KR20070014332A - 하이브리드 자동차 - Google Patents

Abstract

모터와 제네레이터를 최대한 근접되면서 전장을 최소화하고, 기어전동에 의해 동력 전달이 이루어지도록 함으로써, 소음 발생을 최소할 수 있도록 한 하이브리드 자동차를 제공할 목적으로;

동일축선 상에 엔진, 동력분배수단, 모터, 제네레이터가 배치되고, 상기 동력분배수단으로부터 출력되는 동력이 다수의 감속기어와 디프렌셜 기어를 통해 감속된 후 디프렌셜을 통해 구동 휠로 최종 동력을 전달하는 구동계를 갖는 하이브리드 자동차에 있어서,

유성기어셋트로 이루어지는 상기 동력분배수단의 링기어가 중공 형태로 이루어지는 상기 모터의 로터 내경부에 형성됨을 특징으로 하는 하이브리드 자동차를 제공한다.

동력분배수단, 제네레이터, 모터, 로터

Description

하이브리드 자동차{HYBRID VEHICLES}

도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 구동계 개념도.

도 2는 종래에 의한 하이브리드 차량의 구동계 개념도이다.

본 발명은 하이브리드 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터와 제네레이터를 최대한 근접되면서 전장을 최소화하고, 종래의 스프로켓과 체인을 배제하고 기어전동이 이루어지게 함으로써, 소음 발생을 최소할 수 있도록 한 하이브리드 자동차에 관한 것이다.

예컨대, 하이브리드 자동차라고 함은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동하는 것을 의미하는 것으로, 대부분의 경우에는 연료를 사용하여 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동되는 전기 모터로 구성된 시스템으로서, 일명 하이브리드 전기 자동차라고 일컬어지고 있다.

이러한 하이브리드 자동차는 엔진에 의해 동력을 주 동력원으로 사용하고, 엔진에 의한 동력을 보조적인 동력으로 사용하기 때문에 기계적인 에너지를 전기적 인 에너지로 변환하는 비율이 적고, 동력전달 효율이 높다는 장점을 가지고 있다.

상기와 같은 하이브리드 차량의 종래 구동계의 구성을 살펴보면 도 2에서와 같이, 엔진(100)으로부터 동력을 전달받는 제1축(입력축: 102)상에 동력분배수단(PG)가 배치되고, 이의 동력분배수단(PG)의 전,후측에는 제네레이터(G)와 모터(M)가 배치되며, 상기 동력분배수단(PG)의 어느 하나의 작동요소로부터 출력되는 동력은 제2, 3축(카운트 샤프트:104, 106)에 형성된 기어를 통해 감속되어 제4축(108)상에 형성된 디프렌셜(110)을 통해 미도시한 휠로 최종 동력을 전달하는 4개의 축을 갖는 구동계를 형성하고 있다.

보다 구체적으로는 상기에서 제1축(102)상의 동력분배수단(PG)은 싱글 피니언 유성기어셋트로 이루어지며, 이의 유성 캐리어(PC)가 제1축과 연결되고, 선기어(S)가 제네레이터(G)와 연결되며, 링기어(R)가 모터(M)와 연결됨과 동시에 드라이브 스프로켓(112)과 연결된다.

상기 드라이브 스프로켓(112)은 제2축(104)상의 드리븐 스프로켓(116)과 체인(114)으로 연결되어 제2축(104)으로 동력을 전달하고, 제2축(104)의 카운터 드라이브 기어(118)는 제3축(106)의 카운터 드리븐 기어(120)와 치합되어 기어전동으로 동력을 전달하며, 제3축(106)의 파이널 기어(122)는 디프렌셜 기어(124)와 치합되어 최종적으로 감속이 이루어지면서 디프렌셜(110)을 통해 최종 동력이 드라이브 샤프트인 제4축(108) 전달하도록 구성하고 있다.

그러나 상기와 같은 하이브리드 자동차의 구동계에 있어서는 제네레이터와 모터가 동력분배수단을 중간에 두고 멀리 이격 배치되는 바, 전장이 증대되고, 이에따른 중량 증대 요인이 된다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 모터의 토크를 증대시키고자 하는 경우에 전장이 증대되면서 탑재성에 문제가 발생되는 바, 레이 아웃상에 한계가 있다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 체인과 스프로켓이 적용됨으로써, 체인 구동에 따른 소음이 크게 발생한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 모터와 제네레이터를 최대한 근접되면서 전장을 최소화하고, 종래의 스프로켓과 체인을 배제하고 기어전동이 이루어지게 함으로써, 소음 발생을 최소할 수 있도록 한 하이브리드 자동차를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 동일선상에 엔진, 동력분배수단, 모터, 제네레이터가 배치되고, 상기 동력분배수단으로부터 출력되는 동력이 다수의 감속기어와 디프렌셜 기어를 통해 감속된 후 디프렌셜을 통해 구동 휠로 최종 동력을 전달하는 구동계를 갖는 하이브리드 자동차에 있어서,

유성기어셋트로 이루어지는 상기 동력분배수단의 어느 하나의 작동요소와 상기 모터가 일체로 형성되는 하이브리드 자동차를 제공한다.

상기에서 동력분배수단의 출력요소인 링기어가 중공 형태인 상기 모터의 로터 내경부에 형성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명 한다.

도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 자동차의 구동계의 개략도로서, 엔진(2)으로부터 동력을 전달받는 제1축(4)상에 제네레이터(G)와 동력분배수단(PG), 그리고 모터(M)가 배치된다.

그리고 싱글 유성기어셋트로 이루어지는 상기 동력분배수단(PG)의 어느 하나의 작동요소로부터 출력되는 동력은 제2, 3축(카운트 샤프트:6, 8)에 형성된 기어를 통해 감속되어 제4축(구동축:10)상에 형성된 디프렌셜(12)을 통해 미도시한 구동 휠로 최종 동력을 전달하는 4개의 축을 갖는 구동계를 형성하고 있다.

보다 구체적으로는 상기에서 제1축(4)상의 동력분배수단(PG)의 유성 캐리어(PC)가 제1축(4)과 연결되어 입력요소로 작동하고, 선기어(S)가 제네레이터(G)와 연결되며, 링기어(R)가 모터(M)와 연결됨과 동시에 드라이브 기어(14)과 연결된다.

그리고 상기 제네레이터(G)는 상기 제1축(4)의 외준상에 회전 간섭없이 배치되는 동력전달부재(16)를 통해 선기어(S)와 연결되며, 상기 드라이브 기어(14)는 제2축(6)상의 드리븐 기어(18)와 기어 결합되어 제2축(6)으로 동력을 전달하게 된다.

상기와 같이 동력분배수단(PG)의 동력을 전달받은 제2축(6)의 카운터 드라이브 기어(20)는 제3축(8)의 카운터 드리븐 기어(22)와 치합되어 기어전동으로 동력을 전달하며, 제3축(8)의 파이널 기어(24)는 디프렌셜 기어(26)와 치합되어 최종적으로 감속이 이루어지면서 디프렌셜(12)을 통해 최종 동력이 드라이브 샤프트인 제4축(10) 전달하도록 구성하고 있다.

이와 같이 구성되는 하이브리드 자동차의 구동계에 있어서, 본 발명은 상기 동력분배수단(PG)의 링기어(R)를 도 2에서와 같이, 모터(M)의 로터(30)와 일체로 형성하였다.

이를 위하여 모터(M)의 로터(30)는 중공형태로 이루어지며, 중공 형태의 로터(30) 내경부에 링기어(R)를 형성한 것이다.

상기 링기어(R)를 형성함에 있어서는 별도의 부재에 링기어(R)를 형성하여 상기 로터(30)의 내경부에 일체적으로 결합하여 구성할 수도 있으며, 중공형태의 로터 자체에 링기어(R)를 가공할 수도 있다.

이와 같이 구동계를 구성하면, 상기 모터(M)가 동력분배수단(PG)의 외주측에 배치되는 바, 제네레이터(G)와는 최소의 거리를 유지하게 되는 바, 구동계의 전체 길이를 최소화할 수 있게 되는 것이다.

즉, 기존 모터가 차지하였던 폭만큼 길이가 줄어들게 되는 바, 엔진의 팩케이지에 유리할 수 밖에 없으며, 모터(M)의 토오크를 증대시키기 위한 수단으로 모터(M)의 크기를 증대시키고자 할 때에도 설계 자유도를 높일 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 구성하면, 링기어(R)에 의하여 구동되는 출력수단의 드라이브 기어(14)의 외경이 증대됨으로써, 직접 제2축(6)과 기어 전동이 가능해지므로 체인 구동에 따른 소음 발생을 줄일 수 있음과 동시에 동력력전달 효율을 높일 수 있게 된다.

도1, 2의 미설명 부호 32는 상기 로터(30)와 함께 모터(M)를 구성하는 스테이터를 지칭한다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 모터의 로터와 링기어를 일체화하면서 모터를 배치함으로써, 모터와 제네레이터를 최대한 근접되면서 전장을 최소화하고, 드라이브 기어의 커짐에 따라 종래의 스프로켓과 체인을 배제하고 기어전동이 이루어지게 함으로써, 소음 발생을 최소할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 동일선상에 엔진, 동력분배수단, 모터, 제네레이터가 배치되고, 상기 동력분배수단으로부터 출력되는 동력이 다수의 감속기어와 디프렌셜 기어를 통해 감속된 후 디프렌셜을 통해 구동 휠로 최종 동력을 전달하는 구동계를 갖는 하이브리드 자동차에 있어서,

   유성기어셋트로 이루어지는 상기 동력분배수단의 어느 하나의 작동요소와 상기 모터가 일체로 형성됨을 특징으로 하는 하이브리드 자동차.
2. 제1항에 있어서, 동력분배수단의 출력요소인 링기어가 중공 형태인 모터의 로터 내경부에 형성됨을 특징으로 하는 하이브리드 자동차.
3. 제2항에 있어서, 링기어는 별도의 부재로 형성되어 로터의 내경부에 일체적으로 결합됨을 특징으로 하는 하이브리드 자동차.

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