KR101172090B1 - 하이브리드 차량의 파워트레인 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고출력 차량에 필요한 큰 용량의 클러치 및 비교적 고 용량의 모터를 채용하여 파워트레인의 성능을 극대화 하면서도 파워트레인의 차량에의 탑재성을 충분히 확보할 수 있도록 함과 아울러, 종래에 개발된 자동변속기나 CVT를 그대로 이용할 수 있도록 한다.

Description

하이브리드 차량의 파워트레인 구조{POWER TRAIN STRUCTURE FOR A HYBRID VEHICLE}

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 엔진 3; 토크컨버터

5; 변속장치 7; 클러치

9; 모터 11; 토셔널댐퍼

13; 인너드럼 15; 아웃터드럼

17; 클러치디스크 19; 디스크플레이트

21; 원판형디스크 23; 아웃터로터

25; 스테이터

본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진과 모터를 이용한 하이브리드 자동차의 구조에 있어서, 종래의 일반적 인 변속기에 모터와 엔진의 구동력을 전달하여 하이브리드 파워트레인을 구현하도록 하는 메커니즘에 관한 기술이다.

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.

한편, 고출력 차량의 경우 엔진의 동력을 전달하기 위하여 큰 용량의 클러치가 필요로 하게 된다.

또한, 하이브리드 파워트레인에서 종래에 이미 개발되어 양산되고 있는 자동변속기나 CVT를 큰 변경 없이 그대로 활용할 수 있도록 하는 것이 경제적이다.

본 발명은 고출력 차량에 필요한 큰 용량의 클러치 및 비교적 고 용량의 모터를 채용하여 파워트레인의 성능을 극대화 하면서도 파워트레인의 차량에의 탑재 성을 충분히 확보할 수 있도록 함과 아울러, 종래에 개발된 자동변속기나 CVT를 그대로 이용할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인 구조는

엔진과;

토크컨버터를 구비한 변속장치와;

상기 엔진과 토크컨버터 사이에 설치된 클러치와;

상기 클러치의 내부에 설치된 아웃터로터형 모터;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

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

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진(1)과; 토크컨버터(3)를 구비한 변속장치(5)와; 상기 엔진(1)과 토크컨버터(3) 사이에 설치된 클러치(7)와; 상기 클러치(7)의 내부에 설치된 아웃터로터형 모터(9)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 토크컨버터(3)를 구비한 변속장치(5)는 종래의 자동변속기나 CVT(Continuously Variable Transmission)를 통칭하는 의미이다.

상기 클러치와 토크컨버터(3) 사이에는 토셔널댐퍼(11)가 구비되어, 상기 클러치(7)를 통하여 전달되는 엔진(1)의 회전진동을 감쇠시킬 수 있도록 하였다.

본 실시예에서 상기 클러치는 엔진(1)의 출력축에 연결되는 인너드럼(13)과; 상기 인너드럼(13)의 외측을 감싸도록 설치되고 상기 토크컨버터(3)에 연결된 아웃터드럼(15)과; 상기 인너드럼(13)에 스플라인 결합된 다수의 클러치디스크(17)와; 상기 다수의 클러치디스크(17) 사이에 교번하여 삽입되고 상기 아웃터드럼(15)에 스플라인 결합된 다수의 디스크플레이트(19)를 포함하여 구성되어 유압에 의해 작동되는 습식다판클러치로 구성하였다.

물론, 상기 인너드럼(13)을 상기 토크컨버터(3)쪽에 연결하고 상기 아웃터드럼(15)을 상기 엔진(1)의 출력축에 연결하는 구성도 가능할 것이다.

한편, 상기 토셔널댐퍼(11)는 상기 아웃터드럼(15)을 토크컨버터(3)에 연결하는 원판형디스크(21)에 구비되고; 상기 아웃터로터형 모터(9)의 아웃터로터(23)는 상기 원판형디스크(21)의 토셔널댐퍼(11)와 토크컨버터(3) 사이의 부위에 일체로 연결된 구조를 취하였으며, 물론 상기 아웃터로터형 모터(9)의 스테이터(25)는 상기 아웃터로터(23)의 내측에 위치한다.

따라서, 상기 클러치(7)와 상기 아웃터로터형 모터(9)는 파워트레인의 길이 방향의 공간을 서로 공동으로 사용하는 형태가 되어, 각각 필요로 하는 용량을 확보하기 위한 부피를 차지하지만, 상대적으로 파워트레인의 길이를 축소할 수 있도록 한다.

특히, 상기 클러치(7)는 상기 아웃터로터(23)형 모터(9)의 외측에 비교적 큰 원을 형성하면서 설치어, 필요로 하는 높은 용량을 손쉽게 제공할 수 있게 됨으로써, 고출력 차량에 용이하게 대응할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 하이브리드 파워트레인은 차량의 출발시 및 저속 운전시에는 상기 클러치(7)를 차단하고 상기 아웃터로터형 모터(9)에서 발생시킨 구동력을 상기 토크컨버터(3)에 입력시켜서 구동륜으로 전달하도록 함으로써, 전기차모드를 구현할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 클러치(7)가 차단된 상태에서 회생제동이 일어나는 경우에는 상기 변속장치(5)로부터 토크컨버터(3)로 역류하는 회전력에 의해 상기 아웃터로터형 모터(9)가 피동되면서 발전이 이루어지도록 할 수 있으며, 이때 엔진(1)은 상기 클러치(7)에 의해 차단되어 있으므로, 동력을 불필요하게 엔진(1)으로 누출시키지 않을 수 있어서 회생제동효율을 높게 확보할 수 있다.

전기차모드로 주행중 엔진(1)을 시동시킬 때에는 상기 클러치(7)를 연결시켜서 상기 아웃터로터(23)형 모터(9)에서 발생시킨 회전력의 일부를 엔진(1)으로 공급하여, 엔진(1)을 구동시키면서 연료를 분사하고 점화시켜서 엔진(1)을 시동시키는 것이 가능하다.

엔진(1)이 시동되어 동력을 발생하면, 상기 모터(9)와 함께 또는 단독으로 상기 변속장치(5)를 통해 구동륜으로 동력을 전달하여 차량이 주행할 수 있도록 하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 고출력 차량에 필요한 큰 용량의 클러치 및 비교적 고 용량의 모터를 채용하여 파워트레인의 성능을 극대화 하면서도 파워트레인의 차량에의 탑재성을 충분히 확보할 수 있도록 함과 아울러, 종래에 개발된 자 동변속기나 CVT를 그대로 이용할 수 있도록 한다.

Claims (4)

1. 엔진과;

   토크컨버터를 구비한 변속장치와;

   상기 엔진과 토크컨버터 사이에 설치된 클러치와;

   상기 클러치의 내부에 설치된 아웃터로터형 모터;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 클러치와 토크컨버터 사이에는 토셔널댐퍼가 더 구비된 것

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

   상기 클러치는 엔진의 출력축에 연결되는 인너드럼과;

   상기 인너드럼의 외측을 감싸도록 설치되어 상기 토크컨버터에 연결되는 아웃터드럼과;

   상기 인너드럼에 스플라인 결합된 다수의 클러치디스크와;

   상기 다수의 클러치디스크 사이에 교번하여 삽입되고 상기 아웃터드럼에 스플라인 결합된 다수의 디스크플레이트;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 토셔널댐퍼는 상기 아웃터드럼을 토크컨버터에 연결하는 원판형디스크에 구비되고;

   상기 아웃터로터형 모터의 아웃터로터는 상기 원판형디스크의 토셔널댐퍼와 토크컨버터 사이의 부위에 일체로 연결된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 구조.

Images