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KR101865862B1 - 다중모드를 구비한 하이브리드 자동차용 구동장치 - Google Patents

다중모드를 구비한 하이브리드 자동차용 구동장치 Download PDF

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KR101865862B1
KR101865862B1 KR1020160050317A KR20160050317A KR101865862B1 KR 101865862 B1 KR101865862 B1 KR 101865862B1 KR 1020160050317 A KR1020160050317 A KR 1020160050317A KR 20160050317 A KR20160050317 A KR 20160050317A KR 101865862 B1 KR101865862 B1 KR 101865862B1
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금동석
김현준
투마드허 바후미
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은, 제1 회전요소, 제2 회전요소, 제3 회전요소를 가지는 제1 유성기어세트와, 상기 제1 회전요소와 연결되는 출력기어와, 제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소를 가지며, 상기 제4 회전요소는 제동력을 제공하는 제2 브레이크와 동력을 제공하는 제2 전기장치와 연결되고, 상기 제5 회전요소는 상기 제2 회전요소와 연결되고, 상기 제6 회전요소는 상기 제3 회전요소와 연결되는 제2 유성기어세트와, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 동력을 제공하는 엔진과, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 동력을 제공하는 제1 전기장치, 및 상기 엔진에 의해 발생하는 동력을 연결 또는 해제하는 클러치를 포함하는 하이브리드 자동차용 구동장치에 관한 것이다.

Description

다중모드를 구비한 하이브리드 자동차용 구동장치 {A HYBRID VEHICLE POWERTRAIN APPARATUS WITH MULTI-MODE}
본 발명은 다중모드를 구비한 하이브리드 자동차용 구동장치에 관한 것으로서, 상세하게는 구동륜에 구동력을 제공하는 동력원으로서 내연기관인 엔진과, 전기에 의해 구동되는 전기장치를 사용하는 하이브리드 차량의 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 구동하는 차량이다.
이러한 하이브리드 차량은 통상적으로 엔진과 모터/제너레이터와 같은 전기장치를 사용하는데, 저속에서는 상대적으로 저속토크특성이 좋은 전기장치를 주 동력원으로 사용하고, 고속에서는 상대적으로 고속토크특성이 좋은 엔진을 주 동력원으로 사용한다.
이에 따라 하이브리드 차량은 저속구간에서 화석 연료를 사용하는 엔진의 작동이 정지되고 전기장치를 사용하기 때문에 연비 개선과 배기가스의 저감에 우수한 효과가 있다.
그리고 상기와 같은 하이브리드 차량의 구동장치는 단일모드 방식과 다중모드 방식으로 분류된다. 상기 다중모드 방식은 고속 주행 시, 효율이 높고 자체적으로 토크 증배가 가능하도록 설계할 수 있어 중대형차량에 적용이 가능하다는 장점이 있다.
상기 다중모드 방식의 구동장치는 유성기어세트, 모터 및 발전기로 사용되는 전기장치, 상기 유성기어세트의 회전요소를 제어할 수 있는 브레이크, 클러치를 포함한다.
이러한 다중모드 방식의 구동장치는 상기의 유성기어세트, 전기장치, 및 브레이크, 클러치의 연결 구성에 따라 상이한 작동 메커니즘을 갖는다.
또한, 상기 다중모드 방식의 구동장치는 그 연결 구성에 따라 내구성, 동력전달효율, 크기 등이 달라지는 특성이 있기 때문에 하이브리드 차량의 구동장치 분야에서는 보다 견고하고, 동력손실이 적으며, 콤팩트한 구동장치를 구현하기 위한 연구 개발이 지속되고 있다.
본 발명은 동력분기방식에 의해 차량의 주행상황에 따라 이들 다양한 주행모드에 의한 다중모드 운행이 가능하도록 함으로써, 차량의 전체 운전 영역에서 충분한 구동력을 확보함과 아울러 차량의 연비를 높게 확보하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 일측면으로서, 제1 회전요소, 제2 회전요소, 제3 회전요소를 가지는 제1 유성기어세트;와, 상기 제1 회전요소와 연결되는 출력기어;와, 제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소를 가지며, 상기 제4 회전요소는 제동력을 제공하는 제2 브레이크와 동력을 제공하는 제2 전기장치와 연결되고, 상기 제5 회전요소는 상기 제2 회전요소와 연결되고, 상기 제6 회전요소는 상기 제3 회전요소와 연결되는 제2 유성기어세트;와, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 동력을 제공하는 엔진;과, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 동력을 제공하는 제1 전기장치; 및 상기 엔진에 의해 발생하는 동력을 연결 또는 해제하는 클러치;를 포함하는 하이브리드 자동차용 구동장치를 제공한다.
이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량의 주행상황에 따라 이들 다양한 주행모드에 의한 다중모드 운행이 가능하도록 함으로써, 차량의 전체 운전 영역에서 충분한 구동력을 확보함과 아울러 차량의 연비를 높게 확보할 수 있다.
도 1 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치의 레버 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 유성기어세트의 사시도이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 의한 레버 개념도를 구체화한 구동장치 배열을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치의 각 모드별 브레이크 및 클러치의 작동 상태를 나타내는 상태표이다.
도 6 내지 도 10은 각각의 모드에서의 하이브리드 자동차용 구동장치의 레버 개념도와 레버 해석도이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 하이브리드 자동차용 구동장치를 이해시키는 데에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나, 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 제1 유성기어세트(PG1), 제2 유성기어세트(PG2), 제1 전기장치(EM A), 제2 전기장치(EM B), 제1 브레이크(BK1), 제2 브레이크(BK2), 클러치(CL), 엔진(E)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 상기 유성기어세트는 선기어(S), 캐리어(C), 링기어(R)와 같은 3개의 회전요소를 포함한다. 그리고, 상기 선기어(S)는 중심에 위치하여 구동축에 연결되어 회전력을 전달하고, 링기어(R)는 유성기어세트의 최외곽에 배치되며 유성기어(P)에 의해 상기 선기어(S)와 연결된다. 또한, 상기 유성기어(P)는 캐리어(C)에 연결되어 상기 유성기어(P)가 상기 선기어(S)를 중심으로 회전시 상기 캐리어(C)가 회전한다.
한편, 상기 선기어(S), 상기 캐리어(C), 상기 링기어(R)는 각각 서로 다른 축(A1, A2, A3)에 연결되고, 각각의 축(A1, A2, A3)은 일직선 상에서 배치되며, 어느 하나가 나머지 축에 삽입되거나, 나머지 축의 외측에 배치되어 일 방향으로 회전한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유성기어세트(PG1, PG2)는 다양한 공지의 유성기어세트의 구성을 채용할 수 있다.
한편, 유성기어세트(PG1, PG2)는 상기 유성기어가 1개인 구조를 가지는 것을 싱글 피니언 유성기어세트, 2개의 유성기어를 가지는 구조를 더블 피니언 유성기어세트라고 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 2개의 유성기어세트(PG1, PG2)를 포함한다.
상기 제1 유성기어세트(PG1)는 제1 회전요소, 제2 회전요소, 제3 회전요소를 포함하고 이때, 상기 제1 회전요소, 제2 회전요소, 제3 회전요소는 선기어, 캐리어, 링기어로 특정되지 않고, 서로 중복되지 않는 한 다양한 실시예가 가능하다.
일 예로, 상기 제1 회전요소가 선기어(S)인 경우, 상기 제2 회전요소가 캐리어(C)인 경우 제3 회전요소는 링기어(R)일 수 있고, 상기 제2 회전요소가 링기어(R)인 경우 상기 제3 회전요소는 캐리어(C)일 수 있다.
또한, 상기 제2 유성기어세트(PG2)는 같은 원리로, 제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소를 포함하고, 상기 제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소는 선기어(S), 캐리어(C), 링기어(R)로 특정되지 않고 서로 중복되지 않는 한 다양한 실시예가 가능하다.
또한, 유성기어세트에서 제1 및 제2 명칭은 특정한 유성기어세트를 의미하는 것이 아니며, 설명의 편의상 전술한 구조를 가지는 유성기어세트를 지칭하고, 다른 구성요소와의 연결관계는 각각 아래의 실시예에서 기재한 것과 같다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 전기장치(EM A)와 제2 전기장치(EM B)는 유성기어세트의 회전요소를 회전시키는 모터로 작동하거나, 상기 회전요소의 회전력에 의해 전기를 생산하는 발전기(제너레이터) 기능을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 전기장치(EM A, EM B)는 공지의 다양한 전기장치가 채용될 수 있다.
그리고, 본 발명의 제1, 제2 브레이크(BK1, BK2)는 상기 회전요소 중 일부를 선택적으로 고정시키기 마찰부재로, 공지의 다양한 브레이크가 채용될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치에서, 제1 유성기어세트(PG1), 제2 유성기어세트(PG2), 엔진(E), 제1 브레이크(BK1), 제2 브레이크(BK2), 출력기어(V), 엔진(E), 클러치(CL)와의 연결관계를 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 의한 출력기어(V)는 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 회전요소에 연결된다. 일 실시예로, 상기 출력기어(V)는 상기 제1 회전요소와 종감속 기어(FD)로 연결될 수 있다. 여기서 상기 종감속 기어(FD)는 기어를 거치며 회전속도를 줄이되, 토크는 증가 시키는 장치로 공지의 다양한 실시예의 종감속 기어가 채용될 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 제2 유성기어세트(PG2)의 상기 제4 회전요소는 제2브레이크와 제2 전기장치(EM B)와 연결되고, 상기 제5 회전요소는 상기 제2 회전요소와 연결되고, 상기 제6 회전요소는 상기 제3 회전요소와 연결된다.
즉, 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 회전요소들 중 2개의 회전요소는 상기 제1 유성기어세트(PG1)에서 상기 출력기어(V)에 연결된 회전요소를 제외한 나머지 2개의 회전요소에 각각 연결된다. 그리고, 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 회전요소 중에서 상기 제1 유성기어세트(PG1)와 연결되지 않는 1개의 회전요소에는 제2 브레이크(BK2)와 제2 전기장치(EM B)가 연결된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 엔진(E)이 제2 회전요소 또는 상기 제5 회전요소, 또는 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 사이에서 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 모두 연결될 수 있다.
즉, 상기 엔진(E)은 상기 제1 유성기어세트(PG1)와 상기 제2 유성기어세트(PG2) 중 어느 한 회전요소에 연결될 수 있고, 이 경우 상기 엔진(E)은 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 회전요소 중 상기 제2 유성기어와 연결된 2개의 회전요소 중 하나와 연결될 수 있다.
다른 측면에서, 상기 엔진(E)은 제2 회전요소와 제5 회전요소를 연결하는 축의 일측에 연결되어 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 동력을 할 수 있다.
여기서, 상기 엔진(E)은, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소를 회전하는 동일한 축상의 어느 위치에 연결될 수 있고, 일 실시예로 전술한 것과 같이 상기 제2 회전요소에 연결되거나, 상기 제5 회전요소에 연결되거나, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 사이에서 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 모두에 연결될 수 있다.
이때, 상기 엔진(E)이 구동시, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소는 하나의 축으로 연결되어 있어 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소가 모두 회전하게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 브레이크(BK1)는, 상기 엔진(E)이 연결되는 회전요소에 따라, 상기 엔진(E)이 제2 회전요소에 연결되는 경우 제5 회전요소에 연결되고, 상기 엔진(E)이 제5 회전요소에 연결되는 경우 제2 회전요소에 연결될 수 있고, 또는 상기 엔진이 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 사이에서 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 모두 연결되는 경우 상기 제2 회전요소 또는 상기 제5 회전요소에 연결되어 제동력을 제공할 수 있다.
즉, 상기 제1 브레이크(BK1)는 상기 엔진(E)이 연결된 회전요소와 연결된 다른 회전요소에 연결된다.
다른 측면에서, 상기 제1 브레이크(BK1)는, 상기 엔진(E)이 연결된 축의 일측에 연결되어 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소를 정지시키는 제동력을 제공할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 브레이크(BK1)가 상기 엔진(E)이 연결되는 축 상에서 상기 제2 회전요소 또는 상기 제5 회전요소 중 어느 하나를 정지시키는 경우, 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소는 하나의 축으로 연결되어 상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소 모두가 정지된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 상기 제1 전기장치(EM A)가 상기 제3 회전요소 또는, 제 6 회전요소 또는, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소 사이에서 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 모두 연결에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소는 서로 연결되어 있어, 상기 제1 전기장치(EM A)가 구동시 모두 회전 하게 된다.
즉, 상기 제1 전기장치(EM A)는 상기 제1 유성기어세트(PG1) 또는 상기 제2 유성기어세트(PG2)에 연결될 수 있고, 이 경우 상기 제1 유성기어세트(PG1)와 상기 제2 유성기어세트(PG2)가 연결된 회전요소 중에서 상기 엔진(E)과 상기 제1 브레이크(BK1)가 연결되지 않은 나머지 2개의 회전요소 중 어느 하나에 연결될 수 있다.
다른 측면에서, 상기 제1 전기장치(EM A)는 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소를 연결하는 축의 일측에 연결되어 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 동력을 제공한다.
이때, 상기 제1 전기장치(EM A)가 상기 제3 회전요소 또는 상기 제6 회전요소 중 어느 하나를 회전시키는 경우, 상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소는 하나의 축으로 연결되어 있어 모두 회전하게 된다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 상기 엔진(E)의 구동력을 상기 유성기어세트에 선택적으로 전달하기 위해, 상기 클러치(CL)가 상기 엔진(E)과 연결되는 회전요소와 상기 엔진(E) 사이에 설치될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치의 상기 제1 회전요소 내지 제6 회전요소가 선기어, 캐리어, 링기어에 해당하는 각각의 실시예에 대해 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치에서 상기 제1 회전요소는 제1 링기어(R1)이고, 상기 제4 회전요소는 제2 링기어(R2)이며, 상기 제2회전요소는 제1 캐리어(P1-1, P1-2)이고 상기 제5 회전요소는 제2 캐리어(P2)이고, 상기 제3 회전요소는 제1 선기어(S1)이고 상기 제6 회전요소는 제2 선기어(S2)로 구비될 수 있다.
일 실시예로, 출력기어(V)는 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 링기어(R1)에 연결되고, 이때 상기 출력기어는 상기 제1 링기어(R1)와 종감속 기어(FD)로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 제2 브레이크(BK2)와 상기 제2 전기장치(EM B)는 상기 제2 링기어(R2)에 연결된다.
그리고, 상기 엔진(E)은 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결되거나, 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 제2 캐리어(P2)에 연결될 수 있다.
즉, 일 실시예로, 상기 엔진(E)이 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결되는 경우 상기 제1 브레이크(BK1)는 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되고, 상기 엔진(E)이 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 경우는 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결될 수 있다.
다만, 도 3에서는 상기 엔진(E)이 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결된 실시예만 도시하였고, 상기 엔진(E)이 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 실시예는 도시하지는 않지만, 이러한 2개의 실시예는 모두 상기 엔진(E)과 상기 제1 브레이크(BK1)가 각각의 회전요소가 연결된 하나의 선상에 배열되는 것으로 실제 성능면에서 동일한 효과를 제공할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 브레이크(BK1)가 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 경우 상기 제1 브레이크(BK1)를 동작시켜 상기 제2 캐리어(P2)를 정지시키는 경우, 상기 제2 캐리어(P2)와 연결된 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2) 또한 정지되고, 상기 제1 브레이크(BK1)가 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)에 연결되는 경우 상기 제1 브레이크(BK1)를 동작시켜 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)를 정지시키는 경우에도 상기 제1 캐리어(P1-1, P1-2)와 연결된 상기 제2 캐리어(P2) 또한 정지된다.
그리고, 상기 제1 전기장치(EM A)는 상기 제1 선기어(S1) 또는 상기 제2 선기어(S2)에 연결될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 유성기어세트(PG1)는 더블 피니언 유성기어세트이고, 상기 제2 유성기어세트(PG2)는 싱글 피니언 유성기어세트로 구비될 수 있다.
도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치에서 상기 제1 회전요소는 제1 링기어(R1)이고, 상기 제4 회전요소는 제2 링기어(R2)이며, 상기 제2회전요소는 제1 선기어(S1)이고 상기 제5 회전요소는 제2 캐리어(P2)이고, 상기 제3 회전요소는 제1 캐리어(P1-1, P1-2)이고 상기 제6 회전요소는 제2 선기어(S2)로 구비될 수 있다.
즉, 출력기어(V)는 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 링기어(R1)에 연결되고, 상기 출력기어(V)는 상기 제1 링기어(R1)와 종감속 기어로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 제2 브레이크(BK2)와 상기 제2 전기장치(EM B)는 상기 제2 링기어(R2)에 연결된다.
그리고, 상기 엔진(E)은 상기 제1 유성기어세트(PG1)의 제1 선기어(S1)에 연결되거나, 상기 제2 유성기어세트(PG2)의 제2 캐리어(P2)에 연결될 수 있다.
즉, 상기 엔진(E)이 상기 제1 선기어(S1)에 연결되는 경우 상기 제1 브레이크(BK1)는 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되고, 상기 엔진(E)이 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 경우는 상기 제1 선기어(S1)에 연결될 수 있다.
다만, 도 4에서는 상기 엔진(E)이 상기 제1 선기어(S1)에 연결된 실시예만 도시하였고, 상기 엔진(E)이 상기 제2 캐리어(P2)에 연결되는 실시예는 도시하지는 않으나, 전술한 것과 같이 상기 2개의 실시예는 실제 성능면에서 동일한 효과를 제공한다. 중복된 설명은 생략한다.
그리고, 상기 제1 전기장치(EM A)는 상기 제1 캐리어(P1) 또는 상기 제2 선기어(S2)에 연결될 수 있다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 의한 제1 유성기어세트(PG1)는 더블 피니언 유성기어세트이고, 상기 제2 유성기어세트(PG2)는 싱글 피니언 유성기어세트로 구비될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치의 작동모드에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 하이브리드 자동차용 구동장치는 상기 제1 브레이크(BK1), 상기 제2 브레이크(BK2), 상기 클러치(CL), 상기 제1 전기장치(EM A), 상기 제2 전기장치(EM B) 및 상기 엔진(E)의 동작 여부를 차량의 주행 상황에 따라 제어하는 제어부를 포함한다.
도 5는 차량이 전기차 모드(EV 모드)로 주행시 하이브리드 자동차용 구동장치의 각 모드별 브레이크 및 클러치의 작동 상태를 나타내는 상태표에 대한 것이다.
먼저, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제어부는 제1 전기차 모드에서, 상기 클러치(CL)를 체결하고, 상기 제1 브레이크(BK1)를 동작시켜 상기 제1 브레이크(BK1)와 연결된 회전요소, 일 예로 제2 회전요소 또는 제5 회전요소를 정지시킨다. 각각 엔진(E)을 구동하지 않고 적어도 1개의 전기장치를 구동한다.
그리고, 제1 전기차 모드에서는 엔진(E)은 구동하지 않고, 상기 제1 전기장치(EM A) 및 상기 제2 전기장치(EM B)를 구동한다. 여기서 상기 제2 전기장치(EM B)를 제1 전기장치(EM A)의 회전 방향과 반대로 회전시켜 레버 해석도에서 도시한 것과 같이 출력기어(V)가 설정된 회전수, 회전방향을 갖도록 회전시킨다.
그리고, 도 5 및 도 7을 참조하면, 제2 전기차 모드에서, 상기 클러치(CL)를 체결하지 않고, 상기 제1 브레이크(BK1)를 동작시키지 않으며, 제2 브레이크(BK2)는 동작시켜 상기 제2 브레이크(BK2)에 연결된 회전요소를 정지시킨다.
그리고, 상기 제2 전기차 모드에서는 상기 제1 전기장치(EM A)를 구동하고 상기 제2 전기장치(EM B)는 구동하지 않아, 레버 해석도에서 도시한 것과 같이 레버 해석도에서 도시한 것과 같이 출력기어(V)가 설정된 회전수, 회전방향을 갖도록 회전시킨다.
그리고, 도 5 및 도 8을 참조하면, 제3 전기차 모드에서는 클러치(CL)를 체결하지 않고, 제1 브레이크(BK1) 및 제2 브레이크(BK2)를 모두 작동시키지 않으며, 상기 제1 전기장치(EM A) 및 상기 제2 전기장치(EM B)를 구동한다.
그리고, 도 5 및 도 9를 참조하면, 복합 분기모드에서는 클러치(CL)를 체결하고, 제1 브레이크(BK1) 및 제2 브레이크(BK2)를 모두 작동시키지 않으며, 상기 제1 전기장치(EM A) 및 상기 제2 전기장치(EM B)를 구동하는 모드로써, 엔진(E)과 전기장치를 모두 구동한다.
그리고, 도 5 및 도 10를 참조하면, 평행모드에서는 클러치(CL)를 체결하고, 제1 브레이크(BK1)는 작동하지 않으며, 제2 브레이크(BK2)는 작동시키고, 엔진(E)과 상기 제1 전기장치(EM A) 및 제2 전기장치(EM B)를 구동한다.
그리고, 본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
E: 엔진
V: 출력기어
PG1: 제1 유성기어세트
S1: 제1 선기어
P1-1, P1-2 : 제1 캐리어
R1: 제1 링기어
PG2: 제2 유성기어세트
S2: 제2 선기어
P2: 제2 캐리어
R2: 제2 링기어
BK1: 제1 브레이크
BK2: 제2 브레이크
CL: 클러치
EM A: 제1 전기장치
EM B: 제2 전기장치
FD: 종감속 기어

Claims (13)

  1. 제1 회전요소, 제2 회전요소, 제3 회전요소를 가지는 제1 유성기어세트;
    상기 제1 회전요소와 연결되는 출력기어;
    제4 회전요소, 제5 회전요소, 제6 회전요소를 가지며, 상기 제4 회전요소는 제동력을 제공하는 제2 브레이크와 동력을 제공하는 제2 전기장치와 연결되고, 상기 제5 회전요소는 상기 제2 회전요소와 연결되고, 상기 제6 회전요소는 상기 제3 회전요소와 연결되는 제2 유성기어세트;
    상기 제2 회전요소와 상기 제5 회전요소에 동력을 제공하는 엔진;
    상기 제3 회전요소와 상기 제6 회전요소에 동력을 제공하는 제1 전기장치; 및
    상기 엔진에 의해 발생하는 동력을 연결 또는 해제하는 클러치;
    를 포함하되,
    상기 제1 회전요소는 제1 링기어이고, 상기 제4 회전요소는 제2 링기어이며,
    상기 제2 회전요소는 제1 선기어이고, 상기 제5 회전요소는 제2 캐리어이며,
    상기 제3 회전요소는 제1 캐리어이고, 상기 제6 회전요소는 제2 선기어인 하이브리드 자동차용 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 회전요소 또는 상기 제5 회전요소를 정지시키는 제동력을 제공하는 제1 브레이크;를 더 포함하는 하이브리드 자동차용 구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 출력기어는 상기 제1 회전요소와 종감속 기어로 연결되는 하이브리드 자동차용 구동장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유성기어세트는 더블 피니언 유성기어세트인 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 브레이크, 상기 제2 브레이크, 상기 클러치, 상기 제1 전기장치, 상기 제2 전기장치 및 상기 엔진의 동작 여부를 차량의 주행 상황에 따라 제어하는 제어부;를 더 포함하는 하이브리드 자동차용 구동장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제1 전기차 모드에서, 상기 클러치를 체결하고, 상기 제1 브레이크를 동작시키고, 상기 제1 전기장치 및 상기 제2 전기장치를 구동하며, 상기 제2 전기장치를 제1 전기장치의 구동방향과 반대로 회전시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제2 전기차 모드에서, 상기 클러치를 미체결하고, 상기 제2 브레이크를 동작시키고, 상기 제1 전기장치를 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제3 전기차 모드에서, 상기 클러치를 미체결하고, 상기 제1 브레이크 및 제2 브레이크를 동작시키지 않고, 상기 제1 전기장치 및 제2 전기장치를 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복합분기 모드에서, 상기 클러치를 체결하고, 제1 브레이크 및 제2 브레이크를 동작시키지 않고, 상기 제1 전기장치와 상기 제2 전기장치 및 상기 엔진을 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    병렬 모드에서, 상기 클러치를 체결하고, 제1 브레이크를 동작시키지 않고 상기 제2 브레이크를 동작시키고, 상기 제2 전기장치 및 상기 엔진을 구동하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차용 구동장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100003747A (ko) * 2008-07-02 2010-01-12 현대자동차주식회사 차량의 하이브리드 구동장치
KR101000136B1 (ko) * 2009-02-20 2010-12-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 동력전달장치
KR101283039B1 (ko) * 2011-06-09 2013-07-05 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR20130118127A (ko) * 2012-04-19 2013-10-29 현대자동차주식회사 하이브리드 차량 변속기 및 시동 제어 방법
KR20150127540A (ko) * 2014-05-07 2015-11-17 도요타 지도샤(주) 하이브리드 차량용 구동 장치의 제어 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101113576B1 (ko) * 2009-11-09 2012-02-22 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속기
KR101283046B1 (ko) * 2011-06-20 2013-07-05 기아자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR101484219B1 (ko) * 2013-06-24 2015-01-19 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량용 변속장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100003747A (ko) * 2008-07-02 2010-01-12 현대자동차주식회사 차량의 하이브리드 구동장치
KR101000136B1 (ko) * 2009-02-20 2010-12-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량용 동력전달장치
KR101283039B1 (ko) * 2011-06-09 2013-07-05 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 동력전달장치
KR20130118127A (ko) * 2012-04-19 2013-10-29 현대자동차주식회사 하이브리드 차량 변속기 및 시동 제어 방법
KR20150127540A (ko) * 2014-05-07 2015-11-17 도요타 지도샤(주) 하이브리드 차량용 구동 장치의 제어 장치

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