KR20150045299A - 차량의 하이브리드 파워트레인 - Google Patents

차량의 하이브리드 파워트레인 Download PDF

Info

Publication number
KR20150045299A
KR20150045299A KR20130124846A KR20130124846A KR20150045299A KR 20150045299 A KR20150045299 A KR 20150045299A KR 20130124846 A KR20130124846 A KR 20130124846A KR 20130124846 A KR20130124846 A KR 20130124846A KR 20150045299 A KR20150045299 A KR 20150045299A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
engine
vehicle
driven gear
output shaft
Prior art date
Application number
KR20130124846A
Other languages
English (en)
Inventor
박종윤
정의철
Original Assignee
현대자동차주식회사
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 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR20130124846A priority Critical patent/KR20150045299A/ko
Priority to US14/270,953 priority patent/US9315095B2/en
Publication of KR20150045299A publication Critical patent/KR20150045299A/ko

Links

Images

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
    • B60K6/42—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 characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • 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
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/02—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
    • 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
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • 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
    • B60K6/22—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 characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—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 characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • 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
    • B60K6/22—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 characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—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 characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • 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
    • B60K6/42—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 characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19014—Plural prime movers selectively coupled to common output

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

본 발명은 엔진에 의해서 차량이 구동되는 동안에 모터가 엔진의 동력에 의해 피동되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

차량의 하이브리드 파워트레인{HYBRID POWER TRAIN FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 하이브리드 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내연기관인 엔진과, 전기로 구동되는 모터에서 출력되는 동력으로 차량의 구동력을 제공할 수 있도록 하는 차량의 파워트레인에 관련된 기술이다.
내연기관인 엔진으로부터 발생되는 동력과 전기로 구동되는 모터에서 발생되는 동력을 적절히 조화롭게 운용하여 차량을 구동할 수 있도록 하는 하이브리드 파워트레인은, 기본적으로 엔진이 가지고 있는 토크 특성과 모터가 가지고 있는 토크 특성의 상호 보완적인 측면을 활용하여 차량 운행의 효율성을 향상시키도록 한다.
따라서, 종래의 하이브리드 파워트레인은 차량의 출발시나 저속의 상황에서 주로 모터에 의해 차량이 구동되도록 함으로써, 저속 토크특성이 우수한 모터의 특성을 활용하는 EV모드를 구현하고, 중속이나 고속의 상황에서는 상대적으로 토크 특성이 우수한 엔진으로 차량을 구동할 수 있도록 하며, 높은 토크가 요구되는 운전 상황에서는 엔진과 모터의 토크를 모두 사용할 수 있는 하이브리드 모드를 구현할 수 있도록 한다.
그런데, 종래의 하이브리드 파워트레인은 엔진에 의해 차량이 구동되는 상황에서 모터의 로터가 엔진으로부터의 동력에 의해 회전되는 구조를 가지고 있어서, 엔진만으로 차량이 구동되는 상황에서 상기와 같은 모터의 회전은 드래그 토크로 작용하고, 이는 곧 차량의 연비 악화의 원인이 된다.
상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 1020120019855 A
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진에 의해서 차량이 구동되는 동안에 모터가 엔진의 동력에 의해 피동되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한 차량의 하이브리드 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 하이브리드 파워트레인은
엔진의 동력을 선택적으로 공급받을 수 있도록 설치된 입력축과;
상기 입력축에 구비된 엔진측구동기어와;
상기 입력축과 평행하게 배치된 출력축과;
상기 엔진측구동기어와 치합되도록 상기 출력축에 구비된 엔진측피동기어와;
상기 입력축과 동심축을 이루며 모터에 의해 회전되도록 설치된 모터측구동기어와;
상기 모터측구동기어와 치합되도록 상기 출력축에 회전 가능하게 구비된 모터측피동기어와;
상기 모터측피동기어를 상기 출력축에 고정시키는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 클러치수단;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 엔진에 의해서 차량이 구동되는 동안에 모터가 엔진의 동력에 의해 피동되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 하이브리드 파워트레인의 구성을 예시한 도면,
도 2는 도 1의 파워트레인이 엔진모드로 구동되는 상태를 설명한 도면,
도 3은 도 1의 파워트레인이 EV모드로 구동되는 상태를 설명한 도면,
도 4는 도 1의 파워트레인이 하이브리드모드로 구동되는 상태를 도시한 도면,
도 5는 도 1의 파워트레인이 시리즈모드로 구동되는 상태를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명 차량의 하이브리드 파워트레인의 실시예는, 엔진(E)의 동력을 선택적으로 공급받을 수 있도록 설치된 입력축(IN)과; 상기 입력축(IN)에 구비된 엔진측구동기어(1)와; 상기 입력축(IN)과 평행하게 배치된 출력축(OUT)과; 상기 엔진측구동기어(1)와 치합되도록 상기 출력축(OUT)에 구비된 엔진측피동기어(3)와; 상기 입력축(IN)과 동심축을 이루며 모터(M)에 의해 회전되도록 설치된 모터측구동기어(5)와; 상기 모터측구동기어(5)와 치합되도록 상기 출력축(OUT)에 회전 가능하게 구비된 모터측피동기어(7)와; 상기 모터측피동기어(7)를 상기 출력축(OUT)에 고정시키는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 클러치수단(CL)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 클러치수단(CL)으로 상기 모터측피동기어(7)를 상기 출력축(OUT)에 고정하여 연결하는 상태와 해제하여 자유로운 회전이 가능한 상태를 전환할 수 있도록 함으로써, 엔진(E)에 의해서만 차량이 구동되는 엔진모드에서는 상기 클러치수단(CL)을 해제하여 상기 모터측피동기어(7) 및 여기에 차례로 연결되는 모터측구동기어(5) 및 모터(M)를 회전시키지 않고, 엔진에서 상기 입력축(IN)으로 전달된 동력은 출력축(OUT)을 통해서 온전히 차량을 구동하는 데에만 사용되게 됨으로써, 궁극적으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
물론, 모터(M)에 의해 차량이 구동되어야 하는 EV모드에서는 상기 클러치수단(CL)을 체결하여 상기 모터(M)로부터의 구동력이 상기 모터측구동기어(5)와 모터측피동기어(7) 및 출력축(OUT)을 차례로 경유하여 차량을 구동하는 데에 사용되도록 할 수 있다.
그런데, 본 실시예에서는 상기 모터측피동기어(7)와 출력축(OUT) 사이에 개재되어 정회전시 상기 모터측피동기어(7)에서 출력축(OUT)을 향한 일 방향의 동력 전달만 가능하도록 된 원웨이클러치(9)를 포함하도록 구성하였다.
따라서, 이와 같은 구성에서는 엔진모드와 EV모드에서는 상기 클러치수단(CL)은 단지 해제상태를 지속적으로 유지하면 되고, 엔진모드 시에는 상기 원웨이클러치(9)에 의해 출력축(OUT)이 상기 모터측피동기어(7)와 무관하게 자유회전이 이루어지게 되므로, 상기와 마찬가지로 모터측피동기어(7)와 모터측구동기어(5) 및 모터(M)는 회전시키지 않는 상태가 저절로 형성되며, EV모드에서는 엔진(E)은 정지한 상태이므로 상기 후술하는 엔진클러치(11)를 차단한 상태에서 상기 모터(M)를 구동하면 모터측구동기어(5)와 모터측피동기어(7)를 통한 회전력이 상기 원웨이클러치(9)를 통해 출력축(OUT)으로 전달되어 차량이 모터의 회전력에 의해 구동되게 된다.
이 경우에, 상기 클러치수단(CL)은 차량의 후진을 상기 모터(M)의 회전력으로 구현하고자 할 때, 상기 모터측피동기어(7)를 상기 출력축(OUT)에 연결시키는 데에 사용된다.
참고로, 상기 원웨이클러치(9) 대신 일반적인 베어링이나 니들 베어링 등을 사용하여 상기 모터측피동기어(7)와 출력축(OUT)을 연결할 수 있으며, 이 경우에는 엔진모드에서는 상기 클러치수단(CL)을 해제하고, EV모드에서는 상기 클러치수단(CL)을 체결하는 조작이 필요하다.
상기 클러치수단(CL)으로는, 상기 모터측피동기어(7)를 상기 출력축(OUT)에 고정시켰다가 해제하는 상태를 전환할 수 있도록 구성된 도그클러치로 구성할 수 있고, 나아가 싱크로나이저링을 구비한 동기장치를 사용하여 구성할 수도 있을 것이다.
한편, 상기 엔진측구동기어(1)는 상기 엔진측피동기어(3)보다 직경이 크게 형성되고, 상기 모터측구동기어(5)는 상기 모터측피동기어(7)보다 직경이 작게 형성되도록 구성하여, 엔진(E)에 의해 차량이 구동될 때에는 엔진의 동력을 오버드라이브 상태로 구동륜에 전달하도록 하여 차량의 고속 주행에 주로 엔진이 사용되도록 하고, 모터(M)에 의해 차량이 구동될 때에는 모터의 동력을 감속하여 토크를 증대시켜서 출력시킴으로써 차량의 저속 성능을 담당할 수 있도록 구성함으로써, 엔진과 모터의 토크특성이 상호 보완적으로 작용하여, 전체적으로 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 구성하고 있다.
상기 입력축(IN)과 엔진의 엔진회전축(13) 사이에는 상기 입력축(IN)으로의 동력을 단속할 수 있도록 엔진클러치(11)가 구비된 구조이다.
또한, 본 실시예는 상기 엔진회전축(13)에 구비된 발전용구동기어(15)와, 상기 엔진회전축(13)에 동심축을 이루어 회전 가능하게 설치되어 제너레이터(G)를 회전시키도록 연결된 발전용피동기어(17)와; 상기 엔진회전축(13)에 평행하게 배치되고 상기 발전용구동기어(15)에 치합되는 제1매개기어(19)와 상기 발전용피동기어(17)에 치합되는 제2매개기어(21)를 구비한 아이들러축(23)을 더 구비하고 있어서, 상기 엔진으로부터의 동력에 의해 상기 제너레이터(G)에서 지속적으로 전기가 발생될 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 제너레이터(G)에서 발생된 전기는 배터리로 저장되고, 상기 배터리의 전기는 상기 모터(M)로 공급될 수 있도록 구성되어 있다.
도 2는 본 발명의 실시예가 엔진모드를 구현하고 있는 상태로서, 엔진으로부터의 동력이 엔진클러치(11)와 입력축(IN)을 거쳐 엔진측구동기어(1)와 엔진측피동기어(3) 및 출력축(OUT)을 통해 인출되고 있으며, 상기 원웨이클러치(9)에 의해 상기 모터측피동기어(7)와 모터측구동기어(5) 및 모터(M)로는 엔진(E)으로부터의 회전력이 전달되지 않는다. 즉 드래그가 없어서 엔진의 연비가 향상되게 된다.
참고로, 본 실시예의 도면에서는 출력축(OUT)에 출력기어(27)를 구비하여 별도의 새로운 동력인출축(25)을 연결하고 있으나, 이는 편의상 표시한 것일 뿐 이 동력인출축(25) 대신에 바로 디퍼렌셜 등이 연결될 수 있음은 물론이다.
도 3은 모터(M)만에 의해 차량이 구동되는 EV모드를 구현하는 상태를 도시한 것으로서, 상기 원웨이클러치(9)가 상기 모터측피동기어(7)로부터 출력축(OUT)으로의 동력은 전달하도록 되어 있으므로, 상기 엔진모드에서와 마찬가지로 상기 클러치수단(CL)을 체결하지 않은 상태에서도 상기 모터로부터의 구동력은 상기 출력축(OUT)으로 전달되어 차량의 EV모드 주행이 가능하다.
다만, 후진을 상기 모터(M)로부터의 동력으로 구현하는 경우에는 모터를 역회전시키므로 상기 원웨이클러치(9)에 의해 동력이 출력축(OUT)으로 전달되지 않는 것에 대비하여, 상기 클러치수단(CL)을 체결해야 한다.
도 4는 하이브리드모드로서, 엔진(E)과 모터(M)를 함께 구동하는 경우로서, 엔진클러치(11)를 경유하여 상기 엔진측구동기어(1)와 엔진측피동기어(3)를 통한 엔진으로부터의 동력과 상기 모터로부터 상기 모터측구동기어(5)와 모터측피동기어(7) 및 원웨이클러치(9)를 경유한 동력이 상기 출력축(OUT)에서 함께 병합되어 출력됨으로써, 차량의 고부하 운전시에 대비할 수 있도록 하고 있다.
도 5는 시리즈모드로서, 상기 엔진클러치(11)를 해제한 상태에서 엔진(E)과 모터(M)를 모두 구동하고 있는 상황이며, 엔진으로부터의 동력으로 상기 제너레이터(G)를 구동하여 발생된 전기를 배터리로 공급함과 아울러 상기 배터리로부터의 전기로 상기 모터를 구동하여 차량이 구동되도록 함으로써, 엔진은 발전에만 동력을 제공하고, 모터는 차량의 구동에만 동력을 제공하는 시리즈모드를 구현할 수 있는 것이다.
참고로, 도 2 내지 도 5에서 상대적으로 굵게 표시된 부분이 동력이 흐르는 부분임을 나타내고 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; 엔진측구동기어
3; 엔진측피동기어
5; 모터측구동기어
7; 모터측피동기어
9; 원웨이클러치
11; 엔진클러치
13; 엔진회전축
15; 발전용구동기어
17; 발전용피동기어
19; 제1매개기어
21; 제2매개기어
23; 아이들러축
25; 동력인출축
27; 출력기어
IN; 입력축
OUT; 출력축
M; 모터
CL; 클러치수단
E; 엔진
G; 제너레이터

Claims (7)

  1. 엔진의 동력을 선택적으로 공급받을 수 있도록 설치된 입력축(IN)과;
    상기 입력축(IN)에 구비된 엔진측구동기어(1)와;
    상기 입력축(IN)과 평행하게 배치된 출력축(OUT)과;
    상기 엔진측구동기어(1)와 치합되도록 상기 출력축(OUT)에 구비된 엔진측피동기어(3)와;
    상기 입력축(IN)과 동심축을 이루며 모터에 의해 회전되도록 설치된 모터측구동기어(5)와;
    상기 모터측구동기어(5)와 치합되도록 상기 출력축(OUT)에 회전 가능하게 구비된 모터측피동기어(7)와;
    상기 모터측피동기어(7)를 상기 출력축(OUT)에 고정시키는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 클러치수단(CL);
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터측피동기어(7)와 출력축(OUT) 사이에 개재되어 정회전시 상기 모터측피동기어(7)에서 출력축(OUT)을 향한 일 방향의 동력 전달만 가능하도록 된 원웨이클러치(9);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러치수단(CL)은
    상기 모터측피동기어(7)를 상기 출력축(OUT)에 고정시켰다가 해제하는 상태를 전환할 수 있도록 구성된 도그클러치로 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러치수단(CL)은
    상기 모터측피동기어(7)를 상기 출력축(OUT)에 고정시켰다가 해제하는 상태를 전환할 수 있도록 구성된 동기장치로 구성된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진측구동기어(1)는 상기 엔진측피동기어(3)보다 직경이 크게 형성되고,
    상기 모터측구동기어(5)는 상기 모터측피동기어(7)보다 직경이 작게 형성된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력축(IN)과 엔진의 엔진회전축(13) 사이에는 상기 입력축(IN)으로의 동력을 단속할 수 있도록 엔진클러치(11)가 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 엔진회전축(13)에 구비된 발전용구동기어(15)와;
    상기 엔진회전축(13)에 동심축을 이루어 회전 가능하게 설치되어 제너레이터(G)를 회전시키도록 연결된 발전용피동기어(17)와;
    상기 엔진회전축(13)에 평행하게 배치되고 상기 발전용구동기어(15)에 치합되는 제1매개기어(19)와 상기 발전용피동기어(17)에 치합되는 제2매개기어(21)를 구비한 아이들러축(23);
    을 더 구비한 것을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
KR20130124846A 2013-10-18 2013-10-18 차량의 하이브리드 파워트레인 KR20150045299A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130124846A KR20150045299A (ko) 2013-10-18 2013-10-18 차량의 하이브리드 파워트레인
US14/270,953 US9315095B2 (en) 2013-10-18 2014-05-06 Hybrid power train for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130124846A KR20150045299A (ko) 2013-10-18 2013-10-18 차량의 하이브리드 파워트레인

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150045299A true KR20150045299A (ko) 2015-04-28

Family

ID=52825016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130124846A KR20150045299A (ko) 2013-10-18 2013-10-18 차량의 하이브리드 파워트레인

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9315095B2 (ko)
KR (1) KR20150045299A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101694642B1 (ko) * 2015-12-22 2017-01-24 서울과학기술대학교 산학협력단 플러그인 하이브리드 차량용 파워트레인 구조
KR20180052808A (ko) * 2016-11-10 2018-05-21 현대자동차주식회사 차량용 변속기 구조

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101601431B1 (ko) * 2014-06-16 2016-03-09 현대자동차주식회사 차량의 하이브리드 파워트레인
US10308239B2 (en) * 2014-10-01 2019-06-04 Ford Global Technologies, Llc Powersplit hybrid powertrain with overdrive clutch
JP6353576B1 (ja) * 2017-03-22 2018-07-04 株式会社ユニバンス 動力伝達装置
CN109466308A (zh) * 2018-11-23 2019-03-15 浙江众泰汽车制造有限公司 乘用车用混合动力变速系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10217779A (ja) 1997-01-31 1998-08-18 Toyota Motor Corp ハイブリッド駆動装置
JP3879325B2 (ja) 1999-09-29 2007-02-14 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド駆動装置
JP2001287555A (ja) 2000-02-04 2001-10-16 Hitachi Ltd 自動車の動力伝達装置
KR100726733B1 (ko) 2006-02-06 2007-06-11 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차의 파워 스프릿 구조
JP4607222B2 (ja) * 2009-01-27 2011-01-05 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両
CN102348567B (zh) * 2009-03-24 2015-04-22 本田技研工业株式会社 动力传递装置
JP2011168085A (ja) 2010-02-16 2011-09-01 Toyota Motor Corp 車両の駆動装置
DE102010028079B4 (de) * 2010-04-22 2023-03-23 FEV Europe GmbH Hybridantriebssystem
KR101231400B1 (ko) 2010-08-27 2013-02-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 파워트레인
DE102011005532A1 (de) * 2011-03-15 2012-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Hybridantrieb eines Kraftfahrzeugs
JP2012228923A (ja) 2011-04-25 2012-11-22 Toyota Motor Corp モータアシスト制御装置および方法
KR101673628B1 (ko) * 2011-09-19 2016-11-07 현대자동차주식회사 차량의 하이브리드 파워트레인

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101694642B1 (ko) * 2015-12-22 2017-01-24 서울과학기술대학교 산학협력단 플러그인 하이브리드 차량용 파워트레인 구조
KR20180052808A (ko) * 2016-11-10 2018-05-21 현대자동차주식회사 차량용 변속기 구조

Also Published As

Publication number Publication date
US20150107407A1 (en) 2015-04-23
US9315095B2 (en) 2016-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101550986B1 (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
US9770971B1 (en) Drive unit
KR101558679B1 (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
KR101500204B1 (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
JP6434690B2 (ja) ハイブリッド車両用動力伝達装置
US20160368361A1 (en) Drive unit for hybrid vehicle
JP2017536288A (ja) トルク伝達装置およびその運転法
US9744839B2 (en) Transmission for hybrid vehicle
KR100969084B1 (ko) 하이브리드 차량의 파워트레인
KR101459466B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
RU2014102260A (ru) Приводной механизм гибридного транспортного средства
KR101500357B1 (ko) 하이브리드 자동차의 동력전달장치
KR101601431B1 (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
KR20150045299A (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
KR101551014B1 (ko) 하이브리드 파워트레인
US8961344B2 (en) Hybrid transmission
US20120270691A1 (en) Multi-mode electric drive hybrid transmission
JP2019050706A (ja) 電気自動車用駆動装置
JP2015085906A (ja) ハイブリッド車両用駆動装置
KR101500205B1 (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
JP2006282070A (ja) ハイブリッド駆動装置
KR101575532B1 (ko) 하이브리드 차량의 파워트레인
KR102651619B1 (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
KR20090020176A (ko) 모터-제너레이터 일체식 하이브리드 차량의 구동 시스템 및 방법
KR101646376B1 (ko) 차량용 하이브리드 구조

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application