KR20110006908A - 하이브리드 차량의 파워트레인 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 싱글피니언 유성기어세트 2조와 클러치 2개 및 브레이크 2개 만을 이용하여 입력분기모드와 복합분기모드의 하이브리드모드를 구현할 수 있고, 더불어 상기 고정기어비모드를 2단에 걸쳐 구현할 수 있게 구성됨으로써, 컴팩트한 구성으로 차량의 공간확보에 유리하고 원가 절감에 기여할 수 있게 되며, 연속적인 변속비 구현이 가능하고, 상기 다양한 모드를 차량의 주행조건에 따라 적절히 전환함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인을 제공한다.
유성기어세트, 변속, 연비, 고정기어비

Description

하이브리드 차량의 파워트레인{Power Train for Hybrid Vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동륜에 구동력을 제공하는 동력원으로서 내연기관인 엔진과, 전기에 의해 구동되는 모터제너레이터를 사용하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조에 관한 기술이다.
엔진과 모터제너레이터를 사용하는 하이브리드 차량은, 저속에서는 상대적으로 저속토크특성이 우수한 모터제너레이터로부터의 동력을 구동력으로 이용하도록 하고, 고속에서는 상대적으로 고속토크특성이 우수한 엔진으로부터의 동력으로 차량이 구동되도록 하는 개념을 기반으로 하여 차량의 연비를 개선하도록 하고 있다.
또한, 하이브리드 차량은 모터제너레이터만으로 구동되는 동안에는 엔진에 의한 배기가스가 발생할 여지가 없어서, 연비 개선과 배기가스 저감의 장점을 가진 친환경적인 자동차 기술로 인정받고 있다.
상기와 같은 하이브리드 차량의 동력전달장치는 차량의 전 운전 영역에서 충 분한 구동력을 확보할 수 있도록 해야 함은 물론, 효율적인 운전으로 연비를 충분히 높게 확보할 수 있어야 할 필요가 있다.
본 발명은 동력분기방식에 의한 다중모드의 구현은 물론, 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비를 복수 개 제공하여, 차량의 주행상황에 따라 이들 다양한 주행모드에 의한 다중모드 운행이 가능하도록 함으로써, 차량의 전체 운전 영역에서 충분한 구동력을 확보함과 아울러 차량의 연비를 높게 확보할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인은
입력축에 연결되는 회전요소와, 출력요소에 연결되는 회전요소를 구비한 제1유성기어세트와;
상기 제1유성기어세트의 상기 입력축에 연결되는 회전요소와 선택적으로 연결되는 회전요소와, 상기 제1유성기어세트의 상기 출력요소에 연결되는 회전요소와 연결된 회전요소를 구비한 제2유성기어세트와;
상기 제1유성기어세트의 상기 입력축에 연결되는 회전요소와 상기 제2유성 기어세트의 회전요소를 선택적으로 연결하도록 설치된 제1클러치와;
상기 제1클러치가 연결된 상기 제2유성기어세트의 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1브레이크와;
상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1클러치가 연결된 회전요소와 상기 출력요소에 연결되는 회전요소 이외의 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제2브레이크와;
상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1브레이크가 연결된 회전요소와 상기 제2브레이크가 연결된 회전요소 사이를 선택적으로 연결하도록 설치된 제2클러치와;
상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트에 구동력을 제공할 수 있도록 연결되는 적어도 2개 이상의 동력원을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인은
엔진으로부터 동력을 입력 받는 입력축과;
동력을 인출하는 출력요소와;
동축상으로 배치되고 각각 한 회전요소가 서로 연결된 제1유성기어세트 및 제2유성기어세트와;
상기 입력축과 연결되는 상기 제1유성기어세트의 회전요소와 상기 제2유성기어세트의 한 회전요소를 선택적으로 연결하는 제1클러치와;
상기 제2유성기어세트의 두 회전요소 사이를 선택적으로 연결하는 제2클러 치와
상기 제2클러치가 연결된 상기 제2유성기어세트의 두 회전요소 각각의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 제1브레이크 및 제2브레이크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인은, 싱글피니언 유성기어세트 2조와 클러치 2개 및 브레이크 2개 만을 이용하여 입력분기모드와 복합분기모드의 하이브리드모드를 구현할 수 있고, 더불어 상기 고정기어비모드를 2단에 걸쳐 구현할 수 있게 구성됨으로써, 컴팩트한 구성으로 차량의 공간확보에 유리하고 원가 절감에 기여할 수 있게 되며, 연속적인 변속비 구현이 가능하고, 상기 다양한 모드를 차량의 주행조건에 따라 적절히 전환함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 시스템의 성능 향상에 따라 동일조건 대비 모터제너레이터에서 요구되는 성능을 낮출 수 있어서, 차량의 원가 절감에 기여할 수 있게 된다.
도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 입력축(IN)에 연결되는 회전요소와, 출력요소(OUT)에 연결되는 회전요소를 구비한 제1유성기어세트(PG1)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)의 상기 입력축(IN)에 연결되는 회전요소와 선택적으로 연결되는 회 전요소와, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 상기 출력요소(OUT)에 연결되는 회전요소와 연결된 회전요소를 구비한 제2유성기어세트(PG2)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)의 상기 입력축(IN)에 연결되는 회전요소와 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소를 선택적으로 연결하도록 설치된 제1클러치(CL1)와; 상기 제1클러치(CL1)가 연결된 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1브레이크(BK1)와; 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 상기 제1클러치(CL1)가 연결된 회전요소와 상기 출력요소(OUT)에 연결되는 회전요소 이외의 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제2브레이크(BK2)와; 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 상기 제1브레이크(BK1)가 연결된 회전요소와 상기 제2브레이크(BK2)가 연결된 회전요소 사이를 선택적으로 연결하도록 설치된 제2클러치(CL2)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)에 구동력을 제공할 수 있도록 연결되는 적어도 2개 이상의 동력원을 포함하여 구성된다.
상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)는 동심축을 이루어 배치되고 각각 3개의 회전요소를 구비한 싱글피니언 유성기어세트로 이루어져 있다.
상기 제1유성기어세트(PG1)에 연결되는 상기 동력원은 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들 중 상기 입력축(IN)과 출력요소(OUT)에 연결되지 않은 회전요소에 연결되고, 상기 제2유성기어세트(PG2)에 연결되는 동력원은 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 상기 입력축(IN)과 출력요소(OUT)에 연결되지 않는 회전요소에 연결된다.
상기 동력원은 상기 입력축(IN)에 연결되는 엔진(ENG)과, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소에 연결되는 제1모터제너레이터(MG1)와, 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들에 연결되는 제2모터제너레이터(MG2)로 구성된다.
상기 출력요소(OUT)는 종감속기어 등에 연결되어 차량의 구동륜으로 연결됨으로써, 상기 엔진(ENG)과 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)로부터 상기 제1유성기어세트(PG1) 및 제2유성기어세트(PG2)를 통해 변속된 동력을 구동륜으로 전달할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)에는 인버터를 통해 고전압배터리가 연결됨으로써, 회생제동시에는 전기를 고전압배터리로 충전할 수 있고, 구동시에는 상기 고전압배터리로부터의 전기를 이용하여 각각 구동력을 발생시킬 수 있도록 되어 있다.
상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들 중 상기 입력축(IN)에 연결된 회전요소와 출력요소(OUT)에 연결된 회전요소는 서로 직접 인접하여 치합되고, 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 상기 제1클러치(CL1)가 연결된 회전요소와 상기 출력요소(OUT)에 연결되는 회전요소는 서로 직접 인접하여 치합된다.
즉, 본 실시예에서는 상기 제1유성기어세트(PG1)는 제1선기어(S1)가 상기 제1모터제너레이터(MG1)에 연결되고, 제1캐리어(C1)가 상기 출력요소(OUT)에 연결되며, 제1링기어(R1)가 상기 입력축(IN)에 연결되고, 상기 제2유성기어세트(PG2)는 제2선기어(S2)가 상기 제2모터제너레이터(MG2)와 제2브레이크(BK2) 및 제2클러치(CL2)에 연결되고, 제2캐리어(C2)가 상기 제1브레이크(BK1)와 제1클러치(CL1) 및 제2클러치(CL2)에 연결되고, 제2링기어(R2)가 상기 제1캐리어(C1)를 통해 출력요소(OUT)에 연결된 구조이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 3을 함께 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 4를 참조하여 입력분기모드를 살펴보면, 제1브레이크(BK1)만을 체결하고 나머지 요소들인 제2브레이크(BK2)와 제1클러치(CL1) 및 제2클러치(CL2)는 개방시켜서 구현한다.
즉, 상기 제1브레이크(BK1)가 결합되면, 상기 제2모터제너레이터(MG2)로부터의 동력은 상기 제2유성기어세트(PG2)를 통해 단순 감속되어 상기 출력요소(OUT)와 직결된 상기 제2링기어(R2)로 전달되므로, 상기 제2모터제너레이터(MG2)가 결국 상기 출력요소(OUT)에 바로 연결된 것과 마찬가지의 구조가 되어 입력분기모드를 구 현하게 되는 것이다.
이 입력분기모드는 고변속비, 저속에서 사용할 수 있는 동력 분기 구조이다.
복합분기모드는 상기 제1브레이크(BK1)는 해제하고, 상기 제1클러치(CL1)만 체결하여 구현된다. 상기 제1클러치(CL1)만 체결된 상태를 단순화 하면, 도 5와 같은 상태가 되는데, 이때 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)는 모두 엔진(ENG)이 연결된 입력축(IN)이나 출력요소(OUT)에 직접 연결되지 않은 구조이므로 복합분기모드를 형성함을 알 수 있다.
상기와 같은 복합분기모드는 고변속비, 고속에서 사용할 수 있는 동력 분기 구조이다.
고정기어비 1단모드는 상기 제1브레이크(BK1)와 제2브레이크(BK2)만을 체결하고 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2)는 해제된 상태로서, 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)는 상기 출력요소(OUT)가 연결된 제1캐리어(C1) 및 제2링기어(R2)가 엔진(ENG)이 연결된 제1링기어(R1)와 항상 일정한 변속비를 가지고 회전하게 구속되므로, 상기 제1링기어(R1)로 입력되는 엔진(ENG)의 동력이 상기 제1유성기어세트(PG1)의 감속비에 따라 감속되어 상기 제1캐리어(C1)를 통해 출력요소(OUT)로 인출되는 고정기어비 상태를 구현하게 되며, 변속비는 1보다 큰 감속상태가 구현된다.
고정기어비 2단모드는 상기 제1브레이크(BK1)와 제2브레이크(BK2)는 해제하고, 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2)만 체결한 상태로서, 상기 제2클러치(CL2)가 체결되면, 상기 제2유성기어세트(PG2)는 일체로 잠기게 되고, 상기 제1클러치(CL1)가 체결되면, 상기 제1유성기어세트(PG1)도 상기 제2유성기어세트(PG2)와 함께 잠기게 되어, 결국 상기 제1유성기어세트(PG1) 및 제2유성기어세트(PG2) 전체가 일체로 회전되므로, 상기 엔진(ENG)으로부터의 입력은 그대로 변속비 1:1로 상기 출력요소(OUT)로 인출되는 고정 기어비 상태가 된다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인은 상기한 바와 같이, 싱글피니언 유성기어세트 2조와 클러치 2개 및 브레이크 2개 만을 이용하여 입력분기모드와 복합분기모드의 하이브리드모드를 구현할 수 있고, 더불어 상기 고정기어비모드를 2단에 걸쳐 구현할 수 있게 구성됨으로써, 컴팩트한 구성으로 차량의 공간확보에 유리하고 원가 절감에 기여할 수 있게 되며, 연속적인 변속비 구현이 가능하고, 상기 다양한 모드를 차량의 주행조건에 따라 적절히 전환함으로써, 차량의 연비를 개선할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 시스템의 성능 향상에 따라 동일조건 대비 모터제너레이터에서 요구되는 성능을 낮출 수 있어서, 차량의 원가 절감에 기여할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인의 구성도,
도 2는 도 1의 파워트레인을 간략화 한 레버다이어그램,
도 3은 도 1의 파워트레인의 작동모드들을 정리한 도표,
도 4는 도 1의 파워트레인이 입력분기모드로 작동되는 상태를 설명한 레버해석도,
도 5는 도 1의 파워트레인이 복합분기모드로 작동되는 상태를 설명한 레버해석도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
IN; 입력축 OUT; 출력요소
PG1; 제1유성기어세트 PG2; 제2유성기어세트
CL1; 제1클러치 BK1; 제1브레이크
BK2; 제2브레이크 CL2; 제2클러치
ENG; 엔진 MG1; 제1모터제너레이터
MG2; 제2모터제너레이터 S1; 제1선기어
C1; 제1캐리어 R1; 제1링기어
S2; 제2선기어 C2; 제2캐리어
R2; 제2링기어

Claims (9)

  1. 입력축에 연결되는 회전요소와, 출력요소에 연결되는 회전요소를 구비한 제1유성기어세트와;
    상기 제1유성기어세트의 상기 입력축에 연결되는 회전요소와 선택적으로 연결되는 회전요소와, 상기 제1유성기어세트의 상기 출력요소에 연결되는 회전요소와 연결된 회전요소를 구비한 제2유성기어세트와;
    상기 제1유성기어세트의 상기 입력축에 연결되는 회전요소와 상기 제2유성기어세트의 회전요소를 선택적으로 연결하도록 설치된 제1클러치와;
    상기 제1클러치가 연결된 상기 제2유성기어세트의 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1브레이크와;
    상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1클러치가 연결된 회전요소와 상기 출력요소에 연결되는 회전요소 이외의 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제2브레이크와;
    상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1브레이크가 연결된 회전요소와 상기 제2브레이크가 연결된 회전요소 사이를 선택적으로 연결하도록 설치된 제2클러치와;
    상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트에 구동력을 제공할 수 있도록 연결되는 적어도 2개 이상의 동력원;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1유성기어세트에 연결되는 상기 동력원은 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 입력축과 출력요소에 연결되지 않은 회전요소에 연결되고;
    상기 제2유성기어세트에 연결되는 동력원은 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 입력축과 출력요소에 연결되지 않는 회전요소에 연결되는 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 동력원은
    상기 입력축에 연결되는 엔진과;
    상기 제1유성기어세트의 회전요소에 연결되는 제1모터제너레이터와;
    상기 제2유성기어세트의 회전요소들에 연결되는 제2모터제너레이터;
    로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 입력축에 연결된 회전요소와 출력요소에 연결된 회전요소는 서로 직접 인접하여 치합되고;
    상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1클러치가 연결된 회전요소와 상기 출력요소에 연결되는 회전요소는 서로 직접 인접하여 치합된 것;
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1유성기어세트는 제1선기어가 상기 제1모터제너레이터에 연결되고, 제1캐리어가 상기 출력요소에 연결되며, 제1링기어가 상기 입력축에 연결되고;
    상기 제2유성기어세트는 제2선기어가 상기 제2모터제너레이터와 제2브레이크 및 제2클러치에 연결되고, 제2캐리어가 상기 제1브레이크와 제1클러치 및 제2클러치에 연결되고, 제2링기어가 상기 제1캐리어를 통해 출력요소에 연결된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
  6. 엔진으로부터 동력을 입력 받는 입력축과;
    동력을 인출하는 출력요소와;
    동축상으로 배치되고 각각 한 회전요소가 서로 연결된 제1유성기어세트 및 제2유성기어세트와;
    상기 입력축과 연결되는 상기 제1유성기어세트의 회전요소와 상기 제2유성기어세트의 한 회전요소를 선택적으로 연결하는 제1클러치와;
    상기 제2유성기어세트의 두 회전요소 사이를 선택적으로 연결하는 제2클러치와
    상기 제2클러치가 연결된 상기 제2유성기어세트의 두 회전요소 각각의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 제1브레이크 및 제2브레이크
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 입력축은 상기 제1유성기어세트의 제1링기어에 직결됨과 아울러 상기 제1클러치를 통해 제2유성기어세트의 제2캐리어에 연결되고;
    상기 출력요소는 상기 제1유성기어세트의 제1캐리어 및 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결되며;
    제1모터제너레이터가 상기 제1유성기어세트의 제1선기어에 연결되고;
    제2모터제너레이터가 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결되는 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1클러치는 상기 제1유성기어세트의 제1링기어와 상기 제2유성기어세트의 제2캐리어 사이에 설치되고;
    상기 제2클러치는 상기 제2유성기어세트의 제2캐리어와 제2선기어 사이에 설치된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1브레이크는 상기 제2유성기어장치의 제2캐리어 및 상기 제2클러치 의 일측에 연결되고;
    상기 제2브레이크는 상기 제2유성기어장치의 제2선기어 및 상기 제2클러치의 타측에 연결된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109649153A (zh) * 2019-01-15 2019-04-19 无锡商业职业技术学院 一种插电式单、双级双行星排混合动力车辆的传动系统
CN109649151A (zh) * 2019-01-15 2019-04-19 无锡商业职业技术学院 一种插电式双行星排混合动力车辆的传动系统
KR101976619B1 (ko) * 2017-12-26 2019-05-10 현대트랜시스 주식회사 하이브리드 변속기

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3991875B2 (ja) 2003-02-03 2007-10-17 日産自動車株式会社 ハイブリッド変速機
KR101172079B1 (ko) * 2006-06-02 2012-08-20 현대자동차주식회사 하이브리드 전기차용 듀얼모드 파워트레인 및 그 작동방법
KR100872651B1 (ko) 2006-10-31 2008-12-09 현대자동차주식회사 하이브리드 전기 자동차용 무단변속 동력전달장치
KR100836291B1 (ko) 2006-12-12 2008-06-11 현대자동차주식회사 무단 변속기를 갖춘 하이브리드 전기 자동차의동력전달장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101976619B1 (ko) * 2017-12-26 2019-05-10 현대트랜시스 주식회사 하이브리드 변속기
CN109649153A (zh) * 2019-01-15 2019-04-19 无锡商业职业技术学院 一种插电式单、双级双行星排混合动力车辆的传动系统
CN109649151A (zh) * 2019-01-15 2019-04-19 无锡商业职业技术学院 一种插电式双行星排混合动力车辆的传动系统
CN109649153B (zh) * 2019-01-15 2023-08-18 无锡商业职业技术学院 一种插电式单、双级双行星排混合动力车辆的传动系统
CN109649151B (zh) * 2019-01-15 2023-09-08 无锡商业职业技术学院 一种插电式双行星排混合动力车辆的传动系统

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