KR20210013453A

KR20210013453A - 하이브리드 차량용 동력전달장치

Info

Publication number: KR20210013453A
Application number: KR1020190090443A
Authority: KR
Inventors: 황성욱; 지성욱; 김기태; 김천옥; 어순기; 조원민; 유일한; 박주현; 김동우; 임혜진; 황동환; 박종효
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2021-02-04
Also published as: US20210023931A1; US11052750B2

Abstract

하이브리드 차량용 동력전달장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는 듀얼 클러치 타입의 변속기(DCT)에 모터/제너레이터를 추가 적용하여 다단의 고정 변속단과 함께 전기 자동차 모드 및 패러럴 하이브리드 모드의 구현이 가능하도록 하여 연비를 향상시키도록, 엔진과 모터/제너레이터를 동력원으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치에 있어서, 상기 모터/제너레이터는 로터를 통하여 엔진 출력축에 선택적으로 연결되며, 상기 엔진 출력축 선상에 배치되어 상기 로터에 선택적으로 연결되는 제1 입력축; 중공축으로 이루어져 상기 제1 입력축의 외주 측에 회전 간섭 없이 중첩 배치되며, 상기 로터와 선택적으로 연결되는 제2 입력축; 상기 제1 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는 아이들 축; 상기 제1 입력축과 상기 아이들 축 사이에 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 상기 아이들 축으로 전달하는 중간축; 상기 제2 입력축과 상기 아이들 축 사이에 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제2 입력축과 상기 아이들 축으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제1 출력축; 상기 제1 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제2 출력축; 및 상기 제1, 제2 입력축, 상기 아이들 축, 상기 중간축, 상기 제1, 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제1, 제2 입력축을 통해 입력되는 회전동력을 변속하는 복수의 기어열을 포함한다.

Description

하이브리드 차량용 동력전달장치{POWER TRANSMISSION SYSTEM OF HYBRID ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량용 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 듀얼 클러치 타입의 변속기(DCT) 상에 모터/제너레이터를 적용하고, 4개의 싱크로메시를 통하여 다단의 고정 변속단을 구현함과 동시에 다단의 전기 자동차 모드 및 패러럴 하이브리드 모드를 구현할 수 있는 하이브리드 차량용 동력전달장치에 관한 것이다.

차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 생존이 달린 핵심 기술로서, 자동차 메이커들은 환경 및 연비 규제를 해소하기 위한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다.

이러한 친환경 자동차 기술은 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 듀얼 클러치 변속기(DCT : Dual Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.

상기에서 본 발명과 관련되는 DCT는 자동 변속기내에 2개의 클러치 기구(clutch device)와, 기본적인 수동 변속기의 기어 트레인을 보유하며, 엔진으로부터 입력되는 회전력을 2개의 클러치를 이용하여 2개의 입력축에 선택적으로 전달하여, 상기한 기어 트레인을 이용하여 변속한 후, 출력한다.

이러한 DCT는 5단 이상의 고단 변속기를 컴팩트(compact)하게 구현하기 위한 시도가 계속되고 있으며, 2개의 클러치와 동기장치(synchronizing device)들을 컨트롤러에 의해 제어함으로써, 운전자의 수동적인 변속을 불필요하게 하는 AMT(Automatic Manual Transmission)로 구현되고 있다.

이에 따라, DCT는 유성기어 타입의 자동 변속기와 비교하여 동력전달 효율이 우수하고, 다단화에 따른 부품의 변경 및 추가가 용이하다는 장점이 연비 규제와 다단화 효율의 중요성에 부응할 수 있기 때문에 더욱 각광을 받고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 듀얼 클러치 타입의 변속기(DCT)에 모터/제너레이터를 추가 적용하여 다단의 고정 변속단과 함께 전기 자동차 모드 및 패러럴 하이브리드 모드의 구현이 가능하도록 하여 연비를 향상시키는 하이브리드 차량용 동력전달장치를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시 예는 전진 1속과 전진 3속의 변속단을 구현하는 제1, 제3 변속기어를 별도의 중간축 상에 구성하여 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 별도의 아이들 축을 거쳐 제1 출력축으로 전달하도록 구성하여 전장 축소로 탑재성을 향상시키는 하이브리드 차량용 변속장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 엔진과 모터/제너레이터를 동력원으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치에 있어서, 상기 모터/제너레이터는 로터를 통하여 엔진 출력축에 선택적으로 연결되며, 상기 엔진 출력축 선상에 배치되어 상기 로터에 선택적으로 연결되는 제1 입력축; 중공축으로 이루어져 상기 제1 입력축의 외주 측에 회전 간섭 없이 중첩 배치되며, 상기 로터와 선택적으로 연결되는 제2 입력축; 상기 제1 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는 아이들 축; 상기 제1 입력축과 상기 아이들 축 사이에 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 상기 아이들 축으로 전달하는 중간축; 상기 제2 입력축과 상기 아이들 축 사이에 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제2 입력축과 상기 아이들 축으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제1 출력축; 상기 제1 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제2 출력축; 및 상기 제1, 제2 입력축, 상기 아이들 축, 상기 중간축, 상기 제1, 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제1, 제2 입력축을 통해 입력되는 회전동력을 변속하는 복수의 기어열을 포함하는 하이브리드 차량용 동력전달장치가 제공될 수 있다.

상기 복수의 기어열은 상기 제1 입력축에 고정 연결되는 제1 입력기어와, 상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제1 입력기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결되는 제5 변속기어를 포함하는 제1 기어열; 상기 제1 입력축에 고정 연결되는 제2 입력기어와, 상기 중간축 상에 고정 연결되어 상기 제2 입력기어와 외접 기어 연결되는 제1 외접기어를 포함하는 제2 기어열; 상기 아이들 축에 고정 연결되는 제2 외접기어와, 상기 중간축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 외접기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축에 선택적으로 동기 연결되는 제3 변속기어를 포함하는 제3 기어열; 상기 제2 입력축에 고정 연결되는 제3 입력기어와, 상기 제1, 제2 출력축 상에 각각 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제3 입력기어와 각각 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제1, 제2 출력축에 각각 선택적으로 동기 연결되는 제4, 제6 변속기어를 포함하는 제4 기어열; 상기 아이들 축에 고정 연결되는 제3 외접기어와, 상기 제1 출력축 상에 고정 연결되어 상기 제3 외접기어와 외접 기어 연결되는 제5 외접기어를 포함하는 제5 기어열; 상기 제2 입력축에 고정 연결되는 제4 입력기어와, 상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 입력기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결되는 제2 변속기어를 포함하는 제6 기어열; 상기 아이들 축에 고정 연결되는 제4 외접기어와, 상기 중간축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 외접기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축에 선택적으로 동기 연결되는 제1 변속기어를 포함하는 제7 기어열; 및 디프렌셜의 종감속기어와, 상기 제1, 제2 출력축에 각각 고정 연결되어 상기 종감속기어와 각각 외접 기어 연결되는 제1, 제2 출력기어를 포함하는 제8 기어열로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 동력전달장치는 축에 변속기어를 선택적으로 동기 연결하는 4개의 싱크로메시를 더 포함할 수 있으며, 상기 4개의 싱크로메시는 상기 제3 기어열의 제3 변속기어와, 상기 제7 기어열의 제1 변속기어를 상기 중간축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로메시; 상기 제4 기어열의 제6 변속기어와, 상기 제6 기어열의 제2 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로메시; 상기 제4 기어열의 제4 변속기어를 상기 제1 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로메시; 및 상기 제1 기어열의 제5 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제4 싱크로메시로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 복수의 기어열은 엔진의 반대측으로부터 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8 기어열의 순서로 배치되며, 상기 제3, 제4 기어열과, 상기 제5, 제6 기어열은 각각 같은 열에 배치될 수 있다.

또한, 상기 동력전달장치는 상기 엔진의 회전동력에 의해 구동되는 엔진모드와, 상기 모터/제너레이터의 회전동력에 의해 구동되는 전기자동차 모드(EV모드), 및 상기 엔진과 모터/제너레이터의 회전동력에 의해 구동되는 페래렐모드의 주행모드를 가질 수 있다.

또한, 상기 동력전달장치는 각 모드별 전진 6속의 변속단을 구현하며, 전진 1속과 전진 3속의 변속단을 구현하는 상기 제1, 제3 변속기어가 상기 중간축 상에 구성되어 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 상기 아이들 축을 거쳐 상기 제1 출력축으로 전달하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 동력전달장치는 상기 제1, 제3 변속기어가 상기 제2 기어열을 통해 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 각각 선택적으로 상기 제7, 제3 기어열을 통해 상기 아이들 축으로 전달하고, 상기 제5 기어열을 통해 상기 제1 출력축으로 전달하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 복수의 기어열은 상기 제1 입력축에 고정 연결되는 제1 입력기어와, 상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제1 입력기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축에 선택적으로 연결되는 제5 변속기어를 포함하는 제1 기어열; 상기 제1 입력축에 고정 연결되는 제2 입력기어와, 상기 중간축 상에 고정 연결되어 상기 제2 입력기어와 외접 기어 연결되는 제1 외접기어를 포함하는 제2 기어열; 상기 아이들 축에 고정 연결되는 제2 외접기어와, 상기 중간축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 외접기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축에 선택적으로 연결되는 제3 변속기어를 포함하는 제3 기어열; 상기 제2 입력축에 고정 연결되는 제3 입력기어와, 상기 제1, 제2 출력축 상에 각각 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제3 입력기어와 각각 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제1, 제2 출력축에 각각 선택적으로 연결되는 제4, 제6 변속기어를 포함하는 제4 기어열; 상기 아이들 축에 고정 연결되는 제3 외접기어와, 상기 제1 출력축 상에 고정 연결되어 상기 제3 외접기어와 외접 기어 연결되는 제5 외접기어를 포함하는 제5 기어열; 상기 제2 입력축에 고정 연결되는 제4 입력기어와, 상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 입력기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축에 선택적으로 연결되는 제2 변속기어와, 상기 제1 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 변속기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제1 출력축에 선택적으로 연결되는 후진변속기어를 포함하는 제6 기어열; 상기 아이들 축에 고정 연결되는 제4 외접기어와, 상기 중간축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 외접기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축에 선택적으로 연결되는 제1 변속기어를 포함하는 제7 기어열; 및 디프렌셜의 종감속기어와, 상기 제1, 제2 출력축에 각각 고정 연결되어 상기 종감속기어와 각각 외접 기어 연결되는 제1, 제2 출력기어를 포함하는 제8 기어열로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 동력전달장치는 축에 변속기어를 선택적으로 동기 연결하는 4개의 싱크로메시를 더 포함할 수 있으며, 상기 4개의 싱크로메시는 상기 제3 기어열의 제3 변속기어와, 상기 제7 기어열의 제1 변속기어를 상기 중간축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로메시; 상기 제4 기어열의 제6 변속기어와, 상기 제6 기어열의 제2 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로메시; 상기 제4 기어열의 제4 변속기어와, 제6 기어열의 후진변속기어를 상기 제1 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로메시; 및 상기 제1 기어열의 제5 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제4 싱크로메시로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 복수의 기어열은 엔진의 반대측으로부터 제1, 제2, 제5, 제3, 제4, 제6, 제7, 제8 기어열의 순서로 배치되며, 상기 제3, 제4 기어열은 같은 열에 배치될 수 있다.

또한, 상기 동력전달장치는 또한, 상기 동력전달장치는 상기 엔진의 회전동력에 의해 구동되는 엔진모드와, 상기 모터/제너레이터의 회전동력에 의해 구동되는 전기자동차 모드(EV모드), 및 상기 엔진과 모터/제너레이터의 회전동력에 의해 구동되는 페래렐모드의 주행모드를 가질 수 있다.

이때, 상기 동력전달장치는 각 모드별 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현하며, 후진 1속의 변속단을 구현하는 상기 후진변속기어가 상기 제1 출력축 상에 구성되어 상기 제2 출력축 상의 상기 제2 변속기어를 통하여 상기 제2 입력축의 회전동력을 전달받도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는 듀얼 클러치 타입의 변속기(DCT)에 모터/제너레이터를 추가 적용하여 다단의 고정 변속단과 함께 전기 자동차 모드 및 패러럴 하이브리드 모드의 구현이 가능하며, 이로 인해, 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는 전진 1속과 전진 3속의 변속단을 구현하는 제1, 제3 변속기어를 별도의 중간축 상에 구성하여 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 별도의 아이들 축을 거쳐 제1 출력축으로 전달하도록 구성하여 전장 축소로 탑재성을 향상시킬 수 있다.

이외에, 본 발명의 실시 예들로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예들에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예들에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 변속 작동표이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 변속 작동표이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.

또한, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 모식도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 동력전달장치는 동력원인 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 변속하여 출력하게 되며, 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2), 아이들 축(IDS), 중간축(CS), 제1, 제2 출력축(OS1)(OS2), 및 복수의 기어열(GT1)(GT2)(GT3)(GT4)(GT5)(GT6)(GT7)(GT8)을 포함하여 이루어진다.

상기 동력원인 엔진(ENG)은 기존의 화석 연료를 사용하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 등의 공지의 엔진이 이용될 수 있다.

상기 모터/제너레이터(MG)는 공지와 같이 모터와 제너레이터 기능을 수행하며, 변속기 하우징(H)에 고정되는 스테이터(ST)와, 상기 스테이터(ST)의 반경방향 내측에서 회전 가능하게 지지되는 로터(RT)를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 모터/제너레이터(MG)는 로터(RT)가 엔진 클러치(ECL)를 통하여 엔진 출력축(EOS)에 선택적으로 연결되도록 구성된다.

상기 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 회전동력은 제1 입력축(IS1)과 제2 입력축(IS2)에 선택적으로 전달되어 제1 기어열(GT1) 내지 제7 기어열(GT7)을 통해 복수의 변속단으로 변속되어 제1, 제2 출력축(OS1)(OS2)으로 전달되는 과정으로 변속이 이루어진다.

상기와 같은 변속 흐름 과정에서, 회전동력을 전달하는 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)은 상기 엔진 출력축(EOS)과 동일 축선 상에 배치되고, 아이들 축(IDS)과 중간축(CS), 및 제1, 제2 출력축(OS1)(OS2)은 상기 제1 입력축(IS1)과 일정 간격을 두고 평행하게 배치된다.

상기 제1 입력축(IS1)은 엔진 출력축(EOS)의 선상에 배치되어 제1 클러치(CL1)를 통하여 상기 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)에 선택적으로 연결되도록 구성되며, 이때, 상기 엔진 클러치(ECL)의 작동 여부에 따라 상기 엔진 출력축(EOS)과 선택적으로 연결된다.

즉, 상기 제1 입력축(IS1)은 엔진(ENG)의 회전동력과, 상기 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 선택적으로 전달받는다.

상기 제2 입력축(IS2)은 중공축으로 이루어져 상기 제1 입력축(IS1)의 외주 일측에 회전 간섭 없이 배치되며, 제2 클러치(CL2)를 통하여 상기 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)와 선택적으로 연결되도록 구성되고, 상기 제1 입력축(IS1)과 같이, 상기 엔진(ENG)의 회전동력과 상기 모터/제너레이터(MG)의 회전동력을 선택적으로 전달받는다.

여기서, 상기 모터/제너레이터(MG)는 상기 엔진 출력축(EOS)의 축선 상에 배치되어 로터(RT)를 통해 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과 선택적으로 동력 연결되는 구조를 갖는다.

상기 아이들 축(IDS)은 상기 제1 입력축(IS1)과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 3개의 외접기어(ES2)(ES3)(ES4)가 고정 연결된다.

상기 중간축(CS)은 상기 제1 입력축(IS1)과 상기 아이들 축(IDS)과의 사이에 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는데, 상기 제1 입력축(IS1)으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 상기 아이들 축(IDS)으로 동력 연결하도록 구성된다.

상기 제1 출력축(OS1)은 상기 제2 입력축(IS2)과 상기 아이들 축(IDS)과의 사이에 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 상기 제2 입력축(IS2)과 아이들 축(IDS)으로부터 전달되는 회전동력을 변속되여 제1 출력기어(OG1)와 종감속기어(FDG)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 전달한다.

상기 제2 출력축(OS2)은 상기 제1 입력축(IS1)과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되며, 상기 제1 입력축(IS1)으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 제2 출력기어(OG2)와 종감속기어(FDG)를 통해 디프렌셜(DIFF)에 전달한다.

상기 복수의 기어열은 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2), 아이들 축(IDS), 중간축(CS), 상기 제1, 제2 출력축(OS1)(OS2) 상에 배치되어 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)을 통해 입력되는 회전동력을 다단으로 변속하게 된다.

즉, 상기 복수의 기어열은 상기 제1, 제2 입력축(IS1)(IS2)과, 아이들 축(IDS), 중간축(CS)과, 제1, 제2 출력축(OS1)(OS2)에 배치되는 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8 기어열(GT1)(GT2)(GT3)(GT4)(GT5)(GT6)(GT7)(GT8)을 포함한다.

상기 제1 기어열(GT1)은 상기 제1 입력축(IS1)에 고정 연결되는 제1 입력기어(IG1)와, 상기 제2 출력축(OS2) 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제1 입력기어(IG1)와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축(OS2)에 선택적으로 동기 연결되는 제5 변속기어(SG5)를 포함하여 이루어진다.

상기 제2 기어열(GT2)은 상기 제1 입력축(IS1)에 고정 연결되는 제2 입력기어(IG2)와, 상기 중간축(CS) 상에 고정 연결되어 상기 제2 입력기어(IG2)와 외접 기어 연결되는 제1 외접기어(ES1)를 포함하여 이루어진다.

상기 제3 기어열(GT3)은 상기 아이들 축(IDS)에 고정 연결되는 제2 외접기어(ES2)와, 상기 중간축(CS) 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 외접기어(EG2)와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축(CS)에 선택적으로 동기 연결되는 제3 변속기어(SG3)를 포함하여 이루어진다.

상기 제4 기어열(GT4)은 상기 제2 입력축(IS2)에 고정 연결되는 제3 입력기어(IG3)와, 상기 제1, 제2 출력축(OS1)(OS2) 상에 각각 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제3 입력기어(IG3)와 각각 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제1, 제2 출력축(OS1)(OS2)에 각각 선택적으로 동기 연결되는 제4, 제6 변속기어(SG4)(SG6)를 포함하여 이루어진다.

상기 제5 기어열(GT5)은 상기 아이들 축(IDS)에 고정 연결되는 제3 외접기어(ES3)와, 상기 제1 출력축(OS1) 상에 고정 연결되어 상기 제3 외접기어(ES3)와 외접 기어 연결되는 제5 외접기어(ES5)를 포함하여 이루어진다.

상기 제6 기어열(GT6)은 상기 제2 입력축(IS2)에 고정 연결되는 제4 입력기어(IG4)와, 상기 제2 출력축(OS2) 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 입력기어(IG4)와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축(OS2)에 선택적으로 동기 연결되는 제2 변속기어(SG2)를 포함하여 이루어진다.

상기 제7 기어열(GT7)은 상기 아이들 축(IDS)에 고정 연결되는 제4 외접기어(ES4)와, 상기 중간축(CS) 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 외접기어(ES4)와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축(CS)에 선택적으로 동기 연결되는 제1 변속기어(SG1)를 포함하여 이루어진다.

상기 제8 기어열(GT8)은 디프렌셜(DIFF)의 종감속기어(FDG)와, 상기 제1, 제2 출력축(OS1)(OS2)에 각각 고정 연결되어 상기 종감속기어(FDG)와 각각 외접 기어 연결되는 제1, 제2 출력기어(OG1)(OG2)를 포함하여 이루어진다.

상기에서 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8 기어열(GT1)(GT2)(GT3)(GT4)(GT5)(GT6)(GT7)(GT8)을 구성하는 각각의 기어열에 대한 기어비는 필요로 하는 변속기의 설계 조건에 따라 설정될 수 있다.

그리고 본 발명의 실시 예에서는 회전동력을 선택적으로 연결하는 부분에 결합요소인 3개의 클러치(ECL)(CL1)(CL2)가 배치되는데, 상기 엔진 클러치(ECL)는 엔진 출력축(EOS)과 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)와의 사이에 배치되어 엔진 출력축(EOS)과 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)를 선택적으로 연결하여 동력이 전달되도록 한다.

상기 제1 클러치(CL1)는 제1 입력축(IS1)과 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)와의 사이에 배치되어 제1 입력축(IS1)과 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)를 선택적으로 연결하여 동력이 전달되도록 한다.

이때, 상기 엔진 클러치(ECL)가 작동 상태라면, 상기 제1 클러치(CL1)의 작동에 따라 상기 제1 입력축(IS1)에 엔진의 회전동력이 선택적으로 전달된다.

상기 제2 클러치(CL2)는 제2 입력축(IS2)과 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)와의 사이에 배치되어 제2 입력축(IS2)과 모터/제너레이터(MG)의 로터(RT)를 선택적으로 연결하여 동력이 전달되도록 한다.

이때, 상기 엔진 클러치(ECL)가 작동 상태라면, 상기 제2 클러치(CL2)의 작동에 따라 상기 제2 입력축(IS2)에 엔진의 회전동력이 선택적으로 전달된다.

상기에서, 엔진 클러치(ECL)와 제1, 제2 클러치(CL1)(CL2)로 이루어지는 각 결합요소는 유압제어장치로부터 공급되는 유압에 의하여 작동되는 다판식 유압마찰결합유닛으로 이루어질 수 있으며, 주로 습식 다판형 유압마찰결합유닛이 사용되지만, 도그 클러치, 전자식 클러치, 자분식 클러치 등과 같이 전자제어장치로부터 공급되는 전기적인 신호에 따라 작동될 수 있는 결합유닛으로 이루어질 수 있다.

그리고 본 발명의 제1 실시 예에 따른 동력전달장치는 상기의 8개의 기어열(GT1 ~ GT8)에서, 축에 변속기어를 선택적으로 동기 연결하는 4개의 싱크로메시(SN1)(SN2)(SN3)(SN4)를 포함한다.

즉, 상기 제1 싱크로메시(SN1)는 상기 제3 기어열(GT3))의 제3 변속기어(SG3)와, 상기 제7 기어열(GT7)의 제1 변속기어(SG1)를 상기 중간축(CS)에 선택적으로 동기 연결하도록 구성되고, 상기 제2 싱크로메시(SN2)는 상기 제4 기어열(GT4)의 제6 변속기어(SG6)와, 상기 제6 기어열(GT6)의 제2 변속기어(SG2)를 상기 제2 출력축(OS2)에 선택적으로 동기 연결하도록 구성된다.

또한, 상기 제3 싱크로메시(SN3)는 상기 제4 기어열(GT4)의 제4 변속기어(SG4)를 상기 제1 출력축(OS1)에 선택적으로 동기 연결하도록 구성된다.

상기 제4 싱크로메시(SN4)는 상기 제1 기어열(GT1)의 제5 변속기어(SG5)를 상기 제2 출력축(OS2)에 선택적으로 동기 연결하도록 구성된다.

상기한 제1, 제2, 제3, 제4 싱크로메시(SN1)(SN2)(SN3)(SN4)는 공지의 구성이므로 상세한 설명은 생략하며, 상기 제1, 제2, 제3, 제4 싱크로메시(SN1)(SN2)(SN3)(SN4)에 적용되는 제1, 제2, 제3, 제4 슬리이브(SLE1)(SLE2)(SLE3)(SLE4)는 미도시된 별도의 액추에이터를 구비하며, 트랜스밋션 제어유닛에 의하여 변속 시, 해당 액추에이터가 제어되도록 구성된다.

그리고 상기와 같은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치를 구성함에 있어서는 상기 8개의 기어열(GT1 ~ GT8)가 엔진의 반대측으로부터 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8 기어열(GT1)(GT2)(GT3)(GT4)(GT5)(GT6)(GT7)(GT8)의 순서로 배치되며, 이때, 상기 제3, 제4 기어열(GT3)(GT4)과, 상기 제5, 제6 기어열GT5)(GT6)은 각각 같은 열에 배치되는 것이 전장 축소에 유리하다.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 변속 작동표로서, 변속과정을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 동력전달장치는 엔진(ENG)의 회전동력에 의해 구동되는 엔진모드와, 모터/제너레이터(MG)의 회전동력에 의해 구동되는 전기자동차 모드(EV모드), 및 상기 엔진(ENG)과 모터/제너레이터(MG)의 회전동력에 의해 구동되는 페래렐모드의 주행모드를 구현항 수 있으며, 결합요소인 3개의 클러치(ECL)(CL1)(CL2)와 4개의 싱크로메시(SN1)(SN2)(SN3)(SN4)의 선택적 작동에 의하여 각 모드별로 6속의 변속단을 구현할 수 있다.

이와 같이, 각 모드별 전진 6속의 변속단을 구현함에 있어서, 특히, 전진 1속(FD1)과 전진 3속(FD3)의 변속단을 구현하는 상기 제1, 제3 변속기어(SG1)(SG3)가 상기 중간축(CS) 상에 구성되어 상기 제1 입력축(IS1)으로부터 전달되는 회전동력을 상기 아이들 축(IDS)을 거쳐 상기 제1 출력축(OS1)으로 전달하는 특징이 있다.

즉, 상기 제1, 제3 변속기어(SG1)(SG3)가 상기 제2 기어열(GT2)을 통해 상기 제1 입력축(IS1)으로부터 전달되는 회전동력을 각각 선택적으로 상기 제7, 제3 기어열(GT7)(GT3)을 통해 상기 아이들 축(IDS)으로 전달하고, 다시 상기 제5 기어열(GT5)을 통해 상기 제1 출력축(OS1)으로 전달하도록 구성된다.

[전진 1속]

엔진모드의 전진 1속(FD1)에서는 도 2에서와 같이, 엔진 클러치(ECL), 제1클러치(CL1)가 동시에 작동 제어되는 상태에서, 제1 싱크로메시(SN1)를 제어하여 제1 변속기어(SG1)와 중간축(CS)을 동기 연결한다.

이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력은 엔진 클러치(ECL), 제1 클러치(CL1)의 작동에 의하여 엔진 출력축(EOS), 제1 입력축(IS1), 제2 기어열(GT2), 중간축(CS)으로 전달된다.

상기 중간축(CS)으로 전달된 회전동력은 제1 싱크로메시(SN1)의 작동에 의해 제7 기어열(GT7), 아이들 축(IDS), 제5 기어열(GT5), 제1 출력축(OS1)으로 전달되어 제8 기어열(GT8)을 통해 디프렌셜(DIFF)로 전달되면서 전진 1속의 주행이 이루어진다.

상기 엔진모드의 전진 1속(FD1)에서는 엔진(ENG)의 구동력에 의하여 주행하고자 할 때를 가정하여 설명하였으나, 이때, 상기 모터/제너레이터(MG)의 토크 어스시트가 가능하도록 제어하면, 패러럴(Parallel) 하이브리드 모드의 구현이 가능할 수 있다.

또한, 상기 엔진 클러치(ECL)를 해제하고, 엔진(ENG)의 구동을 정지한 상태에서, 모터/제너레이터(MG)만을 구동하면, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 1속(FD1)으로 모터/제너레이터(MG)의 구동력만으로 주행할 수 있는데, 이때, 모터/제너레이터(MG)를 역회전 구동하면, 후진 변속이 가능하다.

이와 같이, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 1속(FD1)은 엔진모드의 전진 1속(FD1)의 변속과 동일하게 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.

[전진 2속]

엔진모드의 전진 2속(FD2)에서는 도 2에서와 같이, 엔진 클러치(ECL), 제2클러치(CL2)가 동시에 작동 제어되는 상태에서, 제2 싱크로메시(SN2)를 제어하여 제2 변속기어(SG2)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결한다.

이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력은 엔진 클러치(ECL), 제2 클러치(CL2), 및 제2 싱크로메시(SN2)의 작동에 의하여 엔진 출력축(EOS), 제2 입력축(IS2), 제6 기어열(GT6), 제2 출력축(OS2)으로 전달되어 제8 기어열(GT8)을 통해 디프렌셜(DIFF)로 전달되면서 전진 2속의 주행이 이루어진다.

상기 엔진모드의 전진 2속(FD2)에서는 엔진(ENG)의 구동력에 의하여 주행하고자 할 때를 가정하여 설명하였으나, 이때, 상기 모터/제너레이터(MG)의 토크 어스시트가 가능하도록 제어하면, 패러럴(Parallel) 하이브리드 모드의 구현이 가능할 수 있다.

또한, 상기 엔진 클러치(ECL)를 해제하고, 엔진(ENG)의 구동을 정지한 상태에서, 모터/제너레이터(MG)를 구동하면, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 2속(FD2)으로 모터/제너레이터(MG)의 구동력만으로 주행할 수 있다.

이와 같이, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 2속(FD2)은 엔진모드의 전진 2속(FD2)의 변속과 동일하게 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.

[전진 3속]

엔진모드의 전진 3속(FD3)에서는 도 2에서와 같이, 엔진 클러치(ECL), 제1클러치(CL1)가 동시에 작동 제어되는 상태에서, 제1 싱크로메시(SN1)를 제어하여 제3 변속기어(SG3)와 중간축(CS)을 동기 연결한다.

상기 중간축(CS)으로 전달된 회전동력은 제1 싱크로메시(SN1)의 작동에 의해 제3 기어열(GT3), 아이들 축(IDS), 제5 기어열(GT5), 제1 출력축(OS1)으로 전달되어 제8 기어열(GT8)을 통해 디프렌셜(DIFF)로 전달되면서 전진 3속의 주행이 이루어진다.

상기 엔진모드의 전진 3속(FD3)에서는 엔진(ENG)의 구동력에 의하여 주행하고자 할 때를 가정하여 설명하였으나, 이때, 상기 모터/제너레이터(MG)의 토크 어스시트가 가능하도록 제어하면, 패러럴(Parallel) 하이브리드 모드의 구현이 가능할 수 있다.

또한, 상기 엔진 클러치(ECL)를 해제하고, 엔진(ENG)의 구동을 정지한 상태에서, 모터/제너레이터(MG)를 구동하면, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 3속(FD3)으로 모터/제너레이터(MG)의 구동력만으로 주행할 수 있다.

이와 같이, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 3속(FD3)은 엔진모드의 전진 3속(FD3)의 변속과 동일하게 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.

[전진 4속]

엔진모드의 전진 4속(FD4)에서는 도 2에서와 같이, 엔진 클러치(ECL), 제2클러치(CL2)가 동시에 작동 제어되는 상태에서, 제3 싱크로메시(SN3)를 제어하여 제3 변속기어(SG3)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결한다.

이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력은 엔진 클러치(ECL), 제2 클러치(CL2), 및 제3 싱크로메시(SN3)의 작동에 의하여 엔진 출력축(EOS), 제2 입력축(IS2), 제4 기어열(GT4), 제1 출력축(OS1)으로 전달되어 제8 기어열(GT8)을 통해 디프렌셜(DIFF)로 전달되면서 전진 4속의 주행이 이루어진다.

상기 엔진모드의 전진 4속(FD4)에서는 엔진(ENG)의 구동력에 의하여 주행하고자 할 때를 가정하여 설명하였으나, 이때, 상기 모터/제너레이터(MG)의 토크 어스시트가 가능하도록 제어하면, 패러럴(Parallel) 하이브리드 모드의 구현이 가능할 수 있다.

또한, 상기 엔진 클러치(ECL)를 해제하고, 엔진(ENG)의 구동을 정지한 상태에서, 모터/제너레이터(MG)를 구동하면, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 4속(FD4)으로 모터/제너레이터(MG)의 구동력만으로 주행할 수 있다.

이와 같이, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 4속(FD4)은 엔진모드의 전진 4속(FD4)의 변속과 동일하게 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.

[전진 5속]

엔진모드의 전진 5속(FD5)에서는 도 2에서와 같이, 엔진 클러치(ECL), 제1클러치(CL1)가 동시에 작동 제어되는 상태에서, 제4 싱크로메시(SN4)를 제어하여 제5 변속기어(SG5)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결한다.

이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력은 엔진 클러치(ECL), 제1 클러치(CL1), 및 제4 싱크로메시(SN4)의 작동에 의하여 엔진 출력축(EOS), 제1 입력축(IS1), 제1 기어열(GT1), 제2 출력축(OS2)으로 전달되어 제8 기어열(GT8)을 통해 디프렌셜(DIFF)로 전달되면서 전진 5속의 주행이 이루어진다.

상기 엔진모드의 전진 5속(FD5)에서는 엔진(ENG)의 구동력에 의하여 주행하고자 할 때를 가정하여 설명하였으나, 이때, 상기 모터/제너레이터(MG)의 토크 어스시트가 가능하도록 제어하면, 패러럴(Parallel) 하이브리드 모드의 구현이 가능할 수 있다.

또한, 상기 엔진 클러치(ECL)를 해제하고, 엔진(ENG)의 구동을 정지한 상태에서, 모터/제너레이터(MG)를 구동하면, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 5속(FD5)으로 모터/제너레이터(MG)의 구동력만으로 주행할 수 있다.

이와 같이, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 5속(FD5)은 엔진모드의 전진 5속(FD5)의 변속과 동일하게 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.

[전진 6속]

엔진모드의 전진 6속(FD6)에서는 도 2에서와 같이, 엔진 클러치(ECL), 제2클러치(CL2)가 동시에 작동 제어되는 상태에서, 제2 싱크로메시(SN2)를 제어하여 제6 변속기어(SG6)와 제2 출력축(OS2)을 동기 연결한다.

이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력은 엔진 클러치(ECL), 제2 클러치(CL2), 및 제2 싱크로메시(SN2)의 작동에 의하여 엔진 출력축(EOS), 제2 입력축(IS2), 제4 기어열(GT4), 제2 출력축(OS2)으로 전달되어 제8 기어열(GT8)을 통해 디프렌셜(DIFF)로 전달되면서 전진 6속의 주행이 이루어진다.

상기 엔진모드의 전진 6속(FD6)에서는 엔진(ENG)의 구동력에 의하여 주행하고자 할 때를 가정하여 설명하였으나, 이때, 상기 모터/제너레이터(MG)의 토크 어스시트가 가능하도록 제어하면, 패러럴(Parallel) 하이브리드 모드의 구현이 가능할 수 있다.

또한, 상기 엔진 클러치(ECL)를 해제하고, 엔진(ENG)의 구동을 정지한 상태에서, 모터/제너레이터(MG)를 구동하면, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 6속(FD6)으로 모터/제너레이터(MG)의 구동력만으로 주행할 수 있다.

이와 같이, 전기자동차 모드(EV모드)의 전진 6속(FD6)은 엔진모드의 전진 6속(FD6)의 변속과 동일하게 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 모식도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 동력전달장치는 상기 제1 실시 예의 구성에서, 제6 기어열(GT6)에 후진변속기어(RSG)가 추가되는 차이점이 있다.

즉, 상기 제2 실시 예에 따른 제6 기어열(GT6)은 상기 제2 입력축(IS2)에 고정 연결되는 제4 입력기어(IG4)와, 상기 제2 출력축(OS2) 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 입력기어(IG4)와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축(OS2)에 선택적으로 동기 연결되는 제2 변속기어(SG2)를 포함하며, 추가적으로, 상기 제1 출력축(OS1) 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 변속기어(SG2)와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제1 출력축(OS1)에 선택적으로 연결되는 후진변속기어(RSG)를 더 포함하여 이루어진다.

이에 따라, 상기 제3 싱크로메시(SN3)는 상기 제4 기어열(GT4)의 제4 변속기어(SG4)를 상기 제1 출력축(OS1)에 선택적으로 동기 연결하면서, 상기 제6 기어열(GT6)의 후진변속기어(RSG)를 상기 제1 출력축(OS1)에 선택적으로 동기 연결하도록 구성된다.

한편, 상기 제6 기어열(GT6)에 상기 후진변속기어(RSG)를 추가 구성함에 따라 기존에 상기 제6 기어열(GT6)과 같은 열에 위치된 제5 기어열(GT5)은 상기 제2 기어열(GT2)과 제3 기어열(GT3) 사이에 위치된다.

즉, 상기 제5 기어열(GT5)은 열의 위치만 변경될 뿐, 상기 아이들 축(IDS)에 고정 연결되는 제3 외접기어(ES3)와, 상기 제1 출력축(OS1) 상에 고정 연결되어 상기 제3 외접기어(ES3)와 외접 기어 연결되는 제5 외접기어(ES5)로 이루어지는 것은 동일하다.

이러한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량의 동력전달장치는 제1 실시 예와 비교하여 제6 기어열(GT6)에 후진변속기어(RSG)가 추가되는 외에는 제1 실시 예의 구성과 동일하여 상세한 구성에 대한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 변속 작동표로서, 상기 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량의 동력전달장치는 전진 1속(FD1)에서 전진 6속(FD6) 변속단의 변속과정은 제1 실시 예와 동일하며, 후진변속기어(RSG)의 추가 구성으로 인해 후진(REV) 변속단이 추가되는 차이점이 있다.

즉, 상기 후진(REV) 변속단 이외의 전진 1속(FD1) 내지 전진 6속(FD6) 변속단은 상기 제1 실시 예와 동일하게 구현되는 것으로, 상세한 설명은 생략하고, 후진 변속단에 대해서만 설명한다.

[후진 변속단]

엔진모드의 후진(REV)에서는 도 4에서와 같이, 엔진 클러치(ECL), 제2클러치(CL2)가 동시에 작동 제어되는 상태에서, 제3 싱크로메시(SN3)를 제어하여 후진변속기어(RSG)와 제1 출력축(OS1)을 동기 연결한다.

이에 따라, 엔진(ENG)의 회전동력은 엔진 클러치(ECL), 제2 클러치(CL2), 및 제3 싱크로메시(SN3)의 작동에 의하여 엔진 출력축(EOS), 제2 입력축(IS2), 제6 기어열(GT6)의 제4 입력기어(IG4), 제2 변속기어(SG2), 후진변속기어(RSG)를 통해 제1 출력축(OS1)으로 전달되어 제8 기어열(GT8)을 통해 디프렌셜(DIFF)로 전달되면서 후진 주행이 이루어진다.

상기 엔진모드의 후진(REV)에서는 엔진(ENG)의 구동력에 의하여 주행하고자 할 때를 가정하여 설명하였으나, 이때, 상기 모터/제너레이터(MG)의 토크 어스시트가 가능하도록 제어하면, 패러럴(Parallel) 하이브리드 모드의 구현이 가능할 수 있다.

또한, 상기 엔진 클러치(ECL)를 해제하고, 엔진(ENG)의 구동을 정지한 상태에서, 모터/제너레이터(MG)를 구동하면, 전기자동차 모드(EV모드)의 후진(REV)으로 모터/제너레이터(MG)의 구동력만으로 주행할 수 있다.

이와 같이, 전기자동차 모드(EV모드)의 후진(REV)은 엔진모드의 후진(REV)의 변속과 동일하게 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는 듀얼 클러치 타입의 변속기(DCT)에 모터/제너레이터(MG)를 추가 적용하여 다단의 고정 변속단과 함께 전기 자동차 모드 및 패러럴 하이브리드 모드의 다단화를 실현하여 변속효율을 향상시키고, 이로 인해, 연비를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 전진 1속(FD1)과 전진 3속(FD3)의 변속단을 구현하는 제1, 제3 변속기어(SG1)(SG3)를 별도의 축으로 구성되는 중간축(CS) 상에 구성하여 제1 입력축(IS1)으로부터 전달되는 회전동력을 별도의 아이들 축(IDS)을 거쳐 제1 출력축(OS1)으로 전달하도록 구성하여 변속기의 전장을 축소할 수 있으며, 이로 인해 탑재성을 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

EOS... 엔진 출력축
IS1,IS2... 제1, 제2 입력축
CS... 중간축
OS1,OS2... 제1, 제2 출력축
IDS... 아이들 축
CL1,CL2... 제1, 제2 클러치
ECL... 엔진 클러치
GT1,GT2,GT3,GT4,GT5,GT6,GT7,GT8... 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8 기어열
IG1,IG2,IG3,IG4... 제1, 제2, 제3, 제4 입력기어
EG1,EG2,EG3,EG4,EG5... 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 외접기어
SG1,SG2,SG3,SG4,SG5,SG6... 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6 변속기어
RSG... 후진변속기어
OG1,OG2... 제1, 제2 출력기어
SN1,SN2,SN3,SN4... 제1, 제2, 제3, 제4 싱크로메시
MG... 모터/제너레이터
FDG... 종감속기어
DIFF...디프렌셜

Claims

엔진과 모터/제너레이터를 동력원으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치에 있어서,
상기 모터/제너레이터는 로터를 통하여 엔진 출력축에 선택적으로 연결되며,
상기 엔진 출력축 선상에 배치되어 상기 로터에 선택적으로 연결되는 제1 입력축;
중공축으로 이루어져 상기 제1 입력축의 외주 측에 회전 간섭 없이 중첩 배치되며, 상기 로터와 선택적으로 연결되는 제2 입력축;
상기 제1 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되는 아이들 축;
상기 제1 입력축과 상기 아이들 축 사이에 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 상기 아이들 축으로 전달하는 중간축;
상기 제2 입력축과 상기 아이들 축 사이에 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제2 입력축과 상기 아이들 축으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제1 출력축;
상기 제1 입력축과 일정 간격을 두고 평행하게 배치되어 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 변속하여 출력하는 제2 출력축; 및
상기 제1, 제2 입력축, 상기 아이들 축, 상기 중간축, 상기 제1, 제2 출력축 상에 배치되어 상기 제1, 제2 입력축을 통해 입력되는 회전동력을 변속하는 복수의 기어열;
을 포함하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 기어열은
상기 제1 입력축에 고정 연결되는 제1 입력기어와, 상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제1 입력기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결되는 제5 변속기어를 포함하는 제1 기어열;
상기 제1 입력축에 고정 연결되는 제2 입력기어와, 상기 중간축 상에 고정 연결되어 상기 제2 입력기어와 외접 기어 연결되는 제1 외접기어를 포함하는 제2 기어열;
상기 아이들 축에 고정 연결되는 제2 외접기어와, 상기 중간축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 외접기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축에 선택적으로 동기 연결되는 제3 변속기어를 포함하는 제3 기어열;
상기 제2 입력축에 고정 연결되는 제3 입력기어와, 상기 제1, 제2 출력축 상에 각각 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제3 입력기어와 각각 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제1, 제2 출력축에 각각 선택적으로 동기 연결되는 제4, 제6 변속기어를 포함하는 제4 기어열;
상기 아이들 축에 고정 연결되는 제3 외접기어와, 상기 제1 출력축 상에 고정 연결되어 상기 제3 외접기어와 외접 기어 연결되는 제5 외접기어를 포함하는 제5 기어열;
상기 제2 입력축에 고정 연결되는 제4 입력기어와, 상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 입력기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결되는 제2 변속기어를 포함하는 제6 기어열;
상기 아이들 축에 고정 연결되는 제4 외접기어와, 상기 중간축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 외접기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축에 선택적으로 동기 연결되는 제1 변속기어를 포함하는 제7 기어열; 및
디프렌셜의 종감속기어와, 상기 제1, 제2 출력축에 각각 고정 연결되어 상기 종감속기어와 각각 외접 기어 연결되는 제1, 제2 출력기어를 포함하는 제8 기어열;
로 이루어지는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
제2항에 있어서,
상기 동력전달장치는
축에 변속기어를 선택적으로 동기 연결하는 4개의 싱크로메시를 더 포함하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
제3항에 있어서,
상기 4개의 싱크로메시는
상기 제3 기어열의 제3 변속기어와, 상기 제7 기어열의 제1 변속기어를 상기 중간축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로메시;
상기 제4 기어열의 제6 변속기어와, 상기 제6 기어열의 제2 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로메시;
상기 제4 기어열의 제4 변속기어를 상기 제1 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로메시; 및
상기 제1 기어열의 제5 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제4 싱크로메시;
로 이루어지는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
제2항에 있어서,
상기 복수의 기어열은
엔진의 반대측으로부터 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8 기어열의 순서로 배치되며, 상기 제3, 제4 기어열과, 상기 제5, 제6 기어열은 각각 같은 열에 배치되는 하이브리드 차량용 변속장치.
제2항에 있어서,
상기 동력전달장치는
상기 엔진의 회전동력에 의해 구동되는 엔진모드와, 상기 모터/제너레이터의 회전동력에 의해 구동되는 전기자동차 모드(EV모드), 및 상기 엔진과 모터/제너레이터의 회전동력에 의해 구동되는 페래렐모드의 주행모드를 갖는 하이브리드 차량용 변속장치.
제6항에 있어서,
상기 동력전달장치는
각 모드별 전진 6속의 변속단을 구현하며, 전진 1속과 전진 3속의 변속단을 구현하는 상기 제1, 제3 변속기어가 상기 중간축 상에 구성되어 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 상기 아이들 축을 거쳐 상기 제1 출력축으로 전달하도록 구성되는 하이브리드 차량용 변속장치.
제6항에 있어서,
상기 동력전달장치는
상기 제1, 제3 변속기어가 상기 제2 기어열을 통해 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 각각 선택적으로 상기 제7, 제3 기어열을 통해 상기 아이들 축으로 전달하고, 상기 제5 기어열을 통해 상기 제1 출력축으로 전달하도록 구성되는 하이브리드 차량용 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 기어열은
상기 제1 입력축에 고정 연결되는 제1 입력기어와, 상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제1 입력기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축에 선택적으로 연결되는 제5 변속기어를 포함하는 제1 기어열;
상기 제1 입력축에 고정 연결되는 제2 입력기어와, 상기 중간축 상에 고정 연결되어 상기 제2 입력기어와 외접 기어 연결되는 제1 외접기어를 포함하는 제2 기어열;
상기 아이들 축에 고정 연결되는 제2 외접기어와, 상기 중간축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 외접기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축에 선택적으로 연결되는 제3 변속기어를 포함하는 제3 기어열;
상기 제2 입력축에 고정 연결되는 제3 입력기어와, 상기 제1, 제2 출력축 상에 각각 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제3 입력기어와 각각 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제1, 제2 출력축에 각각 선택적으로 연결되는 제4, 제6 변속기어를 포함하는 제4 기어열;
상기 아이들 축에 고정 연결되는 제3 외접기어와, 상기 제1 출력축 상에 고정 연결되어 상기 제3 외접기어와 외접 기어 연결되는 제5 외접기어를 포함하는 제5 기어열;
상기 제2 입력축에 고정 연결되는 제4 입력기어와, 상기 제2 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 입력기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제2 출력축에 선택적으로 연결되는 제2 변속기어와, 상기 제1 출력축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제2 변속기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 제1 출력축에 선택적으로 연결되는 후진변속기어를 포함하는 제6 기어열;
상기 아이들 축에 고정 연결되는 제4 외접기어와, 상기 중간축 상에 회전 간섭 없이 배치되어 상기 제4 외접기어와 외접 기어 연결된 상태로, 상기 중간축에 선택적으로 연결되는 제1 변속기어를 포함하는 제7 기어열; 및
디프렌셜의 종감속기어와, 상기 제1, 제2 출력축에 각각 고정 연결되어 상기 종감속기어와 각각 외접 기어 연결되는 제1, 제2 출력기어를 포함하는 제8 기어열;
로 이루어지는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
제9항에 있어서,
상기 동력전달장치는
축에 변속기어를 선택적으로 동기 연결하는 4개의 싱크로메시를 더 포함하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
제10항에 있어서,
상기 4개의 싱크로메시는
상기 제3 기어열의 제3 변속기어와, 상기 제7 기어열의 제1 변속기어를 상기 중간축에 선택적으로 동기 연결하는 제1 싱크로메시;
상기 제4 기어열의 제6 변속기어와, 상기 제6 기어열의 제2 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제2 싱크로메시;
상기 제4 기어열의 제4 변속기어와, 제6 기어열의 후진변속기어를 상기 제1 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제3 싱크로메시; 및
상기 제1 기어열의 제5 변속기어를 상기 제2 출력축에 선택적으로 동기 연결하는 제4 싱크로메시;
로 이루어지는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
제9항에 있어서,
상기 복수의 기어열은
엔진의 반대측으로부터 제1, 제2, 제5, 제3, 제4, 제6, 제7, 제8 기어열의 순서로 배치되며, 상기 제3, 제4 기어열은 같은 열에 배치되는 하이브리드 차량용 변속장치.
제9항에 있어서,
상기 동력전달장치는
상기 엔진의 회전동력에 의해 구동되는 엔진모드와, 상기 모터/제너레이터의 회전동력에 의해 구동되는 전기자동차 모드(EV모드), 및 상기 엔진과 모터/제너레이터의 회전동력에 의해 구동되는 페래렐모드의 주행모드를 갖는 하이브리드 차량용 변속장치.
제13항에 있어서,
상기 동력전달장치는
각 모드별 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현하며, 전진 1속과 전진 3속의 변속단을 구현하는 상기 제1, 제3 변속기어가 상기 중간축 상에 구성되어 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 상기 아이들 축을 거쳐 상기 제1 출력축으로 전달하도록 구성되는 하이브리드 차량용 변속장치.
제13항에 있어서,
상기 동력전달장치는
상기 제1, 제3 변속기어가 상기 제2 기어열을 통해 상기 제1 입력축으로부터 전달되는 회전동력을 각각 선택적으로 상기 제7, 제3 기어열을 통해 상기 아이들 축으로 전달하고, 상기 제5 기어열을 통해 상기 제1 출력축으로 전달하도록 구성되는 하이브리드 차량용 변속장치.
제13항에 있어서,
상기 동력전달장치는
각 모드별 전진 6속 및 후진 1속의 변속단을 구현하며, 후진 1속의 변속단을 구현하는 상기 후진변속기어가 상기 제1 출력축 상에 구성되어 상기 제2 출력축 상의 상기 제2 변속기어를 통하여 상기 제2 입력축의 회전동력을 전달받도록 구성되는 하이브리드 차량용 변속장치.