KR20090132758A - Power train for a hybrid electric vehicle with automated manual transmission - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A power train of a hybrid electric vehicle equipped with an automated mutual transmission is provided to prevent the break of power in shifting and to execute the shifts to an electronic continuously variable transmission mode and an automated mutual transmission. CONSTITUTION: A power train of a hybrid electric vehicle equipped with an automated mutual transmission is composed of a first input shaft(12), a planetary gear set(PG) a second input shaft(16), an output shaft(20), a first motor/generator(MG1), and an automated mutual transmission. The first input shaft is connected to an engine through a first clutch(C-1). Plural driving gears(14) are formed in the input shaft. The planetary gear set comprises a ring gear(R). The output shaft is connected to the second input shaft. The output shaft comprises a driven gear(18). The first motor/generator drives a sun gear(S) of the planetary gear set. The automated mutual transmission comprises a second motor/generator(MG2).

Description

자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인{Power train for a hybrid electric vehicle with automated manual transmission}Power train for a hybrid electric vehicle with automated manual transmission

본 발명은 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동화 수동변속기와 유성기어세트 및 모터/제너레이터의 조합을 통해 전자식 무단변속모드와 자동화 수동변속모드로의 변속을 가능하게 하고, 변속시 동력의 단절을 배제할 수 있도록 하는 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인에 관한 것이다.The present invention relates to a power train of a hybrid electric vehicle equipped with an automatic manual transmission, and more particularly, to change into an electronic continuously variable mode and an automatic manual transmission mode through a combination of an automatic manual transmission, a planetary gear set, and a motor / generator. The invention relates to a powertrain of a hybrid electric vehicle with an automated manual transmission that makes it possible and eliminates the interruption of power during transmission.

일반적으로 화석 연료를 연소시켜 구동력을 발생시키는 내연기관을 갖춘 자동차에서는 연소후 배출되는 배기가스중 포함된 유해성분에 의해 환경을 오염시키게 되는 문제를 내포하고 있다.In general, an automobile having an internal combustion engine that generates driving power by burning fossil fuels has a problem of polluting the environment by harmful components contained in exhaust gases emitted after combustion.

이에 따라 최근에는 환경 오염에 대한 문제를 해소하고 연비의 향상 등을 위해 연료의 연소에 의한 구동력의 생성과 함께 전기적 에너지에 의한 구동력의 생성을 동시에 구현할 수 있도록 하는 이른 바 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle)의 개발이 있어 왔다.Accordingly, in recent years, hybrid electric vehicles (Hybrid Electric Vehicles), which can simultaneously drive generation of driving force by electric energy and generation of driving force by combustion of fuel to solve the problem of environmental pollution and improve fuel efficiency. Has been developed.

또한, 종래 하이브리드 전기자동차에서는 엔진과 모터의 구동으로부터 발생 된 구동력을 주행 상태에 따라 적정의 변속비로 출력하기 위한 동력전달장치로서 다양한 형태의 변속기를 채택하였는 바, 자동변속기와 무단변속기가 그 일례인 것이다.In addition, in the conventional hybrid electric vehicle, various types of transmissions are adopted as a power transmission device for outputting driving force generated from driving of an engine and a motor at an appropriate transmission ratio according to driving conditions. An automatic transmission and a continuously variable transmission are examples. will be.

그런데, 자동변속기의 경우에는 다수의 유성기어세트를 포함할 뿐만 아니라, 유성기어세트의 각 작동요소에 다수의 클러치와 브레이크를 설치해야 하고, 각 클러치와 브레이크에 대한 유압제어를 위한 장비의 구성도 필수적이므로 제조원가가 비교적 고가일 뿐만 아니라 구성도 복잡하여 제조에 많은 어려움이 있어 왔다.However, the automatic transmission includes not only a plurality of planetary gear sets, but also a plurality of clutches and brakes must be installed on each operating element of the planetary gear set, and a configuration of equipment for hydraulic control of each clutch and brake is also provided. Since it is essential, the manufacturing cost is not only relatively expensive, but also the configuration is complicated, there have been many difficulties in manufacturing.

또한, 무단변속기의 경우에는 풀리와 벨트 사이의 마찰에 의한 마모와 마찰부위에서 발생되는 마찰열에 대한 냉각 및 윤활, 그리고 벨트의 내구성능 및 풀리와의 접촉소음의 발생 등으로 인해 비교적 출력이 낮은 경차에만 국한하여 주로 적용하고 있는 실정이다.In addition, in the case of continuously variable transmissions, a relatively low power vehicle is produced due to friction between the pulley and the belt, cooling and lubrication against the heat of friction generated at the friction part, and durability of the belt and noise generated from contact with the pulley. It is mainly applied to only the situation.

이에 따라, 엔진으로부터 발생된 구동력을 복수의 경로를 통해 입력축과 출력축에 각각 치합되도록 구비된 다수의 기어열에 제공하고, 각 기어열과 출력축 사이의 동력전달을 싱크로 기구의 작동을 매개로 선택적으로 수행하는 자동화 수동변속기가 제안되었다.Accordingly, the driving force generated from the engine is provided to a plurality of gear trains provided to be engaged with the input shaft and the output shaft, respectively, through a plurality of paths, and the power transmission between each gear train and the output shaft is selectively performed through the operation of the synchro mechanism. An automated manual transmission has been proposed.

그런데, 종래 자동화 수동변속기는 변속중 동력의 단절 현상이 수반되는 현상이 있어, 변속감이 좋지 못할 뿐만 아니라, 하이브리드 전기자동차에 적용이 곤란한 문제를 갖고 있다.However, the conventional manual manual transmission has a phenomenon that is accompanied by a disconnection of power during the shift, not only the shift feeling is not good, but also has a problem that is difficult to apply to a hybrid electric vehicle.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 자동화 수동변속기에 엔진과 유성기어세트 및 모터/제너레이터를 적절하게 조합하여 전자식 무단변속모드와 자동화 수동변속모드로의 변속이 가능한 하이브리드 전기자동차의 파워트레인을 구성하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, a hybrid capable of shifting to an electronic continuously variable mode and an automatic manual shift mode by appropriately combining an engine, a planetary gear set and a motor / generator with an automated manual transmission. The purpose is to construct a power train for an electric vehicle.

또한, 본 발명은 전자식 무단변속모드와 자동화 수동변속모드로의 변속시 동력의 단절을 배제할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to be able to eliminate the disconnection of power during shifting to the electronic continuously variable mode and the automatic manual shift mode.

상기와 같은 목적으로 달성하기 위한 본 발명은, 엔진과 제1클러치를 매개로 연결되고 다수의 구동기어류를 갖춘 제1입력축과; The present invention for achieving the above object, and a first input shaft having a plurality of drive gears connected via the engine and the first clutch;

상기 엔진과 연결되는 링기어를 갖춘 유성기어세트; A planetary gear set having a ring gear connected to the engine;

상기 유성기어세트의 캐리어에 연결되는 제2입력축; A second input shaft connected to the carrier of the planetary gear set;

상기 제2입력축과 연결되고 상기 제1입력축의 상기 다수의 구동기어류와 치합되는 종동기어류를 갖춘 출력축; An output shaft connected to the second input shaft and having driven gears meshed with the plurality of drive gears of the first input shaft;

상기 유성기어세트의 선기어를 구동시키는 제1모터/제너레이터 및; A first motor / generator for driving the sun gear of the planetary gear set;

상기 출력축을 구동시키는 제2모터/제너레이터를 구비하는 것을 특징으로 한다.And a second motor / generator for driving the output shaft.

본 발명에 있어, 상기 제2입력축은 제1매개기어를 구비하고, 상기 출력축은 상기 제1매개기어와 치합하는 제2매개기어를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the second input shaft is provided with a first mediated gear, the output shaft is characterized in that it comprises a second mediated gear meshing with the first mediated gear.

본 발명에 있어, 상기 제2모터/제너레이터는 상기 유성기어세트의 캐리어에 직접 연결되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the second motor / generator is directly connected to the carrier of the planetary gear set.

본 발명에 있어, 상기 제2모터/제너레이터는 상기 출력축에 직접 축결합으로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the second motor / generator is connected to the output shaft by direct shaft coupling.

본 발명에 있어, 상기 제2모터/제너레이터는 상기 제2매개기어와 치합되는 제3매개기어를 매개로 구비한 것을 특징으로 한다.In the present invention, the second motor / generator is characterized in that provided with a third mediated gear meshed with the second mediated gear.

본 발명에 있어, 상기 제2모터/제너레이터는 구동풀리를 구비하고, 상기 출력축은 상기 구동풀리와 벨트를 매개로 연동되는 종동풀리를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the second motor / generator is provided with a drive pulley, the output shaft is characterized in that it comprises a driven pulley interlocked with the drive pulley via a belt.

본 발명에 있어, 상기 엔진과 상기 링기어 사이를 가변적으로 연결하는 제2클러치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, it further comprises a second clutch for variably connecting between the engine and the ring gear.

본 발명에 따른 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인에 의하면, 자동화 수동변속기에 엔진과 유성기어세트 및 모터/제너레이터를 적절하게 조합하여 엔진과 모터/제너레이터로부터 발생된 구동력을 입력축과 출력축에 직접 제공함과 더불어 유성기어세트를 통해 입력축과 출력축에 제공할 수 있도록 함으로써, 전자식 무단변속모드와 자동화 수동변속모드로의 변속이 가능한 하이브리드 전기자동차의 파워트레인을 구현할 수 있게 된다.According to the powertrain of a hybrid electric vehicle equipped with an automatic manual transmission according to the present invention, by combining the engine, the planetary gear set and the motor / generator with the automatic manual transmission, the driving force generated from the engine and the motor / generator is input to the input shaft and the output shaft. By providing it directly to the input shaft and the output shaft through the planetary gear set, it is possible to implement the powertrain of the hybrid electric vehicle which can be shifted to the electronic continuously variable mode and the automatic manual shift mode.

또한, 주행중 변속시 모터/제너레이터의 정/역회전을 연속적으로 실시함으로써 기존 자동화 수동변속기에서 변속중 동력의 단절에 따라 초래되는 충격의 발생을 근본적으로 배제할 수 있고, 회생제동시 엔진과의 동력연결관계를 인위적으로 차단시켜 엔진의 역구동에 따라 수반되는 불필요한 구동 에너지의 손실을 줄여 배 터리의 충전효율을 향상시킬 수 있게 된다.In addition, by continuously performing forward / reverse rotation of the motor / generator during shifting while driving, it is possible to fundamentally exclude the occurrence of the impact caused by the disconnection of power during shifting in the existing automatic manual transmission. By artificially disconnecting the connection, it is possible to improve the charging efficiency of the battery by reducing the loss of unnecessary driving energy accompanying the reverse driving of the engine.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 제1실시예는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(10)의 크랭크 축(10a)과 제1클러치(C-1)를 매개로 제1입력축(12)이 연동되도록 설치되고, 상기 제1입력축(12)은 축상에 다수의 구동기어류(14)를 구비한다.As shown in FIG. 1, the first embodiment of the present invention is installed such that the first input shaft 12 is interlocked through the crank shaft 10a of the engine 10 and the first clutch C-1. The first input shaft 12 includes a plurality of drive gears 14 on the shaft.

유성기어세트(PG)는 상기 엔진(10)과 직접 연결되는 링기어(R)를 구비하고, 상기 유성기어세트(PG)는 상기 링기어(R)의 내접하여 연동하고 제2입력축(16)과 연결되는 캐리어(C)를 구비하며, 상기 유성기어세트(PG)는 상기 캐리어(C)에 외접하여 연동하는 선기어(S)를 구비한다. 즉, 상기 유성기어세트(PG)는 싱글피니언의 단순유성기어세트로 이루어진다.The planetary gear set PG includes a ring gear R directly connected to the engine 10, and the planetary gear set PG is internally interlocked with the ring gear R to interlock with the second input shaft 16. And a carrier C connected to the planetary gear set, and the planetary gear set PG includes a sun gear S that is externally connected to the carrier C. That is, the planetary gear set PG is composed of a single planetary simple planetary gear set.

출력축(20)은 상기 제2입력축(16)과 연동되도록 설치되고, 상기 제1입력축(12)에 설치된 상기 다수의 구동기어류(14)와 개별적으로 치합되는 종동기어류(18)를 축상에 구비한다.The output shaft 20 is installed to interlock with the second input shaft 16 and has driven gears 18 that are engaged with the plurality of drive gears 14 installed on the first input shaft 12 on the shaft. do.

제1모터/제너레이터(MG1)는 상기 유성기어세트(PG)의 선기어(S)를 구동시키도록 설치되고, 제2모터/제너레이터(MG2)는 상기 출력축(20)을 구동시키도록 설치된다. 상기 제1모터/제너레이터(MG1)와 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 배터리에 충전된 전원에 의해 구동되는 모터 또는 상기 배터리의 충전을 도모하는 발전기로 선택적으로 동작하는 것이다.The first motor / generator MG1 is installed to drive the sun gear S of the planetary gear set PG, and the second motor / generator MG2 is installed to drive the output shaft 20. The first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 selectively operate as a motor driven by a power source charged in a battery or a generator for charging the battery.

이 경우, 상기 제2입력축(16)은 상기 제1입력축(12)의 외주에서 동심축상으 로 배치되어, 상기 제1입력축(12)과 상기 제2입력축(16)은 각각 개별적으로 구동할 수 있게 된다. 이를 위해 상기 제2입력축(16)은 중공축의 형태로 이루어진다.In this case, the second input shaft 16 is disposed concentrically on the outer periphery of the first input shaft 12, so that the first input shaft 12 and the second input shaft 16 can be driven separately. Will be. To this end, the second input shaft 16 is formed in the form of a hollow shaft.

그리고, 상기 제2입력축(16)은 일측 선단에 제1매개기어(16a)를 구비하고, 상기 출력축(20)은 일측 선단에 제2매개기어(20a)를 구비하며, 상기 제1매개기어(16a)와 상기 제2매개기어(20a)는 상호 치합된 상태로 배치된다.In addition, the second input shaft 16 includes a first mediated gear 16a at one end, and the output shaft 20 includes a second mediated gear 20a at one side, and the first mediated gear ( 16a) and the second intermediary gear 20a are disposed to be engaged with each other.

또한, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 상기 유성기어세트(PG)의 캐리어(C)에 직접 연결되어 상기 캐리어(C)를 직접적으로 구동시키고, 상기 캐리어(C)는 상기 제2입력축(16)을 구동시켜 상기 출력축(20)을 구동시키게 된다.In addition, the second motor / generator MG2 is directly connected to the carrier C of the planetary gear set PG to directly drive the carrier C, and the carrier C is connected to the second input shaft ( 16) to drive the output shaft 20.

본 발명의 제2실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 엔진(10)과 상기 링기어(R) 사이에는 제2클러치(C-2)가 설치되어 상기 제2클러치(C-2)의 동작상태에 따라 상기 엔진(10)과 상기 링기어(R) 사이의 동력전달이 선택적으로 이루어지게 된다. As shown in FIG. 2, the second clutch C-2 is installed between the engine 10 and the ring gear R, so that the second clutch C-2 is provided. According to the operating state of the power transmission between the engine 10 and the ring gear (R) is selectively made.

아울러, 본 발명의 제2실시예에 있어 나머지의 구성은 제1실시예와 동일한 구성으로 이루어지므로 동일한 구성부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.In addition, since the rest of the configuration in the second embodiment of the present invention is made of the same configuration as the first embodiment, description of the same components will be omitted.

본 발명의 제3실시예는 도 3에 도시된 바와 같이, 제2실시예와 동일한 구성으로 이루어지되, 제1실시예 및 제2실시예와 달리 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 상기 출력축(20)에 직접 축결합으로 연결되어 상기 출력축(20)을 구동시키게 된다. As shown in FIG. 3, the third embodiment of the present invention has the same configuration as that of the second embodiment, and unlike the first and second embodiments, the second motor / generator MG2 has the output shaft. Directly coupled to the shaft 20 to drive the output shaft (20).

아울러, 본 발명의 제3실시예에 있어 나머지의 구성은 제2실시예와 동일한 구성으로 이루어지므로 동일한 구성부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.In addition, since the rest of the configuration in the third embodiment of the present invention is made of the same configuration as the second embodiment, description of the same components will be omitted.

본 발명의 제4실시예는 도 4에 도시된 바와 같이, 제3실시예와 동일한 구성 으로 이루어지되, 제3실시예와 달리 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 상기 출력축(20)에 기어치합으로 연결되어 상기 출력축(20)을 구동시키게 된다.As shown in FIG. 4, the fourth embodiment of the present invention has the same configuration as the third embodiment. Unlike the third embodiment, the second motor / generator MG2 is geared to the output shaft 20. It is connected by a tooth to drive the output shaft 20.

이를 위해, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 회전축상에 상기 출력축(20)의 일측 선단에 구비된 상기 제2매개기어(20a)와 치합되는 제3매개기어(20b)를 구비한다. To this end, the second motor / generator MG2 includes a third parameter gear 20b meshed with the second parameter gear 20a provided at one end of the output shaft 20 on the rotation axis.

아울러, 본 발명의 제4실시예에 있어 나머지의 구성은 제3실시예와 동일한 구성으로 이루어지므로 동일한 구성부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.In addition, since the rest of the configuration in the fourth embodiment of the present invention is made of the same configuration as the third embodiment, description of the same components will be omitted.

본 발명의 제5실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 제4실시예와 동일한 구성으로 이루어지되, 제4실시예와 달리 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 상기 출력축(20)에 벨트전동으로 연결되어 상기 출력축(20)을 구동시키게 된다.As shown in FIG. 5, the fifth embodiment of the present invention has the same configuration as that of the fourth embodiment. Unlike the fourth embodiment, the second motor / generator MG2 has a belt on the output shaft 20. It is electrically connected to drive the output shaft 20.

이를 위해, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 회전축상에 구동풀리(22)를 구비하고, 상기 출력축(20)은 상기 구동풀리(22)와 벨트(24)를 매개로 연동되는 종동풀리(26)를 구비한다.To this end, the second motor / generator MG2 includes a drive pulley 22 on a rotational shaft, and the output shaft 20 has a driven pulley interlocked with the drive pulley 22 via a belt 24. 26).

아울러, 본 발명의 제5실시예에 있어 나머지의 구성은 제4실시예와 동일한 구성으로 이루어지므로 동일한 구성부분에 대한 설명은 생략하기로 한다.In addition, since the rest of the configuration in the fifth embodiment of the present invention is made of the same configuration as the fourth embodiment, description of the same components will be omitted.

한편, 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 있어, 상기 출력축(20)은 타측 선단에 트랜스퍼 드라이브기어(28)를 장착하고, 상기 트랜스퍼 드리븐기어(30)는 추진축(32)상에 설치된 트랜스퍼 드리븐기어(30)와 치합된다. 이에 따라, 상기 출력축(20)을 통해 외부로 출력되는 구동력은 상기 트랜스퍼 드라이브기어(28)와 상기 트랜스퍼 드리븐기어(30)를 순차적으로 거쳐 상기 추진축(32)으로 제공된다.Meanwhile, in the first to fifth embodiments of the present invention, the output shaft 20 is equipped with a transfer drive gear 28 at the other end, and the transfer driven gear 30 is a transfer provided on the propulsion shaft 32. It is meshed with the driven gear 30. Accordingly, the driving force output to the outside through the output shaft 20 is provided to the propulsion shaft 32 through the transfer drive gear 28 and the transfer driven gear 30 in sequence.

그리고, 본 발명의 제1 내지 제5실시예에 있어, 상기 제1입력축(12)상에 구비된 다수의 구동기어류(14)와 상기 출력축(20)상에 구비된 다수의 종동기어류(18)는 각 변속단별 개별적으로 치합되고, 특히 상기 출력축(20)상에 설치된 다수의 종동기어류(18)는 싱크로 기구(도시안됨)를 매개로 상기 출력축(20)과 동기될 수 있도록 구성된다. In the first to fifth embodiments of the present invention, a plurality of drive gears 14 provided on the first input shaft 12 and a plurality of driven gears 18 provided on the output shaft 20 are provided. ) Are individually engaged for each shift stage, and in particular, a plurality of driven gears 18 installed on the output shaft 20 are configured to be synchronized with the output shaft 20 via a synchro mechanism (not shown).

이를 위해 상기 싱크로 기구는 각 변속단별 종동기어류(18)에 개별적으로 설치되고, 변속시 상기 싱크로 기구는 별도의 구동용 액츄에이터(도시안됨)의 작동에 따라 동작하여 상기 종동기어류(18)와 상기 출력축(20) 사이의 회전속도를 동기시키게 된다.To this end, the synchro mechanism is individually installed in the driven gears 18 for each shift stage, and during shifting, the synchro mechanism is operated according to the operation of a separate driving actuator (not shown). The rotational speed between the output shaft 20 is synchronized.

아울러, 본 발명의 전 실시예에 있어, 상기 제1모터/제너레이터(MG1)와 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 각각 제어유니트(ECU)에 의해 구동토크와 회전속도 및 충/방전의 제어를 받게 된다. In addition, in all the embodiments of the present invention, the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 are controlled by the control unit ECU for driving torque, rotational speed, and charging / discharging, respectively. Will receive.

그리고, 상기 제어유니트(ECU)는 주행시 배터리(BATTERY)에 충전된 전기에너지를 이용하여 상기 제1모터/제너레이터(MG1)와 상기 제2모터/제너레이터(MG2)의 구동을 제어할 뿐만 아니라, 회생제동시 상기 제1모터/제너레이터(MG1)와 상기 제2모터/제너레이터(MG2)의 회전으로부터 발생된 전기를 배터리에 역으로 공급하여 배터리를 충전시킬 수 있게 해 준다.In addition, the control unit ECU not only controls the driving of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 by using electric energy charged in the battery BATTERY while driving, and also regenerates the regenerative motor. When braking, electricity generated from the rotation of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 is supplied to the battery in reverse, thereby allowing the battery to be charged.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 작동을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 따른 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인은 전자식 무단변속모드와 자동화 수동변속모드 및 변속모드의 구동모드를 갖 게 된다. 각 구동모드별 작동요소의 동작상태는 도 6에 도시된 작동표와 같다.The powertrain of the hybrid electric vehicle having an automatic manual transmission according to the present invention has an electronic continuously variable mode and an automatic manual shift mode and a driving mode of a shift mode. The operation state of the operation element for each driving mode is as shown in the operation table shown in FIG.

먼저, 전자식 무단변속모드{ECVT(Electronic Continuously Variable Transmission) MODE}에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 엔진(10)과 상기 제1모터/제너레이터(MG1) 및 상기 제2모터/제너레이터(MG2) 중 적어도 하나 이상의 작동요소에서 구동이 이루어진다. 특히, 출발시에는 적어도 하나 이상의 모터/제너레이터의 구동을 매개로 높은 수준의 토크를 상기 출력축(20)으로 제공하게 된다.First, in the electronic continuously variable mode {ECVT (Electronic Continuously Variable Transmission) MODE}, as shown in FIG. 7, the engine 10, the first motor / generator MG1, and the second motor / generator MG2 are shown. The drive takes place in at least one of the operating elements. In particular, at the start, a high level of torque is provided to the output shaft 20 through the driving of at least one motor / generator.

그리고, 주행중 운전조건에 따라 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 엔진(10)에 의한 구동과 상기 제1모터/제너레이터(MG1)에 의한 구동, 상기 엔진(10)에 의한 구동과 상기 제2모터/제너레이터(MG2)에 의한 구동, 상기 제1모터/제너레이터(MG1)에 의한 구동과 상기 제2모터/제너레이터(MG2)에 의한 구동 및, 상기 엔진(10)에 의한 구동과 상기 제1모터/제너레이터(MG1)에 의한 구동 및 상기 제2모터/제너레이터(MG2)에 의한 구동을 각각 적절하게 조합 및 제어하여 무단 변속기와 같이 연속적으로 가변되는 변속단을 출력하여 구동을 가능하게 해 준다. 6, the driving by the engine 10, the driving by the first motor / generator MG1, the driving by the engine 10, and the second motor, as shown in FIG. 6 according to driving conditions while driving. Drive by generator MG2, drive by first motor / generator MG1 and drive by second motor / generator MG2, drive by engine 10 and first motor / The drive by the generator MG1 and the drive by the second motor / generator MG2 are appropriately combined and controlled, respectively, so that the drive can be output by continuously outputting a shift stage such as a continuously variable transmission.

이때, 상기 종동기어류(18)와 상기 출력축(20) 사이는 싱크로 기구의 해제를 통해 각 변속단별 기어류 사이의 구동관계는 중립상태를 이루게 되는 바, 상기 싱크로 기구의 동작은 구동용 액츄에이터(도시안됨)의 작동에 의해 이루어지고, 상기 구동용 액츄에이터의 작동은 변속제어유니트(TCU;도시안됨)에 의해 이루어진다.At this time, between the driven gear 18 and the output shaft 20, the drive relationship between the gears for each shift stage is in a neutral state through the release of the synchro mechanism, the operation of the synchro mechanism is a driving actuator ( (Not shown), and the drive actuator is operated by a shift control unit (TCU) (not shown).

그리고, 자동화 수동변속모드{AMT(Automated Manual Transmission) MODE}에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 엔진(10)에 의한 구동만으로 토크를 상기 출력축(20)으로 제공하게 된다. 이 경우, 상기 종동기어류(18)와 상기 출력축(20) 사 이는 싱크로 기구의 작동을 매개로 각 변속단별 기어류 사이의 동력전달이 이루어지게 된다. In the automated manual transmission mode (AMT), as shown in FIG. 8, the torque is provided to the output shaft 20 only by the driving of the engine 10. In this case, power transmission is performed between the gears for each shift stage between the driven gear 18 and the output shaft 20 through the operation of a synchro mechanism.

이때, 상기 제1모터/제너레이터(MG1)와 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 각각 발전기로서 동작하게 되어, 상기 배터리를 충전시키게 된다. 특히 회생제동시 상기 제2클러치(C-2)는 해제되어 상기 엔진(10)을 역구동시켜 손실되는 구동 에너지를 줄임으로써 상기 배터리의 충전 효율을 높일 수 있게 된다.In this case, the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2 operate as generators, respectively, to charge the battery. In particular, during regenerative braking, the second clutch C-2 may be released to reduce driving energy lost by reverse driving the engine 10 to increase charging efficiency of the battery.

또한, 변속모드(Power Shift Mode)에서는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1모터/제너레이터(MG1)는 역회전 제어되고, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 정회전 제어되어 변속이 이루어진다. 이를 위해 상기 제어유니트(ECU)는 상기 제1모터/제너레이터(MG1)에 대한 역회전 제어신호를 출력하고 상기 제2모터/제너레이터(MG2)에 대한 정회전 제어신호를 출력하게 된다.In addition, in the power shift mode, as illustrated in FIG. 9, the first motor / generator MG1 is controlled in reverse rotation, and the second motor / generator MG2 is controlled in forward rotation to shift. . To this end, the control unit ECU outputs a reverse rotation control signal for the first motor / generator MG1 and a forward rotation control signal for the second motor / generator MG2.

이러한 변속의 과정에 있어, 상기 제어유니트(ECU)는 상기 제1모터/제너레이터(MG1)와 상기 제2모터/제너레이터(MG2)에 대한 정/역회전의 제어를 연속적으로 실시함으로써, 기존 자동화 수동변속기에서 변속중 동력의 단절에 따라 초래되던 변속 충격의 발생을 근본적으로 배제할 수 있게 된다.In this shifting process, the control unit ECU continuously controls forward / reverse rotation of the first motor / generator MG1 and the second motor / generator MG2, thereby providing a conventional automatic manual control. In the transmission, it is possible to fundamentally exclude the occurrence of the shift shock caused by the power interruption during the shift.

한편, 본 발명의 제2 내지 제5실시예에서와 같이, 상기 엔진(10)과 상기 유성기어세트(PG)의 링기어(R) 사이의 동력전달 관계가 제2클러치(C-2)를 매개로 제어될 수 있게 되면, 엔진부하에 의해 동력손실이 발생될 수 있는 운전조건에서 상기 제2클러치(C-2)를 해제하여 동력이 상기 제1모터/제너레이터(MG1)와 상기 제2모터/제너레이터(MG2)로만 전달될 수 있도록 함으로써 불필요한 동력의 손실을 줄일 수 있게 된다.On the other hand, as in the second to fifth embodiments of the present invention, the power transmission relationship between the engine 10 and the ring gear R of the planetary gear set PG has a second clutch C-2. When it can be controlled by the medium, the first clutch / generator (MG1) and the second motor by releasing the second clutch (C-2) in the operating conditions that can cause the power loss due to the engine load By allowing only transmission to generator MG2, unnecessary power loss can be reduced.

그리고, 본 발명의 제3 내지 제5실시예에서와 같이, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)가 상기 출력축(20)에 직결되거나 기어치합 또는 벨트전동으로 연결되면, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)로부터 발생된 동력이 상기 출력축(20)으로 직접 전달될 수 있으므로 동력전달의 효율을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 파워트레인의 전장을 축소할 수 있어 엔진룸내 배치시 레이-아웃상의 유리함을 제공하게 된다.And, as in the third to fifth embodiments of the present invention, when the second motor / generator MG2 is directly connected to the output shaft 20 or connected by gear engagement or belt transmission, the second motor / generator ( Since the power generated from the MG2 can be directly transmitted to the output shaft 20, the efficiency of power transmission can be maximized, and the electric field of the power train can be reduced, thereby providing the advantage of layout in the layout of the engine room. Done.

도 1은 본 발명의 제1실시예를 도시한 도면.1 shows a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제2실시예를 도시한 도면.2 shows a second embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 제3실시예를 도시한 도면.3 shows a third embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제4실시예를 도시한 도면.4 shows a fourth embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제5실시예를 도시한 도면.5 shows a fifth embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시예의 각 구동모드별 동작상태를 도시한 작동표.6 is an operation table showing an operation state of each drive mode of the embodiment of the present invention.

도 7 내지 도 9는 각 구동모드별 속도비를 도시한 레버 해석도.7 to 9 are lever analysis diagrams showing speed ratios for respective drive modes.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10-엔진 12-제1입력축10-engine 12-first input shaft

14-구동기어류 16-제2입력축14-drive gear 16-second input shaft

18-종동기어류 20-출력축18-driven gear 20-output shaft

22-구동풀리 24-벨트22-drive pulley 24-belt

26-종동풀리 28-트랜스퍼 드라이브기어26-driven pulley 28-transfer drive gear

30-트랜스퍼 드리븐기어 32-추진축30-Transfer Driven Gear 32-Propulsion Shaft

Claims (8)

엔진(10)과 제1클러치(C-1)를 매개로 연결되고 다수의 구동기어류(14)를 갖춘 제1입력축(12)과; A first input shaft 12 connected to the engine 10 and the first clutch C-1 and having a plurality of drive gears 14; 상기 엔진(10)과 연결되는 링기어(R)를 갖춘 유성기어세트(PG); A planetary gear set (PG) having a ring gear (R) connected to the engine (10); 상기 유성기어세트(PG)의 캐리어(C)에 연결되는 제2입력축(16); A second input shaft 16 connected to the carrier C of the planetary gear set PG; 상기 제2입력축(16)과 연결되고 상기 제1입력축(12)의 상기 다수의 구동기어류(14)와 치합되는 종동기어류(18)를 갖춘 출력축(20); An output shaft (20) having driven gears (18) connected to the second input shaft (16) and engaged with the plurality of drive gears (14) of the first input shaft (12); 상기 유성기어세트(PG)의 선기어(S)를 구동시키는 제1모터/제너레이터(MG1) 및; A first motor / generator MG1 for driving the sun gear S of the planetary gear set PG; 상기 출력축(20)을 구동시키는 제2모터/제너레이터(MG2)를 구비하는 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인.A power train of a hybrid electric vehicle having an automatic manual transmission having a second motor / generator (MG2) for driving the output shaft (20). 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 제2입력축(16)은 제1매개기어(16a)를 구비하고, 상기 출력축(20)은 상기 제1매개기어(16a)와 치합하는 제2매개기어(20a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인.The second input shaft 16 has a first intermediate gear 16a, and the output shaft 20 has a second intermediate gear 20a meshing with the first intermediate gear 16a. Powertrain for hybrid electric vehicles with automated manual transmission. 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 상기 캐리어(C)에 직접 연결되는 것을 특징 으로 하는 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인.The second motor / generator (MG2) is a power train of a hybrid electric vehicle having an automatic manual transmission, characterized in that directly connected to the carrier (C). 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 상기 출력축(20)에 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인.The second motor / generator (MG2) is a power train of a hybrid electric vehicle having an automatic manual transmission, characterized in that directly connected to the output shaft (20). 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 상기 제2매개기어(20a)와 치합되는 제3매개기어(20b)를 매개로 구비한 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인.The second motor / generator (MG2) is a power train of a hybrid electric vehicle with an automatic manual transmission, characterized in that provided with a third intermediate gear (20b) meshing with the second intermediate gear (20a). 청구항 2에 있어서, The method according to claim 2, 상기 제2모터/제너레이터(MG2)는 구동풀리(22)를 구비하고, 상기 출력축(20)은 상기 구동풀리(22)와 벨트(24)를 매개로 연동되는 종동풀리(26)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인.The second motor / generator MG2 includes a drive pulley 22 and the output shaft 20 includes a driven pulley 26 interlocked with the drive pulley 22 and the belt 24. Powertrain for hybrid electric vehicles with automated manual transmissions. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 엔진(10)과 상기 링기어(R) 사이를 가변적으로 연결하는 제2클러치(C-2)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인.And a second clutch (C-2) that variably connects the engine (10) and the ring gear (R). 청구항 7에 있어서, The method according to claim 7, 상기 제2입력축(16)은 상기 제1입력축(12)의 외주에서 동심축상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 자동화 수동변속기를 갖춘 하이브리드 전기자동차의 파워트레인.The second input shaft (16) is a power train of a hybrid electric vehicle having an automatic manual transmission, characterized in that arranged in the concentric axis on the outer periphery of the first input shaft (12).
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