KR100999293B1 - Power train for Hybrid Vehicle - Google Patents

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KR100999293B1
KR100999293B1 KR1020090035353A KR20090035353A KR100999293B1 KR 100999293 B1 KR100999293 B1 KR 100999293B1 KR 1020090035353 A KR1020090035353 A KR 1020090035353A KR 20090035353 A KR20090035353 A KR 20090035353A KR 100999293 B1 KR100999293 B1 KR 100999293B1
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서강수
심휴태
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 기본적인 운전모드인 전기차모드와 하이브리드모드는 물론, 모터제너레이터의 구동이 배제되고 엔진의 구동력만으로 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비로 운전되는 고정기어비모드의 구현이 가능하여, 차량의 주행상황에 따른 고효율 운전이 가능하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 하고, 구성요소를 이루는 유성기어세트의 선기어와 피니언의 잇수를 보다 융통성 있게 설정할 수 있어서 클러치나 모터제너레이터의 용량선정의 자유도를 향상시킴으로써, 보다 컴팩트한 변속장치의 설계가 가능하도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인을 제공할 수 있도록 한다.The present invention can be implemented in the electric vehicle mode and the hybrid mode, which is the basic driving mode of the hybrid vehicle, as well as the fixed gear ratio mode in which the driving of the motor generator is excluded and driven at a fixed gear ratio like the transmission stage of a general transmission using only the driving force of the engine. High-efficiency operation is possible according to the driving situation of the vehicle, which improves the fuel efficiency of the vehicle, and the number of teeth and pinion of the planetary gear set that make up the components can be set more flexibly, so the freedom of capacity selection of the clutch or the motor generator is possible. By improving the power supply, it is possible to provide a power train of a hybrid vehicle that enables the design of a more compact transmission.

유성기어세트, 연비, 고정기어비 Planetary gear set, fuel economy, fixed gear ratio

Description

하이브리드 차량의 파워트레인{Power train for Hybrid Vehicle}Power train for hybrid vehicle

본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내연기관인 엔진을 포함하여 두 개 이상의 서로 다른 동력원을 가지는 하이브리드 차량에서 상기 동력원들로부터의 동력을 구동륜으로 전달하도록 하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a power train of a hybrid vehicle, and more particularly, to a technology for transmitting power from the power sources to the drive wheels in a hybrid vehicle having two or more different power sources, including an engine that is an internal combustion engine.

엔진과 모터제너레이터를 사용하는 하이브리드 차량은, 저속에서는 상대적으로 저속토크특성이 우수한 모터제너레이터로부터의 동력을 구동력으로 이용하도록 하고, 고속에서는 상대적으로 고속토크특성이 우수한 엔진으로부터의 동력으로 차량이 구동되도록 하는 개념을 기반으로 하여, 아이들스탑 기능과 회생제동 기능 등을 구현하여 차량의 연비를 개선하도록 하고 있다.The hybrid vehicle using the engine and the motor generator uses the power from the motor generator, which has a relatively low torque characteristic, as a driving force at low speed, and the vehicle is driven by the power from an engine having a relatively high torque characteristic at high speed. Based on the concept, the idle stop function and the regenerative braking function are implemented to improve the fuel economy of the vehicle.

또한, 하이브리드 차량은 모터제너레이터만으로 구동되는 동안에는 엔진에 의한 배기가스가 발생할 여지가 없어서, 연비 개선과 배기가스 저감의 장점을 가진 친환경적인 자동차 기술로 인정받고 있다.In addition, while the hybrid vehicle is driven only by the motor generator, there is no room for the exhaust gas generated by the engine, and thus, the hybrid vehicle is recognized as an environmentally friendly vehicle technology having the advantages of fuel efficiency improvement and exhaust gas reduction.

상기와 같은 하이브리드 차량의 동력전달장치는 다양한 운전모드를 가져서, 차량의 주행 상황에 따라 그 운전모드를 변경하도록 함으로써, 보다 효율적인 운행 으로 차량의 연비를 개선하고, 가속성능을 향상시키는 등 차량의 주행성능의 향상을 가져오도록 하는 것이 바람직하다.The power transmission device of the hybrid vehicle as described above has a variety of driving modes, by changing the driving mode according to the driving situation of the vehicle, to improve the fuel efficiency of the vehicle by driving more efficiently, improve the acceleration performance, such as driving It is desirable to bring about an improvement in performance.

본 발명은 하이브리드 차량의 기본적인 운전모드인 전기차모드와 하이브리드모드는 물론, 모터제너레이터의 구동이 배제되고 엔진의 구동력만으로 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비로 운전되는 고정기어비모드의 구현이 가능하여, 차량의 주행상황에 따른 고효율 운전이 가능하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention can be implemented in the electric vehicle mode and the hybrid mode, which is the basic driving mode of the hybrid vehicle, as well as the fixed gear ratio mode in which the driving of the motor generator is excluded and driven at a fixed gear ratio like the transmission stage of a general transmission using only the driving force of the engine. It is an object of the present invention to provide a power train of a hybrid vehicle capable of improving the fuel efficiency of the vehicle by enabling high efficiency driving according to the driving situation of the vehicle.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인은The powertrain of the hybrid vehicle of the present invention devised to achieve the object as described above

적어도 4개의 회전요소를 구비한 제1유성기어세트와;A first planetary gear set having at least four rotating elements;

상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 적어도 하나와 연결된 회전요소를 구비한 제2유성기어세트와;A second planetary gear set having a rotation element connected to at least one of the rotation elements of the first planetary gear set;

상기 제1유성기어세트의 회전요소와 상기 제2유성기어세트의 회전요소 사이를 단속하도록 구비된 제1클러치와;A first clutch provided to interpose between the rotating element of the first planetary gear set and the rotating element of the second planetary gear set;

상기 제2유성기어세트의 한 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1브레이크를 포함하여 구성되면서;
상기 제1유성기어세트의 회전요소에는 상호 독립적인 2개의 동력원이 연결되고;
상기 제2유성기어세트의 회전요소에는 독립적인 1개의 동력원 및 출력요소가 연결된 것을 특징으로 한다.A first brake provided to restrain rotation of one rotational element of the second planetary gear set;
Two independent power sources are connected to the rotating elements of the first planetary gear set;
The rotation element of the second planetary gear set is characterized in that one independent power source and output element is connected.

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상기 제1브레이크에 의해 회전이 구속될 수 있도록 연결된 상기 제2유성기어세트의 회전요소는 상기 제1클러치를 통해 상기 제1유성기어세트의 회전요소와 단속될 수 있도록 연결된 회전요소로 구성할 수 있다.The rotating element of the second planetary gear set connected to be constrained by the first brake may include a rotating element connected to be intermittent with the rotating element of the first planetary gear set through the first clutch. have.

여기서, 상기 제1유성기어세트의 회전요소에 연결된 2개의 동력원은 엔진과 제1모터제너레이터이고; 상기 제2유성기어세트의 회전요소에 연결된 1개의 동력원은 제2모터제너레이터인 것을 특징으로 한다.Wherein the two power sources connected to the rotary element of the first planetary gear set are an engine and a first motor generator; The one power source connected to the rotating element of the second planetary gear set is a second motor generator.

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상기 제1유성기어세트는 하나의 롱피니언에 각각 독립적으로 치합된 제1선기어와 제3선기어를 포함하여 이루어진 롱피니언타입 유성기어세트로 이루어지고;The first planetary gear set includes a long pinion type planetary gear set including a first sun gear and a third sun gear each independently engaged with one long pinion;

상기 제2유성기어세트는 3개의 회전요소로 이루어진 싱글피니언 유성기어세트로 이루어진 구조로 할 수 있다.The second planetary gear set may have a structure consisting of a single pinion planetary gear set including three rotating elements.

상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2캐리어에 연결되고;A first ring gear of the first planetary gear set is connected to a second carrier of the second planetary gear set;

상기 제1유성기어세트의 제3선기어는 상기 제1클러치를 통해 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결되며;A third sun gear of the first planetary gear set is connected to a second ring gear of the second planetary gear set through the first clutch;

상기 엔진은 상기 제1유성기어세트의 제1캐리어에 연결되고;The engine is connected to a first carrier of the first planetary gear set;

상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트의 제1선기어에 연결되며;The first motor generator is connected to a first sun gear of the first planetary gear set;

상기 제2모터제너레이터는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결되고;The second motor generator is connected to a second sun gear of the second planetary gear set;

상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 제2캐리어에 연결되며;The output element is connected to a second carrier of the second planetary gear set;

상기 제1클러치는 상기 제1유성기어세트의 제3선기어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어 사이를 단속하도록 설치되고;The first clutch is intermittently interposed between the third sun gear of the first planetary gear set and the second ring gear of the second planetary gear set;

상기 제1브레이크는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 구조로 할 수 있다.The first brake may have a structure provided to restrain the rotation of the second ring gear of the second planetary gear set.

상기 제1유성기어세트의 상기 롱피니언은 상기 제1선기어와 제3선기어에 치합되는 부분들이 동일한 잇수로 형성된 구조로 할 수 있다.The long pinion of the first planetary gear set may have a structure in which portions engaged with the first sun gear and the third sun gear are formed with the same number of teeth.

상기 제1유성기어세트의 상기 롱피니언은 상기 제1선기어와 제3선기어에 치합되는 부분들이 서로 다른 잇수로 형성된 구조로도 할 수 있다.The long pinion of the first planetary gear set may have a structure in which portions engaged with the first sun gear and the third sun gear are formed with different teeth.

본 발명의 파워트레인은 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트는 서로 인접하여 배치되고;In the powertrain of the present invention, the first planetary gear set and the second planetary gear set are disposed adjacent to each other;

상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트를 중심으로 상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트에 인접하게 배치되고, 상기 제2모터제너레이터는 상기 제2유성기어세트에 인접하게 배치되며;The first motor generator is disposed adjacent to the first planetary gear set, and the second motor generator is disposed adjacent to the second planetary gear set centering on the first planetary gear set and the second planetary gear set. ;

상기 출력요소는 상기 제2모터제너레이터와 제2유성기어세트 사이의 공간을 통해 외부로 연결되고;The output element is externally connected through a space between the second motor generator and the second planetary gear set;

상기 제1클러치는 상기 제1모터제너레이터와 제1유성기어세트 사이의 공간을 통해 상기 제1유성기어세트의 제3선기어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어를 단속하도록 연결된 구조로 할 수 있다.The first clutch may have a structure connected to intercept the third sun gear of the first planetary gear set and the second ring gear of the second planetary gear set through a space between the first motor generator and the first planetary gear set. Can be.

상기 제2유성기어세트의 제2선기어의 회전을 구속할 수 있도록 제2브레이크가 더 구비되고;A second brake is further provided to restrain rotation of the second sun gear of the second planetary gear set;

상기 제1유성기어세트의 제1캐리어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어 사이에는 상호간의 회전을 단속할 수 있도록 제2클러치가 더 구비된 구조로 할 수 있다.A second clutch may be further provided between the first carrier of the first planetary gear set and the second ring gear of the second planetary gear set to intermittently rotate rotation.

또한, 본 발명에 따른 파워트레인은 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트는 서로 인접하여 배치되고;In addition, in the power train according to the present invention, the first planetary gear set and the second planetary gear set are disposed adjacent to each other;

상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트를 중심으로 상기 제2유성기어세트 쪽에 배치되며;The first motor generator is disposed toward the second planetary gearset with respect to the first planetary gearset and the second planetary gearset;

상기 제2모터제너레이터는 상기 제2유성기어세트와 상기 제1모터제너레이터 사이를 통하여 상기 제2유성기어세트에 연결되도록 배치되고;The second motor generator is arranged to be connected to the second planetary gear set through the second planetary gear set and the first motor generator;

상기 출력요소는 상기 제2모터제너레이터와 제2유성기어세트 사이의 공간을 통해 외부로 연결되며;The output element is externally connected through a space between the second motor generator and the second planetary gear set;

상기 제1클러치는 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트를 중심으로 상기 제1유성기어세트 쪽 공간을 통해 상기 제1유성기어세트의 제3선기어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어를 단속하도록 설치된 구조로 할 수 있다.The first clutch includes a second sun gear of the first planetary gear set and a second planetary gear set of the first planetary gear set through the space between the first planetary gear set and the second planetary gear set. The structure may be provided so as to interrupt the ring gear.

상기 제2유성기어세트의 제2선기어의 회전을 구속할 수 있도록 제2브레이크가 더 구비되고;A second brake is further provided to restrain rotation of the second sun gear of the second planetary gear set;

상기 제1유성기어세트의 제1캐리어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어 사이에는 상호간의 회전을 단속할 수 있도록 제2클러치가 더 구비된 구조로 할 수 있다.A second clutch may be further provided between the first carrier of the first planetary gear set and the second ring gear of the second planetary gear set to intermittently rotate rotation.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인은 In addition, the powertrain of the hybrid vehicle according to the present invention is

적어도 4개의 회전요소를 구비한 제1유성기어세트와;A first planetary gear set having at least four rotating elements;

상기 제1유성기어세트의 두 회전요소와 연결된 상태가 각각 단속될 수 있도록 연결된 회전요소와, 상기 제1유성기어세트의 다른 한 회전요소와 상시 연결된 회전요소를 구비한 제2유성기어세트와;A second planetary gear set having a rotating element connected to the two rotary elements of the first planetary gear set to be intermittently intermittently connected, and a rotating element always connected to the other rotating element of the first planetary gear set;

상기 제2유성기어세트의 서로 다른 두 회전요소의 회전을 각각 구속할 수 있도록 구비된 제1브레이크 및 제2브레이크를 포함하여 구성되면서;
상기 제1유성기어세트의 회전요소에는 상호 독립적인 2개의 동력원이 연결되고;
상기 제2유성기어세트의 회전요소에는 독립적인 1개의 동력원 및 출력요소가 연결된 것을 특징으로 한다.A first brake and a second brake provided to constrain the rotation of two different rotary elements of the second planetary gear set, respectively;
Two independent power sources are connected to the rotating elements of the first planetary gear set;
The rotation element of the second planetary gear set is characterized in that one independent power source and output element is connected.

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본 발명은 하이브리드 차량의 기본적인 운전모드인 전기차모드와 하이브리드모드는 물론, 모터제너레이터의 구동이 배제되고 엔진의 구동력만으로 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비로 운전되는 고정기어비모드의 구현이 가능하여, 차량의 주행상황에 따른 고효율 운전이 가능하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.The present invention can be implemented in the electric vehicle mode and the hybrid mode, which is the basic driving mode of the hybrid vehicle, as well as the fixed gear ratio mode in which the driving of the motor generator is excluded and driven at a fixed gear ratio like the transmission stage of a general transmission using only the driving force of the engine. High efficiency driving according to the driving situation of the vehicle is possible to improve the fuel efficiency of the vehicle.

또한, 본 발명은 구성요소를 이루는 유성기어세트의 선기어와 피니언의 잇수를 보다 융통성 있게 설정할 수 있어서 클러치나 모터제너레이터의 용량선정의 자유도를 향상시킴으로써, 보다 컴팩트한 변속장치의 설계가 가능하도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can be set more flexibly the number of teeth and pinion teeth of the planetary gear set constituting the component to improve the degree of freedom of capacity selection of the clutch or motor generator, a hybrid that enables the design of a more compact transmission It is possible to provide a power train of a vehicle.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 제1실시예는 4개의 회전요소를 구비한 제1유성기어세트(PG1)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들 중 적어도 하나와 연결된 회전요소를 구비한 제2유성기어세트(PG2)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소와 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소 사이를 단속하도록 구비된 제1클러치(CL1)와; 상기 제2유성기어세트(PG2)의 한 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1브레이크(BK1)를 포함하여 구성되면서; 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소에는 상호 독립적인 2개의 동력원이 연결되고; 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소에는 독립적인 1개의 동력원 및 출력요소(OUT)가 연결된 구성이다.1 and 2, a first embodiment of the present invention includes a first planetary gear set PG1 having four rotating elements; A second planetary gear set PG2 having a rotating element connected to at least one of the rotating elements of the first planetary gear set PG1; A first clutch CL1 provided to interpose between the rotating element of the first planetary gear set PG1 and the rotating element of the second planetary gear set PG2; It comprises a first brake (BK1) provided to restrain the rotation of one rotation element of the second planetary gear set (PG2); Two independent power sources are connected to the rotating elements of the first planetary gear set PG1; One independent power source and an output element OUT are connected to the rotating element of the second planetary gear set PG2.

상기 제1브레이크(BK1)에 의해 회전이 구속될 수 있도록 연결된 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소는 상기 제1클러치(CL1)를 통해 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소와 단속될 수 있도록 연결된 회전요소이다.The rotating element of the second planetary gear set PG2 connected to be constrained by the first brake BK1 may be a rotating element of the first planetary gear set PG1 through the first clutch CL1. It is a rotating element connected to be interrupted.

여기서, 상기 제1유성기어세트의 회전요소에 연결된 2개의 동력원은 엔진과 제1모터제너레이터이고; 상기 제2유성기어세트의 회전요소에 연결된 1개의 동력원은 제2모터제너레이터인 것을 특징으로 한다.Wherein the two power sources connected to the rotary element of the first planetary gear set are an engine and a first motor generator; The one power source connected to the rotating element of the second planetary gear set is a second motor generator.

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상기 제1유성기어세트(PG1)는 하나의 롱피니언에 각각 독립적으로 치합된 제1선기어(S1)와 제3선기어(S3)를 포함하여 이루어진 롱피니언타입 유성기어세트로 이루어지고, 상기 제2유성기어세트(PG2)는 3개의 회전요소로 이루어진 싱글피니언 유성기어세트로 이루어진다.The first planetary gear set PG1 includes a long pinion type planetary gear set including a first sun gear S1 and a third sun gear S3 that are independently engaged with one long pinion, respectively, and the second The planetary gear set PG2 consists of a single pinion planetary gear set consisting of three rotating elements.

즉, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1링기어(R1)는 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2캐리어(C2)에 연결되고, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제3선기어(S3)는 상기 제1클러치(CL1)를 통해 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2링기어(R2)에 연결되며, 상기 엔진(E/G)은 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1캐리어(C1)에 연결되고, 상기 제1모터제너레이터(MG1)는 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1선기어(S1)에 연결되며, 상기 제2모터제너레이터(MG2)는 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2선기어(S2)에 연결되고, 상기 출력요소(OUT)는 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2캐리어(C2)에 연결되며, 상기 제1클러치(CL1)는 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제3선기어(S3)와 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2링기어(R2) 사이를 단속하도록 설치되고, 상기 제1브레이크(BK1)는 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2링기어(R2)의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 구조이다.That is, the first ring gear R1 of the first planetary gear set PG1 is connected to the second carrier C2 of the second planetary gear set PG2 and the first planetary gear set PG1 of the first planetary gear set PG1. The third sun gear S3 is connected to the second ring gear R2 of the second planetary gear set PG2 through the first clutch CL1, and the engine E / G is connected to the first planetary gear. It is connected to the first carrier (C1) of the set (PG1), the first motor generator (MG1) is connected to the first sun gear (S1) of the first planetary gear set (PG1), the second motor generator ( MG2 is connected to the second sun gear S2 of the second planetary gear set PG2, and the output element OUT is connected to the second carrier C2 of the second planetary gear set PG2. The first clutch CL1 is installed to intervene between the third sun gear S3 of the first planetary gear set PG1 and the second ring gear R2 of the second planetary gear set PG2. The first brake BK1 is the second ring gear R2 of the second planetary gear set PG2. It is a structure installed to restrain the rotation.

도 1의 상태는 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)는 서로 인접하여 배치되고, 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)를 중심으로 상기 제1모터제너레이터(MG1)는 상기 제1유성기어세트(PG1)에 인접하게 배치되고, 상기 제2모터제너레이터(MG2)는 상기 제2유성기어세트(PG2)에 인접하게 배치되며, 상기 출력요소(OUT)는 상기 제2모터제너레이터(MG2)와 제2유성기어세트(PG2) 사이의 공간을 통해 외부로 연결되고, 상기 제1클러치(CL1)는 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제1유성기어세트(PG1) 사이의 공간을 통해 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제3선기어(S3)와 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2링기어(R2)를 단속하도록 연결된 배치구조이다.In the state of FIG. 1, the first planetary gear set PG1 and the second planetary gear set PG2 are disposed adjacent to each other, and center the first planetary gear set PG1 and the second planetary gear set PG2. The first motor generator MG1 is disposed adjacent to the first planetary gear set PG1, and the second motor generator MG2 is disposed adjacent to the second planetary gear set PG2. The output element OUT is connected to the outside through a space between the second motor generator MG2 and the second planetary gear set PG2, and the first clutch CL1 is connected to the first motor generator MG1. To intercept the third sun gear S3 of the first planetary gear set PG1 and the second ring gear R2 of the second planetary gear set PG2 through a space between the first planetary gear sets PG1. It is a connected layout structure.

이에 비하여, 도 3의 배치구조는 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)는 서로 인접하여 배치되고, 상기 제1모터제너레이터(MG1)는 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)를 중심으로 상기 제2유성기어세트(PG2) 쪽에 배치되며, 상기 제2모터제너레이터(MG2)는 상기 제2유성기어세트(PG2)와 상기 제1모터제너레이터(MG1) 사이를 통하여 상기 제2유성기어세트(PG2)에 연결되도록 배치되고, 상기 출력요소(OUT)는 상기 제2모터제너레이터(MG2)와 제2유성기어세트(PG2) 사이의 공간을 통해 외부로 연결되며, 상기 제1클러치(CL1)는 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)를 중심으로 상기 제1유성기어세트(PG1) 쪽 공간을 통해 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제3선기어(S3)와 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 제2링기어(R2)를 단속하도록 설치된 것이다.In contrast, in the arrangement of FIG. 3, the first planetary gear set PG1 and the second planetary gear set PG2 are disposed adjacent to each other, and the first motor generator MG1 is disposed in the first planetary gear set. PG1) and the second planetary gear set PG2 are disposed toward the second planetary gear set PG2, and the second motor generator MG2 is disposed in the second planetary gear set PG2 and the first motor. The generator MG1 is arranged to be connected to the second planetary gear set PG2 through the generator MG1, and the output element OUT divides the space between the second motor generator MG2 and the second planetary gear set PG2. The first clutch CL1 is connected to the outside through the space between the first planetary gear set PG1 and the second planetary gear set PG2 through the space of the first planetary gear set PG1. The third sun gear S3 of the first planetary gear set PG1 and the second ring gear R2 of the second planetary gear set PG2 are intermittent.

이상의 도 1과 도 3의 실시예에서, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 상기 롱피니언은 상기 제1선기어(S1)와 제3선기어(S3)에 치합되는 부분들이 동일한 잇수로 형성된 구조로서, 도 1, 도 3 및 후술할 도 5의 실시예에서는 P로 표시되어 있다.1 and 3, the long pinion of the first planetary gear set PG1 has a structure in which portions joined to the first sun gear S1 and the third sun gear S3 have the same number of teeth. 1, 3 and 5, which will be described later, are denoted by P.

이에 비하여, 도 4에 예시된 실시예에서 상기 제1유성기어세트(PG1)의 상기 롱피니언은 상기 제1선기어(S1)와 제3선기어(S3)에 치합되는 부분들이 서로 다른 잇수로 형성된 구조이다.On the contrary, in the embodiment illustrated in FIG. 4, the long pinion of the first planetary gear set PG1 has a structure in which portions joined to the first sun gear S1 and the third sun gear S3 have different teeth. to be.

이와 같이 상기 제1유성기어세트(PG1)의 롱피니언이 서로 다른 잇수로 형성된 부분이 일체를 이루어 도 4에 예시된 바와 같이 제1피니언부(P1)와 제3피니언부(P3)로 단을 지어 형성되고, 여기에 각각 제1선기어(S1)와 제3선기어(S3)가 치합되도록 하면, 상기 제1피니언부(P1)와 제1선기어(S1)의 잇수 관계 및 상기 제3피니언부(P3)와 제3선기어(S3)의 잇수 관계를 서로 독립적으로 설정할 수 있게 됨으로써, 상기 제1선기어(S1)에 연결되는 제1모터제너레이터(MG1)의 용량을 상기 제1피니언부(P1)와 제1선기어(S1)의 잇수 관계를 조절하여 설계할 수 있으며, 상기 제3선기어(S3)에 연결되는 제1클러치(CL1)의 용량을 상기 제3피니언부(P3)와 제3선기어(S3)의 잇수 관계를 조절하여 설계할 수 있어서, 보다 컴팩트한 변속기의 설계가 가능하도록 설계 자유도를 증가시켜 주는 효과를 얻을 수 있다.As described above, the long pinions of the first planetary gear set PG1 having different teeth are integrally formed so that the stage may be divided into the first pinion part P1 and the third pinion part P3 as illustrated in FIG. 4. When the first sun gear S1 and the third sun gear S3 are engaged with each other, the number relationship between the first pinion part P1 and the first sun gear S1 and the third pinion part Since the number relationship between P3) and the third sun gear S3 can be set independently of each other, the capacity of the first motor generator MG1 connected to the first sun gear S1 is equal to that of the first pinion part P1. It can be designed by adjusting the number relationship of the first sun gear (S1), the capacity of the first clutch (CL1) connected to the third sun gear (S3) and the third pinion part (P3) and the third sun gear (S3). Can be designed by adjusting the number of teeth relationship, which increases the design freedom. It can be obtained.

한편, 도 5은 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 나머지 구성은 상기 실시예들과 동일하고, 추가로 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2선기어(S2)의 회전을 구속할 수 있도록 제2브레이크가 더 구비되고, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1캐리어(C1)와 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2링기어(R2) 사이에는 상호간의 회전을 단속할 수 있도록 제2클러치가 더 구비된 구성이다.On the other hand, Figure 5 shows another embodiment according to the present invention, the rest of the configuration is the same as the above embodiment, and further the rotation of the second sun gear (S2) of the second planetary gear set (PG2). A second brake is further provided to restrain each other, and between the first carrier C1 of the first planetary gear set PG1 and the second ring gear R2 of the second planetary gear set PG2. The second clutch is further configured to interrupt the rotation.

상기 도 5에 예시된 실시예는 도 6에 도시된 바와 같은 운전모드표에 따라 다양한 운전모드를 가지고 작동될 수 있는 바, 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치 및 상기 제1브레이크(BK1)와 제2브레이크를 표시된 것처럼 체결 및 해제시킴에 따라, 전기차모드인 EV모드와, 하이브리드모드인 HEV모드 및 고정기어비모드를 구현할 수 있다.5 may be operated with various operation modes according to the operation mode table as shown in FIG. 6, wherein the first clutch CL1 and the second clutch and the first brake BK1 may be operated. ) And the second brake as shown, it is possible to implement the EV mode of the electric vehicle mode, the HEV mode and the fixed gear ratio mode of the hybrid mode.

상기 EV모드는 상기 제1브레이크(BK1)만 체결하여 구현하는 EV1모드와 상기 제2클러치를 함께 체결하여 구현하는 EV2모드가 가능하고, 상기 HEV모드는 상기 제1브레이크(BK1)를 체결하여 구현하는 HEV1모드와 상기 제1클러치(CL1)를 체결하여 구현하는 HEV2모드가 가능하다.The EV mode may be an EV1 mode implemented by fastening only the first brake BK1 and an EV2 mode implemented by fastening the second clutch together, and the HEV mode is implemented by fastening the first brake BK1. The HEV2 mode may be implemented by fastening the HEV1 mode to the first clutch CL1.

상기 고정기어비모드는 표시된 바와 같이 엔진(E/G)만 구동되는 상태에서 일정한 변속비로 1단 내지 3단의 모드로 작동될 수 있다.The fixed gear ratio mode may be operated in the first to third modes at a constant speed ratio in a state where only the engine E / G is driven as indicated.

이와 같이 다양한 운전모드를 차량의 주행상황에 맞게 적절히 조합하여 제어함으로써, 보다 효율적인 하이브리드 차량의 구동으로 향상된 연비의 확보가 가 능하게 된다.As such, various driving modes are appropriately combined and controlled according to the driving situation of the vehicle, whereby improved fuel economy can be ensured by driving a more efficient hybrid vehicle.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인의 구조를 도시한 도면,1 is a view showing the structure of a powertrain of a hybrid vehicle according to the present invention,

도 2는 도 1의 파워트레인의 레버해석도,Figure 2 is a lever analysis of the powertrain of Figure 1,

도 3은 도 1의 파워트레인의 변형례를 도시한 도면,3 is a view showing a modification of the powertrain of FIG.

도 4는 도 1의 파워트레인의 또 다른 변형례를 도시한 도면,4 is a view showing another modification of the powertrain of FIG.

도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인의 또 다른 실시예를 도시한 도면,5 shows yet another embodiment of a powertrain of a hybrid vehicle according to the present invention;

도 6은 도 5의 파워트레인의 운전모드표,6 is a table of the operation mode of the powertrain of FIG.

도 7은 도 5의 파워트레인의 레버해석도이다.FIG. 7 is a lever analysis diagram of the powertrain of FIG. 5.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

PG1; 제1유성기어세트 PG2; 제2유성기어세트PG1; First planetary gear set PG2; 2nd planetary gear set

CL1; 제1클러치 BK1; 제1브레이크CL1; First clutch BK1; 1st brake

OUT; 출력요소 E/G; 엔진OUT; Output element E / G; engine

MG1; 제1모터제너레이터 MG2; 제2모터제너레이터MG1; First motor generator MG2; 2nd motor generator

S1; 제1선기어 S3; 제3선기어S1; First sun gear S3; 3rd Sun Gear

R1; 제1링기어 C2; 제2캐리어R1; First ring gear C2; 2nd carrier

R2; 제2링기어 C1; 제1캐리어R2; Second ring gear C1; First carrier

S2; 제2선기어 P1; 제1피니언부S2; Second sun gear P1; First Pinion

P3; 제3피니언부 P3; Third Pinion

Claims (20)

적어도 4개의 회전요소를 구비한 제1유성기어세트와;A first planetary gear set having at least four rotating elements; 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 적어도 하나와 연결된 회전요소를 구비한 제2유성기어세트와;A second planetary gear set having a rotation element connected to at least one of the rotation elements of the first planetary gear set; 상기 제1유성기어세트의 회전요소와 상기 제2유성기어세트의 회전요소 사이를 단속하도록 구비된 제1클러치와;A first clutch provided to interpose between the rotating element of the first planetary gear set and the rotating element of the second planetary gear set; 상기 제2유성기어세트의 한 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 구비된 제1브레이크를 포함하여 구성되면서;A first brake provided to restrain rotation of one rotational element of the second planetary gear set; 상기 제1유성기어세트의 회전요소에는 상호 독립적인 2개의 동력원이 연결되고;Two independent power sources are connected to the rotating elements of the first planetary gear set; 상기 제2유성기어세트의 회전요소에는 독립적인 1개의 동력원 및 출력요소가 연결된 것One independent power source and output element are connected to the rotating element of the second planetary gear set. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 제1브레이크에 의해 회전이 구속될 수 있도록 연결된 상기 제2유성기어세트의 회전요소는 상기 제1클러치를 통해 상기 제1유성기어세트의 회전요소와 단속될 수 있도록 연결된 회전요소인 것The rotating element of the second planetary gear set connected to be constrained by the first brake is a rotating element connected to be intermittent with the rotating element of the first planetary gear set through the first clutch. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2, 상기 제1유성기어세트의 회전요소에 연결된 2개의 동력원은 엔진과 제1모터제너레이터이고;The two power sources connected to the rotating element of the first planetary gear set are an engine and a first motor generator; 상기 제2유성기어세트의 회전요소에 연결된 1개의 동력원은 제2모터제너레이터인 것One power source connected to the rotating element of the second planetary gear set being a second motor generator 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 삭제delete 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 제1유성기어세트는 하나의 롱피니언에 각각 독립적으로 치합된 제1선기어와 제3선기어를 포함하여 이루어진 롱피니언타입 유성기어세트로 이루어지고;The first planetary gear set includes a long pinion type planetary gear set including a first sun gear and a third sun gear each independently engaged with one long pinion; 상기 제2유성기어세트는 3개의 회전요소로 이루어진 싱글피니언 유성기어세트로 이루어진 것The second planetary gear set is composed of a single pinion planetary gear set consisting of three rotating elements. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2캐리어에 연결되고;A first ring gear of the first planetary gear set is connected to a second carrier of the second planetary gear set; 상기 제1유성기어세트의 제3선기어는 상기 제1클러치를 통해 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결되며;A third sun gear of the first planetary gear set is connected to a second ring gear of the second planetary gear set through the first clutch; 상기 엔진은 상기 제1유성기어세트의 제1캐리어에 연결되고;The engine is connected to a first carrier of the first planetary gear set; 상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트의 제1선기어에 연결되며;The first motor generator is connected to a first sun gear of the first planetary gear set; 상기 제2모터제너레이터는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결되고;The second motor generator is connected to a second sun gear of the second planetary gear set; 상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 제2캐리어에 연결되며;The output element is connected to a second carrier of the second planetary gear set; 상기 제1클러치는 상기 제1유성기어세트의 제3선기어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어 사이를 단속하도록 설치되고;The first clutch is intermittently interposed between the third sun gear of the first planetary gear set and the second ring gear of the second planetary gear set; 상기 제1브레이크는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 것The first brake is installed to restrain the rotation of the second ring gear of the second planetary gear set 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6, 상기 제1유성기어세트의 상기 롱피니언은 상기 제1선기어와 제3선기어에 치합되는 부분들이 동일한 잇수로 형성된 것The long pinion of the first planetary gear set is formed by the same number of teeth engaged with the first sun gear and the third sun gear. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6, 상기 제1유성기어세트의 상기 롱피니언은 상기 제1선기어와 제3선기어에 치합되는 부분들이 서로 다른 잇수로 형성된 것The long pinion of the first planetary gear set includes portions of the long pinion meshed with the first sun gear and the third sun gear with different teeth. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 7 또는 청구항 8항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 7 or 8, 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트는 서로 인접하여 배치되고;The first planetary gear set and the second planetary gear set are disposed adjacent to each other; 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트를 중심으로 상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트에 인접하게 배치되고, 상기 제2모터제너레이터는 상기 제2유성기어세트에 인접하게 배치되며;The first motor generator is disposed adjacent to the first planetary gear set, and the second motor generator is disposed adjacent to the second planetary gear set centering on the first planetary gear set and the second planetary gear set. ; 상기 출력요소는 상기 제2모터제너레이터와 제2유성기어세트 사이의 공간을 통해 외부로 연결되고;The output element is externally connected through a space between the second motor generator and the second planetary gear set; 상기 제1클러치는 상기 제1모터제너레이터와 제1유성기어세트 사이의 공간을 통해 상기 제1유성기어세트의 제3선기어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어를 단속하도록 연결된 것;The first clutch is connected to intercept the third sun gear of the first planetary gear set and the second ring gear of the second planetary gear set through a space between the first motor generator and the first planetary gear set; 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9, 상기 제2유성기어세트의 제2선기어의 회전을 구속할 수 있도록 제2브레이크가 더 구비되고;A second brake is further provided to restrain rotation of the second sun gear of the second planetary gear set; 상기 제1유성기어세트의 제1캐리어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어 사이에는 상호간의 회전을 단속할 수 있도록 제2클러치가 더 구비된 것A second clutch is further provided between the first carrier of the first planetary gear set and the second ring gear of the second planetary gear set to intermittently rotate. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 7 또는 청구항 8항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 7 or 8, 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트는 서로 인접하여 배치되고;The first planetary gear set and the second planetary gear set are disposed adjacent to each other; 상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트를 중심으로 상기 제2유성기어세트 쪽에 배치되며;The first motor generator is disposed toward the second planetary gearset with respect to the first planetary gearset and the second planetary gearset; 상기 제2모터제너레이터는 상기 제2유성기어세트와 상기 제1모터제너레이터 사이를 통하여 상기 제2유성기어세트에 연결되도록 배치되고;The second motor generator is arranged to be connected to the second planetary gear set through the second planetary gear set and the first motor generator; 상기 출력요소는 상기 제2모터제너레이터와 제2유성기어세트 사이의 공간을 통해 외부로 연결되며;The output element is externally connected through a space between the second motor generator and the second planetary gear set; 상기 제1클러치는 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트를 중심으로 상기 제1유성기어세트 쪽 공간을 통해 상기 제1유성기어세트의 제3선기어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어를 단속하도록 설치된 것The first clutch includes a second sun gear of the first planetary gear set and a second planetary gear set of the first planetary gear set through the space between the first planetary gear set and the second planetary gear set. Mounted to interrupt ring gears 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 11에 있어서,The method of claim 11, 상기 제2유성기어세트의 제2선기어의 회전을 구속할 수 있도록 제2브레이크가 더 구비되고;A second brake is further provided to restrain rotation of the second sun gear of the second planetary gear set; 상기 제1유성기어세트의 제1캐리어와 상기 제2유성기어세트의 제2링기어 사이에는 상호간의 회전을 단속할 수 있도록 제2클러치가 더 구비된 것A second clutch is further provided between the first carrier of the first planetary gear set and the second ring gear of the second planetary gear set to intermittently rotate. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 적어도 4개의 회전요소를 구비한 제1유성기어세트와;A first planetary gear set having at least four rotating elements; 상기 제1유성기어세트의 두 회전요소와 연결된 상태가 각각 단속될 수 있도록 연결된 회전요소와, 상기 제1유성기어세트의 다른 한 회전요소와 상시 연결된 회전요소를 구비한 제2유성기어세트와;A second planetary gear set having a rotating element connected to the two rotary elements of the first planetary gear set to be intermittently intermittently connected, and a rotating element always connected to the other rotating element of the first planetary gear set; 상기 제2유성기어세트의 서로 다른 두 회전요소의 회전을 각각 구속할 수 있도록 구비된 제1브레이크 및 제2브레이크를 포함하여 구성되면서;A first brake and a second brake provided to constrain the rotation of two different rotary elements of the second planetary gear set, respectively; 상기 제1유성기어세트의 회전요소에는 상호 독립적인 2개의 동력원이 연결되고;Two independent power sources are connected to the rotating elements of the first planetary gear set; 상기 제2유성기어세트의 회전요소에는 독립적인 1개의 동력원 및 출력요소가 연결된 것One independent power source and output element are connected to the rotating element of the second planetary gear set. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 13에 있어서,14. The method of claim 13, 상기 제1유성기어세트의 회전요소에 연결된 2개의 동력원은 엔진과 제1모터제너레이터이고;The two power sources connected to the rotating element of the first planetary gear set are an engine and a first motor generator; 상기 제2유성기어세트의 회전요소에 연결된 1개의 동력원은 제2모터제너레이터인 것One power source connected to the rotating element of the second planetary gear set being a second motor generator 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 14에 있어서,The method according to claim 14, 상기 제1유성기어세트는 하나의 롱피니언에 각각 독립적으로 치합된 제1선기어와 제3선기어를 포함하여 이루어진 롱피니언타입 유성기어세트로 이루어지고;The first planetary gear set includes a long pinion type planetary gear set including a first sun gear and a third sun gear each independently engaged with one long pinion; 상기 제2유성기어세트는 3개의 회전요소로 이루어진 싱글피니언 유성기어세트로 이루어진 것The second planetary gear set is composed of a single pinion planetary gear set consisting of three rotating elements. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 15에 있어서,The method according to claim 15, 상기 제2유성기어세트의 제2링기어는 상기 제1유성기어세트의 제3선기어와 단속 가능하도록 제1클러치로 연결됨과 아울러, 상기 제1유성기어세트의 제1캐리어와 단속 가능하도록 제2클러치로 연결된 것The second ring gear of the second planetary gear set is connected to the first clutch to intermittently interlock with the third sun gear of the first planetary gear set, and the second ring gear is intermittent to the first carrier of the first planetary gear set. Connected by clutch 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 16에 있어서,18. The method of claim 16, 상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 제1유성기어세트의 제1링기어와 상시 연결됨과 아울러 출력요소에 연결되며;A second carrier of the second planetary gear set is always connected to the first ring gear of the first planetary gear set and to an output element; 상기 제2유성기어세트의 제2링기어는 상기 제1브레이크에 의해 회전이 구속 될 수 있도록 연결된 것The second ring gear of the second planetary gear set is connected to be constrained by the first brake. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 17에 있어서,The method according to claim 17, 상기 엔진은 상기 제1유성기어세트의 제1캐리어에 연결되고;The engine is connected to a first carrier of the first planetary gear set; 상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트의 제1선기어에 연결되며;The first motor generator is connected to a first sun gear of the first planetary gear set; 상기 제2모터제너레이터는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결되고;The second motor generator is connected to a second sun gear of the second planetary gear set; 상기 제2브레이크는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 것The second brake is installed to restrain the rotation of the second sun gear of the second planetary gear set. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 18에 있어서,19. The method of claim 18, 상기 제1유성기어세트의 상기 롱피니언은 상기 제1선기어와 제3선기어에 치합되는 부분들이 동일한 잇수로 형성된 것The long pinion of the first planetary gear set is formed by the same number of teeth engaged with the first sun gear and the third sun gear. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that. 청구항 18에 있어서,19. The method of claim 18, 상기 제1유성기어세트의 상기 롱피니언은 상기 제1선기어와 제3선기어에 치합되는 부분들이 서로 다른 잇수로 형성된 것The long pinion of the first planetary gear set includes portions of the long pinion meshed with the first sun gear and the third sun gear with different teeth. 을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.The powertrain of the hybrid vehicle, characterized in that.
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