KR20080035765A - 차량의 하이브리드 시스템 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진과 모터 및 유단 변속기를 포함하여 이루어진 하이브리드 시스템에서 모터의 배치 및 연결관계를 새롭게 구현하여 보다 효율적인 동력전달체계를 구현하여 차량의 연비를 개선할 수 있고 변속충격을 최소화하여 운전감을 향상시키며, 새로운 모터의 개발에 대한 요구를 불식시킬 수 있도록 한다.

Description

차량의 하이브리드 시스템 구조{hybrid system structure of a vehicle}

도 1은 종래 기술에 따른 차량의 하이브리드 시스템 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 차량의 하이브리드 시스템 구조를 도시한 개념도,

도 3은 도 2의 유성기어세트 부분을 보다 상세히 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 엔진 3; 엔진클러치

5; 구동축 7; 변속기

9; 종동축 11; 선기어

13; 유성기어세트 15; 캐리어

17; 모터 19; 유성클러치

21; 링기어 23; 유성브레이크

25; 출력기어 27; 종감속기어유닛

29; 디퍼렌셜 31; 구동륜

본 발명은 차량의 하이브리드 시스템 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게 는 보다 효율적인 동력전달체계로 연비를 향상시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

도 1은 종래의 차량의 하이브리드 시스템 구조를 도시한 것으로서, 엔진(500)과 모터(502) 및 유단 변속기(504)가 직렬로 연결된 하이브리드 시스템의 구조이다.

엔진(500)과 모터(502) 사이에는 클러치(506)가 설치되어, 상기 클러치(506)의 조작에 의해 엔진(500)과 모터(502)를 분리하여 모터(502)만에 의한 전기차모드의 구현이 가능하도록 하고 있다.

상기한 바와 같은 구조에서, 전기차모드로 주행이 이루어지고 있는 경우, 상기 모터(502)에서 발생된 동력은 상기 유단 변속기(504)의 구동축(510)과 종동축(512)을 거쳐서 구동륜(508)으로 전달된다.

또한, 구조적으로 상기 유단 변속기(504)는 변속이 필요하며, 변속중에는 구동륜(508)으로의 동력전달이 끊어지게 되는 순간이 발생하여 변속충격 발생으로 운전감이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 상기한 바와 같이 모터(502)가 유단 변속기(504)의 구동축(510)에 연결된 구조에서, 상기 모터(502)는 엔진(500)의 작동속도 영역에 맞게 비교적 넓은 속도범위에서 높은 토크를 발생할 수 있도록 개발되는 것이 바람직하다.

본 발명은 엔진과 모터 및 유단 변속기를 포함하여 이루어진 하이브리드 시스템에서 모터의 배치 및 연결관계를 새롭게 구현하여 보다 효율적인 동력전달체계 를 구현하여 차량의 연비를 개선할 수 있고 변속충격을 최소화하여 운전감을 향상시키며, 새로운 모터의 개발에 대한 요구를 제거할 수 있도록 한 차량의 하이브리드 시스템 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 하이브리드 시스템 구조는

엔진과 엔진클러치를 통하여 구동축이 연결된 변속기와;

상기 변속기의 종동축에 선기어가 연결된 유성기어세트와;

상기 유성기어세트의 캐리어에 연결된 모터와;

상기 유성기어세트의 캐리어와 상기 변속기의 종동축 사이를 연결 및 차단할 수 있도록 구비된 유성클러치와;

상기 유성기어세트의 링기어를 고정된 상태와 회전 가능한 상태로 전환할 수 있도록 설치된 유성브레이크;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진(1)과 엔진클러치(3)를 통하여 구동축(5)이 연결된 변속기(7)와; 상기 변속기(7)의 종동축(9)에 선기어(11)가 연결된 유성기어세트(13)와; 상기 유성기어세트(13)의 캐리어(15)에 연결된 모터(17)와; 상기 유성기어세트(13)의 캐리어(15)와 상기 변속기(7)의 종동축(9) 사 이를 연결 및 차단할 수 있도록 구비된 유성클러치(19)와; 상기 유성기어세트(13)의 링기어(21)를 고정된 상태와 회전 가능한 상태로 전환할 수 있도록 설치된 유성브레이크(23)를 포함하여 구성되며, 상기 종동축(9)은 출력기어(25)와 종감속기어유닛(27)을 통해 디퍼렌셜(29)로 연결되고, 상기 디퍼렌셜(29)의 양쪽에는 구동륜(31)이 연결되어 있다.

즉, 본 발명은 상기 모터(17)를 유단 변속기(7)의 구동축(5)이 아니라 종동축(9)에 연결한 것이며, 종동축(9)과 모터(17)의 사이에 유성기어세트(13)를 설치하여 모터(17)와 종동축(9) 사이의 회전수비를 조절할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같이 모터(17)를 변속기(7)의 종동축(9)에 설치하게 되면, 종래에 모터(17)의 동력이 구동축(5)으로 공급되어 종동축(9)으로 변속되어 구동륜(31)으로 제공되던 경우에 비하여, 동력전달효율의 저하가 방지되므로, 동력전달효율의 향상으로 결과적으로 차량의 연비를 향상시키는 결과를 가져오게 된다.

또한, 모터(17)는 저속시의 토크 특성이 엔진에 비하여 매우 우수하여 별도의 감속 없이 구동륜(31)으로 동력을 전달하여 차량의 출발 및 주행이 가능하도록 할 수 있고, 모터(17)의 동력만으로 차량의 저속 일부 구간에서는 별도의 변속조작 없이 상기 모터(17)의 속도를 조절하여 차량의 원활하고 효율적인 주행이 가능하므로, 변속충격이 배제되어 운전감을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 유성기어세트(13)를 통하여 모터(17)와 종동축(9)을 연결하면, 차량의 출발시 등과 같은 극 저속시에는, 상기 유성브레이크(23)를 해제하여 링기어(21)를 자유회전 가능하게 하고 상기 유성클러치(19)를 체결하여 상기 링 기어(21)와 캐리어(15)가 연결되도록 함으로써, 상기 유성기어세트(13)의 각 요소가 서로 잠겨서 일체로 회전됨으로써, 상기 유성기어세트(13)의 캐리어(15)로 입력된 모터(17)의 회전력은 감속이나 증속 없이 그대로 상기 종동축(9)으로 공급되어 구동륜(31)에 이르도록 하여 높은 토크 요구를 충족시키도록 한다.

한편, 차량의 속도가 증가하게 되어 소정의 수준에 이르게 되면, 상기 유성브레이크(23)를 체결하여 상기 링기어(21)를 고정하고 상기 유성클러치(19)를 해제하면, 상기 캐리어(15)로 입력된 모터(17)의 회전력은 상기 선기어(11)로 증속되어 출력되어 상기 종동축(9)에 공급되므로, 상기 모터(17)는 차속이 어느 정도 증가하여도 상대적으로 저속으로 운전되면서 비교적 양호한 토크 특성을 발휘할 수 있어서, 효율성이 있는 전기차모드의 구간을 종래와 같이 동일 사양의 모터(17)가 그대로 구동축(5)에 연결되는 경우에 비해 넓게 확보할 수 있다.

따라서, 본 발명의 하이브리드 시스템은 연비와 배기가스 측면에서 유리하도록 모터(17)를 효율이 좋은 영역에서 작동할 수 있는 이점이 있다.

물론, 상기한 바와 같은 수준의 하이브리드 전기차 모드로 주행할 수 있는 속도구간을 종래의 모터가 변속기의 구동축에 직접 연결된 구조에서 구현하려면, 보다 넓은 속도 구간에서 엔진에 비하여 우수한 토크특성을 제공할 수 있는 모터를 개발해야 하지만, 본 발명의 하이브리드 시스템 구조는 이러한 새로운 모터의 개발요구를 제거할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 엔진과 모터 및 유단 변속기를 포함하여 이 루어진 하이브리드 시스템에서 모터의 배치 및 연결관계를 새롭게 구현하여 보다 효율적인 동력전달체계를 구현하여 차량의 연비를 개선할 수 있고 변속충격을 최소화하여 운전감을 향상시키며, 새로운 모터의 개발에 대한 요구를 불식시킬 수 있도록 한다.

Claims (1)

1. 엔진과 엔진클러치를 통하여 구동축이 연결된 변속기와;

   상기 변속기의 종동축에 선기어가 연결된 유성기어세트와;

   상기 유성기어세트의 캐리어에 연결된 모터와;

   상기 유성기어세트의 캐리어와 상기 변속기의 종동축 사이를 연결 및 차단할 수 있도록 구비된 유성클러치와;

   상기 유성기어세트의 링기어를 고정된 상태와 회전 가능한 상태로 전환할 수 있도록 설치된 유성브레이크;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 시스템 구조.

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