KR101713705B1 - 변속기 회생 제동장치 - Google Patents

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Abstract

변속기 회생 제동장치가 개시된다. 변속기 회생 제동장치는 차동 기어장치와 드라이브 샤프트를 포함하는 차량의 제동 작동시 손실 에너지를 회수하는 회생 제동장치에 있어서, 차동 기어장치의 입력축에 설치되어, 차동 기어장치의 입력축의 회전 제동력을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 발전장치를 포함한다.

Description

변속기 회생 제동장치{AUTOMATIC TRANSMISSION REGENERATIVE BRAKE SYSTEM}
본 발명은 차량 감속 및 제동 시에 소실되는 운동 에너지를 전기 에니지로 회수하여 차량 구동 효율을 향상시킬 수 있는 변속기 회생 제동장치에 관한 것이다.
일반적으로 엔진에 의해 구동되는 차량은 엔진, 변속기 및 드라이브 샤프트, 유압 브레이크와, 기타 엔진과 관련하여 연료 공급장치, 흡기 및 배기 장치, 냉각 및 윤활장치, 방진 장치 등의 부품을 이용하여 구성된다.
이러한 차량은 감속 및 제동 과정에서 브레이크를 작동시키면, 차량을 구동하는 에너지는 대부분 마찰 에너지로 변환되어 손실이 발생된다.
따라서, 차량의 감속 및 제동이 빈번한 경우, 차량 구동 에너지의 회수 없이 손실이 발생됨으로써, 차량 구동 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 차량 변속기에 발전장치를 설치하여, 차량의 제동 과정에서 손실되는 에너지를 회수하여 차량 구동 효율을 향상시키는 변속기 회생 제동장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, 차동 기어장치와 드라이브 샤프트를 포함하는 차량의 제동 작동시 손실 에너지를 회수하는 회생 제동장치에 있어서, 차동 기어장치의 입력축에 설치되어, 차동 기어장치의 입력축의 회전 제동력을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 발전장치를 포함한다.
발전장치는, 차동 기어장치의 입력축에 결합되어 하우징의 내부에서 회전되는 회전자와, 하우징 내부에 고정되는 고정자를 포함할 수 있다.
발전장치는 브러시리스 전기 모터일 수 있다.
발전장치는 기어 변속장치를 수용하는 케이스의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다.
차량의 브레이크 작동 신호의 발생에 따라 상기 발전장치에서 생성된 전기에너지를 전기 구동원으로 사용하는 장치에 전송하는 전기 공급회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량 변속기 내부에 드라이브 샤프트의 회전시 함께 작동되는 발전장치를 장착하여 차량 제동시 발생되는 에너지 손실을 회생 제동 방법으로 회수하는 것이 가능함으로써 차량 구동 효율의 향상이 가능하다.
또한, 회생 제동을 위한 발전장치를 기존의 변속기 외부에 설치하는 것이 가능함으로써, 발전장치 설치를 위한 별도의 설계 변경이 필요하지 않아 차량 제조 원가의 절감이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기 회생 제동장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 변속기 회생 제동장치의 장착 부분을 개략적으로 도시한 요부 확대도면이다.
이하 본 발명의 실시예들에 따른 변속기 회생 제동장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기 회생 제동장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기 회생 제동장치(100)는, 기어 변속장치(10)에 장착되는 차동 기어장치(20)와 드라이브 샤프트(23)를 포함하는 차량의 손실 에너지를 회수하는 회생 제동장치에 관한 것으로서, 차동 기어장치(20)의 입력축(21)에 설치되어 차동 기어장치(20)의 입력축(21)의 회전 제동력을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 발전장치(30)를 포함한다.
차동 기어장치(20)는 차량의 주행 중에 좌우 바퀴의 회전차가 발생하는 경우 자동적으로 원활한 주행이 될 수 있도록 하는 장치를 말한다. 이러한 차동 기어장치(20)의 구성 및 작동은 공지된 것으로서 이하에서는 그 자세한 구성 및 작동에 대해서는 생략한다.
기어 변속장치(10)는 본 실시예에서 4륜 구동(4WD) 차량에 적용되는 변속기이다. 그러나 기어 변속장치(10)는 4륜 구동 차량에 사용되는 변속기에 한정되지 않고, 2륜 구동 차량에도 적용되는 것도 가능하다.
이러한 기어 변속장치(10)의 케이스(11) 내부에는 발전장치(30)가 설치된다.
발전장치(30)는 차량 제동에 따른 브레이크 작동이 이루어질 경우 작동되어 전기 에너지를 생성한다.
발전장치(30)는 브러시리스 전기 모터로 설치될 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 변속기 회생 제동장치의 장착 부분을 개략적으로 도시한 요부 확대도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 발전장치(30)는, 하우징(31)과, 하우징(31) 내부에서 차동 기어장치(20)의 입력축(21)과 결합되어 회전되는 회전자(32)와, 하우징(31) 내부에 고정되는 고정자(34)를 포함한다.
하우징(31)은 내부에 공간이 형성되며 측면에는 입력축(21) 및 드라이브 샤프트(23)가 삽입 가능한 개구부가 형성된다. 하우징(31)은 원통형도 가능하고, 차량 내부에서 인접 부품과의 간섭을 방지하기 위해 소정의 형상으로 변형되는 것도 가능하다.
고정자(34)는 전류를 공급하여 자장을 이루는 부분을 말하는 것으로서, 하우징(31)의 내벽면에 근접된 위치에 고정 설치된다. 고정자(34)의 중앙 부분에는 회전자(32)가 회전 가능하게 설치된다.
회전자(32)는 회전 중심 부분이 중공되며, 중공 부분에는 차량 휠(22)과 연결되는 드라이브 샤프트(23)가 삽입된다. 또한, 회전자(32)의 중공 부분은 차동 기어장치(20)의 입력축(21)에 함께 연결되는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 차동 기어장치(20)의 입력축(21)에 직결되는 위치에 발전장치(30)가 설치됨으로써, 차량의 브레이크 작동에 의해 발생되는 에너지는 발전장치(30)의 전기 에너지로 일부 변환되는 회생 제동 작동이 이루어진다.
발전장치(30)의 회생 제동 작동으로 발생된 전기 에너지는 전기 공급회로(40)를 통해서 전기 에너지를 필요로 하는 소정의 차량 부품에 공급되어 사용될 수 있어 차량 구동 효율의 향상이 가능하게 된다.
이러한 발전장치(30)는 차량에 설치된 기어 변속장치(10)의 내부 여유 공간에 설치되는 것이 가능하다. 즉, 차량에 발전장치(30)를 설치하기 위해 별도의 차량 내부 설계 변경을 하지 않고 기어 변속장치(10)의 내부 또는 외부의 여유 공간에 발전장치(30)를 설치하는 것이 가능함으로써, 다양한 차종에 공용으로 적용이 가능하다. 이에 따라, 발전장치(30)를 설치하는데 추가적인 비용이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형예 또는 다른 실시예가 가능하다.
10...기어 변속장치 11...케이스
20...차동 기어장치 30...발전장치
31...하우징 32...회전자
34...고정자 40...전기 공급회로

Claims (5)

  1. 변속장치에 설치되는 차동 기어장치 및 드라이브 샤프트를 포함하는 차량의 제동 작동시 손실 에너지를 회수하는 변속기 회생 제동장치에 있어서,
    상기 차동 기어장치와 연결된 상기 드라이브샤프트의 회전 제동력을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 발전장치; 를 포함하고,
    상기 발전장치는,
    상기 차동 기어장치에 대응하여 상기 드라이브샤프트의 일단부 외주면에 고정되어 결합되는 회전자;
    상기 회전자의 외주면과 설정된 간격을 두고 하우징 내부에 고정되는 고정자; 를 포함하고,
    상기 발전장치는 상기 변속장치를 구성하는 케이스에 설치되고,
    상기 드라이브샤프트의 타단부에는 차량 휠이 배치된 것을 특징으로 하는 구동휠 변속기 회생 제동장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발전장치는 브러시리스 전기 모터인 구동휠 변속기 회생 제동장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차량의 브레이크 작동 신호의 발생에 따라 상기 발전장치에서 생성된 전기에너지를 전기 구동원으로 사용하는 장치에 전송하는 전기 공급회로를 포함하는 구동휠 변속기 회생 제동장치.
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