KR20200045250A - 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리 - Google Patents

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KR20200045250A
KR20200045250A KR1020180126083A KR20180126083A KR20200045250A KR 20200045250 A KR20200045250 A KR 20200045250A KR 1020180126083 A KR1020180126083 A KR 1020180126083A KR 20180126083 A KR20180126083 A KR 20180126083A KR 20200045250 A KR20200045250 A KR 20200045250A
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 엔진과 모터에 연결되는 유성기어에 슈퍼 차저를 연결하여 모터가 슈퍼차저의 회전수를 가변적으로 제어할 수 있는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리는, 차량에 탑재된 엔진(10)의 회전력의 일부가 동력전달수단을 통하여 상기 엔진(10)으로 유입되는 공기를 과급시키는 슈퍼차저를 포함하는 슈퍼차저 어셈블리에 있어서, 상기 엔진(10)과 상기 슈퍼차저(20) 사이에는 유성기어(30)가 설치되고, 상기 엔진(10)은 동력전달수단을 통하여 상기 유성기어(30)의 어느 하나의 회전요소에 연결되고, 상기 슈퍼차저(20)는 상기 유성기어(30)의 다른 하나의 회전요소에 연결되며, 전원이 인가되면 회전력을 발생시키고 회전력이 입력되면 전류를 출력하는 모터가 상기 유성기어(30)의 또 다른 하나의 회전요소에 연결되고, 상기 모터는 상기 엔진(10)의 시동시부터 회전가능하고, 상기 유성기어(30)의 또 다른 하나의 회전요소로 회전력이 입력되며, 상기 모터가 상기 슈퍼차저(20)의 회전수를 가변시키는 것을 특징으로 한다.

Description

유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리{SUPER CHAGER ASSEMBLY USING PLANETARY GEAR}
본 발명은 차량의 엔진으로 유입되는 공기를 기구적인 동력으로 과급시키는 슈퍼차저 어셈블리관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진과 모터에 연결되는 유성기어에 슈퍼 차저를 연결하여 모터가 슈퍼차저의 회전수를 가변적으로 제어할 수 있는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리에 관한 것이다.
엔진은 내부로 연소를 위하여 공기가 흡입되는데, 상기 엔진의 출력을 높이기 위하여 과급시킨다.
엔진으로 유입되는 공기를 과급시키는 방식은 배기에너지를 이용한 터보차저와 엔진의 동력을 이용하여 슈퍼차저 방식이 있다.
상기 슈퍼차저는 엔진과 상기 컴프레서를 동력전달수단으로 연결하여, 엔진의 회전력의 일부가 상기 엔진으로 유입되는 공기를 과급시킨다. 상기 슈퍼차저는 반응이 빠르고 저속에서도 충분한 과급효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
한편, 종래기술에 따른 슈퍼차저는 상기 컴프레서서 엔진의 동력으로만 구동되어, 엔진의 회전수에 종속되어 작동할 수 밖에 없었다. 상기 엔진과 상기 슈퍼차저가 벨트, 기어 등으로 연결됨으로써, 상기 슈퍼차저의 회전수는 상기 엔진의 회전수에 종속될 수 밖에 없어서, 차량의 ECU와 같은 제어장치가 상기 슈퍼차저의 회전수를 상기 엔진의 회전수와 독립적으로 제어할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '원심식　슈퍼　차져　및 이를 이용한 엔진의 과급시스템'에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 10-2014-0114512 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 유성기어를 통하여 엔진과 모터의 동력이 수퍼차저를 구동시킬 수 있도록 함으로써, 모터를 제어하여 수퍼차저의 속도를 가변시킬 수 있도록 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 유성기어를 통하여 슈퍼차저를 작동시키는 모터가 필요에 따라 엔진을 시동시키거나 발전을 수행할 수 있도록 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리는, 차량에 탑재된 엔진의 회전력의 일부가 동력전달수단을 통하여 상기 엔진으로 유입되는 공기를 과급시키는 슈퍼차저를 포함하는 슈퍼차저 어셈블리에 있어서, 상기 엔진과 상기 슈퍼차저 사이에는 유성기어가 설치되고, 상기 엔진은 동력전달수단을 통하여 상기 유성기어의 어느 하나의 회전요소에 연결되고, 상기 슈퍼차저는 상기 유성기어의 다른 하나의 회전요소에 연결되며, 전원이 인가되면 회전력을 발생시키고 회전력이 입력되면 전류를 출력하는 모터가 상기 유성기어의 또 다른 하나의 회전요소에 연결되고, 상기 모터는 상기 엔진의 시동시부터 회전가능하고, 상기 유성기어의 또 다른 하나의 회전요소로 회전력이 입력되며, 상기 모터가 상기 슈퍼차저의 회전수를 가변시키는 것을 특징으로 한다.
상기 모터와 상기 엔진은 동력전달수단으로 연결되고, 상기 모터와 상기 엔진 사이에 결합시 회전력을 전달하고 분리시 회전력을 차단하는 동력단속수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 동력단속수단과 상기 엔진 사이에 전원이 인가되면 회전력을 발생시키고 회전력이 입력되면 전류를 출력하는 다른 모터가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진이 정지상태에서 시동되면, 상기 동력단속수단이 분리된 상태에서 상기 다른 모터가 상기 엔진을 시동시키는 것을 특징으로 한다.
콜드시 또는 상기 다른 모터에 이상이 있는 상태에서 상기 차량이 시동되면, 상기 동력단속수단이 결합되고 상기 모터와 상기 다른 모터가 상기 엔진을 시동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 차량이 정속 주행하면, 상기 동력단속수단이 분리된 상태에서 상기 다른 모터는 상기 엔진의 회전력에 의해 회전하면서 발전모드로 작동하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량이 미리 정해진 가속도 이하로 가속 중이면, 상기 모터는 상기 유성기어의 상기 또 다른 하나의 회전요소를 구동시키고, 상기 다른 모터는 상기 엔진의 회전력에 의해 회전하면서 발전모드로 작동하여 상기 모터로 전원을 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량이 미리 정해진 가속도 이상으로 가속 중이면, 상기 모터와 상기 다른 모터가 모두 회전하여 상기 유성기어의 상기 또 다른 하나의 회전요소를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 차량이 감속 중이면서, 상기 차량에서 요구되는 발전용량이 미리 정해진 크기 이하이면, 상기 동력단속수단이 분리된 상태에서 상기 엔진은 퓨얼 컷 모드로 작동하고, 상기 다른 모터는 상기 엔진의 회전력에 의해 회전하면서 발전모드로 작동하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량이 감속 중 이면서, 상기 차량에서 요구되는 발전용량이 미리 정해진 크기 이상이면, 상기 동력단속수단이 결합된 상태에서 상기 엔진은 퓨얼 컷 모드로 작동하고, 상기 모터와 상기 다른 모터는 상기 엔진의 회전력에 의해 회전하면서 상기 모터와 상기 다른 모터는 모두 발전모드로 작동하는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진이 정지상태에서 시동되면, 상기 동력단속수단이 결합된 상태에서 상기 모터가 상기 엔진을 시동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 차량이 정속 주행하면, 상기 동력단속수단이 분리되는 것을 특징으로 한다.
상기 차량이 가속중이면, 상기 동력단속수단이 분리되고, 상기 모터는 상기 유성기어의 상기 또 다른 하나의 회전요소를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기 차량이 감속 중이면서, 상기 차량에서 요구되는 발전용량이 미리 정해진 크기 이하이면, 상기 동력단속수단이 분리되고, 상기 엔진은 퓨얼 컷 모드로 작동하는 것을 특징으로 한다.
상기 차량이 감속 중이면서, 상기 차량에서 요구되는 발전용량이 미리 정해진 크기 이상이면, 상기 동력단속수단이 결합되고, 상기 엔진은 퓨얼 컷 모드로 작동하면서, 상기 모터는 상기 엔진의 회전력으로 회전하면서 발전모드로 작동하는 것을 특징으로 한다.
상기 엔진은 상기 유성기어의 캐리어에 연결되고, 상기 슈퍼차저는 상기 유성기어의 선기어에 연결되며, 상기 모터는 상기 유성기어의 링기어에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리에 따르면, 유성기어를 통하여 엔진, 모터 및 슈퍼차저가 연결되어 있어서, 전원의 인가에 따라 제어가 용이한 모터를 이용하여 상기 슈퍼차저의 회전을 엔진의 회전수에 대하여 독립적으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 모터는 엔진을 시동시커나, 발전에 사용할 수 있으므로, 별도의 스타트모터나 발전기를 설치하지 않아도 되므로, 원가절감과 연비향상이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 제1실시에에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 제1실시에에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리의 작동모드를 도시한 표.
도 3은 본 발명의 제2실시에에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명의 제2실시에에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리의 작동모드를 도시한 표.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리는, 차량에 탑재된 엔진(10)의 회전력의 일부가 동력전달수단을 통하여 상기 엔진(10)으로 유입되는 공기를 과급시키는 슈퍼차저를 포함하는 슈퍼차저 어셈블리에서, 상기 엔진(10)과 상기 슈퍼차저(20) 사이에는 유성기어(30)가 설치되고, 상기 엔진(10)은 동력전달수단을 통하여 상기 유성기어(30)의 어느 하나의 회전요소에 연결되고, 상기 슈퍼차저(20)는 상기 유성기어(30)의 다른 하나의 회전요소에 연결되며, 전원이 인가되면 회전력을 발생시키고 회전력이 입력되면 전류를 출력하는 모터가 상기 유성기어(30)의 또 다른 하나의 회전요소에 연결되고, 상기 모터는 상기 엔진(10)의 시동시부터 회전하여, 상기 유성기어(30)의 또 다른 하나의 회전요소로 회전력이 입력되며, 상기 모터가 상기 슈퍼차저(20)의 회전수를 가변시킨다.
상기 유성기어(30)는 상기 유성기어(30)의 각 회전요소 중 어느 하나 또는 그 이상으로 회전력이 입력되도록 하면, 나머지 회전요소를 통하여 변속된 회전수롤 출력되도록 할 수 있고, 각각 풀리비의 조절이 용이하다.
따라서, 상기 유성기어(30)에 엔진(10)과 모터를 연결하고, 상기 모터의 속도 또는 방향을 제어함으로써, 상기 엔진(10)의 회전수와 독립적으로 상기 슈퍼차저(20)가 작동하도록 함으로써, 상기 슈퍼차저(20)의 속도를 임의로 가변시킬 수 있다.
또한, 상기 슈퍼차저(20)의 회전력을 상기 엔진(10)과 상기 모터가 분담하므로, 상기 모터의 용량과 사이즈를 최적화시킬 수 있고, 상기 모터를 동력전달수단을 통하여 상기 유성기어(30)에 연결됨으로써, 장착자유도가 향상된다.
상기 모터는 전원이 인가되면 회전력을 발생시키고, 회전력이 입력되면 회생제동을 통하여 전류를 출력하도록 작동하기 때문에, 상기 모터로부터 회전력이 발생되도록 하거나, 상기 모터를 통하여 발전을 할 수 있다.
상기 모터와 상기 엔진(10) 사이에 클러치(61)와 같이, 결합시 회전력을 전달하고 분리시 회전력을 차단하는 동력단속(斷續)수단이 설치됨으로써, 상기 엔진(10) 또는 차량의 운전모드에 맞게 상기 모터로 상기 슈퍼차저(20)를 회전시키거나, 상기 엔진(10)을 시동시키거나, 또는 발전을 수행할 수 있다.
또한, 상기 모터는 필요에 따라 복수로 설치하여, 모두 모터로서 작동되도록 하거나 모두 발전을 수해하거나 또는 어느 하나만 모터 또는 발전기로 작동하도록 함으로써, 효율을 높일 수 있다.
아울러, 상기 모터가 상기 슈퍼차저(20)로부터 분리됨으로써, 슈퍼차저 어셈블리의 전장방향의 길이를 줄여 레이아웃의 확보가 용이해진다.
이하에서는 도면을 이용하여 본 발명에 따른 각 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 제1시예에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리가 도시되어 있다.
본 발명의 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리는, 엔진(10)과 유성기어(30)가 동력전달수단, 예컨대 풀리를 통하여 연결된다.
엔진(10)의 출력축에는 상기 엔진(10)에 의해 회전하는 제1풀리(51)가 설치되고, 상기 유성기어(30) 측에는 상기 제1풀리(51)에 의해 회전하는 제2풀리(52)가 설치되며, 상기 제1풀리(51)와 상기 제2풀리(52)는 벨트 등에 의해 회전 회전력이 전달된다. 따라서, 상기 유성기어(30)의 어느 하나의 회전요소는 상기 엔진(10)에 의해 회전한다.
슈퍼차저(20)는 상기 유성기어(30)의 다른 하나의 회전요소에 연결되어, 상기 엔진(10)으로부터 상기 유성기어(30)로 입력되는 동력에 의해 회전한다. 상기 유성기어(30)에서 상기 엔진(10)과 상기 슈퍼차저(20)는 서로 다른 회전요소에 연결된다.
제1모터(41)는 상기 엔진(10)과 동력전단수단으로 연결된다. 상기 엔진(10)에 제1풀리(51)가 연결되고, 상기 제1모터(41)의 회전축에 제3풀리(53)가 설치됨으로써, 상기 제1모터(41)가 상기 엔진(10)에 연결된다. 상기 엔진(10)과 상기 제1모터(41)는 상시 연결되는 구조로서, 운전모드에 따라 상기 엔진(10)의 회전력이 상기 제1모터(41)로 전달되어 발전이 수행되거나, 상기 제1모터(41)가 상기 엔진(10)을 시동시킬 수 있다.
제2모터(42)는 상기 제1모터(41)와 동일한 회전축에 장착되되, 상기 제1모터(41)와 상기 제2모터(42) 사이에 동력단속수단인 클러치(61)가 설치된다. 이에 따라 상기 클러치(61)는 상기 제1모터(41)와 상기 제2모터(42) 사이의 동력을 단속한다. 즉, 상기 클러치(61)의 결합여부에 따라, 상기 엔진(10)과 상기 제2모터(42)가 연결도어 동력전달이 가능한 상태가 되거나, 서로 분리된 상태가 된다.
상기 제1모터(41)는 상기 차량에 장착된 배터리로부터 전력을 공급받지만, 상기 제2모터(42)는 상기 제1모터(41)로부터 발전된 전력에 의해 작동한다.
상기 클러치(61)와 상기 제2모터(42) 사이에는 제4풀리(54)가 설치되고, 상기 제4풀리(54)는 상기 유성기어(30)의 또 다른 하나의 회전요소에 연결되어, 상기 제2모터(42)가 상기 유성기어(30)에 상시 연결되도록 한다.
상기 유성기어(30)의 각 회전요소는 각각 상기 엔진(10), 상기 슈퍼차저(20) 및 상기 제2모터(42)에 연결됨으로써, 상기 유성기어(30)는 상기 엔진(10)과 상기 제2모터(42)로부터 회전력이 입력되고, 상기 슈퍼차저(20)로 회전력이 출력된다. 바람직하게는 상기 유성기어(30)에서 캐리어(32)는 상기 엔진(10)과 연결되고, 상기 링기어(33)는 상기 제2모터(42)에 연결되며, 상기 선기어(31)가 상기 슈퍼차저(20)에 연결된다.
한편, 도 1에서는 상기 유성기어(30)에서 상기 캐리어(32)는 상기 엔진(10)에 연결되고, 상기 선기어(31)가 상기 슈퍼차저(20)에 연결되며, 상기 링기어(33)에 상기 제2모터(42)가 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 다르게 연결될 수 있다. 즉, 상기 엔진(10)과 상기 제2모터(42)로부터 입력된 회전수에 대하여 상기 슈퍼차저(20)로 출력되는 회전수를 만족하도록 상기 엔진(10), 상기 슈퍼차저 및 상기 제2모터(42)는 상기 도 1에서 도시된 바와 다른 상기 유성기어(30)의 각 회전요소에 각각 연결될 수 있다.
도 2에는 본 발명의 제1실시예에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리의 작동모드별 작동상태가 도시되어 있다.
도 2에 작동모드별로 상기 클러치(61)의 결합(on), 분리(off)여부, 상기 제1모터(41)가 모터로서 작동하는지(motor), 발전모드로 작동하는지(generating)가 도시되어 있다.
먼저, 시동시에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
상기 엔진(10)의 시동시에는 상기 클러치(61)를 분리시키고, 상기 제1모터(41)를 이용하여 상기 엔진(10)을 시동시킨다. 상기 클러치(61)가 분리된 상태에서 상기 제1모터(41)가 회전하면, 상기 제1모터(41)의 회전력은 상기 제3풀리(53), 제2풀리(52) 및 제1풀리(51)를 순차적으로 거쳐 상기 엔진(10)을 기동시켜 상기 엔진(10)의 시동이 가능해진다.
만약, 콜드시 또는 상기 제1모터(41)에 이상이 있는 경우, 상기 클러치(61)가 결합되면, 상기 제2모터(42)의 회전력도 상기 제1모터(41)의 회전력과 함께 상기 엔진(10)으로 전달되어 상기 엔진으로 시동시킬 수 있다.
상기 차량이 정속으로 주행중일 때에는 상기 클러치(61)를 분리시키고, 충전이 필요한 경우, 상기 제1모터(41)를 이용하여 발전시킨다. 정속 주행시, 상기 클러치(61)를 분리시키면, 상기 엔진(10)의 동력이 상기 제1풀리(51), 상기 제2풀리(52) 및 상기 제3풀리(53)를 통하여 상기 제1모터(41)로 전달되고, 상기 제1모터(41)는 발전모드로 작동하여, 배터리를 충전시킨다. 이때, 상기 제2풀리(52)에 연결된 상기 캐리어(32)가 회전하면서, 상기 슈퍼차저(20)의 컴프레서를 구동시켜, 상기 엔진(10)으로 유입되는 공기를 과급한다.
상기 차량이 가속시키는 경우는 2가지로 나누어 작동된다. 미리 정해진 가속도 이내에서는 상기 엔진(10)과 상기 제2모터(42)에 의해서 상기 슈퍼차저(20)가 작동하고, 그 이상의 가속도에서는 상기 엔진(10), 상기 제1모터(41) 및 상기 제2모터(42)에 의해 상기 슈퍼차저(20)가 작동한다.
먼저, 미리 정해진 가속도 이내에서는 상기 클러치(61)가 분리된 상태에서, 상기 엔진(10)의 회전력은 상기 유성기어(30)의 캐리어(32)로 입력되고, 상기 제2모터(42)의 회전력은 제4풀리(54)를 통하여 링기어(33)로 입력된다. 상기 캐리어(32)와 상기 링기어(33)로 회전력이 입력되면, 상기 선기어(31)에 연결된 상기 슈퍼차저(20)가 회전하여, 상기 엔진(10)으로 유입되는 공기를 과급시킨다. 이때, 상기 제2모터(42)의 회전속도를 제어하면, 상기 선기어(31)를 통하여 출력되는 회전속도를 제어할 수 있어서, 상기 슈퍼차저(20)의 속도를 용이하게 제어할 수 있다. 특히, 상기 제1모터(41)는 발전모드로 작동중으로, 상기 제1모터(41)는 상기 제2모터(42)에 전원을 공급한다.
한편, 상기 차량이 미리 정해진 가속도 이상으로 가속되면, 추가적으로 상기 제1모터(41)도 작동하여, 상기 제1모터(41)의 회전력이 상기 제3풀리(53)와 상기 제2풀리(52)를 통하여 상기 캐리어(32)로 입력된다. 상기 제1모터(41)의 회전력이 추가로 상기 캐리어(32)로 입력되면서, 상기 선기어(31)의 회전속도는 더 빨라지므로, 상기 엔진(10)의 가속성능이 더욱 향상된다.
가속시에는 상기 제1모터(41) 및 상기 제2모터(42)가 서로 연결되지 않아도 되므로, 상기 클러치(61)는 분리된 상태이다.
즉, 통상적인 가속시에는 상기 엔진(10)가 상기 제2모터(42)에 의해 상기 슈퍼차저(20)의 회전수가 결정되었지만, 상기 제1모터(41)가 추가적으로 작동되면, 상기 슈퍼차저(20)의 회전속도가 더욱 빨라져 과급성능이 높아지므로, 상기 엔진(10)의 가속 성능이 더욱 향상된다.
감속 주행시에는 상기 엔진(10)은 작동하고 있으나, 감속 주행중이므로, 퓨얼 컷(fuel cut)상태이다. 이때, 요구되는 발전량에 따라 상기 클러치(61)의 결합여부가 결정되고, 상기 클러치(61)의 결합여부에 따라 상기 제1모터(41)만 발전모드로 작동하거나, 상기 제1모터(41)와 상기 제2모터(42)가 발전모드로 작동한다. 통상적인 감속 주행시에는 상기 클러치(61)를 분리시킨 상태에서, 상기 엔진(10)의 일부가 상기 제1모터(41)로 전달되도록 함으로써, 상기 제1모터(41)를 통하여 배터리를 충전시킨다.
한편, 상기 배터리의 SOC(State of Charge)가 낮거나, 차량의 전장부하 크거나 하여, 대용량의 발전용량이 필요하다면, 상기 클러치(61)를 결합시키고, 상기 제1모터(41)와 상기 제2모터(42)를 모두 발전모드로 작동시킨다. 상기 제1모터(41)와 상기 제2모터(42)를 모두 발전모드로 작동되므로, 발전성능을 극대화할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에서는 상기 제1모터(41)와 상기 제2모터(42)를 모두 회전력을 발생시키도록 하거나, 회생제동으로 모두 발전되도록 하여 효율적으로 이용할 수 있다.
도 3 및 도 4를 이용하여 본 발명의 제2실시예에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리에 대하여 설명하면 다음과 같다.
본 실시예에서는 엔진(10), 유성기어(30), 슈퍼차저(20)가 연결되는 구성까지는 앞서 설명한 실시예외 동일하다. 즉, 상기 엔진(10)의 회전축에는 제1풀리(51)가 연결되고, 상기 유성기어(30)의 어느 하나의 회전요소에는 제2풀리(52)가 연결되며, 상기 슈퍼차저(20)는 상기 유성기어(30)의 다른 하나의 회전요소에 연결된다.
다만, 하나의 모터(43)를 적용하고, 상기 모터(43)는 상기 엔진(10)과 필요시 결합되도록 단속(斷續)되고, 상기 모터(43)는 상기 유성기어(30)의 또 다른 하나의 회전요소로는 항상 연결된다.
이를 상세히 설명하면, 상기 모터(43)의 회전축에는 제3풀리(53)와 제4풀리가 설치되고, 상기 제3풀리(53)와 상기 제4풀리(54) 사이에는 클러치(61)가 설치된다. 상기 모터(43)는 상기 제4풀리(54)와 항상 연결되고, 상기 제3풀리(53)는 상기 클러치(61)의 결합시 연결된다. 또한, 상기 제4풀리(54)를 상기 유성기어(30)의 또 다른 하나의 회전요소에 연결되도록 한다. 상기 모터(43)와 상기 유성기어의 또 다른 하나의 회전요소는 제4풀리(54)와 상기 제5풀리(55)로 상시 연결된다.
한편, 본 실시예에서도 상기 캐리어(32)는 상기 엔진(10)에 연결되고, 상기 선기어(31)가 상기 슈퍼차저(20)에 연결되며, 상기 링기어(33)에 상기 모터(43)가 연결되는 것으로 설명되었으나, 상기 슈퍼차저(20)로 출력되는 회전수를 만족하도록, 상기 엔진(10), 상기 슈퍼차저 및 상기 모터(43)는 상기 도 3에서 도시된 바와 다른 상기 유성기어(30)의 각 회전요소에 각각 연결될 수 있다.
도 4에는 본 발명의 제2실시예에 따른 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리의 작동모드별 작동상태가 도시되어 있다.
도 4에 작동모드별로 상기 클러치(61)의 결합(on), 분리(off)여부, 상기 모터(43)가 모터로서 작동하는지(motor), 발전모드로 작동하는지(generating)가 도시되어 있다.
차량의 시동시에는 상기 클러치(61)가 결합되고, 상기 모터(43)가 상기 엔진(10)을 시동시킨다. 상기 클러치(61)가 결합되면, 상기 모터(43)의 회전력이 상기 제3풀리(53), 제2풀리(52) 및 제1풀리(51)를 통하여 상기 모터(43)로 입력되어 상기 엔진(10)을 시동시킨다.
정속 주행시에는 상기 클러치(61)는 분리된다. 상기 클러치(61)가 분리된 상태에서 상기 엔진(10)을 일정한 속도로 작동하면, 상기 엔진(10)의 일부는 상기 제1풀리(51)와 상기 제2풀리(52)를 거쳐 상기 유성기어(30)의 캐리어(32)로 입력된다. 또한, 상기 모터(43)의 회전력을 제4풀리(54) 및 제5풀리(55)를 통하여 상기 유성기어(30)의 링기어(33)로 입력된다. 상기 유성기어(30)로 상기 엔진(10)의 회전력뿐만 아니라, 상기 모터(43)의 회전력도 입력되기 때문에, 상기 모터(43)의 속도를 제어함으로써, 상기 슈퍼차저(20)의 속도를 용이하게 조절할 수 있다.
상기 차량의 가속시에는 상기 클러치(61)가 분리된다. 본 실시예에서는 가속시에도 정속주행시와 같은 동력전달루트를 갖게 되어, 상기 슈퍼차저(20)에서 소요되는 동력은 상기 엔진(10)과 상기 모터(43)가 분담한다. 다만, 상기 차량이 가속중이므로, 상기 모터(43)의 회전수를 제어함으로써, 상기 슈퍼차저(20)의 회전을 제어할 수 있다.
한편, 상기 차량의 감속시에는 기본적으로는 상기 클러치(61)를 분리시키고, 상기 엔진(10)을 퓨얼컷모드로 작동시킨다. 다만, 상기 배터리의 SOC가 충분하지 않다거나 하여, 발전이 필요한 경우, 상기 클러치(61)를 결합시킨다. 상기 클러치(61)가 결합되면, 퓨얼 컷 상태로 작동중인 엔진(10)의 동력 일부가 상기 제1풀리(51), 상기 제2풀리(52), 상기 제3풀리(53)를 거쳐 상기 모터(43)로 입력되므로, 상기 모터(43)를 통하여 발전이 가능해진다.
10 : 엔진
20 : 슈퍼차저
30 : 유성롤러
31 : 선기어
32 : 캐리어
33 : 링기어
41 : 제1모터
42 : 제2포터
43 : 모터
51~55 : 풀리
61 : 클러치

Claims (16)

  1. 차량에 탑재된 엔진의 회전력의 일부가 동력전달수단을 통하여 상기 엔진으로 유입되는 공기를 과급시키는 슈퍼차저를 포함하는 슈퍼차저 어셈블리에 있어서,
    상기 엔진과 상기 슈퍼차저 사이에는 유성기어가 설치되고,
    상기 엔진은 동력전달수단을 통하여 상기 유성기어의 어느 하나의 회전요소에 연결되고,
    상기 슈퍼차저는 상기 유성기어의 다른 하나의 회전요소에 연결되며,
    전원이 인가되면 회전력을 발생시키고 회전력이 입력되면 전류를 출력하는 모터가 상기 유성기어의 또 다른 하나의 회전요소에 연결되고,
    상기 모터는 상기 엔진의 시동시부터 회전가능하고, 상기 유성기어의 또 다른 하나의 회전요소로 회전력이 입력되며, 상기 모터가 상기 슈퍼차저의 회전수를 가변시키는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터와 상기 엔진은 동력전달수단으로 연결되고,
    상기 모터와 상기 엔진 사이에 결합시 회전력을 전달하고 분리시 회전력을 차단하는 동력단속수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동력단속수단과 상기 엔진 사이에 전원이 인가되면 회전력을 발생시키고 회전력이 입력되면 전류를 출력하는 다른 모터가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 엔진이 정지상태에서 시동되면,
    상기 동력단속수단이 분리된 상태에서 상기 다른 모터가 상기 엔진을 시동시키는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    콜드시 또는 상기 다른 모터에 이상이 있는 상태에서 상기 차량이 시동되면,
    상기 동력단속수단이 결합되고 상기 모터와 상기 다른 모터가 상기 엔진을 시동시키는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 차량이 정속 주행하면,
    상기 동력단속수단이 분리된 상태에서 상기 다른 모터는 상기 엔진의 회전력에 의해 회전하면서 발전모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 차량이 미리 정해진 가속도 이하로 가속 중이면,
    상기 모터는 상기 유성기어의 상기 또 다른 하나의 회전요소를 구동시키고, 상기 다른 모터는 상기 엔진의 회전력에 의해 회전하면서 발전모드로 작동하여 상기 모터로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차량이 미리 정해진 가속도 이상으로 가속 중이면,
    상기 모터와 상기 다른 모터가 모두 회전하여 상기 유성기어의 상기 또 다른 하나의 회전요소를 회전시키는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 차량이 감속 중이면서, 상기 차량에서 요구되는 발전용량이 미리 정해진 크기 이하이면,
    상기 동력단속수단이 분리된 상태에서 상기 엔진은 퓨얼 컷 모드로 작동하고, 상기 다른 모터는 상기 엔진의 회전력에 의해 회전하면서 발전모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차량이 감속 중 이면서, 상기 차량에서 요구되는 발전용량이 미리 정해진 크기 이상이면,
    상기 동력단속수단이 결합된 상태에서 상기 엔진은 퓨얼 컷 모드로 작동하고, 상기 모터와 상기 다른 모터는 상기 엔진의 회전력에 의해 회전하면서 상기 모터와 상기 다른 모터는 모두 발전모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 엔진이 정지상태에서 시동되면,
    상기 동력단속수단이 결합된 상태에서 상기 모터가 상기 엔진을 시동시키는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 차량이 정속 주행하면,
    상기 동력단속수단이 분리되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 차량이 가속중이면,
    상기 동력단속수단이 분리되고, 상기 모터는 상기 유성기어의 상기 또 다른 하나의 회전요소를 회전시키는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 차량이 감속 중이면서, 상기 차량에서 요구되는 발전용량이 미리 정해진 크기 이하이면,
    상기 동력단속수단이 분리되고, 상기 엔진은 퓨얼 컷 모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차량이 감속 중이면서, 상기 차량에서 요구되는 발전용량이 미리 정해진 크기 이상이면,
    상기 동력단속수단이 결합되고, 상기 엔진은 퓨얼 컷 모드로 작동하면서, 상기 모터는 상기 엔진의 회전력으로 회전하면서 발전모드로 작동하는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 엔진은 상기 유성기어의 캐리어에 연결되고,
    상기 슈퍼차저는 상기 유성기어의 선기어에 연결되며,
    상기 모터는 상기 유성기어의 링기어에 연결되는 것을 특징으로 하는 유성기어가 적용된 슈퍼차저 어셈블리.


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