KR19990060226A - 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템 - Google Patents

자동차의 하이브리드 무단변속 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR19990060226A
KR19990060226A KR1019970080448A KR19970080448A KR19990060226A KR 19990060226 A KR19990060226 A KR 19990060226A KR 1019970080448 A KR1019970080448 A KR 1019970080448A KR 19970080448 A KR19970080448 A KR 19970080448A KR 19990060226 A KR19990060226 A KR 19990060226A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
engine
output
toroidal
hybrid
Prior art date
Application number
KR1019970080448A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100300716B1 (ko
Inventor
이충섭
Original Assignee
정몽규
현대자동차 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정몽규, 현대자동차 주식회사 filed Critical 정몽규
Priority to KR1019970080448A priority Critical patent/KR100300716B1/ko
Publication of KR19990060226A publication Critical patent/KR19990060226A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100300716B1 publication Critical patent/KR100300716B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
    • 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
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템에 관한 것으로서, 특히 두 개의 토로이덜(TOROIDAL) 변속부를 병렬로 연결하여 변속비를 확장할 수 있으며, 무단변속기의 뒤쪽에 모터를 배치함으로써 하이브리드(HYBRID) 시스템을 용이하게 구성할 수 있도록 한 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템에 관한 것이다.
상기 본 발명은 엔진의 회전수를 등속 및 감속하여 전진 및 후진을 제공하고 엔진의 공회전을 제공하는 회전방향가변수단과, 상기 회전방향가변수단으로부터 출력되는 회전수를 가변하며 병렬로 연결되는 두 개의 토로이덜변속부와, 상기 토로이덜변속부에서 출력되는 회전력을 받아서 양쪽 바퀴를 차동하여 회전하는 차동장치와, 상기 토로이덜변속부 사이에 설치되어 가속시 구동력을 제공하고 감속시 전기를 발생하는 제1모터와, 상기 엔진과 연결되어 엔진을 시동하며 엔진이 작동되면 전기를 발생하는 제2모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

자동차의 하이브리드 무단변속 시스템
본 발명은 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템에 관한 것으로서, 특히 두 개의 토로이덜(TOROIDAL) 변속부를 병렬로 연결하여 변속비를 확장할 수 있으며, 무단변속기의 뒤쪽에 모터를 배치함으로써 하이브리드(HYBRID) 시스템을 용이하게 구성할 수 있도록 한 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 변속기는 엔진의 구동력을 변속비로 변화시켜 구동륜에 전달하는 기능을 구비하고 있다.
상기한 변속기는 다단 변속비로 이루어져 운전자가 의지대로 직접 변속단을 선택하는 수동 변속기, 다단 변속비로 이루어져 차량의 주행 조건에 따라 자동적으로 변속되는 자동 변속기, 그리고 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없이 무단으로 연속적인 변속을 실현하는 무단 변속기로 대별된다.
종래 상기 무단변속기를 탑재한 하이브리드 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 엔진(1)의 동력을 가변하여 출력하는 토크컨버터(2) 및 무단변속기(3)가 설치되며, 상기 무단변속기(3)에서 출력되는 구동력은 바퀴(4)를 회전하게 되는 구조를 이루고 있다.
상기 엔진(1)과 무단변속기(3) 사이에는 모터(5)가 설치되어 가속시 구동력을 제공하고 감속시 차량의 운동에너지를 전기로 전환하게 된다.
물론 엔진을 스타팅하기 위하여 엔진(1)고 직접 연결되는 다른 모터(6)도 설치되어 있다.
상기와 같이 구성된 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템은 엔진(1)의 구동력을 토크컨버터(2)가 받아서 회전력을 가변하게 되며, 상기 토크컨버터(2)의 구동력은 무단변속기(3)에 입력되어 회전수가 가변되어 바퀴(4)를 구동하게 된다.
이 때 엔진의 최적 운전점을 위하여 무단변속기(3)가 제어되며, 가속 및 감속시에 모터(5)가 사용되게 된다.
물론 모터(6)는 엔진을 시동하게 되며, 엔진이 시동된 뒤에는 배터리(7)에 전기를 공급하게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술의 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템은 모터(6)가 엔진(1)과 무단변속기(3) 사이에 설치되어 있기 때문에 엔진룸의 공간을 많이 차지하게 되며, 무단변속기를 장착할 경우에 엔진의 실린더블록을 수정하게 된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 두 개의 토로이덜(TOROIDAL) 변속부를 병렬로 연결하여 변속비를 확장할 수 있으며, 무단변속기의 뒤쪽에 모터를 배치함으로써 하이브리드(HYBRID) 시스템을 용이하게 구성할 수 있도록 한 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템을 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 하이브리드 무단변속 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템의 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
51 : 엔진 51a : 출력축
52 : 차동장치 53 : 제1모터
54 : 제2모터 55 : 선기어
56 : 피니언기어 57 : 캐리어
58 : 링기어 59 : 싱글피니언유성기어
60 : 포워드클러치 61 : 리버스클러치
62 : 제1입력디스크 63 : 제1드라이브기어
64 : 제1출력디스크 65 : 제1롤러
66 : 중간기어 67 : 드리븐기어
68 : 제2입력디스크 69 : 제2드라이브기어
70 : 제2출력디스크 71 : 제2롤러
72 : 인버터 73 : 배터리
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템은, 엔진의 회전수를 등속 및 감속하여 전진 및 후진을 제공하고 엔진의 공회전을 제공하는 회전방향가변수단과, 상기 회전방향가변수단으로부터 출력되는 회전수를 가변하며 병렬로 연결되는 두 개의 토로이덜변속부와, 상기 토로이덜변속부에서 출력되는 회전력을 받아서 양쪽 바퀴를 차동하여 회전하는 차동장치와, 상기 토로이덜변속부 사이에 설치되어 가속시 구동력을 제공하고 감속시 전기를 발생하는 제1모터와, 상기 엔진과 연결되어 엔진을 시동하며 엔진이 작동되면 전기를 발생하는 제2모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 엔진(51)의 출력측에 회전방향가변수단을 연결하고, 상기 회전방향가변수단의 출력측에 병렬로 구성되는 두 개의 토로이덜변속부를 연결하고, 상기 토로이덜변속부에서 출력측에 차동장치(52)를 설치하여 차동된 회전수로 양쪽 바퀴를 회전하며, 상기 토로이덜변속부 사이에 제1모터(53)를 설치하여 가속시 구동력을 제공하고 감속시 전기를 발생하며, 상기 엔진(51)과 제2모터(54)를 설치하여 엔진을 시동하거나 엔진이 작동되면 전기를 발생하는 구조로 이루어진다.
여기서 상기 회전방향가변수단은 엔진(51)의 회전수를 등속 및 감속하여 전진 및 후진을 제공하고 엔진의 공회전을 제공하는 것으로서, 상기 엔진(51)을 출력축(51a)과 연결되는 선기어(55)와 피니언기어(56)를 지지하면서 상기 선기어(55)와 연결되거나 변속기케이스와 고정되는 캐리어(57)와 상기 피니언기어(56)를 내부에서 치합되면서 상기 토로이덜변속부에 회전력을 입력하는 링기어(58)로 구성된 싱글피니언유성기어(59)와, 상기 싱글피니언유성기어(59)의 선기어(55)와 캐리어(57)를 고정하여 링기어(58)를 정회전하는 포워드클러치(60)와, 상기 싱글피니언유성기어(59)의 캐리어(57)를 고정하여 감속된 회전수로 링기어(58)를 역회전하도록 하는 리버스클러치(61)로 이루어진다.
또한 두 개의 토로이덜변속부는 상기 회전방향가변수단으로부터 출력되는 회전수를 가변하며 병렬로 연결되는 것으로서, 상기 회전방향가변수단의 출력측 즉 링기어(58)와 연결되는 제1입력디스크(62)와, 제1드라이브기어(63)와 연결되는 제1출력디스크(64)와, 상기 제1입력디스크(62)와 제1출력디스크(64) 사이에 설치되어 그 위치에 따라 제1출력디스크(64)의 회전 속도를 무단으로 변속하는 제1롤러(65)와, 상기 제1출력디스크(64)의 제1드라이브기어(63)와 치합되며 상기 제1모터(53)와 연결되는 중간기어(66)와, 상기 중간기어(66)와 치합되는 드리븐기어(67)와 연결되는 제2입력디스크(68)와, 차동장치(52)와 치합되는 제2드라이브기어(69)와 연결되는 제2출력디스크(70)와, 상기 제2입력디스크(68)와 제2출력디스크(70) 사이에 설치되어 그 위치에 따라 제2출력디스크(70)의 회전 속도를 무단으로 변속하는 제2롤러(71)로 구성된다.
물론 상기 제1모터(53) 및 제2모터(54)는 인버터(72)에 의하여 배터리(73)와 연결된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템 의 작용을 설명하면 다음과 같다.
엔진의 공회전 상태의 경우에는 포워드클러치(60)와 리버스클러치(61)가 작동하지 않게 된다.
그러면 바퀴 측의 부하에 의하여 차동장치(52) 및 토로이덜변속부가 정지하게 되며, 이로 인하여 링기어(58)가 정지하게 되면서 엔진의 출력 동력이 선기어(55) 및 캐리어(57)를 공회전하게 된다.
상기와 같은 상태에서 전진하기 위하여 운전자가 포워드클러치(60)를 작동하여 선기어(55)와 캐리어(57)를 일체화하면 싱글피니언유성기어(59)는 일체로 정회전하게 된다.
그러면 싱글피니언유성기어(59)의 링기어(58)의 출력 동력은 제1입력디스크(62) → 제1롤러(65) → 제1출력디스크(64) → 제1드라이브기어(63) → 중간기어(66) → 드리븐기어(67) → 제2입력디스크(68) → 제2롤러(71) → 제2출력디스크(70) → 제2드라이브기어(69) 순으로 경유하여 차동장치(52)를 회전한다.
그래서 엔진의 동력은 바퀴로 전달되어 전진의 무단변속이 실현되는 것이다.
운전자가 후진을 하고자 할 경우에는 차량을 정지한 상태에서 리버스클러치(61)를 작동하고 포워드클러치(60)를 작동 해제하면 캐리어(57)가 고정되므로 선기어(55)의 회전력은 링기어(58)를 감속 역회전한다.
그리고 링기어(58)에서 출력되는 동력은 상기와 같은 전진상태의 순서와 동일하게 전달되어 차량을 후진하게 된다.
여기서 토로이덜변속부의 후단부에 있는 제1모터(53)는 가속시에 가속력을 제공하여 최적의 엔진 운전점을 제공하며, 감속시에 컨버터(72)를 통하여 배터리(73)로 전기를 공급하게 된다.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명의 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템은 두 개의 토로이덜(TOROIDAL) 변속부를 병렬로 연결하여 변속비를 확장할 수 있으며, 무단변속기의 뒤쪽에 모터를 배치함으로써 하이브리드(HYBRID) 시스템을 용이하게 구성하여 엔진의 변경없이 시스템을 구성할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 엔진의 회전수를 등속 및 감속하여 전진 및 후진을 제공하고 엔진의 공회전을 제공하는 회전방향가변수단과, 상기 회전방향가변수단으로부터 출력되는 회전수를 가변하며 병렬로 연결되는 두 개의 토로이덜변속부와, 상기 토로이덜변속부에서 출력되는 회전력을 받아서 양쪽 바퀴를 차동하여 회전하는 차동장치와, 상기 토로이덜변속부 사이에 설치되어 가속시 구동력을 제공하고 감속시 전기를 발생하는 제1모터와, 상기 엔진과 연결되어 엔진을 시동하며 엔진이 작동되면 전기를 발생하는 제2모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전방향가변수단은 엔진을 출력축과 연결되는 선기어와 피니언기어를 지지하면서 상기 선기어와 연결되거나 변속기케이스와 고정되는 캐리어와 상기 피니언기어를 내부에서 치합되면서 상기 토로이덜변속부에 회전력을 입력하는 링기어로 구성된 싱글피니언유성기어와, 상기 싱글피니언유성기어의 선기어와 캐리어를 고정하여 링기어를 정회전하는 포워드클러치와, 상기 싱글피니언유성기어의 캐리어를 고정하여 감속된 회전수로 링기어를 역회전하도록 하는 리버스클러치로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 토로이덜변속부는 상기 회전방향가변수단에서 출력되는 링기어와 연결되는 제1입력디스크와, 제1드라이브기어와 연결되는 제1출력디스크와, 상기 제1입력디스크와 제1출력디스크 사이에 설치되어 그 위치에 따라 제1출력디스크의 회전 속도를 무단으로 변속하는 제1롤러와, 상기 제1출력디스크의 제1드라이브기어와 치합되며 상기 제1모터와 연결되는 중간기어와, 상기 중간기어와 치합되는 드리븐기어와 연결되는 제2입력디스크와, 차동장치와 치합되는 제2드라이브기어와 연결되는 제2출력디스크와, 상기 제2입력디스크와 제2출력디스크 사이에 설치되어 그 위치에 따라 제2출력디스크의 회전 속도를 무단으로 변속하는 제2롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 하이브리드 무단변속 시스템.
KR1019970080448A 1997-12-31 1997-12-31 자동차의하이브리드무단변속시스템 KR100300716B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970080448A KR100300716B1 (ko) 1997-12-31 1997-12-31 자동차의하이브리드무단변속시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970080448A KR100300716B1 (ko) 1997-12-31 1997-12-31 자동차의하이브리드무단변속시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990060226A true KR19990060226A (ko) 1999-07-26
KR100300716B1 KR100300716B1 (ko) 2001-11-22

Family

ID=37528957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970080448A KR100300716B1 (ko) 1997-12-31 1997-12-31 자동차의하이브리드무단변속시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100300716B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100757597B1 (ko) * 2006-08-29 2007-09-10 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 자동차용 무단변속 동력전달장치
KR100774665B1 (ko) 2006-09-21 2007-11-08 현대자동차주식회사 토로이달을 이용한 하이브리드 파워트레인 구조
KR100783941B1 (ko) * 2006-08-29 2007-12-10 현대자동차주식회사 토로이달을 이용한 하이브리드 차량의 파워트레인 구조

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3097505B2 (ja) * 1995-07-13 2000-10-10 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100757597B1 (ko) * 2006-08-29 2007-09-10 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 자동차용 무단변속 동력전달장치
KR100783941B1 (ko) * 2006-08-29 2007-12-10 현대자동차주식회사 토로이달을 이용한 하이브리드 차량의 파워트레인 구조
KR100774665B1 (ko) 2006-09-21 2007-11-08 현대자동차주식회사 토로이달을 이용한 하이브리드 파워트레인 구조

Also Published As

Publication number Publication date
KR100300716B1 (ko) 2001-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100558100B1 (ko) 차량 구동 조립체
US5935035A (en) Electro-mechanical powertrain
JPH11310044A (ja) 車両駆動ユニット
US20070049444A1 (en) Automatic vehicle gearshift transmission
KR100836291B1 (ko) 무단 변속기를 갖춘 하이브리드 전기 자동차의동력전달장치
KR20010083937A (ko) 자동차용 하이브리드 변속기
JP2002147596A (ja) 電気自動車におけるインホイール変速機の制御装置
JP2000142146A (ja) ハイブリッド車両用駆動装置
KR20010012487A (ko) 차량용 구동 장치
JP2007331632A (ja) 車輌駆動装置及び車輌駆動システム
KR101382792B1 (ko) 차량의 하이브리드 구동장치
KR100204956B1 (ko) 차량용 자동 변속기의 파워 트레인
JP4457528B2 (ja) ハイブリッド車用駆動装置
KR100300716B1 (ko) 자동차의하이브리드무단변속시스템
US20120238385A1 (en) Variable ratio power-split hybrid transmission
JPS61294261A (ja) ハイドロダイナミツク・メカニカル式伝動装置のための切換え装置
KR19990073062A (ko) 자동차용무단자동변속기
JP2008511806A (ja) 輸送機関伝動装置
KR100293543B1 (ko) 하이브리드변속기
KR200234183Y1 (ko) 하이브리드용무단변속기
KR0183222B1 (ko) 차량용 무단 변속장치
KR100427362B1 (ko) 차량용 무단변속기
KR20020062068A (ko) 높은 변속효율과 내구성을 갖는 무단 변속장치
KR970008225B1 (ko) 차량용 무단 변속장치
KR0183236B1 (ko) 무단 변속이 가능한 차량용 자동변속기의 파워트레인

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20040316

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee