KR101865862B1 - A hybrid vehicle powertrain apparatus with multi-mode - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제1 회전요소, 제2 회전요소, 제3 회전요소를 가지는 제1 유성기어세트와, 상기 제1 회전요소와 연결되는 출력기어와, 제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소를 가지며, 상기 제4 회전요소는 제동력을 제공하는 제2 브레이크와 동력을 제공하는 제2 전기장치와 연결되고, 상기 제5 회전요소는 상기 제2 회전요소와 연결되고, 상기 제6 회전요소는 상기 제3 회전요소와 연결되는 제2 유성기어세트와, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 동력을 제공하는 엔진과, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 동력을 제공하는 제1 전기장치, 및 상기 엔진에 의해 발생하는 동력을 연결 또는 해제하는 클러치를 포함하는 하이브리드 자동차용 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a planetary gear set including a first planetary gear set having a first rotating element, a second rotating element and a third rotating element, an output gear connected to the first rotating element, and a fourth rotating element, Wherein the fourth rotary element is connected to a second electric device that provides power to a second brake providing braking force, the fifth rotary element is connected to the second rotary element, and the sixth rotary element is connected to the sixth rotary element, A second planetary gear set connected to the third rotary element, an engine for providing power to the second rotary element and the fifth rotary element, and an engine for supplying power to the third rotary element and the sixth rotary element, And a clutch for connecting or disconnecting the power generated by the engine. The present invention also relates to a driving apparatus for a hybrid vehicle.
Description
본 발명은 다중모드를 구비한 하이브리드 자동차용 구동장치에 관한 것으로서, 상세하게는 구동륜에 구동력을 제공하는 동력원으로서 내연기관인 엔진과, 전기에 의해 구동되는 전기장치를 사용하는 하이브리드 차량의 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drive system for a hybrid vehicle having multiple modes, and more particularly to a drive system for a hybrid vehicle using an engine as an internal combustion engine and an electric device driven by electricity as a power source for providing drive power to a drive wheel will be.
일반적으로 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 구동하는 차량이다.Generally, a hybrid vehicle is a vehicle that drives two or more different kinds of power sources efficiently in combination.
이러한 하이브리드 차량은 통상적으로 엔진과 모터/제너레이터와 같은 전기장치를 사용하는데, 저속에서는 상대적으로 저속토크특성이 좋은 전기장치를 주 동력원으로 사용하고, 고속에서는 상대적으로 고속토크특성이 좋은 엔진을 주 동력원으로 사용한다.Such a hybrid vehicle usually uses an electric device such as an engine and a motor / generator. An electric device having a relatively low-speed torque characteristic at a low speed is used as a main power source and an engine having a relatively high- .
이에 따라 하이브리드 차량은 저속구간에서 화석 연료를 사용하는 엔진의 작동이 정지되고 전기장치를 사용하기 때문에 연비 개선과 배기가스의 저감에 우수한 효과가 있다.As a result, the hybrid vehicle has an excellent effect on improvement of fuel economy and reduction of exhaust gas because the operation of the engine using the fossil fuel is stopped in the low speed section and the electric device is used.
그리고 상기와 같은 하이브리드 차량의 구동장치는 단일모드 방식과 다중모드 방식으로 분류된다. 상기 다중모드 방식은 고속 주행 시, 효율이 높고 자체적으로 토크 증배가 가능하도록 설계할 수 있어 중대형차량에 적용이 가능하다는 장점이 있다.The driving apparatus of the hybrid vehicle is classified into a single mode mode and a multi-mode mode. The multi-mode system can be designed to have a high efficiency and a torque multiplication by itself during high-speed traveling, which is advantageous in that it can be applied to a middle- or large-sized vehicle.
상기 다중모드 방식의 구동장치는 유성기어세트, 모터 및 발전기로 사용되는 전기장치, 상기 유성기어세트의 회전요소를 제어할 수 있는 브레이크, 클러치를 포함한다.The multi-mode drive system includes a planetary gear set, an electric device used as a motor and a generator, a brake capable of controlling a rotation component of the planetary gear set, and a clutch.
이러한 다중모드 방식의 구동장치는 상기의 유성기어세트, 전기장치, 및 브레이크, 클러치의 연결 구성에 따라 상이한 작동 메커니즘을 갖는다.Such a multi-mode drive system has a different operating mechanism depending on the connection configuration of the above-mentioned planetary gear set, electric apparatus, and brake and clutch.
또한, 상기 다중모드 방식의 구동장치는 그 연결 구성에 따라 내구성, 동력전달효율, 크기 등이 달라지는 특성이 있기 때문에 하이브리드 차량의 구동장치 분야에서는 보다 견고하고, 동력손실이 적으며, 콤팩트한 구동장치를 구현하기 위한 연구 개발이 지속되고 있다.In addition, since the multimode type driving apparatus has characteristics such as durability, power transmission efficiency, size and the like depending on its connection configuration, it is more robust in the driving apparatus field of the hybrid vehicle, Research and development for the realization of the technology is continuing.
본 발명은 동력분기방식에 의해 차량의 주행상황에 따라 이들 다양한 주행모드에 의한 다중모드 운행이 가능하도록 함으로써, 차량의 전체 운전 영역에서 충분한 구동력을 확보함과 아울러 차량의 연비를 높게 확보하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims at securing a sufficient driving force in the entire operation region of the vehicle and securing a high fuel efficiency of the vehicle by enabling the multi-mode operation by these various traveling modes according to the driving state of the vehicle by the power branching method .
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일측면으로서, 제1 회전요소, 제2 회전요소, 제3 회전요소를 가지는 제1 유성기어세트;와, 상기 제1 회전요소와 연결되는 출력기어;와, 제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소를 가지며, 상기 제4 회전요소는 제동력을 제공하는 제2 브레이크와 동력을 제공하는 제2 전기장치와 연결되고, 상기 제5 회전요소는 상기 제2 회전요소와 연결되고, 상기 제6 회전요소는 상기 제3 회전요소와 연결되는 제2 유성기어세트;와, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 동력을 제공하는 엔진;과, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 동력을 제공하는 제1 전기장치; 및 상기 엔진에 의해 발생하는 동력을 연결 또는 해제하는 클러치;를 포함하는 하이브리드 자동차용 구동장치를 제공한다. According to one aspect of the present invention, there is provided a planetary gear set including: a first planetary gear set having a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element; an output gear connected to the first rotating element; The fourth rotary element is connected to a second electric device that provides power and a second brake that provides a braking force, and the fifth rotary element is connected to the second rotary element, A second planetary gear set connected to the second rotary element, the sixth rotary element connected to the third rotary element, an engine for providing power to the second rotary element and the fifth rotary element, A first electrical device for providing power to the third rotating element and the sixth rotating element; And a clutch for connecting or disconnecting the power generated by the engine.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 주행상황에 따라 이들 다양한 주행모드에 의한 다중모드 운행이 가능하도록 함으로써, 차량의 전체 운전 영역에서 충분한 구동력을 확보함과 아울러 차량의 연비를 높게 확보할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to perform the multi-mode operation by these various driving modes according to the driving situation of the vehicle, thereby ensuring a sufficient driving force in the entire driving range of the vehicle, Can be ensured.
도 1 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치의 레버 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유성기어세트의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 의한 레버 개념도를 구체화한 구동장치 배열을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치의 각 모드별 브레이크 및 클러치의 작동 상태를 나타내는 상태표이다.
도 6 내지 도 10은 각각의 모드에서의 하이브리드 자동차용 구동장치의 레버 개념도와 레버 해석도이다. 1 is a conceptual diagram of a lever of a drive device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a planetary gear set according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3 and 4 are conceptual diagrams showing a driving apparatus arrangement embodying a lever conceptual diagram according to an embodiment of the present invention, respectively.
5 is a state table showing the operation states of brakes and clutches for each mode of the hybrid vehicle drive system according to the embodiment of the present invention.
Figs. 6 to 10 are a lever conceptual diagram and a lever analysis diagram of a drive system for a hybrid vehicle in each mode.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 하이브리드 자동차용 구동장치를 이해시키는 데에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나, 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.First, the embodiments described below are suitable examples for understanding the driving apparatus for a hybrid vehicle of the present invention. However, it should be understood that the present invention is not limited to the embodiments described below, and that the technical features of the present invention are not limited by the illustrated embodiments, and various modifications may be made within the technical scope of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 제1 유성기어세트(PG1), 제2 유성기어세트(PG2), 제1 전기장치(EM A), 제2 전기장치(EM B), 제1 브레이크(BK1), 제2 브레이크(BK2), 클러치(CL), 엔진(E)을 포함한다.1, a driving apparatus for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a first planetary gear set PG1, a second planetary gear set PG2, a first electric device EM A, A first brake BK1, a second brake BK2, a clutch CL, and an engine E, as shown in Fig.
도 2를 참조하면, 상기 유성기어세트는 선기어(S), 캐리어(C), 링기어(R)와 같은 3개의 회전요소를 포함한다. 그리고, 상기 선기어(S)는 중심에 위치하여 구동축에 연결되어 회전력을 전달하고, 링기어(R)는 유성기어세트의 최외곽에 배치되며 유성기어(P)에 의해 상기 선기어(S)와 연결된다. 또한, 상기 유성기어(P)는 캐리어(C)에 연결되어 상기 유성기어(P)가 상기 선기어(S)를 중심으로 회전시 상기 캐리어(C)가 회전한다.Referring to FIG. 2, the planetary gear set includes three rotary elements such as a sun gear S, a carrier C, and a ring gear R. The sun gear S is located at the center and is connected to a drive shaft to transmit a rotational force. The ring gear R is disposed at the outermost portion of the planetary gear set and connected to the sun gear S by a planetary gear P do. The planetary gear P is connected to the carrier C so that the carrier C rotates when the planetary gear P rotates about the sun gear S. [
한편, 상기 선기어(S), 상기 캐리어(C), 상기 링기어(R)는 각각 서로 다른 축(A1, A2, A3)에 연결되고, 각각의 축(A1, A2, A3)은 일직선 상에서 배치되며, 어느 하나가 나머지 축에 삽입되거나, 나머지 축의 외측에 배치되어 일 방향으로 회전한다.The sun gear S, the carrier C and the ring gear R are connected to different axes A1, A2 and A3 respectively and the axes A1, A2 and A3 are arranged on a straight line Either one of which is inserted into the remaining axis or disposed outside the remaining axis and rotated in one direction.
본 발명의 일 실시예에 의한 유성기어세트(PG1, PG2)는 다양한 공지의 유성기어세트의 구성을 채용할 수 있다. The planetary gear sets PG1 and PG2 according to the embodiment of the present invention may employ various known planetary gear set configurations.
한편, 유성기어세트(PG1, PG2)는 상기 유성기어가 1개인 구조를 가지는 것을 싱글 피니언 유성기어세트, 2개의 유성기어를 가지는 구조를 더블 피니언 유성기어세트라고 한다. On the other hand, the planetary gear sets PG1 and PG2 are referred to as a single pinion planetary gear set having one planetary gear mechanism and the double pinion planetary gear set having two planetary gear mechanisms.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 2개의 유성기어세트(PG1, PG2)를 포함한다. Referring to FIGS. 1 and 2, a drive system for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes two planetary gear sets PG1 and PG2.
상기 제1 유성기어세트(PG1)는 제1 회전요소, 제2 회전요소, 제3 회전요소를 포함하고 이때, 상기 제1 회전요소, 제2 회전요소, 제3 회전요소는 선기어, 캐리어, 링기어로 특정되지 않고, 서로 중복되지 않는 한 다양한 실시예가 가능하다. The first planetary gear set PG1 includes a first rotary element, a second rotary element, and a third rotary element, wherein the first rotary element, the second rotary element, and the third rotary element comprise a sun gear, a carrier, Various embodiments are possible as long as they are not specified by gears and do not overlap with each other.
일 예로, 상기 제1 회전요소가 선기어(S)인 경우, 상기 제2 회전요소가 캐리어(C)인 경우 제3 회전요소는 링기어(R)일 수 있고, 상기 제2 회전요소가 링기어(R)인 경우 상기 제3 회전요소는 캐리어(C)일 수 있다. For example, when the first rotary element is a sun gear S, the third rotary element may be a ring gear R when the second rotary element is a carrier C, (R), the third rotary element may be a carrier (C).
또한, 상기 제2 유성기어세트(PG2)는 같은 원리로, 제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소를 포함하고, 상기 제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소는 선기어(S), 캐리어(C), 링기어(R)로 특정되지 않고 서로 중복되지 않는 한 다양한 실시예가 가능하다.The second planetary gear set PG2 includes a fourth rotary element, a fifth rotary element and a sixth rotary element on the same principle, and the fourth rotary element, the fifth rotary element, and the sixth rotary element Various embodiments are possible as long as they are not specified by the sun gear S, the carrier C, and the ring gear R and do not overlap with each other.
또한, 유성기어세트에서 제1 및 제2 명칭은 특정한 유성기어세트를 의미하는 것이 아니며, 설명의 편의상 전술한 구조를 가지는 유성기어세트를 지칭하고, 다른 구성요소와의 연결관계는 각각 아래의 실시예에서 기재한 것과 같다. The first and second names in the planetary gear set do not refer to a specific planetary gear set but refer to a planetary gear set having the structure described above for convenience of explanation and the connection relationship with other constituent elements It is the same as described in the example.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 전기장치(EM A)와 제2 전기장치(EM B)는 유성기어세트의 회전요소를 회전시키는 모터로 작동하거나, 상기 회전요소의 회전력에 의해 전기를 생산하는 발전기(제너레이터) 기능을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 전기장치(EM A, EM B)는 공지의 다양한 전기장치가 채용될 수 있다. The first electric device EM A and the second electric device EM B according to the embodiment of the present invention operate as a motor for rotating the rotary element of the planetary gear set, And a generator (generator) functioning to produce the power. The electric devices (EM A, EM B) according to the embodiment of the present invention may be various electric devices known in the art.
그리고, 본 발명의 제1, 제2 브레이크(BK1, BK2)는 상기 회전요소 중 일부를 선택적으로 고정시키기 마찰부재로, 공지의 다양한 브레이크가 채용될 수 있다. The first and second brakes BK1 and BK2 of the present invention are friction members for selectively fixing a part of the rotary elements, and various known brakes may be employed.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치에서, 제1 유성기어세트(PG1), 제2 유성기어세트(PG2), 엔진(E), 제1 브레이크(BK1), 제2 브레이크(BK2), 출력기어(V), 엔진(E), 클러치(CL)와의 연결관계를 설명한다. In the driving apparatus for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, a first planetary gear set PG1, a second planetary gear set PG2, an engine E, a first brake BK1, (BK2), the output gear (V), the engine (E) and the clutch (CL) will be described.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 의한 출력기어(V)는 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 회전요소에 연결된다. 일 실시예로, 상기 출력기어(V)는 상기 제1 회전요소와 종감속 기어(FD)로 연결될 수 있다. 여기서 상기 종감속 기어(FD)는 기어를 거치며 회전속도를 줄이되, 토크는 증가 시키는 장치로 공지의 다양한 실시예의 종감속 기어가 채용될 수 있다.First, the output gear V according to an embodiment of the present invention is connected to the first rotary element of the first planetary gear set PG1. In one embodiment, the output gear V may be connected to the first rotary element by a longitudinal reduction gear FD. Here, the longitudinal reduction gears FD of various embodiments known in the art can be employed as the device for increasing the torque while reducing the rotational speed through the gears.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 제2 유성기어세트(PG2)의 상기 제4 회전요소는 제2브레이크와 제2 전기장치(EM B)와 연결되고, 상기 제5 회전요소는 상기 제2 회전요소와 연결되고, 상기 제6 회전요소는 상기 제3 회전요소와 연결된다.In an embodiment of the present invention, the fourth rotary element of the second planetary gear set PG2 is connected to the second brake and the second electric device EM B, and the fifth rotary element is connected to the second rotation And the sixth rotary element is connected to the third rotary element.
즉, 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 2개의 회전요소는 상기 제1 유성기어세트(PG1)에서 상기 출력기어(V)에 연결된 회전요소를 제외한 나머지 2개의 회전요소에 각각 연결된다. 그리고, 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 회전요소 중에서 상기 제1 유성기어세트(PG1)와 연결되지 않는 1개의 회전요소에는 제2 브레이크(BK2)와 제2 전기장치(EM B)가 연결된다. That is, two of the rotational elements of the second planetary gear set PG2 are connected to the other two rotational elements except for the rotational element connected to the output gear V from the first planetary gear set PG1 . The second brake BK2 and the second electric device EM B are connected to one rotary element that is not connected to the first planetary gear set PG1 among the rotary elements of the second planetary gear set PG2 do.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 엔진(E)이 제2 회전요소 또는 상기 제5 회전요소, 또는 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 사이에서 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 모두 연결될 수 있다.The driving device for a hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention is characterized in that the engine E is connected to the second rotary element or the fifth rotary element or between the second rotary element and the fifth rotary element, Element and the fifth rotary element.
즉, 상기 엔진(E)은 상기 제1 유성기어세트(PG1)와 상기 제2 유성기어세트(PG2) 중 어느 한 회전요소에 연결될 수 있고, 이 경우 상기 엔진(E)은 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 회전요소 중 상기 제2 유성기어와 연결된 2개의 회전요소 중 하나와 연결될 수 있다. That is, the engine E may be connected to any one of the first planetary gear set PG1 and the second planetary gear set PG2. In this case, the engine E may be connected to the first planetary gear set PG1, And one of the two rotary elements connected to the second planetary gear among the rotary elements of the set PG1.
다른 측면에서, 상기 엔진(E)은 제2 회전요소와 제5 회전요소를 연결하는 축의 일측에 연결되어 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 동력을 할 수 있다.In another aspect, the engine E may be connected to one side of a shaft connecting the second rotary element and the fifth rotary element to power the second rotary element and the fifth rotary element.
여기서, 상기 엔진(E)은, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소를 회전하는 동일한 축상의 어느 위치에 연결될 수 있고, 일 실시예로 전술한 것과 같이 상기 제2 회전요소에 연결되거나, 상기 제5 회전요소에 연결되거나, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 사이에서 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 모두에 연결될 수 있다.Here, the engine E may be connected to any position on the same axis that rotates the second rotating element and the fifth rotating element, and may be connected to the second rotating element, as described in one embodiment, And may be connected to the fifth rotary element or to both the second rotary element and the fifth rotary element between the second rotary element and the fifth rotary element.
이때, 상기 엔진(E)이 구동시, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소는 하나의 축으로 연결되어 있어 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소가 모두 회전하게 된다.At this time, when the engine (E) is driven, the second rotary element and the fifth rotary element are connected to each other via a single shaft so that both the second rotary element and the fifth rotary element are rotated.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 브레이크(BK1)는, 상기 엔진(E)이 연결되는 회전요소에 따라, 상기 엔진(E)이 제2 회전요소에 연결되는 경우 제5 회전요소에 연결되고, 상기 엔진(E)이 제5 회전요소에 연결되는 경우 제2 회전요소에 연결될 수 있고, 또는 상기 엔진이 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 사이에서 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 모두 연결되는 경우 상기 제2 회전요소 또는 상기 제5 회전요소에 연결되어 제동력을 제공할 수 있다. The first brake BK1 according to an embodiment of the present invention may be configured such that when the engine E is connected to the second rotary element according to the rotary element to which the engine E is connected, And the engine can be connected to the second rotary element when the engine E is connected to the fifth rotary element or the engine can be connected to the second rotary element and the second rotary element between the second rotary element and the fifth rotary element, And may be connected to the second rotary element or the fifth rotary element to provide the braking force when the fifth rotary element is connected to the fifth rotary element.
즉, 상기 제1 브레이크(BK1)는 상기 엔진(E)이 연결된 회전요소와 연결된 다른 회전요소에 연결된다. That is, the first brake BK1 is connected to another rotary element connected to the rotary element to which the engine E is connected.
다른 측면에서, 상기 제1 브레이크(BK1)는, 상기 엔진(E)이 연결된 축의 일측에 연결되어 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소를 정지시키는 제동력을 제공할 수 있다.In another aspect, the first brake BK1 may be connected to one side of a shaft to which the engine E is connected to provide a braking force for stopping the second rotary element and the fifth rotary element.
이 경우, 상기 제1 브레이크(BK1)가 상기 엔진(E)이 연결되는 축 상에서 상기 제2 회전요소 또는 상기 제5 회전요소 중 어느 하나를 정지시키는 경우, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소는 하나의 축으로 연결되어 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 모두가 정지된다.In this case, when the first brake BK1 stops any one of the second rotary element and the fifth rotary element on the axis to which the engine E is connected, the second rotary element and the fifth rotary element The elements are connected to each other via an axis so that both the second rotary element and the fifth rotary element are stopped.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 상기 제1 전기장치(EM A)가 상기 제3 회전요소 또는, 제 6 회전요소 또는, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소 사이에서 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 모두 연결에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소는 서로 연결되어 있어, 상기 제1 전기장치(EM A)가 구동시 모두 회전 하게 된다.The driving device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention is characterized in that the first electric device EM A is connected to the third rotary element or the sixth rotary element or the third rotary element and the sixth rotary element To the third rotary element and the sixth rotary element, respectively. Here, the third rotating element and the sixth rotating element are connected to each other, so that the first electric device EM A is all rotated when driven.
즉, 상기 제1 전기장치(EM A)는 상기 제1 유성기어세트(PG1) 또는 상기 제2 유성기어세트(PG2)에 연결될 수 있고, 이 경우 상기 제1 유성기어세트(PG1)와 상기 제2 유성기어세트(PG2)가 연결된 회전요소 중에서 상기 엔진(E)과 상기 제1 브레이크(BK1)가 연결되지 않은 나머지 2개의 회전요소 중 어느 하나에 연결될 수 있다. That is, the first electric device EM A may be connected to the first planetary gear set PG 1 or the second planetary gear set
다른 측면에서, 상기 제1 전기장치(EM A)는 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소를 연결하는 축의 일측에 연결되어 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 동력을 제공한다.In another aspect, the first electric device EM A is connected to one side of an axis connecting the third rotating element and the sixth rotating element to provide power to the third rotating element and the sixth rotating element.
이때, 상기 제1 전기장치(EM A)가 상기 제3 회전요소 또는 상기 제6 회전요소 중 어느 하나를 회전시키는 경우, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소는 하나의 축으로 연결되어 있어 모두 회전하게 된다.At this time, when the first electric device EM A rotates any one of the third rotary element and the sixth rotary element, the third rotary element and the sixth rotary element are connected by a single shaft All rotate.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 상기 엔진(E)의 구동력을 상기 유성기어세트에 선택적으로 전달하기 위해, 상기 클러치(CL)가 상기 엔진(E)과 연결되는 회전요소와 상기 엔진(E) 사이에 설치될 수 있다. In order to selectively transmit the driving force of the engine E to the planetary gear set, the driving apparatus for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention may be configured such that the rotation of the clutch CL, Element and the engine (E).
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치의 상기 제1 회전요소 내지 제6 회전요소가 선기어, 캐리어, 링기어에 해당하는 각각의 실시예에 대해 설명한다. Hereinafter, each embodiment in which the first to sixth rotating elements of the driving apparatus for a hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention correspond to a sun gear, a carrier and a ring gear will be described.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치에서 상기 제1 회전요소는 제1 링기어(R1)이고, 상기 제4 회전요소는 제2 링기어(R2)이며, 상기 제2회전요소는 제1 캐리어(P1-1, P1-2)이고 상기 제5 회전요소는 제2 캐리어(P2)이고, 상기 제3 회전요소는 제1 선기어(S1)이고 상기 제6 회전요소는 제2 선기어(S2)로 구비될 수 있다. 3, in the driving apparatus for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, the first rotating element is a first ring gear R1, the fourth rotating element is a second ring gear R2, Wherein the second rotating element is a first carrier (P1-1, P1-2), the fifth rotating element is a second carrier (P2), the third rotating element is a first sun gear (S1) Element may be provided as the second sun gear S2.
일 실시예로, 출력기어(V)는 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 링기어(R1)에 연결되고, 이때 상기 출력기어는 상기 제1 링기어(R1)와 종감속 기어(FD)로 연결될 수 있다.In one embodiment, the output gear V is connected to the first ring gear R1 of the first planetary gear set PG1, wherein the output gear is connected to the first ring gear R1 and the longitudinal reduction gears FD).
그리고, 상기 제2 브레이크(BK2)와 상기 제2 전기장치(EM B)는 상기 제2 링기어(R2)에 연결된다. The second brake BK2 and the second electric device EMB are connected to the second ring gear R2.
그리고, 상기 엔진(E)은 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결되거나, 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 제2 캐리어(P2)에 연결될 수 있다. The engine E is connected to the first carrier P1-1 or P1-2 of the first planetary gear set PG1 or the second carrier P2 of the second planetary gear set PG2, Lt; / RTI >
즉, 일 실시예로, 상기 엔진(E)이 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결되는 경우 상기 제1 브레이크(BK1)는 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되고, 상기 엔진(E)이 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 경우는 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결될 수 있다.That is, in one embodiment, when the engine E is connected to the first carriers P1-1 and P1-2, the first brake BK1 is connected to the second carrier P2, When the engine E is connected to the second carrier P2, it may be connected to the first carriers P1-1 and P1-2.
다만, 도 3에서는 상기 엔진(E)이 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결된 실시예만 도시하였고, 상기 엔진(E)이 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 실시예는 도시하지는 않지만, 이러한 2개의 실시예는 모두 상기 엔진(E)과 상기 제1 브레이크(BK1)가 각각의 회전요소가 연결된 하나의 선상에 배열되는 것으로 실제 성능면에서 동일한 효과를 제공할 수 있다.3 shows only the embodiment in which the engine E is connected to the first carriers P1-1 and P1-2 and the engine E is connected to the second carrier P2, Although not shown, both of these two embodiments are arranged on a single line in which the engine E and the first brake BK1 are connected to each other, so that the same effect can be obtained in actual performance .
예를 들어, 상기 제1 브레이크(BK1)가 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 경우 상기 제1 브레이크(BK1)를 동작시켜 상기 제2 캐리어(P2)를 정지시키는 경우, 상기 제2 캐리어(P2)와 연결된 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2) 또한 정지되고, 상기 제1 브레이크(BK1)가 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결되는 경우 상기 제1 브레이크(BK1)를 동작시켜 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)를 정지시키는 경우에도 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)와 연결된 상기 제2 캐리어(P2) 또한 정지된다. For example, when the first brake (BK1) is connected to the second carrier (P2) and the first brake (BK1) is operated to stop the second carrier (P2), the second carrier The first carriers P1-1 and P1-2 connected to the first and second carriers P1 and P2 are also stopped and when the first brake BK1 is connected to the first carriers P1-1 and P1-2, The second carrier P2 connected to the first carriers P1-1 and P1-2 is also stopped when the first carriers P1-1 and P1-2 are stopped by operating the first carriers P1-1 and P1-2.
그리고, 상기 제1 전기장치(EM A)는 상기 제1 선기어(S1) 또는 상기 제2 선기어(S2)에 연결될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 유성기어세트(PG1)는 더블 피니언 유성기어세트이고, 상기 제2 유성기어세트(PG2)는 싱글 피니언 유성기어세트로 구비될 수 있다.The first electric device EM A may be connected to the first sun gear S1 or the second sun gear S2. The first planetary gear set PG1 may be a double pinion planetary gear set and the second planetary gear set PG2 may be a single pinion planetary gear set according to an embodiment of the present invention.
도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치에서 상기 제1 회전요소는 제1 링기어(R1)이고, 상기 제4 회전요소는 제2 링기어(R2)이며, 상기 제2회전요소는 제1 선기어(S1)이고 상기 제5 회전요소는 제2 캐리어(P2)이고, 상기 제3 회전요소는 제1 캐리어(P1-1, P1-2)이고 상기 제6 회전요소는 제2 선기어(S2)로 구비될 수 있다. 4, in the driving apparatus for a hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention, the first rotating element is the first ring gear R1, the fourth rotating element is the second ring gear R2, Wherein the second rotating element is a first sun gear S1 and the fifth rotating element is a second carrier P2 and the third rotating element is a first carrier P1-1, P1-2, Element may be provided as the second sun gear S2.
즉, 출력기어(V)는 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 링기어(R1)에 연결되고, 상기 출력기어(V)는 상기 제1 링기어(R1)와 종감속 기어로 연결될 수 있다.That is, the output gear V is connected to the first ring gear R1 of the first planetary gear set PG1, and the output gear V is connected to the first ring gear R1 via the longitudinal reduction gear .
그리고, 상기 제2 브레이크(BK2)와 상기 제2 전기장치(EM B)는 상기 제2 링기어(R2)에 연결된다.The second brake BK2 and the second electric device EMB are connected to the second ring gear R2.
그리고, 상기 엔진(E)은 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 선기어(S1)에 연결되거나, 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 제2 캐리어(P2)에 연결될 수 있다. The engine E may be connected to the first sun gear S1 of the first planetary gear set PG1 or to the second carrier P2 of the second planetary gear set PG2.
즉, 상기 엔진(E)이 상기 제1 선기어(S1)에 연결되는 경우 상기 제1 브레이크(BK1)는 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되고, 상기 엔진(E)이 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 경우는 상기 제1 선기어(S1)에 연결될 수 있다.That is, when the engine E is connected to the first sun gear S1, the first brake BK1 is connected to the second carrier P2, and the engine E is connected to the second carrier P2 , It can be connected to the first sun gear S1.
다만, 도 4에서는 상기 엔진(E)이 상기 제1 선기어(S1)에 연결된 실시예만 도시하였고, 상기 엔진(E)이 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 실시예는 도시하지는 않으나, 전술한 것과 같이 상기 2개의 실시예는 실제 성능면에서 동일한 효과를 제공한다. 중복된 설명은 생략한다.4 shows only the embodiment in which the engine E is connected to the first sun gear S1 and the embodiment in which the engine E is connected to the second carrier P2 is not shown, The two embodiments provide the same effect in terms of actual performance. Duplicate description will be omitted.
그리고, 상기 제1 전기장치(EM A)는 상기 제1 캐리어(P1) 또는 상기 제2 선기어(S2)에 연결될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 유성기어세트(PG1)는 더블 피니언 유성기어세트이고, 상기 제2 유성기어세트(PG2)는 싱글 피니언 유성기어세트로 구비될 수 있다.The first electric device EM A may be connected to the first carrier P1 or the second sun gear S2. The first planetary gear set PG1 may be a double pinion planetary gear set and the second planetary gear set PG2 may be a single pinion planetary gear set according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치의 작동모드에 대해 설명한다.Hereinafter, an operation mode of the hybrid vehicle driving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 상기 제1 브레이크(BK1), 상기 제2 브레이크(BK2), 상기 클러치(CL), 상기 제1 전기장치(EM A), 상기 제2 전기장치(EM B) 및 상기 엔진(E)의 동작 여부를 차량의 주행 상황에 따라 제어하는 제어부를 포함한다.The driving device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention may include a first brake BK1, a second brake BK2, the clutch CL, the first electric device EM A, And a control unit for controlling the operation of the device EM B and the engine E according to the running condition of the vehicle.
도 5는 차량이 전기차 모드(EV 모드)로 주행시 하이브리드 자동차용 구동장치의 각 모드별 브레이크 및 클러치의 작동 상태를 나타내는 상태표에 대한 것이다.5 is a state table showing the operating states of brakes and clutches for each mode of the hybrid vehicle drive system when the vehicle is traveling in an electric vehicle mode (EV mode).
먼저, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제어부는 제1 전기차 모드에서, 상기 클러치(CL)를 체결하고, 상기 제1 브레이크(BK1)를 동작시켜 상기 제1 브레이크(BK1)와 연결된 회전요소, 일 예로 제2 회전요소 또는 제5 회전요소를 정지시킨다. 각각 엔진(E)을 구동하지 않고 적어도 1개의 전기장치를 구동한다.5 and 6, the control unit includes a rotary element connected to the first brake BK1 by engaging the clutch CL and operating the first brake BK1 in the first electric vehicle mode, For example, the second rotary element or the fifth rotary element is stopped. Each drive at least one electric device without driving the engine E.
그리고, 제1 전기차 모드에서는 엔진(E)은 구동하지 않고, 상기 제1 전기장치(EM A) 및 상기 제2 전기장치(EM B)를 구동한다. 여기서 상기 제2 전기장치(EM B)를 제1 전기장치(EM A)의 회전 방향과 반대로 회전시켜 레버 해석도에서 도시한 것과 같이 출력기어(V)가 설정된 회전수, 회전방향을 갖도록 회전시킨다. In the first electric vehicle mode, the engine E is not driven and drives the first electric device EM A and the second electric device EM B. Here, the second electric device EM B is rotated in a direction opposite to the rotating direction of the first electric device EM A so that the output gear V is rotated so as to have the predetermined rotational speed and rotational direction as shown in the lever analysis chart .
그리고, 도 5 및 도 7을 참조하면, 제2 전기차 모드에서, 상기 클러치(CL)를 체결하지 않고, 상기 제1 브레이크(BK1)를 동작시키지 않으며, 제2 브레이크(BK2)는 동작시켜 상기 제2 브레이크(BK2)에 연결된 회전요소를 정지시킨다. 5 and 7, in the second electric vehicle mode, without engaging the clutch CL, the first brake BK1 is not operated and the second brake BK2 is operated, 2 Stop the rotating element connected to the brake (BK2).
그리고, 상기 제2 전기차 모드에서는 상기 제1 전기장치(EM A)를 구동하고 상기 제2 전기장치(EM B)는 구동하지 않아, 레버 해석도에서 도시한 것과 같이 레버 해석도에서 도시한 것과 같이 출력기어(V)가 설정된 회전수, 회전방향을 갖도록 회전시킨다. In the second electric vehicle mode, the first electric device EM A is driven and the second electric device EM B is not driven. As shown in the lever analysis diagram, The output gear V is rotated so as to have the set rotational speed and rotational direction.
그리고, 도 5 및 도 8을 참조하면, 제3 전기차 모드에서는 클러치(CL)를 체결하지 않고, 제1 브레이크(BK1) 및 제2 브레이크(BK2)를 모두 작동시키지 않으며, 상기 제1 전기장치(EM A) 및 상기 제2 전기장치(EM B)를 구동한다.5 and 8, in the third electric vehicle mode, neither the first brake BK1 nor the second brake BK2 is operated without engaging the clutch CL, and the first electric device EM A) and the second electric device (EM B).
그리고, 도 5 및 도 9를 참조하면, 복합 분기모드에서는 클러치(CL)를 체결하고, 제1 브레이크(BK1) 및 제2 브레이크(BK2)를 모두 작동시키지 않으며, 상기 제1 전기장치(EM A) 및 상기 제2 전기장치(EM B)를 구동하는 모드로써, 엔진(E)과 전기장치를 모두 구동한다.5 and 9, in the hybrid branch mode, the clutch CL is engaged, and neither the first brake BK1 nor the second brake BK2 is operated, and the first electric device EM A ) And the second electric device (EM B), both of the engine E and the electric device are driven.
그리고, 도 5 및 도 10를 참조하면, 평행모드에서는 클러치(CL)를 체결하고, 제1 브레이크(BK1)는 작동하지 않으며, 제2 브레이크(BK2)는 작동시키고, 엔진(E)과 상기 제1 전기장치(EM A) 및 제2 전기장치(EM B)를 구동한다.5 and 10, in the parallel mode, the clutch CL is engaged, the first brake BK1 is not operated, the second brake BK2 is operated, 1 electric device (EM A) and the second electric device (EM B).
그리고, 본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.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 understood by those skilled in the art that the present invention can be easily understood by those skilled in the art.
E: 엔진
V: 출력기어
PG1: 제1 유성기어세트
S1: 제1 선기어
P1-1, P1-2 : 제1 캐리어
R1: 제1 링기어
PG2: 제2 유성기어세트
S2: 제2 선기어
P2: 제2 캐리어
R2: 제2 링기어
BK1: 제1 브레이크
BK2: 제2 브레이크
CL: 클러치
EM A: 제1 전기장치
EM B: 제2 전기장치
FD: 종감속 기어E: engine
V: output gear
PG1: 1st planetary gear set
S1: 1st sun gear
P1-1, P1-2: First carrier
R1: first ring gear
PG2: 2nd planetary gear set
S2: 2nd sun gear
P2: second carrier
R2: second ring gear
BK1: First brake
BK2: Second brake
CL: clutch
EM A: Primary electrical device
EM B: Second electrical device
FD: longitudinal reduction gear
Claims (13)
상기 제1 회전요소와 연결되는 출력기어;
제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소를 가지며, 상기 제4 회전요소는 제동력을 제공하는 제2 브레이크와 동력을 제공하는 제2 전기장치와 연결되고, 상기 제5 회전요소는 상기 제2 회전요소와 연결되고, 상기 제6 회전요소는 상기 제3 회전요소와 연결되는 제2 유성기어세트;
상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 동력을 제공하는 엔진;
상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 동력을 제공하는 제1 전기장치; 및
상기 엔진에 의해 발생하는 동력을 연결 또는 해제하는 클러치;
를 포함하되,
상기 제1 회전요소는 제1 링기어이고, 상기 제4 회전요소는 제2 링기어이며,
상기 제2 회전요소는 제1 선기어이고, 상기 제5 회전요소는 제2 캐리어이며,
상기 제3 회전요소는 제1 캐리어이고, 상기 제6 회전요소는 제2 선기어인 하이브리드 자동차용 구동장치.A first planetary gear set having a first rotating element, a second rotating element, and a third rotating element;
An output gear connected to the first rotary element;
The fourth rotary element is connected to a second electric device for providing power and a second brake for providing a braking force, and the fifth rotary element is connected to the first rotary element, A second planetary gear set connected to the second rotary element, the sixth rotary element connected to the third rotary element;
An engine for providing power to the second rotating element and the fifth rotating element;
A first electrical device for providing power to the third rotating element and the sixth rotating element; And
A clutch for connecting or disconnecting the power generated by the engine;
, ≪ / RTI &
The first rotary element is a first ring gear, the fourth rotary element is a second ring gear,
The second rotating element is a first sun gear, the fifth rotating element is a second carrier,
The third rotary element is a first carrier, and the sixth rotary element is a second sun gear.
상기 제2 회전요소 또는 상기 제5 회전요소를 정지시키는 제동력을 제공하는 제1 브레이크;를 더 포함하는 하이브리드 자동차용 구동장치.The method according to claim 1,
And a first brake that provides a braking force to stop the second rotary element or the fifth rotary element.
상기 출력기어는 상기 제1 회전요소와 종감속 기어로 연결되는 하이브리드 자동차용 구동장치.3. The method of claim 2,
And the output gear is connected to the first rotary element and the longitudinal reduction gear.
상기 제1 유성기어세트는 더블 피니언 유성기어세트인 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치.The method according to claim 1,
Wherein the first planetary gear set is a double pinion planetary gear set.
상기 제1 브레이크, 상기 제2 브레이크, 상기 클러치, 상기 제1 전기장치, 상기 제2 전기장치 및 상기 엔진의 동작 여부를 차량의 주행 상황에 따라 제어하는 제어부;를 더 포함하는 하이브리드 자동차용 구동장치.3. The method of claim 2,
And a controller for controlling whether or not the first brake, the second brake, the clutch, the first electric device, the second electric device, and the engine are operated according to the running condition of the vehicle, .
상기 제어부는,
제1 전기차 모드에서, 상기 클러치를 체결하고, 상기 제1 브레이크를 동작시키고, 상기 제1 전기장치 및 상기 제2 전기장치를 구동하며, 상기 제2 전기장치를 제1 전기장치의 구동방향과 반대로 회전시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치. 9. The method of claim 8,
Wherein,
In the first electric vehicle mode, the clutch is engaged, the first brake is operated, the first electric device and the second electric device are driven, and the second electric device is rotated in a direction opposite to the driving direction of the first electric device And rotating the hybrid vehicle.
상기 제어부는,
제2 전기차 모드에서, 상기 클러치를 미체결하고, 상기 제2 브레이크를 동작시키고, 상기 제1 전기장치를 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치. 9. The method of claim 8,
Wherein,
In the second electric vehicle mode, the clutch is not engaged, the second brake is operated, and the first electric device is driven.
상기 제어부는,
제3 전기차 모드에서, 상기 클러치를 미체결하고, 상기 제1 브레이크 및 제2 브레이크를 동작시키지 않고, 상기 제1 전기장치 및 제2 전기장치를 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치. 9. The method of claim 8,
Wherein,
In the third electric vehicle mode, the clutch is not engaged and the first electric device and the second electric device are driven without operating the first brake and the second brake.
상기 제어부는,
복합분기 모드에서, 상기 클러치를 체결하고, 제1 브레이크 및 제2 브레이크를 동작시키지 않고, 상기 제1 전기장치와 상기 제2 전기장치 및 상기 엔진을 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치.9. The method of claim 8,
Wherein,
Wherein in the hybrid branch mode, the clutch is engaged, and the first electric device, the second electric device, and the engine are driven without operating the first brake and the second brake.
상기 제어부는,
병렬 모드에서, 상기 클러치를 체결하고, 제1 브레이크를 동작시키지 않고 상기 제2 브레이크를 동작시키고, 상기 제2 전기장치 및 상기 엔진을 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치.
9. The method of claim 8,
Wherein,
In the parallel mode, the clutch is engaged, the second brake is operated without operating the first brake, and the second electric device and the engine are driven.
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- 2016-04-25 KR KR1020160050317A patent/KR101865862B1/en active IP Right Grant
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