KR20130065404A - 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량 - Google Patents

종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량 Download PDF

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Abstract

이 발명은 종치형 모터를 사용하여 차량을 구동함으로써 내연기관 차량과의 등속조인트, 크로스멤버, 연료 탱크 등의 공용이 가능한, 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량에 관한 것으로서,
회전동력을 발생시켜서 전륜구동축을 구동하는 엔진과, 상기한 엔진에 연결되어 있는 발전기와, 상기한 발전기에 연결되어 있는 고압 케이블과, 상기한 고압케이블에 연결되어 있는 드라이버와, 상기한 드라이버에 연결되어 있는 종치형 모터와, 상기한 종치형 모터에 연결되어 있으며 후륜구동축에 설치되어 있는 후륜구동장치와, 운전자가 작동시키기 위한 2륜및4륜구동 절환스위치와, 상기한 2륜및4륜구동 절환스위치에 연결되어 있으며 발전기와 드라이버를 제어함으로써 후륜구동축을 구동하기 위한 4륜구동 컨트롤러를 포함하여 이루어진다.

Description

종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량{hybrid vehicle using longitudinal motor}
이 발명은 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 종치형 모터를 사용하여 차량을 구동함으로써 내연기관 차량과의 등속조인트, 크로스멤버, 연료 탱크 등의 공용이 가능한, 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량에 관한 것이다.
화석연료가 고갈되어 감에 따라 휘발유, 경유 등과 같은 화석연료를 사용하는 차량 대신에 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용하여 모터를 구동하는 전기 자동차의 개발이 이루어지고 있다.
상기 전기 자동차는, 충전 배터리에 저장된 전기 에너지만을 이용하여 모터를 구동하는 순수 전기 차량, 광전지를 이용하여 모터를 구동하는 태양전지 차량, 수소연료를 사용하는 연료전지를 이용하여 모터를 구동하는 연료전지 차량, 화석연료를 이용하여 엔진을 구동하고 전기를 이용하여 모터를 구동함으로써 엔진과 모터를 병용하는 하이브리드 차량 등으로 구분된다.
도 1은 종래의 하이브리드 차량의 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 하이브리드 차량은, 회전동력을 발생시켜서 전륜구동축을 구동하는 엔진(a)과, 상기한 엔진(a)에 연결되어 있는 발전기(b)와, 상기한 발전기(b)에 연결되어 있는 고압 케이블(g)과, 상기한 고압케이블(g)에 연결되어 있는 횡치형 모터(e)와, 상기한 횡치형 모터(e)에 연결되어 있으며 후륜구동축에 설치되어 있는 후륜구동장치(f)와, 운전자가 작동시키기 위한 2륜및4륜구동 절환스위치(c)와, 상기한 2륜및4륜구동 절환스위치(c)에 연결되어 있으며 발전기(b)와 횡치형모터(e)와 후륜구동장치(f)를 제어함으로써 후륜구동축을 구동하기 위한 4륜구동 컨트롤러(d)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한 종래의 하이브리드 차량의 작용은 다음과 같다.
엔진(a)으로부터 발생되는 회전동력은 전륜구동축을 구동함으로써 차량이 전진할 수 있도록 한다.
운전자에 의한 2륜및4륜구동 절환스위치(c)의 조작이나 4륜구동 컨트롤러(d)의 판단에 의해 4륜구동이 되는 경우에는 4륜구동 컨트롤러(d)는 발전기(b)와 횡치형모터(e)와 후륜구동장치(f)를 제어함으로써 후륜구동축이 구동되도록 한다.
이 경우에, 엔진(a)으로부터 발생되는 회전동력은 발전기(b)를 통해 전력으로 변환되고 고압케이블(g)을 통해 횡치형 모터(e)에 인가됨으로써 횡치형 모터(e)로부터 회전동력이 발생하게 되며, 횡치형 모터(e)로부터 발생된 회전동력은 후륜구동장치(f)를 통하여 후륜구동축을 구동함으로써 4륜구동이 이루어진다. 상기한 후륜구동장치(f)는 감속기능과 차동기능을 수행한다.
그러나 상기한 종래의 하이브리드 차량은 횡치형 모터를 사용하기 때문에 횡치형 모터를 위한 전용 샤시 모듈을 필요로 함으로써 내연기관 차량과의 모터의 공용성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 하이브리드 차량은 횡치형 모터를 사용함으로써 등속조인트의 좌,우 길이가 상이하게 되기 때문에 내연기관 차량과의 등속조인트의 공용이 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래의 하이브리드 차량은, 모터가 일정 출력이상이 되기 위해서는 내연기관보다 더 큰 패키지를 요구하게 되는데, 상기한 바와 같이 내연기관보다 더 큰 패키지의 횡치형 모터를 장착하기 위해서는 감속기가 L의 루트를 가지고 있어서 크로스멤버를 차량 전방으로 이동해야 하므로 크로스멤버의 형상 변경이 필요하게 됨으로써 내연기관 차량과의 공용이 어려운 문제점이 있다.
그리고, 종래의 하이브리드 차량은 크로스멤버의 전방이동으로 인하여 고정마운트의 변경과 연료탱크의 변경이 병행되어야 하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종치형 모터를 사용하여 차량을 구동함으로써 내연기관 차량과의 등속조인트, 크로스멤버, 연료 탱크 등의 공용이 가능한, 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 회전동력을 발생시켜서 전륜구동축을 구동하는 엔진과, 상기한 엔진에 연결되어 있는 발전기와, 상기한 발전기에 연결되어 있는 고압 케이블과, 상기한 고압케이블에 연결되어 있는 드라이버와, 상기한 드라이버에 연결되어 있는 종치형 모터와, 상기한 종치형 모터에 연결되어 있으며 후륜구동축에 설치되어 있는 후륜구동장치와, 운전자가 작동시키기 위한 2륜및4륜구동 절환스위치와, 상기한 2륜및4륜구동 절환스위치에 연결되어 있으며 발전기와 드라이버를 제어함으로써 후륜구동축을 구동하기 위한 4륜구동 컨트롤러를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 드라이버에 연결되어 있는 배터리를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 후륜구동장치는, 종치형 모터의 회전축 끝에 결합되어 있는 구동기어와, 상기한 구동기어의 외주면에 결합되어 있는 유성기어와, 상기한 유성기어의 외주면에 결합되어 있는 링기어와, 상기한 유성기어가 마운트되어 있는 캐리어와, 상기한 캐리어에 결합되어 있는 서플라인과, 상기한 서플라인의 끝에 형성되어 있는 구동 피니언과, 상기한 구동 피니언과 결합되는 종동 하이포이드기어와, 상기한 종동 하이포이드기어와 결합되어 있는 차동기어와, 상기한 유성기어와 캐리어와 서플라인을 지지하기 위해 설치되는 베어링을 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 종치형 모터는 기존 내연기관 4륜구동 차량의 프로펠러 샤프트와 커플링이 배치된 위치에 설치되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 기존의 내연기관 4륜구동 차량의 크로스멤버, 구동장치고정마운트, 연료탱크, 등속조인트를 변경없이 공용 사용하면 바람직하다.
이 발명은, 종치형 모터를 사용하여 차량을 구동함으로써 내연기관 차량과의 등속조인트, 크로스멤버, 연료 탱크 등의 공용이 가능한, 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 하이브리드 차량의 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 요부 단면 구성도이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 요부 조립 구성도이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 종치형 모터 및 후륜구동장치의 설치상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 종치형 모터 및 후륜구동장치의 설치상태를 보여주는 다른 도면이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다. 또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 구성도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 구성은, 회전동력을 발생시켜서 전륜구동축(1)을 구동하는 엔진(3)과, 상기한 엔진(3)에 연결되어 있는 발전기(4)와, 상기한 발전기(4)에 연결되어 있는 고압 케이블(5)과, 상기한 고압케이블(5)에 연결되어 있는 드라이버(6)와, 상기한 드라이버(6)에 연결되어 있는 배터리(7)와, 상기한 드라이버(6)에 연결되어 있는 종치형 모터(8)와, 상기한 종치형 모터(8)에 연결되어 있으며 후륜구동축(2)에 설치되어 있는 후륜구동장치(9)와, 운전자가 작동시키기 위한 2륜및4륜구동 절환스위치(10)와, 상기한 2륜및4륜구동 절환스위치(10)에 연결되어 있으며 발전기(4)와 드라이버(6)를 제어함으로써 후륜구동축(2)을 구동하기 위한 4륜구동 컨트롤러(11)를 포함하여 이루어진다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 요부 단면 구성도이고, 도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 요부 조립 구성도이다.
도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 후륜구동장치(9)의 구성은, 종치형 모터(8)의 회전축 끝에 결합되어 있는 구동기어(92)와, 상기한 구동기어(92)의 외주면에 결합되어 있는 유성기어(93)와, 상기한 유성기어(93)의 외주면에 결합되어 있는 링기어(94)와, 상기한 유성기어(93)가 마운트되어 있는 캐리어(95)와, 상기한 캐리어(95)에 결합되어 있는 서플라인(96)과, 상기한 서플라인(96)의 끝에 형성되어 있는 구동 피니언(97)과, 상기한 구동 피니언(97)과 결합되는 종동 하이포이드기어(98)와, 상기한 종동 하이포이드기어(98)와 결합되어 있는 차동기어(99)와, 상기한 유성기어(93)와 캐리어(95)와 서플라인(96)을 지지하기 위해 설치되는 베어링(91)을 포함하여 이루어진다.
상기한 유성기어(93)는 3개가 설치되는 구조로 이루어진다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 종치형 모터 및 후륜 구동장치의 설치상태를 보여주는 도면이고, 도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 종치형 모터 및 후륜 구동장치의 설치상태를 보여주는 다른 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 종치형 모터(8) 및 후륜구동장치(9)는 기존의 내연기관 4륜구동 차량의 프로펠러 샤프트와 커플링이 배치된 위치에 설치되며, 이 공간은 전통적으로 차량의 후륜 구동을 위해 확보된 공간이므로 모터의 출력 확보를 위해 싸이즈를 크게 하더라도 차체의 설계변경을 최소화할 수 있다. 또한 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 종치형 모터(8) 및 후륜구동장치(9)는 기존의 내연기관 4륜구동 차량의 크로스멤버(12), 구동장치고정마운트(13), 연료탱크, 등속조인트(14)를 변경없이 공용 사용할 수 있기 때문에 비용 및 차량 개발기간을 축소할 수 있다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량의 작용은 다음과 같다.
엔진(3)으로부터 발생되는 회전동력은 전륜구동축(1)을 구동함으로써 차량이 전진할 수 있도록 한다.
운전자에 의한 2륜및4륜구동 절환스위치(10)의 조작이나 4륜구동 컨트롤러(11)의 판단에 의해 4륜구동이 되는 경우에는 4륜구동 컨트롤러(11)는 발전기(4)와 드라이버(6)를 제어함으로써 후륜구동축(2)이 구동되도록 한다.
이 경우에, 엔진(3)으로부터 발생되는 회전동력은 발전기(4)를 통해 전력으로 변환되고 고압케이블(5)을 통해 드라이버(6)로 인가된다. 드라이버(6)는 고압케이블(5)을 통해 입력되는 전력을 배터리(7)에 저장함과 동시에 종치형 모터(8)에 인가함으로써 종치형 모터(8)로부터 회전동력이 발생하게 되며, 이와 같이 종치형 모터(8)로부터 발생된 회전동력은 후륜구동장치(9)를 통하여 후륜구동축(2)을 구동함으로써 4륜구동이 이루어진다.
상기한 후륜구동장치(9)에서는 감속기능과 차동기능을 수행한다. 즉, 모터(8)의 회전동력이 구동기어(92)를 통해 3개의 유성기어(93)로 전달되면 상기한 유성기어(93)의 외부를 둘러싼 링기어(94)는 감속기 몸체에 고정되어 있기 때문에 유성기어(93)가 마운트된 캐리어(95)가 회전하게 되면서 1차 감속을 하게 된다. 상기한 캐리어(95)에는 서플라인(96)이 연결되어 있어서 구동 피니언(97)에 동력을 전달하고, 상기한 구동 피니언(97)은 종동 하이포이드기어(98)를 통해 2차 감속을 하게 된다. 이와 같이 2차 감속된 회전동력은 차동기어(99)를 통해서 후륜구동축(2)으로 전달됨으로써 양바퀴로 전해지게 된다.
1 : 전륜구동축 2 : 후륜구동축
3 : 엔진 4 : 발전기
5 : 고압케이블 6 : 드라이버
7 : 배터리 8 : 종치형 모터
9 : 후륜구동장치 10 : 2륜및4륜구동 절환 스위치
11 : 4륜구동 컨트롤러 12 : 크로스멤버
13 : 구동장치고정마운트 14 : 등속조인트
92 : 구동기어 93 : 유성기어
94 : 링기어 95 : 캐리어
96 : 서플라인 97 : 구동 피니언
98 : 종동 하이포이드기어 99 : 차동기어

Claims (5)

  1. 회전동력을 발생시켜서 전륜구동축을 구동하는 엔진과,
    상기한 엔진에 연결되어 있는 발전기와,
    상기한 발전기에 연결되어 있는 고압 케이블과,
    상기한 고압케이블에 연결되어 있는 드라이버와,
    상기한 드라이버에 연결되어 있는 종치형 모터와,
    상기한 종치형 모터에 연결되어 있으며 후륜구동축에 설치되어 있는 후륜구동장치와,
    운전자가 작동시키기 위한 2륜및4륜구동 절환스위치와,
    상기한 2륜및4륜구동 절환스위치에 연결되어 있으며 발전기와 드라이버를 제어함으로써 후륜구동축을 구동하기 위한 4륜구동 컨트롤러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 드라이버에 연결되어 있는 배터리를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기한 후륜구동장치는,
    종치형 모터의 회전축 끝에 결합되어 있는 구동기어와,
    상기한 구동기어의 외주면에 결합되어 있는 유성기어와,
    상기한 유성기어의 외주면에 결합되어 있는 링기어와,
    상기한 유성기어가 마운트되어 있는 캐리어와,
    상기한 캐리어에 결합되어 있는 서플라인과,
    상기한 서플라인의 끝에 형성되어 있는 구동 피니언과,
    상기한 구동 피니언과 결합되는 종동 하이포이드기어와,
    상기한 종동 하이포이드기어와 결합되어 있는 차동기어와,
    상기한 유성기어와 캐리어와 서플라인을 지지하기 위해 설치되는 베어링을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기한 종치형 모터는 기존 내연기관 4륜구동 차량의 프로펠러 샤프트와 커플링이 배치된 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기한 기존의 내연기관 4륜구동 차량의 크로스멤버, 구동장치고정마운트, 연료탱크, 등속조인트를 변경없이 공용 사용하는 것을 특징으로 하는 종치형 모터를 이용한 하이브리드 차량.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110877580A (zh) * 2018-09-06 2020-03-13 本田技研工业株式会社 混合动力车辆

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