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KR101659856B1 - 하이브리드 차량용 동력전달시스템 - Google Patents

하이브리드 차량용 동력전달시스템 Download PDF

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KR101659856B1
KR101659856B1 KR1020157026411A KR20157026411A KR101659856B1 KR 101659856 B1 KR101659856 B1 KR 101659856B1 KR 1020157026411 A KR1020157026411 A KR 1020157026411A KR 20157026411 A KR20157026411 A KR 20157026411A KR 101659856 B1 KR101659856 B1 KR 101659856B1
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KR
South Korea
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oil
oil pump
motor
clutch
transmission
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KR20150125977A (ko
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유지 이노우에
유키히코 이데시오
요스케 미치코시
다이키 스야마
나오야 진나이
겐스케 와다
Original Assignee
도요타 지도샤（주）
아이신에이더블류 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

본 발명의 하이브리드 차량용 동력전달시스템(10)은, 변속기(TM, 20), 클러치(18), 모터(MG), 엔진(14), 제1오일펌프(44), 제2오일펌프(68), 상기 제1오일펌프(44)가 설치되는 제1유압회로, 및 상기 제2오일펌프(68)가 설치되는 제2유압회로를 포함한다. 상기 모터(MG)는 상기 변속기(TM, 20)를 통해 구동휠(26)에 연결되어 있다. 상기 엔진(14)은, 상기 클러치(28)를 통해 상기 모터(MG)에 연결되어 있다. 상기 제1오일펌프(44)는, 상기 변속기(20)에 오일을 공급한다. 상기 제2오일펌프(68)는, 상기 모터(MG) 및 상기 클러치(28)에 오일을 공급한다. 상기 제2유압회로는 상기 제1유압회로와는 독립적이다.

Description

하이브리드 차량용 동력전달시스템{POWER TRANSMISSION SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량용 동력전달시스템에 관한 것으로, 특히 클러치, 모터, 변속기 등의 제어, 윤활 및 냉각용 오일을 공급하는 유압 회로(hydraulic circuit)의 개량에 관한 것이다.
변속기를 통해 구동휠(driving wheel)에 연결된 모터, 및 상기 모터에 클러치를 통해 연결된 엔진을 포함하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템이 제안되어 있다. 일본특허출원공보 제2012-111366 A호(JP 2012-111366 A)에 기재된 시스템이 이러한 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 일례이다. 상기 시스템은, 토크 컨버터의 펌프 임펠러(pump impeller)에 연결된 제1오일펌프를 이용하여 유압을 발생시키고, 상기 변속기, 모터, 및 클러치에 대하여 제어, 윤활, 및 냉각용 오일을 공급한다. 상기 시스템은 또한 상기 모터의 하방에 설치된 오일팬(oil pan)으로부터 오일을 흡입하여, 상기 오일을 상기 제1오일펌프 측에 보내는 제2오일펌프를 포함하고 있다. 일본특허출원공보 제2006-137406 A호(JP 2006-137406 A)는, 상기 제1오일펌프와는 별도로 설치된 전동 오일 펌프로부터의 유압을 이용하여 클러치를 해제(disengaging)하기 위한 기술을 기재하고 있다.
하지만, JP 2012-111366 A에서는, 상기 제1오일펌프에 의해서만 상기 모터, 클러치, 및 변속기를 포함하는 동력전달시스템 전체에 오일이 공급된다. 그러므로, 상기 유압 회로 등의 설계들이 복잡해진다. 이는 상기 하이브리드 차량이, 모터 및 클러치를 구비한 하이브리드 차량용 모듈을 종래의 변속기와 엔진 사이에 배치하는 구조를 가진다는 것을 의미한다. 그러므로, 종래의 변속기로부터 하이브리드 차량용 모듈에 오일을 공급하기 위한 유로를 새롭게 설치할 필요가 있게 된다. 따라서, 종래의 변속기에 대하여 대폭적인 설계 변경이 요구된다. 상기 변속기 및 상기 하이브리드 차량용 모듈을 일체화하여 유압 회로를 설계할 필요가 있기 때문에, 설계의 자유도가 제한되게 된다.
한편, 상기 클러치가 별도로 설치된 전동 오일 펌프를 이용하여 해제되는 JP 2006-137406 A의 경우에는, 모터 및 클러치를 윤활 및 냉각하는데 요구되는 오일의 양을 상기 전동 오일 펌프에서 확보하는 것이 일반적으로 어렵다. 그러므로, 상기 모터 및 상기 클러치를 오일로 윤활 및 냉각하는 경우, 상기 제1오일펌프로부터 오일을 도입하는 것이 보통이다. 따라서, JP 2006-137406 A는 JP 2012-111366 A와 유사한 문제점을 가지게 된다.
본 발명은 변속기와 엔진 사이에 모터 및 클러치가 배치되는 하이브리드 차량에 있어서, 변속기, 모터, 및 클러치를 제어, 윤활, 및 냉각용 오일을 공급하는 유압 회로의 설계의 자유도를 개선한다.
본 발명의 일 형태에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템에 있어서, 상기 동력전달시스템은 변속기, 클러치, 모터, 엔진, 제1오일펌프, 제2오일펌프, 상기 제1오일펌프가 설치되는 제1유압회로, 및 상기 제2오일펌프가 설치되는 제2유압회로를 포함한다. 상기 모터는 상기 변속기를 통해 구동휠에 연결되어 있다. 상기 엔진은, 상기 클러치를 통해 상기 모터에 연결되어 있다. 상기 제1오일펌프는, 상기 변속기에 오일을 공급한다. 상기 제2오일펌프는, 상기 모터 및 상기 클러치에 오일을 공급한다. 상기 제2유압회로는 상기 제1유압회로와 독립적이다.
본 발명의 상기 형태에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템에 있어서, 상기 변속기에 오일을 공급하는 상기 제1오일펌프, 및 상기 모터와 상기 클러치에 오일을 공급하는 상기 제2오일펌프는 서로 별도로 설치되어 있다. 그러므로, 상기 제1오일펌프로부터 상기 변속기에 오일을 공급하는 상기 제1유압회로, 및 상기 제2오일펌프로부터 상기 모터와 상기 클러치에 오일을 공급하는 상기 제2유압회로는 별도로 그리고 서로 독립적인 구조로 되어 있다. 따라서, 상기 유압 회로에 대한 설계 자유도가 확장된다. 상기 유압 회로 뿐만 아니라, 상기 모터와 상기 클러치를 구비한 하이브리드 차량용 모듈도 별도로 그리고 독립적인 구조로 되는 것이 가능해진다. 결국, 상기 하이브리드 차량용 모듈을 상기 변속기에 조립할 때에 작업성이 개선된다. 종래의 변속기에 대한 설계 변경들이 불필요하거나 대폭 경감된다. 또한, 각종 변속기들에 대한 하이브리드화(hybridization)가 용이하게 적용된다.
본 발명의 상기 형태에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템에 있어서, 상기 제2오일펌프는, 상기 모터에 연결될 수도 있고, 상기 모터에 의해 구동될 수도 있다.
이 경우, 상기 제2오일펌프가 상기 모터에 연결되고 상기 모터에 의해 구동되기 때문에, 상기 제2오일펌프는 상기 클러치가 단선(disconnect)되는 상태에서도 유압을 발생시킬 수 있다. 전용 전동 모터를 구비한 대형 전동 오일 펌프가 설치되어 있는 경우에 비해, 비용이 실질적으로 저감된다. 상기 동력전달시스템은 소형화되어 매우 용이하게 탑재되고, 저온이라도 확실하게 유압을 발생시킬 수 있다. 또한, 상기 동력전달시스템은, 단선 등으로 인한 고장 가능성이 저감됨에 따라 신뢰성이 높다.
본 발명의 상기 형태에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템에 있어서, 상기 제2오일펌프는, 상기 제2오일펌프의 적어도 일부가 상기 모터의 축방향으로 상기 모터와 오버랩되는 위치에 설치될 수도 있다.
이 경우, 상기 제2오일펌프는, 상기 제2오일펌프가 상기 모터의 축방향으로 상기 모터와 오버랩되는 위치에 설치되기 때문에, 축방향 치수의 증대가 억제되게 된다.
본 발명의 상기 형태에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템은, 상기 모터와 상기 변속기 사이에 설치되는 토크 컨버터를 포함한다. 상기 제2오일펌프는, 상기 제2오일펌프의 적어도 일부가, 상기 토크 컨버터의 축방향으로, 상기 토크 컨버터와 오버랩되는 위치에 설치될 수도 있다. 이 경우, 제2오일펌프는, 상기 제2오일펌프가 상기 토크 컨버터의 축방향으로 상기 토크 컨버터와 오버랩되는 위치에 설치될 수도 있기 때문에, 축방향 치수의 증대가 억제되게 된다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예들의 특징, 장점, 그리고 기술적 및 산업적 현저성을, 동일한 부호들이 동일한 요소들을 나타내는 첨부 도면들을 참조하여 후술하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 개략적인 구조를 설명하기 위한 개요도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 모터 제너레이터 MG 및 토크 컨버터 부근의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 동력전달시스템에 설치된 유압 회로를 설명하기 위한 블록도;
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 개략적인 구조를 설명하기 위한 개요도;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 제2오일펌프를 구체적으로 나타내는 도면으로서, 도 2의 V 부분에 상당하는 부분의 확대 단면도;
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 개략적인 구조를 설명하기 위한 개요도; 및
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 제2오일펌프를 구체적으로 나타내는 도면으로서, 도 2의 VII 부분에 상당하는 부분의 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 도면들을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 본 발명의 제1실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템의 개략적인 구조를 설명하기 위한 개요도로서, FR(front engine, rear drive)에 대한 일례이다. 상기 동력전달시스템(10)에는, 엔진(ENG)(14) 측으로부터 순서대로, 댐퍼 기어(16), 모터 제너레이터 MG, 토크 컨버터(18), 및 변속기(TM)(20)가 동축으로 설치되어 있고, 구동력이 상기 변속기(20)로부터 프로펠러 샤프트(22)로, 그리고 차동기어기구(24)를 통해 좌우 구동휠(26)들에 전달된다. 상기 댐퍼 기어(16)는, 상기 엔진(14)의 크랭크축(15)에 연결되어 있고, 상기 댐퍼 기어(16)와 상기 모터 제너레이터 MG 사이에는, 동력 전달을 접속 및 차단하는 단접 장치(connection/disconnection device)로서 K0 클러치(28)가 설치되어 있으므로, 동력전달경로로부터 상기 엔진(14)을 분리시킬 수 있게 된다. 상기 K0 클러치(28)는, 유압에 의해 마찰 결합되는 습식 다판 클러치(wet multiple disc clutch)이다. 상기 K0 클러치(28)는, 제1연결축(30)을 통해 상기 댐퍼 기어(16)에 연결되고, 상기 모터 제너레이터 MG의 로터와 일체형으로 배치되는 지지판(support plate; 31) 등에 의해 형성되는 공간 내에 수용되어, 오일에 의해 윤활 및 냉각된다. 상기 모터 제너레이터 MG는, 모터 및 발전기로서 선택적으로 사용된다. 본 제1실시예에 있어서, 상기 모터 제너레이터 MG 및 상기 엔진(14)은, 주행용 구동력원(driving power sources)으로서 사용되고, 상기 모터 제너레이터 MG는 제2연결축(32)을 통해 상기 토크 컨버터(18)에 연결되어 있다. 상기 모터 제너레이터 MG는 모터에 상당한다.
상기 토크 컨버터(18)는, TC 하우징(33)을 통해 상기 제2연결축(32)에 연결된 펌프 임펠러(18a), 및 상기 변속기(20)의 입력축(34)에 연결된 터빈휠(turbine wheel; 18b)을 포함한다. 상기 토크 컨버터(18)는, 상기 펌프 임펠러(18a)에 입력되는 구동력의 토크를 증폭시키고, 상기 구동력을 오일을 통해 상기 터빈휠(18b)에 전달하는 유체식 전동 장치(fluid transmission device)이다. 상기 TC 하우징(33)과 상기 입력축(34) 사이에는 록업 클러치(lock-up clutch; 36)가 설치되어 있으므로, 상기 제2연결축(32) 및 상기 입력축(34)이 상기 댐퍼 기어(38)를 통해 직접 연결된다. 상기 록업 클러치(36)는, 유압에 의해 결합(engaged), 해제(disengaged), 또는 슬립-결합(slip-engaged)되는 유압식 마찰 결합 장치(hydraulic frictional engagement device)이다. 또한, 상기 변속기(20)는, 복수의 기어들이 성립되는 유성 기어식 유단 자동 변속기(planetary gear-type stepped automatic transmission)이며, 상기 복수의 기어들은 복수의 클러치 및 브레이크들의 결합 및 해제 상태들에 따라 상이한 변속 기어비를 가진다. 상기 클러치 및 브레이크들은, 유압에 의해 결합되는 유압식 마찰 결합 장치들이다.
도 2는 상기 동력전달시스템(10)의 주요부, 즉 모터 제너레이터 MG 및 토크 컨버터(18) 부근 영역의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도이다. 상기 토크 컨버터(18) 및 상기 변속기(20)는 제1케이스(40) 안에 수용되어 있다. 상기 토크 컨버터(18) 및 상기 변속기(20)를 구분하는 중간격벽(42)이 상기 제1케이스(40)와 일체형으로 설치되어 있고, 상기 입력축(34)은 상기 중간격벽(42)의 중심부를 통해 삽입되어, 상기 입력축(34)이 회전가능하게 된다. 상기 중간격벽(42)의 내주부에서는, 제1오일펌프(44)가 상기 동력전달시스템(10)의 축심(shaft center) S와 동심으로 설치되어 있다. 상기 제1오일펌프(44)는, 외측 로터(44b)가 내측 로터(inner rotor; 44a)에 대하여 편심되어 회전됨에 따라, 유압을 발생시키는 내부 기어 펌프(internal gear pump)이다. 상기 내측 로터(44a)는, 원통형 연결 부재(46)를 통해 상기 펌프 임펠러(18a)에 연결되어, 상기 내측 로터(44a)가 상기 펌프 임펠러(18a)에 대해 회전불가하게 되고, 상기 내측 로터(44)가 항상 모터 제너레이터 MG에 의해 구동 및 회전될 수 있게 된다.
제1밸브체(48) 및 제1오일팬(50)이 상기 제1케이스(40)의 하단부와 일체형으로 설치되어 있다. 상기 제1밸브체(48)는, 상기 변속기(20)의 기어 시프트 제어나 상기 록업 클러치(36)의 결합 및 해제 제어를 행하기 위한 각종 전환 밸브, 유압 제어 밸브 등을 포함하고, 상기 변속기(20) 및 베어링 등의 각각의 부분을 윤활 및 냉각하거나, 또는 상기 토크 컨버터(18)에 오일을 공급하기 위한 회로도 포함하고 있다. 다시 말해, 도 3의 유압 회로의 블록도에 나타내는 바와 같이, 상기 제1오일펌프(OP1)(44)와 관련하여, 제1유압회로(52)가 설치되어 있다. 상기 제1유압회로(52)에서는, 상기 제1오일펌프(44)에 의해 상기 제1오일팬(50)으로부터 퍼 올려지는 오일이, 상기 제1밸브체(VB1)(48)에 우선 공급된 다음, 상기 제1밸브체(48)로부터 상기 토크 컨버터(TC)(18) 및 상기 변속기(TM)(20)에 공급된다. 따라서, 상기 토크 컨버터(TC)(18) 및 상기 변속기(TM)(20)의 작동들이 제어되고, 상기 오일이 각각의 부분을 윤활 및 냉각하는데 사용되게 된다. 상기 제1유압회로(52)는, 상기 제1케이스(40), 상기 중간격벽(42), 및 상기 입력축(34)과 같은 상이한 부분들에 있는 부재들에 설치된 유로를 사용하여 구성된다. 상기 제1유압회로(52)는 어디까지나 일례로서, 상기 제1오일펌프(44)로부터 배출되는 오일을 전부 상기 제1밸브체(48)에 반드시 공급할 필요는 없다. 그러므로, 각종 변형들이 가능해질 수도 있게 된다. 예컨대, 상기 오일의 일부는 윤활 및 냉각용으로 그대로 윤활 부분들에 공급될 수도 있다. 도 3에 있어서, 도 3의 토크 컨버터(TC)(18) 내부에 도시된 "L/U"는 상기 록업 클러치(36)이고, 상기 변속기(TM)(20) 내부에 도시된 "C, B"는 기어 시프트 제어용 클러치 및 브레이크들이다.
기본적으로, 상기 토크 컨버터(18), 변속기(20), 및 제1유압회로(52) 등은, 상기 모터 제너레이터 MG 및 상기 K0 클러치(28)를 기초로 구성되는 하이브리드 차량용 모듈(60)을 포함하고 있지 않은 종래의 엔진 구동 차량의 경우와 마찬가지로 구성되어 있다. 다시 말해, 종래의 엔진 구동 차량의 토크 컨버터, 변속기, 및 제1유압회로 등이 대폭적인 설계 변경을 필요로 하지 않으면서도 거의 그대로 사용될 수도 있다.
한편, 상기 하이브리드 차량용 모듈(60)은, 차량의 하이브리드화를 위해 새롭게 추가되는 부분이고, 상기 모터 제너레이터 MG 및 상기 K0 클러치(28)는, 상기 제1케이스(40)에 복수의 볼트들을 통해 일체형으로 고정되는 제2케이스(62) 안에 수용되어 있다. 상기 K0 클러치(28)는, 상기 모터 제너레이터 MG의 로터의 내주부에 배치되어 있다. 상기 엔진(14) 측에 있는 상기 댐퍼 기어(16)로부터 구분하기 위하여, 별도로 구성되어 있는 제1격벽(64)이 복수의 볼트들을 통해 상기 제2케이스(62)에 일체형으로 고정되고, 상기 제1연결축(30)은, 상기 제1연결축(30)이 회전가능하도록 상기 제1격벽(64)의 중심부를 통해 삽입된다. 또한 상기 제1격벽(64)의 반대측, 다시 말해 상기 토크 컨버터(18) 측에, 상기 토크 컨버터(18)로부터 구분하기 위하여, 제2격벽(66)이 상기 제2케이스(62)와 일체형으로 설치되어 있고, 제2연결축(32)은, 상기 제2연결축(32)이 회전가능하도록 상기 제2격벽(66)의 중심부를 통해 삽입된다. 상기 제2격벽(66)의 내주부에 있어서는, 제2오일펌프(68)가 상기 동력전달시스템(10)의 축심 S와 동심으로 설치되어 있다. 상기 제2격벽(66)의 내주부는, 상기 모터 제너레이터 MG 측(도면에서 좌측으로)으로 돌출되어 있다. 본 제1실시예에 있어서, 상기 제2오일펌프(68)는, 상기 모터 제너레이터 MG의 축방향으로 상기 제2오일펌프(68)의 적어도 일부가 상기 모터 제너레이터 MG와 오버랩하도록 상기 모터 제너레이터 MG의 코일의 내주부에 배치되어 있다. 상기 제2오일펌프(68)는, 상기 제1오일펌프(44)와 유사하게, 내측 로터에 대하여 외측 로터가 편심으로 회전됨에 따라 유압을 발생시키는 내부 기어 펌프이다. 상기 내측 로터는 상기 제2연결축(32)에 스플라인 등에 의해 연결되어, 상기 내측 로터가 상기 제2연결축(32)에 대하여 회전불가하게 되고, 상기 내측 로터가 항상 상기 모터 제너레이터 MG에 의해 구동 및 회전가능하게 된다.
제2밸브체(70) 및 제2오일팬(72)이 상기 제2케이스(62)의 하단부와 일체형으로 배치되어 있다. 상기 제2밸브체(70)는, 상기 K0 클러치(28)의 결합 및 해제를 제어하기 위한 각종 전환 밸브들과 유압식 제어 밸브 등을 포함하고 있고, 상기 K0 클러치(28), 모터 제너레이터 MG, 및 베어링과 같은 각각의 부분을 윤활 및 냉각하는 오일을 공급하기 위한 회로를 구비하고 있다. 다시 말해, 도 3의 유압 회로의 블록도에 나타내는 바와 같이, 상기 제2오일펌프(OP2)(68)와 관련하여 제2유압회로(74)가 설치되어 있다. 상기 제2유압회로(74)는, 상기 제1유압회로(52)와 완전하게 분리되어 독립적으로 구성되어 있다. 상기 제2오일펌프(68)에 의해 상기 제2오일팬(72)으로부터 퍼 올려지는 오일은, 우선 상기 제2밸브체(VB2)(70)에 공급된 다음, 상기 제2밸브체(70)로부터 상기 K0 클러치(28) 및 상기 모터 제너레이터 MG에 공급된다. 따라서, 상기 K0 클러치(28)의 작동이 제어되고, 각각의 부분을 윤활 및 냉각하기 위하여 오일이 사용된다. 상기 제2유압회로(74)는 어디까지나 일례로서, 반드시 상기 제2오일펌프(68)로부터 배출되는 오일을 전부 상기 제2밸브체(70)에 공급할 필요는 없다. 그러므로, 각종 변형들이 가능해질 수도 있다. 예를 들어, 상기 오일의 일부는 윤활 및 냉각을 위하여 그대로 윤활 부분들에 공급될 수도 있다. 상기 제2유압회로(74)는, 상기 제2케이스(62), 제2격벽(66), 제1연결축(30), 및 제2연결축(32) 등과 같은 다른 부분들에 있는 부재들에 설치된 유로를 사용하여 구성되어 있다.
상술된 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달시스템(10)에 있어서는, 상기 변속기(20) 및 상기 토크 컨버터(18)에 오일을 공급하기 위한 상기 제1오일펌프(44), 및 상기 모터 제너레이터 MG 및 상기 K0 클러치(28)에 오일을 공급하기 위한 상기 제2오일펌프(68)가 별도로 설치되어 있다. 그러므로, 상기 제1오일펌프(44)로부터 상기 변속기(20) 및 상기 토크 컨버터(18)에 오일을 공급하는 상기 제1유압회로(52), 및 상기 제2오일펌프(68)로부터 상기 모터 제너레이터 MG 및 상기 K0 클러치(28)에 오일을 공급하는 상기 제2유압회로(74)가 서로 분리되어 독립적으로 구성될 수 있게 된다. 따라서, 상기 유압 회로(52, 74)들의 설계 자유도가 확장되는데, 이는 상기 제2유압회로(74) 뿐만 아니라, 상기 모터 제너레이터 MG 및 상기 K0 클러치(28)를 구비한 상기 하이브리드 차량용 모듈(60)을 별도로 그리고 독립적으로 설계하는 것이 가능해진다. 따라서, 상기 토크 컨버터(18)를 포함하는 상기 변속기(20)에 대하여 상기 하이브리드 차량용 모듈(60)을 조립할 때 작업성이 개선되게 된다. 종래의 변속기의 설계 변경들이 불필요하거나 또는 대폭 경감되고, 각종 변속기 타입들에 대하여 하이브리드화가 용이하게 적용된다.
상기 제2오일펌프(68)가, 상기 모터 제너레이터 MG에 연결되고, 상기 모터 제너레이터 MG에 의해 구동 및 회전되기 때문에, 상기 K0 클러치(28)가 해제되고 상기 엔진(14)이 분리되어 있는 상태에서도 유압이 발생된다. 또한, 전용 전동 모터를 구비한 대형 전동 오일 펌프가 설치되는 경우에 비해, 비용이 실질적으로 저감될 뿐만 아니라, 상기 동력전달시스템(10)이 소형화되어 매우 용이하게 탑재되고, 저온이라도 확실하게 유압을 발생시킬 수 있으며, 단선 등으로 인한 고장의 가능성이 낮아져 신뢰성이 높아지게 된다.
또한, 상기 제2오일펌프(68)가 상기 모터 제너레이터 MG의 축방향으로 상기 모터 제너레이터 MG와 오버랩되는 위치에 상기 제2오일펌프(68)가 설치되어 있기 때문에, 축방향 치수의 증대가 억제되게 된다.
다음으로, 본 발명의 제2실시예를 설명하기로 한다. 이하의 설명에 있어서, 상기 제1실시예와 실질적으로 공통인 부분들에는 동일한 참조 부호들을 부여하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제1실시예에서는, 상기 제2오일펌프(68)가 상기 제2격벽(66)의 내주부에 배치되어 있다. 하지만, 도 4 및 도 5에 나타내는 동력전달시스템(80)과 같이, 제2오일펌프(82)를 상기 제1격벽(64)의 직경 방향의 중간 부분에 배치할 수 있다. 도 5는 도 2의 V 부분에 상당하는 부분의 확대 단면도이다. 상기 제2오일펌프(82)는, 상기 제2오일펌프(68)와 유사한 내부 기어 펌프이고, 내측 로터(82a)에 대하여 외측 로터(82b)가 편심으로 회전됨에 따라 유압을 발생시킨다. 상기 제2오일펌프(82)는, 상기 동력전달시스템(80)의 축심 S와 평행하여 그리고 이격된 위치에 정의된 중심선 O1 상에 배치되어 있다. 상기 내측 로터(82a)의 회전축(84)에는 피구동 기어(driven gear; 86)가 설치되어 있다. 지지판(31)에 설치된 구동 기어(drive gear; 88)는, 상기 피구동 기어(86)를 항상 상기 모터 제너레이터 MG에 의해 구동 및 회전가능하게 한다. 상기 구동 기어(88)는, 용접과 같은 고정 수단에 의해 상기 지지판(31)에 일체형으로 고정되어 있다. 상기 제2오일펌프(82)는, 상기 제2오일펌프(82)의 적어도 일부가 상기 모터 제너레이터 MG의 축방향으로 상기 모터 제너레이터 MG와 오버랩되도록, 상기 모터 제너레이터 MG의 코일의 내주부에 배치된다. 상기 제2오일펌프(82)가 배치되는 상기 제1격벽(64)에는, 상기 제2유압회로(74)를 구성하는 유로가 설치되어 있다. 본 제2실시예에 있어서는, 상기 제1실시예와 실질적으로 동일한 효과들이 얻어지게 된다. 본 예시에 있어서는, 상기 제2오일펌프(82)가, 상기 축심 S와 상이한 축선에 설치되어 있다. 하지만, 상기 제1실시예와 같이 상기 제2오일펌프(82)가 상기 축심 S와 동축으로 설치될 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 제3실시예를 설명하기로 한다. 이하 설명에 있어서는, 상기 제1실시예와 실질적으로 공통인 부분들에 동일한 참조 부호들을 부여하여 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 6 및 도 7에 나타내는 동력전달시스템(90)과 같이, 제2오일펌프(92)가 제2케이스(62)에 설치되어 있다. 도 7은 도 2의 VII 부분에 상당하는 부분의 확대 단면도이다. 상기 제2오일펌프(92)는 또한 내측 로터(92a)에 대하여 외측 로터(92b)가 편심으로 회전됨에 따라 유압을 발생시키는 내부 기어 펌프이고, 상기 동력전달시스템(10)의 축심 S와 평행하여 그리고 분리된 위치에 정의된 중심선 O2 상에 배치되어 있다. 상기 내측 로터(92a)의 회전축(94)에는 피구동 기어(96)가 설치되어 있다. TC 하우징(33)에 설치된 구동 기어(98)는, 상기 피구동 기어(96)가 항상 상기 모터 제너레이터 MG에 의해 구동 및 회전되도록 할 수 있다. 상기 구동 기어(98)는, 스플라인 및 용접과 같은 고정 수단에 의해 상기 TC 하우징(33)에 배치되어, 상기 구동 기어(98)가 상기 TC 하우징(33)에 대하여 회전불가하게 된다. 상기 제2오일펌프(92)는, 상기 제2오일펌프(92)의 적어도 일부가 상기 토크 컨버터(18)의 축방향으로 상기 토크 컨버터(18)와 오버랩되도록, 상기 TC 하우징(33)의 외주부 상에 배치되어 있다. 본 제3실시예에 있어서, 상기 제2오일펌프(92)는 또한 상기 제2오일펌프(92)가 상기 토크 컨버터(18)의 축방향으로 상기 토크 컨버터(18)와 오버랩되는 위치에 설치되어 있다. 그러므로, 축방향 치수의 증대를 억제하는 것과 같은 상기 제2실시예와 동일한 효과들이 얻어지게 진다. 상기 TC 하우징(33)에 상기 구동 기어(98)를 설치할 필요는 있지만, 대폭적인 설계 변경은 불필요하여, 종래의 엔진 구동 차량용 토크 컨버터를 거의 그대로 사용할 수 있다.
지금까지 본 발명의 실시예들을 도면들에 의거하여 상세하게 설명하였다. 하지만, 상기 실시예들은 단지 예시일 뿐, 본 발명은 당업자의 지식에 의거하여 다양한 변경 및 개량들이 더해지는 형태들로 실시될 수도 있다.
상기 모터로서는, 발전기로서도 사용될 수 있는 모터 제너레이터가 사용되는 것이 바람직하다. 발전기의 기능 유무에 의하면, 상기 모터는, 냉각 및 윤활하기 위하여 코일 부분들과 베어링 부분과 같은 부분들에 오일을 공급하도록 구성될 수도 있다. 상기 모터와 상기 구동휠 사이의 변속기에 대해서는, 차속과 액셀러레이터 조작량과 같은 운전 상태에 따라 변속 기어비들이 자동으로 전환될 수 있는 자동 변속기가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 변속기는, 운전자가 변속 기어비를 수동으로 변환할 수 있는 수동 변속기일 수도 있다. 상기 변속기는 또한 복수의 클러치들과 브레이크들에 의해 변속 기어비(기어)들이 전환되는 유성 기어식 변속기와 같은 유단 변속기일 수도 있고, 또는 변속 기어비를 연속적으로 변화시킬 수 있는 벨트식 변속기와 같은 무단 변속기일 수도 있다. 이들 변속기들은, 윤활 및 냉각을 위하여 마찰 결합부, 베어링 부분 등에 공급할 오일을 필요로 한다. 상기 자동 변속기에 대해서는, 유압에 의해 기어 시프트를 제어하는 변속기가 널리 사용되고 있다. 윤활과 냉각을 위하여, 기어 시프트를 제어하기 위하여, 또는 양자 모두를 위하여 상기 변속기에 오일이 공급될 수도 있다.
상기 클러치는, 동력 전달을 접속 및 차단하고, 엔진을 동력 전달 경로로부터 분리시킨다. 유압식 클러치와 같은 마찰 결합 장치가 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 유형의 유압식 마찰 결합 장치에 있어서는, 상기 유압식 마찰 결합 장치가 유압에 의해 결합 및 해제됨에 따라, 동력 전달이 접속 및 차단되고, 윤활 및 냉각을 위하여 마찰 결합부 등에는 필요에 따라 오일이 공급된다. 윤활과 냉각을 위하여, 그리고 접속과 단속을 위하여, 또는 양자 모두를 위하여, 상기 클러치에 오일이 공급될 수도 있다.
상기 제1오일펌프 및 상기 제2오일펌프로는, 내측 로터에 대하여 외측 로터가 편심으로 회전되는, 내부 기어 펌프들이 사용되는 것이 바람직하다. 상기 제1오일펌프 및 상기 제2오일펌프로서, 외부 기어 펌프와 같은 기타 오일 펌프들이 채택될 수도 있다. 예를 들어, 싱기 오일 펌프들은 상기 모터와 동축으로 배치되어 있다. 상기 오일 펌프들은, 상기 모터의 축심과 평행한 다른 축심 상에 배치될 수도 있다. 상기 오일 펌프들은, 상기 모터의 축심에 대하여 수직인 축심 상에 배치될 수도 있다. 상기 오일 펌프들에 대해 각종 다양한 형태들이 가능하다.
상기 제1오일펌프는, 예를 들면 상기 변속기가 수용되는 제1케이스(상기 제1케이스에 일체형으로 고정된 격벽 등을 포함함)에 설치되고, 상기 변속기에 오일을 공급하는 상기 제1유압회로는 상기 제1케이스 등에 설치된 유로를 포함하고 있다. 상기 제2오일펌프는, 예를 들면 상기 모터 및 상기 클러치가 수용되는 제2케이스(상기 제2케이스에 일체형으로 고정된 격벽 등을 포함함)에 설치되고, 상기 모터 및 상기 클러치에 오일을 공급하는 상기 제2유압회로는 상기 제2케이스 등에 설치되는 유로를 포함하고 있다. 상기 제1유압회로 및 상기 제2유압회로는, 별도로 그리고 서로 독립적으로 구성되어 있다. 상기 모터 및 상기 클러치를 구비한 상기 하이브리드 차량용 모듈은, 상기 제2케이스, 상기 제2유압회로, 상기 유압 회로를 전환하는 밸브체, 상기 오일팬 등을 일체형으로 설치하여 구성되는 것이 바람직하다.
변속기와 모터 사이에 토크 컨버터가 배치되는 경우에 있어서는, 종래기술과 마찬가지로, 단지 제1오일펌프로부터 토크 컨버터에 오일이 공급되는 구조를 가지기만 하면 된다. 상기 토크 컨버터가 상기 록업 클러치를 구비한 경우, 상기 록업 클러치는, 상기 제1오일펌프에 의해 상기 밸브체를 통해 공급되는 유압에 의해 결합 및 해제되도록 구성되어 있다. 일반적으로, 상기 제1오일펌프는, 상기 토크 컨버터의 펌프 임펠러에 연결되어, 상기 토크 컨버터에 의해 구동 및 회전되도록 배치되어 있다. 하지만, 토크 컨버터가 없는 경우에는, 동력 전달을 가능하게 하도록 상기 제1오일펌프가 상기 모터에 연결되어, 상기 모터에 의해 구동 및 회전가능하게 하는 구조가 바람직하다.
상기 제2오일펌프는, 동력 전달을 가능하게 하도록 상기 모터에 연결될 수도 있고, 항상 상기 모터에 의해 구동 및 회전될 수도 있다. 상기 제2오일펌프는 또한 상기 클러치의 엔진 측에 배치될 수도 있으므로, 상기 제2오일펌프가 상기 엔진에 의해 구동 및 회전되게 된다. 만일 탑재 공간에 여유가 있는 경우에는, 전용 전동 모터를 구비한 전동 오일 펌프가 사용될 수도 있다.

Claims (4)

  1. 하이브리드 차량용 동력전달시스템으로서,
    변속기;
    클러치;
    상기 변속기를 통해 구동휠에 연결된 모터;
    상기 클러치를 통해 상기 모터에 연결된 엔진;
    상기 변속기에 오일을 공급하는 제1오일펌프;
    상기 모터 및 상기 클러치에 오일을 공급하는 제2오일펌프;
    상기 제1오일펌프와 상기 변속기를 수용하는 제1케이스;
    상기 제2오일펌프, 상기 클러치 및 상기 모터를 수용하는 제2케이스;
    상기 제1오일펌프가 설치되는 제1유압회로로서, 상기 제1유압회로는 상기 제1유압회로의 유로를 전환하도록 구성되는 제1밸브체와 제1오일팬을 포함하고, 상기 제1밸브체와 상기 제1오일팬은 상기 제1케이스에 설치되는 상기 제1유압회로; 및
    상기 제2오일펌프가 설치되는 제2유압회로로서, 상기 제2유압회로는 상기 제1유압회로와는 독립되어 있으며, 상기 제2유압회로는 상기 제2유압회로의 유로를 전환하도록 구성되는 제2밸브체와 제2오일팬을 포함하고 상기 제2밸브체와 상기 제2오일팬은 상기 제2케이스에 설치되는 상기 제2유압회로를 포함하는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2오일펌프는, 상기 모터에 연결되어, 상기 모터에 의해 구동되는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2오일펌프는, 상기 제2오일펌프의 적어도 일부가 상기 모터의 축방향으로 상기 모터와 오버랩되는 위치에 설치되어 있는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 모터와 상기 변속기 사이에 설치된 토크 컨버터를 더 포함하고,
    상기 제2오일펌프는, 상기 제2오일펌프의 적어도 일부가 상기 토크 컨버터의 축방향으로 상기 토크 컨버터와 오버랩되는 위치에 설치되어 있는 하이브리드 차량용 동력전달시스템.
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