KR100999305B1 - 하이브리드 차량용 동력전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비로 운전되는 방식이 결합된 다중모드 운전이 가능하도록 함과 아울러 고효율 운전이 가능하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량용 동력전달장치를 제공한다.

유성기어세트, 변속, 연비, 전기차모드, 하이브리드모드

Description

하이브리드 차량용 동력전달장치{Power Train for Hybrid Vehicle}

본 발명은 하이브리드 차량용 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동륜에 구동력을 제공하는 동력원으로서 내연기관인 엔진과, 전기에 의해 구동되는 모터제너레이터를 사용하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조에 관한 기술이다.

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 차량의 연비를 개선하도록 하고 있다.

또한, 하이브리드 차량은 모터제너레이터만으로 구동되는 동안에는 엔진에 의한 배기가스가 발생할 여지가 없어서, 연비 개선과 배기가스 저감의 장점을 가진 친환경적인 자동차 기술로 인정받고 있다.

상기와 같은 하이브리드 차량의 동력전달장치에는 동력분기식 장치가 있는데, 상기 동력분기식 장치는 다시 단일모드방식과 2모드방식이 있으며, 상기 단일모드방식은 변속 제어를 위한 클러치나 브레이크 등과 같은 작동요소가 필요 없지만, 고속 주행시 효율이 저하되어 연비가 낮고 대형차량에 적용하기 위해서는 부가적인 토크 증배장치가 필요한 단점이 있다.

한편, 상기 2모드방식은 고속 주행시의 효율확보는 물론, 그 구성에 따라 자체적으로 토크의 증배가 가능하도록 설계할 수 있어서 중대형 차량에도 적용이 가능한 이점이 있다.

본 발명은 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비로 운전되는 방식이 결합된 다중모드 운전이 가능하도록 함과 아울러 고효율 운전이 가능하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량용 동력전달장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 하이브리드 차량용 동력전달장치는

제1유성기어세트와;

상기 제1유성기어세트의 두 회전요소에 각각 연결된 두 회전요소를 포함하 여 이루어진 제2유성기어세트와;

상기 제1유성기어세트와는 직접적으로 연결되고, 상기 제2유성기어세트와는 상기 제1유성기어세트를 통하여 간접적으로 연결된 엔진과;

상기 제1유성기어세트에 연결된 제1모터제너레이터와;

상기 제2유성기어세트와는 직접적으로 연결되고, 상기 제1유성기어세트와는 상기 제2유성기어세트를 통하여 간접적으로 연결된 제2모터제너레이터와;

상기 제2유성기어세트에 연결된 출력요소와;

상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 연결된 두 회전요소 쌍들 중 어느 한 쌍의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제1브레이크와;

상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 어느 한 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제2브레이크와;

상기 제1유성기어세트의 두 회전요소 사이를 연결하는 상태를 전환하도록 구비된 클러치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 엔진과 상기 제2모터제너레이터는 각각 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 서로 연결된 두 회전요소 쌍들에 각각 연결되고;

상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 엔진과 제2모터제너레이터가 연결되지 않은 회전요소에 연결된 구조로 할 수 있다.

상기 제1브레이크는 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 연결된 두 회전요소 쌍들 중 상기 엔진이 연결된 회전요소 쌍의 회전을 제한할 수 있도록 구비되고;

상기 제2브레이크는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제2유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 구조로 할 수 있다.

상기 클러치는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1브레이크에 의해 회전 상태가 전환되는 회전요소와 상기 제2브레이크에 의해 회전상태가 전환되는 회전요소 사이에 구비되고;

상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결된 구조로 할 수 있다.

상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

상기 클러치는 상기 제1캐리어와 제1선기어 사이에 설치된 구조로 할 수 있 다.

또한, 상기 클러치는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제2유성기어세트의 회전요소들과 연결되는 회전요소들 사이에 구비되고;

상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결된 구조로 할 수 있다.

상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

상기 클러치는 상기 제1캐리어와 제1링기어 사이에 설치된 구조로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는

제1유성기어세트와;

상기 제1유성기어세트의 두 회전요소에 각각 연결된 두 회전요소를 포함하 여 이루어진 제2유성기어세트와;

상기 제1유성기어세트와는 직접적으로 연결되고, 상기 제2유성기어세트와는 상기 제1유성기어세트를 통하여 간접적으로 연결된 엔진과;

상기 제1유성기어세트에 연결된 제1모터제너레이터와;

상기 제2유성기어세트와는 직접적으로 연결되고, 상기 제1유성기어세트와는 상기 제2유성기어세트를 통하여 간접적으로 연결된 제2모터제너레이터와;

상기 제2유성기어세트에 연결된 출력요소와;

상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 연결된 두 회전요소 쌍들 중 어느 한 쌍의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제1브레이크와;

상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 어느 한 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제2브레이크와;

상기 제1유성기어세트의 두 회전요소 사이 또는 상기 제2유성기어세트의 두 회전요소 사이를 연결하는 상태를 전환하도록 구비된 클러치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 엔진과 상기 제2모터제너레이터는 각각 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 서로 연결된 두 회전요소 쌍들에 각각 연결되고;

상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 엔진과 제2모터제너레이터가 연결되지 않은 회전요소에 연결된 구조로 할 수 있다.

상기 제1브레이크는 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 연결된 두 회전요소 쌍들 중 상기 엔진이 연결된 회전요소 쌍의 회전을 제한할 수 있도록 구비되고;

상기 제2브레이크는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제2유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 구조로 할 수 있다.

상기 클러치는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결된 두 회전요소들 사이에 설치되고;

상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결된 구조로 할 수 있다.

상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

상기 클러치는 상기 제2선기어와 제2링기어 사이에 설치된 구조로 할 수 있다.

또한, 상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결되고;

상기 클러치는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 출력요소가 연결된 회전요소와 상기 제1브레이크에 연결된 회전요소 사이에 설치된 구조로 할 수 있다.

상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

상기 클러치는 상기 제2캐리어와 제2링기어 사이에 설치된 구조로 할 수 있다.

상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결되고;

상기 클러치는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 출력요소가 연 결된 회전요소와 상기 제2모터제너레이터에 연결된 회전요소 사이에 설치된 구조로 할 수 있다.

상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

상기 클러치는 상기 제2캐리어와 제2선기어 사이에 설치된 구조로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는

제1유성기어세트와;

상기 제1유성기어세트의 1개 내지 3개의 회전요소에 연결된 회전요소를 포함하여 이루어진 제2유성기어세트와;

출력요소와 연결되지 않은 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 회전요소들과 연결된 입력요소와;

상기 제1유성기어세트에 연결된 제1모터제너레이터와;

상기 제2유성기어세트에 연결된 제2모터제너레이터와;

상기 제2유성기어세트에 연결된 출력요소와;

상기 출력요소와 연결되지 않은 제2유성기어세트의 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제1브레이크와;

상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 어느 한 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제2브레이크와;

상기 제1유성기어세트 회전요소와 상기 제1모터제너레이터와 연결하는 상태를 전환하도록 구비된 클러치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 일반 변속기의 변속단처럼 고정된 기어비로 운전되는 방식이 결합된 다중모드 운전이 가능하도록 함과 아울러 고효율 운전이 가능하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 실시예는 제1유성기어세트(PG1)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)의 두 회전요소에 각각 연결된 두 회전요소를 포함하여 이루어진 제2유성기어세트(PG2)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)와는 직접적으로 연결되고, 상기 제2유성기어세트(PG2)와는 상기 제1유성기어세트(PG1)를 통하여 간접적으로 연결된 입력요소인 엔진(ENG)과; 상기 제1유성기어세트(PG1)에 연결된 제1모터제너레이터(MG1)와; 상기 제2유성기어세트(PG2)와는 직접적으로 연결되고, 상기 제1유성기어세트(PG1)와는 상기 제2유성기어세트(PG2)를 통하여 간접적으로 연결된 제2모터제너레이터(MG2)와; 상기 제2유성기어세트(PG2)에 연결된 출력요소(Output)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)의 연결된 두 회전요소 쌍들 중 어느 한 쌍의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제1브레이크(B1)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들 중 어느 한 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제2브레이크(B2)와; 상기 제1유성기어세트(PG1)의 두 회전요소 사이를 연결하는 상태를 전환하도록 구비된 클러치(CL1)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)는 각각 3개의 회전요소를 가지고 있고, 이들 중 각각 두 개씩의 회전요소가 서로 상시 연결되어 일체화된 두 개의 회전요소 쌍이 구성된 구조이며, 상기 클러치(CL1)는 상기 제1유성기어세트(PG1)의 두 회전요소 사이를 서로 연결 및 차단시킬 수 있도록 설치함으로써, 상기 클러치(CL1)가 결합되면 상기 제1유성기어세트(PG1)의 모든 요소가 일체화되고, 이것에 의해 상기 제2유성기어세트(PG2)의 모든 요소도 일체화 되어, 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)가 일체로 회전될 수 있도록 구성한 것이다.

상기 엔진(ENG)과 상기 제2모터제너레이터(MG2)는 각각 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)의 서로 연결된 두 회전요소 쌍들에 각각 연결되고, 상기 제1모터제너레이터(MG1)는 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들 중 상기 엔진(ENG)과 제2모터제너레이터(MG2)가 연결되지 않은 회전요소에 연결된다.

상기 제1브레이크(B1)는 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)의 연결된 두 회전요소 쌍들 중 상기 엔진(ENG)이 연결된 회전요소 쌍의 회전을 제한할 수 있도록 구비되고, 상기 제2브레이크(B2)는 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들 중 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비되어 있다.

상기 클러치(CL1)는 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들 중 상기 제1브레이크(B1)에 의해 회전 상태가 전환되는 회전요소와 상기 제2브레이크(B2)에 의해 회전상태가 전환되는 회전요소 사이에 구비되고, 상기 출력요소(Output)는 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결된 구조이다.

즉, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2브레이크(B2)에 연결되고, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진(ENG)과 제1브레이크(B1)에 연결되며, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 제1링기어 는 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터(MG2)에 연결되고, 상기 제2유성기어세트(PG2)의 제2캐리어는 상기 출력요소(Output)에 연결되며, 상기 클러치(CL1)는 상기 제1캐리어와 제1선기어 사이에 설치된 것이다.

여기서, 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)는 배터리로부터 전기에너지를 공급받거나 충전시키기 위해 전기에너지를 공급하도록 연결되어 있으며, 상기 출력요소(Output)는 차동장치 등을 통해 차량의 구동륜으로 연결되는 구성을 가진다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 3 내지 도 6을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 전기차모드인 EV모드를 설명한 것으로서, 상기 클러치(CL1)와 브레이크들 중 상기 제1브레이크(B1)만 체결된 상태로서, 상기 제1브레이크(B1)에 연결된 상기 제1캐리어와 제2링기어 및 상기 엔진(ENG)은 정지된 상태이다.

이 상태에서는 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)를 구동시켜서 발생된 동력이 상기 제1유성기어세트(PG1) 및 제2유성기어세트(PG2)를 통하여 상기 출력요소(Output)로 출력된다.

물론, 이 EV모드에서는 상기한 바와 같이 엔진(ENG)이 정지한 상태이므로 차량에서 배기가스가 배출되지 않는 상태이다.

도 5는 하이브리드모드인 HEV모드를 설명한 것으로서, 상기 제1브레이크(B1)를 해제하면 상기 엔진(ENG)의 시동이 가능해지고, 상기 엔진(ENG)의 시동이 걸리게 되면, 상기 엔진(ENG)으로부터의 동력이 상기 제1캐리어(C1)와 제2링기어로 전달되어, 상기 출력요소(Output)로는 상기 엔진(ENG)과 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2) 모두로부터의 동력이 공급될 수 있어서, 이들 동력공급요소들의 제어만으로 전 속도비에 걸친 운전이 가능한 하이브리드 구동상태가 된다.

이 상태는 종래의 2모드방식과는 달리 클러치(CL1)나 브레이크의 작동 없이, 하이브리드 모드의 구현이 가능한 상태이며, 따라서 주행중 유압장치나 클러치(CL1) 또는 브레이크 등의 고장이 발생한 경우에도 하이브리드모드로의 주행이 가능한 장점이 있다.

도 6은 제1고정기어모드를 설명한 것으로서, 상기 HEV모드에서 상기 제1모터제너레이터(MG1)를 정지시키고 상기 제2브레이크(B2)를 결합하여 구현한다.

상기 제2브레이크(B2)가 작동되면, 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 상기 제1선기어(S1)는 고정된 상태를 유지하고, 상기 엔진(ENG)으로부터의 동력은 상기 제1캐리어(C1)로 전달된 후, 상기 제1링기어(R1)와 제2선기어 및 제2캐리어를 통해 상기 출력요소(Output)로 인출됨과 동시에, 상기 제2링기어를 거쳐 상기 제2캐리어 및 출력요소(Output)로 전달되게 된다.

이때, 상기 제2모터제너레이터(MG2)는 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 발생시키거나 상기 엔진(ENG)으로부터의 동력을 일부 흡수하여 발전을 하여 배터리를 충전시킬 수 있는데, 이는 상기 배터리의 충전상태에 및 차량의 주행상태를 고려한 제어전략에 의해 적절히 제어될 수 있으며, 물론 엔진(ENG)만으로 차량이 구동되도록 할 수도 있다.

이 모드에서 상기 엔진(ENG)으로부터의 동력은 상기 제1유성기어세트(PG1) 및 제2유성기어세트(PG2)의 기어비에 의해 일정한 변속비로 변속되어 상기 출력요소(Output)로 인출되게 된다.

도 7은 제2고정기어모드를 설명한 것으로서, 상기 HEV모드에서 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)의 모든 회전요소들이 동일한 회전속도를 갖는 상태가 되도록 하여, 상기 클러치(CL1)를 결합하면, 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)는 모든 회전요소들이 단일 회전체로 작용하여 동일한 회전속도로 함께 회전하게 된다.

이때, 상기 엔진(ENG)으로부터의 동력은 상기 제1유성기어세트(PG1) 및 제2유성기어세트(PG2)를 통해 상기 출력요소(Output)로 인출되며, 1:1의 속도비를 가지게 된다.

이 모드에서는 엔진(ENG)만 구동하여 차량을 주행시킬 수도 있고, 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)를 선택적으로 구동 또는 발전 상태로 하여 차량을 가속하거나 발전을 하여 배터리충전을 수행하도록 할 수 있으며, 역시 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)는 배터리 충전량과 차량의 주행상태 등을 고려하여 적절히 제어하게 된다.

도 8은 후진모드를 설명한 것으로서, 이 모드는 상기 전기차모드인 EV모드와 동일하게 상기 제1브레이크(B1)만 체결된 상태이다.

즉, 상기 제1브레이크(B1)로 엔진(ENG)과 연결된 제1캐리어(C1)와 제2링기어를 고정시킨 상태에서 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)를 상기 EV모드와는 반대방향으로 구동하여 후진모드를 구현하는 것이다.

물론, 이 모드에서는 상기 엔진(ENG)은 정지한 상태이고 상기 제1모터제너레이터(MG1)와 제2모터제너레이터(MG2)만으로 차량이 구동되므로 배기가스가 배출되지 않게 된다.

한편, 도 9 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예들을 도시한 것으로서, 도 9에는 상기 클러치(CL1)가 제1캐리어와 제1선기어 사이가 아니라, 상기 제1링기어와 제1캐리어 사이에 설치된 구성을 도시하고 있는 것으로서, 이 실시예서도 상기 클러치(CL1)가 체결되면 상기 제1유성기어세트(PG1)의 모든 회전요소가 일체화되고, 상기 제1유성기어세트(PG1)의 두 회전요소에 상시 연결된 두 회전요소를 가진 제2유성기어세트(PG2)도 당연히 모든 회전요소가 서로 잠겨서 일체로 회전하게 되므로, 결과적으로 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)가 일체화되어 회전하여 엔진(ENG)으로부터의 동력을 출력요소(Output)로 1:1의 변속비로 제공할 수 있는 상태가 된다.

물론, 그 외의 작용은 상기 첫 번째 실시예와 동일하다.

도 10 내지 도 12는 상기 클러치(CL1)를 상기 제1유성기어세트(PG1)의 회전요소들 사이가 아니라 상기 제2유성기어세트(PG2)의 회전요소들 사이에 설치한 것으로서, 도 10은 제2캐리어와 제2링기어 사이, 도 11은 제2캐리어와 제2선기어 사이, 도 12는 제2링기어와 제2선기어 사이에 상기 클러치(CL1)가 설치되어, 상기 클러치(CL1)의 체결에 의해 상기 제2유성기어세트(PG2)의 모든 회전요소가 일체로 잠겨서 회전될 수 있도록 하고, 이것에 의해 상기 제1유성기어세트(PG1)도 모든 회전요소가 일체로 회전되도록 함으로써, 상기 엔진(ENG)으로부터의 동력이 상기 제1유성기어세트(PG1)와 제2유성기어세트(PG2)를 통해 1:1의 변속비를 형성하여 상기 출력요소(Output)로 인출되도록 하게 된다.

물론, 그 이외의 작용은 상기 첫 번째 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 구성도,

도 2는 도 1의 동력전달장치의 레버다이어그램,

도 3은 도 1의 동력전달장치의 각 작동모드의 작동표,

도 4는 도 1의 동력전달장치의 EV모드를 설명한 도면,

도 5는 도 1의 동력전달장치의 HEV모드를 설명한 도면,

도 6은 도 1의 동력전달장치의 제1고정기어모드를 설명한 도면,

도 7은 도 1의 동력전달장치의 제2고정기어모드를 설명한 도면,

도 8은 도 1의 동력전달장치의 후진모드를 설명한 도면,

도 9 내지 도 12는 본 발명에 따른 다른 실시예들을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

PG1; 제1유성기어세트 PG2; 제2유성기어세트

ENG; 엔진 MG1; 제1모터제너레이터

MG2; 제2모터제너레이터 Output; 출력요소

B1; 제1브레이크 C1; 제1캐리어

B2; 제2브레이크 S1; 제1선기어

R1; 제1링기어 CL1; 클러치

Claims (17)

1. 제1유성기어세트와;

   상기 제1유성기어세트의 두 회전요소에 각각 연결된 두 회전요소를 포함하여 이루어진 제2유성기어세트와;

   상기 제1유성기어세트와는 직접적으로 연결되고, 상기 제2유성기어세트와는 상기 제1유성기어세트를 통하여 간접적으로 연결된 엔진과;

   상기 제1유성기어세트에 연결된 제1모터제너레이터와;

   상기 제2유성기어세트와는 직접적으로 연결되고, 상기 제1유성기어세트와는 상기 제2유성기어세트를 통하여 간접적으로 연결된 제2모터제너레이터와;

   상기 제2유성기어세트에 연결된 출력요소와;

   상기 제1유성기어세트의 회전요소와 상기 출력요소에 연결되지 않은 제2유성기어세트의 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제1브레이크와;

   상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 어느 한 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제2브레이크와;

   상기 제1유성기어세트의 회전요소에 설치된 클러치;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 엔진과 상기 제2모터제너레이터는 각각 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 서로 연결된 두 회전요소 쌍들에 각각 연결되고;

   상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 엔진과 제2모터제너레이터가 연결되지 않은 회전요소에 연결된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 제1브레이크는 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 연결된 두 회전요소 쌍들 중 상기 엔진이 연결된 회전요소 쌍의 회전을 제한할 수 있도록 구비되고;

   상기 제2브레이크는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제2유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 클러치는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1브레이크에 의해 회전 상태가 전환되는 회전요소와 상기 제2브레이크에 의해 회전상태가 전환되는 회전요소 사이에 구비되고;

   상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어 세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

   상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

   상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

   상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

   상기 클러치는 상기 제1캐리어와 제1선기어 사이에 설치된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
6. 청구항 3에 있어서,

   상기 클러치는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제2유성기어세트의 회전요소들과 연결되는 회전요소들 사이에 구비되고;

   상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

   상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

   상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

   상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

   상기 클러치는 상기 제1캐리어와 제1링기어 사이에 설치된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
8. 제1유성기어세트와;

   상기 제1유성기어세트의 두 회전요소에 각각 연결된 두 회전요소를 포함하여 이루어진 제2유성기어세트와;

   상기 제1유성기어세트와는 직접적으로 연결되고, 상기 제2유성기어세트와는 상기 제1유성기어세트를 통하여 간접적으로 연결된 엔진과;

   상기 제1유성기어세트에 연결된 제1모터제너레이터와;

   상기 제2유성기어세트와는 직접적으로 연결되고, 상기 제1유성기어세트와는 상기 제2유성기어세트를 통하여 간접적으로 연결된 제2모터제너레이터와;

   상기 제2유성기어세트에 연결된 출력요소와;

   상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 연결된 두 회전요소 쌍들 중 어느 한 쌍의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제1브레이크와;

   상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 어느 한 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제2브레이크와;

   상기 제1유성기어세트의 두 회전요소 사이 또는 상기 제2유성기어세트의 두 회전요소 사이를 연결하는 상태를 전환하도록 구비된 클러치;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 엔진과 상기 제2모터제너레이터는 각각 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 서로 연결된 두 회전요소 쌍들에 각각 연결되고;

   상기 제1모터제너레이터는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 엔진과 제2모터제너레이터가 연결되지 않은 회전요소에 연결된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 제1브레이크는 상기 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 연결된 두 회전요소 쌍들 중 상기 엔진이 연결된 회전요소 쌍의 회전을 제한할 수 있도록 구비되고;

    상기 제2브레이크는 상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제2유성기 어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 것

    을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 클러치는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결된 두 회전요소들 사이에 설치되고;

    상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결된 것

    을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

    상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

    상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

    상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

    상기 클러치는 상기 제2선기어와 제2링기어 사이에 설치된 것

    을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
13. 청구항 10에 있어서,

    상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결되고;

    상기 클러치는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 출력요소가 연결된 회전요소와 상기 제1브레이크에 연결된 회전요소 사이에 설치된 것;

    을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
14. 청구항 13에 있어서,

    상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

    상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

    상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

    상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

    상기 클러치는 상기 제2캐리어와 제2링기어 사이에 설치된 것

    을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
15. 청구항 10에 있어서,

    상기 출력요소는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 제1유성기어세트의 회전요소들과 연결되지 않은 회전요소에 연결되고;

    상기 클러치는 상기 제2유성기어세트의 회전요소들 중 상기 출력요소가 연결된 회전요소와 상기 제2모터제너레이터에 연결된 회전요소 사이에 설치된 것;

    을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
16. 청구항 15에 있어서,

    상기 제1유성기어세트의 제1선기어는 상기 제1모터제너레이터와 제2브레이크에 연결되고;

    상기 제1유성기어세트의 제1캐리어는 상기 제2유성기어세트의 제2링기어에 연결된 상태로 상기 엔진과 제1브레이크에 연결되며;

    상기 제1유성기어세트의 제1링기어는 상기 제2유성기어세트의 제2선기어에 연결된 상태로 상기 제2모터제너레이터에 연결되고;

    상기 제2유성기어세트의 제2캐리어는 상기 출력요소에 연결되며;

    상기 클러치는 상기 제2캐리어와 제2선기어 사이에 설치된 것

    을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
17. 제1유성기어세트와;

    상기 제1유성기어세트의 1개 내지 3개의 회전요소에 연결된 회전요소를 포함하여 이루어진 제2유성기어세트와;

    출력요소와 연결되지 않은 제1유성기어세트와 제2유성기어세트의 회전요소들과 연결된 입력요소와;

    상기 제1유성기어세트에 연결된 제1모터제너레이터와;

    상기 제2유성기어세트에 연결된 제2모터제너레이터와;

    상기 제2유성기어세트에 연결된 출력요소와;

    상기 출력요소와 연결되지 않은 제2유성기어세트의 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제1브레이크와;

    상기 제1유성기어세트의 회전요소들 중 어느 한 회전요소의 회전을 제한할 수 있도록 구비된 제2브레이크와;

    상기 제1유성기어세트 회전요소와 상기 제1모터제너레이터와 연결하는 상태를 전환하도록 구비된 클러치;

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.

Images