KR100189569B1 - Apparatus for reserving energy while braking of an automobile - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제동시 불필요하게 낭비되는 구동축의 유휴에너지를 일시 저장하였다가 차량의 재출발시 구동축을 구동시키게 함으로써, 제동시의 유휴에너지를 효과적으로 이용하여 제동력 향상과 출발성능을 향상시킬 목적으로; 자동차의 구동축에 일체로 병설되는 입, 출력기어와; 상기 입력기어와 제1기어를 개재시켜 연결되고 제1마찰요소를 개재시켜 제2동력전달부재와 연결되는 제1동력전달부재와; 상기 출력기어와 제2기어를 개재시켜 연결되고, 제2마찰요소를 개재시켜 제4동력전달부재와 연결되는 제3동력전달부재와; 상기 제2,3동력전달부재에 연결되어 록킹수단의 제어에 의하여 동작되면서 회전동력의 회전방향을 제어하는 유성기어셋트와; 상기 유성기어셋트의 후측으로 연결되어 입력되는 동력을 일시 저장하는 동력저장부를 포함하여 이루어지는 자동차의 제동시 유휴 에너지 이용장치를 제공한다.The present invention is to temporarily store the idle energy of the drive shaft is unnecessary waste during braking to drive the drive shaft when the vehicle restarts, to effectively use the idle energy during braking to improve the braking force and start performance; An input and output gear integrally installed in the drive shaft of the vehicle; A first power transfer member connected through the input gear and the first gear and connected to a second power transfer member through a first friction element; A third power transmission member connected through the output gear and the second gear and connected to a fourth power transmission member through a second friction element; A planetary gear set connected to the second and third power transmission members and operated by the control of the locking means to control the rotational direction of the rotational power; It is connected to the rear of the planetary gear set provides a device for using the idle energy during braking of the vehicle comprising a power storage for temporarily storing the input power.

Description

자동차의 제동시 유휴에너지 이용장치Idle energy using device when braking

제1도는 본 발명에 의한 이용장치의 스틱다이어그램1 is a stick diagram of a device for use according to the present invention

제2도는 본 발명의 작동을 레버 해석법으로 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the operation of the present invention by lever analysis method.

제3도는 본 발명에 적용되는 마찰요소 및 록킹수단의 작동표이다.3 is an operation table of the friction element and the locking means applied to the present invention.

본 발명은 자동차의 제동시 유휴에너지 이용장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제동시 불필요하게 낭비되는 구동축의 유휴에너지를 일시 저장하였다가 차량의 재출발시 구동축을 구동시키게 함으로써, 제동시의 유휴에너지를 효과적으로 이용하여 제동력 향상과 출발성능을 향상시킬 수 있도록 한 자동차의 제동시 유휴에너지 이용장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for using idle energy when braking a vehicle, and more particularly, temporarily storing idle energy of a driving shaft that is wasted when unnecessary, and driving the driving shaft when the vehicle restarts, thereby saving idle energy during braking. The present invention relates to a device for using idle energy during braking of a vehicle to effectively improve braking force and start performance.

일반적으로 자동차의 제동중에 구동축으로 전달되는 동력은 불필요한 동력으로서, 아무런 의미없이 소실되는 에너지이다.In general, the power transmitted to the drive shaft during braking of the vehicle is unnecessary power and is energy lost without meaning.

이는 자동차의 동력 전달장치의 구조적인 특성상 이의 동력 전달을 차단할 수 있는 것은 아니며, 이의 동력 전달의 차단을 위하여는 클러치를 끊거나 변속기의 변속상태를 중립의 상태로 유지할 수 밖에 없다. 그러나 구동축으로의 동력 전달 차단을 위하여 고속의 상태에서 클러치를 끊거나 변속기를 중립의 상태로 변속을 행하면 제동거리가 길어지기 때문에 이는 바람직하지 못한 운전이다.It is not possible to block the transmission of power due to the structural characteristics of the power transmission device of the vehicle, and in order to block the transmission of power, it is inevitable to stop the clutch or maintain the transmission state of the transmission in a neutral state. However, this is an unfavorable operation because the braking distance becomes long when the clutch is stopped at high speed or the transmission is shifted to a neutral state in order to block power transmission to the drive shaft.

그리고 고속중행중 동력 전달을 차단한 상태에서 제동을 하는 경우 엔진 브레이크를 걸 수가 없으며, 차량이 스핀을 일으켜 매우 위험하고 제동을 한순간에 정지되는 것이 아니라 어느 정도 주행후 제동이 이루어지기 때문에 구동축은 제동이 완료되기까지는 정지하지 않는다.When braking in the state of stopping power transmission during high-speed driving, the engine brake cannot be applied and the drive shaft is braked because the vehicle is very dangerous due to the spin and the braking is performed after a certain amount of driving rather than stopping at a moment. It does not stop until this is completed.

상기에서 설명한 바와 같이, 자동차의 주행 중 제동시 구동축이 보유하는 에너지는 아무런 의미없는 유휴 에너지가 되는데, 종래에는 이러한 유휴 에너지를 이용할 수 있는 장치가 구비되어 있지 않은 바, 에너지 낭비를 초래한다는 문제점이 있다.As described above, the energy possessed by the drive shaft during braking during driving of the vehicle becomes meaningless idle energy. In the related art, since there is no device that can use the idle energy, it causes energy waste. have.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제동시 불필요하게 낭비되는 구동축의 유휴에너지를 일시 저장하였다가 차량의 재출발시 구동축을 구동시키게 함으로써, 제동시의 유휴에너지를 효과적으로 이용하여 제동력 향상과 출발성능을 향상시킬 수 있도록 한 자동차의 제동시 유휴에너지 이용장치를 제공하려는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to temporarily store the idle energy of the drive shaft is unnecessary waste during braking to drive the drive shaft when the vehicle restarts, the idle during braking The purpose of the present invention is to provide a device for using idle energy when braking a vehicle to effectively use energy to improve braking power and start performance.

이를 실현하기 위한 본 발명은 자동차의 구동축에 일체로 병설되는 입,출력기어와; 상기 입력기어와 제1기어를 개재시켜 연결되고 제1마찰요소를 개재시켜 제2동력전달부재와 연결되는 제1동력전달부재와; 상기 출력기어와 제2기어를 개재시켜 연결되고, 제2마찰요소를 개재시켜 제4동력전달부재와 연결되는 제3동력전달부재와; 상기 제2,3 동력전달부재에 연결되어 록킹수단의 제어에 의하여 동작되면서 회전동력의 회전방향을 제어하는 유성기어셋트와; 상기 유성기어셋트의 후측으로 연결되어 입력되는 동력을 일시 저장하는 동력저장부를 포함하여 이루어지는 자동차의 제동시 유휴 에너지 이용장치를 제공한다.The present invention for realizing this is an input, output gear integrally installed in the drive shaft of the vehicle; A first power transfer member connected through the input gear and the first gear and connected to a second power transfer member through a first friction element; A third power transmission member connected through the output gear and the second gear and connected to a fourth power transmission member through a second friction element; A planetary gear set connected to the second and third power transmission members and operated by the control of the locking means to control the rotational direction of the rotational power; It is connected to the rear of the planetary gear set provides a device for using the idle energy during braking of the vehicle comprising a power storage for temporarily storing the input power.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described in detail.

제1도는 본 발명에 의한 유휴 에너지 이용장치의 스틱다이어그램으로서, 부호2는 미도시한 디프렌셜과 구동휠을 연결하는 구동축이다.1 is a stick diagram of an idle energy utilization apparatus according to the present invention, and a reference numeral 2 is a drive shaft connecting a differential and a driving wheel not shown.

이의 구동축(2)상에는 입력 및 출력기어(4)(6)가 배치되어 있으며, 이의 입, 출력 기어(4)(6)는 본 발명의 장치의 제1, 2기어(8)(10)와 치합된다.Input and output gears 4 and 6 are arranged on the drive shaft 2 thereof, and the input and output gears 4 and 6 thereof correspond to the first and second gears 8 and 10 of the device of the present invention. Are matched.

상기 제1기어(8)는 제1동력전달부재(12)에 장착되며, 이의 제1동력전달부재(12)는 제1마찰요소(14)를 개재시켜 제2동력전달부재(16)와 연결되고, 이의 제2동력전달부재(18)는 유성기어셋트(20)의 제1선기어(22)와 치합된다.The first gear 8 is mounted to the first power transmission member 12, the first power transmission member 12 is connected to the second power transmission member 16 via the first friction element 14. The second power transmission member 18 is meshed with the first sun gear 22 of the planetary gear set 20.

그리고 상기 제2기어(10)는 제3동력전달부재(24)에 장착되며, 이의 제3동력전달부재(24)는 제2마찰요소(26)를 개재시켜 제4동력전달부재(28)와 연결되는데, 이의 제4동력전달부재(28)는 중공축으로 형성되는 제1,2 동력전달부재(12)(16)의 내측을 관통하여 회전 간섭됨이 없이 배치되며, 상기 제4동력전달부재(28)는 제2선기어(30)이 장착된다.The second gear 10 is mounted to the third power transmission member 24, and the third power transmission member 24 intersects with the fourth power transmission member 28 through the second friction element 26. It is connected, the fourth power transmission member 28 is disposed without rotation interference penetrating through the inside of the first and second power transmission members 12, 16 formed in the hollow shaft, the fourth power transmission member 28, the second sun gear 30 is mounted.

상기의 제1선기어(22)와 제2선기어(30)을 포함하는 유성기어셋트(20)는 래비뉴방식의 유성기어셋트로서, 상기 제2선기어(30)는 제1피니언(32)를 통해 롱 피니언인 제2피니언(34)와 치합되며, 제1선기어(22)는 제2피니언(34)에 직접 치합이 이루어진다.The planetary gear set 20 including the first sun gear 22 and the second sun gear 30 is a planetary planetary gear set of the rib type, and the second sun gear 30 is connected to the first pinion 32. The second pinion 34 is engaged with the long pinion, and the first sun gear 22 is directly engaged with the second pinion 34.

그리고 상기 제2피니언(34)은 링기어(36)의 내륜에 치합이 이루어지며, 이의 링기어(36)는 제5동력전달부재(38)를 통해 동력 저장부(40)와 연결이 이루어지게 되는데, 상기 제1피니언(32)과 제2피니언(34)은 캐리어(42)로 연결되며, 이의 캐리어(42)는 제1록킹수단(44)을 통해 케이스(46)에 연결되고, 상기 링기어(36) 또한 제2록킹수단(48)을 통해 케이스(46)와 연결된다.The second pinion 34 is engaged with the inner ring of the ring gear 36, and the ring gear 36 thereof is connected to the power storage unit 40 through the fifth power transmission member 38. The first pinion 32 and the second pinion 34 are connected to the carrier 42, the carrier 42 of which is connected to the case 46 through the first locking means 44, and the ring The gear 36 is also connected to the case 46 through the second locking means 48.

상기에서 제1,2마찰요소(14)(26)와 제1,2록킹수단(44)(48)은 그의 기능을 수행할 수 있는 구조이면 어느것이든 가능하며, 이들은 미도시된 전자제어유닛에 의하여 제어되는데, 이의 전자 제어유닛은 브레이크 페달 조작신호와 가속페달의 조작 신호에 의하여 이들을 제어하게 된다.In the above description, the first and second friction elements 14 and 26 and the first and second locking means 44 and 48 may be any structure as long as they can perform their functions. It is controlled by the electronic control unit is to control them by the operation signal of the brake pedal operation signal and the accelerator pedal.

상기 동력 저장부(40)는 내륜단이 제5동력전달부재(38)에 연결되고, 외륜단이 상기 케이스(46)에 연결되는 태엽스프링(50)으로 이루어져 제5동력전달부재(38)로부터 회전 동력이 입력되면, 이의 동력을 턴성적으로 축적하였다가 제5동력전달부재(38)가 자유 상태일 때 이의 축적 탄성력으로 이를 역회전시키게 된다.The power storage unit 40 is composed of a spring spring 50, the inner ring end is connected to the fifth power transmission member 38, the outer ring end is connected to the case 46 from the fifth power transmission member 38 When the rotational power is input, its power is accumulated in a turn manner, and when the fifth power transmission member 38 is in a free state, the rotational power is reversed by its accumulated elastic force.

이와같이 구성되는 본 발명은 구동축(2)으로 부터 입력되는 동력을 일시 저장하였다가 다시 출력하면 되는 바, 본 발명에 적용되는 유성기어셋트(20)는 제1,2동력전달부재(12)(16)를 통해 입력되는 동력을 동력저장부(40)에 저장하였다가, 제4동력전달부재(28)와 제3동력전달부재(24)를 통해 출력시키게 된다.In the present invention configured as described above, the power input from the drive shaft 2 may be temporarily stored and then output again. The planetary gear set 20 applied to the present invention may include the first and second power transmission members 12 and 16. The power input through the) is stored in the power storage unit 40, and is output through the fourth power transmission member 28 and the third power transmission member 24.

이러한 점을 고려하여 본 발명 장치의 작용을 설명하면, 정상적인 운행 즉, 제동을 하지 않고 달릴 때에는 제3도에서의 작동 요소표에서와 같이 아무런 마찰요소도 작동하지 않으므로 구동축(2)의 동력이 제1,3동력전달부재(12)(24)로 입력되더라도 제1,2마찰요소(14)(26)에 의하여 차단되어 아무런 작용을 하지 않는다.In view of this point, the operation of the device of the present invention is explained. When the vehicle is operated under normal operation, that is, without braking, no frictional element is operated as in the operating element table in FIG. Even when inputted into the first and third power transmission members 12 and 24, they are blocked by the first and second friction elements 14 and 26 and have no action.

그러나 주행중 제동을 위하여 브레이크 페달을 밟으면 전자제어유닛에서는 제1마찰요소(14)와 제1록킹수단(44)을 동작시키게 된다.However, when the brake pedal is pressed for braking while driving, the electronic control unit operates the first friction element 14 and the first locking means 44.

그러면 제1동력전달부재(12)로 입력되는 동력은 제2동력전달부재(16)를 통해 제1선기어(22)를 구동시키게 되는데, 이때 유성기어셋트(20)는 상기 마찰요소의 작동으로 제2도의 실선과 같이 제1선기어(22)가 입력요소가 되고, 캐리어(42)가 반력요소가 되는 바, 링기어(30)가 출력요소가 되면서 역회전하여 제5동력전달부재(38)을 통해 동력 저장부(40)로 전달된다.Then, the power input to the first power transmission member 12 drives the first sun gear 22 through the second power transmission member 16, wherein the planetary gear set 20 is operated by the friction element. As shown in the solid line of FIG. 2, the first sun gear 22 is an input element, and the carrier 42 is a reaction element. As the ring gear 30 is an output element, the first rotation gear 22 is reversely rotated and the fifth power transmission member 38 is moved. It is transmitted to the power storage unit 40 through.

이에따라 동력 저장부(40)에서는 태엽스프링(50)이 감기면서 동력을 탄성적으로 축적하게 되는 것이다.Accordingly, in the power storage unit 40, the spring spring 50 is wound so that the power is elastically accumulated.

그리고 상기의 과정으로 동력 저장이 완료된 후에는 전자제어유닛에서 제1마찰요소(14)의 동작을 정지시키고, 제1,2록킹수단(44)(48)을 작동시킴으로써, 링기어(36)는 완전 록킹 상태를 유지하게 된다.After the power storage is completed by the above process, the operation of the first friction element 14 is stopped in the electronic control unit, and the first and second locking means 44 and 48 are operated to thereby operate the ring gear 36. Fully locked.

이의 상태에서 운전자가 재출발을 위하여 제동을 포기하고 주행을 위하여 가속페달을 밟으면 전자제어유닛에서는 제2록킹수단(48)의 동작을 정지시키고 제2마찰요소(26)와 제1록킹수단(44)을 동작시키게 된다.In this state, if the driver gives up braking for restarting and presses the accelerator pedal for driving, the electronic control unit stops the operation of the second locking means 48 and the second friction element 26 and the first locking means 44. Will be activated.

그러면 링기어(36)의 록킹이 해지되는 바, 태엽스프링(50)에 축적되어 있던 동력이 제5동력전달부재(38)를 통해 링기어(36)를 구동시키게 되는데, 이때 유성기어셋트(20)는 상기 마찰요소와 록킹수단의 작동으로 제2도의 은선과 같이 링기어(36)가 입력요소가 되고, 캐리어(42)가 반력요소가 되는 바, 제2선기어(22)가 출력요소가 되면서 회전하여 제4,3동력전달부재(28)(24)를 통해 구동축(2)에 전달됨으로써, 엔진으로부터 전달되는 동력과 함께 구동축(2)을 구동시켜 주게 되는 것이다.Then, the locking of the ring gear 36 is terminated, and the power accumulated in the spring spring 50 drives the ring gear 36 through the fifth power transmission member 38, wherein the planetary gear set 20 is used. The ring gear 36 becomes an input element and the carrier 42 becomes a reaction element like the hidden line of FIG. 2 by the operation of the friction element and the locking means, and the second sun gear 22 becomes the output element. The rotation is transmitted to the drive shaft 2 through the fourth and third power transmission members 28 and 24, thereby driving the drive shaft 2 together with the power transmitted from the engine.

그리고 상기와 같이 축적된 동력이 완전 출력된 후에는 제2마찰요소(26)와 제1록킹수단(44)의 작동이 정지된다.After the accumulated power is completely output, the operation of the second friction element 26 and the first locking means 44 is stopped.

상기의 동작은 제동과 출발이 반복적으로 이루어질 때마다 작동을 함은 물론이다.Of course, the above operation is performed whenever the braking and starting are repeatedly performed.

이상에서와 같이 본 발명은 제동시의 유휴 에너지를 보다 효과적으로 이용할 수 있으며, 제동시에는 구동축에 에너지 축적을 위한 부하가 걸리게 되는 바, 제동력이 증대되고, 출발시에는 축적된 에너지가 구동축에 전달됨으로써, 출발성능을 크게 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.As described above, according to the present invention, the idle energy during braking can be used more effectively, and when the braking load is applied to the driving shaft during braking, the braking force is increased, and the accumulated energy is transferred to the driving shaft at the start. , It is an invention that can greatly improve the starting performance.

Claims (2)

자동차의 구동축에 일체로 병설되는 입, 출력기어와; 상기 입력기어와 제1기어를 개재시켜 연결되고 제1마찰요소를 개재시켜 제2동력전달부재와 연결되는 제1동력전달부재와 상기 출력기어와 제2기어를 개재시켜 연결되고, 제2마찰요소를 개재시켜 제4동력전달부재와 연결되는 제3동력전달부재와; 상기 제2,3동력전달부재에 연결되어 록킹수단의 제어에 의하여 동작되면서 회전동력의 회전방향을 제어하는 유성기어셋트와; 상기 유성기어셋트의 후측에 연결되어 입력되는 동력을 일시 저장하도록 내륜단이 상기 링기어와 연결된 제5동력전달부재에 연결되고, 외륜단이 케이스에 연결되는 태엽스프링으로 이루어진 동력저장부를 포함하여 이루어지는 자동차의 제동시 유휴 에너지 이용장치.An input and output gear integrally installed in the drive shaft of the vehicle; A first power transmission member connected through the input gear and the first gear and connected to a second power transmission member through the first friction element, and connected through the output gear and the second gear; A third power transmission member connected to the fourth power transmission member through the third power transmission member; A planetary gear set connected to the second and third power transmission members and operated by the control of the locking means to control the rotational direction of the rotational power; An inner ring end is connected to a fifth power transmission member connected to the ring gear so as to temporarily store the input power connected to the rear side of the planetary gear set, and the power ring includes a power storage unit consisting of a spring that is connected to the case. Idle energy utilization device when braking the car. 제1항에 있어서, 유성기어셋트는 상기 제2,4동력전달부재의 끝단에 연결되어, 출력요소가 되는 제1,2선기어와; 상기 제1선기어와 제1피니언을 통해 치합됨과 동시에 상기 제1선기어와 치합되는 제2피니언과; 상기 제1피니언과 제2피니언을 연결하고 제1록킹수단을 개재시켜 케이스와 연결되어 선택적으로 반력요소가 되는 캐리어와; 상기 제2피니언과 내륜 치합되며, 제2록킹수단을 개재시켜 케이스와 연결되어 선택적으로 입, 출력요소가 되는 링기어를 포함하여 이루어지는 자동차의 제동시 유휴 에너지 이용장치.The planetary gear set according to claim 1, further comprising: first and second sun gears connected to end portions of the second and fourth power transmission members and serving as output elements; A second pinion meshed with the first sun gear and the first pinion and simultaneously meshing with the first sun gear; A carrier which connects the first pinion and the second pinion and is connected to the case via a first locking means to selectively react as a reaction element; The second pinion and the inner ring is engaged, the idle energy utilization device during braking of the vehicle comprising a ring gear which is connected to the case via the second locking means and selectively input and output elements.
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