터 각각을 제어하기 위한 회로 및 PCU가 각기 별개로 마련되어야 할 뿐만 아니라 제작비가 상승하고 차체가 무거워지는 단점이 있으나, 하나의 모터로는 자동차를 구동하면서 다른 모터로는 엔진 발전을 하는 실시간 씨리즈 모드(real time series mode) 적용이 가능하져 기능면에 있어 큰 장점이 있다.
그런데, 종래 시판되고 있는 모든 하이브리드 자동차들의 경우 배터리가 일단 방전되면, 작동하지 못하는 모터가 엔진에 피동 부하로 작용함에 따라 엔진의 출력이 알려진 것보다 현저히 감소되는 문제점을 안고 있다. 이를 위해, 하이브리드 자동차들은 중간 중간 수시로 발전을 하여 배터리를 미리 충전하는 방식을 도입하고 있으나, 현실적으로 아주 큰 용량의 배터리를 장착하지 않는 한 자동차의 주행 상황에 따라 배터리는 완전하게 재충전되지 못하고 방전되는 현상이 발생한다. 만일 이때 배터리를 무리하게 충전하려고 시도하다 보면 연비와 성능이 더 저하되는 악순환이 반복된다는 점에서 이에 대한 해결방안이 필요하다.
대한민국 등록특허 제1490917호 대한민국 등록특허 제1580773호
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 배터리의 잔량이 남아 있을 때의 장점은 그대로 살리되 배터리가 방전되었을 때의 단점을 최소화할 수 있는 하이브리드 자동차의 동력전달구조를 제공함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서, 상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축(40)에는 더블클러치로서의 제1클러치(111) 및 제2클러치(112)가 마련되며, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이에는 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 단속하는 제3클러치(113)가 마련되는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명의 다른 기술적 특징은, 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서, 상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40)에는 더블클러치로서의 제2클러치(112) 및 제1클러치(111)가 마련되며, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이에는 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 단속하는 제3클러치(113)가 마련되는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서, 상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이의 출력축(40)에는 듀얼클러치로서의 제2클러치(112) 및 제1클러치(111)가 마련되고, 상기 듀얼클러치와 제1모터(50) 사이에는 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 단속하는 제3클러치(113)가 마련되는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서, 상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이에는 듀얼클러치 또는 더블클러치 중에 선택되는 어느 하나로 이루어지는 제1클러치(111) 및 제2클러치(112)가 마련되고, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40)에는 제2모터(20)에서 생성되어 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 단속하는 제3클러치(113)가 마련되는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서, 상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축(40)에는 듀얼클러치로서의 제1클러치(111) 및 제2클러치(112)가 마련되고, 상기 엔진(10)과 듀얼클러치 사이의 출력축에는 제3클러치(113)가 마련되는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서, 상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이에는 제3클러치(113)가 마련되고, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40)에는 듀얼클러치 또는 더블클러치 중의 하나로 이루어지는 제2클러치(112) 및 제1클러치(111)가 마련되는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서, 상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축에는 삼중클러치로서의 제1클러치(211), 제2클러치(212), 제3클러치(213)가 마련되는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 특징은, 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서, 상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축에는 삼중클러치로서의 제3클러치(213), 제2클러치(212), 제1클러치(211)가 마련되는 것에 있다.
본 발명은 종래 하이브리드 자동차에 비해 엔진 단독 모드에 의한 주행 상황에서 엔진의 출력을 잠식할 수 있는 구동 모터들의 피동 부하를 최소화할 수 있으며, 모터 모드에 의한 주행 상황에서는 고속 주행 및 가속 주행과 같이 추가적인 출력이 필요할 때는 두 개의 모터 중에서 상대적으로 더 큰 용량의 모터를 선택하여 적용하거나 또는 두 개의 모터를 동시에 구동하는 것이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 모터 모드로 저속 주행시 제1모터만으로 자동차를 구동할 수 있을 뿐 아니라 고속 주행시에는 제1모터 또는 제2모터 중의 어느 하나를 이용하거나 또는 이들 양자를 동시에 이용하여 주행이 가능하다는 점에서 모터 모드 작동에 따른 전기차 모드의 연비(km/kw)를 개선할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 병렬 모드에서는 제1모터 및 제2모터에서 생성되는 동력을 선택적으로 추가하거나 또는 동시에 둘 다 모두를 추가할 수 있음은 물론, 제1모터와 제2모터 중에서 제2모터는 엔진에 의한 발전만 하고 자동차의 구동은 제1모터를 이용하는 실시간 씨리즈 모드(real time series mode)의 접목이 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 동력전달구조의 개략적인 일 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 동력전달구조를 보여주는 개략적인 다른 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 동력전달구조를 보여주는 개략적인 또 다른 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 동력전달구조를 보여주는 개략적인 또 다른 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 동력전달구조의 개략적인 또 다른 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 동력전달구조를 보여주는 개략적인 또 다른 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 동력전달구조를 보여주는 개략적인 또 다른 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 동력전달구조를 보여주는 개략적인 또 다른 구성도.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 8 각각은 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 동력전달구조의 개략적인 구성도로서, 본 발명은 각 도면에 개시된 것과 같이, 엔진(10), 제2모터(20) 및 제1모터(50), 변속기(30), 출력축(40), 그리고 제1, 2클러치(111, 112) 및 제3클러치(113) 또는 삼중 클러치를 포함하여 이루어지는 점에 그 기술적 특징이 있다. 이들 각 구성을 상세하게 살펴본다.
엔진(10)은 관련 업계에 통상적으로 사용하고 있는 내연기관으로서 피스톤엔진으로 이루어질 수 있다. 도면에 개시되지는 않았지만, 본 발명은 엔진(10) 일측에 저전압의 12V 스타터(starter)가 마련되는 경우를 배제하지 않는다. 12V 스타터는 고전압 스타터 제네레이터와 달리 별도의 고전압의 전기 연결 유닛이나 제어 유닛이 필요하지 않다.
제2모터(20)는 관련 업계에서 통상적으로 사용하고 있는 고전압 모터제네레이터로서 전원을 소비하며 동력을 생성하거나 동력을 받아 발전을 하는 수단이다. 제2모터(20)는 엔진(10)과 일정거리 이격되어 평행하게 배치되며, 그 회전축은 중공구조로 이루어진다.
즉, 엔진(10)과 연결되는 출력축(40)이 제2모터(20)의 중공부 내부를 관통하는 구조이다. 이는 엔진으로부터 생성되어 출력축(40)으로 전달되는 동력의 일부가 제2모터(20)에 의해 잠식되는 현상을 방지하기 위함이다. 클러치가 작동되면 제2모터의 동력은 연결되거나 해제된다. 이러한 구성으로 인해 본 발명은 엔진의 배기량 대비 대용량의 모터를 장착하는 것이 가능하다.
제2모터(20)는 미도시된 배터리와 연결되며, 배터리에 충전된 전력을 소모하며 구동력을 생성한다. 모터는 하이브리드 차량의 구동원으로 사용될 수 있는 다양한 종류의 모터 중의 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 엔진 발전 모드나 회생 모드에서는 모터가 발전기로 작동하도록 구성될 수도 있다.
제1모터(50)는 제2모터(20)의 작동을 상호 보완하는 수단으로, 관련 업계에서 통상적으로 사용하고 있는 고전압 모터제네레이터로 이루어질 수 있다. 본 발명에 있어 제1모터(50)는 변속기(30)와 직접 연결되는 특성이 있으며 이로 인해 제1모터(50)가 엔진(10) 작동시 부하로 작동할 수 있다.
이를 감안하여, 제1모터(50)의 용량은 장착되는 엔진의 용량과 대비하여, 엔진 단독 구동 시에 제1모터(50)가 발전을 하지 않고 꺼져서 피동 될 때의 피동 부하는 최소화하면서도 고속 정속 주행에서는 제1모터(50)만으로 단독 전기차 모드 구동이나 씨리즈 모드(Series mode) 주행이 가능할 수 있는 적정 용량으로 결정을 한다. 제2모터(20)의 용량보다 작은 용량으로 이루어지는 것이 바람직하다.
제2모터(20)의 용량은 장착되는 엔진의 용량과 대비하여 최고 효율의 엔진 발전(발전 효율 최대치 = 최대 발전량/연료소비량 at 일정 회전수)이 가능한 형태로 설정되는 것이 바람직하며, 제2모터(20)의 용량은 제1모터(50)의 용량보다 커며 엔진 발전 효율이 최고가 될 수 있는 정도로 이루어지는 것이 바람직하다.
종래 2개의 모터를 사용하는 씨리즈 모드가 중심인 하이브리드 자동차들(프리우스, 볼트)은 모두 변속기와 연결되는 제1모터의 용량이 엔진과 연결되는 제2모터의 용량에 비해 대략 두 배 가까이 되는데, 그 이유는 대부분의 주행에서는 제1모터로만 구동을 하고 엔진을 작동시켜 제2모터를 주로 발전기로 사용하기 때문이다. 엔진 단독 구동(두 개의 모터가 꺼진 상태)은 고속의 정속 주행에서만 적용이 되기 때문이다. 이럴 경우 씨리즈 모드에서는 분명히 이점이 있으나, 엔진 모드에서는 오히려 단점이 된다. 그래서 이들 하이브리드 자동차들은 오히려 도심 주행 연비가 더 좋고 고속 주행 연비가 도심 연비보다 못하다.
즉, 종래 2개의 모터를 사용하는 하이브리드 자동차들은 고속 정속 주행과 고속 가속 주행에서는 기존의 엔진 주행 차량보다도 성능이 떨어지기 때문에 주로 시내 주행을 하거나 중속의 장거리 주행을 목적으로만 하는 자동차에 접목시키는 것이 알맞다. 또한, 주로 모터가 구동을 담당하므로 엔진 단독 구동 시에는 엔진 출력 상황에 따라 발전을 수시로 시행하여 배터리를 충전해두어야 배터리 방전 후의 단점을 줄여야 하는 한계가 있다. 이로 인하여 연비에는 도움이 되는 면이 있으나 성능에는 제약을 받아 스포츠카나 고급차에는 적용하기가 어려운 단점이 있다.
하지만, 본 발명은 병렬형 하이브리드의 장점을 최대한 살릴 수 있는 정도인 고단 기어가 물린 상태인 고속 정속 주행에서 제1모터(50)만으로도 모터 모드 구동이 가능한 범위 내에서 제1모터의 용량을 설정하게 되면, 엔진 단독구동에서 제1모터에 의한 피동 부하를 최소화하는 것이 가능함은 물론 모터 모드에서 제1모터 및 제2모터의 상승 작용으로 출력이 부가될 수 있어 모터 동력 성능도 자동차의 주행에 부족함이 없게 된다. 또한, 전기차 모드의 연비(Km/Kw) 조차도 좋아질 수 있다.
변속기(30)는 엔진(10) 및(또는) 제2모터(20), 구동모터(50) 각각에서 생성되어 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 적절하게 제어하여 미도시된 차륜으로 전달하는 부분이다. 변속기(30)는 CVT, Toroidal CVT, AT, DCT 중의 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 장착되는 변속기의 종류에 따라 변속기와 출력축과의 연결 구성도 조금씩 달라질 수 있음은 물론이다. 이는, CVT에는 중립위치(Neutral Position)가 없으므로 도면에 있는 변속기측의 단일 클러치가 반드시 필요하고, AT와 DCT 각각은 변속기 자체 내에 중립위치가 있으므로 변속기측의 단일 클러치를 생략하고 적용할 수도 있다는 것이다.
본 발명에 따른 제1, 2클러치(111, 112) 및 제3클러치(113) 또는 삼중클러치 각각의 구체적인 배치는 첨부된 도 1 내지 도 8 각각과 같이 이루어질 수 있는데, 이들 각각의 작동으로 인한 동력전달 과정을 구체적으로 살펴본다.
먼저, 도 1과 같이, 제1, 2클러치(111, 112)는 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축(40) 상에 마련되고, 제3클러치(113)는 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40)에 마련될 수 있다. 이때, 제1, 2클러치(111, 112)는 더블클러치로 이루어지며, 엔진(10)과 대향하는 제2모터(20)의 일측부위에 마련된다.
이럴 경우, 제3클러치(113)가 연결된 상태에서, 제1클러치(111)가 작동하여 엔진(10)의 출력단을 출력축(40)과 연결하면 엔진(10)에서 생성된 동력(또는 엔진 및 보조모터에서 생성된 동력)이 변속기(30)로 전달되며, 제2클러치(112)가 작동하여 제2모터(20)의 출력단(모터의 회전축으로서 이하 동일)을 출력축(40)과 연결하면 제2모터(20)에서 생성된 동력(또는 제2모터 및 제1모터에서 생성된 동력)이 변속기(30)로 전달되거나 회생발전에 이용된다.
또한, 제1, 2클러치(111, 112) 모두가 작동하여 엔진(10)의 출력단 및 제2모터(20)의 출력단 각각을 출력축(40)과 연결하면 엔진(10) 및 제2모터(20) 각각에서 생성된 동력(또는 엔진, 제2모터, 제1모터에서 생성된 동력)이 변속기(30)로 전달된다. 이와 달리, 제3클러치(113)가 해제된 상태에서, 제1, 2클러치(111, 112)가 작동하여 엔진(10)의 출력단을 제2모터(20)의 출력단과 연결하면, 엔진(10)에서 생성되는 동력 모두는 제2모터(20)로 전달되어 엔진 발전을 최고 효율로 한다. 또한, 제2모터(20)를 구동시켜 엔진(10)의 시동을 걸 수 있다.
다음으로, 도 2와 같이, 제2, 1클러치(112, 111)는 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40) 상에 마련되고, 제3클러치(113)는 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축(40)에 마련될 수 있다. 이때, 제2클러치(112) 및 제1클러치(111)는 더블클러치로 이루어지며, 제1모터(50)와 대향하는 제2모터(20)의 타측부위에 마련된다. 도 2에 있어 제1, 2, 3클러치(111, 112, 113) 각각의 작용에 따른 동력전달은 전술한 도 1의 경우와 대동소이하다.
다음으로, 도 3과 같이, 제2, 1, 3클러치(112, 111, 113) 모두가 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40) 상에 마련될 수 있다. 보다 구체적으로는, 제2, 1클러치(112, 111)는 제1모터(50)와 대향하는 제2모터(20)의 타측부위에 마련되며, 제3클러치(113)는 제2, 1클러치(112, 111)와 제1모터(50) 사이에 마련되는 것이 바람직하다. 이때, 제2, 1클러치(112, 111)는 듀얼클러치로 이루어진다.
전술한 도 1 및 도 2 각각의 경우에는 제1, 2클러치(111, 112)의 양면이 접점을 단속하는 수단으로 작용하게 되나, 도 3의 경우에는 제2, 1클러치(112, 111)의 일면이 접점을 단속하는 수단으로 작용한다. 이와 관련된 기술은 관련 업계에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 도 3에 있어 제2, 1, 3클러치(112, 111, 1113) 각각의 작용에 다른 동력전달은 전술한 도 1의 경우와 대동소이하다.
다음으로, 도 4와 같이, 제1, 2클러치(111, 112)가 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축(40) 상에 마련되고, 제3클러치(113)는 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40)에 마련될 수 있다. 이는 전술한 도 1과 유사한 구성이기는 하나, 제3클러치(113)가 단속하는 동력은 제2모터(20)에서 생성되어 출력축(40)으로 전달되는 동력이라는 점에서 도 1과 차이가 있다. 이때, 제1, 2클러치(111, 112)는 더블클러치 또는 듀얼클러치 중의 어느 하나로 이루어진다.
제3클러치(113)가 해제된 상태에서, 제1클러치(111)가 작동하여 엔진(10)의 출력단을 출력축(40)과 연결하면 엔진(10)에서 생성되는 동력이 변속기(30)로 전달되며, 제1, 2클러치(111, 112)가 연결되면 엔진(10)에서 생성되는 동력은 제2모터(20)를 거쳐 변속기(30)로 전달된다. 이때, 제3클러치(113)는 해제상태이다. 또한, 제3클러치(113)가 해제된 상태에서 제2클러치(112)만이 연결되어 엔진(10)의 출력단이 제2모터(20)의 입력단(도면에서 제2모터(20)의 좌측부위)과 연결되면, 엔진(10)으로 제2모터(20)를 돌려 발전하거나 또는 제2모터(20)로 엔진(10)을 돌려 시동을 걸 수 있다.
이와 달리, 제1, 2클러치(111, 112)가 작동하지 않은 상태에서 제3클러치(113)가 작동하여 제2모터(20)의 출력단(도면에서 제2모터(20)의 우측부분)이 출력축(40)과 연결되면, 제2모터(20)에서 생성되는 동력이 변속기(30)로 전달되어 자동차를 구동하거나 또는 감속 주행과정에서 회생발전이 가능하다. 또한, 제1클러치(111) 및 제3클러치(113) 각각이 작동하여 엔진(10)의 출력단 및 제2모터(20)의 출력단 각각을 출력축(40)과 연결하면 엔진(10) 및 제2모터(20) 각각에서 생성되는 동력이 변속기(30)로 전달된다. 이때, 제2클러치(112)는 해제상태이다.
다음으로, 도 5와 같이 제3, 1, 2클러치(113, 111, 112)가 엔진(10)과 제2모터(20) 사이에 마련될 수 있다. 도 5는 전술한 도 3과 유사하나, 제3클러치(113)는 엔진(10)과 제2모터(20) 사이에 마련되고, 제1, 2클러치(111, 112)는 제3클러치(113)와 제2모터(20) 사이에 마련된다는 점에서 차이가 있다. 이때, 제1, 2클러치(111, 112)는 제3클러치(113)와 대향하는 제2모터(20)의 일측부위에 마련되며, 듀얼클러치로 이루어질 수 있다.
이럴 경우, 제3클러치(113)가 연결된 상태에서, 제1클러치(111)가 작동하여 엔진(10)의 출력단을 출력축(40)과 연결하면 엔진(10)에서 생성된 동력이 변속기(30)로 전달되며, 제1클러치(111) 및 제2클러치(112) 모두가 작동하여 엔진(10)의 출력단 및 제2모터(20)의 출력단 각각을 출력축(40)과 연결하면 엔진(10) 및 제2모터(20) 각각에서 생성된 동력이 변속기(30)로 전달된다.
이와 달리, 제3클러치(113)가 연결된 상태에서, 제2클러치(112)가 작동하여 엔진(10)의 출력단과 제2모터(20)의 출력단을 연결하고 제1클러치(111)가 해제되면, 엔진(10)에서 생성되는 동력 모두는 제2모터(20)로 전달되어 발전을 하거나 또는, 제2모터(20)를 구동시켜 엔진(10)의 시동을 걸 수 있다. 만일, 제3클러치(130)가 해제된 상태에서, 제1, 2클러치(111, 112) 각각이 작동하여 제2모터(20)의 출력단을 출력축(40)과 연결하면 제2모터(20)에서 생성된 동력이 변속기(30)로 전달되거나 회생발전에 이용된다.
다음으로, 도 6과 같이 제3클러치(113)가 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축(40) 상에 마련되고, 제2, 1클러치(112, 111)가 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40)에 마련될 수 있다. 이때, 제2, 1클러치(112, 111)는 더블클러치 또는 듀얼클러치 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다. 도 6과 도 4 각각은 제1, 2클러치(111, 112) 및 제3클러치(113)의 위치를 달리한 차이점이 있다.
도 6에서 제3클러치(113)는 제2모터(20)의 입력단(도 6에서 제2모터(20)의 좌측부분)과 엔진(10)의 출력축 사이의 접점을 단속한다. 즉, 엔진(10)의 출력단 및 제2모터(20)의 출력단 각각이 출력축(40)과 단절된 상태(이때, 제1, 2클러치(111, 112)는 해제 상태)에서 제3클러치(113)가 작동하면, 엔진(10)에서 생성되는 동력은 제2모터(20)의 입력단을 통해 제2모터(20)로 전달되어 발전을 하거나, 또는 제2모터(20)를 구동시켜 엔진(10)의 시동을 걸 수 있다. 이를 제외한 듀얼클러치로서의 제2, 1클러치(112, 111)의 작동기전은 전술한 도 4와 대동소이하다.
다음으로, 도 7과 같이 삼중클러치로서의 제1클러치(211), 제2클러치(212), 제3클러치(213)가 엔진(10)과 제2모터(20) 사이에 마련될 수 있는데, 이때, 삼중 클러치는 엔진(10)과 대향하는 제2모터(20)의 일측부위에 마련되는 것이 바람직하다. 전술한 도 1 내지 도 6 각각과 달리 도 7은 단일의 클러치구조를 이용하여 동력전달을 제어하는 특징이 있다.
제1클러치(211)가 작동하여 엔진(10)의 출력단을 출력축(40)과 연결하면, 엔진(10)에서 생성된 동력이 출력축(40)을 통해 변속기(30)로 전달된다. 이와 달리, 제1클러치(211)가 해제된 상태에서 제2클러치(212)가 작동하여 제2모터(20)의 출력단을 출력축(40)과 연결하면, 제2모터(20)에서 생성된 동력이 변속기(30)로 전달되거나 회생발전에 이용된다.
또한, 제1클러치(211)가 연결된 상태에서, 제2클러치(211) 또는 제3클러치(213) 중의 어느 하나가 연결되면, 엔진(10) 및 제2모터(20) 각각에서 생성된 동력이 변속기(30)로 전달된다. 만일, 제1, 2클러치(211, 212)가 해제된 상태에서 제3클러치(213)만이 작동하여 엔진(10)의 출력단을 제2모터(20)의 출력단과 연결하면, 엔진(10)에서 생성되는 동력 모두는 제2모터(20)로 전달되어 발전을 한다. 또한, 제2모터(20)를 구동시켜 엔진(10)의 시동을 걸 수 있다.
또한, 삼중클러치로서의 제3, 2, 1클러치(213, 222, 211)는 도 8과 같이 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이에 마련될 수 도 있으며, 이때, 삼중클러치는 제1모터(50)와 대향하는 제2모터(20)의 타측부위에 마련되는 것이 바람직하다. 이럴 경우, 제1클러치(211)가 작동하여 엔진(10)의 출력단을 출력축(40)과 연결하면 엔진(10)에서 생성된 동력이 출력축(40)을 통해 변속기(30)로 전달되고, 제1클러치(211)가 해제된 상태에서 제2클러치(212)가 작동하여 제2모터(20)의 출력단을 출력축(40)과 연결하면 제2모터(20)에서 생성된 동력이 변속기(30)로 전달되거나 회생발전에 이용된다.
또한, 제1클러치(211)가 연결된 상태에서, 제2클러치(211) 또는 제3클러치(213) 중의 어느 하나가 연결되면, 엔진(10) 및 제2모터(20) 각각에서 생성된 동력이 변속기(30)로 전달된다. 그리고, 제1, 2클러치(211, 212)가 해제된 상태에서 제3클러치(213)만이 작동하여 엔진(10)의 출력단과 제2모터(20)의 출력단을 연결하면, 엔진(10)에서 생성되는 동력 모두는 제2모터(20)로 전달되어 발전을 하거나 또는 제2모터(20)를 구동시켜 엔진(10)의 시동을 걸 수 있다.
본 발명에 적용되는 클러치는 기본적으로는 습식클러치로 이루어질 수 있으나 관련 업계에서 널리 사용되고 있는 다른 종류의 클러치 적용도 가능하다. 즉, 엔진 일측에 마련되는 클러치는 건식클러치의 적용도 가능하며, 모터 일측에 마련되는 클러치와 변속기 일측에 마련되는 클러치는 마그네틱클러치의 적용도 가능하다.
특히, 모터발전기 일측에 마련되는 클러치는 엔진에 의한 단독 주행과정에는 해제되어 있다가, 회생 발전이나 엔진에 의한 발전시에는 연결되어야 하는데, 이때의 접촉 충격을 줄이려면 회전수의 동기화가 필요하다. 전자식 마그네틱클러치는 이 동기화에 이점이 있다. 하지만, 습식클러치의 경우에도 접촉 이전에 모터의 회전수를 제어하면 동기화를 쉽게 이루어 낼 수 있기 때문에 적용 가능하다.
한편, 본 발명은 도면에 명확하게 개시하지는 않았지만 본 출원인의 선등록특허 제1580773호의 도 5a 내지 도 5d 각각과 같이 모터의 출력단 또는 입력단 부위에 유성기어가 마련되는 경우를 배제하지 않는다. 유성기어가 마련되면, 모터는 입력되는 동력을 이용하여 최대 성능으로 발전할 수 있어 엔진의 연비가 개선될 수 있으며, 회생 발전의 효율도 더불어 개선될 수 있다.
본 발명과 같이, 제2모터 및 제1모터와 제1, 2, 3클러치 또는 삼중클러치가 마련되어 자동차의 동력을 제어하는 경우, 주행 모드별로 엔진과 제2모터 및 제1모터 각각의 연결상태를 개략적으로 살펴보면 아래와 같다.
모터 모드
엔진(10)은 작동하지 않으며, 제2모터(20) 및(또는) 제1모터(50)가 작동하여 자동차를 구동한다. 즉, 제2모터(20) 또는 제1모터(50) 중의 어느 하나가 단독으로 작동하거나, 제2모터(20) 및 제1모터(50)가 동시에 작동하는 3가지 주행 상태가 가능하다. 이때, 엔진(10) 측의 클러치(도 1, 도 3, 도 4, 도 6 각각에 있어 도면부호 111/도 2, 도 5 각각에 있어 도면부호 113/도 7, 도 8 각각에 있어 도면부호 211)가 해제되어 엔진(10)은 출력축(40)과 단절된다.
또한, 제1모터(50)만으로 주행하다가 속도가 오르거나 가속을 위한 출력이 더 필요할 때는 제2모터(20)가 작동되면서 제1모터(50)와 회전수 동기화를 이룬 다음 모터 및 보조모터가 연결되어 동시 작동될 수도 있으며, 어느 일정 속도에 이르러 정속 주행을 하게 되면 변속기의 고단 기어가 물리며 제2모터(20)는 작동이 중지되고 제1모터(50)만으로 구동을 할 수도 있고, 배터리 잔량이 있을 때 고속의 정속 주행에서 필요에 따라 제2모터(20) 및 제1모터(50)를 각각 또는 동시에 작동할 수도 있다.
씨리즈 모드
엔진(10) 및 제1모터(50)가 작동하되, 자동차의 구동은 제1모터(50)가 담당하고 엔진(10)은 제2모터(20)와 연결되어 발전을 한다. 구체적으로, 도 1에서는 도면부호 111, 112가 작동하여 연결되고 도면부호 113은 해제되며, 도 2에서는 도면부호 113, 112가 작동하여 연결되며 도면부호 111은 해제되고, 도 3에서는 도면부호 111, 112가 작동하여 연결되고 도면부호 113은 해제된다.
또한, 도 4에서는 도면부호 112가 작동하여 연결되고 도면부호 111 과 113 은 해제 상태, 도 5에서는 도면부호 113, 112가 작동하여 연결되며 도면부호 111은 해제 상태, 도 6에서는 도면부호 113이 작동하여 연결되고 도면부호 111 과 112는 해제 상태, 도 7 및 도 8 각각에서는 도면부호 213이 작동하여 연결되고 도면부호 211과 212는 해제 상태이다.
본 발명에 따른 이러한 기능은 실시간 씨리즈 모드(real time series mode)로서, 대한민국 등록특허 제1490917호에는 이와 대비될 수 있는 내용이 전혀 존재하지 않으며, 대한민국 등록특허 제1490917호에서는 본 발명의 이러한 기능 대신에 이미 배터리에 저장이 된 전기로서 구동모터를 돌리는 전기차 모드를 적용하고 있다.
병렬 모드
엔진(10)가 제2모터(20) 및(또는) 제1모터(50) 각각이 독립적으로 또는 동시에 작동하며, 이에는 엔진(10)과 제2모터(20)가 동시에 작동하거나, 엔진(10)과 제1모터(50)가 동시에 작동하거나, 또는 엔진(10), 제2모터(20), 제1모터(50)가 동시에 작동하여 자동차를 구동한다.
엔진(10)과 제2모터(20)가 동시에 작동하는 경우, 도 1 내지 도 3, 도 5 각각에서 도면부호 111, 112, 113이 연결되며, 도 4 및 도 6 각각에서는 도면부호 111이 연결되고 도면부호 112 또는 113 중의 어느 하나가 선택적으로 연결된다. 도 7 및 도 8 각각에서는 도면부호 211이 연결되고, 도면부호 212, 213 중 어느 하나가 선택적으로 연결된다. 이때, 제1 모터(50)는 작동하지 않고 피동 회전한다.
엔진(10)과 제1 모터(50)가 동시에 작동하는 경우, 제2모터(20)는 클러치가 해제 상태이다. 또한, 엔진(10)과 제1모터(50)가 동시에 작동하고 제2모터(20)은 작동을 하지 않는 경우, 제2모터(20)는 클러치가 해제 상태이다.
엔진(10), 제2모터(20), 제1모터(50)가 동시에 작동하는 경우는 전술한 엔진(10)과 제2모터(20)가 동시에 작동하는 경우와 클러치 연결상태가 동일하나, 제1모터(50)가 작동한다는 점에서 차이가 있다.
엔진 모드
엔진(10)만이 단독으로 작동하며, 제2모터(20) 및 제1모터(50) 각각은 작동하지 않는다. 도 1 내지 도 3, 도 5 각각에서는 도면부호 111, 113이 연결되며, 도 4 및 도 6 각각에서는 도면부호 111이 연결되고, 도 7 및 도 8 각각에서는 도면부호 211이 연결된다. 이때, 제2모터(20)는 클러치가 해제된 상태로서 동력 전달과정과 무관하여 피동 부하가 없으며, 제1모터(50)는 작동하지 않고 피동 회전만 한다.
회생 모드
모터 모드로 주행 중에 자동차가 감속하는 경우 제1모터(50) 또는 제2모터(20) 및 제1모터(50) 각각이 회생 발전할 수 있으며, 엔진 모드로 주행 중에 자동차가 감속하는 경우 제1모터(50)는 회생 발전을 하고 제2모터(20)는 엔진(10)과 연결되어 엔진에 의한 발전을 할 수도 있다. 또한, 엔진(10)이 작동하지 않으면 제1모터(50) 또는 제2모터(20) 및 제1모터(50)가 회생 발전을 할 수도 있다.
관성 주행 및 엔진 발전 모드
자동차가 관성에 의한 타력 주행을 하는 경우로서, 엔진(10)과 제2모터(20)가 연결되어 엔진에 의한 발전을 한다. 이때, 엔진 측의 클러치는 해제 상태이다. 타력 주행에서는 회생발전을 하지 않으므로 제1모터(50)는 회생 발전을 하지 않고 꺼져 피동이 된다.
정지 및 엔진 발전 모드
자동차가 일시 정지한 경우로서, 엔진(10)과 제2모터(20)가 연결되어 발전을 한다.
주행 및 엔진 발전 모드
엔진(10)으로 주행을 하되 엔진(10)의 출력 상황에 따라 제1모터(50) 및 제2모터(20) 중의 어느 하나, 또는 제1모터(50) 및 제2모터(20)가 동시에 발전을 할 수 있다. 즉, 오르막 주행에서는 엔진의 출력이 모자라므로 발전 없이 주행을 하거나 제1모터 또는 제2모터 중의 어느 하나 또는 제2모터 및 제1모터 모두의 도움을 받을 수 있으며, 정속 주행이나 내리막 주행에서는 엔진의 출력이 남으므로 엔진의 출력 상황에 따라 상기 형태 중 어느 하나의 발전을 할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 주행 모드를 조합하여 자동차의 주행 상황에 따른 가장 이상적인 작동구성을 살펴본다.
먼저, 자동차가 정지한 상황에서 출발을 할 때 배터리의 잔량이 있으면 제1모터(50)를 사용하여 주행을 시작하고, 만일 배터리의 잔량이 없으면 엔진(10) 단독으로 주행을 하거나 또는 엔진(10)과 제2모터(20) 사이를 연결하여 발전을 함과 동시에 제1모터(50)를 이용하여 실시간 씨리즈 모드(real time series mode)로 주행한다.
자동차의 주행 속도가 일정 값을 넘게 되는 경우, 배터리의 잔량이 있으면 제2모터(20) 및 제1모터(50)를 동시에 작동시켜 모터 모드로 주행하고, 배터리의 잔량이 없으면 엔진(10)을 작동시켜 주행한다. 이때, 제2모터(20)에 의한 피동 부하는 없다. 자동차의 가속이 필요한 경우에는 병렬 모드 중의 어느 하나를 적용할 수 있으며, 이때 배터리의 잔량이 없으면 엔진 단독으로 주행을 하는 것이 바람직하다.
고속으로 정속 주행하는 경우, 배터리의 잔량이 있으면 제1모터(50)로 자동차를 구동시키고, 배터리의 잔량이 없으면 엔진 단독으로 주행하거나 또는 씨리즈 모드로서 제2모터(20)는 발전을 하고 제1모터(50)로 주행할 수도 있다. 이때, 배터리의 잔량이 있으면 제1모터(50)만으로 주행하는 것보다 제2모터(20) 및 제1모터(50)를 동시에 사용하는 것이 더 높은 속도에서도 모터 모드로 인한 정속 주행이 가능하다.
종래 하이브리드 자동차들과 달리 본 발명은 배터리가 방전되어 제1모터가 작동하지 못하더라도, 엔진 모드에서 제2 모터(20)는 피동 부하가 없고, 제1모터(50)도 용량이 작아 피동 부하로 거의 작용하지 않기 때문에 종래와 달리 제1모터(50)의 피동 회전에 따른 엔진 출력의 잠식효과는 최소화할 수 있다.
본 발명과 종래 한 개의 모터로 구성된 하이브리드 자동차와의 큰 차이점은, 본 발명은 실시간 씨리즈 모드 (real time series mode)의 적용이 가능하다는 점이다. 이 기능의 적용으로 대략 2,000rpm의 130km/h 정도 속도의 고속 정속 주행에서도 배터리 잔량 유무와 관계없이 전기차 모드와 실시간 씨리즈 모드로 주행을 할 수가 있다. 또한, 본 발명은 최소 용량의 제1모터를 적용함으로써 엔진 단독 구동에서 구동 모터로 인한 피동 부하를 최소화 할 수 있으며, 나아가 제1모터가 항상 피동이 되므로 회생 발전 시에 충격 없이 곧 바로 개입이 가능한 장점이 있다.
한편, 기존의 하이브리드 자동차에 존재하지 않는 본 발명의 또 다른 기능은 제1모터와 제2모터 사이를 클러치로 매개함으로써, 전기차 모드 주행시 제1모터 단독, 제2모터 단독, 제1, 2모터 동시 구동 중에서 선택이 가능하기 때문에 주행 상황에 따른 선택적 구동 모터의 적용이 가능해져 전기차 연비(km/kw) 개선이 가능하다는 점이다. 이는 마치 피스톤 엔진에서 연비 개선을 위한 COD(cylinder on demand)와 비슷한 기능이라고 할 수 있다.
이러한 본 발명과 두 개의 모터로 구성이 된 기존의 프리우스와 볼트와의 실제 차이점을 살펴보면, 본 발명은 엔진 단독 구동 시에 제1모터의 피동 부하가 더 작은 이점이 있다. 즉, 프리우스와 볼트는 제1, 2모터 모두가 피동 부하로 작용을 하여 피동 부하가 크나, 본 발명은 제2모터는 피동 부하가 아예 없고 제1모터의 피동 부하도 최소화되는 구성이다.
또한, 본 발명은 고속 정속 주행에서도 낮은 rpm으로 전기차 모드와 실시간 씨리즈 모드의 적용이 가능하다. 이에 비해, 프리우스나 볼트는 고속 정속 주행에서는 주로 엔진 단독 구동을 하게 되며, 전기차 모드가 적용되면 필연적으로 높은 rpm으로 모터를 회전시켜야 한다는 점에서 본 발명에 비해 전기차 연비(km/kw)가 나빠지는 단점이 있다. 그리하여 프리우스나 볼트는 고속 연비가 도심 연비보다 못하지만, 본 발명은 도심 연비 및 고속 연비 각각 모두가 우수해진다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
10 : 엔진 20 : 제2모터
30 : 변속기 40 : 출력축
50 : 제1모터 111, 211 : 제1클러치
112, 212 : 제2클러치 113, 213 : 제3클러치

Claims (8)

  1. 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서,
    상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축(40)에는 더블클러치로서의 제1클러치(111) 및 제2클러치(112)가 마련되며, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이에는 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 단속하는 제3클러치(113)가 마련되는 것을 특징으로 하는 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조.
  2. 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서,
    상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40)에는 더블클러치로서의 제2클러치(112) 및 제1클러치(111)가 마련되며, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이에는 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 단속하는 제3클러치(113)가 마련되는 것을 특징으로 하는 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조.
  3. 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서,
    상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이의 출력축(40)에는 듀얼클러치로서의 제2클러치(112) 및 제1클러치(111)가 마련되고, 상기 듀얼클러치와 제1모터(50) 사이에는 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 단속하는 제3클러치(113)가 마련되는 것을 특징으로 하는 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조.
  4. 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서,
    상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이에는 듀얼클러치 또는 더블클러치 중에 선택되는 어느 하나로 이루어지는 제1클러치(111) 및 제2클러치(112)가 마련되고, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40)에는 제2모터(20)에서 생성되어 출력축(40)을 통해 전달되는 동력을 단속하는 제3클러치(113)가 마련되는 것을 특징으로 하는 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조.
  5. 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서,
    상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축(40)에는 듀얼클러치로서의 제1클러치(111) 및 제2클러치(112)가 마련되고, 상기 엔진(10)과 듀얼클러치 사이의 출력축에는 제3클러치(113)가 마련되는 것을 특징으로 하는 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조.
  6. 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서,
    상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이에는 제3클러치(113)가 마련되고, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축(40)에는 듀얼클러치 또는 더블클러치 중의 하나로 이루어지는 제2클러치(112) 및 제1클러치(111)가 마련되는 것을 특징으로 하는 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조.
  7. 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서,
    상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 엔진(10)과 제2모터(20) 사이의 출력축에는 삼중클러치로서의 제1클러치(211), 제2클러치(212), 제3클러치(213)가 마련되는 것을 특징으로 하는 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조.
  8. 엔진(10) 및 제2모터(20)와, 엔진(10)과 제2모터(20) 각각으로부터 생성되는 동력을 변속기(30)로 전달하는 출력축(40)을 포함하는 하이브리드 자동차의 동력전달구조로서,
    상기 제2모터(20)는 엔진(10)과 평행하게 배치되며 상기 제2모터(20)와 변속기(30) 사이에는 변속기(30)의 출력축(40)과 직접 연결되는 제1모터(50)가 마련되되, 상기 출력축(40)은 제2모터(20)의 중앙부위를 관통하여 변속기(30)와 연결되고, 상기 제2모터(20)와 제1모터(50) 사이의 출력축에는 삼중클러치로서의 제3클러치(213), 제2클러치(212), 제1클러치(211)가 마련되는 것을 특징으로 하는 두 개의 모터제네레이터와 세 개의 클러치로 구성된 하이브리드 자동차의 동력전달구조.
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