KR20090024915A - 하이브리드 차량용 동력전달장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진에 의한 저 RPM영역에서의 운전시 엔진 진동(Fluctuaion)에 대한 우수한 댐핑력을 제공할 수 있는 하이브리드 차량용 동력전달장치의 레이아웃에 관한 것이다.
이를 위해, 모터 지지축의 외측단이 모터 로터에 지지 결합되는 동시에 그 내측단이 상기 엔진 출력축과 상기 자동변속기의 입력축간의 경계부쪽으로 연장 배치되고; 모터 하우징이 상기 모터 로터의 외경부와 좌측면을 감싸면서 배치되며; 토션댐퍼가 상기 모터 하우징의 좌측단부와 상기 모터 로터의 사이 공간에 배치되며; 엔진 클러치가 상기 엔진 출력축과 상기 자동변속기의 입력축간의 동력전달을 위해, 상기 모터 하우징의 좌측단부와 상기 모터 지지축의 내측단 좌측면 사이 공간에 배치되며; 리테이너가 상기 엔진 클러치의 하우징과 상기 토션댐퍼를 연결시키며; 모터 커버 하우징이 상기 모터 로터의 우측면과 상기 모터 지지축의 내측단 우측면을 커버하면서 배치되며; 상기 모터 커버 하우징의 요부에 플라이 휠이 배치되는 등의 레이아웃을 갖는 하이브리드 차량용 동력전달장치를 제공한다.
하이브리드, 차량, 동력전달장치, 레이아웃, 모터 로터, 엔진 클러치, 토션댐퍼, 자동변속기, 플라이 휠

Description

하이브리드 차량용 동력전달장치{POWER TRANSMISSION DEVICE FOR HEV}
본 발명은 하이브리드 차량용 동력전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진에 의한 저 RPM영역에서의 운전시 엔진 진동(Fluctuaion)에 대한 댐핑력이 우수하고, 엔진에 의한 저 RPM 운전성 및 NVH 측면에서 유리한 레이아웃을 갖는 하이브리드 차량용 동력전달장치에 관한 것이다.
일반적으로, 하이브리드 차량용 동력전달장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 자동변속기(30), 모터(20), 엔진(10) 및 ISG(40: Integrated Startor & Generator)가 일렬로 배열되는 레이아웃을 갖는다.
엔진과 모터를 이용한 하이브리드 자동차에서, 상기 모터(20)의 역할은 초기 출발시 구동모터(초기 출발 영역시 저 RPM에서 효율이 좋은 모터의 특성을 이용)를 사용하여 차량의 출발을 도모하며, 차량이 일정속도를 갖게 되면 상기 제너레이터, 즉 ISG(40)가 엔진을 시동하여 엔진의 출력과 모터의 출력을 동시에 이용하게 된다.
이때, 엔진(10)의 출력과 ISG(40)를 사용하여 발전된 에너지를 이용하는 모터(20)의 출력을 통합적으로 사용하기 위해서 각각의 출력을 자동변속기(30)의 유성기어(미도시됨)의 한 유니트와 결합한 구조를 갖게 된다.
즉, 상기 엔진(10)은 유성기어의 캐리어와, 상기 ISG(40)는 유성기어의 선기어와, 상기 구동모터(20)는 링기어와 연결된 구조를 갖는다.
따라서, 엔진(10)의 회전동력이 자동변속기(30)의 유성기어장치를 통해 변속되어 구동축에 전달되고, 이 구동축에 전달된 동력은 추진축을 통해 구동륜으로 전달된다.
이와 동시에, 자동변속기(30)의 유성기어중 선기어와 연결된 ISG(40)는 주행중 감속하게 되면, 엔진(10)의 동력을 전달받아 전기를 발생시키게 되고, 또한 상기 ISG(40)에서 발생된 전기는 인버터(미도시됨)를 통해 충전기에 충전되고, 이후 차량의 발진시나 가속시 상기 구동축을 회전시키는 구동모터(20)에 전기를 제공하게 된다.
이러한 하이브리드 차량의 동력전달장치는 자동변속기, 모터, 토크컨버터, 엔진 및 ISG(Integrated Startor & Generator)가 일축상에 배열된 구조이기 때문에, 엔진룸의 전장이 길어져 각 구성에 대한 레이아웃 및 탑재에 매우 불리한 구조로 되어 있고, 이에 서로 다른 다수의 플랫폼(platform)에 공통적으로 적용하기가 어려운 단점이 있는 바, 이러한 점을 감안하여 양산에 유리하면서도 최적의 레이아웃을 갖는 동력전달장치의 개발이 계속 진행중에 있다.
종래의 하이브리드 차량용 동력전달장치는 댐퍼 스프링(DAMPER SPRING) 앞의 프리머리 이너시아(PRIMARY INERTIA)가 제한적인 구조를 가지기 때문에 엔진의 저 RPM 영역에서의 운전성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 플라이 휠, 모터 로터, 엔진 클러치 및 리테이너의 이너시아(INERTIA)를 가지도록 토션 댐퍼를 변속기와 모터 사이에 배치함으로써, 엔진에 의한 저 RPM영역에서의 운전시 엔진 진동(Fluctuaion)에 대한 댐핑력이 우수하고, 따라서 엔진에 의한 저 RPM 운전성 및 NVH 측면에서 유리한 레이아웃을 갖는 하이브리드 차량용 동력전달장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 입력축을 갖는 자동변속기와, 토션댐퍼와, 모터와, 엔진 클러치와, 플라이 휠 및 크랭크축과 연결되는 출력축을 갖는 엔진이 일축상에 직결된 하이브리드 차량용 동력전달장치에 있어서, 외측단은 모터 로터에 지지 결합되고, 내측단은 상기 엔진 출력축과 상기 자동변속기의 입력축간의 경계부쪽으로 연장 배치되는 모터 지지축과; 상기 모터 로터의 외경부와 좌측면을 감싸면서 배치되는 모터 하우징과; 상기 모터 하우징의 좌측단부와 상기 모터 로터의 사이 공간에 배치되는 토션댐퍼와; 상기 엔진 출력축과 상기 자동변 속기의 입력축간의 동력전달을 위해, 상기 모터 하우징의 좌측단부와 상기 모터 지지축의 내측단 좌측면 사이 공간에 배치되는 엔진 클러치와; 상기 엔진 클러치의 하우징과 상기 토션댐퍼를 연결시키는 리테이너와; 상기 모터 로터의 우측면과 상기 모터 지지축의 내측단 우측면을 커버하면서 배치되되, 그 우측면에 요부를 갖는 모터 커버 하우징과; 상기 모터 커버 하우징의 요부에 위치되어, 상기 모터 로터와 차단 배치되는 플라이 휠; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치를 제공한다.
바람직한 일 구현예로서, 상기 모터 지지축의 내측단과 상기 모터 커버 하우징의 내측단간에는 모터 지지축의 회전을 지지하는 지지베어링이 장착된 것을 특징으로 한다.
바람직한 다른 구현예로서, 상기 모터 지지축의 우측면에 인접되면서, 상기 모터 커버 하우징의 내측단 좌측면에는 모터 위치 센서가 장착되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 모터 지지축의 내측단은 모터 로터에 지지 결합된 외측단의 중앙 위치에 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 플라이 휠은 크랭크축 외주부와 오버랩되며 상기 모터 커버 하우징의 요부에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.
본 발명의 동력전달장치의 레이아웃에 따르면, 플라이 휠, 모터 로터, 엔진 클러치 및 리테이너의 이너시아(INERTIA)를 가지도록 토션 댐퍼를 변속기와 모터 사이에 배치함으로써, 엔진에 의한 저 RPM영역에서의 운전시 엔진 진동(Fluctuaion)에 대한 우수한 댐핑력을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 엔진에 의한 저 RPM 운전성 및 NVH 측면에서 유리한 하이브리드 차량용 동력전달장치의 레이아웃을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치를 설명하는 동력전달 계통도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 레이아웃을 보여주는 개략적 단면도이다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력전달장치는 입력축을 갖는 자동변속기와, 모터와, 엔진이 일축상에 직결되고, 토션댐퍼가 자동변속기와 모터 사이에 배치되고, 플라이 휠이 모터와 엔진 사이에 배치되며, 엔진 클러치가 모터와 토션댐파 사이에 배치되는 레이아웃 구조를 갖는다.
즉, 본 발명은 플라이 휠, 모터 로터, 엔진 클러치 및 토션 댐퍼의 리테이너가 같은 이너시아(INERTIA)를 가지도록 함으로써, 엔진에 의한 저 RPM영역에서의 운전시 엔진 진동(Fluctuaion)에 대한 우수한 댐핑력을 제공할 수 있도록 한 것이다.
먼저, 엔진과 자동변속기 사이에 직결된 모터 어셈블리의 레이아웃을 살펴보면 다음과 같다.
상기 모터 어셈블리의 구성중 모터 로터(10)가 모터 지지축(12)에 의하여 지지되는 바, 상기 모터 지지축(12)의 외측단은 모터 로터(10)에 지지 결합되고, 그 내측단은 상기 엔진(20)과 연결된 엔진출력축(14)과 상기 자동변속기(16)의 입력축(18)간의 경계부쪽으로 연장 배치된다.
이때, 상기 모터 지지축(12)의 내측단은 모터 로터(10)의 등강성 지지를 위해 모터 로터(10)에 지지 결합된 모터 지지축(12)의 외측단의 중앙 위치에 일체로 형성되며, 도 2에 도시된 바와 같이 모터 지지축(12)의 내측단은 "ㄷ" 단면 형상을 갖는다.
또한, 상기 모터 어셈블리 구성중 모터 하우징(22)이 포함되는 바, 이 모터 하우징(22)은 상기 모터 로터(10)의 외경부와 좌측면, 엔진 클러치(24)의 좌측면, 토션댐퍼(38)의 좌측면을 소정의 거리를 유지하며 감쌀 수 있도록 배치된다.
보다 상세하게는, 상기 엔진 클러치(24)는 엔진 출력축(14)과 상기 자동변속기(16)의 입력축(18)간의 동력전달을 위한 구성으로서, 상기 모터 로터(10)를 지지하고 있는 모터 지지축(12)의 외측단 안쪽과 내측단 좌측면의 사이 공간에 배치된다.
특히, 상기 토션 댐퍼(38)는 상기 모터 하우징(22)의 좌측단부와 엔진 클러 치 및 모터 로터의 좌측면 사이 공간에 배치된다.
따라서, 상기 모터 로터(10)와 엔진 클러치(24), 그리고 모터 로터(10)를 지지하고 있는 모터 지지축(12), 및 상기 토션 댐퍼(38)는 하나의 공간, 즉 모터 하우징(22)의 내부에 집약적으로 배치되는 상태가 된다.
이때, 상기 엔진 클러치(24)의 하우징과 상기 토션 댐퍼(38)는 리테이너(42)에 의하여 서로 연결된다.
결국, 하이브리드용 동력전달장치의 공간 활용 및 이너시아(inertia) 변경을 위해 엔진클러치(24) 및 토션 댐퍼(38)가 모터(26)와 변속기(16) 사이에 배치되고, 엔진 클러치(24) 일부가 모터 내부 즉, 모터 로터(10)의 내주부와 오버랩되도록 배치된다.
한편, 상기 모터 어셈블리 구성중 모터 커버 하우징(28)이 포함되는 바, 이 모터 커버 하우징(28)은 상기 모터 로터(10)의 우측면과 상기 모터 지지축(12)의 내측단 우측면을 소정의 거리를 유지하면서 커버할 수 있도록 배치된다.
이때, 상기 모터 지지축(12)의 내측단과 상기 모터 커버 하우징(28)의 내측단간에는 모터 지지축(12)의 회전을 지지하는 지지베어링(30)이 장착된다.
또한, 상기 모터 지지축(12)의 우측면에 인접되면서, 상기 모터 커버 하우징(28)의 내측단 좌측면에는 모터 위치 센서(32)가 장착되어, 모터 로터의 위치 및 회전수 등을 감지하는 역할을 하게 된다.
한편, 상기 모터 커버 하우징(28)의 우측면에는 오목한 공간의 요부(36)가 형성되며, 이 모터 커버 하우징(28)의 요부(36)에 플라이 휠(44)이 배치되는 바, 상기 플라이 휠(44)은 크랭크축(40) 외주부와 오버랩되며 상기 모터 커버 하우징(28)의 요부(36)에 배치된다.
따라서, 상기 모터 로터(10)와 플라이 휠(44)는 모터 커버 하우징(28)에 의하여 서로 차단된 상태가 되며, 이에 모터 커버 하우징(28)에 의하여 변속기 오일이 플라이 휠(44)이 있는 공간으로 흐르지 않게 되어, 오일에 의한 플라이 휠의 구동 손실 방지 및 오일 손실 공간을 줄일 수 있다.
이와 같이, 토션 댐퍼를 상기 변속기와 모터 사이에 배치하되, 엔진클러치와 리테이너로 연결되는 레이아웃을 통하여, 플라이 휠, 모터 로터, 엔진 클러치 및 토션 댐퍼의 리테이너가 같은 이너시아(INERTIA)를 가지도록 함으로써, 엔진에 의한 저 RPM영역에서의 운전시 엔진 진동(Fluctuaion)에 대한 우수한 댐핑력을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치를 설명하는 동력전달 계통도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 레이아웃을 보여주는 개략적 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 모터 로터 12 : 모터 지지축
14 : 엔진 출력축 16 : 자동변속기
18 : 입력축 20 : 엔진
22 : 모터 하우징 24 : 엔진 클러치
26 : 모터 28 : 모터 커버 하우징
30 : 지지베어링 32 : 모터 위치 센서
36 : 요부 38 : 토션 댐퍼
40 : 크랭크축 42 : 리테이너
44 : 플라이 휠

Claims (5)

  1. 입력축을 갖는 자동변속기와, 토션댐퍼와, 모터와, 엔진 클러치와, 플라이 휠 및 크랭크축과 연결되는 출력축을 갖는 엔진이 일축상에 직결된 하이브리드 차량용 동력전달장치에 있어서,
    외측단은 모터 로터에 지지 결합되고, 내측단은 상기 엔진 출력축과 상기 자동변속기의 입력축간의 경계부쪽으로 연장 배치되는 모터 지지축과;
    상기 모터 로터의 외경부와 좌측면을 감싸면서 배치되는 모터 하우징과;
    상기 모터 하우징의 좌측단부와 상기 모터 로터의 사이 공간에 배치되는 토션댐퍼와;
    상기 엔진 출력축과 상기 자동변속기의 입력축간의 동력전달을 위해, 상기 모터 하우징의 좌측단부와 상기 모터 지지축의 내측단 좌측면 사이 공간에 배치되는 엔진 클러치와;
    상기 엔진 클러치의 하우징과 상기 토션댐퍼를 연결시키는 리테이너와;
    상기 모터 로터의 우측면과 상기 모터 지지축의 내측단 우측면을 커버하면서 배치되되, 그 우측면에 요부를 갖는 모터 커버 하우징과;
    상기 모터 커버 하우징의 요부에 위치되어, 상기 모터 로터와 차단 배치되는 플라이 휠;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 모터 지지축의 내측단과 상기 모터 커버 하우징의 내측단간에는 모터 지지축의 회전을 지지하는 지지베어링이 장착된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 모터 지지축의 우측면에 인접되면서, 상기 모터 커버 하우징의 내측단 좌측면에는 모터 위치 센서가 장착되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 모터 지지축의 내측단은 모터 로터에 지지 결합된 외측단의 중앙 위치에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 플라이 휠은 크랭크축 외주부와 오버랩되며 상기 모터 커버 하우징의 요부에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
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