KR100756722B1 - 차량용 하이브리드 파워트레인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적은 용량의 모터를 사용하면서도 차량의 저속 토크를 충분히 확보할 수 있도록 하여 차량의 출발 기동이 용이하게 이루어지도록 하면서도, 파워트레인의 적은 부피와 길이로 차량의 탑재성이 우수하게 함은 물론 중량의 증가도 최소화할 수 있도록 한다.

Description

차량용 하이브리드 파워트레인{hybrid power train for a vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 하이브리드 파워트레인의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 엔진 3; 클러치

5; 연결기어 7; 변속기

9; 링기어 11; 캐리어

13; 선기어 15; 유성기어세트

17; 로터 19; 모터

21; 토크컨버터 23; 록업클러치

본 발명은 차량용 하이브리드 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진과 모터를 이용한 하이브리드 자동차의 구조에 있어서 엔진과 모터 및 종래의 일반적인 변속기를 연결하여 전기차 모드의 구현이 가능하도록 하는 기술에 관한 것이다.

전기에 의해 작동되는 모터의 토크 특성은 저 회전수에서 엔진보다 효율이 좋고 유리하므로 차량의 출발시에는 모터를 이용하고, 중속 및 고속에서는 엔진이 모터보다 유리하므로 엔진에 의해 또는 엔진과 모터에 의해 차량이 구동되도록 하는 것이 유리하다.

상기한 바와 같은 특성을 충분히 살려서 연비가 좋고, 유해 배출물이 적게 하려는 것이 하이브리드 자동차의 기본적인 개념이다. 따라서, 초기 차량의 출발시에 충분한 구동력을 확보하기 위해서는 모터의 용량을 고 용량으로 확보하는 것이 중요하다.

그러나, 모터의 용량은 체적에 비례하여 증가하기 때문에, 고 용량의 모터를 채용한 파워트레인은 부피 및 길이가 증가되어 차량의 탑재성이 크게 떨어지게 되고 차량의 중량을 증가시키게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 적은 용량의 모터를 사용하면서도 차량의 저속 토크를 충분히 확보할 수 있도록 하여 차량의 출발 기동이 용이하게 이루어지도록 하면서도, 파워트레인의 적은 부피와 길이로 차량의 탑재성이 우수하게 함은 물론 중량의 증가도 최소화할 수 있도록 한 차량용 하이브리드 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 하이브리드 파워트레인은

엔진과;

상기 엔진의 출력축과 연결된 상태와 단절된 상태를 전환하는 클러치와;

상기 클러치에 연결된 연결기어와;

상기 연결기어에 외접하며 변속기의 입력축 기능을 하는 링기어와;

상기 링기어에 연결된 변속기와;

상기 링기어와, 상기 링기어의 내측에 장착된 캐리어 및 선기어를 포함하여 이루어진 유성기어세트와;

상기 선기어에 연결된 로터를 구비한 모터;

를 포함하여 구성되고, 상기 캐리어는 고정요소로 작용하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진(1)과; 상기 엔진(1)의 출력축과 연결된 상태와 단절된 상태를 전환하는 클러치(3)와; 상기 클러치(3)에 연결된 연결기어(5)와; 상기 연결기어(5)에 외접하며 변속기(7)의 입력축 기능을 하는 링기어(9)와; 상기 링기어(9)에 연결된 변속기(7)와; 상기 링기어(9)와, 상기 링기어(9)의 내측에 장착된 캐리어(11) 및 선기어(13)를 포함하여 이루어진 유성기어세트(15)와; 상기 선기어(13)에 연결된 로터(17)를 구비한 모터(19)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명의 구성은 상기 유성기어세트(15)를 이용하여 모터(19)의 구동력을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

상기 유성기어세트(15)의 캐리어(11)는 회전이 억제되도록 고정되어 고정요소로 작용하도록 함으로써, 상기 선기어(13)로 입력되는 모터(19)의 토크는 유성기어세트(15)의 감속비에 의해 증대된 상태로 링기어(9)로 전달되도록 되어 있다.

따라서, 상기 모터(19)는 로터(17)를 변속기(7) 입력축에 직결시켰을 때에 비하여 적은 용량의 모터(19)를 사용하고도 차량에 필요한 충분한 구동토크를 얻을 수 있게 되어, 모터(19)의 용량이 작은 것을 선택할 수 있어서, 파워트레인의 중량을 저감하고 차량에의 탑재성을 좋게 할 수 있다.

상기 클러치(3)는 상기 모터(19)의 로터(17) 내측에 위치하며, 비틀림 댐핑기능을 가진 댐퍼클러치를 사용함으로써, 엔진(1)과의 동력 단속시에 충격을 흡수할 수 있도록 하였다.

상기 변속기(7)는 토크컨버터(21)를 구비하고, 상기 토크컨버터(21)에는 록업클러치(23)가 구비되며, 상기 링기어(9)는 상기 토크컨버터(21)의 임펠러에 연결되는 구조를 가지고 있다.

상기 변속기(7)는 상기한 바와 같이 토크컨버터(21)를 구비한 변속기(7)는 모두 사용할 수 있는 바, 종래의 일반적인 자동변속기(7)나, CVT가 사용될 수 있다.

물론, 상기와 같이 토크컨버터(21)를 구비하지 않은 변속기(7)의 경우에도 본 발명의 구성은 적절히 이용될 수 있을 것이다.

상기 유성기어세트(15)는 상기 캐리어(11)에 설치된 유성기어와 선기어(13)가 상기 연결기어(5)와 상기 클러치(3) 사이에 위치하도록 배치되어 있어서, 상기 모터(19)와 클러치(3)의 배치 구조와 함께 본 발명 파워트레인의 길이를 축소할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

차량의 출발 등의 경우에는 상기 클러치(3)는 해제되어 엔진(1)을 작동시키지 않은 상태에서 상기 모터(19)의 구동력을 상기 유성기어세트(15)를 통하여 증대시켜서 상기 변속기(7)에 전달하게 된다.

상기와 같이 모터(19)의 구동력이 상기 유성기어세트(15)를 통과하면서 증대되므로 차량의 운전구간 중 비교적 넓은 구간에서 모터(19)에만 의하여 차량을 구동하는 전기차 모드의 실행이 가능하게 된다.

차량의 주행속도가 중속 및 고속 이상이 되면 엔진(1)의 동력을 상기 클러치(3)와 연결기어(5)를 통하여 상기 변속기(7)로 직접 전달함으로써, 차량의 중, 고속 주행이 원활하게 이루어질 수 있도록 함은 물론이다.

상기 클러치(3)가 체결되어 있는 동안에는 상기 모터(19)와 엔진(1)의 동력이 동시에 상기 변속기(7)로 전달되어 차량의 구동하는 데에 사용될 수 있고, 상기 모터(19)를 발전기로 작동시켜서 엔진(1)으로부터 출력되는 동력의 일부를 사용하여 방전된 배터리를 충전하는 데에 활용할 수도 있다.

물론, 차량의 타력주행시나 제동시에는 상기 클러치(3)를 해제시켜서 엔진(1)의 관성저항을 배제한 상태로 모터(19)에 의한 회생제동이 이루어지도록 하는 것도 가능하다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 적은 용량의 모터를 사용하면서도 차량의 저속 토크를 충분히 확보할 수 있도록 하여 차량의 출발 기동이 용이하게 이루어지도록 하면서도, 파워트레인의 적은 부피와 길이로 차량의 탑재성이 우수하게 함은 물론 중량의 증가도 최소화할 수 있도록 한다.

Claims (4)

1. 엔진과;

   상기 엔진의 출력축과 연결된 상태와 단절된 상태를 전환하는 클러치와;

   상기 클러치에 연결된 연결기어와;

   상기 연결기어에 외접하며 변속기의 입력축 기능을 하는 링기어와;

   상기 링기어에 연결된 변속기와;

   상기 링기어와, 상기 링기어의 내측에 장착된 캐리어 및 선기어를 포함하여 이루어진 유성기어세트와;

   상기 선기어에 연결된 로터를 구비한 모터;

   를 포함하여 구성되고, 상기 캐리어는 고정요소로 작용하는 것

   을 특징으로 하는 차량용 하이브리드 파워트레인.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 클러치는 상기 모터의 로터 내측에 위치하며, 비틀림 댐핑기능을 가진 것을 특징으로 하는 차량용 하이브리드 파워트레인.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 변속기는 토크컨버터를 구비하고;

   상기 토크컨버터에는 록업클리치가 구비되며;

   상기 링기어는 상기 토크컨버터의 임펠러에 연결되는 것;

   을 특징으로 하는 차량용 하이브리드 파워트레인.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 유성기어세트는 상기 캐리어에 설치된 유성기어와 선기어가 상기 연결기어와 상기 클러치 사이에 위치하는 것

   을 특징으로 하는 차량용 하이브리드 파워트레인.

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