KR100863634B1 - Power transmission apparatus of hybrid vehicle - Google Patents

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KR100863634B1
KR100863634B1 KR1020070048054A KR20070048054A KR100863634B1 KR 100863634 B1 KR100863634 B1 KR 100863634B1 KR 1020070048054 A KR1020070048054 A KR 1020070048054A KR 20070048054 A KR20070048054 A KR 20070048054A KR 100863634 B1 KR100863634 B1 KR 100863634B1
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hybrid vehicle
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KR1020070048054A
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성덕환
김현수
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현대자동차주식회사
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Abstract

A power transmission apparatus of a hybrid vehicle is provided to improve transmission gear ratio by using two clutch units. A power transmission apparatus of a hybrid vehicle comprises a planetary gear(13), a drive motor(12), and a clutch(14). The planetary gear is installed in a transaxle housing(10) and has first and second planetary units(13a,13b). The motor has first and second motor units(12a,12b). The first motor unit transfers power to the first planetary gear unit. The second motor unit is connected with the second planetary gear unit to drive a drive shaft(15). The clutch includes first and second clutch units(14a,14b). The first clutch unit transfers power from an engine(11) and the first motor unit to the drive shaft. The second clutch unit is connected with the second motor unit and a second ring gear(13b-1) of the second planetary gear, and boosts torque of the first motor unit necessary to drive the vehicle at the beginning. The first motor unit connects with a first sun gear(13a-2). The second motor unit is connected with a first ring gear(13a-1) and a second ring gear(13b-1) according to operation of the first and second clutch units.

Description

하이브리드 차량의 동력전달장치{Power transmission apparatus of hybrid vehicle}Power transmission apparatus of hybrid vehicle

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력전달장치를 나타내는 구조도,1a and 1b is a structural diagram showing a power transmission device of a hybrid vehicle according to the present invention,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력전달장치에 대한 각 모드별 구성도,2a and 2b is a configuration diagram for each mode for the power transmission device of a hybrid vehicle according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력전달장치의 동력전달특성을 나타내는 네트워크 해석결과이다. 3 is a network analysis result showing the power transmission characteristics of the power transmission device of the hybrid vehicle according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 트랜스액슬 하우징 11 : 엔진10: transaxle housing 11: engine

12 : 구동모터 13 : 유성기어12: drive motor 13: planetary gear

14 : 클러치 15 : 구동축14 Clutch 15 Drive Shaft

16 : 제어장치16 control device

본 발명은 하이브리드 차량의 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동력순환이 없으면서도 효율이 높은 영역에서 운전 가능한 복합 동력분기형 제2모드의 운전을 구현하면서 제1모드의 운전도 가능한 가변형 하이브리드 차량의 동력전달장치에 관한 것이다. The present invention relates to a power transmission device for a hybrid vehicle, and more particularly, a variable hybrid that can operate in a first mode while implementing a hybrid power branch type second mode that can operate in a high efficiency region without power circulation. It relates to a power transmission device of a vehicle.

일반적으로, 하이브리드 차량(HEV: Hybrid Electrical Vehicle)은 동력원으로서 엔진에서 생산되는 기계적 에너지와 모터에서 생산되는 전기적 에너지를 함께 사용하여 운행하는 자동차를 말한다. In general, a hybrid electric vehicle (HEV) refers to a vehicle that uses both mechanical energy produced by an engine and electrical energy produced by a motor as a power source.

즉, 주행 중에 내리막이나 신호 대기시와 같이 큰 출력을 필요로 하지 않는 때에는 엔진 대신 모터의 출력을 동력원으로 사용함으로써 화석연료의 사용량을 줄이고 엔진의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 차세대 자동차이다.In other words, it is a next-generation car that reduces the amount of fossil fuel used and improves engine efficiency by using the output of the motor as a power source instead of the engine when a large output is not required while driving downhill or waiting for a signal.

이러한 하이브리드 차량에 사용되는 변속기로는 엔진의 속도를 변속비 범위 내에서 차량의 속도에 관계없이 제어할 수 있는 무단 변속기(CVT)가 많이 사용되어 왔다. As a transmission used in such a hybrid vehicle, a continuously variable transmission (CVT) capable of controlling the engine speed regardless of the vehicle speed within the speed ratio range has been used.

이러한 무단 변속기는 유성기어와 모터 2개를 사용하는 단일모드의 동력전달장치로서, 별도의 변속장치 없이도 2개의 모터 속도를 제어하며, 모터 2개의 속도 제어에 의해 하이브리드 차량의 다양한 모드(모터구동, 엔진구동, 하이브리드, 회생제동 등)를 구현할 수 있으며, 엔진의 부드러운 온/오프 제어와 제동시 2개 모터의 유기적인 작동제어에 의한 회생제동효율 향상이 가능하게 된다. This continuously variable transmission is a single mode power transmission system using a planetary gear and two motors. It controls two motor speeds without a separate transmission, and various modes of the hybrid vehicle (motor driving, Engine driving, hybrid, regenerative braking, etc.), and it is possible to improve regenerative braking efficiency by smooth on / off control of the engine and organic operation control of two motors during braking.

그러나, 상기와 같은 기능을 갖는 동력전달장치는 단일 모드로 이루어져 있기 때문에 클러치 등이 필요 없으나, 차량의 속도가 증가시 일부 변속구간에서는 동력순환이 발생하고 모터를 통한 동력 순환량이 증대될 경우, 동력전달장치 전체의 효율이 급격하게 낮아지는 문제점이 있다.However, since the power transmission device having the above function is composed of a single mode, there is no need for a clutch or the like. However, when the speed of the vehicle increases, a power cycle occurs in some shift sections and the amount of power circulation through the motor increases. There is a problem that the efficiency of the entire delivery device is drastically lowered.

한편, 최근에 반자동 변속기(SAT: Semi Auto Transmission) 또는 자동 시프팅 기어박스(ASG: Automated Shifting Gearbox)의 변속감 불량 문제를 개선한 신개념 변속기인 이중 클러치 변속기(DCT: Dual Clutch Transmission)가 유럽의 차량 메이커들로부터 관심의 대상이 되고 있으며 이미 일부 양산차에 적용되고 있다. On the other hand, a new concept of dual clutch transmission (DCT), which improves the problem of poor shifting of semi-auto transmission (SAT) or automatic shifting gearbox (ASG), has recently been introduced. It is attracting attention from makers and is already applied to some mass production cars.

이러한 경향에 입각하여 이중 클러치 변속기를 하이브리드 차량에 적용하여 상기한 종래의 동력전달장치의 문제점을 해결하고자 하는 연구가 활발하게 이루어지고 있다.On the basis of this tendency, studies have been actively conducted to solve the problems of the conventional power transmission device by applying a double clutch transmission to a hybrid vehicle.

그런데, 이러한 이중 클러치 변속기는 상기한 종래의 단일모드 동력전달장치와 비교하여 클러치, 브레이크 등의 추가에 의해 중량이 증대되는 문제점이 있다. However, such a double clutch transmission has a problem in that the weight is increased by the addition of a clutch, a brake, etc. as compared with the conventional single mode power transmission device described above.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 하이브리드 차량의 동력전달 효율이 향상 가능하도록 동력전달 구조를 변경하여 에너지의 순환을 방지하고, 클러치 2개에 의해 2모드 변속단을 구현하여 단일 모드 하이브리드 차량보다 동력분기 상태로 운전 가능토록 변속비를 확대한 분기영역에서 주행할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 동력전달장치를 제공하고자 한다. Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, by changing the power transmission structure to improve the power transmission efficiency of the hybrid vehicle to prevent the circulation of energy, and by using two clutches two-mode gear stage The transmission ratio is extended to enable driving in the power branch state than a single mode hybrid vehicle. The present invention seeks to provide a power transmission device for a hybrid vehicle capable of traveling in a diverging region.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력전달장치는 하이브리드 차량의 트랜스액슬 하우징(10) 내부에 배치되며 제1유성기어부(13a) 및 제2유성기어부(13b)를 포함하는 유성기어(13)와;
상기 제1유성기어부(13a)와 동력 전달이 가능하도록 연결 설치되는 제1모터부(12a) 및 엔진(11)에서 발생되는 동력과 함께 구동축(15)을 작동 가능하도록 제2유성기어부(13b)와 연결 설치된 제2모터부(12b)를 포함하는 구동모터(12)와;
상기 제1유성기어부(13a)와 제2유성기어부(13b) 사이에 연결 설치되어 동작하고, 엔진(11) 및 제1모터부(12a)에서 발생된 동력이 구동축(15)으로 전달 가능하도록 작동되는 제1클러치부(14a)와, 일단이 제2모터부(12b)와 연결 설치되고 타단이 제2유성기어부(13b)의 제2링기어(13b-1)에 연결 설치되며 하이브리드 차량이 초기 구동에 필요한 제1모터부(12a)의 토크가 증대되도록 작동되는 제2클러치부(14b)를 포함하며, 상기 구동모터(12)에서 발생된 전기적 에너지가 0이 되는 에너지 전환 손실이 없는 상태인 노드점에서 양(+)의 영역인 분기영역으로 주행 가능하도록 상기 유성기어(13)상에 연결 설치되어 동력을 단속하는 클러치(14);를 포함하여 구성되어지되, 상기 구동모터(12)의 제1모터부(12a)는 제1유성기어부(13a)에 구비된 제1선기어(13a-2)와 연결 설치되고, 제2모터부(12b)는 제1 및 제2클러치부(14a,14b)의 작동에 따라 제1유성기어부(13a)의 제1링기어(13a-1), 제2유성기어부(13b)의 제2링기어(13b-1)에 각각 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.The power transmission device of the hybrid vehicle according to the present invention for achieving the above object is disposed in the transaxle housing 10 of the hybrid vehicle and includes a first planetary gear portion 13a and a second planetary gear portion 13b. Planetary gears 13;
The second planetary gear part 13b to operate the drive shaft 15 together with the power generated by the first motor part 12a and the engine 11 which are connected to the first planetary gear part 13a so as to transmit power. A driving motor 12 including a second motor part 12b installed to be connected with the driving motor 12;
It is connected and operated between the first planetary gear part 13a and the second planetary gear part 13b, and operates to transmit power generated from the engine 11 and the first motor part 12a to the drive shaft 15. The first clutch portion 14a and one end connected to the second motor portion 12b and the other end connected to the second ring gear 13b-1 of the second planetary gear portion 13b. And a second clutch portion 14b which is operated to increase torque of the first motor portion 12a necessary for driving, and has no energy conversion loss in which electrical energy generated by the driving motor 12 becomes zero. And a clutch 14 connected to the planetary gear 13 to drive the branched area, which is a positive area at the node point, to control power. The first motor unit 12a is connected to and installed with the first sun gear 13a-2 provided in the first planetary gear unit 13a and the second motor unit ( 12b) is the first ring gear 13a-1 of the first planetary gear portion 13a and the second ring gear of the second planetary gear portion 13b according to the operation of the first and second clutch portions 14a, 14b. 13b-1) is characterized in that each connected to.

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바람직한 실시예로서, 상기 제1유성기어부(13a)는 엔진(11)과 직접 연결 설치되어 상기 엔진(11)에서 발생된 동력을 전달받는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the first planetary gear unit 13a is directly connected to the engine 11 to receive power generated from the engine 11.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력전달장치를 나타내는 구조도이다. 1A and 1B are structural diagrams illustrating a power transmission device of a hybrid vehicle according to the present invention.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 하이브리드 차량의 트랜스액슬 하우징(10) 내부에는 엔진(11), 제1 및 제2모터부(12a,12b)로 이루어진 2개의 구동모터(12)와, 상기 구동모터(12)가 각각 입력축과 출력축에 연결되는 제1 및 제2유성기어부(13a,13b)로 이루어진 2개의 유성기어(13)와, 제1 및 제2클러치부(14a,14b)로 이루어진 2개의 클러치(14)로 이루어져 있다. As shown in FIGS. 1A and 1B, two drive motors 12 including an engine 11, first and second motor parts 12a and 12b are disposed inside a transaxle housing 10 of a hybrid vehicle. The drive motor 12 is composed of two planetary gears 13 and first and second clutch parts 14a and 14b, each of which includes first and second planetary gear parts 13a and 13b connected to an input shaft and an output shaft, respectively. It consists of two clutches 14.

상기 제1유성기어부(13a)는 제1링기어(13a-1)와, 제1선기어(13a-2) 및 제1캐리어(13a-3)를 포함하여 설치되고, 제2유성기어부(13b)는 제2링기어(13b-1)와 제2선기어(13b-2) 및 제2캐리어(13b-3)를 포함하여 설치된다. The first planetary gear part 13a includes a first ring gear 13a-1, a first sun gear 13a-2, and a first carrier 13a-3, and a second planetary gear part 13b. Is installed including the second ring gear 13b-1, the second sun gear 13b-2 and the second carrier 13b-3.

상기 제1유성기어부(13a)는 엔진(11)과 직접 연결되어 상기 엔진(11)에서 발생된 동력을 전달받도록 연결 설치되며, 바람직하게는 엔진(11)과 제1캐리어(13a-3)와 연결 설치된다.The first planetary gear unit 13a is directly connected to the engine 11 so as to be connected to receive power generated from the engine 11, and preferably, the engine 11 and the first carrier 13a-3 Connection is installed.

상기 제1유성기어부(13a)의 제1캐리어(13a-3)는 제2유성기어부(13b)의 제2선기어(13b-2)와 동력 전달이 가능하도록 연결 설치되고, 제1링기어(13a-1)는 제2유성기어부(13b)의 제2캐리어(13b-3)와 동력 전달이 가능하도록 연결 설치된다.The first carrier 13a-3 of the first planetary gear 13a is connected to the second sun gear 13b-2 of the second planetary gear 13b so as to transmit power, and the first ring gear 13a. -1) is connected to the second carrier 13b-3 of the second planetary gear portion 13b so as to transmit power.

상기 구동모터(12)는 상기 제 1유성기어부(13a)와 동력 전달이 가능하도록 연결 설치되는 제1모터부(12a)와, 엔진(11)에서 발생되는 동력과 함께 구동축(15)을 작동 가능하도록 제2유성기어부(13b)와 연결 설치된 제2모터부(12b)를 포함하여 구성된다.The drive motor 12 may operate the drive shaft 15 together with the power generated by the first motor unit 12a and the engine 11, which are installed to be connected to the first planetary gear unit 13a to transmit power. And a second motor part 12b installed to be connected to the second planetary gear part 13b.

이때, 상기 제1모터부(12a)는 제1유성기어부(13a)의 제1선기어(13a-2)에 연결되며, 제2모터부(12b)는 제1 및 제2클러치부(C1,C2)(14a,14b)의 작동에 따라 제1유성기어부(13a)의 제1링기어(13a-1) 및 제2유성기어부(13b)의 제2캐리어(13b-3)에에, 제2유성기어부(13b)의 제2링기어(13b-1)에 각각 연결된다. At this time, the first motor part 12a is connected to the first sun gear 13a-2 of the first planetary gear part 13a, and the second motor part 12b is connected to the first and second clutch parts C1 and C2. The second planetary gear part to the first ring gear 13a-1 of the first planetary gear part 13a and the second carrier 13b-3 of the second planetary gear part 13b according to the operation of the It is connected to the 2nd ring gear 13b-1 of 13b, respectively.

여기서, 상기 제2클러치부(C2)(14b)의 작동 시, 제2모터부(12b)는 상기 제2유성기어부(13b)의 제2캐리어(13b-3)와 연결은 되지만 동력 전달은 이루어지지 않는다. Here, when the second clutch portion (C2) 14b is operated, the second motor portion 12b is connected to the second carrier 13b-3 of the second planetary gear portion 13b but power is transmitted. I do not lose.

또한, 구동축(15)으로의 출력은 제1유성기어부(13a)의 제1링기어(13a-1)와, 제2유성기어부(13b)의 제2캐리어(13b-3)에 함께 연결된다. In addition, the output to the drive shaft 15 is connected to the first ring gear 13a-1 of the first planetary gear portion 13a and the second carrier 13b-3 of the second planetary gear portion 13b together.

그리고, 상기 구동모터(12)에서 발생된 전기적 에너지가 0이 되는 에너지 전환 손실이 없는 상태인 노드점에서 양(+)의 영역인 분기 영역으로 주행 가능하도록 상기 유성기어(13) 상에 연결 설치되어 동력을 단속하는 클러치(14)가 설치되고, 상기 하이브리드 차량의 주행 상태에 따라 구동모터(12)와 클러치(14)의 작동 상태 를 제어하는 제어장치(16)를 포함하여 구성된다. In addition, the connection is installed on the planetary gear 13 so that the electric energy generated by the driving motor 12 can travel from the node point in the state where there is no energy conversion loss to zero to the branched area which is a positive area. And a clutch 14 for intermittent power is installed, and includes a control device 16 for controlling the driving state of the drive motor 12 and the clutch 14 according to the driving state of the hybrid vehicle.

상기 클러치(14)는 제1유성기어부(13a)와 제2유성기어부(13b) 사이에 연결 설치되어 동작하며, 엔진(11) 및 제1모터부(12a)에서 발생된 동력이 구동축(15)으로 전달 가능하도록 작동되는 제1클러치부(14a)와, 일단이 제2모터부(12b)와 연결 설치되고 타단이 제2유성기어부(13b)의 제2링기어(13b-1)에 연결 설치되며 하이브리드 차량이 초기 구동에 필요한 제1모터부(12a)의 토크가 증대되도록 작동되는 제2클러치부(14b)를 포함하여 구성된다. The clutch 14 is connected to and operated between the first planetary gear part 13a and the second planetary gear part 13b, and the power generated from the engine 11 and the first motor part 12a is driven by the drive shaft 15. A first clutch portion 14a which is operable to be transferred to the second clutch, and one end is connected to the second motor portion 12b and the other end is connected to the second ring gear 13b-1 of the second planetary gear portion 13b. The hybrid vehicle includes a second clutch portion 14b operated to increase torque of the first motor portion 12a required for initial driving.

한편, 첨부한 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력전달장치에 대한 각 모드별 구성도로서, 도 2a는 제1모드인 입력 분기 모드이고, 도 2b는 제2모드인 복합 분기 모드이며, 클러치(14)의 작동 및 구조를 나타낸다. Meanwhile, FIGS. 2A and 2B are schematic diagrams for respective modes of a power transmission device of a hybrid vehicle according to the present invention. FIG. 2A is an input branch mode as a first mode, and FIG. 2B is a compound branch as a second mode. Mode, showing the operation and structure of the clutch 14.

여기서, 상기 입력 분기 모드는 유성기어(13)의 출력축과 구동모터(12)의 제1 및 제2모터부(12b) 중 하나가 동일축 또는 클러치(14)로 연결됨으로써, 엔진(11)으로부터의 입력 동력 일부는 출력축으로 직접 전달되고, 일부는 출력축에 연결되지 않은 나머지 하나의 구동모터(12)에 구비된 제1 및 제2모터부(12a,12b)를 통해 분기되는 모드를 의미한다. In the input branch mode, the output shaft of the planetary gear 13 and one of the first and second motor parts 12b of the driving motor 12 are connected to the same shaft or the clutch 14, thereby preventing the engine from the engine 11. A portion of the input power is transmitted directly to the output shaft, and a portion is a mode that is branched through the first and second motor units 12a and 12b provided in the other driving motor 12 that is not connected to the output shaft.

상기 입력 분기 모드에서는 제어장치(16)에 의해 제1클러치부(14a)는 결합 상태로 작동되고, 제2클러치부(14b)는 해제 상태로 작동되며 저속 주행 및 후진시 사용된다.In the input branch mode, the first clutch portion 14a is operated in the engaged state by the control device 16, and the second clutch portion 14b is operated in the released state and used for low speed travel and reverse.

상기 제1클러치부(14a)가 결합 상태로 작동되면서 제1유성기어부(13a)만이 작동되며 상기 제1유성기어부(13a)는 제1모터부(12a) 및 엔진(11)에 의해 구동된 다.As the first clutch portion 14a is operated in a coupled state, only the first planetary gear portion 13a is operated, and the first planetary gear portion 13a is driven by the first motor portion 12a and the engine 11. .

상기 엔진(11)에서 발생된 기계적인 에너지는 제1유성기어부(13a)를 통해 제1모터부(12a) 및 구동축(15)으로 전달되고, 제2모터부(12b)에서 발생한 전기적인 에너지는 제1클러치부(14a)의 결합 작동에 의해 제1유성기어부(13a)의 제1링기어(13a-1)와 제2유성기어부(13b)의 제2캐리어(13b-3)를 거쳐서 구동축(15)으로 출력되며, 이를 통해 차량 주행이 이루어진다.Mechanical energy generated in the engine 11 is transmitted to the first motor unit 12a and the drive shaft 15 through the first planetary gear unit 13a, and the electrical energy generated in the second motor unit 12b is The drive shaft (3) is driven through the first ring gear 13a-1 of the first planetary gear portion 13a and the second carrier 13b-3 of the second planetary gear portion 13b by the engagement operation of the first clutch portion 14a. 15), the vehicle travels through this.

상기 복합 분기 모드는 2개의 유성기어(13)로 4개의 동작점을 구성하고, 각각의 동작점에 구동축(15)과, 제1 및 제2모터부(12a,12b) 및 엔진(11)의 입력축을 연결하여 구동하는 방식을 의미한다.In the compound branching mode, four planetary gears 13 constitute four operating points, and each of the driving shafts 15, the first and second motor parts 12a and 12b and the engine 11 are connected to each operating point. It means the driving method by connecting the input shaft.

즉, 엔진(11)이 제1유성기어부(13a)의 제1캐리어(13a-3)를 거쳐 제2유성기어부(13b)의 제2선기어(13b-2)로, 제1유성기어부(13a)의 제1링기어(13a-1)와 제2유성기어부(13b)의 제2캐리어(13b-3)를 거쳐서 구동축(15)에 연결되는 동시에, 제2모터부(12b)가 제2유성기어부(13b)의 제2링기어(13b-1)에 연결된다. That is, the engine 11 passes through the first carrier 13a-3 of the first planetary gear 13a to the second sun gear 13b-2 of the second planetary gear 13b, and the first planetary gear 13a. Is connected to the drive shaft 15 via the first ring gear 13a-1 and the second carrier 13b-3 of the second planetary gear portion 13b, and the second motor portion 12b is connected to the second planetary gear portion. It is connected to the 2nd ring gear 13b-1 of 13b.

하이브리드 차량이 초기에 구동될 때에는 상기 제1모터부(12a)에서 발생되는 구동력이 원하는 만큼 출력되지 않기 때문에 제1클러치부(14a)를 해제 상태로 작동시키고, 제2클러치부(14b)는 결합 상태로 작동시켜서 유성기어(13)에서 출력되는 변속비를 고변속 상태로 출력시키게 되므로 고속 주행시 사용된다. When the hybrid vehicle is initially driven, since the driving force generated by the first motor unit 12a is not output as desired, the first clutch unit 14a is operated in a released state, and the second clutch unit 14b is engaged. By operating in a state to output the speed ratio output from the planetary gear 13 in a high speed state is used at high speed driving.

제1모터부(12a)에서 발생된 전기적 에너지가 유성기어(13)를 통해 제2모터부(12b)로 전달되고, 상기 제2모터부(12b)에서 발생된 모터 토크가 유성기어(13)를 통해 구동축(15)으로 동력을 전달하여 전기적인 에너지와 엔진(11)에서 발생되는 기계적인 에너지와의 비율이 0이 되는 분기 영역으로 하이브리드 차량의 주행이 이루어질 수 있도록 한다.Electrical energy generated by the first motor unit 12a is transmitted to the second motor unit 12b through the planetary gear 13, and the motor torque generated by the second motor unit 12b is transmitted to the planetary gear 13. Through the power transmission to the drive shaft 15 to allow the driving of the hybrid vehicle to the branch area where the ratio of the electrical energy and the mechanical energy generated by the engine 11 becomes zero.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력전달장치의 동력전달특성을 나타내는 네트워크 해석결과이다.3 is a network analysis result showing power transmission characteristics of a power transmission device of a hybrid vehicle according to the present invention.

여기서, X축은 듀얼모드 동력전달장치의 전체 속도비를 나타내고, Y축은 입력에 대한 출력비율을 나타낸다.Here, the X axis represents the total speed ratio of the dual mode power train, and the Y axis represents the output ratio to the input.

PE/Pin 선도는 각 속도비에서 입력 동력에 대한 전기부(E)로의 동력 전달 비율을 나타낸다.P E / P in The diagram shows the power transmission ratio to the electric section E with respect to the input power at each speed ratio.

상기 속도비는 입력속도에 대한 출력속도의 비로 계산된다.The speed ratio is calculated as the ratio of the output speed to the input speed.

첨부한 도면에서 PE/Pin 선도가 Y축과 교차되는 2개의 노드점(mechanical point, 도 3의 A,B)의 속도비는 구동모터(12)의 속도가 0일 때 유성기어(13)의 특성에 의해 결정되는 값이다.P E / P in in the accompanying drawings The speed ratio of the two mechanical points (A and B in FIG. 3) where the diagram intersects the Y axis is a value determined by the characteristics of the planetary gear 13 when the speed of the driving motor 12 is zero. .

만일, 차량 운행시 속도비가 노드점에서 유지된다면 전기부로의 전달 동력은 0이 되므로 모든 동력은 기계부로만 전달되며 이때 동력전달효율은 최대가 된다.If the speed ratio is maintained at the node point when driving the vehicle, the transmission power to the electric part becomes zero, so all the power is transmitted only to the mechanical part, and the power transmission efficiency is maximum.

속도비가 2개의 노드점 사이에 있는 경우에는 입력 동력이 전기부와 기계부로 분리되어 전달되고, 전달 효율이 낮은 전기부로의 동력 전달량에 따라 동력전달장치 전체의 효율이 달라지게 된다. When the speed ratio is between two node points, the input power is separated and transmitted to the electric part and the mechanical part, and the efficiency of the entire power train varies depending on the amount of power transmitted to the electric part with low transmission efficiency.

즉, 그 사용 변속비 구간은 0(정지) ~ B 사이의 구간인 상태에서, 필요시 입력 분기 모드인 제1모드(0 ~ A)만으로도 일부 변속비 구현이 가능하게 된다. That is, the use speed ratio section is a section between 0 (stop) and B, it is possible to implement some speed ratio only in the first mode (0 ~ A) of the input branch mode, if necessary.

제2모드(A ~ B)는 상기 제1모드로 구동시 보다 전기부로 전달되는 동력이 작아지고 기계부로 전달되는 동력이 크기 때문에 제1모드로 구동시 보다 제2모드로 구동시 동력전달효율이 높게 되는 것이다. In the second modes (A to B), the power transmitted to the electric part is smaller than that of the driving in the first mode, and the power transmitted to the mechanical part is larger, so that the power transmission efficiency is higher when driving to the second mode than when driving in the first mode. It becomes high.

한편, 상기 PE/Pin 선도가 (-)값을 가질 경우, 이는 전기부로의 동력전달 방향이 반대가 되어 동력순환이 발생함을 의미하며, 이는 전기부로 순환된 동력이 기계부로 다시 전달되어 입력동력보다 큰 동력이 전달되도록 하는 것이다. Meanwhile, the P E / P in If the diagram has a negative value, this means that the direction of power transfer to the electrical part is reversed, which causes a power cycle, which causes the power circulated to the electrical part to be transferred back to the mechanical part to deliver more power than the input power. It is.

따라서, 가급적 동력 순환이 발생하지 않는 구간에서 사용되도록 설계하는 것이 바람직하다. Therefore, it is desirable to design it to be used in the section where power circulation does not occur whenever possible.

더욱 상세하게는, 제1모드는 입력 분기 모드 구성으로서, 속도비 0 ~ A점까지 작동(필요시 B점까지도 연속 작동 가능)하며, 입력 동력은 동력순환 없이 기계부와 전기부로 분기되어 전달된다. More specifically, the first mode is an input branch mode configuration, which operates up to a speed ratio of 0 to A point (continuous operation is possible even to B point if necessary), and the input power is branched and transmitted to the mechanical part and the electric part without power circulation. .

상기 제1모드에서 동력 분기량은 속도비 0에서 전기부(E1)로 100%, 제2모드로 변속된 후 속도비 A에서 기계부(M2)로 100% 전달되며, 속도비 0 ~ A 구간에서는 기계부(M1)와 전기부(E1)로 1차 선도를 따라 동력분기 비율이 나뉜다.In the first mode, the power divergence amount is 100% from the speed ratio 0 to the electric part E1, and is transferred to the mechanical part M2 from the speed ratio A after being shifted to the second mode. The power split ratio is divided along the primary diagram by the mechanical part M1 and the electric part E1.

모드 전환이 일어나는 속도비 A는 유성기어(13)의 기어비 설정에 따라 변하며 제2모드로 전환후 속도비 A 일때 동력이 기계부로만 전달되므로 전달효율이 가장 좋은 운전상태가 된다.The speed ratio A at which the mode change occurs is changed according to the gear ratio setting of the planetary gear 13, and when the speed ratio A is switched to the second mode, power is transmitted only to the mechanical part, so the transmission efficiency is the best operating state.

상기 제2모드는 속도비 A ~ B 구간에서 작동하며 복합 분기 모드로 작동되어 2차 선도형태로 동력분기 특성이 나타난다. The second mode operates in the speed ratio A to B section and operates in the compound branch mode to show the power branch characteristics in the form of the second diagram.

속도비 A ~ B 구간에서 전기부로 전달되는 동력(E2)은 기계부로 전달되는 동력(M2)과 비교하여 낮기 때문에 제1모드보다 효율이 높은 구간에서 운전되어 동력전달효율이 높고 연비도 향상된다. Since the power E2 transmitted to the electric unit in the speed ratio A to B is lower than the power M2 transmitted to the mechanical unit, the power E2 is operated in a section having higher efficiency than the first mode, thereby increasing power transmission efficiency and improving fuel economy.

여기서, 속도비 B는 제2유성기어부(13b)의 기어비에 의해 결정된다. Here, the speed ratio B is determined by the gear ratio of the second planetary gear portion 13b.

각 모드에서 차량속도 구현을 위하여 구동모터(12)의 회전속도와 토크를 제어함으로써 하이브리드 모드, 엔진모드와 회생제동 모드를 구현을 할 수 있다. By controlling the rotational speed and torque of the drive motor 12 to implement the vehicle speed in each mode, it is possible to implement a hybrid mode, engine mode and regenerative braking mode.

따라서, 이와 같은 하이브리드 차량의 동력전달장치는 클러치(14) 조작에 의한 모드 변환으로 저속 및 고속에서 모두 동력순환이 발생하지 않는 동력분기 상태에서 운전이 가능하게 되고, 이와 같이 동력순환이 발생하지 않게 되므로 종래기술과 비교하여 구동모터(12)와 배터리 용량의 소형화가 가능하게 된다. Accordingly, such a power transmission device of the hybrid vehicle can be operated in a power branch state in which power cycle does not occur at both low speed and high speed by mode switching by operation of the clutch 14, and thus, power cycle does not occur. Therefore, the driving motor 12 and the battery capacity can be miniaturized as compared with the related art.

또한, 제2모드의 구동시 동력전달효율이 높은 기계부로 전달되는 동력이 구동모터(12)로 구성된 전기부로 전달되는 동력보다 많기 때문에 동력전달장치 전체 효율이 높은 상태로 운전이 가능하게 된다. In addition, since the power transmitted to the mechanical portion having a high power transmission efficiency during the driving of the second mode is greater than the power transmitted to the electrical portion composed of the driving motor 12, the driving of the power transmission device may be operated in a state where the overall efficiency of the power transmission apparatus is high.

종래의 듀얼모드 구조와 비교하여 클러치(14)만 2개 사용하므로 상대적으로 소형, 경량인 구조이며 모드 변환시 1개의 클러치(14)만 제어하므로 제어가 훨씬 용이하다. Compared with the conventional dual mode structure, since only two clutches 14 are used, the structure is relatively small and lightweight, and since only one clutch 14 is controlled during mode switching, the control is much easier.

그리고, 제1모드만으로도 종래의 단일모드의 동력전달장치와 동일한 변속비까지 변속 가능하게 된다. Further, even in the first mode, it is possible to shift up to the same speed ratio as in the conventional single mode power transmission device.

본 발명은 상술한 특정의 실시예나 도면에 기재된 내용에 그 기술적 사상이 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 청구범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the technical spirit of the specific embodiments or drawings described above, and those skilled in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims Various modifications can be made by anyone, as well as such changes are within the scope of the claims of the present invention.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력전달장치에 의하면, 동력 순환이 없으면서 효율이 높은 영역에서 운전 가능하고, 다양한 주행 모드의 구현이 가능하며, 전 속도 영역에서 동력 순환이 발생하지 않고 동력분기 상태에서 운전되므로 부품의 용량을 줄일 수 있어 효율면에서 유리한 효과가 있다.As described above, according to the power transmission device of the hybrid vehicle according to the present invention, it is possible to operate in a high efficiency region without power circulation, to implement a variety of driving modes, power cycle does not occur in the full speed range Because it operates in the power branch state, it can reduce the capacity of parts, which is advantageous in terms of efficiency.

Claims (4)

하이브리드 차량의 트랜스액슬 하우징(10) 내부에 배치되며 제1유성기어부(13a) 및 제2유성기어부(13b)를 포함하는 유성기어(13)와;A planetary gear 13 disposed inside the transaxle housing 10 of the hybrid vehicle and including a first planetary gear portion 13a and a second planetary gear portion 13b; 상기 제1유성기어부(13a)와 동력 전달이 가능하도록 연결 설치되는 제1모터부(12a) 및 엔진(11)에서 발생되는 동력과 함께 구동축(15)을 작동 가능하도록 제2유성기어부(13b)와 연결 설치된 제2모터부(12b)를 포함하는 구동모터(12)와;The second planetary gear part 13b to operate the drive shaft 15 together with the power generated by the first motor part 12a and the engine 11 which are connected to the first planetary gear part 13a so as to transmit power. A driving motor 12 including a second motor part 12b installed to be connected with the driving motor 12; 상기 제1유성기어부(13a)와 제2유성기어부(13b) 사이에 연결 설치되어 동작하고, 엔진(11) 및 제1모터부(12a)에서 발생된 동력이 구동축(15)으로 전달 가능하도록 작동되는 제1클러치부(14a)와, 일단이 제2모터부(12b)와 연결 설치되고 타단이 제2유성기어부(13b)의 제2링기어(13b-1)에 연결 설치되며 하이브리드 차량이 초기 구동에 필요한 제1모터부(12a)의 토크가 증대되도록 작동되는 제2클러치부(14b)를 포함하며, 상기 구동모터(12)에서 발생된 전기적 에너지가 0이 되는 에너지 전환 손실이 없는 상태인 노드점에서 양(+)의 영역인 분기영역으로 주행 가능하도록 상기 유성기어(13)상에 연결 설치되어 동력을 단속하는 클러치(14);를 포함하여 구성되어지되, 상기 구동모터(12)의 제1모터부(12a)는 제1유성기어부(13a)에 구비된 제1선기어(13a-2)와 연결 설치되고, 제2모터부(12b)는 제1 및 제2클러치부(14a,14b)의 작동에 따라 제1유성기어부(13a)의 제1링기어(13a-1), 제2유성기어부(13b)의 제2링기어(13b-1)에 각각 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 동력전달장치.It is connected and operated between the first planetary gear part 13a and the second planetary gear part 13b, and operates to transmit power generated from the engine 11 and the first motor part 12a to the drive shaft 15. The first clutch portion 14a and one end connected to the second motor portion 12b and the other end connected to the second ring gear 13b-1 of the second planetary gear portion 13b. And a second clutch portion 14b which is operated to increase torque of the first motor portion 12a necessary for driving, and has no energy conversion loss in which electrical energy generated by the driving motor 12 becomes zero. And a clutch 14 connected to the planetary gear 13 to drive the branched area, which is a positive area at the node point, to control power. The first motor unit 12a is connected to and installed with the first sun gear 13a-2 provided in the first planetary gear unit 13a and the second motor unit ( 12b) is the first ring gear 13a-1 of the first planetary gear portion 13a and the second ring gear of the second planetary gear portion 13b according to the operation of the first and second clutch portions 14a, 14b. 13b-1), each of which is connected to the power transmission device of a hybrid vehicle. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1유성기어부(13a)는 엔진(11)과 직접 연결 설치되어 상기 엔진(11)에서 발생된 동력을 전달받는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 동력전달장치.The first planetary gear unit (13a) is installed directly connected to the engine 11, the power transmission device for a hybrid vehicle, characterized in that for receiving the power generated by the engine (11). 삭제delete 삭제delete
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004284550A (en) 2003-03-25 2004-10-14 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle
JP2006022833A (en) 2004-07-06 2006-01-26 Nissan Motor Co Ltd Drive device for hybrid vehicle
JP2006199077A (en) 2005-01-18 2006-08-03 Toyota Motor Corp Driving device of hybrid vehicle
JP2007055473A (en) 2005-08-25 2007-03-08 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle and control method therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004284550A (en) 2003-03-25 2004-10-14 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle
JP2006022833A (en) 2004-07-06 2006-01-26 Nissan Motor Co Ltd Drive device for hybrid vehicle
JP2006199077A (en) 2005-01-18 2006-08-03 Toyota Motor Corp Driving device of hybrid vehicle
JP2007055473A (en) 2005-08-25 2007-03-08 Toyota Motor Corp Hybrid vehicle and control method therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101163822B1 (en) 2009-03-09 2012-07-09 현대자동차주식회사 Power train for Hybrid Vehicle
US8449420B2 (en) 2009-03-09 2013-05-28 Hyundai Motor Company Power train for hybrid vehicle

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