KR20210156930A

KR20210156930A - 전기차 파워트레인

Info

Publication number: KR20210156930A
Application number: KR1020200074491A
Authority: KR
Inventors: 박종윤; 조항철; 백상범; 최병대; 윤성은; 이준; 홍성화; 김현진
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2021-12-28
Also published as: US11181173B1; CN113815405A

Abstract

본 발명은 평행하게 배치된 입력축 및 출력축; 상기 입력축으로부터 출력축으로 서로 다른 2개의 기어비로 동력을 전달할 수 있도록 구비된 제1동력전달기구 및 제2동력전달기구; 상기 제1동력전달기구에 포함되는 원웨이클러치; 상기 제2동력전달기구에 포함되는 마찰클러치; 상기 원웨이클러치를 우회하는 동력전달경로와, 상기 마찰클러치를 우회하는 동력전달경로를 형성할 수 있도록 구비된 우회기구를 포함하여 구성된다.

Description

전기차 파워트레인{POWERTRAIN FOR ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기차 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 동력을 변속하여 구동륜으로 전달할 수 있는 파워트레인의 구조에 관한 기술이다.

전기차는 전기모터(이하 "모터")로부터 발생되는 회전력을 구동륜에 전달하여 차량의 구동이 이루어지도록 한다.

종래에는 모터에서 발생되는 동력을 단순한 감속기로 감속하여 구동륜으로 전달하는 동력전달구조가 주로 사용되었으나, 최근에는 모터로부터의 동력을 보다 효율적으로 구동륜으로 전달할 수 있도록 하여, 차량의 주행가능거리를 연장하고 구동성능을 향상시키려는 노력이 이루어지고 있다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2012-0005101 A

본 발명은 비교적 간단한 구성으로 전진 2단과 후진 2단의 변속비를 제공하며, 사용되는 모터의 용량 및 그에 따른 차중을 저감시킬 수 있고, 모터의 운전점 변경이 가능하며 모터를 구동륜으로부터 단절시킬 수 있는 중립 상태가 가능하여 차량의 전비 향상이 가능하도록 한 전기차 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기차 파워트레인은,

모터가 연결된 입력축;

상기 입력축에 평행하게 배치된 출력축;

서로 치합되도록 상기 입력축과 출력축에 설치된 1단구동기어 및 1단피동기어;

서로 치합되도록 상기 입력축과 출력축에 설치된 2단구동기어 및 2단피동기어;

상기 1단구동기어와 1단피동기어를 통해, 상기 입력축으로부터 출력축으로 동력이 전달되는 경로에 설치된 원웨이클러치;

상기 원웨이클러치의 자유회전을 구속할 수 있도록 설치된 제1구속기구;

상기 2단구동기어와 2단피동기어를 통해, 상기 입력축으로부터 출력축으로 동력이 전달되는 경로를 단속할 수 있도록 설치된 마찰클러치;

상기 마찰클러치의 자유회전을 구속할 수 있도록 설치된 제2구속기구;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 1단구동기어는 상기 입력축에 상기 원웨이클러치를 통해 회전 가능하게 설치되고;

상기 1단피동기어는 상기 출력축에 회전이 구속되도록 설치되며;

상기 원웨이클러치는 상기 입력축으로부터 상기 1단구동기어를 향해 동력을 전달하도록 설치될 수 있다.

상기 2단구동기어는 상기 입력축에 회전 가능하게 설치되고;

상기 입력축과 2단구동기어 사이에는 상기 마찰클러치가 구비되며;

상기 2단피동기어는 상기 출력축에 회전 가능하게 설치될 수 있다.

상기 제1구속기구는

상기 입력축에 회전이 구속된 허브와;

상기 1단구동기어에 일체로 구비된 제1클러치기어와;

상기 허브와 결합된 상태를 유지하면서, 상기 입력축의 축방향을 따라 직선 이동되어 상기 제1클러치기어와 치합되는 제1슬리브;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제2구속기구는

상기 2단구동기어에 일체로 구비된 제2클러치기어와;

상기 허브와 결합된 상태를 유지하면서, 상기 입력축의 축방향을 따라 직선 이동되어 상기 제2클러치기어와 치합되는 제2슬리브;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 허브는 상기 1단구동기어와 1단피동기어 사이에 구비되고;

상기 1단피동기어와 2단피동기어 사이에는 출력기어가 구비되며;

상기 출력기어는 차동장치의 링기어로 동력을 인출하도록 설치될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기차 파워트레인은,

평행하게 배치된 입력축 및 출력축;

상기 입력축으로부터 출력축으로 서로 다른 2개의 기어비로 동력을 전달할 수 있도록 구비된 제1동력전달기구 및 제2동력전달기구;

상기 제1동력전달기구에 포함되는 원웨이클러치;

상기 제2동력전달기구에 포함되는 마찰클러치;

상기 원웨이클러치를 우회하는 동력전달경로와, 상기 마찰클러치를 우회하는 동력전달경로를 형성할 수 있도록 구비된 우회기구;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 제1동력전달기구는

상기 입력축에 상기 원웨이클러치를 통해 설치된 1단구동기어;

상기 1단구동기어에 치합되고 상기 출력축에 회전이 구속된 1단피동기어;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 원웨이클러치는 상기 입력축의 동력을 1단구동기어로 전달하고, 반대방향의 동력은 전달하지 않도록 설치될 수 있다.

상기 제2동력전달기구는

상기 입력축에 상기 마찰클러치를 통해 설치된 2단구동기어;

상기 2단구동기어에 치합되고 상기 출력축에 회전이 구속된 2단피동기어;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 2단구동기어는 상기 마찰클러치의 마찰디스크에 일체로 형성될 수 있다.

상기 우회기구는

상기 입력축과 1단구동기어 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 제1도그클러치;

상기 입력축과 2단구동기어 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 제2도그클러치;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1도그클러치와 제2도그클러치는 상기 1단구동기어와 1단피동기어 사이에서 상기 입력축에 회전이 구속된 상태로 설치되는 허브를 공통으로 사용하되, 서로 독립적으로 동력을 단속할 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 제1도그클러치는

상기 1단구동기어에 일체로 구비된 제1클러치기어;

상기 허브에서 상기 입력축의 축방향을 따라 슬라이딩하여 상기 제1클러치기어에 치합될 수 있도록 구비된 제1슬리브;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제2도그클러치는

상기 2단구동기어에 일체로 구비된 제2클러치기어;

상기 허브에서 상기 입력축의 축방향을 따라 슬라이딩하여 상기 제2클러치기어에 치합될 수 있도록 구비된 제2슬리브;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 출력축에는 상기 1단피동기어와 2단피동기어 사이에 동력을 인출하기 위한 출력기어가 회전이 구속된 상태로 설치될 수 있다.

본 발명은 비교적 간단한 구성으로 전진 2단 및 후진 2단의 변속비를 제공하며, 사용되는 모터의 용량 및 그에 따른 차중을 저감시킬 수 있고, 모터의 운전점 변경이 가능하며 모터를 구동륜으로부터 단절시킬 수 있는 중립 상태가 가능하여 차량의 전비 향상이 가능하도록 한다.

또한, 별도의 파킹기구를 구비하지 않고, 인터록에 의한 파킹기능 구현으로 부품수를 저감하고 차중 저감에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전기차 파워트레인의 구성도,
도 2는 도 1의 파워트레인이 1단을 구현하는 제1상태를 설명한 도면,
도 3은 도 1의 파워트레인이 1단을 구현하는 제2상태를 설명한 도면,
도 4는 도 1의 파워트레인이 1단으로부터 2단으로 변속하는 과정을 설명한 도면,
도 5는 도 1의 파워트레인이 2단으로부터 1단으로 변속하는 과정을 설명한 도면,
도 6은 도 1의 파워트레인이 파킹상태를 형성하는 것을 설명한 도면,
도 7은 도 1의 파워트레인의 변형례를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명 전기차 파워트레인의 실시예는, 모터(M)가 연결된 입력축(IN); 상기 입력축(IN)에 평행하게 배치된 출력축(OUT); 서로 치합되도록 상기 입력축(IN)과 출력축(OUT)에 설치된 1단구동기어(D1) 및 1단피동기어(P1); 서로 치합되도록 상기 입력축(IN)과 출력축(OUT)에 설치된 2단구동기어(D2) 및 2단피동기어(P2); 상기 1단구동기어(D1)와 1단피동기어(P1)를 통해, 상기 입력축(IN)으로부터 출력축(OUT)으로 동력이 전달되는 경로에 설치된 원웨이클러치(OWC); 상기 원웨이클러치(OWC)의 자유회전을 구속할 수 있도록 설치된 제1구속기구; 상기 2단구동기어(D2)와 2단피동기어(P2)를 통해, 상기 입력축(IN)으로부터 출력축(OUT)으로 동력이 전달되는 경로를 단속할 수 있도록 설치된 마찰클러치(CL); 상기 마찰클러치(CL)의 자유회전을 구속할 수 있도록 설치된 제2구속기구를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 상기 입력축(IN)으로 제공된 모터(M)의 동력을 상기 1단구동기어(D1), 1단피동기어(P1) 및 원웨이클러치(OWC)를 통해 상기 출력축(OUT)으로 전달하는 하나의 동력전달경로와, 상기 2단구동기어(D2), 2단피동기어(P2) 및 마찰클러치(CL)를 통해 상기 출력축(OUT)으로 전달하는 다른 하나의 동력전달경로를 구비하고, 상기 제1구속기구와 제2구속기구로 상기 원웨이클러치(OWC)의 자유회전 및 마찰클러치(CL)의 자유회전을 각각 구속할 수 있도록 구성된 것이다.

상기 1단구동기어(D1) 및 1단피동기어(P1)가 형성하는 기어비는 상기 2단구동기어(D2) 및 2단피동기어(P2)가 형성하는 기어비보다 커서, 상대적으로 하위의 변속단인 1단을 형성하고, 상기 2단구동기어(D2) 및 2단피동기어(P2)가 형성하는 기어비는 상대적으로 상위의 변속단인 2단을 형성한다.

본 실시예에서, 상기 1단구동기어(D1)는 상기 입력축(IN)에 상기 원웨이클러치(OWC)를 통해 회전 가능하게 설치되고; 상기 1단피동기어(P1)는 상기 출력축(OUT)에 회전이 구속되도록 설치되며; 상기 원웨이클러치(OWC)는 상기 입력축(IN)으로부터 상기 1단구동기어(D1)를 향해 동력을 전달하도록 설치된다.

따라서, 상기 입력축(IN)이 원웨이클러치(OWC)를 통해 1단구동기어(D1)를 회전시키면, 그 동력은 상기 1단피동기어(P1)를 통해 출력축(OUT)으로 전달되게 된다.

또한, 상기 입력축(IN)과 1단구동기어(D1)가 모두 차량의 전진을 구현하기 위한 같은 방향으로 함께 회전하는 것을 가정하면, 상기 1단구동기어(D1)는 상기 입력축(IN)보다 빠르게 회전할 수 있지만, 상기 입력축(IN)의 최대속도는 상기 1단구동기어(D1)의 속도와 같아지는 것이다.

상기 2단구동기어(D2)는 상기 입력축(IN)에 회전 가능하게 설치되고; 상기 입력축(IN)과 2단구동기어(D2) 사이에는 상기 마찰클러치(CL)가 구비되며; 상기 2단피동기어(P2)는 상기 출력축(OUT)에 회전이 구속되도록 설치된다.

따라서, 상기 마찰클러치(CL)가 체결되지 않은 상태에서는, 상기 입력축(IN)의 동력이 상기 2단구동기어(D2)와 2단피동기어(P2)를 통해서는 상기 출력축(OUT)으로 전달되지 않으며, 상기 마찰클러치(CL)가 체결되는 경우에만 상기 입력축(IN)의 동력이 상기 2단구동기어(D2)와 2단피동기어(P2)를 통해서 출력축(OUT)으로 전달되는 것이다.

본 실시예에서, 상기 제1구속기구는 상기 입력축(IN)에 회전이 구속된 허브(HB)와; 상기 1단구동기어(D1)에 일체로 구비된 제1클러치기어(CG1)와; 상기 허브(HB)와 결합된 상태를 유지하면서, 상기 입력축(IN)의 축방향을 따라 직선 이동되어 상기 제1클러치기어(CG1)와 치합되는 제1슬리브(SB1)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제2구속기구는 상기 2단구동기어(D2)에 일체로 구비된 제2클러치기어(CG2)와; 상기 허브(HB)와 결합된 상태를 유지하면서, 상기 입력축(IN)의 축방향을 따라 직선 이동되어 상기 제2클러치기어(CG2)와 치합되는 제2슬리브(SB2)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 제1구속기구와 제2구속기구는 상기 허브(HB)를 공통으로 사용하는 두 도그클러치로 볼 수 있으며, 상기 제1슬리브(SB1)와 제2슬리브(SB2)는 각각 독립적으로 작동될 수 있으므로, 상기 제1슬리브(SB1)가 상기 제1클러치기어(CG1)에 체결되어 원웨이클러치(OWC)의 자유회전을 구속하는 것과, 상기 제2슬리브(SB2)가 상기 제2클러치기어(CG2)에 체결되어 마찰클러치(CL)의 자유회전을 구속하는 것은 독립적으로 구현될 수 있어서, 상기 제1슬리브(SB1)와 제2슬리브(SB2)에 의해 상기 원웨이클러치(OWC) 및 마찰클러치(CL)의 자유회전이 동시에 구속되는 상태도 구현할 수 있는 것이다.

상기와 같이 제1슬리브(SB1)와 제2슬리브(SB2)에 의해 상기 원웨이클러치(OWC) 및 마찰클러치(CL)의 자유회전이 동시에 구속되는 상태는, 후술하는 바와 같이, 상기 입력축(IN)과 출력축(OUT)이 서로 인터록되어 자체적으로 파킹기능을 구현할 수 있도록 한다.

한편, 상기 허브(HB)는 상기 1단구동기어(D1)와 1단피동기어(P1) 사이에 구비되고, 상기 1단피동기어(P1)와 2단피동기어(P2) 사이에는 출력기어(OG)가 구비되며, 상기 출력기어(OG)는 차동장치(DF)의 링기어(RG)로 동력을 인출하도록 설치된다.

따라서, 상기 출력기어(OG)가 상기 1단피동기어(P1)와 2단피동기어(P2) 사이의 외측에 설치되는 경우에 비해 파워트레인의 축방향 길이를 짧고 컴팩트하게 형성할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같은 본 발명 전기차 파워트레인은 다음과 같이 표현될 수도 있다.

즉, 본 발명 전기차 파워트레인은, 평행하게 배치된 입력축(IN) 및 출력축(OUT); 상기 입력축(IN)으로부터 출력축(OUT)으로 서로 다른 2개의 기어비로 동력을 전달할 수 있도록 구비된 제1동력전달기구 및 제2동력전달기구; 상기 제1동력전달기구에 포함되는 원웨이클러치(OWC); 상기 제2동력전달기구에 포함되는 마찰클러치(CL); 상기 원웨이클러치(OWC)를 우회하는 동력전달경로와, 상기 마찰클러치(CL)를 우회하는 동력전달경로를 형성할 수 있도록 구비된 우회기구를 포함하여 구성된 것이다.

상기 제1동력전달기구는 상기 입력축(IN)에 상기 원웨이클러치(OWC)를 통해 설치된 1단구동기어(D1); 상기 1단구동기어(D1)에 치합되고 상기 출력축(OUT)에 회전이 구속된 1단피동기어(P1)를 포함하여 구성된다.

상기 원웨이클러치(OWC)는 상기 입력축(IN)의 동력을 1단구동기어(D1)로 전달하고, 반대방향의 동력은 전달하지 않도록 설치된다.

상기 제2동력전달기구는 상기 입력축(IN)에 상기 마찰클러치(CL)를 통해 설치된 2단구동기어(D2); 상기 2단구동기어(D2)에 치합되고 상기 출력축(OUT)에 회전이 구속된 2단피동기어(P2)를 포함하여 구성된다.

참고로, 도 7은 본 발명 실시예의 변형례로서, 상기 마찰클러치(CL)를 통해서 2단구동기어(D2)가 상기 입력축(IN)에 회전 가능하도록 설치되는 구성을 보다 직관적으로 나타내고 있는 것이다.

이 경우, 상기 2단구동기어(D2)는 상기 마찰클러치(CL)의 마찰디스크에 일체로 형성되어, 상기 2단구동기어(D2)와 마찰클러치(CL)를 융합된 하나의 부품으로 구성할 수 있어서, 부품수 저감 및 중량 저감이 가능하며, 나아가 파워트레인의 축방향 길이를 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

상기 우회기구는 상기 입력축(IN)과 1단구동기어(D1) 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 제1도그클러치(DG1); 상기 입력축(IN)과 2단구동기어(D2) 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 제2도그클러치(DG2)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 우회기구는 상기한 제1구속기구와 제2구속기구에 상당하는 구성이라고 볼 수 있는 것이다.

상기 제1도그클러치(DG1)와 제2도그클러치(DG2)는 상기 1단구동기어(D1)와 1단피동기어(P1) 사이에서 상기 입력축(IN)에 회전이 구속된 상태로 설치되는 허브(HB)를 공통으로 사용하되, 서로 독립적으로 동력을 단속할 수 있도록 구성된다.

상기 제1도그클러치(DG1)는 상기 1단구동기어(D1)에 일체로 구비된 제1클러치기어(CG1); 상기 허브(HB)에서 상기 입력축(IN)의 축방향을 따라 슬라이딩하여 상기 제1클러치기어(CG1)에 치합될 수 있도록 구비된 제1슬리브(SB1)를 포함하여 구성된다.

상기 제2도그클러치(DG2)는 상기 2단구동기어(D2)에 일체로 구비된 제2클러치기어(CG2); 상기 허브(HB)에서 상기 입력축(IN)의 축방향을 따라 슬라이딩하여 상기 제2클러치기어(CG2)에 치합될 수 있도록 구비된 제2슬리브(SB2)를 포함하여 구성된다.

상기 출력축(OUT)에는 상기 1단피동기어(P1)와 2단피동기어(P2) 사이에 동력을 인출하기 위한 출력기어(OG)가 회전이 구속된 상태로 설치된 구성이다.

이하에서는 도 2 내지 도 6을 참조하여, 상기한 바와 같은 본 발명 실시예의 작동을 설명한다.

참고로, 도 7의 변형례도 그 작동이 도 1의 실시예와 모두 동일하다.

도 2와 도 3은 모두 상기 파워트레인이 1단을 구현하는 상태를 도시한 것으로서, 도 2는 상기 제1슬리브(SB1)가 제1클러치기어(CG1)에 치합되어 있어서, 상기 1단구동기어(D1)는 상기 제1슬리브(SB1)에 의해 상기 입력축(IN)의 회전력을 양 방향으로 모두 받을 수 있는 상태이다.

도 3은 상기 제1슬리브(SB1)가 상기 제1클러치기어(CG1)로부터 해제되어 있고, 상기 입력축(IN)의 동력은 상기 원웨이클러치(OWC)를 통해 상기 1단구동기어(D1)로 전달되는 상태로서, 상기 입력축(IN)이 차량의 전진 구동을 위해 회전되는 방향인 정방향의 회전력은 상기 원웨이클러치(OWC)를 통해 상기 1단구동기어(D1)로 전달되지만, 역방향의 회전력을 상기 1단구동기어(D1)로 전달할 수 없는 상태이다.

즉, 도 2의 1단 상태는 전진 1단 및 후진 1단이 모두 가능한 상태이지만, 도 3의 1단 상태는 전진 1단은 구현할 수 있지만, 후진 1단은 구현할 수 없는 상태인 것이다.

도 4는 1단에서 2단으로의 변속과정을 설명한 것으로서, A 상태는 도 3과 같이 원웨이클러치(OWC)에 의해 1단이 구현되는 상태이며, 이 상태에서는 하측에 원웨이클러치(OWC)의 이너레이스와 아웃터레이스의 회전속도를 도표로 함께 비교하고 있듯이, 원웨이클러치(OWC)의 이너레이스 속도(Wi)와 아웃터레이스 속도(Wo)는 동일하다.

참고로, 상기 원웨이클러치(OWC)의 이너레이스는 상기 입력축(IN)에 고정되고, 아웃터레이스는 상기 1단구동기어(D1)에 고정된 구조이다.

2단 변속을 위해, B와 같이 상기 마찰클러치(CL)를 체결하기 시작하면, 상기 2단구동기어(D2) 및 2단피동기어(P2)의 기어비가 상기 1단구동기어(D1) 및 1단피동기어(P1)의 기어비보다 작기 때문에, 상기 입력축(IN)의 회전속도는 2단구동기어(D2)의 회전속도를 향해 점차 감소하게 되어, 상기 이너레이스의 속도가 도시된 바와 같이 저감되게 된다.

물론, 상기와 같이 입력축(IN) 속도가 1단구동기어(D1)보다 작아지는 것은 상기 원웨이클러치(OWC)에 의해 허용되는 것이다.

상기 마찰클러치(CL)의 체결이 완료되어 C의 상태가 되면, 상기 모터의 동력은 입력축(IN)과 마찰클러치(CL), 2단구동기어(D2) 및 2단피동기어(P2)를 통해 2단 변속비로 상기 출력축(OUT)으로 전달되어 2단 주행을 구현하며, 1단구동기어(D1)는 상기 입력축(IN)보다 빠른 속도로 자유 회전하게 된다.

이상과 같이 1단으로부터 2단으로의 변속 시, 상기 모터의 구동력은 지속적으로 출력축(OUT)으로 전달되는 상태가 유지되고, 상기 마찰클러치(CL)의 마찰력을 증가시키는 것만으로 토크인터럽션(Torque Interruption)이 없이 부드럽고 정숙한 변속이 이루어진다.

또한, 상기 C와 같은 2단 상태에서, 상기 제2슬리브(SB2)를 제2클러치기어(CG2)에 체결하면, 상기 마찰클러치(CL)를 해제하여도 2단 주행상태를 지속적으로 유지할 수 있는 바, 상기 마찰클러치(CL)를 유압으로 제어하는 차량의 경우, 상기 마찰클러치(CL)를 해제하고 2단 상태를 장시간 유지함에 따라 유압제어 장치에서 소비하는 에너지를 저감하여, 차량의 연비향상에 기여하도록 할 수 있다.

또한, 이 상태는 상기 모터의 역회전으로 2단 후진을 구현할 수 있는 상태이다.

한편, 2단에서 1단으로의 변속은 도 5에 설명되어 있다.

즉, 도 5의 A 상태는 도 4의 C와 동일하며, 2단 주행 상태를 나타내고, 이 상태로부터 1단으로의 변속은 B와 같이 상기 마찰클러치(CL)를 해제하면서, 상기 모터의 회전속도를 상승시킴에 의해 이루어진다.

따라서, 상기 입력축(IN)의 이너레이스 속도는 상기 아웃터레이스의 속도를 향해 상승하기 시작한다.

상기 마찰클러치(CL)가 완전히 해제되고, 상기 모터의 속도가 충분히 상승되면, C에 도시된 바와 같이 상기 입력축(IN)의 이너레이스 속도는 상기 아웃터레이스 속도와 같아져서, 상기 입력축(IN)으로부터 상기 원웨이클러치(OWC)를 통해 1단구동기어(D1)를 구동하는 1단 상태로의 변속이 완료된다.

물론, 이 상태에서, 상기 제1슬리브(SB1)를 조작하여 상기 제1클러치기어(CG1)에 결합시켜 도 2와 같은 상태로 하면, 상기 원웨이클러치(OWC)에 걸리는 토크의 부담을 경감하면서 1단 상태를 구현할 수 있다.

또한, 이 상태는 상기 모터를 역회전시켜, 차량의 후진 1단을 구현할 수 있는 상태이다.

한편, 도 6은 본 발명의 파킹기능을 설명한 것이다.

A의 상태는 도 2의 1단 구현 상태와 동일한 것으로서, 차량은 이와 같은 상태에서 상기 모터를 정지하여 정차상태를 형성할 수 있다.

상기와 같은 정차상태로부터 파킹상태를 구현하기 위해서, B에 도시된 바와 같이 상기 제2슬리브(SB2)를 상기 제2클러치기어(CG2)에 결합하면, 상기 입력축(IN)과 출력축(OUT)은 서로 인터록되어 회전이 불가능해지기 때문에, 저절로 차량의 파킹기능이 구현되는 것이다.

따라서, 종래에 파킹기능을 구현하기 위해 별도로 구비해야 했던 파킹기어 및 파킹스프래그 등을 구비하지 않고도, 상기와 같이 파킹기능이 구현되어, 부품수와 중량을 저감하여 차량의 연비향상에 기여할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

M; 모터
IN; 입력축
OUT; 출력축
D1; 1단구동기어
P1; 1단피동기어
D2; 2단구동기어
P2; 2단피동기어
OWC; 원웨이클러치
CL; 마찰클러치
HB; 허브
CG1; 제1클러치기어
SB1; 제1슬리브
CG2; 제2클러치기어
SB2; 제2슬리브
OG; 출력기어
DF; 차동장치
RG; 링기어
DG1; 제1도그클러치
DG2; 제2도그클러치

Claims

모터가 연결된 입력축;
상기 입력축에 평행하게 배치된 출력축;
서로 치합되도록 상기 입력축과 출력축에 설치된 1단구동기어 및 1단피동기어;
서로 치합되도록 상기 입력축과 출력축에 설치된 2단구동기어 및 2단피동기어;
상기 1단구동기어와 1단피동기어를 통해, 상기 입력축으로부터 출력축으로 동력이 전달되는 경로에 설치된 원웨이클러치;
상기 원웨이클러치의 자유회전을 구속할 수 있도록 설치된 제1구속기구;
상기 2단구동기어와 2단피동기어를 통해, 상기 입력축으로부터 출력축으로 동력이 전달되는 경로를 단속할 수 있도록 설치된 마찰클러치;
상기 마찰클러치의 자유회전을 구속할 수 있도록 설치된 제2구속기구;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 1에 있어서,
상기 1단구동기어는 상기 입력축에 상기 원웨이클러치를 통해 회전 가능하게 설치되고;
상기 1단피동기어는 상기 출력축에 회전이 구속되도록 설치되며;
상기 원웨이클러치는 상기 입력축으로부터 상기 1단구동기어를 향해 동력을 전달하도록 설치된 것
을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 2에 있어서,
상기 2단구동기어는 상기 입력축에 회전 가능하게 설치되고;
상기 입력축과 2단구동기어 사이에는 상기 마찰클러치가 구비되며;
상기 2단피동기어는 상기 출력축에 회전이 구속되도록 설치된 것
을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 3에 있어서,
상기 제1구속기구는
상기 입력축에 회전이 구속된 허브와;
상기 1단구동기어에 일체로 구비된 제1클러치기어와;
상기 허브와 결합된 상태를 유지하면서, 상기 입력축의 축방향을 따라 직선 이동되어 상기 제1클러치기어와 치합되는 제1슬리브;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 4에 있어서,
상기 제2구속기구는
상기 2단구동기어에 일체로 구비된 제2클러치기어와;
상기 허브와 결합된 상태를 유지하면서, 상기 입력축의 축방향을 따라 직선 이동되어 상기 제2클러치기어와 치합되는 제2슬리브;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 5에 있어서,
상기 허브는 상기 1단구동기어와 1단피동기어 사이에 구비되고;
상기 1단피동기어와 2단피동기어 사이에는 출력기어가 구비되며;
상기 출력기어는 차동장치의 링기어로 동력을 인출하도록 설치된 것;
을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
평행하게 배치된 입력축 및 출력축;
상기 입력축으로부터 출력축으로 서로 다른 2개의 기어비로 동력을 전달할 수 있도록 구비된 제1동력전달기구 및 제2동력전달기구;
상기 제1동력전달기구에 포함되는 원웨이클러치;
상기 제2동력전달기구에 포함되는 마찰클러치;
상기 원웨이클러치를 우회하는 동력전달경로와, 상기 마찰클러치를 우회하는 동력전달경로를 형성할 수 있도록 구비된 우회기구;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 7에 있어서,
상기 제1동력전달기구는
상기 입력축에 상기 원웨이클러치를 통해 설치된 1단구동기어;
상기 1단구동기어에 치합되고 상기 출력축에 회전이 구속된 1단피동기어;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 8에 있어서,
상기 원웨이클러치는 상기 입력축의 동력을 1단구동기어로 전달하고, 반대방향의 동력은 전달하지 않도록 설치된 것
을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 8에 있어서,
상기 제2동력전달기구는
상기 입력축에 상기 마찰클러치를 통해 설치된 2단구동기어;
상기 2단구동기어에 치합되고 상기 출력축에 회전이 구속된 2단피동기어;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 10에 있어서,
상기 2단구동기어는 상기 마찰클러치의 마찰디스크에 일체로 형성된 것
을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 10에 있어서,
상기 우회기구는
상기 입력축과 1단구동기어 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 제1도그클러치;
상기 입력축과 2단구동기어 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 제2도그클러치;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 12에 있어서,
상기 제1도그클러치와 제2도그클러치는 상기 1단구동기어와 1단피동기어 사이에서 상기 입력축에 회전이 구속된 상태로 설치되는 허브를 공통으로 사용하되, 서로 독립적으로 동력을 단속할 수 있도록 구성된 것
을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 13에 있어서,
상기 제1도그클러치는
상기 1단구동기어에 일체로 구비된 제1클러치기어;
상기 허브에서 상기 입력축의 축방향을 따라 슬라이딩하여 상기 제1클러치기어에 치합될 수 있도록 구비된 제1슬리브;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 14에 있어서,
상기 제2도그클러치는
상기 2단구동기어에 일체로 구비된 제2클러치기어;
상기 허브에서 상기 입력축의 축방향을 따라 슬라이딩하여 상기 제2클러치기어에 치합될 수 있도록 구비된 제2슬리브;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.
청구항 15에 있어서,
상기 출력축에는 상기 1단피동기어와 2단피동기어 사이에 동력을 인출하기 위한 출력기어가 회전이 구속된 상태로 설치된 것
을 특징으로 하는 전기차 파워트레인.