KR20060072615A

KR20060072615A - A hybrid system for electric vehicles

Info

Publication number: KR20060072615A
Application number: KR1020040111296A
Authority: KR
Inventors: 신성호; 장성욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-06-28
Also published as: KR100999606B1

Abstract

본 발명은 듀얼 클러치를 이용하여 엔진과 모터의 동력을 변속기에 전달 및 차단이 이 가능하도록 구성하여 상기 듀얼 클러치를 제어함으로써 엔진의 동력을 끊어서 회생 제동 시, 엔진으로 흡수되는 회생 제동 에너지를 모터 측으로만 흐르도록 하여 큰 에너지를 저장할 수 있도록;The present invention is configured to transmit and block the power of the engine and the motor to the transmission using a dual clutch to control the dual clutch to cut the power of the engine by regenerative braking, the regenerative braking energy absorbed by the engine to the motor side To flow only so that it can store large amounts of energy;

변속기의 입력축과 엔진의 구동축을 연결하는 제1클러치와, 상기 변속기의 입력축과 모터의 회전축을 연결하는 제2클러치로 구성되는 듀얼 클러치의 차량 운전 조건별 제어를 통하여 상기 엔진 및 모터의 회전 구동력을 변속기에 전달 및 차단할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 하이브리드 시스템을 제공한다. Rotational driving force of the engine and the motor is controlled by controlling the vehicle driving conditions of the dual clutch including a first clutch connecting the input shaft of the transmission and the driving shaft of the engine and a second clutch connecting the input shaft of the transmission and the rotation shaft of the motor. It provides a hybrid system for an electric vehicle, characterized in that made to be transmitted and cut off to the transmission.

하이브리드, 전기 자동차, 듀얼 클러치Hybrid, electric car, dual clutch

Description

Hybrid system for electric vehicle {A HYBRID SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLES}

도 1은 종래 기술에 따른 전기 자동차용 하이브리드 시스템의 구성도, 1 is a block diagram of a hybrid system for an electric vehicle according to the prior art,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 하이브리드 시스템의 구성도, 2 is a block diagram of a hybrid system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 하이브리드 시스템의 엔진 구동 모드시의 동력전달경로를 도시한 작동 상태도, 3 is an operating state diagram illustrating a power transmission path in an engine driving mode of an electric vehicle hybrid system according to an exemplary embodiment of the present invention;

도 4은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 하이브리드 시스템의 모터 구동 모드시의 동력전달경로를 도시한 작동 상태도, 4 is an operating state diagram showing a power transmission path in a motor driving mode of the hybrid system for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention;

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 하이브리드 시스템의 하이브리드 모드시의 동력전달경로를 도시한 작동 상태도, 5 is an operating state diagram showing a power transmission path in a hybrid mode of an electric vehicle hybrid system according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 하이브리드 시스템의 모터 충전 모드시의 동력전달경로를 도시한 작동 상태도, 및6 is an operating state diagram showing a power transmission path in the motor charging mode of the hybrid system for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention, and

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 하이브리드 시스템의 회생 제동 모드시의 동력전달경로를 도시한 작동 상태도이다. 7 is an operating state diagram illustrating a power transmission path in the regenerative braking mode of the hybrid system for an electric vehicle according to the embodiment of the present invention.

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

1; 변속기 3; 입력축One; Transmission 3; Input shaft

5; 엔진 7; 구동축 5; Engine 7; driving axle

C1; 제1클러치 C2; 제2클러치C1; First clutch C2; Second clutch

9; 모터 11; 회전축 9; Motor 11; Axis of rotation

DC; 듀얼 클러치DC; Dual clutch

본 발명은 전기 자동차용 하이브리드 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 듀얼 클러치를 이용하여 엔진과 모터의 동력을 변속기에 전달 및 차단이 이 가능하도록 구성하여 상기 듀얼 클러치를 제어함으로써 엔진 및 모터의 동력을 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 전기 자동차용 하이브리드 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid system for an electric vehicle, and more particularly, the power of the engine and the motor by controlling the dual clutch by configuring the transmission and blocking of power of the engine and the motor to the transmission by using the dual clutch. The present invention relates to a hybrid system for an electric vehicle that enables efficient management of the vehicle.

주지하는 바와 같이, 하이브리드 차량은 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 차량으로써, 일반적으로 엔진과 모터를 사용하여 구동되는 하이브리드 전기 자동차를 말한다. As is well known, a hybrid vehicle is a vehicle using two or more power sources, and generally refers to a hybrid electric vehicle driven using an engine and a motor.

즉, 하이브리드 전기 자동차는 엔진과 모터로 구성되는 두 가지 이상의 동력원으로 다양한 구조를 형성할 수 있는데, 그 일례로 도 1에서 도시한 바와 같이, 소프트 타입의 하이브리드 전기 자동차를 살펴보면, 소프트 타입의 하이브리드 시스템은 엔진(101)과 모터(103)가 상호 하나의 구동축(105)으로 직결되어 동속으로 회전한다. That is, the hybrid electric vehicle may form a variety of structures with two or more power sources consisting of an engine and a motor. As an example, as shown in FIG. 1, a soft type hybrid electric vehicle is described. The engine 101 and the motor 103 are directly connected to each other by one drive shaft 105 to rotate at the same speed.

상기 모터(103)의 역할은 차량 구동 시, 엔진 동력을 보조하며, 회생 제동 시에는 배터리(미도시)를 충전시키는 역할을 한다. The motor 103 serves to assist engine power when driving the vehicle, and charges a battery (not shown) during regenerative braking.

그러나, 상기 소프트 타입의 하이브리드 시스템은 엔진(101)의 정지 상태에서 모터(103)만으로 차량을 구동할 수 없으며, 회생 제동 시, 회생 제동 에너지는 모터(103)로 전달되어 배터리를 충전시켜야 하지만, 상기 모터(103)가 엔진(101)과 직결되어 있으므로 일부는 엔진 부하로 소모되어 버려 배터리 충전 효율이 낮아진다는 등의 에너지 변환 시의 효율 측면에서 불리한 단점을 내포하고 있다.However, the soft type hybrid system cannot drive the vehicle only by the motor 103 in the stopped state of the engine 101, and when regenerative braking, the regenerative braking energy is transmitted to the motor 103 to charge the battery. Since the motor 103 is directly connected to the engine 101, some of the motor 103 is consumed by an engine load and thus has disadvantages in terms of efficiency in energy conversion, such as low battery charging efficiency.

또한, 제동 시에는 엔진 부하가 걸리므로 운전자는 일반 차량에서 보다 더 큰 긴장감을 느낄 수 있다는 단점이 있다. In addition, since the engine load is applied when braking, the driver may feel a greater tension than in a general vehicle.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 해소하기 위하여 발명된 것으로써, 본 발명의 목적은 듀얼 클러치를 이용하여 엔진과 모터의 동력을 변속기에 전달 및 차단이 이 가능하도록 구성하여 상기 듀얼 클러치를 제어함으로써 엔진의 동력을 끊어서 회생 제동 시, 엔진으로 흡수되는 회생 제동 에너지를 모터 측으로만 흐르도록 하여 큰 에너지를 저장할 수 있도록 하는 전기 자동차용 하이브리드 시스템을 제공하는 것이다, Therefore, the present invention has been invented to solve the disadvantages of the prior art as described above, an object of the present invention is to configure the dual clutch to enable transmission and blocking of the engine and motor power to the transmission using a dual clutch. It is to provide a hybrid system for an electric vehicle to cut off the power of the engine to control the regenerative braking, so that the regenerative braking energy absorbed by the engine flows only to the motor side to store large energy.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명의 전기 자동차용 하이브리드 시스템은 변속기의 입력축과 엔진의 구동축을 연결하는 제1클러치와, 상기 변속기의 입력축과 모터의 회전축을 연결하는 제2클러치로 구성되는 듀얼 클러치의 차량 운전 조건별 제어를 통하여 상기 엔진 및 모터의 회전 구동력을 변속기에 전달 및 차단할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 한다. The hybrid system for an electric vehicle of the present invention for realizing the above object comprises a first clutch connecting an input shaft of a transmission and a drive shaft of an engine, and a second clutch connecting an input shaft of the transmission and a rotation shaft of a motor. Characterized in that it is made to transmit and block the rotational driving force of the engine and motor to the transmission through the control of the vehicle driving conditions of the dual clutch.

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

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 하이브리드 시스템의 구성도로써, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 하이브리드 시스템의 구성은 변속기(1)의 입력축(3)과 엔진(5)의 구동축(7)을 연결하는 제1클러치(C1)와, 상기 변속기(1)의 입력축(3)과 모터(9)의 회전축(11)을 연결하는 제2클러치(C2)로 구성되는 듀얼 클러치(DC)에 의해 차량 운전 조건별 제어를 통하여 상기 엔진(5) 및 모터(9)의 회전 구동력을 변속기(1)에 전달 및 차단할 수 있도록 구성된다. 2 is a configuration diagram of an electric vehicle hybrid system according to an embodiment of the present invention, the configuration of the hybrid system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is the input shaft (3) of the transmission (1) and the engine (5) Dual clutch composed of a first clutch (C1) for connecting the drive shaft (7), and a second clutch (C2) for connecting the input shaft (3) of the transmission (1) and the rotating shaft (11) of the motor (9) DC) is configured to transmit and block the rotational driving force of the engine 5 and the motor 9 to the transmission 1 through the control of the vehicle driving conditions.

상기 모터(9)의 회전축(11)은 중공축으로 구성되어 상기 엔진(5)의 구동축(7)이 그 중공부 내부에 배치된 상태로 이루어진다.The rotating shaft 11 of the motor 9 is composed of a hollow shaft so that the drive shaft 7 of the engine 5 is disposed inside the hollow portion.

즉, 상기 모터(9)는 엔진(5)과 듀얼 클러치(DC) 사이에 배치된 상태로, 고정되는 로터(13)에 대하여 그 스테이터(15)가 상기 회전축(11)의 일단부에 연결된다. That is, the motor 9 is disposed between the engine 5 and the dual clutch DC, and the stator 15 is connected to one end of the rotating shaft 11 with respect to the fixed rotor 13. .

이러한 전기 자동차용 하이브리드 시스템은 상기 차량 운전 조건별 제어에 의해 상기 듀얼 클러치(DC)를 제어하게 되는데, 이러한 차량 운전 조건별 제어를 살펴보면, 엔진 구동 모드, 모터 구동 모드, 하이브리드 모드, 모터 충전 모드 및 회생 제동 모드로 구분된다. The hybrid system for an electric vehicle controls the dual clutch (DC) by the vehicle driving condition control. Looking at the control by the vehicle driving condition, the engine driving mode, the motor driving mode, the hybrid mode, the motor charging mode, It is divided into regenerative braking mode.

상기 엔진 구동 모드는 도 3에서와 같이, 제1클러치(C1)가 작동하여 엔진(5)의 구동력만으로 변속기(1)를 구동시키게 된다. In the engine driving mode, as shown in FIG. 3, the first clutch C1 is operated to drive the transmission 1 using only the driving force of the engine 5.

상기 모터 구동 모드는 도 4에서와 같이, 제2클러치(C2)가 작동하여 모터(9)의 회전력만으로 변속기(1)를 구동시키게 된다. In the motor driving mode, as shown in FIG. 4, the second clutch C2 is operated to drive the transmission 1 using only the rotational force of the motor 9.

상기 하이브리드 모드는 도 5에서와 같이, 제1,2클러치(C1,C2)가 동시에 작동하여 엔진(5)의 구동력과 모터(9)의 회전력으로 변속기(1)를 구동시키게 된다. In the hybrid mode, as shown in FIG. 5, the first and second clutches C1 and C2 operate simultaneously to drive the transmission 1 by the driving force of the engine 5 and the rotational force of the motor 9.

상기 모터 충전 모드는 도 6에서와 같이, 제1,2클러치(C1,C2)가 동시에 작동하여 엔진(5)의 구동력의 일부가 모터(9)를 구동시키게 된다. In the motor charging mode, as shown in FIG. 6, the first and second clutches C1 and C2 are operated simultaneously so that a part of the driving force of the engine 5 drives the motor 9.

그리고 상기 회생 제동 모드는 도 7에서와 같이, 제2클러치(C2)가 작동하여 차륜(17)으로부터 변속기(1)를 통하여 전달되는 회전력을 이용하여 상기 모터(9)를 구동시키게 되는데, 차량의 제동 혹은 관성에 의한 타력 주행시, 차량의 제동 및 관성 에너지를 상기 모터(9)에서 발전을 통하여 전기 에너지로 회수하여 배터리(미도시)에 충전하게 되는 것이다. In the regenerative braking mode, as shown in FIG. 7, the second clutch C2 is operated to drive the motor 9 using the rotational force transmitted from the wheel 17 through the transmission 1. During braking or inertia driving, the braking and inertia energy of the vehicle is recovered as electric energy through power generation from the motor 9 and charged in a battery (not shown).

따라서 본 발명의 전기 자동차용 하이브리드 시스템에 의하면, 듀얼 클러치를 통하여 엔진과 모터의 회전 구동력을 이상적으로 변속할 수 있도록 그 각각의 동력을 효율적으로 변속기에 전달 및 차단 할 수 있게 되며, 특히 회생 제동 시에는 엔진의 동력 전달 경로를 끊어서 엔진으로 흡수되는 회생 제동 에너지를 모두 모터 측으로만 전달하여 에너지 저장 효율을 높이게 된다.Therefore, according to the hybrid system for an electric vehicle of the present invention, it is possible to efficiently transmit and block the respective power to the transmission so that the rotational driving force of the engine and the motor can be ideally shifted through the dual clutch, especially during regenerative braking. By cutting the power transmission path of the engine, all the regenerative braking energy absorbed by the engine is transferred only to the motor side, thereby increasing energy storage efficiency.

Claims

In a hybrid system for an electric vehicle for transmitting the rotational driving force of the engine and motor to the transmission,

Rotational driving force of the engine and the motor through control of vehicle driving conditions of the dual clutch comprising a first clutch connecting the input shaft of the transmission and the drive shaft of the engine and a second clutch connecting the input shaft of the transmission and the rotation shaft of the motor. Hybrid system for an electric vehicle, characterized in that it is made to transmit and block to the transmission.

The rotating shaft of the motor of claim 1, wherein

And a hollow shaft such that the drive shaft of the engine is disposed therein.

The method of claim 1, wherein the motor

A hybrid system for an electric vehicle, characterized in that connected to the rotary shaft through the stator.

According to claim 1, wherein the control of the vehicle driving conditions of the dual clutch

An engine driving mode in which the first clutch operates to drive the transmission with only the driving force of the engine;

A motor drive mode in which the second clutch operates to drive the transmission using only the rotational force of the motor;

A hybrid mode in which the first and second clutches operate simultaneously to drive the transmission by the driving force of the engine and the rotational force of the motor;

A motor charging mode in which the first and second clutches operate at the same time so that a part of the driving force of the engine drives the motor;

And a regenerative braking mode in which the second clutch is operated to drive the motor by using the rotational force transmitted from the wheel to the transmission.

And a dual clutch comprising a first clutch connecting the input shaft of the transmission and the drive shaft of the engine, and a second clutch connecting the input shaft of the transmission and the drive shaft of the motor, wherein the drive shaft of the motor has an internal drive shaft of the engine. It is formed in a hollow shaft to be disposed, one end of which is connected to the stator of the motor is made to transmit and block the rotational driving force of the engine and the motor to the transmission through the control by vehicle driving conditions of the dual clutch electric Automotive hybrid system.

The method of claim 5, wherein the control by the vehicle driving condition of the dual clutch is performed.