KR100569098B1 - Transmission of hybrid electric vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 전기 차량용 변속기 및 동력 전달장치를 구성함에 있어서 각각의 구동 조건에 맞도록 기어비를 조작하고 엔진 및 모터의 동력 전달을 용이하게 조절할 수 있는 하이브리드 전기 차량의 변속장치에 관한 것으로, 3개의 클러치 조합으로 구성되어 엔진과 모터의 동력을 전달하는 동력 전달부와; 상기 동력 전달부를 구성하는 2개의 클러치에 각각 연결되는 2개의 축이 한 조를 이루는 제1 변속축과; 홀수단의 변속 기어와 짝수단의 변속 기어가 각각 한 조를 이루어 상기 제1 변속축을 구성하는 2개의 축에 각각 연결되는 변속 기어부와; 2개의 축이 한 조를 이루며, 상기 제1 변속축으로부터 각각 회전력을 전달받아 해당되는 기어 변속을 하는 제2 변속축과; 상기 동력 전달부의 나머지 한 개의 클러치에 연결되는 제3 변속축과; 상기 제3 변속축에 연결되는 모터를 포함하여 구성한다.The present invention relates to a transmission of a hybrid electric vehicle capable of manipulating a gear ratio and easily adjusting power transmission of an engine and a motor to configure a transmission and a power transmission device for a hybrid electric vehicle. A power transmission unit composed of a clutch combination and transmitting power of the engine and the motor; A first transmission shaft comprising two shafts, each of which is connected to two clutches constituting the power transmission unit; A shift gear part connected to two shafts constituting the first shift shaft by forming a pair of the shift gear of the hole means and the shift gear of the mating means, respectively; A second gear shaft comprising two shafts, the second gear shaft being configured to receive a rotational force from the first gear shaft and to perform a corresponding gear shift; A third shift shaft connected to the other clutch of the power transmission unit; It is configured to include a motor connected to the third shift shaft.

하이브리드, 전기, 차량, 클러치, DCTHybrid, electric, vehicle, clutch, DCT

Description

하이브리드 전기 차량의 변속장치{TRANSMISSION OF HYBRID ELECTRIC VEHICLE }Transmission of hybrid electric vehicle {TRANSMISSION OF HYBRID ELECTRIC VEHICLE}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기 차량의 변속장치 구성을 도시한 도면.1 is a view showing a transmission configuration of a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 하이브리드 전기 차량의 변속장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission of a hybrid electric vehicle.

통상적으로, 하이브리드 전기 차량의 구동 방법은 차량에 탑재된 엔진과 모터의 조합으로 차량을 주행하고 있다.In general, a driving method of a hybrid electric vehicle is driving a vehicle by a combination of an engine and a motor mounted on the vehicle.

하이브리드 전기 차량의 분류는 차량의 구동 방식에 따라 병렬형, 직렬형, 복합형 등이 있으며 엔진과 모터의 파워 분담비에 따라 마일드(Mild), 미들(Middle), 하드(Hard) 타입으로 분류한다. Hybrid electric vehicles are classified into parallel, series, and complex types according to the driving method of the vehicle, and classified into mild, middle, and hard types according to the power sharing ratio of the engine and the motor. .

예를 들어, 엔진의 용량에 비해 모터의 용량이 적은 형태를 마일드 하이브리드 시스템이라 한다.For example, a motor having a smaller capacity than that of an engine is called a mild hybrid system.

일반적으로 마일드 하이브리드 시스템의 전기 차량의 경우 모터(구동 모터, 전기 모터)로만 차량이 구동하는 모드는 없다.In general, the electric vehicle of the mild hybrid system does not have a mode in which the vehicle is driven only by a motor (drive motor, electric motor).

마일드 하이브리드 시스템의 경우 모터로 구동하는 모드는 없으나 모터를 사용하여 차량의 정지상태에서 가속시, 차량 주행중 추월 가속시에 순간적으로 높은 토크를 얻기 위해 엔진보다 응답성이 빠른 모터를 사용하여 차량이 주행에 필요한 토크를 공급하고 있다.There is no motor-driven mode in the mild hybrid system, but the vehicle is driven by using a motor that is more responsive than the engine in order to obtain instantaneous high torque when accelerating from the stationary state of the vehicle by using the motor and overtaking acceleration while driving the vehicle. Supplying the necessary torque.

이와 반대로 모터의 용량이 큰 하드 타입 하이브리드 시스템의 경우에는 저속에서 모터로 구동하는 모드가 있다.In contrast, a hard type hybrid system with a large motor capacity has a mode of driving at a low speed.

본 발명의 목적은 하이브리드 전기 차량용 변속기 및 동력 전달장치를 구성함에 있어서 각각의 구동 조건에 맞도록 기어비를 조작하고 엔진 및 모터의 동력 전달을 용이하게 조절할 수 있는 하이브리드 전기 차량의 변속장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transmission of a hybrid electric vehicle capable of manipulating a gear ratio and easily adjusting power transmission of an engine and a motor to configure a transmission and a power transmission device for a hybrid electric vehicle. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하이브리드 전기 차량의 변속장치에 있어서, 3개의 클러치 조합으로 구성되어 엔진과 모터의 동력을 전달하는 동력 전달부와; 상기 동력 전달부를 구성하는 2개의 클러치에 각각 연결되는 2개의 축이 한 조를 이루는 제1 변속축과; 홀수단의 변속 기어와 짝수단의 변속 기어가 각각 한 조를 이루어 상기 제1 변속축을 구성하는 2개의 축에 각각 연결되는 변속 기어부와; 2개의 축이 한 조를 이루며, 상기 제1 변속축으로부터 각각 회전력을 전달받아 해당되는 기어 변속을 하는 제2 변속축과; 상기 동력 전달부의 나머지 한 개의 클러치에 연결되는 제3 변속축과; 상기 제3 변속축에 연결되는 모터를 포함하 여 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a transmission device for a hybrid electric vehicle, comprising: a power transmission unit configured to transfer power of an engine and a motor, comprising three clutch combinations; A first transmission shaft comprising two shafts, each of which is connected to two clutches constituting the power transmission unit; A shift gear part connected to two shafts constituting the first shift shaft by forming a pair of the shift gear of the hole means and the shift gear of the mating means, respectively; A second gear shaft comprising two shafts, the second gear shaft being configured to receive a rotational force from the first gear shaft and to perform a corresponding gear shift; A third shift shaft connected to the other clutch of the power transmission unit; Characterized in that it comprises a motor connected to the third shift shaft.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

차량에 사용되는 이중 클러치 변속기(DCT ; Double Clutch Transmission)는 엔진과 변속기사이에 이중 클러치를 적용하여 변속시 원하는 변속단에 동기장치를 로크(Lock)한 후 두 개의 클러치를 이용하여 변속을 하게된다.Double Clutch Transmission (DCT) used in the vehicle is to apply the double clutch between the engine and the gearbox to lock the synchronous device to the desired gear stage when shifting, and then shift by using two clutches. .

이중 클러치 변속기는 일반 승용차에서 변속기로서 사용하나 이에 모터를 구성하여 하이브리드 전기 차량용(HEV)으로 사용할 수 있다.The double clutch transmission is used as a transmission in a general passenger car, but a motor can be configured to be used for a hybrid electric vehicle (HEV).

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기 차량용 변속장치는 이중 클러치 변속기(DCT) 구조에 하이브리드 전기 차량용 모터를 연결한 것이다.In a transmission for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention, a hybrid electric vehicle motor is connected to a double clutch transmission (DCT) structure.

도 1을 참조하면, 하이브리드 전기 차량의 변속장치에 있어서, 동력 전달부(110), 제1 변속축(120), 변속 기어부, 제2 변속축(130), 제3 변속축(140), 모터(150)를 포함하여 구성한다.Referring to FIG. 1, in a transmission of a hybrid electric vehicle, a power transmission unit 110, a first shift shaft 120, a shift gear unit, a second shift shaft 130, a third shift shaft 140, It comprises a motor 150.

동력 전달부(110)는 3개의 클러치 조합으로 구성되어 엔진과 모터(150)의 동력을 전달한다.The power transmission unit 110 is composed of three clutch combinations to transfer the power of the engine and the motor 150.

즉, 상기 동력 전달부(110)는 제1 클러치(170), 제2 클러치(180), 제3 클러치(190)를 포함하여 구성한다.That is, the power transmission unit 110 is configured to include a first clutch 170, a second clutch 180, a third clutch 190.

제1 클러치(170)는 1단 변속 기어와 3단 변속 기어와 5단 변속 기어가 연결된다.The first clutch 170 is connected to the first gear, the third gear and the fifth gear.

제2 클러치(180)는 2단 변속 기어와 4단 변속 기어와 6단 변속 기어가 연결된다.The second clutch 180 is connected to a second gear, a fourth gear and a sixth gear.

제3 클러치(190)는 모터(150)로 연결된다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제3 클러치(190)는 엔진과 제1 클러치(170) 및 제2 클러치(180) 입력부 사이에 설치된다.
그리고 상기 제1 클러치(170)는 제3 클러치(190) 출력부와 입력축(120') 사이에 설치되고 1단 변속 기어와 3단 변속 기어와 5단 변속 기어가 입력축(120')에 연결된다.
또한 상기 제2 클러치(180)는 제3 클러치(190) 출력부와 제1 변속축(120) 사이에 설치되고 2단 변속 기어와 4단 변속 기어와 6단 변속 기어가 제1 변속축(120)에 연결된다.
그리고 상기 모터(150)와 연결된 모터출력축인 제3 변속축(140)은 제1 클러치(170) 및 제2 클러치(180) 입력부와 제3 클러치(190) 출력부에 연결된다.The third clutch 190 is connected to the motor 150.
More specifically, as shown in FIG. 1, the third clutch 190 is installed between the engine, the first clutch 170, and the second clutch 180 input unit.
The first clutch 170 is installed between the output of the third clutch 190 and the input shaft 120 ', and the first gear, the third gear and the five gear are connected to the input shaft 120'. .
In addition, the second clutch 180 is installed between the output of the third clutch 190 and the first shift shaft 120, and the second shift gear, the fourth shift gear, and the six shift gear are provided in the first shift shaft 120. )
In addition, the third shift shaft 140, which is a motor output shaft connected to the motor 150, is connected to an input of the first clutch 170, the second clutch 180, and an output of the third clutch 190.

제1 변속축(120)은 동력 전달부(110)를 구성하는 2개의 클러치에 각각 연결되는 2개의 축이 한 조를 이룬다.The first transmission shaft 120 is a pair of two shafts respectively connected to the two clutches constituting the power transmission unit 110.

변속 기어부는 홀수단의 변속 기어와 짝수단의 변속 기어가 각각 한 조를 이루어 제1 변속축(120)을 구성하는 2개의 축에 각각 연결된다.The shift gear unit is connected to two shafts constituting the first shift shaft 120 in a pair of the shift gear of the hole means and the shift gear of the mating means, respectively.

변속 기어부의 홀수단 변속 기어는 1단, 3단, 5단의 변속 기어를 포함하여 구성한다.The hole means shifting gear of the shifting gear portion includes a first gear, a third gear, and a fifth gear.

변속 기어부의 짝수단 변속 기어는 2단, 4단, 6단의 변속 기어를 포함하여 구성한다.The mating gear shifting gear of the shifting gear portion includes two, four, and sixth speed gears.

제2 변속축(130)은 2개의 축이 한 조를 이루며, 제1 변속축(120)으로부터 각각 회전력을 전달받아 해당되는 기어 변속을 한다.The second transmission shaft 130 has a pair of two shafts, and receives a rotational force from the first transmission shaft 120 to shift gears correspondingly.

제2 변속축(130)에는 제1 변속축(120)에 각각 연결되는 변속 기어들과의 변속비 조합에 따라 설정된 보조 변속 기어들이 각각 연결된다.Auxiliary shift gears set according to a shift ratio combination with shift gears connected to the first shift shaft 120 are respectively connected to the second shift shaft 130.

제2 변속축(130)의 보조 변속 기어들은 선택 동기 물림식으로 연결되도록 구성할 수 있다.The auxiliary shift gears of the second shift shaft 130 may be configured to be connected in a selective sync bite.

예를 들어, 제2 변속축(130)에 축 결합되어 외력의 전달에 따라 해당되는 기어 변속이 되도록 동력 전달을 단속하는 키형식의 싱크로메시기구를 사용할 수 있 다.For example, a key-type synchromesh mechanism may be used that is shaft-coupled to the second transmission shaft 130 to control power transmission so as to shift gears according to the transmission of external force.

제3 변속축(140)은 동력 전달부(110)의 나머지 한 개의 클러치에 연결된다.The third shift shaft 140 is connected to the other clutch of the power transmission unit 110.

모터(150)는 제3 변속축(140)에 연결되며, 엔진을 보조하는 동력을 제공한다.The motor 150 is connected to the third shift shaft 140 and provides power to assist the engine.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예는 통상적인 1속 주행의 경우는 제1 클러치(170)만 작동하여 동력을 전달한다.The embodiment of the present invention having the configuration as described above transmits power by operating only the first clutch 170 in the case of a typical first speed travel.

이와는 달리, 통상적인 6속 주행(고속도로 고속 주행시)의 경우는 제2 클러치(180)만 작동하여 동력을 전달한다.On the contrary, in the case of the normal six-speed driving (when driving at high speed and high speed), only the second clutch 180 operates to transmit power.

하이브리드 전기 차량의 경우 초기 발진시나 큰 동력이 필요한 경우(등판, 초기 발진시) 엔진 출력뿐만 아니라 모터(150)의 동력까지 사용한다.The hybrid electric vehicle uses not only the engine output but also the power of the motor 150 at the time of initial start-up or when large power is required (back climbing, initial start-up).

따라서, 제1 클러치(170) 또는 제2 클러치(180)와 제3 클러치(190)를 함께 작동시킨다.Therefore, the first clutch 170 or the second clutch 180 and the third clutch 190 are operated together.

통상적인 시내 저속 주행과 같이 큰 동력이 필요하지 않는 경우는 엔진을 오프(Off)시키고 제3 클러치(190)를 작동하여 모터(150)만의 동력으로 주행한다.When a large amount of power is not required, such as a normal city low speed driving, the engine is turned off and the third clutch 190 is operated to drive at the power of the motor 150 alone.

물론 시내 주행시에도 모터(150) 동력만으로 주행하기에 동력이 부족한 경우는 엔진과 함께 모터(150)의 동력을 부가하여 큰 출력을 낼 수 있도록 한다.Of course, even when running in the city, when the power is insufficient to run only by the power of the motor 150, by adding the power of the motor 150 together with the engine to make a large output.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 하이브리드 전기 차량용 이중 클러치 변속기를 응용하여 적용한 상태에서 엔진으로 구동시는 일반적인 변속기와 같이 작동하나 출발시 또는 가속시에는 모터(150)를 구동하여 엔진의 부족한 출력을 보조하게 한다.As described above, the exemplary embodiment of the present invention operates as a general transmission when driven as an engine in a state in which a dual clutch transmission for a hybrid electric vehicle is applied, but operates a motor 150 when starting or accelerating the insufficient output of the engine. To assist.

또한, 제동(Braking)시 모터(150)가 엔진과 분리되어 모터(150)를 발전기로 이용하여 에너지를 회수할 수 있다.In addition, when braking, the motor 150 may be separated from the engine to recover energy by using the motor 150 as a generator.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예는 모터(150) 발진의 경우 1단 발진이 가능하다.In the embodiment of the present invention configured as described above, in the case of oscillation of the motor 150, one-stage oscillation is possible.

그리고, 엔진 시동은 전단에서 가능하며, 필요한 경우에만 엔진 크랭킹이 가능하다.Engine starting is possible at the front end and engine cranking is only possible if necessary.

또한, 모터(150) 보조를 받는 엔진 구동 측면에서 본 발명은 모터(150) 보조 중 변속 가능하며, 싱크로 기구만으로 변속이 가능하다.In addition, the present invention in terms of the engine driving the motor 150 is assisted in the shift of the motor 150, the shift is possible only by the synchro mechanism.

재생 측면에서 본 발명은 재생중 변속 가능하고, 전단에서 하드 타입으로 재생 가능하다.In terms of regeneration, the present invention is shiftable during regeneration, and can be reproduced in hard type at the front end.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 전기 차량의 변속장치는 모터 보조 및 재생 중 변속 가능하여 운전성 및 변속감을 향상시킬 수 있다.As described above, the transmission of the hybrid electric vehicle according to the present invention may shift during motor assistance and regeneration, thereby improving operability and shifting feeling.

또한, 전단에서 하드 타입 재생이 가능하여 변속 효율을 개선할 수 있다. In addition, hard type regeneration is possible at the front end, thereby improving shift efficiency.

또한, 밸브 보디, 클러치 팩, 케이스 외 승용차용 이중 클러치 변속기 부품 및 라인을 공유할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can share the valve body, clutch pack, dual-clutch transmission parts and lines for passenger cars other than the case.

Claims (5)

하이브리드 전기 차량의 변속장치에 있어서,In a transmission of a hybrid electric vehicle, 3개의 클러치 조합으로 구성되어 엔진과 모터의 동력을 전달하는 동력 전달부와;A power transmission unit composed of three clutch combinations for transmitting power of the engine and the motor; 상기 동력 전달부를 구성하는 2개의 클러치에 각각 연결되는 2개의 축이 한 조를 이루는 제1 변속축과;A first transmission shaft comprising two shafts, each of which is connected to two clutches constituting the power transmission unit; 홀수단의 변속 기어와 짝수단의 변속 기어가 각각 한 조를 이루어 상기 제1 변속축을 구성하는 2개의 축에 각각 연결되는 변속 기어부와;A shift gear part connected to two shafts constituting the first shift shaft by forming a pair of the shift gear of the hole means and the shift gear of the mating means, respectively; 2개의 축이 한 조를 이루며, 상기 제1 변속축으로부터 각각 회전력을 전달받아 해당되는 기어 변속을 하는 제2 변속축과;A second gear shaft comprising two shafts, the second gear shaft being configured to receive a rotational force from the first gear shaft and to perform a corresponding gear shift; 상기 동력 전달부의 나머지 한 개의 클러치에 연결되는 제3 변속축과;A third shift shaft connected to the other clutch of the power transmission unit; 상기 제3 변속축에 연결되는 모터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 변속장치.And a motor connected to the third shift shaft. 제1항에 있어서, 상기 변속 기어부의 홀수단 변속 기어는 1단, 3단, 5단의 변속 기어를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 변속장치.The shifting device of the hybrid electric vehicle according to claim 1, wherein the shift means of the hole means shifting gear includes a gear shifting in one, three, and five steps. 제2항에 있어서, 상기 변속 기어부의 짝수단 변속 기어는 2단, 4단, 6단의 변속 기어를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 변속장치.3. The shifting device of a hybrid electric vehicle according to claim 2, wherein the mating gear shifting gear of the shifting gear unit includes two, four, and six shift gears. 제3항에 있어서, 상기 동력 전달부는 According to claim 3, wherein the power transmission unit 1단 변속 기어와 3단 변속 기어와 5단 변속 기어가 연결되는 제1 클러치와;A first clutch to which the first gear, the third gear and the fifth gear are connected; 2단 변속 기어와 4단 변속 기어와 6단 변속 기어가 연결되는 제2 클러치와;A second clutch to which the second gear, the fourth gear and the sixth gear are connected; 모터로 연결되는 제3 클러치를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 변속장치.And a third clutch connected to the motor. 제1항에 있어서, 상기 제2 변속축에는 상기 제1 변속축에 각각 연결되는 변속 기어들과의 변속비 조합에 따라 설정된 보조 변속 기어들이 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 차량의 변속장치.The transmission of claim 1, wherein the second transmission shaft is connected with auxiliary transmission gears set according to a transmission ratio combination with transmission gears respectively connected to the first transmission shaft.
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