하이브리드 차량용 동력전달장치의 시동방법 document_id A220623017135

본 발명은 하이브리드 차량용 동력전달장치의 시동방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 D 레인지에서 차량이 정차한 후, 배터리 충전상태(SOC) 부족으로 엔진을 재 시동하는 경우에, 모터 제어를 통하여 모터와 연결되는 링기어를 제어적으로 구속함으로써, 제2축과 제3축 상의 기어류들의 누적된 백래쉬(Backlash)에 의한 미세 회전을 차단하여 그 타음 발생을 방지할 수 있도록 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치의 시동방법에 관한 것이다. 주지하는 바와 같이, 하이브리드 차량은 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 차량으로써, 일반적으로는 엔진과 모터를 사용하여 구동되는 하이브리드 전기 자동차를 말한다. 이러한 하이브리드 차량은 엔진에 의한 동력을 주 동력원으로 사용하고, 모터에 의한 동력을 보조적인 동력으로 사용하기 때문에 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 비율이 적고, 동력전달 효율이 높다는 장점을 가지고 있다. 이러한 하이브리드 차량에 적용되는 동력전달장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 엔진으로부터 동력을 전달받는 제1축(입력축: 2)상에 동력분배수단인 유성기어셋트(PG)가 배치되고, 이의 유성기어셋트(PG)의 전후측에는 제네레이터(G)와 모터(M)가 각각 배치되며, 상기 유성기어셋트(PG)의 링기어(R)로부터 출력되는 동력은 제2,3축(카운트 샤프트:4, 6)에 형성된 기어를 통해 감속된 상태에서 다시 최종적으로 감속되어 디프렌셜(8)을 통해 미도시한 휠로 최종 동력을 전달하는 구동계를 형성하고 있다. 보다 구체적으로는 상기에서 제1축(2)상의 유성기어셋트(PG)는 유성 캐리어(PC)가 제1축(2)을 통하여 엔진과 연결되고, 선기어(S)가 제네레이터(G)와 연결되며, 링기어(R)는 모터(M)와 연결됨과 동시에 드라이브 스프로켓(10)과 연결된다. 상기 드라이브 스프로켓(10)은 제2축(4)상의 드리븐 스프로켓(12)과 체인(14)으로 연결되어 제2축(4)으로 동력을 전달하고, 제2축(4)의 카운터 드라이브 기어(16)는 제3축(6)의 카운터 드리븐 기어(18)와 치합되어 기어전동으로 동력을 전달하며, 제3축(6)의 파이널 기어(20)는 디프렌셜 기어(22)와 치합되어 최종적으로 감속이 이루어지면서 디프렌셜(8)을 통해 최종 동력이 드라이브 샤프트인 제4축(24)에 전달하도록 구성하고 있다. 이러한 하이브리드 차량용 동력전달장치는 정차 시에(즉, D 레인지에서 브레이크 동작에 의해 차량이 정지되는 상태) 엔진이 정지하도록 제어되는데, 이 후 각종 보기류의 동작에 의해서 배터리의 충전상태(SOC))가 충전부족 상태인 경우, 엔진을 재 시동하여 제너레이터를 통해 배터리를 충전하도록 한다. 즉, 상기 하이브리드 차량은 D 레인지에서 차량 정차 시, 최적의 연비를 위해서 D 레인지 임에도 불구하고 엔진은 정지되며(SOC 40%이상), 이후 차량 출발 시에 모터에 의해서 엔진구동 없이 가속이 이루어지며, 제어로직 상에서 정의되는 일정 속도 이상에서 엔진이 시동되어 구동력을 발생하게 된다. 그러나 상기 D 레인지에서 차량 정차 시, 배터리 충전부족 현상이 발생하게 되면, 정차 시임에도 불구하고 정지된 엔진이 다시 시동되어 제너레이터를 통하여 발전을 이루게 되는 것이다. 상기 D 레인지 정차 상태에서의 엔진의 시동은 브레이크의 작동에 의해 상기 링기어는 고정요소로 작동하게 되며, 전기에너지가 제너레이터에 공급되어 제너레이터와 연결된 선기어를 구동하면, 상기 선기어는 캐리어를 구동하여 엔진을 시동하는 방식으로 이루어진다. 그런데, 여기서 정지된 엔진이 제너레이터에 의해서 시동될 때 기어류들의 백래쉬에 의해서 제1축을 비롯한 제2,3,4축에서 소음 및 타음이 발생되어 승차감 및 상품성 저하를 초래할 수 있다. 즉, 제4축은 브레이크에 의해 고정이 되어 있는 구조를 가지며, 현재 상태는 D 레인지에서의 정지상태로 모터, 제너레이터, 엔진 모두 정지하고 있는 상태가 된다. 이러한 상태에서 각종 보기류 등의 동작에 의해서 배터리 충전상태(SOC)가 급격히 떨어지게 되면, 엔진이 시동하여 제너레이터를 통하여 발전을 하도록 제어되는데, 상기 제4축만이 브레이크에 의해 고정되어 있을 뿐, 제1축과 제2,3축이 완전 구속되어 있는 구조가 아니므로, 각각의 축에 연결된 기어류이 백래쉬에 의해서 누적된 백래쉬만큼 회전움직임이 발생하게 되는 것이다. 이러한 기어류의 누적된 백래쉬에 의한 타음은 변속기 전체에 진동과 소음을 유발하는 원인이 되며, 특히, D 레인지에서의 차량 정차 중, 배터리 충전부족에 따른 엔진 시동이 시작될 때 소음에 의한 불쾌감을 주는 단점을 내포하고 있다.