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KR20100000204A - Driveline and vehicle using 3-phase induction motor - Google Patents

Driveline and vehicle using 3-phase induction motor Download PDF

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KR20100000204A
KR20100000204A KR1020080059612A KR20080059612A KR20100000204A KR 20100000204 A KR20100000204 A KR 20100000204A KR 1020080059612 A KR1020080059612 A KR 1020080059612A KR 20080059612 A KR20080059612 A KR 20080059612A KR 20100000204 A KR20100000204 A KR 20100000204A
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induction motor
phase induction
shaft
drive shaft
vehicle
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KR1020080059612A
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김기철
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김기철
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Abstract

본 발명은 회전축을 구비한 3상유도전동기와, 상기 회전축에 연결 또는 분리되는 구동축과, 상기 구동축에 연결되는 구동륜과, 상기 회전축의 회전을 상기 구동축에 전달하는 전자석클러치와, 상기 전자석클러치를 제어하는 제어장치를 포함하되, 상기 제어장치는 상기 회전축과 상기 구동축을 연결하거나 분리하도록 전자석클러치를 제어함으로써, 클러치 페달의 반복조작에 따른 운전자의 불편함을 최소화할 수 있는 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치 및 이를 이용한 차량에 관한 것이다.The present invention provides a three-phase induction motor having a rotating shaft, a driving shaft connected to or separated from the rotating shaft, a driving wheel connected to the driving shaft, an electromagnet clutch for transmitting rotation of the rotating shaft to the driving shaft, and the electromagnet clutch. And a control device, wherein the control device controls the electromagnet clutch to connect or separate the rotation shaft and the drive shaft, thereby using a three-phase induction motor capable of minimizing the discomfort of the driver due to repeated operation of the clutch pedal. It relates to a transmission device and a vehicle using the same.

Description

3상유도전동기를 사용한 동력전달장치 및 이를 이용한 차량{driveline and vehicle using 3-phase induction motor}Power transmission device using a three-phase induction motor and a vehicle using the same {driveline and vehicle using 3-phase induction motor}

본 발명은 클러치 페달의 반복조작에 따른 운전자의 불편함을 최소화할 수 있는 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치 및 이를 이용한 차량에 관한 것이다.The present invention relates to a power transmission device using a three-phase induction motor and a vehicle using the same that can minimize the inconvenience of the driver due to the repeated operation of the clutch pedal.

일반적으로, 수동변속기가 장착된 차량에서는 출발 및 주행을 할 때, 엔진으로부터 인가되는 동력을 전달하거나 엔진의 회전 속도를 최상으로 유지하기 위해, 다단의 기어변속장치가 구비되어 있으며, 운전자가 클러치 페달을 밟거나 떼는 조작을 하여 기어를 변속함으로써 차량의 가속 및 감속이 이루어진다.In general, a vehicle equipped with a manual transmission is provided with a multi-stage gear transmission in order to transmit power applied from the engine or maintain the engine's rotation speed at the start and at the time of starting and driving. The vehicle is accelerated and decelerated by shifting gears by stepping on or releasing the gears.

하지만, 나날이 증가하는 자동차로 인하여 극심한 교통체증이 발생하고 있는 실정이며 이에 따라, 자동차의 주행과 멈춤 상태가 짧은 간격으로 반복된다.However, due to the ever-increasing number of cars, severe traffic jams are occurring. Accordingly, the driving and stopping states of the cars are repeated at short intervals.

그러므로 운전자가 수동변속차량에서 클러치 페달을 자주 조작하게 되어, 운전자의 피로도가 높아지는 문제점이 있다.Therefore, the driver often operates the clutch pedal in the manual transmission vehicle, there is a problem that the driver's fatigue increases.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 클러치 페달의 반복조작에 따른 운전자의 불편함을 최소화할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to minimize the inconvenience of the driver due to the repeated operation of the clutch pedal.

본 발명은, 회전축을 구비한 3상유도전동기와, 상기 회전축에 연결 또는 분리되는 구동축과, 상기 구동축에 연결되는 구동륜과, 상기 회전축의 회전을 상기 구동축에 전달하는 전자석클러치와, 상기 전자석클러치를 제어하는 제어장치를 포함하되, 상기 제어장치는 상기 회전축과 상기 구동축을 연결하거나 분리하는 전자석클러치를 제어하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a three-phase induction motor having a rotating shaft, a driving shaft connected to or separated from the rotating shaft, a driving wheel connected to the driving shaft, an electromagnet clutch for transmitting rotation of the rotating shaft to the driving shaft, and the electromagnet clutch. Including a control device for controlling, wherein the control device is characterized in that for controlling the electromagnet clutch for connecting or separating the rotary shaft and the drive shaft.

또한, 본 발명의 제어장치는, 회전축과 구동축을 연결시키는 신호를 발생하는 액셀러레이터와, 상기 회전축과 상기 구동축을 분리시키는 신호를 발생하는 브레이크로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the control device of the present invention is characterized by comprising an accelerator for generating a signal for connecting the rotary shaft and the drive shaft, and a brake for generating a signal for separating the rotary shaft and the drive shaft.

또한, 본 발명은 전자석클러치와 구동축 사이에 설치되는 변속기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it further comprises a transmission provided between the electromagnet clutch and the drive shaft.

또한, 본 발명의 변속기는 1단으로 구성된 전진기어와, 중립기어와, 1단으로 구성된 후진기어로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the transmission of the present invention is characterized by consisting of a forward gear composed of one stage, a neutral gear, and a reverse gear composed of one stage.

또한, 본 발명의 제어장치는, 3상유도전동기가 회생제동되도록 신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control device of the present invention is characterized in that for generating a signal so that the three-phase induction motor regenerative braking.

또한, 본 발명의 차량은 상기와 같은 장치를 설치한 차량인 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle of the present invention is characterized in that the vehicle is provided with the above device.

이러한 구성에 의하면, 운전자가 별도의 클러치 조작을 하지 않아도 차량을 가속 및 감속시킬 수 있다.According to such a structure, a driver can accelerate and decelerate a vehicle, without carrying out a separate clutch operation.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치 및 이를 이용한 차량에 의하면, 다음과 같은 이점이 있다.According to the power transmission device and the vehicle using the three-phase induction motor of the present invention as described above has the following advantages.

본 발명의 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치는 클러치 페달의 반복조작에 따른 운전자의 불편함을 최소화할 수 있다.The power transmission device using the three-phase induction motor of the present invention can minimize the inconvenience of the driver due to the repeated operation of the clutch pedal.

또한, 본 발명의 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치는 매연이나 소음의 발생을 최소화할 수 있다.In addition, the power transmission device using the three-phase induction motor of the present invention can minimize the generation of smoke or noise.

또한, 본 발명의 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치는 유압 및 마찰제동방식과 회동제동방식을 동시에 활용하여 안전성과 에너지효율을 더욱 높일 수 있다.In addition, the power transmission device using the three-phase induction motor of the present invention can further increase the safety and energy efficiency by utilizing the hydraulic and friction braking method and the rotation braking method at the same time.

또한, 본 발명의 동력전달장치는 차량이나 선박 등 기타 다양한 분야에서도 적용될 수 있다.In addition, the power transmission device of the present invention can be applied to various other fields such as a vehicle or a ship.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.For reference, among the configurations of the present invention to be described below, the same configuration as the prior art will be referred to the above-described prior art, and a detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a power transmission device using the three-phase induction motor of the present invention.

도 2는 도 1의 동력전달장치를 이용한 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically illustrating a vehicle using the power train of FIG. 1.

동력전달장치는 원동기에서 발생한 동력을 운전하려는 기계의 축에 전달하는 장치로써, 클러치, 변속장치, 구동축 등으로 이루어져 있다.Power transmission device is a device for transmitting the power generated from the prime mover to the axis of the machine to operate, consisting of a clutch, a transmission, a drive shaft and the like.

본 발명 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치는, 회전축(112)을 구비한 3상유도전동기(110)와, 상기 회전축(112)에 연결 또는 분리되는 구동축(140)과, 상기 구동축(140)에 연결되는 구동륜(160)과, 상기 회전축(120)의 회전을 상기 구동축(140)에 전달하는 전자석클러치(130)와, 상기 전자석클러치(130)를 제어하는 제어장치(131)를 포함하여 이루어져 있다.The power transmission device using the three-phase induction motor of the present invention includes a three-phase induction motor 110 having a rotating shaft 112, a driving shaft 140 connected to or separated from the rotating shaft 112, and the driving shaft 140. It comprises a drive wheel 160 connected to the, the electromagnet clutch 130 for transmitting the rotation of the rotary shaft 120 to the drive shaft 140, and a control device 131 for controlling the electromagnet clutch 130. have.

이때, 상기 제어장치(131)는 상기 회전축(112)과 상기 구동축(140)을 연결하거나 분리하도록 전자석클러치(130)를 제어한다.In this case, the control device 131 controls the electromagnet clutch 130 to connect or separate the rotary shaft 112 and the drive shaft 140.

상기 제어장치(131)는 상기 회전축(112)과 상기 구동축(140)을 연결시키는 신호를 발생하는 액셀러레이터(132)와, 상기 회전축(112)과 상기 구동축(140)을 분리시키는 신호를 발생하는 브레이크(133)로 이루어져 있다.The controller 131 may include an accelerator 132 generating a signal connecting the rotating shaft 112 and the driving shaft 140, and a brake generating a signal separating the rotating shaft 112 and the driving shaft 140. It consists of 133.

한편, 상기 전자석클러치(130)와 상기 구동축(140) 사이에는 변속기(150)가 더 설치되어 있다.On the other hand, a transmission 150 is further installed between the electromagnet clutch 130 and the drive shaft 140.

상기 변속기(150)는 1단으로 구성된 전진기어와, 중립기어 그리고, 1단으로 구성된 후진기어로 이루어져 있다.The transmission 150 is composed of a forward gear composed of one stage, a neutral gear, and a reverse gear composed of one stage.

운전자가 상기 변속기(150)를 조작할 때에는 별도의 클러치페달(미도시)을 이용하여 조작하는 것이 바람직하다.When the driver operates the transmission 150, it is preferable to operate using a separate clutch pedal (not shown).

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention having the configuration as described above will be described.

우선 운전자는, 회전축(112)이 구비되어 있는 3상유도전동기(110)를 구동시킨다.First, the driver drives the three-phase induction motor 110 provided with the rotating shaft 112.

이때, 상기 3상유도전동기(110)에는 동력원으로 배터리(111)를 사용하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to use the battery 111 as a power source for the three-phase induction motor 110.

따라서, 본 발명 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치에서는 매연이나 소음의 발생이 최소화된다.Therefore, in the power transmission device using the three-phase induction motor of the present invention, generation of smoke and noise is minimized.

상기 3상유도전동기(110)가 구동된 후, 운전자가 운송기기를 전진시키려면 클러치페달(미도시)을 밟아 전진기어로 변속하고, 후진시키려면 후진기어로 변속한다.After the three-phase induction motor 110 is driven, the driver steps on the clutch pedal (not shown) to move the transportation equipment and shifts the forward gear, and to the reverse gear to reverse.

그리고, 운전자가 액셀러레이터(132)를 밟으면 그 신호가 제어장치(131)로 인가되고, 상기 제어장치(131)에서 회전축(112)과 구동축(140)을 연결하도록 전자석클러치(130)를 제어하는 제어신호가 발생한다.When the driver presses the accelerator 132, the signal is applied to the control device 131, and the control device controls the electromagnet clutch 130 to connect the rotation shaft 112 and the drive shaft 140 by the control device 131. Signal is generated.

따라서, 상기 제어신호에 의하여, 상기 전자석클러치(130)는 회전축(112)과 구동축(140)을 연결하고, 상기 구동축(140)에 연결되는 구동륜(160)이 회전하면서 운송기기가 구동하게 된다.Therefore, by the control signal, the electromagnet clutch 130 is connected to the rotating shaft 112 and the drive shaft 140, the drive wheel 160 is connected to the drive shaft 140 is rotated to drive the transport device.

이때, 상기 제어장치(131)에는 운전자가 액셀러레이터(132)를 밟은 거리를 측정하는 거리변위센서(미도시) 등을 구비하여, 운전자가 상기 액셀러레이터(132)를 강하게 밟으면, 상기 회전축(112)의 회전속도가 증가하여 운송기기의 속도가 증가하고, 약하게 밟으면 운송기기의 속도가 감소하도록 제어한다.At this time, the control device 131 is provided with a distance displacement sensor (not shown) and the like to measure the distance the driver stepped on the accelerator 132, if the driver strongly stepped on the accelerator 132, the rotation axis 112 As the rotation speed increases, the speed of the transportation equipment increases, and if the user presses lightly, the speed of the transportation equipment decreases.

위와 같은 구성에 의하면, 본 발명의 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치는 운전자가 상기 액셀러레이터(132)를 밟는 정도에 따라 운송기기의 속도를 제어할 수 있으므로, 기존에 엔진 및 전동기로부터 인가되는 동력을 전달하거나 그에 따른 회전 속도를 최상으로 유지하기 위하여 구성된 다단의 기어변속장치를 변속할 때 사용되었던 클러치 페달의 반복조작을 최소화할 수 있다.According to the configuration as described above, the power transmission device using the three-phase induction motor of the present invention can control the speed of the transportation device according to the degree of the driver stepping on the accelerator 132, the power that is conventionally applied from the engine and the motor It is possible to minimize the repetitive operation of the clutch pedal which was used when shifting a multi-stage gear transmission configured to transmit or maintain the rotation speed accordingly.

한편, 운전자가 브레이크(133)를 밟으면, 그 신호가 제어장치(131)로 인가되고, 상기 제어장치(131)에서 회전축(112)과 구동축(140)이 분리되도록 전자석클러치(130)를 제어하는 제어신호가 발생한다.On the other hand, when the driver presses the brake 133, the signal is applied to the control device 131, the control device 131 to control the electromagnet clutch 130 to separate the rotating shaft 112 and the drive shaft 140 A control signal is generated.

따라서, 상기 제어신호에 의하여, 상기 전자석클러치(130)는 회전축(112)과 구동축(140)을 분리하므로 구동륜(160)의 회전속도가 점차 줄어들면서 운송기기가 정지된다.Therefore, according to the control signal, the electromagnet clutch 130 separates the rotation shaft 112 and the drive shaft 140, so that the transport speed is stopped while the rotation speed of the drive wheel 160 is gradually reduced.

또한, 상기 브레이크(133)는 유압브레이크 및 마찰브레이크 등의 방식을 이용하여 구동륜(160)의 회전을 직접 제동한다.In addition, the brake 133 directly brakes the rotation of the driving wheel 160 by using a hydraulic brake and a friction brake.

한편, 상기 3상유도전동기(110)에는, 브레이크(133)를 밟으면 그 신호가 상기 제어장치(131)로 인가되고 상기 제어신호에 의해 상기 3상유도전동기(110)의 회생제동이 이루어지는, 회생제동장치(미도시)가 더 구비된다.On the other hand, when the brake 133 is pressed on the three-phase induction motor 110, the signal is applied to the control device 131, and regenerative braking of the three-phase induction motor 110 is performed by the control signal. A braking device (not shown) is further provided.

상기와 같은 회생제동장치가 구비됨으로써, 3상유도전동기(110)를 발전기로 동작시켜 제동시 마찰로 소모되는 차량의 기계적 운동에너지를 전기에너지로 변환시켜 배터리(111)에 저장하여 이를 구동시에 다시 이용할 수 있으므로, 차량의 연비증대 및 에너지 절감 효과 등을 가져올 수 있다.By providing the regenerative braking device as described above, the three-phase induction motor 110 is operated as a generator to convert the mechanical kinetic energy of the vehicle consumed by friction during braking into electrical energy and store it in the battery 111 and drive it again when driven. Since it can be used, it is possible to increase the fuel efficiency of the vehicle and reduce energy.

따라서, 본 발명은 유압 및 마찰제동방식과 회동제동방식을 동시에 활용하여 안전성과 에너지효율을 더욱 높일 수 있다.Therefore, the present invention can further increase safety and energy efficiency by utilizing hydraulic and friction braking methods and rotation braking methods simultaneously.

한편, 본 발명 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치는 운송기기의 크기에 적합하도록 3상유도전동기(110)의 용량을 변경한다.On the other hand, the power transmission device using the three-phase induction motor of the present invention changes the capacity of the three-phase induction motor 110 to suit the size of the transport equipment.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 동력전달장치는 차량이나 선박 등 기타 다양한 분야에서도 적용될 수 있다.In addition, as shown in Figure 2, the power transmission device of the present invention can be applied to a variety of other fields, such as a vehicle or a ship.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications or variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below Can be carried out.

이상과 같이, 본 발명에 따른 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치는, 클러치 페달의 반복조작에 따른 운전자의 불편함을 최소화하거나, 매연이나 소음의 발생을 최소화할 수 있고, 차량이나 선박 등 기타 다양한 분야에 적용될 수 있으며 특히, 본 발명에 따른 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치는 친환경자동차에 사용되는 것이 적합하다.As described above, the power transmission device using the three-phase induction motor according to the present invention can minimize the discomfort of the driver due to the repeated operation of the clutch pedal, minimize the generation of smoke or noise, and other vehicles, ships, etc. It can be applied to various fields, in particular, the power transmission device using a three-phase induction motor according to the present invention is suitable to be used in environmentally friendly vehicles.

도 1은 본 발명 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치를 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing a power transmission device using the three-phase induction motor of the present invention.

도 2는 도 1의 동력전달장치를 이용한 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically illustrating a vehicle using the power train of FIG. 1.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 3상유도전동기 111 : 배터리 112 : 회전축110: three-phase induction motor 111: battery 112: rotating shaft

130 : 전자석클러치 131 : 제어장치 132 : 액셀러레이터130: electromagnet clutch 131: control device 132: accelerator

133 : 브레이크 140 : 구동축 150 : 변속기133: brake 140: drive shaft 150: transmission

160 : 구동륜 200 : 차량160: driving wheel 200: vehicle

Claims (6)

회전축을 구비한 3상유도전동기;Three-phase induction motor having a rotating shaft; 상기 회전축에 연결 또는 분리되는 구동축;A drive shaft connected to or separated from the rotation shaft; 상기 구동축에 연결되는 구동륜;A drive wheel connected to the drive shaft; 상기 회전축의 회전을 상기 구동축에 전달하는 전자석클러치;An electromagnet clutch for transmitting rotation of the rotary shaft to the drive shaft; 상기 전자석클러치를 제어하는 제어장치를 포함하되,Including a control device for controlling the electromagnet clutch, 상기 제어장치는 상기 회전축과 상기 구동축을 연결하거나 상기 회전축과 상기 구동축이 분리되도록 전자석클러치를 제어하는 것을 특징으로 하는 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치.The control device is a power transmission device using a three-phase induction motor, characterized in that for connecting the rotating shaft and the drive shaft or controlling the electromagnet clutch to be separated from the rotating shaft and the drive shaft. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어장치는, 상기 회전축과 상기 구동축을 연결시키는 신호를 발생하는 액셀러레이터와, 상기 회전축과 상기 구동축을 분리시키는 신호를 발생하는 브레이크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치.And the control device comprises an accelerator for generating a signal for connecting the rotary shaft and the drive shaft, and a brake for generating a signal for separating the rotary shaft and the drive shaft. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전자석클러치와 상기 구동축 사이에 설치되는 변속기를 더 포함하는 것 을 특징으로 하는 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치.And a transmission installed between the electromagnet clutch and the drive shaft. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 변속기는 1단으로 구성된 전진기어와, 중립기어와, 1단으로 구성된 후진기어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치.The transmission is a power transmission device using a three-phase induction motor, characterized in that consisting of a forward gear consisting of one stage, a neutral gear, and a reverse gear consisting of one stage. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어장치는, 상기 3상유도전동기가 회생제동되도록 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 3상유도전동기를 사용한 동력전달장치.The control device is a power transmission device using a three-phase induction motor, characterized in that for generating a signal so that the three-phase induction motor regenerative braking. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 하나의 동력전달장치를 이용한 차량.A vehicle using the power transmission device according to any one of claims 1 to 5.
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