KR101650599B1 - 플라이휠 모듈 및 플라이휠 모듈에서 에너지 저장 및 전달 방법 - Google Patents

플라이휠 모듈 및 플라이휠 모듈에서 에너지 저장 및 전달 방법 Download PDF

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드루텐 로엘 마리 반
바스 게라드 브뢰멘
알렉산더 프랑시쿠스 애니타 세라렌스
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드라이브트레인 이노베이션스 비.브이.
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Abstract

플라이휠 모듈(5.1)은 플라이휠(F), 뿐만 아니라 이 플라이휠(F)에 연결되는 제1 입출력부(Ii)와, 차량(11)의 구동 라인에 연결될 수 있는 제2 입출력부(I2)를 갖는 속도 변환 장치(I)를 포함한다. 속도 변환 장치(I)는 바이패스 속도 변환 장치(P)와 모터 및/또는 발전기(MG)를 갖는다. 에너지는 모터 및/또는 발전기(MG)를 적절하게 제어함으로써 플라이휠(F)에 의해 교환될 수 있다. 모터 및/또는 발전기에 의한 음의 토크의 전달의 결과로서, 플라이휠(F)은 가속하고 모터 및/또는 발전기에 의한 양의 토크의 전달 때문에 플라이휠은 감속한다.

Description

플라이휠 모듈 및 플라이휠 모듈에서 에너지 저장 및 전달 방법{FLYWHEEL MODULE AS WELL AS METHOD FOR ENERGY STORAGE AND DELIVERY IN THE FLYWHEEL MODULE}
본 발명은 플라이휠, 뿐만 아니라 플라이휠에 연결되는 제1 입출력부와, 구동원과 피동 휠 사이에 배치되는 차량의 구동 라인, 및/또는 차량의 피동 라인 또는 추가 휠, 및/또는 차량의 구동원에 연결될 수 있는 제2 입출력부를 갖는 속도 변환 장치를 포함하는 플라이휠 모듈에 관한 것으로서, 속도 변환 장치는 제1 및 제2 입출력부 사이에서 토크의 연속적 가변 제어를 제공할 수 있다.
이 타입의 플라이휠 모듈을 포함하는 구동 시스템은 공개 번호 WO-A-2004/000595호를 갖는 국제 특허 출원으로부터 공지되어 있다. 이 공지된 구동 시스템에서, 플라이휠은 연속적 가변 트랜스미션(CVT)을 통해 차량의 구동 라인에 연결된다. CVT의 기어비를 제어함으로써, 플라이휠에 에너지가 저장될 수 있거나 플라이휠이 에너지를 차량의 짧은 가속을 위해 구동 라인에 전달할 수 있다.
본 발명의 목적은 서두에 한정된 타입으로서 공지된 구동 시스템의 플라이휠 모듈보다 간단하고 이에 따라 보다 비용 효율적인 플라이휠 모듈을 제공하는 것이다. 이를 위해, 본 발명에 따른 플라이휠 모듈은, 속도 변환 장치는 적어도 단일의 모터 및/또는 발전기 뿐만 아니라 적어도 3개의 회전 부재를 갖는 바이패스 속도 변환 장치를 포함하고, 제1 회전 부재는 제1 입출력부에 연결되며, 제2 회전 부재는 제2 입출력부에 연결되고, 제3 회전 부재는 모터 및/또는 발전기에 연결되며, 플라이휠 모듈은 모터 및/또는 발전기용 여기 수단 뿐만 아니라 여기 수단을 제어할 수 있는 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛은 모터 및/또는 발전기의 여기 수단을 제어함으로써 구동 라인 및/또는 피동 휠 또는 추가 휠 중 하나 이상을 제동 또는 구동하는 위치에 있는 것을 특징으로 한다. 에너지가 본 발명에 따른 플라이휠 구조의 플라이휠에 저장되고 CVT를 이용하는 일 없이 플라이휠로부터 전달될 수 있기 때문에, 공지된 구동 시스템보다 간단하고 보다 비용 효율적인 플라이휠 모듈이 얻어진다.
본 발명에 따른 플라이휠 모듈의 실시예는 상기 구동원이 속도 변환 장치의 제1 입출력부에 연결되고, 속도 변환 장치의 제2 입출력부는 차량의 피동 휠에만 연결되어야 하는 것을 특징으로 한다.
플라이휠 모듈의 기능성을 향상시키기 위하여, 본 발명에 따른 플라이휠 모듈의 다른 실시예는, 속도 변환 장치가 입출력부들 중 하나와 이 입출력부들 중 하나에 연결되는 회전 부재 사이에 배치되거나 2개의 회전 부재 사이에 배치되는 클러치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기 수단은 바람직하게는 에너지 저장 시스템 또는 입출력부들 중 하나 또는 구동 라인 또는 추가의 휠들 중 하나 이상에 연결되는 추가의 모터 및/또는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 에너지 저장 시스템은 예컨대 배터리 또는 유압식 축압기 또는 울트라캡일 수 있다.
플라이 휠 모듈의 기능성을 더 향상시키기 위하여, 본 발명에 따른 플라이휠 모듈의 또 다른 실시예는, 속도 변환 장치가 추가의 모터 및/또는 발전기와 이 추가의 모터 및/또는 발전기에 연결된 입출력부 사이에 배치되는 추가의 클러치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제어 유닛은 바람직하게는 모터 및/또는 발전기 중 하나를 다른 모터 및/또는 발전기에 의해 구동 또는 감속하게 하는 전력 전자 기기를 포함하는 것이 바람직하다. 구동원은 추가의 모터 및/또는 발전기에 의해 형성될 수 있다.
제어 유닛은 짧은 시간 동안만 여기 수단을 제어하고, 그 결과 구동 라인 및/또는 추가 휠들 중 하나 이상이 짧은 시간 동안만 제동 또는 구동되는 것이 바람직하다. 이 방식으로, 플라이휠 모듈은 단순히 차량을 간단히 추가적으로 가속 또는 감속하는 보조 구동 장치로서 기능한다.
본 발명에 따른 플라이휠 모듈의 또 다른 실시예는 속도 변환 장치가 모터 및/또는 발전기 뿐만 아니라 3개의 회전 부재를 포함하는 바이패스 속도 변환 장치를 포함하고, 제1 회전 부재는 제1 입출력부에 연결되며, 제2 회전 부재는 제2 입출력부에 연결되고, 제3 회전 부재는 모터 및/또는 발전기에 연결되는 것을 특징으로 한다. 에너지는 모터 및/또는 발전기를 적절하게 제어함으로써 플라이휠과 교환될 수 있는데, 모터 및/또는 발전기에 의한 바이패스 속도 변환 장치로의 음의 토크의 전달 때문에 플라이휠이 가속하고, 모터 및/또는 발전기에 의한 바이패스 속도 변환 장치로의 양의 토크의 전달 때문에 플라이휠이 감속한다.
플라이휠이 가속 또는 감속하게 하도록 모터 및/또는 발전기에 의해 생성될 전력을 감소하기 위하여, 바이패스 속도 변환 장치의 기어 비(태양 기어의 직경으로 나눈 링 기어의 직경)는 플라이휠의 속도 변화가 모터 및/또는 발전기의 속도 변화를 초과하도록 선택된다. 플라이휠이 가속 또는 감속하게 하도록 모터 및/또는 발전기에 의해 생성될 전력을 더 감소하기 위하여, 모터 및/또는 발전기의 분당 회전수(RPM)의 개수는 최소 수준으로 유지된다.
플라이휠이 가속 또는 감속하게 하도록 모터 및/또는 발전기에 의해 생성될 전력을 감소하기 위하여, 모터 및/또는 발전기는 양 및 음의 회전 방향으로 작동된다. 모터 및/또는 발전기가 양의 속도 또는 음의 속도만으로 구동되는 제어/구성에 비해 모터 및/또는 발전기의 절대적 RPM이 절반으로 될 수 있다.
플라이휠이 가속 또는 감속하게 하도록 모터 및/또는 발전기에 의해 생성될 전력을 감소하기 위하여, 플라이휠 모듈은 구동 라인에서 트랜스미션의 출력부에 연결되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 표준 차량에서 트랜스미션의 출력 RPM은 차량의 발진이 운전자에 의해 시작된 후에 제1의 몇초 내에 실질적으로 일정하게 계속된다. 이와 달리, 트랜스미션의 입력 RPM은 차량의 발진이 운전자에 의해 개시된 후에 제1의 몇초 동안에 급속하게 상승하게 된다. 플라이휠 모듈의 출력의 실질적으로 일정한 RPM에서, 플라이휠 모듈의 출력부의 증가하는 RPM에 비해 플라이휠의 보다 큰 RPM의 변화가 달성될 수 있다. 경주용 차량(포뮬라 1)의 경우에, 플라이휠 모듈은 입력 샤프트의 RPM이 출력 샤프트의 RPM보다 적게 변하기 때문에 트랜스미션의 입력 샤프트에 연결되는 것이 바람직하다.
모터 및/또는 발전기가 구동되는 절대 속도를 감소시키면 큰 동력을 작은 (전기, 유압, 공압) 동력을 이용하여 구동 라인으로 전달하게 하거나 그 동력을 구동 라인으로부터 취출하게 한다. 이어서, 플라이휠은 모터 및/또는 발전기보다 높은 RPM으로 회전할 수 있고 반응 토크를 여전히 계속 지지할 수 있기 때문에 가장 큰 동력을 전달 또는 취출한다. 예컨대 부수적인 전력 전자 기기 및 배터리를 갖는 전기 모터 및/또는 발전기의 비용, 용적 및 중량이 그 결과로서 상당히 감소될 수 있다.
플라이휠 모듈의 기능성을 향상시키기 위하여, 다른 실시예는 속도 변환 장치가 플라이휠에 연결되는 기계적 브레이크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 브레이크는 또한 슬리핑을 할 필요가 없는 형합식 클러치일 수 있다. 예컨대, 차량이 여전히 서 있는 경우에 브레이크를 여기시킴으로써, 차량은 모터 및/또는 발전기에 의해 전방향 또는 후방향으로 구동될 수 있다. 모터 및/또는 발전기가 에너지 저장 시스템(배터리, 캐패시터, 압력 버퍼)에 연결되면, 이 방식으로 제동 에너지를 또한 회복할 수 있다. 플라이휠 모듈은 또한 하이브리드 구동 장치의 기능을 수행할 수 있다.
차량이 이 방식으로 모터 및/또는 발전기에 의해 가속되면, 메인 구동원(연소 엔진 또는 전기 모터)가 수초 후에 시동될 수 있다. 너무 많은 경우에 연소 엔진의 스타터 모터를 로딩하지 않도록, 연소 엔진은 또한 모든 차량의 구동 장치에 존재하고 종래의 차량에서 차량을 발진하는 데에 사용되는 메인 클러치를 통해 시동될 수 있다. 메인 클러치의 크기는 차량보다 훨씬 작은 관성을 갖는 연소 엔진을 가속하는 데에만 필요하기 때문에 플라이휠 모듈과 조합하여 감소될 수 있다.
연소 엔진의 시동에 의해 너무 많이 문제가 되지 않도록, 트랜스미션을 클러치가 폐쇄될 때에 제1 기어보다 높은 기어에 놓는 것이 바람직하다. 기어를 보다 높일 수록, 보다 적은 음의 시동 토크가 휠을 향해 증폭되고 보다 용이하게 이 추가 토크가 플라이휠 모듈에 의해 전달될 수 있다.
플라이휠 모듈이 여전히 차량을 구동시키는 경우, 연소 엔진의 시동 후에, 이 연소 엔진은 기어를 아래로 변경시킴으로써 회전 속도가 더 올라갈 수 있다. 연소 엔진은 이제 차량을 최대 범위로 가속할 수 있고 플라이휠 모듈은 더 이상 차량을 추진할 필요가 없다.
플라이휠은 심지어는 모터 및/또는 발전기가 낮은 음의 토크를 전달하게 함으로써 차량의 가속 중에 가속될 수 있다. 이를 위해, 플라이휠의 브레이크가 먼저 분리된다.
단차형 트랜스미션, 예컨대 자동 수동 기어박스가 구도 라인에 통합되면, 심지어는 전환 작동 중에 클러치 중단이 플라이휠 모듈에 의해 흡수될 수 있다. 메인 클러치의 작동 중에 및/또는 직전에, 모터 및/또는 발전기는 이를 위해 양의 토크를 전달할 수 있어, 모터 및/또는 발전기와 플라이휠 모두는 짧은 시간 동안에 차량의 추진을 책임진다. 메인 클러치가 폐쇄되면, 연소 엔진이 구동을 챔임지고 모터 및/또는 발전기는 다시 느리게 플라이휠을 "변경"시킬 수 있다.
차량의 가속 후에, 일정한 속도가 요망되면, 연소 엔진은 트랜스미션을 스위치업함으로써 연료 최적 작동점으로 회전수가 떨어질 수 있다. 이 스위치업 동안에, 플라이휠은 모터 및/또는 발전기가 음의 토크를 전달하게 함으로써 더 가속될 수 있다. 메인 클러치는 스위칭 작동의 이점을 위해 개방되면, 휠에 대한 토크는 여전히 플라이휠 모듈에 의해 전달될 수 있다.
차량이 트랜스미션의 가장 높은 가능한 기어비에서 연료 최적 소비율로 구동되면, 그렇게 낮은 연소 엔진의 낮은 RPM에서 플라이휠은 모터 및/또는 발전기를 낮은 심지어는 음의 RPM으로 작동시킴으로써 높은 RPM으로 유지된다. 이 RPM이 제로 회전수에 가까우면, 모터 및/또는 발전기에 추가의 브레이크를 갖더라도 플라이휠은 적절한 RPM으로 유지될 수 있다.
이어서, 차량의 가속이 요망되면, 플라이휠 모듈은 모터 및/또는 발전기가 양의 토크를 전달하게 함으로써 구동 라인을 보조할 수 있다. 이때에, 플라이휠은 이것이 실행될 때에 가속하여 추가 토크가 휠로 전달된 것을 제공한다.
동시에, 연소 엔진은 기어를 더 낮은 기어비로 아래로 변경시킴으로써 회전수를 더 올릴 수 있다. 이것이 급속하게 실행되면, 연소 엔진은 자체의 회전수를 높이도록 그 토크 중 더 많은 부분을 필요로 한다. 연소 엔진이 회전수가 올라간 후에, 플라이휠 모듈로부터 떠맡음으로써 차량의 구동을 다시 시작할 수 있다. 이 방식에서, 연소 엔진의 낮은 RPM으로 경제적인 방식으로 항상 구동하는 것이 가능하고 차량은 바란다면 직접 가속될 수 있다. 가속에서 더 이상 귀찮은 감속을 하지 않아도 된다.
브레이크 에너지를 회복하기 위하여, 모터 및/또는 발전기는 우선 플라이휠의 RPM을 제로가 되게 하도록 회전수가 올라가야 되고, 바이패스 속도 변환 장치와 플라이휠 사이의 연결부 상의 브레이크는 폐쇄될 수 있다. 이것을 빠른 방식으로 실행하기 위하여, 플라이휠이 회전수가 떨어지지 않도록 추가의 디클러치에 의해 플라이휠을 분리하는 것이 바람직할 수 있다.
이와 달리, 모터 및/또는 발전기가 음의 토크를 출력으로 전달하여 브레이크 에너지를 회복할 수 있도록 2개의 회전 부재들 간의 커플링에 의해 바이패스 속도 변화 장치를 봉쇄하는 것이 가능하다.
제동 작용 중에, 트랜스미션은 원하는 기어로 아래로 변경될 수 있고, 이어서 원하는 기어에서 연소 엔진이 시동되거나 차량이 최적으로 구동될 수 있다.
플라이휠 모듈의 구성과 기존의 구동 라인을 간단한 방식으로 통합하기 위하여, 플라이휠은 기존의 엔진 플라이휠에 대해 동심으로 배치될 수 있다. 바이패스 속도 변환 장치와 구동 라인 사이의 커플링은 단부 감속의 기어에 의해 직접 실행될 수 있다. CVT 내의 이들 기어를 주 샤프트에 가깝게 두기 위하여, 단부 감속의 중간 속도 변환 장치는 더 적은 기어가 필요하도록 변위될 수 있다.
게다가, 모터 및/또는 발전기와 바이패스 속도 변환 장치 사이에 지연 감속을 실현하는 것이 요망된다. 모터 및/또는 발전기가 주 샤프트에 평행하게 배치되면, 이 속도 변환은 간단한 연동에 의해 직접 이루어질 수 있다. 모터 및/또는 발전기는 트랜스미션 하우징의 내측 및 외측 양자에 배치될 수 있다. 하우징의 외측에 배치되면, 간단한 방식으로 냉각기가 설치될 수 있다.
연속적 가변 트랜스미션 및 자동 트랜스미션에서, 플라이휠 모듈은 기능적으로 더 이상 필요하지 않기 때문에 기존의 토크 컨버터 클러치를 직접적으로 대체할 수 있다. 메인 클러치는 (적은 에너지 소산을 위해) 보다 작은 크기로 배치될 수 있고 크랭크샤프트와 차동 장치 사이의 어떤 곳이든 배치될 수 있다.
플라이휠의 속도를 감속하기 위하여, 보다 구체적으로 스포츠카에서, 플라이휠 모듈 또는 플라이휠은 추가의 분리 작용에 의해 필요에 따라 분리될 수 있다. 다른 가능성은 바이패스 속도 변환 장치(MG)와 트랜스미션의 주 샤프트 간의 연결을 추가 클러치에 의해 구현하는 것이다. 이는 또한 여분의 기능을 허용하게 된다.
더욱이, 시스템 성능을 더욱 최적화하기 위하여 바이패스 속도 변환 장치의 요소들 사이 및/또는 바이패스 속도 변환 장치 및 구성요소들(MG, 플라이휠, 출력부) 중 하나 사이에 설치될 추가의 감속부(바이패스 속도 변환 장치 또는 심지어는 트랜스미션 장치)가 가능하다.
모터 및/또는 발전기는 임의의 타입의 에너지 저장 시스템 또는 그 조합(배터리, 캐퍼시턴스 등)에 연결될 수 있다.
플라이휠 모듈은 또한 후방 휠에 연결될 수 있고, 메인 구동 장치는 전방 휠에 연결될 수 있으며, 그 반대도 가능하다. 그 결과, 4 휠 구동 차량이 간단한 방식으로 구현될 수 있다. 별법으로서, 플라이휠 모듈을 개별적인 휠에 설치하는 것도 가능하거나, 복수 개의 모듈이 하나의 차량에 적용될 수 있다.
모터 및/또는 발전기는 전기 모터 및/또는 발전기일 필요가 없고, 또한 유압 또는 공압 에너지 버퍼에 연결되는 유압 또는 공갑 모터 및/또는 발전기일 수 있다.
플라이휠은 또한 상대적으로 높은 회전 관성을 갖는 모터 및/또는 발전기일 수 있다.
플라이휠 모듈의 기능성을 증가시키기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 속도 변환 장치가 제3 회전 부재에 연결되는 브레이크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 2쌍의 휠 뿐만 아니라 트랜스미션과, 구동 라인을 통해 휠 쌍들 중 하나에 연결되는 구동원을 포함하고, 트랜스미션은 구동 라인에 존재하는 차량에 관한 것이다. 차량과 관련하여, 본 발명은 차량이 본 발명의 이전 실시 양태에 따른 플라이휠 모듈을 포함하며, 상기 플라이휠 모듈은 한편으로는 트랜스미션과 다른 한편으로는 구동원 사이에서 구동 라인에 연결되고 또는 트랜스미션에 연결된 휠 쌍을 통해 구동 라인에 연결되고, 및/또는 플라이휠 모듈은 다른 휠 쌍에 연결되는 것을 특징으로 한다.
구동 장치의 일실시예는 플라이휠 모듈이 트랜스미션의 타측에서 구동 라인에 더 연결되는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 클러치가 구동 라인과 플라이휠 모듈 사이에서 이 트랜스미션의 타측에 배치된다.
본 발명에 따르면, 에너지가 본 발명에 따른 플라이휠 구조의 플라이휠에 저장되고 CVT를 이용하는 일 없이 플라이휠로부터 전달될 수 있기 때문에, 공지된 구동 시스템보다 간단하고 보다 비용 효율적인 플라이휠 모듈이 얻어진다.
본 발명을 차량 구동 장치에 설치되고 도면에 나타내거나 그렇지 않은 본 발명의 플라이휠 모듈의 실시예를 참조로 하여 이하에서 보다 상세하게 더 후술한다.
도 1은 본 발명에 따른 플라이휠 모듈을 포함하는 차량의 구동 장치의 개략적인 레이아웃을 도시하고,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 플라이휠 모듈의 다양한 실시예를 도시하며,
도 4 및 도 5는 다른 모터 및/또는 발전기가 마련된 본 발명에 따른 플라이휠 모듈의 다른 실시예를 도시하고,
도 6은 본 발명에 따른 플라이휠 모듈이 마련된 전방 휠 구동 장치와 CVT를 구비하는 차량의 레이아웃을 도시하며,
도 7은 도 6에 도시된 플라이휠 모듈의 구조 설계의 개략도를 제공하고,
도 8은 도 7에 도시된 실시예의 변경예를 도시하며,
도 9는 트랜스미션의 일차측에 대한 연결부를 구비하는 도 6에 도시된 레이아웃을 도시하고,
도 10은 도 9에 도시된 플라이휠 모듈의 구조 설계의 개략도를 제공한다.
도 1은 구동 유닛(D)을 통해 휠(W1)을 구동하는 구동원(E)을 포함하는 차량(1)의 개략적인 레이아웃을 도시한다. 구동 유닛(D)은 입력부(3a)와 출력부(3b)를 갖는 구동 라인을 포함한다. 구동 라인(3)은 입력부(3a)와 출력부(3b) 사이에 배치되는 트랜스미션(T)을 갖는다. 구동 유닛(D)은 트랜스미션(T)에 연결될 수 있거나 트랜스미션(T)의 일차측[플라이휠 모듈(5')] 또는 이차측[플라이휠 모듈(5")]에서 구동 라인(3)에 연결될 수 있거나, 차량[플라이휠 모듈(5''')]의 다른 휠(W2) 중 하나 또는 양자에 연결되는 플라이휠 모듈(5)을 더 포함한다. 나중의 경우에, 플라이휠 모듈(5''')은 또한 구동 라인(3)에 연결될 수 있다. 이는 연결 라인(6)에 의해 개략적으로 도시되어 있다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 플라이휠 모듈의 다양한 실시예를 도시하고 있다. 플라이휠 모듈(5.1 및 5.2;도 2 및 3)은 플라이휠(F)과, 이 플라이휠에 연결되는 제1 입출력부(I1)와 구동 라인(3)에 연결될 수 있는 제2 입출력부(I2)를 갖는 속도 변환 장치(1)를 포함한다. 이들 도면에서, 유성 기어 세트는 P로 지시되고, 클러치는 C로 지시되며, 브레이크는 B로 지시되고, 모터 및/또는 발전기는 MG로 지시되며, 전력 전자 기기는 PE로 지시되며 배터리는 A로 지시된다. 클러치(C)의 다른 위치 또는 가능한 추가 브레이크(B)는 점선으로 지시된다.
모터 및/또는 발전기(MG)가 도 2에 도시된 플라이휠 모듈(5.1)에서의 발전기로서 작동함으로써, 에너지가 배터리(A)에 저장되고 플라이휠(F)의 회전 속도가 올라가는 반면, 모터 및/또는 발전기(MG)가 모터로서 작동함으로써, 에너지는 모터 및/또는 발전기와 플라이휠(F) 양자에 의해 전달된다.
플라이휠 모듈(5.3 및 5.4; 도 4 및 도 5)은 모터 및/또는 발전기(MG1) 외에 유성 기어 세트(P)에 연결되는 추가의 모터 및/또는 발전기(MG2)를 포함한다. 2개의 모터 및/또는 발전기(MG1 및 MG2)는 전력 전자 기기(PE)에 연결된다. 도 4에 도시된 플라이휠 모드(5.3)에서, 추가의 모터 및/또는 발전기(MG2)는 유성 기어 세트(P)와 제2 입출력부(I2) 사이에 배치되고, 도 5에 도시된 플라이휠 모드(5.4)에서, 추가의 모터 및/또는 발전기(MG2)는 유성 기어 세트(P)와 제1 입출력부(I1) 사이에 배치된다. 유성 기어 세트(P)와 이 유성 기어 세트에 각각 연결되는 입출력부(I1 또는 I2) 사이에 배치되는 클러치(C1) 외에 또는 그 대신에, 이들 플라이휠 모듈은 추가의 모터 및/또는 발전기(MG2)와 이것에 각각 연결되는 입출력부(I2 또는 I1) 사이에 배치되는 추가의 클러치(C2)를 포함할 수 있다.
도 6은 CVT와 도시된 플라이휠 모듈의 실시예(5.1)가 마련된 전방 휠 구동 장치의 레이아웃을 도시하고, 도 7은 도 6에 도시된 차량의 플라이휠 모듈(5.1)의 구조 설계의 개략도를 제공한다.
도 6에 도시된 플라이휠 모듈(5.1)은 플라이휠(F) 뿐만 아니라 플라이휠(F)에 연결되는 제1 입출력부(I1)와 차량(11)의 구동 라인에 연결되는 제2 입출력부(I2)를 갖는 속도 변환 장치(I)를 포함한다. 속도 변환 장치(I)는 바이패스 속도 변환 장치(P)와 모터 및/또는 발전기(MG)를 포함한다.
에너지는 모터 및/또는 발전기(MG)를 적절하게 작동시킴으로써 플라이휠(F)에 의해 교환될 수 있다. 모터 및/또는 발전기에 음의 토크를 전달함으로써, 플라이휠(F)은 가속하고, 모터 및/또는 발전기에 양의 토크를 전달함으로써 플라이휠(F)은 감속하게 된다.
추가의 기능성을 달성하기 위해, 브레이크(B)는 제1 회전 부재에 연결된다. 더욱이, 제3 회전 부재와 모터 및/또는 발전기 사이에는 감속 기어가 배치되어, 모터 및/또는 발전기는 낮은 RPM으로 작동될 수 있다. 기어에 의해 형성되는 제2 입출력부(I2)는 또한 구동 라인에서 다른 기어에 연결될 수 있다. 이는 점선으로 지시되어 있다.
도 8은 도 7에 도시된 실시예의 변경예를 도시하고 있다. 이 플라이휠 모듈(5.5)에 있어서, 모터 및/또는 발전기(MG)는 플라이휠(F)과 동심이지만 구동원과 트랜스미션 사이에서 주 샤프트와 평행하다. 모터 및/또는 발전기는 하우징의 내측 및 외측에 모두 설치될 수 있다. 모터 및/또는 발전기의 추가 냉각을 실현하기 위하여, 하우징의 외측에 모터 및/또는 발전기를 설치하는 것이 적절하다.
도 9는 플라이휠 모듈(5.1)로부터 CVT의 일차측으로 추가의 연결부를 포함하는 차량의 레이아웃(11')을 도시하고, 도 10은 이 플라이휠 모듈의 구조 설계의 개략도를 다시 제공한다. 플라이휠 모듈(5.1)은 유성 기어 세트(P)가 CVT에 대해 평행하도록 회전 부재와 추가 클러치(C2)를 통해 CVT의 일차측에 연결된다.
본 발명을 도면을 참조하여 전술하였지만, 본 발명은 도면에 도시된 실시예로 임의의 방식 또는 수단에 의해 제한되지 않는다는 것을 유념해야 한다. 본 발명은 또한 청구범위에 의해 한정되는 사상 및 범위 내에서 도면에 도시된 실시예로부터 벗어나는 임의의 실시예를 넘어 연장된다.

Claims (19)

  1. 플라이휠, 뿐만 아니라 이 플라이휠에 연결되는 제1 입출력부와, 구동원과 피동 휠 사이에 배치되는 차량의 구동 라인 또는 차량의 피동 휠 또는 추가 휠 중 하나 이상 또는 차량의 구동원에 연결될 수 있는 제2 입출력부를 갖는 속도 변환 장치를 포함하는 플라이휠 모듈로서, 상기 속도 변환 장치는 제1 입출력부와 제2 입출력부 사이에 토크의 연속적 가변 제어를 제공할 수 있는 플라이휠 모듈에 있어서, 상기 속도 변환 장치는 적어도 단일의 모터 또는 발전기 뿐만 아니라 적어도 3개의 회전 부재를 갖는 바이패스 속도 변환 장치를 포함하고, 제1 회전 부재는 제1 입출력부에 연결되며, 제2 회전 부재는 제2 입출력부에 연결되고, 제3 회전 부재는 모터 또는 발전기에 연결되며, 플라이휠 모듈은 모터 또는 발전기용 여기 수단 뿐만 아니라 여기 수단을 제어할 수 있는 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛은 모터 또는 발전기의 여기 수단을 제어함으로써 구동 라인 또는 피동 휠 또는 추가 휠 중 하나 이상을 제동 또는 구동하는 위치에 있고,
    상기 속도 변환 장치는 입출력부들 중 하나와 이 입출력부들 중 하나에 연결되는 회전 부재 사이에 배치되거나 2개의 회전 부재 사이에 배치되는 클러치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동원은 속도 변환 장치의 제1 입출력부에 연결되고, 속도 변환 장치의 제2 입출력부는 차량의 피동 휠에만 연결되어야 하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 여기 수단은 에너지 저장 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 여기 수단은 입출력부들 중 하나 또는 구동 라인 또는 추가의 휠들 중 하나 이상에 연결되는 추가의 모터 또는 발전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  6. 제4항에 있어서, 상기 속도 변환 장치는 추가의 모터 또는 발전기와 이 추가의 모터 또는 발전기에 연결된 입출력부 사이에 배치되는 추가의 클러치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제어 유닛은 모터 또는 발전기들 중 하나에 의해 다른 모터 또는 발전기를 구동 또는 감속하게 하는 전력 전자 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  8. 제5항에 있어서, 상기 구동원은 추가의 모터 또는 발전기인 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은 짧은 시간 동안만 여기 수단을 제어하고, 그 결과 구동 라인 또는 추가 휠들 중 하나 이상이 짧은 시간 동안만 제동 또는 구동되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 속도 변환 장치는 회전 부재들 중 하나에 연결되는 브레이크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 속도 변환 장치는 한편으로는 바이패스 속도 변환 장치와 다른 한편으로는 모터 또는 발전기, 또는 플라이휠 또는 제2 입출력부 또는 클러치 또는 브레이크 사이에 배치되는 감속 기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈.
  12. 2쌍의 휠 뿐만 아니라 트랜스미션과, 구동 라인을 통해 휠 쌍들 중 하나에 연결되는 구동원을 포함하고, 트랜스미션은 구동 라인에 존재하는 차량에 있어서, 상기 차량은 제1항 또는 제2항에 따른 플라이휠 모듈을 포함하며, 상기 플라이휠 모듈은 한편으로는 트랜스미션과 다른 한편으로는 구동원 사이에서 구동 라인에 연결되고 또는 트랜스미션에 연결된 휠 쌍을 통해 구동 라인에 연결되거나, 또는 플라이휠 모듈은 다른 휠 쌍에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량.
  13. 제12항에 있어서, 상기 플라이휠 모듈은 트랜스미션의 타측에 있는 구동 라인에 더 연결되는 것을 특징으로 하는 차량.
  14. 제13항에 있어서, 트랜스미션의 타측에서 클러치는 구동 라인과 플라이휠 모듈 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량.
  15. 제1항 또는 제2항에 따른 플라이휠 모듈에서 에너지 저장 및 전달 방법에 있어서, 모터 또는 발전기에 의해 바이패스 속도 변환 장치로의 음의 토크의 전달 때문에 플라이휠이 가속하고, 모터 또는 발전기에 의한 바이패스 속도 변환 장치로의 양의 토크의 전달 때문에 플라이휠이 감속하는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈에서 에너지 저장 및 전달 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 모터 또는 발전기는 모듈의 제2 입출력부의 RPM보다 낮은 RPM에서 구동되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈에서 에너지 저장 및 전달 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 모터 또는 발전기는 절대적인 RPM을 한정하도록 양 및 음의 회전 방향으로 작동되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈에서 에너지 저장 및 전달 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 바이패스 속도 변환 장치의 회전 부재들 중 하나는 차량이 모터 또는 발전기에 의해 전방향 또는 후방향으로 구동되는 동안에 제동되는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈에서 에너지 저장 및 전달 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 플라이휠 모듈은 차량을 일시적으로 구동하여 연소 기관이 휠에 토크를 발생시키는 것을 방해하지 않으면서 그 RPM을 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 플라이휠 모듈에서 에너지 저장 및 전달 방법.
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