KR102612207B1 - 하이브리드 모듈 - Google Patents

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KR102612207B1
KR102612207B1 KR1020207032109A KR20207032109A KR102612207B1 KR 102612207 B1 KR102612207 B1 KR 102612207B1 KR 1020207032109 A KR1020207032109 A KR 1020207032109A KR 20207032109 A KR20207032109 A KR 20207032109A KR 102612207 B1 KR102612207 B1 KR 102612207B1
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KR
South Korea
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piston
clutch
hub
plate
housing
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KR1020207032109A
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Inventor
패트릭 린드만
매튜 페인
Original Assignee
섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
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    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • B60K6/405—Housings
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
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    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D25/10—Clutch systems with a plurality of fluid-actuated clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467—Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0469—Bearings or seals
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/262—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators the motor or generator are used as clutch, e.g. between engine and driveshaft
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    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W2510/02—Clutches
    • B60W2510/0208—Clutch engagement state, e.g. engaged or disengaged
    • B60W2510/0233—Clutch engagement state, e.g. engaged or disengaged of torque converter lock-up clutch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D21/02—Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways
    • F16D21/06—Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways at least two driving shafts or two driven shafts being concentric
    • F16D2021/0692—Systems comprising a plurality of actuated clutches for interconnecting three or more shafts or other transmission members in different ways at least two driving shafts or two driven shafts being concentric with two clutches arranged axially without radial overlap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00—Fluid-actuated clutches
    • F16D25/08—Fluid-actuated clutches with fluid-actuated member not rotating with a clutching member
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

하이브리드 모듈은 하우징, 전기식 모터, 유압식 커플링, 제1 클러치, 제2 클러치, 및 유동 플레이트 어셈블리를 갖는다. 전기식 모터는, 하우징에 고정된 고정자와 하우징에 대해 회전 가능한 회전자를 포함한다. 유압식 커플링은, 전기식 모터의 내부에서 적어도 부분적으로 반경 방향이다. 제1 클러치는 회전자를 엔진에 구동 연결하기 위한 것이다. 제2 클러치는, 플래너터리 변속기의 입력 샤프트에 회전자를 구동 연결하기 위해, 유압식 커플링과 평행하게 배열된다. 유동 플레이트 어셈블리는 하우징에 고정되고, 제1 유동 플레이트와 제2 유동 플레이트를 포함한다. 제1 유동 플레이트는, 반경 방향 유동 채널의 제1 부분을 형성하는 반경 방향 홈을 갖는다. 제2 유동 플레이트는 제1 유동 플레이트에 고정되고, 반경 방향 유동 채널의 제2 부분을 형성한다.

Description

하이브리드 모듈
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 8월 2일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/713,584호, 2018년 8월 10일에 출원된 제62/717,054호, 2018년 8월 17일에 출원된 제62/719,268호의 이익을 주장하고, 이의 개시 내용은 전체가 본원에 참조로 포함된다.
기술분야
본 개시는 일반적으로 하이브리드 모듈, 및 보다 구체적으로 하이브리드 모듈의 토크 변환기와 전기식 모터 구성에 관한 것이다.
하이브리드 모듈은 공지되어 있다. 일례로 2018년 7월 9일에 출원된 "E-모터 회전자 및 고정자를 냉각시키도록 클러치 냉각을 사용하기 위한 하이브리드 모듈의 오일 분배"라는 명칭의 공동 양도 공동 계류 중인 미국 특허 출원 제16/029,992호에 나타나 있다.
예시적인 구현예는 하우징, 전기식 모터, 유압식 커플링, 제1 클러치, 제2 클러치, 및 유동 플레이트 어셈블리를 갖는 하이브리드 모듈을 광범위하게 포함한다. 하우징은 플래너터리 변속기 및 엔진에 고정하기 위해 배열된다. 전기식 모터는 하우징에 배치되고, 하우징에 고정된 고정자와 하우징에 대해 회전 가능한 회전자를 포함한다. 유압식 커플링은 하우징에 배치되고, 전기식 모터의 내부에서 적어도 부분적으로 반경 방향에 배치된다. 제1 클러치는 회전자를 엔진에 구동 연결하기 위한 것이다. 제2 클러치는, 플래너터리 변속기의 입력 샤프트에 회전자를 구동 연결하기 위해, 유압식 커플링과 평행하게 배열된다. 유동 플레이트 어셈블리는 하우징에 고정되고, 제1 유동 플레이트와 제2 유동 플레이트를 포함한다. 제1 유동 플레이트는, 반경 방향 유동 채널의 제1 부분을 형성하는 반경 방향 홈을 갖는다. 제2 유동 플레이트는 제1 유동 플레이트에 고정되고, 반경 방향 유동 채널의 제2 부분을 형성한다.
일부 예시적인 구현예에서, 제2 유동 플레이트는 반경 방향의 내부 오리피스를 갖는다. 제1 유동 플레이트와 제2 유동 플레이트는 반경 방향의 내부 오리피스의 내부에 반경 방향으로 함께 고정된다. 일부 예시적인 구현예에서, 하이브리드 모듈은 밀봉 허브와 구동 허브를 갖는다. 밀봉 허브는 유동 플레이트 어셈블리에 고정된다. 구동 허브는 엔진과 제1 클러치와 연결 구동하기 위해 배열된다. 밀봉 허브는, 반경 방향의 내부 오리피스와 유압식으로 연결된 제1 유동 채널을 갖는다. 구동 허브는, 제1 유동 채널에 유압식으로 연결된 제2 유동 채널을 갖는다. 밀봉 허브와 구동 허브는 원주 방향 홈을 갖는다. 제1 유동 채널과 제2 유동 채널은 원주 방향 홈에서 유압식으로 연결된다. 밀봉 허브는 원주 방향 홈의 제1 및 대향하는 제2 축 방향 측면 상에서 구동 허브에 밀봉된다. 예시적인 구현예에서, 하이브리드 모듈은, 가터 스프링(garter spring)을 갖는 립 씰(lip seal)과 제1 및 제2 다이나믹 씰을 갖는다. 립 씰과 제1 및 제2 다이나믹 씰 각각은, 밀봉 허브를 구동 허브에 직접 밀봉하기 위한 것이다.
일부 예시적인 구현예에서, 제1 클러치는 제1 피스톤, 제2 피스톤, 및 어플라이 챔버를 갖는다. 제2 피스톤은 제1 피스톤에 밀봉되고, 제1 피스톤에 회전식으로 고정되고, 제1 피스톤에 대해 축 방향으로 변위 가능하다. 어플라이 챔버는, 제1 클러치를 적용하기 위해 제1 피스톤과 제2 피스톤 사이에 축 방향으로 배열된다. 반경 방향 유동 채널은 어플라이 챔버에 유압식 연결된다. 예시적인 구현예에서, 제1 피스톤과 제2 피스톤 중 적어도 하나는 플레이트, 마찰 재료 링, 및 유동 오리피스를 포함한다. 마찰 재료 링은 플레이트에 고정되고, 적어도 하나의 마찰 재료 홈을 포함한다. 유동 오리피스는, 플레이트와 마찰 재료 링을 통해 적어도 하나의 마찰 재료 홈으로 연장된다.
일부 예시적인 구현예에서, 하이브리드 모듈은 제1 지지 플레이트와 제2 지지 플레이트를 포함한다. 제1 지지 플레이트는 회전자에 회전식 고정되고, 플래너터리 변속기의 입력 샤프트에 밀봉하기 위해 배열된다. 제2 지지 플레이트는 회전자에 회전식 고정되고, 하우징에 대해 회전자를 반경 방향으로 위치시키기 위해 배열된다. 제1 클러치는 제1 지지 플레이트와 제2 지지 플레이트 사이에 축 방향으로 배치된다. 예시적인 구현예에서, 제1 지지 플레이트는, 제1 및 대향하는 제2 축 방향 원주 홈을 갖는 반경 방향 내부 부분, 및 상기 제1 및 대향하는 제2 축 방향 원주 홈 각각에 배치된 제1 및 제2 씰을 갖는다. 일부 예시적인 구현예에서, 하이브리드 모듈은 제2 지지 플레이트에 고정된 다이버터 플레이트(diverter plate)를 포함한다. 제1 클러치는 제1 피스톤을 갖고, 다이버터 플레이트는 균형 오일을 제1 피스톤에 제공하기 위한 것이다.
일부 예시적인 구현예에서, 하이브리드 모듈은, 유동 플레이트 어셈블리에 고정된 밀봉 허브, 하우징에 대해 회전자를 반경 방향으로 위치시키기 위한 제2 지지 플레이트와 상기 밀봉 허브 사이에 반경 방향으로 배열된 베어링을 포함한다. 예시적인 구현예에서, 하이브리드 모듈은, 밀봉 허브에 밀봉되고 엔진에 연결 구동하기 위해 배열된 구동 허브를 포함한다. 제1 클러치는 구동 허브에 고정된 제1 피스톤을 갖는다.
다른 예시적인 구현예는 하이브리드 모듈용 플라이 휠 어셈블리를 광범위하게 포함하고, 플라이 휠, 활 형상 코일 스프링, 및 커버 플레이트를 포함한다. 플라이 휠은 엔진에 고정하기 위해 배열되고, 토로이드형 홈을 포함한다. 활 형상 코일 스프링은 토로이드형 홈에 배치된다. 커버 플레이트는 플라이 휠에 고정되고, 활 형상 코일 스프링을 토로이드형 홈에 축 방향으로 유지하기 위해 배열된다. 예시적인 구현예에서, 플라이 휠 어셈블리는, 토로이드형 홈과 활 형상 코일 스프링 사이에 반경 방향으로 배치된 쉘을 갖는다. 일부 예시적인 구현예에서, 플라이 휠 어셈블리는, 활형 코일 스프링과 구동 체결된 플랜지를 갖는다. 커버 플레이트는 제1 실린더형 돌출부를 갖고, 플랜지는, 상기 제1 실린더형 돌출부와 축 방향으로 적어도 부분적으로 정렬되고 이의 내부에 반경 방향으로 제2 실린더형 돌출부를 갖는다. 예시적인 구현예에서, 제2 실린더형 돌출부는 스플라인(spline)을 포함한다. 예시적인 구현예에서, 플라이 휠 어셈블리는, 플라이 휠에 고정되고 엔진을 시작하기 위해 스타터 모터와 연결 구동하도록 배열된 링 기어를 포함한다.
일 구현예에서, 하이브리드 모듈은 하우징, 벌크헤드, 토크 변환기, 허브, 및 제1 클러치 플레이트를 포함할 수 있다. 벌크헤드는 하우징에 고정되고, 반경 방향 내부 실린더형 돌출부를 포함한다. 토크 변환기는, 임펠러 및 터빈과 배열된 유압식 커플링을 갖는다. 허브는 엔진 크랭크샤프트에 의해 반경 방향으로 위치하기 위해 배열되고, 엔진 크랭크샤프트와 체결 구동한다. 제1 클러치 플레이트는 허브에 고정되고, 토크 변환기에 엔진을 결합 해제식 연결하기 위해 배열된다. 일 구현예에 따라, 제1 클러치 플레이트는 벌크헤드에 밀봉된다.
일 구현예에 따라, 하이브리드 모듈은, 임펠러에 고정되고 벌크헤드에 의해 반경 방향으로 위치한 제1 커버를 갖는다. 일 구현예에 따라, 하이브리드 모듈은, 제1 커버와 벌크헤드 사이에 반경 방향으로 배치된 베어링을 갖는다. 일 구현예에 따라, 하이브리드 모듈은, 제1 커버와 구동 체결된 제2 클러치 플레이트를 갖는다. 제1 커버는 제1 클러치 플레이트의 제1 축 방향 측면에 배치되고, 제2 클러치 플레이트는 제1 클러치 플레이트의 제2 축 방향 측면에, 제1 측면에 대향하게 배치된다. 일 구현예에 따라, 하이브리드 모듈은 제2 클러치 플레이트의 제2 축 방향 측면에 제1 피스톤을 가지며, 엔진을 토크 변환기에 연결하기 위해 제1 커버, 제1 클러치 플레이트 및 제2 클러치 플레이트를 클램핑하도록 배열된다. 일 구현예에 따라, 제1 피스톤은 제1 클러치 플레이트와 구동 체결된다.
일 구현예에 따라, 하이브리드 모듈은, 임펠러에 고정되고 변속기 입력 샤프트에 밀봉하기 위해 배열된 제2 커버를 갖는다. 일 구현예에 따라, 하이브리드 모듈은 제3 클러치 플레이트, 제4 클러치 플레이트, 및 제2 피스톤을 갖는다. 제3 클러치 플레이트는 제2 커버와 구동 체결된다. 제4 클러치 플레이트는 터빈과 구동 체결된다. 제2 피스톤은, 제2 커버 및 상기 제2 커버와 구동 체결된 제4 클러치 플레이트 사이에 축 방향으로 배치되고, 터빈을 임펠러에 연결하기 위해 제3 클러치 플레이트와 제4 클러치 플레이트를 클램핑하기 위해 배열된다.
일 구현예에 따라, 하이브리드 모듈은 스프링 유지기와 매스 요소를 갖는다. 스프링 유지기는, 엔진 크랭크샤프트에 고정되기 위해 배열된다. 매스 요소는 스프링 유지기에 고정되고, 스타터 기어를 포함한다. 매스 요소는 실린더형이고 스프링 유지기를 둘러싼다.
도 1은 본 개시의 예시적인 양태에 따라 하이브리드 모듈의 상부 절반 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 개시의 예시적인 양태에 따라 하이브리드 모듈의 상부 절반 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 하이브리드 모듈의 상부 절반 단면도의 대안적인 구현예를 나타낸다.
도 4는 도 2의 하이브리드 모듈의 상부 절반 단면도의 대안적인 구현예를 나타낸다.
본 개시의 구현예는 본원에 설명된다. 다른 도면에서 나타난 유사 도면 번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 구조적 요소를 식별함을 이해해야 한다. 개시된 구현예는 단순히 예시이고 다른 구현예는 다양하고 대안적인 형태를 가질 수 있음을 또한 이해해야 한다. 도면은 반드시 축적대로 할 필요는 없고, 특징부는 특정 구성 요소의 상세도를 보여주기 위해 과장되거나 축소될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 특정 구조 및 기능적 세부 사항은 제한적인 것으로서 해석되어서는 아니되고, 단순히 당업자가 다양하게 구현예를 사용하기 위한 대표적인 기초로서 해석되어야 한다. 당업자가 이해하는 바와 같이, 본 도면 중 임의의 것과 참조하여 설명되고 예시된 다양한 특징부는, 하나 이상의 다른 도면에 예시된 특징부와 결합하여 명시적으로 예시하거나 설명하지 않은 구현예를 만들 수 있다. 나타낸 특징부의 결합은, 통항적인 응용 분야를 위한 대표 구현예를 제공한다. 그러나, 본 개시의 교시와 일치하는 상기 특징부의 다양한 결합 및 변형은, 특정 응용 분야 또는 실시에 바람직할 수 있다.
본원에 사용된 용어는 특정 양태만 서술하는 목적으로 사용되고, 본 개시의 범주를 제한하고자 의도된 것은 아니다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술 및 과학적 용어는 이 개시가 속하는 당업자에게 공통적으로 이해되는 동일한 의미를 갖는다. 본원에 설명된 것과 유사하거나 등가인 방법, 장치 또는 재료가 본 개시의 실시 또는 테스트에 사용될 수 있지만, 다음 예시적인 방법, 장치, 및 재료가 이제 설명된다.
다음은 도 1를 참조하여 설명한다. 도 1은 본 개시의 예시적인 양태에 따라 하이브리드 모듈(100)의 상부 절반 단면도를 나타낸다. 하이브리드 모듈(100)은 하우징(102), 전기식 모터(104), 유압식 커플링(106), 클러치(108), 및 유동 플레이트 어셈블리(112)를 포함한다. 하우징은 플래너터리 변속기(미도시) 및 엔진(미도시)에 고정하기 위해 배열된다. 전기식 모터는 하우징에 배치되고, 하우징에 고정된 고정자(114)와 하우징에 대해 회전 가능한 회전자(116)를 포함한다. 일부 구현예에서, 전기식 모터(104)는 발전기이거나 모터 또는 발전기로서 기능할 수 있다. 유압식 커플링은 하우징에 배치되고, 전기식 모터의 내부에서 적어도 부분적으로 반경 방향에 배치된다. 클러치(108)는 회전자를 엔진에 구동 연결하기 위한 것이다. 클러치(110)는, 플래너터리 변속기의 입력 샤프트(118)에 회전자를 구동 연결하기 위해, 유압식 커플링과 평행하게 배열된다. 유동 플레이트 어셈블리(112)는, 반경 방향 유동 채널(124)의 제1 부분을 형성하고 반경 방향 홈(122)을 갖는 유동 플레이트(120), 및 상기 유동 플레이트(120)에 고정되고 반경 방향 유동 채널의 제2 부분을 형성하는 유동 플레이트(126)를 포함한다.
유동 플레이트(126)는 반경 방향 내부 오리피스(128)를 포함한다. 유동 플레이트(120 및 126)는, 예를 들어 레이저 용접(130)에 의해 반경 방향 내부 오리피스 내부에서 반경 방향으로 함께 고정된다. 비록 레이저 용접이 나타나 있지만, MIG 용접, TIG 용접, 브레이징, 기계적인 조임쇠 및/또는 접착제와 같이 다른 고정 방법 또한 구성 요소를 함께 고정하기 위해 사용될 수 있다. 하이브리드 모듈(100)은, 유동 플레이트 어셈블리에 고정되는 밀봉 허브(132), 및 엔진과 클러치(108)와 연결 구동하기 위해 배열된 구동 허브(134)를 포함한다. 밀봉 허브는, 반경 방향의 내부 오리피스와 유압식으로 연결된 유동 채널(136)을 갖는다. 구동 허브는, 유동 채널(136)에 유압식 연결된 유동 채널(138)을 포함한다. 밀봉 허브(132)는 원주형 홈(140)을 포함한다. 원주형 홈이 허브(132)에 나타나 있지만, 다른 구현예에서 허브(134)는 원주형 홈을 포함할 수 있고, 또는 허브(132 및 134)는 모두 원주형 홈을 포함할 수 있다. 유동 채널(136 및 138)은 원주형 홈에서 유압식 연결된다. 밀봉 허브(132)는, 원주형 홈의 대향하는 축 방향 측면(142 및 144) 상에서, 예를 들어 각각의 다이나믹 씰(146 및 148)에 의해 구동 허브(134)에 밀봉된다. 하이브리드 모듈(100)은, 가터 스프링(152)을 갖는 립 씰 또는 샤프트 씰(150)과 다이나믹 씰(146 및 148)을 포함한다. 립 씰과 다이나믹 씰 각각은, 밀봉 허브를 구동 허브에 직접 밀봉하기 위한 것이다.
클러치(108)는 피스톤(154), 피스톤(156), 및 어플라이 챔버(158)을 포함한다. 피스톤(156)은, 피스톤(154)에 밀봉되고 피스톤(154)에 회전식 고정되고 피스톤(154)에 대해 축 방향 변위 가능하다. 어플라이 챔버(158)는, 클러치(108)를 적용하기 위해 피스톤(156 및 156) 사이에 축 방향으로 배열된다. 반경 방향 유동 채널(124)은 어플라이 챔버에 유압식 연결된다. 피스톤(154)은 플레이트(160), 마찰 재료 링(162), 및 유동 오리피스(164)를 포함한다. 마찰 재료 링은 플레이트에 고정되고, 마찰 재료 홈(166)을 포함한다. 유동 오리피스는, 플레이트와 마찰 재료 링을 통해 마찰 재료 홈으로 연장된다. 유사하게, 피스톤(156)은 피스톤(154)와 마찬가지로 플레이트, 링, 및 오리피스를 포함한다. 두 피스톤이 오리피스를 갖는 것으로 나타나 있지만, 일부 구현예는 오리피스를 갖는 단지 하나의 피스톤을 포함한다.
하이브리드 모듈(100)은 지지 플레이트(168 및 170)를 포함한다. 지지 플레이트(168)는, 예를 들어 레이저 용접부(172)에서 회전자에 회전식 고정되고, 예를 들어 씰(174 및 176)에 의해 플래너터리 변속기의 입력 샤프트에 밀봉하기 위해 배열된다. 지지 플레이트(170)는, 예를 들어 레이저 용접부(178)에서 회전자에 회전식 고정되고, 아래에 상세히 설명되는 바와 같이 하우징에 대해 회전자를 반경 방향으로 위치시키기 위해 배열된다. 클러치(108)는 지지 플레이트(168)과 지지 플레이트(170) 사이에서 축 방향으로 배치된다. 지지 플레이트(168)는, 축 방향으로 대향된 원주형 홈(182 및 184)을 갖는 반경 방향 내부 부분(180)을 포함한다. 씰(174 및 176)은 홈(182 및 184)에 각각 배치된다. 하이브리드 모듈(100)은, 균형 오일을 피스톤(154)에 제공하기 위해 지지 플레이트(170)에 고정된 다이버터 플레이트(186)를 포함한다.
밀봉 허브(132)는, 예를 들어 레이저 용접(188)에 의해 유동 플레이트 어셈블리(112)에 고정된다. 베어링(190)은, 하우징에 대해 회전자를 반경 방향으로 위치시키기 위해 밀봉 허브와 지지 플레이트(170) 사이에 반경 방향으로 배열된다. 피스톤(154)은, 예를 들어 레이저 용접(192)에 의해 구동 허브(134)에 고정된다.
하이브리드 모듈(100)용 플라이 휠 어셈블리(200)는, 플라이 휠(202), 활 형상 코일 스프링, 또는 아크 스프링(204), 및 커버 플레이트(206)를 포함한다. 플라이 휠(202)은, 예를 들어 볼트(208)에서 엔진에 고정되기 위해 배열되고, 토로이드형 홈(210)을 포함한다. 활 형상 코일 스프링은 토로이드형 홈에 배치된다. 커버 플레이트는 플라이 휠에 고정되고, 활 형상 코일 스프링을 토로이드형 홈에 축 방향으로 유지하기 위해 배열된다. 플라이 휠 어셈블리(200)는, 토로이드형 홈과 활 형상 코일 스프링 사이에 반경 방향으로 배치된 쉘(212)을 포함한다.
플라이 휠 어셈블리(200)는, 활 형상 코일 스프링과 구동 체결되는 플랜지(214)를 포함한다. 커버 플레이트는 실린더형 돌출부(216)를 포함하고, 플랜지는 실린더형 돌출부(216)와 적어도 부분적으로 축 방향 배열되고 이의 반경 방향 내부에 있는 실린더형 돌출부(218)를 포함한다. 실린더형 돌출부(218)는, 구동 플레이트(194) 상에 정합 스플라인과 체결되는 스플라인(220)을 포함한다. 플레이트(194)는 구동 허브(134)와 구동 체결되고, 상기 허브의 홈에 설치된 링(196)에 의해 축 방향으로 유지된다. 플라이 휠 어셈블리(200)는, 플라이 휠에 고정되고 엔진을 시작하기 위해 스타터 모터와 연결 구동하도록 배열된 링 기어(222)를 포함한다. 하이브리드 모듈(100)과 플라이 휠 어셈블리(200)는, 조립 중에 플라이 휠 어셈블리는 엔진에 설치되고 하이브리드 모듈은 변속기에 설치되도록 구성된다. 엔진과 변속기가 정합되면, 플레이트(194)는 플랜지(214)에 설치되고, 스플라인(220)은 플라이 휠 어셈블리와 하이브리드 모듈 사이에 회전식 연결을 제공한다. 정합 후, 볼트(미도시)는 변속기/하이브리드 모듈을 엔진에 유지하기 위해 설치된다.
다음은 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 개시의 예시적인 양태에 따라 하이브리드 모듈(300)의 상부 절반 단면도를 나타낸다. 하이브리드 모듈(300)은 하우징(302), 벌크헤드(304), 토크 변환기(306), 허브(308), 및 클러치 플레이트(310)를 포함한다. 벌크헤드는 하우징에 고정되고, 반경 방향 내부 실린더형 돌출부(312)를 포함한다. 토크 변환기는, 임펠러(316) 및 터빈(318)과 배열되는 유압식 커플링(314)을 갖는다. 허브는 엔진 크랭크샤프트(320)에 의해 반경 방향으로 위치하기 위해 배열되고, 엔진 크랭크샤프트와 체결 구동한다. 클러치 플레이트는 허브에 고정되고, 토크 변환기에 엔진을 결합 해제식 연결하기 위해 배열된다. 클러치 플레이트는, 예를 들어 씰(322)에 의해 벌크헤드에 밀봉된다. 하이브리드 모듈은 또한, 벌크헤드에 의해 반경 방향으로 위치하고 임펠러에 고정된 커버(324)를 포함한다. 베어링(326)은 제1 커버와 벌크헤드 사이에 반경 방향으로 배치된다.
하이브리드 모듈은, 탭형 연결부(330)에서 커버(324)와 구동 체결되는 클러치 플레이트(328)를 포함한다. 커버(324)는 클러치 플레이트(310)의 축 방향 측면(332)에 배치되고, 클러치 플레이트(328)는 클러치 플레이트(310)의 축 방향 측면(334), 축 방향(332)에 대향해서 배치된다. 피스톤(336)은 클러치 플레이트(328)의 축 방향 측면(334)에 있고 커버(324), 클러치 플레이트(310), 및 클러치 플레이트(328)를 클램핑하여 엔진을 토크 변환기에 연결하기 위해 배열된다. 피스톤(336)은, 예를 들어 리프 스프링(338)을 통해 클러치 플레이트(310)과 구동 체결된다.
하이브리드 모듈(300)은, 변속기 입력 샤프트(342)에 밀봉하기 위해 배열되고 임펠러에 고정된 커버(340)를 포함한다. 하이브리드 모듈(300)은 또한, 클러치 플레이트(344), 클러치 플레이트(346), 및 피스톤(348)을 포함한다. 클러치 플레이트(344)는 커버(340)와 구동 체결된다. 클러치 플레이트(346)는 터빈과 구동 체결된다. 피스톤(348)은 커버(340)와 클러치 플레이트(346) 사이에 축 방향으로 배치되고, 예를 들어 리프 스프링(350)을 통해 커버(340)와 구동 체결되고, 예를 들어 터빈 허브(352)를 통해 임펠러에 터빈을 연결시키도록 클러치 플레이트(344 및 346)를 클램핑하기 위해 배열된다.
하이브리드 모듈(300)은, 예를 들어 볼트(356)를 통해 엔진 크랭크샤프트에 고정하기 위해 배열된 스프링 유지기(354), 및 스프링 유지기에 고정되고 스타터 기어(360)를 포함한 매스 요소(358)를 포함한다. 매스 요소(358)는 실린더형이고 스프링 유지기를 둘러싼다.
다음은 도 3를 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2의 하이브리드 모듈(300)의 상부 절반 단면도의 대안적인 구현예를 나타낸다. 하이브리드 모듈(400)은, 엔진을 토크 변환기에 연결하도록 커버(424)와 클러치 플레이트(410)를 클램핑하기 위해 배열된 피스톤(436)을 포함한다. 피스톤(436)은, 예를 들어 리프 스프링(438)을 통해 커버(440)와 구동 체결된다. 해제식 스프링(462)은, 클러치가 연결 해제되는 경우에 커버(424)로부터 피스톤(436)을 멀리 변위시키도록 배열된, 예를 들어 파형 워셔이다. 커버(440)는 임펠러(416)에 고정되고, 예를 들어 씰(474)에 의해 변속기 입력 샤프트(442)에 밀봉하기 위해 배열된다. 다이버터 플레이트(486)는, 균형 오일을 피스톤(436)에 제공하기 위해 커버(424)에 고정되다.
다음은 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 2의 하이브리드 모듈(300)의 상부 절반 단면도의 대안적인 구현예를 나타낸다. 하이브리드 모듈(500)은, 엔진을 토크 변환기에 연결하도록 커버(524)와 클러치 플레이트(510)를 클램핑하기 위해 배열된 피스톤(536)을 포함한다. 피스톤(536)은, 예를 들어 리프 스프링(538)을 통해 커버(540)와 구동 체결된다. 커버(540)는 임펠러(516)에 고정되고, 예를 들어 씰(574)에 의해 변속기 입력 샤프트(542)에 밀봉하기 위해 배열된다. 말단 플레이트(564)는, 예를 들어 용접부(566)에 의해 커버(540)에 고정된다. 부싱(568)은 피스톤을 말단 플레이트(564)에 대해 회전시킨다. 부싱(568)은 또한 피스톤(536)과 말단 플레이트(564) 사이에 오일 유동을 제한한다.
예시적인 구현예가 위에서 설명되지만, 이들 구현예가 청구 범위에 포함되는 모든 가능한 형태를 설명하고자 의도된 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 단어는 제한적이라기 보다는 설명적인 단어이며, 본 개시의 사상과 범주를 벗어나지 않고 다양한 변경이 가능할 수 있음을 이해한다. 전술한 바와 같이, 다양한 구현예의 특징부는 명시적으로 설명되거나 예시되지 않을 수 있는 개시의 추가 구현예를 형성하기 위해 결합될 수 있다. 다양한 구현예가 하나 이상의 원하는 특성에 관해 다른 구현예 또는 종래 기술 구현보다 선호되거나 장점을 제공하는 것으로 설명될 수 있지만, 당업자는 하나 이상의 특징부 또는 특성이 원하는 전체 시스템 속성을 달성하기 위해 절충될 수 있음을 인식하며, 이는 특정 응용 분야 및 구현에 따라 달라진다. 이들 속성은 비용, 강도, 내구성, 수명 주기 비용, 시장성, 외관, 포장, 크기, 서비스 가능성, 무게, 제조 가능성, 조립 용이성 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 이와 같이, 임의의 구현예가 하나 이상의 특성에 관해 다른 구현예 또는 종래 기술 구현보다 덜 바람직한 것으로 설명되는 정도까지, 이들 구현예는 본 개시의 범주 밖에 있지 않고 특정 응용 분야에 바람직할 수 있다.
참조 번호
100 하이브리드 모듈
102 하우징
104 전기식 모터
106 유압식 커플링
108 클러치 (제1)
110 클러치 (제2)
112 유동 플레이트 어셈브리
114 고정자
116 회전자
118 입력 샤프트
120 유동 플레이트(제1)
122 반경 방향 홈
124 반경 방향 유동 채널
126 유동 플레이트(제2)
128 반경 방향 내부 오리피스
130 레이저 용접부
132 밀봉 허브
134 구동 허브
136 유동 채널(밀봉 허브)
138 유동 채널(구동 허브)
140 원주 방향 홈
142 축 방향 측(제1)
144 축 방향 측(제2)
146 다이나믹 씰(제1 측면)
148 다이나믹 씰(제2 측면)
150 샤프트 씰
152 가터 스프링
154 피스톤(제1)
156 피스톤(제2)
158 어플라이 챔버
160 플레이트(피스톤)
162 마찰 재료 링
164 오리피스
166 마찰 재료 홈
168 지지 플레이트(제1)
170 지지 플레이트(제2)
172 레이저 용접부
174 씰
176 씰
178 레이저 용접부
180 반경 방향 내부 부분
182 원주 방향 홈
184 원주 방향 홈
186 다이버터 플레이트
188 레이저 용접부
190 베어링
192 레이저 용접부
194 구동 플레이트
196 링
200 플라이 휠 어셈블리
202 플라이 휠
204 활 형상 코일 스프링
206 커버 플레이트
208 엔진 볼트
210 토로이드형 홈
212 쉘
214 플랜지
216 실린더형 돌출부(제1)
218 실린더형 돌출부(제2)
220 스플라인
222 링 기어
300 하이브리드 모듈
302 하우징
304 벌크헤드
306 토크 변환기
308 허브
310 클러치 플레이트(제1)
312 벌크헤드 실린더형 돌출부
314 유압식 커플링
316 임펠러
318 터빈
320 엔진 크랭크샤프트
322 씰
324 커버(제1)
326 베어링
328 클러치 플레이트(제2)
330 탭 연결부
332 축 방향 측면(제1)
334 축 방향 측면(제2)
336 피스톤(제1)
338 리프 스프링
340 커버(제2)
342 변속기 입력 샤프트
344 클러치 플레이트(제3)
346 클러치 플레이트(제4)
348 피스톤(제2)
350 리프 스프링
352 터빈 허브
354 스프링 유지기
356 볼트
358 매스 요소
360 스타터 기어
400 하이브리드 모듈
410 클러치 플레이트
416 임펠러
424 커버
436 피스톤
438 리프 스프링
440 커버
442 변속기 입력 샤프트
462 해제 스프링
474 씰
486 다이버터 플레이트
500 하이브리드 모듈
510 클러치 플레이트
516 임펠러
524 커버
536 피스톤
538 리프 스프링
540 커버
542 변속기 입력 샤프트
564 말단 플레이트
566 용접
568 부싱
574 씰

Claims (10)

  1. 플래너터리 변속기 및 엔진에 고정하기 위해 배열된 하우징;
    상기 하우징에 배치되고, 상기 하우징에 고정된 고정자와 상기 하우징에 대해 회전 가능한 회전자를 포함한 전기식 모터;
    상기 하우징 및 상기 전기식 모터의 내부에서 적어도 부분적으로 반경 방향에 배치된 유압식 커플링;
    상기 회전자를 상기 엔진에 구동 연결하기 위한 제1 클러치;
    상기 플래너터리 변속기의 입력 샤프트에 상기 회전자를 구동 연결하기 위해, 상기 유압식 커플링과 평행하게 배열된 제2 클러치; 및
    상기 하우징에 고정된 유동 플레이트 어셈블리(상기 유동 플레이트 어셈블리는,
    반경 방향 유동 채널의 제1 부분을 형성하는 반경 방향 홈을 포함한 제1 유동 플레이트; 및
    상기 제1 유동 플레이트에 고정되고, 상기 반경 방향 유동 채널의 제2 부분을 형성하는 제2 유동 플레이트를 포함함)를 포함하는, 하이브리드 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    제2 유동 플레이트는 반경 방향 내부 오리피스를 포함하고,
    상기 제1 유동 플레이트와 상기 제2 유동 플레이트는 상기 반경 방향의 내부 오리피스의 내부에서 반경 방향으로 함께 고정되는, 하이브리드 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유동 플레이트 어셈블리에 고정된 밀봉 허브; 및
    상기 엔진과 상기 제1 클러치와 연결 구동하기 위해 배열된 구동 허브를 추가로 포함하되,
    상기 밀봉 허브는, 상기 반경 방향의 내부 오리피스와 유압식으로 연결된 제1 유동 채널을 포함하고,
    상기 구동 허브는, 상기 제1 유동 채널에 유압식으로 연결된 제2 유동 채널을 포함하고,
    상기 밀봉 허브 또는 상기 구동 허브는 원주형 홈을 포함하고, 상기 제1 유동 채널 및 상기 제2 유동 채널은 상기 원주형 홈에서 유압식 연결되고,
    상기 밀봉 허브는 상기 원주 방향 홈의 제1 및 대향하는 제2 축 방향 측면 상에서 상기 구동 허브에 밀봉되는, 하이브리드 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    가터 스프링을 갖는 립 씰; 및
    제1 및 제2 다이나믹 씰을 추가로 포함하되, 상기 립 씰과 제1 및 제2 다이나믹 씰 각각은 상기 밀봉 허브를 상기 구동 허브에 직접 밀봉하기 위한, 하이브리드 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 클러치는,
    제1 피스톤;
    상기 제1 피스톤에 밀봉되고, 상기 제1 피스톤에 회전식으로 고정되고, 상기 제1 피스톤에 대해 축 방향으로 변위 가능한 제2 피스톤; 및
    상기 제1 클러치를 적용하기 위해 상기 제1 피스톤과 상기 제2 피스톤 사이에 축 방향으로 배열된 어플라이 챔버를 포함하되, 상기 반경 방향 유동 채널은 상기 어플라이 챔버에 유압식 연결되는, 하이브리드 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전자에 회전식 고정되고, 상기 플래너터리 변속기의 입력 샤프트에 밀봉하기 위해 배열된 제1 지지 플레이트; 및
    상기 회전자에 회전식 고정되고, 상기 하우징에 대해 상기 회전자를 반경 방향으로 위치시키기 위해 배열된 제2 지지 플레이트를 추가로 포함하되, 상기 제1 클러치는 상기 제1 지지 플레이트와 상기 제2 지지 플레이트 사이에 축 방향으로 배열되는, 하이브리드 모듈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 지지 플레이트는,
    제1 및 축 방향으로 대향하는 제2 원주형 홈을 갖는 반경 방향 내부 부분; 및
    상기 제1 및 축 방향으로 대향하는 제2 원주형 홈에 각각 배치된 제1 및 제2 씰을 포함하는, 하이브리드 모듈.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 지지 플레이트에 고정된 다이버터 플레이트를 추가로 포함하되,
    상기 제1 클러치는 제1 피스톤을 포함하고,
    상기 다이버터 플레이트는 균형 오일을 상기 제1 피스톤에 공급하기 위한, 하이브리드 모듈.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 유동 플레이트 어셈블리에 고정된 밀봉 허브; 및
    상기 하우징에 대해 상기 회전자를 반경 방향으로 위치시키기 위해 상기 밀봉 허브와 상기 제2 지지 플레이트 사이에 반경 방향으로 배열된 베어링을 추가로 포함하는, 하이브리드 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 엔진에 연결 구동하기 위해 배열되고 상기 밀봉 허브에 밀봉된 구동 허브를 추가로 포함하되, 상기 제1 클러치는 상기 구동 허브에 고정된 제1 피스톤을 포함하는, 하이브리드 모듈.
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