KR100820400B1 - 하이브리드 차량의 파워트레인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 변속기구를 거의 변경하지 않으면서, 원웨이클러치를 사용하여 모터와 엔진 사이의 동력이 인위적이 아니라 자연적으로 단속될 수 있도록 하는 구조적 특성을 부여함으로써, 별도의 제어가 필요 없고 간단한 구성으로 내구성이 크게 향상되며 컴팩트한 구성으로 차량에의 탑재성이 향상되도록 한다.

Description

하이브리드 차량의 파워트레인{power train of a hybrid vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면,

도 3은 도 2의 상세 구조도,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 엔진 3; 모터

5; 변속기구 7; 원웨이클러치

9; 종감속기어 11; 구동륜

13; 토크컨버터 15; 크랭크샤프트

17; 케이스 19; 터빈

21; 로터

본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 변속기구의 구조를 크게 변경하지 않으면서 간단한 구성으로 전기차모드를 구현할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

종래의 순수한 소프트타입 하이브리드 파워트레인은 모터와 엔진이 직결되어 있어서, 모터만으로 차량이 구동되는 전기차모드의 구현이 불가능하고, 모터는 단지 엔진이 최적의 상태로 운전되도록 동력을 보조하고 회생제동시 발전기로 작용하여 전기를 충전하여 둠으로써 파워트레인 시스템의 전체적인 효율을 향상시키는 데에 기여하도록 되어 있다.

상기와 같은 소프트타입 하이브리드 파워트레인은 변속기구와 엔진의 커다란 변화 없이 모터를 추가로 장착하여 하이브리드 파워트레인을 구성할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 상기한 바와 같이 모터만에 의한 전기차모드의 구현이 불가하여, 저속에서 토크특성이 우수한 모터의 장점을 충분히 활용할 수 없고, 배기가스를 전혀 배출하지 않는 주행 상태를 얻을 수 없다.

종래에 엔진과 모터 사이의 동력을 습식다판식 유압클러치 등으로 단속할 수 있도록 하여 모터만에 의한 전기차모드의 구현이 가능하도록 하는 시도가 있으나, 상기와 같은 습식다판식 유압클러치를 이용하는 경우 상대적으로 큰 부피를 차지하며 제어가 까다롭고 내구성이 만족스럽지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 변속기구를 거의 변경하지 않으면서, 모터와 엔진 사이의 동력이 인위적이 아니라 자연적으로 단속될 수 있도록 하는 구조적 특성을 부여함으로써, 별도의 제어가 필요 없고 간단한 구성으로 내구성이 크게 향상되며 컴팩트한 구성으로 차량에의 탑재성이 뛰어난 하이브리드 차량의 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인은
엔진과 모터와 상기 엔진과 모터 사이에 설치되어 모터를 향하여 동력전달이 이루어지고 반대방향의 동력전달을 차단하는 원웨이클러치 및 상기 모터에 연결된 변속기구를 포함하는 차량의 파워트레인에 있어서,
상기 원웨이클러치와 모터 사이에 토크컨버터가 구비된 것을 특징으로 한다.

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

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진(1)과 모터(3) 및 변속기구(5)가 차례로 배치되어 있고, 상기 엔진(1)과 모터(3) 사이에는 엔진(1)으로부터 모터(3)를 향하여 동력전달이 이루어지고 반대방향의 동력전달을 차단하도록 설치된 원웨이클러치(7)가 구비된 구조이다.

여기서, 상기 변속기구(5)란 종래의 자동변속기에서 토크컨버터를 제외한 구성을 의미하는 바, 종래에 토크컨버터를 이용한 CVT(Continuously Variable Transmission)의 경우에도 토크컨버터를 제외한 구성은 상기 변속기구(5)에 해당한 다. 즉, 종래의 토크컨버터를 사용한 다양한 변속장치에서 토크컨버터를 제외한 구성을 변속기구(5)로 통칭하는 것이다.

상기와 같이 엔진(1)과 모터(3) 사이에 원웨이클러치(7)가 구비되면, 차량의 출발시나 저속시에는 모터(3)만 구동하여 변속기구(5)와 종감속기어(9)를 통해 구동륜(11)에 동력을 전달하는 순수한 전기차모드를 구현할 수 있고, 엔진(1)이 작동되어 엔진(1)의 회전속도가 모터(3)보다 빨라지면 엔진(1)으로부터의 동력이 추가로 구동륜(11)으로 전달되는 하이브리드모드가 구현되며, 이 상태에서 모터(3)는 발전기로 작동할 수도 있으며 모터(3)에서 구동력을 발생시키지 않으면 엔진(1)만에 의해 차량이 구동되는 엔진모드가 구현되게 된다.

상기 전기차모드에서 모터(3)로부터 발생된 동력은 상기 원웨이클러치(7)에 의해 엔진으로는 전달되지 않는다.

물론, 상기 엔진(1)의 시동은 엔진(1)에 별도로 시동에 필요한 동력을 전달할 수 있도록 구비된 ISG(Integrated Starter Generator: 10) 또는 스타터 모터에 의해 이루어지게 된다.

도 2와 도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 상기 원웨이클러치(7)와 모터(3) 사이에 토크컨버터(13)가 더 구비된 구조이다.

본 실시예에서 상기 원웨이클러치(7)는 도 3에 도시된 바와 같이 엔진(1)의 크랭크샤프트(15)와 토크컨버터(13)의 케이스(17) 사이에 설치되도록 하였다. 상기 토크컨버터(13)의 터빈(19)은 변속기구(5)와의 사이에 설치된 모터(3)의 로터(21)에 연결된 구조이다.

상기와 같이 토크컨버터(13)를 더 구비한 구조는 변속감을 향상시키고, 토크를 증배하는 등의 기능을 추가로 손쉽게 구현할 수 있도록 한다. 물론, 상기 토크컨버터(13)를 사용하지 않은 구조에서도 제어기술 또는 다른 보완책에 의해 동등의 기능을 구현할 수 있을 것이지만, 본 실시예와 같이 토크컨버터(13)를 채용하면 종래의 토크컨버터와 변속기구로 이루어진 자동변속기의 구성 및 제어를 거의 그대로 채용할 수 있는 기술적 이점이 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 엔진(1)과 모터(3) 및 변속기구(5)가 차례로 구비된 구조에서, 상기 모터(3)와 변속기구(5) 사이에 토크컨버터(13)가 더 구비된 구조이다.

즉, 상기 두 번째 실시예에서 토크컨버터(13)와 모터(3)의 위치가 반대로 바뀌어, 상기 토크컨버터(13)와 변속기구(5)가 서로 인접하게 구성한 것이다.

상기와 같이 토크컨버터(13)와 변속기구(5)가 서로 인접하면, 종래의 자동변속기와 동일한 구성이 가능하여, 종래의 자동변속기를 아무런 변화 없이 그대로 채용하면서 엔진(1)과 토크컨버터(13) 사이에 설치된 원웨이클러치(7)와 모터(3)에 의해 하이브리드 차량의 전기차모드, 하이브리드모드 및 엔진모드 등의 다양한 주행모드를 간단한 구성으로 구현하는 하이브리드 파워트레인의 구성이 가능하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래의 변속기구를 거의 변경하지 않으면서, 원웨이클러치를 사용하여 모터와 엔진 사이의 동력이 인위적이 아니라 자연적으로 단속될 수 있도록 하는 구조적 특성을 부여함으로써, 별도의 제어가 필요 없고 간단한 구성으로 내구성이 크게 향상되며 컴팩트한 구성으로 차량에의 탑재성이 향상되도록 한다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 엔진(1)과 모터(3)와 상기 엔진(1)과 모터(3) 사이에 설치되어 모터(3)를 향하여 동력전달이 이루어지고 반대방향의 동력전달을 차단하는 원웨이클러치(7) 및 상기 모터(3)에 연결된 변속기구(5)를 포함하는 차량의 파워트레인에 있어서,

   상기 원웨이클러치(7)와 모터(3) 사이에 토크컨버터(13)가 구비된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 원웨이클러치(7)는 엔진(1)의 크랭크샤프트(15)와 토크컨버터(13)의 케이스(17) 사이에 설치된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인.
4. 삭제

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