KR20220159782A - 차량의 하이브리드 파워트레인 - Google Patents

차량의 하이브리드 파워트레인 Download PDF

Info

Publication number
KR20220159782A
KR20220159782A KR1020210067814A KR20210067814A KR20220159782A KR 20220159782 A KR20220159782 A KR 20220159782A KR 1020210067814 A KR1020210067814 A KR 1020210067814A KR 20210067814 A KR20210067814 A KR 20210067814A KR 20220159782 A KR20220159782 A KR 20220159782A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
external gear
meshing device
rotation shaft
selective meshing
connect
Prior art date
Application number
KR1020210067814A
Other languages
English (en)
Inventor
양호림
서범주
최영일
권혁준
이승욱
김석준
김달철
최월선
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 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 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020210067814A priority Critical patent/KR20220159782A/ko
Publication of KR20220159782A publication Critical patent/KR20220159782A/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
    • B60K6/22—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
    • B60K6/26—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 motors or the generators
    • 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
    • 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
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/093—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears with two or more countershafts
    • 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
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/20—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear
    • F16H3/38—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially using gears that can be moved out of gear with synchro-meshing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/42—Clutches or brakes
    • B60Y2400/421—Dog type clutches or brakes
    • 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
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/126—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]
    • 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
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/904—Component specially adapted for hev
    • Y10S903/906—Motor or generator

Abstract

본 발명은 엔진과 연결된 제1회전축; 제1모터와 연결되고, 상기 제1회전축에 평행하게 배치된 제2회전축; 제2모터와 연결되고, 상기 제1회전축과 동심축을 이루어 배치된 제3회전축; 상기 제3회전축과 동심축을 이루어 배치된 제4회전축; 상기 제3회전축을 상기 제1회전축 또는 제4회전축과 연결시킬 수 있도록 설치된 제1선택치합장치; 상기 제1회전축과 제2회전축 및 상기 제2회전축과 제4회전축을 각각 연결하도록 설치된 다수의 외접기어; 상기 제1회전축과 제2회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제2선택치합장치; 상기 제2회전축과 제4회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제3선택치합장치를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 하이브리드 파워트레인{HYBRID POWER TRAIN FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 하이브리드 파워트레인 구조에 관한 기술이다.
차량의 하이브리드 파워트레인은 내연기관인 엔진으로부터 발생되는 동력과 전기로 구동되는 모터에서 발생되는 동력을 함께 이용하여 차량을 구동할 수 있도록 구성된다.
상기와 같은 하이브리드 차량의 파워트레인은 기본적으로 엔진이 가지고 있는 토크 특성과 모터가 가지고 있는 토크 특성을 상호 보완적으로 활용하여 차량 운행의 효율성을 향상시킬 수 있도록 하는데, 가급적 파워트레인의 중량과 부피 및 비용을 저감하면서도 많은 운전모드 및 변속단을 구현할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 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 1020190025415 A
본 발명은 가급적 파워트레인의 중량과 부피 및 비용을 저감하면서도 많은 운전모드 및 변속단을 구현할 수 있도록 하여, 차량이 등판 및 가속 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 차량의 하이브리드 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 하이브리드 파워트레인은,
엔진과 연결된 제1회전축;
제1모터와 연결되고, 상기 제1회전축에 평행하게 배치된 제2회전축;
제2모터와 연결되고, 상기 제1회전축과 동심축을 이루어 배치된 제3회전축;
상기 제3회전축과 동심축을 이루어 배치된 제4회전축;
상기 제3회전축을 상기 제1회전축 또는 제4회전축과 연결시킬 수 있도록 설치된 제1선택치합장치;
상기 제1회전축과 제2회전축 및 상기 제2회전축과 제4회전축을 각각 연결하도록 설치된 다수의 외접기어;
상기 제1회전축과 제2회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제2선택치합장치;
상기 제2회전축과 제4회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제3선택치합장치;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제1회전축과 제2회전축을 연결하도록 설치된 외접기어는 제1외접기어와 제2외접기어로 이루어지고;
상기 제2선택치합장치는 상기 제1외접기어 또는 제2외접기어와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치될 수 있다.
상기 제2회전축과 제4회전축을 연결하도록 설치된 외접기어는 제3외접기어와 제4외접기어로 이루어지고;
상기 제3선택치합장치는 상기 제3외접기어 또는 제4외접기어와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치될 수 있다.
상기 제4회전축에는 상기 제3외접기어와 제4외접기어 사이에 출력기어가 구비될 수 있다.
상기 제2모터는 내접기어를 통하여 상기 제3회전축에 연결될 수 있다.
상기 제2모터는 상기 제3회전축에 직결될 수 있다.
상기 제2모터는 외접기어를 통하여 상기 제3회전축에 연결될 수 있다.
상기 제1선택치합장치, 제2선택치합장치 및 제3선택치합장치는 싱크로나이저 장치로 이루어질 수 있다.
상기 제1선택치합장치, 제2선택치합장치 및 제3선택치합장치는 도그클러치로 이루어질 수 있다.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 하이브리드 파워트레인은,
엔진과 연결된 제1회전축;
제1모터와 연결되고, 상기 제1회전축에 평행하게 배치된 제2회전축;
상기 제1회전축과 동심축을 이루어 배치된 제3회전축;
상기 제3회전축을 상기 제1회전축 연결시킬 수 있도록 설치된 제1선택치합장치;
상기 제1회전축과 제2회전축 및 상기 제2회전축과 제3회전축을 각각 연결하도록 설치된 다수의 외접기어;
상기 제1회전축과 제2회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제2선택치합장치;
상기 제2회전축과 제3회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제3선택치합장치;
상기 제2회전축과 제3회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들 중 하나의 기어에 연결된 제2모터;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 제1회전축과 제2회전축을 연결하도록 설치된 외접기어는 제1외접기어와 제2외접기어로 이루어지고;
상기 제2선택치합장치는 상기 제1외접기어 또는 제2외접기어와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치될 수 있다.
상기 제2회전축과 제3회전축을 연결하도록 설치된 외접기어는 제3외접기어와 제4외접기어로 이루어지고;
상기 제3선택치합장치는 상기 제3외접기어 또는 제4외접기어와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치될 수 있다.
상기 제3회전축에는 상기 제3외접기어와 제4외접기어 사이에 출력기어가 구비될 수 있다.
상기 제2모터는 상기 제4외접기어를 구성하는 기어에 직결될 수 있다.
상기 제1선택치합장치, 제2선택치합장치 및 제3선택치합장치는 싱크로나이저 장치로 이루어질 수 있다.
상기 제1선택치합장치, 제2선택치합장치 및 제3선택치합장치는 도그클러치로 이루어질 수 있다.
본 발명은 가급적 파워트레인의 중량과 부피 및 비용을 저감하면서도 많은 운전모드 및 변속단을 구현할 수 있도록 하여, 차량이 등판 및 가속 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 사용되는 두 모터는 모든 주행 상황에서 서로의 역할 교체가 가능하므로 모터의 사양을 일원화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 하이브리드 파워트레인의 제1실시예를 도시한 구성도,
도 2는 도 1의 파워트레인의 작동표,
도 3 내지 도 8은 각각 도 1의 파워트레인이 전기차 모드인 EV 1단 내지 EV 6단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 9 내지 도 16은 각각 도 1의 파워트레인이 하이브리드차 모드인 HEV 1단 내지 HEV 8단을 구현하는 것을 설명한 도면,
도 17은 본 발명에 따른 차량의 하이브리드 파워트레인의 제2실시예를 도시한 구성도,
도 18은 본 발명에 따른 차량의 하이브리드 파워트레인의 제3실시예를 도시한 구성도,
도 19는 본 발명에 따른 차량의 하이브리드 파워트레인의 제4실시예를 도시한 구성도,
도 20은 도 19의 파워트레인의 작동표이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 발명 차량의 하이브리드 파워트레인의 제1실시예는, 엔진(ENG)과 연결된 제1회전축(SH1); 제1모터(MG1)와 연결되고, 상기 제1회전축(SH1)에 평행하게 배치된 제2회전축(SH2); 제2모터(MG2)와 연결되고, 상기 제1회전축(SH1)과 동심축을 이루어 배치된 제3회전축(SH3); 상기 제3회전축(SH3)과 동심축을 이루어 배치된 제4회전축(SH4); 상기 제3회전축(SH3)을 상기 제1회전축(SH1) 또는 제4회전축(SH4)과 연결시킬 수 있도록 설치된 제1선택치합장치(A); 상기 제1회전축(SH1)과 제2회전축(SH2) 및 상기 제2회전축(SH2)과 제4회전축(SH4)을 각각 연결하도록 설치된 다수의 외접기어(OUT-G); 상기 제1회전축(SH1)과 제2회전축(SH2)을 연결하도록 설치된 외접기어(OUT-G)들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제2선택치합장치(B); 상기 제2회전축(SH2)과 제4회전축(SH4)을 연결하도록 설치된 외접기어(OUT-G)들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제3선택치합장치(C)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명의 파워트레인은 엔진과 모터 사이를 단속하는 별도의 엔진클러치를 구비하지 않고, 엔진과 모터가 각각 직접적으로 변속장치에 동력을 제공할 수 있도록 구성되어, 별도의 마찰클러치를 통하지 않고 직접적으로 변속장치로 엔진 및 모터의 동력이 공급될 수 있도록 함으로써, 변속장치의 구성 부품수와 부피 및 제작 비용을 저감할 수 있도록 하면서도, 도 2에 도시된 바와 같이 다양한 운전모드 및 변속단을 구현할 수 있도록 하여, 차량이 등판 및 가속 성능을 향상으로 차량의 동력성능을 우수하게 확보할 수 있도록 하는 것이다.
참고로, 도 2의 작동표에서 A-L은 상기 제1선택치합장치를 왼쪽으로 이동시켜 왼쪽에 위치한 외접기어(OUT-G)와 결합시키도록 하는 것을 의미하고, A-R은 상기 제1선택치합장치를 우측 외접기어(OUT-G)와 결합시키도록 하는 것을 의미하는 것이며, 마찬가지로 상기 제2선택치합장치의 결합은 B-L, B-R로 구분하고 있고, 사기 제3선택치합장치의 결합은 C-L, C-R로 구분하고 있으며, 이와 같은 규칙은 도 20의 작동표에도 유사하게 적용되는 것이다.
본 실시예에서, 상기 제1회전축(SH1)과 제2회전축(SH2)을 연결하도록 설치된 외접기어(OUT-G)는 제1외접기어(OUT-G)(G1)와 제2외접기어(OUT-G)(G2)로 이루어지고; 상기 제2선택치합장치(B)는 상기 제1외접기어(OUT-G)(G1) 또는 제2외접기어(OUT-G)(G2)어와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된다.
상기 제2회전축(SH2)과 제4회전축(SH4)을 연결하도록 설치된 외접기어(OUT-G)는 제3외접기어(OUT-G)(G3)와 제4외접기어(OUT-G)(G4)로 이루어지고; 상기 제3선택치합장치(C)는 상기 제3외접기어(OUT-G)(G3) 또는 제4외접기어(OUT-G)(G4)와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된다.
여기서, 상기 제1외접기어(OUT-G)(G1) 내지 제4외접기어(OUT-G)(G4)는 각각 서로 외접하여 치합되는 두 기어로 이루어지며, 상기 제2선택치합장치(B)와 제3선택치합장치(C)는 각각 상기 외접기어(OUT-G)를 이루는 두 기어 중 어느 한 기어와 치합을 통해 일체로 연결될 수 있도록 구성된다.
상기 제1선택치합장치(A), 제2선택치합장치(B) 및 제3선택치합장치(C)는 싱크로나이저 장치로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 제1선택치합장치(A), 제2선택치합장치(B) 및 제3선택치합장치(C)는 싱크로나이저링의 마찰력으로 두 회전체 사이의 회전속도를 동기화 한 후, 서로 치합하여 결합이 이루어지도록 하는 종래의 싱크로메시 메커니즘(Synchromesh Mechanism)을 사용하여 구성될 수 있는 것이다.
또한, 상기 제1선택치합장치(A), 제2선택치합장치(B) 및 제3선택치합장치(C)는 보다 단순한 구성의 도그클러치(Dog Clutch)로 구성하여, 단가를 저감하도록 할 수 있으며, 이 경우 도그클러치의 치합을 위한 동기는 상기 제1모터(MG1) 및 제2모터(MG2)의 속도 조절을 통하여 구현하게 된다.
상기 제4회전축(SH4)에는 상기 제3외접기어(OUT-G)(G3)와 제4외접기어(OUT-G)(G4) 사이에 출력기어(OG)가 구비되고, 상기 출력기어(OG)에는 도시된 바와 같이 디퍼렌셜(DF)의 링기어(R) 등이 연결되어, 동력을 구동륜으로 전달하도록 구성될 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 파워트레인은 상기 제1모터(MG1)와 제2모터(MG2)의 동력이 각각 감속되어 상기 출력기어(OG)를 통해 인출될 수 있도록 구성되므로, 상기 제1모터(MG1)와 제2모터(MG2)는 출력축에 바로 모터가 연결되는 경우에 비하여, 고속형의 모터로 구성할 수 있으며, 대부분의 주행 상황에서, 상기 제1모터(MG1)와 제2모터(MG2)의 역할 교체가 가능하므로, 상기 제1모터(MG1)와 제2모터(MG2)의 사양을 동일하게 구성할 수 있는 장점이 있다.
도 1의 제1실시예에서, 상기 제2모터(MG2)는 내접기어(IN-G)를 통하여 상기 제3회전축(SH3)에 연결된 구성이지만, 도 17과 같이 상기 제2모터(MG2)가 상기 제3회전축(SH3)에 직결되도록 구성할 수도 있고, 도 18과 같이 상기 제2모터(MG2)는 외접기어(OUT-G)를 통하여 상기 제3회전축(SH3)에 연결되도록 구성할 수도 있다.
상기 도 17의 제2실시예와 도 18의 제3실시예는 상기와 같이 제2모터(MG2)가 상기 제3회전축(SH3)에 연결되는 구성만 상이하고, 나머지 구성은 모두 동일하다.
상기 제2실시예는 제2모터(MG2)의 동력을 감속 없이 상기 제3회전축(SH3)에 전달하는 것에 비하여, 상기 제1실시예와 제3실시예는 내접기어(IN-G)와 외접기어(OUT-G)를 통해 큰 감속비를 얻을 수 있는 장점이 있으며, 상기 제1실시예는 제3실시예보다 상대적으로 더 작은 공간을 차지하는 장점이 있다.
도 19는 본 발명에 따른 차량의 하이브리드 파워트레인의 제4실시예를 도시한 것으로서, 엔진(ENG)과 연결된 제1회전축(SH1); 제1모터(MG1)와 연결되고, 상기 제1회전축(SH1)에 평행하게 배치된 제2회전축(SH2); 상기 제1회전축(SH1)과 동심축을 이루어 배치된 제3회전축(SH3); 상기 제3회전축(SH3)을 상기 제1회전축(SH1) 연결시킬 수 있도록 설치된 제1선택치합장치(A); 상기 제1회전축(SH1)과 제2회전축(SH2) 및 상기 제2회전축(SH2)과 제3회전축(SH3)을 각각 연결하도록 설치된 다수의 외접기어(OUT-G); 상기 제1회전축(SH1)과 제2회전축(SH2)을 연결하도록 설치된 외접기어(OUT-G)들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제2선택치합장치(B); 상기 제2회전축(SH2)과 제3회전축(SH3)을 연결하도록 설치된 외접기어(OUT-G)들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제3선택치합장치(C); 상기 제2회전축(SH2)과 제3회전축(SH3)을 연결하도록 설치된 외접기어(OUT-G)들 중 하나의 기어에 연결된 제2모터(MG2)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 제1실시예 내지 제3실시예에 비하여, 회전축 하나를 줄이고, 상기 제2모터(MG2)를 직접 기어에 연결한 점이 상이하다.
상기 제1회전축(SH1)과 제2회전축(SH2)을 연결하도록 설치된 외접기어는 제1외접기어(G1)와 제2외접기어(G2)로 이루어지고; 상기 제2선택치합장치(B)는 상기 제1외접기어(G1) 또는 제2외접기어(G2)와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된다.
상기 제2회전축(SH2)과 제3회전축(SH3)을 연결하도록 설치된 외접기어(OUT-G)는 제3외접기어(G3)와 제4외접기어(G4)로 이루어지고; 상기 제3선택치합장치(C)는 상기 제3외접기어(G3) 또는 제4외접기어(G4)와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된다.
여기서, 상기 제2모터(MG2)는 상기 제4외접기어(G4)를 구성하는 기어에 직결된 구성이다.
상기 제3회전축(SH3)에는 상기 제3외접기어(G3)와 제4외접기어(G4) 사이에 출력기어(OG)가 구비된다.
따라서, 상기 제2모터(MG2)의 동력은 상기 제4외접기어(G4)와 상기 출력기어(OG)를 통하여 디퍼렌셜(DF)의 링기어(R) 등으로 인출될 수 있다.
상기 실시예들과 마찬가지로, 상기 제1선택치합장치(A), 제2선택치합장치(B) 및 제3선택치합장치(C)는 싱크로나이저 장치로 이루어질 수도 있고, 도그클러치로 구성될 수도 있다.
본 실시예의 파워트레인은 도 20과 같은 작동표에 따라 EV1 내지 EV4, HEV1 내지 HEV8의 모드를 구현할 수 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.
ENG; 엔진
MG1; 제1모터
MG2; 제2모터
SH1; 제1회전축
SH2; 제2회전축
SH3; 제3회전축
SH4; 제4회전축
A; 제1선택치합장치
B; 제2선택치합장치
C; 제3선택치합장치
G1; 제1외접기어
G2; 제2외접기어
G3; 제3외접기어
G4; 제4외접기어
OG; 출력기어
DF; 디퍼렌셜
R; 링기어

Claims (16)

  1. 엔진과 연결된 제1회전축;
    제1모터와 연결되고, 상기 제1회전축에 평행하게 배치된 제2회전축;
    제2모터와 연결되고, 상기 제1회전축과 동심축을 이루어 배치된 제3회전축;
    상기 제3회전축과 동심축을 이루어 배치된 제4회전축;
    상기 제3회전축을 상기 제1회전축 또는 제4회전축과 연결시킬 수 있도록 설치된 제1선택치합장치;
    상기 제1회전축과 제2회전축 및 상기 제2회전축과 제4회전축을 각각 연결하도록 설치된 다수의 외접기어;
    상기 제1회전축과 제2회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제2선택치합장치;
    상기 제2회전축과 제4회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제3선택치합장치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1회전축과 제2회전축을 연결하도록 설치된 외접기어는 제1외접기어와 제2외접기어로 이루어지고;
    상기 제2선택치합장치는 상기 제1외접기어 또는 제2외접기어와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2회전축과 제4회전축을 연결하도록 설치된 외접기어는 제3외접기어와 제4외접기어로 이루어지고;
    상기 제3선택치합장치는 상기 제3외접기어 또는 제4외접기어와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제4회전축에는 상기 제3외접기어와 제4외접기어 사이에 출력기어가 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2모터는 내접기어를 통하여 상기 제3회전축에 연결된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2모터는 상기 제3회전축에 직결된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2모터는 외접기어를 통하여 상기 제3회전축에 연결된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1선택치합장치, 제2선택치합장치 및 제3선택치합장치는 싱크로나이저 장치로 이루어진 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1선택치합장치, 제2선택치합장치 및 제3선택치합장치는 도그클러치로 이루어진 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  10. 엔진과 연결된 제1회전축;
    제1모터와 연결되고, 상기 제1회전축에 평행하게 배치된 제2회전축;
    상기 제1회전축과 동심축을 이루어 배치된 제3회전축;
    상기 제3회전축을 상기 제1회전축 연결시킬 수 있도록 설치된 제1선택치합장치;
    상기 제1회전축과 제2회전축 및 상기 제2회전축과 제3회전축을 각각 연결하도록 설치된 다수의 외접기어;
    상기 제1회전축과 제2회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제2선택치합장치;
    상기 제2회전축과 제3회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들에 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 제3선택치합장치;
    상기 제2회전축과 제3회전축을 연결하도록 설치된 외접기어들 중 하나의 기어에 연결된 제2모터;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1회전축과 제2회전축을 연결하도록 설치된 외접기어는 제1외접기어와 제2외접기어로 이루어지고;
    상기 제2선택치합장치는 상기 제1외접기어 또는 제2외접기어와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2회전축과 제3회전축을 연결하도록 설치된 외접기어는 제3외접기어와 제4외접기어로 이루어지고;
    상기 제3선택치합장치는 상기 제3외접기어 또는 제4외접기어와 선택적으로 결합할 수 있도록 설치된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3회전축에는 상기 제3외접기어와 제4외접기어 사이에 출력기어가 구비된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제2모터는 상기 제4외접기어를 구성하는 기어에 직결된 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1선택치합장치, 제2선택치합장치 및 제3선택치합장치는 싱크로나이저 장치로 이루어진 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1선택치합장치, 제2선택치합장치 및 제3선택치합장치는 도그클러치로 이루어진 것
    을 특징으로 하는 차량의 하이브리드 파워트레인.

KR1020210067814A 2021-05-26 2021-05-26 차량의 하이브리드 파워트레인 KR20220159782A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210067814A KR20220159782A (ko) 2021-05-26 2021-05-26 차량의 하이브리드 파워트레인

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210067814A KR20220159782A (ko) 2021-05-26 2021-05-26 차량의 하이브리드 파워트레인

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220159782A true KR20220159782A (ko) 2022-12-05

Family

ID=84391984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210067814A KR20220159782A (ko) 2021-05-26 2021-05-26 차량의 하이브리드 파워트레인

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220159782A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190025415A (ko) 2017-09-01 2019-03-11 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 파워트레인

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190025415A (ko) 2017-09-01 2019-03-11 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 파워트레인

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9114699B2 (en) Hybrid drive apparatus
US9109682B2 (en) Power transmission apparatus for vehicle
KR101500204B1 (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
CN104747661B (zh) 用于车辆的动力传输装置
US8241173B2 (en) Single motor hybrid transmission
US11052750B2 (en) Power transmission system for hybrid electric vehicle
US9623744B2 (en) Power transmission apparatus for vehicle
KR101189347B1 (ko) 하이브리드 차량의 변속기
US8235854B2 (en) Power train for hybrid vehicle
KR102394572B1 (ko) 차량용 변속장치
KR20140059917A (ko) 차량의 더블클러치 파워트레인
KR102417375B1 (ko) 차량용 변속장치
US8287413B2 (en) Device for transmitting power between the output of a thermal engine and a wheel shaft, and use of said device
KR20190060594A (ko) 자동화 수동변속기
US10480620B2 (en) Power transmission apparatus for vehicle
KR20150049133A (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
US20220032760A1 (en) Transmission, single-clutch powertrain system, and method for operating a single-clutch powertrain system
KR20220159782A (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
KR20230100291A (ko) 차량의 하이브리드 파워트레인
CN216033750U (zh) 电驱动动力传动装置
KR101584014B1 (ko) 하이브리드 차량용 파워트레인
US20230133383A1 (en) Powertrain for a hybrid vehicle
KR20230090557A (ko) 하이브리드 자동차의 동력 전달 장치
JP2009051262A (ja) 動力出力装置
KR20220116705A (ko) 하이브리드 차량의 파워트레인