KR100623211B1

KR100623211B1 - 전자식 무단자동변속기

Info

Publication number: KR100623211B1
Application number: KR1020040073142A
Authority: KR
Inventors: 성호경; 조정민; 최병오; 권정기
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2004-09-13
Publication date: 2006-09-19
Also published as: KR20060024249A

Abstract

본 발명은 무단자동변속기에 관한 것으로, 상세하게는 전자기력을 이용한 비접촉형태로써 주기적 보수가 필요없고 회전력전달효율이 높으며 급격한 가속도변화(Jerk)로 인한 승차감저하를 개선할 수 있는 전자식 무단자동변속기에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 구성은 상기 변속제어유닛으로부터 인가되는 제어신호에 따라서 직류전력을 발생시키는 제너레이터와; 상기 제너레이터에서 발생된 직류전력이 인가됨에 따라 발생된 기전력에 의한 상전도현상으로 토크를 변환/전달시키는 토크컨버터와; 상기 변속제어유닛으로 부터 인가되는 제어신호에 따라서 자속을 발생시켜 상기 토크컨버터에서 발생된 토크를 증폭시키는 토크부스터와; 상기 토크컨버터와 토크부스터에서 발생되는 토크에 의한 구동력으로 회전되는 휠샤프트를 포함한다.

하이브리드시스템, 무단자동변속기, 토크컨버터, 토크부스터, CVT

Description

전자식 무단자동변속기{Automatic eletric transmission}

도 1은 종래의 무단자동변속기를 포함하는 하이브리드시스템을 나타낸 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 전자식 무단자동변속기를 나타낸 블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 전자식 무단자동변속기를 나타낸 단면도,

도 4는 토크부스터를 나타낸 사시도,

도 5는 토크부스터의 스윗칭회로를 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 엔진 20 : 제너레이터

21 : 엔진축 22 : 베어링

23 : 계자 24 : 전기자

30 : 토크컨버터 31 : 엔진동력전달수단

32 : 제 1 회전자 33 : 회전요크

34 : 제 1 토크전달수단 40 : 토크부스터

41 : 고정자 42 : 제 2 회전자

43 : 제 2 토크전달수단 44 : 스윗칭회로

50 : 감속기어 60 : 바퀴

70 : 변속제어유닛 71 : 제 1 와이어커넥터

72 : 제 2 와이어커넥터 80 : 휠샤프트

90 : 프레임 91 : 제 1 격벽

92 : 제 2 격벽

일반적으로 차량의 변속장치는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있는데, 이러한 변속장치에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접변속단을 선택하는 수동변속장치와, 차량의 주행조건에 따라 자동적으로 변속이 이루어지는 자동변속장치와, 각 변속단사이에 특정한 변속영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단변속장치로 대별된다.

이중 무단변속장치는 토크컨버터와 무단변속수단 또는 무단변속수단과 차동장치 사이등에 유성기어셋트를 이용한 전, 후진 제어수단이 배치되어 전진 및 후진을 제어할 수 있게 된다.

이와 같은 종래의 무단변속기를 이용한 하이브리드시스템은 도 1에 도시된 바와 같다. 도 1은 종래의 하이브리드 무단변속시스템을 나타낸 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 엔진(1)의 동력을 가변하여 출력하는 토크컨버터(2) 및 무단변속기(3)가 설치되며, 상기 무단변속기(3)에서 출력되는 구동력은 바퀴(4)를 회전하게 된다. 상기 엔진(1)과 무단변속기(3) 사이에는 모터(5)가 설치되어 가속시 구동력을 제공하고 감속시 차량의 운동에너지를 전기에너지로 전환하게된다. 여기서 상기 엔진(1)을 스타팅하기 위하여 스타팅 모터(6)가 더 구비된다.

상기와 같이 구성된 자동차의 하이브리드 무단변속기는 엔진(1)의 구동력을 토크컨버터(2)가 받아서 회전력을 가변하게 되며, 상기 토크컨버터(2)의 구동력은 무단변속기(3)에 입력되어 회전수가 가변되어 바퀴(4)를 구동시킨다.

이때 엔진(1)의 최적운전점을 위하여 무단변속기(3)가 제어되며, 제어되는 무단변속기(3)는 통상 유압밸브에 의한 유압 에너지전달방식에 의해 변속되며, 가속 및 감속시에는 구동모터(5)가 사용된다. 아울러 스타팅모터(6)는 엔진(1)을 시동하게 되며, 엔진(1)이 시동된 뒤에는 배터리(7)에 전기를 공급하게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 무단변속기는 상술한 바와 같은 유압자동변속기 또는 벨트이용 무단변속기로 전자는 유압을 이용하여 다단으로 변속시에 가속도의 변화가 있고 회전력전달효율이 낮아 연료소비가 크고, 후자는 벨트기계식으로 전달 회전력을 크게 할 수 없어 초소형승용차에 사용이 국한 될 뿐만아니라 크기 및 작동소음이 크다는 문제점이 있다.

따라서 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은 하 이브리드형 변속기술로써, 유압에 의한 에너지전달방식을 전자기력을 이용한 비접촉방식으로 대치함으로써 주기적 보수가 없고 회전력전달효율이 높고, 또한 유압자동변속기에서 발생하는 덜컹거리는(Jerk)현상도 전자기력의 힘을 조절하여 차량의 승차감을 개선시킬 수 있는 전자식 무단자동변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 소정의 구동력을 발생시켜 엔진축을 통해 구동력을 전달하는 엔진과; 소정의 전기적인 제어신호를 출력하는 변속제어유닛과; 상기 변속제어유닛으로부터 인가되는 제어신호에 따라서 직류전력을 발생시키는 제너레이터와; 상기 제너레이터에서 발생된 직류전력이 인가됨에 따라 발생된 기전력에 의한 상전도현상으로 토크를 변환/발생시키는 토크컨버터와; 상기 변속제어유닛으로 부터 인가되는 제어신호에 따라서 자속을 발생시켜 상기 토크컨버터에서 발생된 토크를 증폭시키는 토크부스터와; 상기 토크컨버터와 토크부스터에서 발생되는 토크에 의한 구동력을 바퀴에 전달하는 휠샤프트를 포함한다.

그리고, 상기 제너레이터는 상기 변속제어유닛으로부터 인가되는 소정의 전기적신호에 의해 여자되는 계자와; 상기 계자에서 발생되는 자속에 의해 직류전력을 발생시키는 전기자를 포함한다.

또한, 상기 토크컨버터는 상기 엔진축에 연결되는 엔진동력전달수단과; 상기 엔진동력전달수단의 표면에 구성되고 상기 제너레이터에서 인가되는 직류전력에 의해 기전력을 발생시키는 제 1 회전자와; 상기 휠샤프트의 종단에 연장되는 제 1 토 크전달수단과; 상기 제 1 토크전달수단의 외주면에 형성되어 상기 제 1 회전자의 상전도 현상을 유도시키는 회전요크(Rotating yoke)를 포함한다.

또한, 상기 토크부스터는 상기 휠샤프트의 중간부분에서 연장되는 제 2 토크전달수단과; 상기 제 2 토크전달수단의 외주면에 형성되는 제 2 회전자와; 상기 제 2 회전자와 대응되어 회전형자속을 발생시키는 고정자와 상기 고정자에 소정의 전원을 인가하여 상기 고정자에 회전형 기전력이 발생시키는 스윗칭회로를 포함한다.

여기서 상기 스윗칭회로는 소정의 전원이 인가되는 입력단과; 상기 토크부스터의 고정자에 권선되는 코일과; 상기 입력단의 정의 전원이 인가되는 입력라인에 제 1 전극이 연결되고, 제 2 전극은 소정의 제어신호를 출력하는 변속제어유닛에 연결되고, 제 3 전극은 상기 코일의 일측에 연결되는 제 1 스윗칭소자와; 제 1 전극이 정의 전원이 인가되는 입력라인에 연결되고, 제 2 전극이 상기 코일의 타측에 연결되는 제 1 다이오드와; 상기 코일의 타측에 제 1 전극이 연결되고, 제 2 전극은 상기 변속제어유닛에 연결되고, 제 3 전극은 부(-)의 전원이 인가되는 입력라인에 연결되는 제 2 스윗칭소자와; 제 1 전극이 상기 코일의 일측과 상기 제 1 스윗칭소자의 제 3 전극사이에 연결되고, 제 2 전극이 상기 부(-) 입력라인에 연결되는 제 2 다이오드를 포함한다.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전자식 무단자동변속기를 나타낸 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 엔진(10)은 구동력을 발생시키고, 제너레이터(20)는 전자기력을 발생시키고, 토크컨버터(30)는 토크를 발생/전달시키고, 토크부스터(40)는 발생된 토크를 증폭하고, 감속기어(50)는 일정비율의 변속비를 갖고 토크를 증감시키고, 변속제어유닛(70)은 각 구성요소를 제어한다.

변속제어유닛(70)은 사용자가 시동키를 이용하여 시동신호를 발생시키면 엔진(10)에 구동신호를 인가하여 엔진(10)을 구동시킨다. 따라서 엔진(10)은 소정의 구동력을 발생하여 엔진축(21)을 회전시킨다. 또한 상기 변속제어유닛(70)은 자체에 포함된 브릿지정류기(도시되지 않음)와 DC-DC컨버터(도시되지 않음)를 통해 소정의 직류전원을 제너레이터(20)에 인가한다. 그러므로 상기 제너레이터(20)는 소정의 직류전력을 발생시켜 이를 토크컨버터(30)에 인가하고, 토크컨버터(30)에서는 인가되는 직류전원에 의해 토크를 발생/전달시켜 엔진(10)의 회전력 또는 제동력을 토크부스터(40)에 전달한다.

그리고 상기 변속제어유닛(70)은 상기 토크컨버터(30)에서 발생된 토크를 증폭시키기 위해서 토크부스터(40)에 소정의 전기적인 신호를 인가하면, 상기 토크부스터(40)는 인가된 전기적인 신호에 의해 회전형 자속을 발생시켜 상기 토크컨버터(30)에서 전달되는 토크를 증폭시킨다.

또한 감속기어(50)는 소정의 비율로 변속되어 상기 토크부스터(40)에서 증폭된 토크를 다시 증폭시킨다. 즉, 토크부스터(40)에서 2배의 토크로 증폭시킨다면 상기 감속기어(50)는 이를 다시 4배의 토크로 증폭함에 따라 기어의 변속없이 차량속도가 증가시킨다. 여기서 상기 감속기어는 일반적인 유성기어셋트 혹은 기타의 기어장치가 구성되어 그 구성 및 동작이 종래와 동일하여 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 변속제어유닛(70)은 상기 엔진(10)의 회전수와 토크부스터(40)에서 증폭되는 토크를 감지하여 자동변속기의 특성곡선에 맞도록 토크컨버터(30)와 토크부스터(40)를 제어한다. 즉, 상기 변속제어유닛(70)은 상기 엔진(10)의 회전수와 토크부스터(40)의 토크를 감지하여, 예를들면 엔진(10)의 회전수가 일정속도를 갖고 회전되면, 상기 엔진(10)의 회전수에 따라서 토크컨버터(40)에 인가되는 전류의 세기를 제어하고, 아울러 상기 토크부스터(40)에 인가되는 전류의 세기와 고정자(41) 및 회전자(42)의 점호각 및 및 도전각을 제어하므로써 상기 엔진(10)의 회전수에 대응되는 토크가 발생되도록 제어한다.

여기서 바람직하게는 상기 감속기어(50) 대신 상기 토크부스터(40)를 재구성하여 회전형 자속을 이용한 전자기력을 발생시켜 토크를 증가시킴도 본 발명의 요지에 해당된다.

즉, 본 발명은 전자기력을 이용하여 토크를 증폭 또는 감속시켜 차량의 속도를 제어하므로써 변속시 종래의 유압자동변속기 또는 벨트이용 무단변속기에서 발생되는 흔들림현상(Jerk)현상이 발생되지 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 전자식 무단자동변속기를 나타낸 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전자식 무단자동변속기는 복수개의 격벽(91, 92)이 형성되는 프레임(90)에 형성되는 다수개의 공간에 토크컨버터(30)와 토크부스터(40) 및 감속기어(50)가 각각 형성되며, 제너레이터(20)는 상기 엔진(10)에서 발생된 구동력에 의해 회전되는 엔진축(21)이 관통되는 상기 프레임(90)의 일 측의 개구부에 형성되며, 상기 변속제어유닛(70)으로부터의 전기적신호가 입력되는 제 1 와이어커넥터(71)가 프레임(90)을 통하여 상기 제너레이터(20)의 계자(23)에 연결된다. 아울러 상기 계자(23)에서 발생된 자속에 의하여 직류전력을 발생시키는 전기자(24)가 상기 프레임(90)의 개구부에 형성된다.

여기서 상기 엔진축(21)은 일측으로는 엔진(10)과 연결되어 상기 프레임(90)에 관통되고, 그 관통부에는 베어링(22)이 형성되며, 타측으로는 상기 엔진축(21)에 의해 전달되는 엔진(10)동력을 전달하는 엔진동력전달수단(31)이 연결된다. 그리고 상기 엔진동력전달수단(31)은 일측종단에서 바퀴(60)에 연결되어 바퀴(60)의 구동력을 전달하는 휠샤프트(80)의 타측종단이 포함될 수 있도록 절곡되어 상기 토크컨버터(30)에 형성된다.

상기 토크컨버터(30)는 제 1 격벽(91)의 일측공간에서 상기 휠샤프트(80)의 타측종단에 형성된 제 1 토크전달수단(34)과 인접된 상기 엔진동력전달수단(31)에 회전자를 형성하고, 아울러 상기 제 1 토크전달수단(34)의 외주면에서 상기 제 1 회전자(32)와 대응될 수 있도록 회전요크(33)(Rotating yoke)가 형성된다.

또한 상기 토크부스터(40)는 프레임(90)의 제 1 격벽(91)과 제 2 격벽(92)사이의 공간에 형성되며, 그 구성으로는 상기 휠샤프트(80)의 소정부위에서 연장되는 제 2 토크전달수단(43)과, 상기 제 1 격벽(91)의 표면에 형성되는 고정자(41)와, 상기 고정자(41)와 대응되도록 상기 제 2 토크전달수단(43)의 외주면에 형성되는 제 2 회전자(42)와, 상기 고정자(41)에 소정의 전원을 인가하여 상기 고정자(41)에 기전력을 발생시키는 스윗칭회로(44, 도 5참조)를 포함한다. 상기 토크부스터(40)의 고정자(41)는 제2회전자(42)에 기하학적 대칭으로 대향되게 구비되어 있으며 상기 고정자(41)에서 회전자기력이 생성되면 상기 제2회전자(42)로 전달하는 구조로서 전달받은 제2회전자(42)의 회전력은 휠샤프트(80)와 기계적으로 결합되어 회전력을 제2토오크전달수단(43)에 전달하는 구조이다. 여기서 상기 휠샤프트(80)는 상기 제 1 및 제 2 격벽(92)을 관통하며, 그 관통부위에는 각각 베어링(22)이 형성되고, 상기 휠샤프트(80)의 타측에는 바퀴(60)가 연결된다. 그리고 상기 변속제어유닛(70)으로부터 출력되는 전기적신호가 인가되는 제 2 와이어커넥터(72)가 프레임(90)의 외측을 통해 상기 고정자(41)에 연결된다.

또한 감속기어(50)는 상기 제 2 격벽(92)의 타측 공간에 형성되며, 상기 휠샤프트(80)에 연결되며, 이는 종래의 유압을 이용하여 변속을 실행하는 유성치차의 구성 및 동작원리가 동일한 것으로써 그 상세한 설명은 생략한다. 또는 상술한 바와 같이 상기 감속기어(50)대신에 상기 토크부스터(40)가 추가로 구성될 수 있다.

도 5는 토크부스터의 스윗칭회로를 나타낸 회로도이다.

도 5를 참조하면, 제 1 스윗칭소자(S1)는 정(+)의 입력라인에 제 1 전극이 연결되고, 제 2 전극은 변속제어유닛(70)에 연결되고, 제 3 전극은 고정자(41)에 권선되는 제 1 코일(L1)의 일측에 연결된다. 그리고 제 2 스윗칭소자(S2)는 제 1 전극이 상기 제 1 코일(L1)의 타측에 연결되고, 제 2 전극이 변속제어유닛(70)에 연결되고, 제 3 전극이 부(-) 입력라인에 연결된다.

아울러, 제 1 다이오드(D1)는 애노드전극(Andode)이 상기 정(+) 입력라인(+VDC)에 연결되고, 캐소드전극(Cathode)이 상기 제 1 코일(L1)의 타측과 제 2 스윗칭소자(S2)의 제 1 전극 사이에 연결되고, 제 2 다이오드(D2)는 애노드전극이 상기 제 1 코일(L1)의 일측에 연결되고, 캐소드전극이 상기 부(-) 입력라인(-VDC)에 연결된다.

아울러 제 3 내지 제 6 스윗칭소자(S3~S6)가 상기 제 1 및 제 2 스윗칭소자 (S1, S2)와 동일한 구성으로 입력라인(+VDC, -VDC)사이에 각각 연결되며, 마찬가지로 제 3 내지 제 6 다이오드(D3~D6)는 제 1 및 제 2 다이오드(D1, D2)와 동일한 구성으로 상기 제 3 내지 제 6 스윗칭소자(S3~S6)에 연결구성된다.

먼저 사용자가 시동키를 이용하여 시동신호를 발생시키면 엔진(10)이 점화되어 구동력이 발생되어 엔진축(21)이 회전하고, 아울러 상기 엔진축(21)에 연결된 엔진동력전달수단(31)역시 회전하게 된다. 그러나 상기 변속제어유닛(70)으로부터 오프신호가 인가됨에 따라 전원이 인가되지 않으므로 계자(23)가 여자되지 못하므로 상기 전기자(24)에서는 직류전력이 발생되지 않아 상기 제 1 회전자(32)에는 기전력이 발생되지 않는다.

따라서 최초시동단계에서는 상기 엔진동력전달수단(31)이 회전되나, 상기 휠샤프트(80)는 토크가 발생되지 않으므로 정지상태로 있게 된다.

이후, 사용자가 브레이크를 플고 액셀레이터를 가속하게 되면, 상기 변속제어유닛(70)은 이를 감지하여 직류전원이 인가되도록 제어한다. 따라서 제 1 와이어커넥터(71)를 통하여 소정의 직류전원이 계자(23)에 인가되면, 상기 계자(23)는 자속을 발생시킴에 따라 전기자(24)에서는 상기 계자(23)에서 발생된 자속에 의하여 소정의 직류전력이 발생되며, 발생된 직류전력은 상기 엔진동력전달수단(31)의 제 1 회전자(32)에 인가된다. 그러므로 상기 제 1 회전자(32)에는 기전력이 발생됨에 따라 상기 휠샤프트(80)의 제 1 토크전달수단(34)에 형성된 회전요크(33)는 기전력이 발생된 제 1 회전자(32)와 정렬이 되는 방향으로 움직이게 되며, 일치할 때 전달회전력이 최대가 되는 토크가 발생되어 상기 제 1 토크전달수단(34)과 휠샤프트 (80)가 회전되는 기계적인 힘이 발생된다. 즉, 상기 제 1 회전자(32)와 회전요크(33)는 기전력이 발생됨에 따라 상호간에 서로 끌어당기는 상전도현상이 발생되어 상기 엔진동력전달수단(31)이 회전됨에 따라 상기 제 1 토크전달수단(34)이 같은방향으로써 회전된다.

여기서 상기 변속제어유닛(70)은 자체 내장된 DC-DC 컨버터를 제어하여 상기 계자(23)에 인가되는 전류량을 조절하므로써 전달 토크를 적절히 조절하게 된다. 바람직하게는 상기 제 1 회전자(32)의 갯수를 증가 또는 감소시킴에 따라 최대전달토크를 조절한다.

따라서 상기 토크컨버터(30)에 의해 엔진(10)에서 발생된 구동력이 상기 휠샤프트에 전달됨에 따라 바퀴(60)가 회전되어 차량이 전진 또는 후진한다.

이후, 사용자가 액셀레이터를 가압하여 일정속도에 다달르게 되면, 상기 변속제어유닛(70)은 제 2 와이어커넥터(72)를 통해 소정의 전기적신호를 제 2 와이어커넥터(72)를 통해 스윗칭회로(44)에 인가한다.

즉, 상기 변속제어유닛(70)은 상기 제 1 스윗칭소자 및 제 2 스윗칭소자(S1, S2)의 제 2 전극에 소정의 전원을 인가하여 상기 제 1 스윗칭소자(S1)와 제 2 스윗칭소자(S2)를 온시킨다. 아울러 배터리(도시되지 않음)를 통해 입력라인(+VDC, -VDC)에 소정의 전원을 인가하도록 제어한다.

따라서 제 1 및 제 2 스윗칭소자(S1, S2)가 온됨에 따라 상기 제 1 코일(L1)에 소정의 기전력이 생성되므로 상기 제 2 회전자(42)와 고정자(41)는 토크가 최대로 발생되는 방향으로 정렬된다.

그러나 토크는 전류의 방향과 무관하게 작용하며 인덕턴스의 기울기에 따라 토크의 부호가 바뀌게 되므로 회전방향의 반대방향으로 작용하는 부(-) 토크가 발생하는 회전자의 위치각도가 존재한다. 그러므로 토크부스터(40)는 일정한 여자를 하면 정(+)토크와 부(-)토크는 서로 상쇄하게 되어 회전하지 않으므로 반드시 회전자의 위치에 따라 스윗칭여자를 해야된다.

따라서 상기 변속제어유닛(70)은 상기 제 1 스윗칭소자(S1)를 인덕턴스가 정(+)의 범위에서 피크치를 유지하기 이전의 일정범위동안 온시키고, 상기 제 2 스윗칭소자(S2)를 상기 일정범위동안 온오프시킨다. 그러므로 상기 제 2 스윗칭소자(S2)가 온되면, 상기 제 1 다이오드(D1)가 오프되므로 상기 제 1 코일(L1)에 충전된 기전력이 일정세기까지 상승된다. 또한 상기 제 2 스윗칭소자(S2)가 오프되면, 상기 제 1 다이오드(D1)가 온됨에 따라서 상기 제 1 코일(L1)에서 생성되는 기전력은 일정세기 까지 상승되었다가 다시 일정세기로 감소되어 상기 제 1 및 제 2 스윗칭소자(S1, S2)의 온오프에 의해 일정세기로써 상기 코일(L1)에 발생되는 기전력이 유지된다.

즉, 상기 변속제어유닛(70)은 상기 스윗칭회로(44)를 통하여 고정자(41)에 권선된 코일(L1)에 발생되는 기전력을 일정세기로 유지시켜 정(+)의 토크만을 발생하도록 하고 부(-)의 토크발생시점에서는 상기 스윗칭회로(44)를 오프시킴에 따라 부(-)의 토크가 발생되지 않도록 한다.

그러므로 상기 고정자(41)는 소정의 회전형자속이 발생되므로써 상기 제 2 회전자(42)가 상기 고정자(41)와 정렬이 되는 방향으로 회전되므로 상기 토크컨버 터(30)에 의해 발생된 토크가 증폭된다.

상술한 바와 같이 토크부스터(40)가 구동되어 상기 토크컨버터(30)에서 발생된 토크를 증폭시킴에 따라서 상기 제 2 토크전달수단(43)을 통해서 전달되는 가속력에 의해 휠샤프트(80)는 가속되어 동력을 바퀴(60)에 전달하게 된다.

또한 상기 토크부스터(40)의 증폭외에 상기 변속제어유닛(70)은 상기 감속기어(50) 또는 감속기어(50)의 역할을 수행하는 제 2 토크부스터(40)를 설치하여 상기 토크부스터(40)에 의해 증폭된 토크를 더 큰 토크로써 가속하거나 감속할 수 있다.

그리고 상기와 같은 토크컨버터(30), 토크부스터(40) 및 감속기어(50)의 구동에 따라서 일정속도를 유지하고 차량이 이동중에 사용자가 브레이크를 가압하여 차량의 속도를 감속하여 주행 또는 정지하고자 할 경우에는 브레이크의 기계적구성의 동작과 함께 상기 변속제어유닛(70)에서 상기 변속기에 인가되는 직류전원의 크기를 조절하므로 토크를 감속시켜 브레이크장치에 의한 현재속도의 감속과 대응되도록 토크를 감속한다.

본 발명은 상술한 특징의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전자식 무단자동변속기는 종래의 유압식 자동변속기 또는 벨트식 무단변속기에 비하여 전기적인 신호에 토크를 발생 및 증폭제어하므로 급격한 가속도변화시에 흔들림현상(Jerk)이 없어 승차감이 개선되고, 비접촉방식으로 토크를 발생시킴에 따라 주기적인 보수가 없고 회전력전달효율이 높아 사용자의 관리비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims

소정의 구동력을 발생시켜 엔진축(21)을 통해 구동력을 전달하는 엔진(10)과;

소정의 전기적인 신호를 제어신호를 출력하는 변속제어유닛(70)과;

상기 변속제어유닛(70)으로부터 인가되는 제어신호에 따라서 직류전력을 발생시키는 제너레이터(20)와;

상기 제너레이터(20)에서 발생된 직류전력이 인가됨에 따라 발생된 기전력에 의한 상전도현상을 유도하여 토크를 발생시키는 토크컨버터(30)와;

상기 변속제어유닛(70)으로 부터 인가되는 제어신호에 따라서 자속을 발생시켜 상기 토크컨버터(30)에서 발생된 토크를 증폭시키는 토크부스터(40)와;

상기 토크컨버터(30)와 토크부스터(40)에서 발생되는 토크에 의한 구동력을 바퀴(60)에 전달하는 휠샤프트(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 무단자동변속기.
제 1 항에 있어서, 상기 제너레이터(20)는

상기 변속제어유닛(70)으로부터 인가되는 소정의 전기적신호에 의해 여자되는 계자(23)와;

상기 계자(23)에서 발생되는 자속에 의해 직류전력을 발생시키는 전기자(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 무단자동변속기.
제 1 항에 있어서, 상기 토크컨버터(30)는

상기 엔진축(21)에 연결되는 엔진동력전달수단(31)과;

상기 엔진동력전달수단(31)의 표면에 구성되고 상기 제너레이터(20)에서 인가되는 직류전력에 의해 기전력을 발생시키는 제 1 회전자(32)와;

상기 휠샤프트(80)의 종단에 연장되는 제 1 토크전달수단(34)과;

상기 제 1 토크전달수단(34)의 외주면에 형성되어 상기 제 1 회전자(32)의 상전도 현상을 유도시키는 회전요크(33)(Rotating yoke)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 무단자동변속기.
제 1 항에 있어서, 상기 토크부스터(40)는

상기 휠샤프트(80)의 중간부분에서 연장되는 제 2 토크전달수단(43)과;

상기 제 2 토크전달수단(43)의 외주면에 형성되는 제 2 회전자(42)와;

상기 제 2 회전자(42)와 대응되고 프레임(90)의 제 1 격벽(91) 표면에 형성되어 회전형자속을 발생시키는 고정자(41)와;

상기 고정자(41)에 소정의 전원을 인가하여 상기 고정자(41)에 회전형 기전력을 발생시키는 스윗칭회로(44)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 무단자동변속기.
제 4 항에 있어서, 상기 스윗칭회로(44)는

소정의 전원이 인가되는 입력단(+VDC, -VDC)과;

상기 토크부스터(40)의 고정자(41)에 권선되는 코일(L1)과; 상기 입력단의 정(+)의 전원이 인가되는 입력라인(+VDC)에 제 1 전극이 연결되고, 제 2 전극은 소정의 제어신호를 출력하는 상기 변속제어유닛(70)에 연결되고, 제 3 전극은 상기 코일(L1)의 일측에 연결되는 제 1 스윗칭소자(S1)와;

제 1 전극이 정(+)의 전원이 인가되는 입력라인(+VDC)에 연결되고, 제 2 전극이 상기 코일(L1)의 타측에 연결되는 제 1 다이오드(D1)와;

상기 코일(L1)의 타측에 제 1 전극이 연결되고, 제 2 전극은 상기 변속제어유닛(70)에 연결되고, 제 3 전극은 부(-)의 전원이 인가되는 입력라인(-VDC)에 연결되는 제 2 스윗칭소자(S2)와;

제 1 전극이 상기 코일(L1)의 일측과 상기 제 1 스윗칭소자(S1)의 제 3 전극사이에 연결되고, 제 2 전극이 상기 부(-) 입력라인(-VDC)에 연결되는 제 2 다이오드(D2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자식 무단자동변속기.