KR101139552B1 - 변속기 일체형 모터 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

고정자에 설치되는 코일, 상기 코일과 대면되는 마그네트 및 상기 마그네트가 설치되는 회전축이 마련되는 회전자를 포함하는 모터부; 상기 모터부와 일체로 연결되며 상기 회전축의 정방향 회전시 제1 속도로 감속 회전되고 상기 회전축의 역방향 회전시 제2 속도로 감속 회전되는 허브 유닛을 포함하는 변속부; 상기 허브 유닛 또는 상기 회전자의 회전 속도를 감지하는 센서부 및 사용자 입력을 받는 입력부 중 적어도 하나가 연결되며, 상기 센서부에서 감지한 회전 속도에 따라 상기 변속부를 상기 제1 속도 또는 상기 제2 속도로 자동 변속하거나 상기 입력부에 입력된 상기 사용자의 변속 지령에 따라 상기 변속부를 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도 중 어느 하나로 강제 변속하는 제어부; 를 포함한 변속기 일체형 모터 및 그 제어 방법을 제공한다.

Description

변속기 일체형 모터 및 그 제어 방법{MOTOR INCLUDING TRANSMISSION AND CONTROL METHOD OF THE SAME}
본 발명은 변속기 일체형 모터 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 변속기는 모터와 별개의 위치에 별개의 부품으로 장착된다. 그러나, 전기로 구동되는 자전거나 스쿠터와 같이 경량화 및 소형화된 탈것에는 휠의 회전축에 모터 및 변속기를 일체로 장착함으로써 간단한 구조로 마련될 필요성이 대두된다.
본 발명은 상술한 필요성을 감안한 것으로서, 전기로 구동되는 자전거나 스쿠터의 바퀴 중앙에 위치한 회전축에 모터 및 변속기를 일체로 장착할 수 있는 변속기 일체형 모터 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 변속기 일체형 모터는, 고정자에 설치되는 코일, 상기 코일과 대면되는 마그네트 및 상기 마그네트가 설치되는 회전축이 마련되는 회전자를 포함하는 모터부; 상기 모터부와 일체로 연결되며 상기 회전축의 정방향 회전시 제1 속도로 감속 회전되고 상기 회전축의 역방향 회전시 제2 속도로 감속 회전되는 허브 유닛을 포함하는 변속부; 상기 허브 유닛 또는 상기 회전자의 회전 속도를 감지하는 센서부 및 사용자 입력을 받는 입력부 중 적어도 하나가 연결되며, 상기 센서부에서 감지한 회전 속도에 따라 상기 변속부를 상기 제1 속도 또는 상기 제2 속도로 자동 변속하거나 상기 입력부에 입력된 상기 사용자의 변속 지령에 따라 상기 변속부를 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도 중 어느 하나로 강제 변속하는 제어부; 를 포함한다.
본 발명의 변속기 일체형 모터의 제어 방법은, 고정자 및 회전자를 포함하는 모터부와, 상기 모터부에 일체로 연결되는 변속부를 포함하는 변속기 일체형 모터의 제어 방법에 있어서, 상기 회전자에 마련된 회전축의 정방향 회전시 상기 변속부에 마련된 허브 유닛을 제1 속도로 감속 회전시키고 상기 회전축의 역방향 회전시 상기 허브 유닛을 제2 속도로 감속 회전시키며, 상기 허브 유닛 또는 상기 회전자의 회전 속도를 감지하는 센서부에서 감지된 회전 속도에 따라 상기 제1 속도 또는 상기 제2 속도로 자동 변속시키거나, 입력부에 입력된 사용자의 변속 지령에 따라 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도 중 어느 하나로 강제 변속시킨다.
본 발명에 따르면, 모터의 회전 방향에 상관없이 변속기의 출력축이 일방향으로만 회전함으로써 자전거의 전진 방향과 같은 일방향으로 구동력이 전달되게 하는 한편, 모터의 회전 방향을 역전시키는 간단한 제어 동작에 의하여 1단 및 2단으로 변속되는 구조의 변속기를 장착함으로써 손쉽게 변속을 할 수 있으며, 지나치게 잦은 횟수로 변속되지 않게 함으로써 변속 유격 및 변속 충격을 줄이고 장치의 내구성을 향상시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 변속기 일체형 모터가 장착된 자전거를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 변속기 일체형 모터에서 모터부가 정방향 회전되는 경우를 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 변속기 일체형 모터에서 모터부가 역방향 회전되는 경우를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 변속기 일체형 모터의 제어 방법을 도시한 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 변속기 일체형 모터가 장착된 자전거를 도시한 정면도이다. 도 2는 본 발명의 변속기 일체형 모터에서 모터부(100)가 정방향 회전되는 경우를 도시한 측단면도이다. 도 3은 본 발명의 변속기 일체형 모터에서 모터부(100)가 역방향 회전되는 경우를 도시한 측단면도이다. 도 4는 본 발명의 변속기 일체형 모터의 제어 방법을 도시한 블럭도이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 고정축(50)은 중공의 금속 파이프 형상을 갖고, 전원 연결선을 빼내기 위한 관통홀이 상기 금속 파이프 일부에 형성된다. 고정축(50)은 자전거의 프레임(20)에 연결되는데, 구체적으로 자전거 핸들(10)로부터 연장되어 자전거의 바퀴를 고정하는 프레임(20)의 일부가 연결될 수 있다.
본 발명의 변속기 일체형 모터는 자전거 이외에 전기 스쿠터나 전기 오토바이 등 전기로 구동되는 2륜차 또는 그 밖에 바퀴로 구동되는 모든 탈것에 다양하게 적용될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 자전거를 예로 들고 있지만 이하에서 '자전거'라 함은 자전거를 포함한 모든 탈것을 의미하는 용어로 정의한다.
모터부(100)는 하우징(110), 고정자(120), 및 회전자(130)를 포함한다. 하우징(110)은 제1 하우징(112) 및 제2 하우징(118)을 포함한다.
제1 하우징(112)은 원판 형상을 갖고, 제2 하우징(118)은 제1 하우징(112)에 결합되는 일측이 개구된 실린더 형상을 갖는다. 제1 하우징(112)은 제2 하우징(118)과 볼트 체결된다. 고정자(120)는 제2 하우징(118)의 내부의 고정된 위치에 수납된다.
고정자(120)는 자성체로 된 강판이 여러 장 적층된 코어(121) 및 상기 코어(121)에 감겨진 코일(122)로 이루어져 있으며, 회전자(130)에는 코일(122)과 대면되는 마그네트(132)가 삽입된다.
고정축(50), 하우징(110) 및 고정자(120)는 고정된 상태에 있으며, 회전자(130)가 회전한다.
고정축 베어링(60)은 고정축(50)에 허브 유닛(200)을 회전 가능한 상태로 연결하는 것으로 고정축 베어링의 외륜(61)과 고정축 베어링의 내륜(62)으로 이루어진다. 고정축 베어링의 외륜(61)은 허브 유닛(200)에 고정되며, 고정축 베어링의 내륜(62)은 고정축(50)의 외주면에 고정된다.
모터부(100)의 구동시 고정축(50)은 자전거에 연결되어 고정된 상태로 있고, 자전거의 스포크가 연결된 허브 유닛(200)이 변속기와 연결되어 회전한다. 이를 위하여 허브 유닛(200)은 고정축 베어링의 외륜(61)에 고정된다.
한편, 고정축(50)에 결합되는 제1 하우징(112)에 회전자(130)를 회전 가능하게 연결하는 회전자 베어링(70)이 마련된다. 회전자 베어링(70)의 외륜(71)은 제1 하우징(112)에 고정되며, 회전자 베어링(70)의 내륜(72)은 회전자(130)의 외주에 고정된다.
코일(122)에 전원 인가시 코일(122)과 마그네트(132) 사이에 작용하는 전자기력으로 인하여 회전자(130)가 회전하며, 회전자 베어링(70)의 내륜(72)과 회전자(130)가 함께 회전되고, 회전자 베어링(70)의 외륜(71)은 제1 하우징(112)에 고정된다.
회전자(130)에는 회전축(131) 및 마그네트(132)가 결합된다. 회전축(131)은 회전자(130)의 회전 중심이 되는 것으로서, 회전축(131)의 일단부는 회전자 베어링(70)의 내륜(72)에 삽입되어 회전 가능하게 지지된다.
모터부(100)의 구동력을 전달하기 위하여 회전축(131)의 타단부에는 제1 선기어(310)가 결합된다. 제1 선기어(310)는 다수의 제1 유성 기어(312)와 외접 상태로 연결되며 제1 유성 기어(312)와 치합된다. 제1 유성 기어(312)는 제1 링기어(314)에 내접 상태로 연결되며 제1 링기어(314)와 치합된다.
제1 선기어(310)의 치형 개수보다 제1 유성 기어(312)의 치형 개수가 더 많으며 제1 유성 기어(312)의 치형 개수보다 제1 링기어(314)의 치형 개수가 더 많은데, 이러한 치형 개수비에 따라, 제1 선기어(310), 제1 유성 기어(312), 제1 링기어(314)에서 1차 감속이 이루어진다.
2차 감속은 후술하는 제1 링기어(314), 제2 링기어(330), 제1 아이들 기어(340) 및 제2 아이들 기어(350)들의 선택적 조합에 의하여 이루어진다. 1차 감속비는 일정하며 2차 감속비가 조절됨으로써 허브 유닛(200)은 저속 모드 및 고속 모드로 2단 변속된다.
제1 유성 기어(312)는 하우징(110)의 외주에 삽입 고정된 제1 핀(316)에 회전 가능하게 삽입된다. 모터부(100)의 회전시 하우징(110)은 회전하지 않으므로 제1 유성 기어(312)는 제1 핀(316)을 중심으로 자전을 하며, 제1 링기어(314)가 회전한다.
축부재(360)는 제1 아이들 기어(340) 및 제2 아이들 기어(350)를 회전 가능하게 지지하며 이들을 축방향으로 이탈되지 않게 가이드한다. 허브 유닛(200)이 회전할 때 축부재(360)는 회전하지 않으며, 이와 같이 회전하지 않는 축부재(360)의 상태를 참조 부호 F로 표시하였다.
제1 링기어(314)와 일체로 마련되는 연결 부재(314c)는 클러치(320)와 연결된다.
구동력 전달을 위한 실시예로서, 연결 부재(314c) 및 클러치(320)가 서로 치합되는 기어 형태이거나, 연결 부재(314c) 및 클러치(320)가 서로 접촉되는 마찰차 형태이거나, 연결 부재(314c) 및 클러치(320)가 서로 접촉되며 일 방향으로만 동력을 전달하고 타 방향으로는 공회전하면서 겉도는 폴 및 래칫일 수 있다.
클러치(320)는 제1부(321) 및 제2부(322)를 구비하며, 모터부(100)의 시계 방향(CW) 및 반시계 방향(CCW) 회전 여부에 따라 허브 유닛(200)의 회전수를 감속한다. 여기서, 모터부(100)의 정방향 회전시 모터부(100)는 시계 방향(CW) 또는 반시계 방향(CCW) 중 어느 하나의 방향으로 회전되고, 모터부(100)의 역방향 회전은 상기 정방향과 반대 방향으로 회전되는 것으로 정의한다.
예를 들어 도 2와 같이 회전자(130) 및 제1 선기어(310)가 시계 방향(CW)으로 회전하고 이에 따라 제1 링 기어가 반시계 방향(CCW)으로 회전할 때는, 연결 부재(314c) 및 제1부(321)의 체결이 온(ON)되어 모터부(100)의 동력이 제1 링기어(314)를 거쳐 제2 링기어(330)에 직접 동력을 전달한다. 또한, 제1부(321)와 치합되는 제2 링기어(330)가 제1 링기어(314)와 동일한 방향인 반시계 방향(CCW)으로 회전하며 제2 링기어(330)는 저속 모드로 회전한다.
이때, 제2 링기어(330)의 반시계 방향(CCW) 저속 회전 속도를 제1 속도(CCW1)로 표시하였다. 제2 링기어(330)와 결합되는 허브 유닛(200)도 제2 링기어(330)와 동일한 회전방향 및 회전 속도인 제1 속도(CCW1)로 회전한다.
여기서, 클러치(320)의 제2부(322)는 제1 아이들 기어(340)와 대향되지만, 클러치(320)의 동작 특성에 따라 제2부(322) 및 제1 아이들 기어(340)의 체결은 오프(OFF)되어 제2부(322)로부터 제1 아이들 기어(340)로 동력 전달은 이루어지지 않는다.
이에 따라 제1 아이들 기어(340)는 정지 상태에 있거나 제2 링기어(330) 및 제2 아이들 기어(350)의 치합에 따라 공회전한다. 공회전하는 경우, 제1 아이들 기어(340)는 반시계 방향(CCW)으로 회전하는 제1 링기어(314)와 동일한 방향인 반시계 방향(CCW)으로 회전할 것이다.
한편, 도 3과 같이 회전자(130) 및 제1 선기어(310)가 반시계 방향(CCW)으로 회전하고 이에 따라 제1 링기어(314)가 시계 방향(CW)으로 회전할 때는, 연결 부재(314c) 및 제1부(321)의 체결이 오프(OFF)되어 모터부(100)의 동력이 제1 링기어(314)를 거쳐 제2 링기어(330)에 직접 전달되지 않는다.
여기서, 클러치(320)의 제2부(322)는 제1 아이들 기어(340)와 체결이 온(ON)되고, 클러치(320)의 동작 특성에 따라 제2부(322)로부터 제1 아이들 기어(340)로 동력 전달이 이루어진다. 이에 따라 제1 아이들 기어(340)는 시계 방향(CW)으로 회전하며, 제1 아이들 기어(340)에 내주가 치합되는 제2 아이들 기어(350)는 반시계 방향(CCW)으로 회전하고, 제2 아이들 기어(350)의 외주에 치합되는 제2 링기어(330)는 반시계 방향(CCW)으로 회전한다.
여기서, 제2 아이들 기어(350) 및 제2 링기어(330)의 치합면의 반지름은 제1 링기어(314)의 제1부(321) 및 제2 링기어(330)의 치합면의 반지름보다 작으므로 제2 링기어(330)는 고속 모드에서 반시계 방향(CCW)으로 회전한다. 이를 제2 속도(CCW2)로 표시하였다. 제2 링기어(330)와 결합되는 허브 유닛(200)도 제2 링기어(330)와 동일한 회전방향 및 회전 속도인 제2 속도(CCW2)의 고속으로 회전한다.
이와 같이 본 발명의 변속기 일체형 모터는 회전자(130)의 정역 회전(시계 방향(CW) 또는 반시계 방향(CCW))에 의하여 변속비가 변하는 2단 변속기를 모터부(100)와 일체화한 구조를 갖는다.
도 2에 도시된 것과 같이, 변속비가 낮은 고속 모드의 경우 모터부(100)의 회전축(131)이 시계 방향(CW)으로 회전할 때 허브 유닛(200)은 반시계 방향(CCW) 저속인 제1 속도(CCW1)의 회전방향 및 회전 속도를 갖는다.
도 3에 도시된 것과 같이, 변속비가 높은 저속 모드의 경우 모터부(100)의 회전축(131)이 반시계 방향(CCW)으로 회전할 때 허브 유닛(200)은 반시계 방향(CCW) 고속인 제2 속도(CCW2)의 회전방향 및 회전 속도를 갖는다.
자전거의 출발시 오르막길을 오르지 못하거나 토크가 많이 필요하므로 항상 저속 모드에서 출발할 필요가 있다. 이를 위하여 자전거가 정지 상태임을 센서부(420)에서 인식하면 센서부(420)와 연결된 제어부(400)가 액츄에이터(370)의 동작을 통제한다.
클러치(320)는 액츄에이터(370)에 의하여 제2부(322) 및 제1 아이들 기어(340)의 체결은 오프(OFF)시키고, 제1부(321) 및 제2 링기어(330)의 체결을 온(ON)시키는 위치로 구동된다. 이에 따라 허브 유닛(200)은 저속 모드에서 반시계 방향(CCW)인 제1 속도(CCW1)로 회전한다.
예를 들어 센서부(420)는 모터부(100)의 코일(122)에 전원 인가 여부에 따라 자전거가 정지상태임을 인식할 수 있다. 또한, 마그네트(132)의 극성을 감지하여 회전자(130)의 회전수를 인식하는 엔코더가 센서부(420)로서 채용될 수 있다. 이와 다르게, 센서부(420)는 센서리스(sensorless) 타입일 수 있다.
한편, 필요에 따라서는 고단으로 고속 출발할 경우도 있는데, 이러한 경우에는 버튼이나 레버 등을 구비한 입력부(430)에 사용자의 고단 출발 지령이 입력되면 제어부(400)는 센서부(420)의 신호를 무시하고 액츄에이터(370)를 강제로 구동하여 허브 유닛(200)을 고속 모드에서 출발하게 할 수 있다.
또한, 저속으로 출발한 이후에 회전자(130)의 회전수가 적정한 임계치에 도달하면 자동으로 고속 모드로 변속될 수 있다. 예를 들어 모터부(100)의 회전자(130)는 허용 최고 속도(예를 들어 5000 RPM)를 상한치로 하고 허용 최저 속도(예를 들어 500 RPM)를 하한치로 하는 허용 속도 범위(500~5000 RPM) 이내에서만 회전되며, 제어부(400)는 상기 허용 속도 범위(500~5000 RPM) 이내의 특정값인 임계 속도(예를 들어 2000 RPM)를 기준으로 저속 모드 및 고속 모드의 변속 여부를 결정한다.
즉, 일 실시예로서, 제어부(400)는 자전거의 출발시에는 저속 모드로 자동 변속하고, 출발 후 허브 유닛(200)의 또는 회전자(130)의 속도가 임계 속도(예를 들어 2000 RPM)에 도달하면 고속 모드로 자동 변속한다.
한편, 자전거의 주행 상태를 살펴보면, 저속 모드에서 고속 모드로 자동 변속할 때와 고속 모드에서 저속 모드로 자동 변속할 때, 변속 시점의 회전수(예를 들어 2000 RPM)가 다르도록 제어할 필요가 있다. 이는 변속 시점 부근에서 너무 잦은 변속을 방지하기 위함이며, 너무 잦은 변속은 에너지 효율과 승차감을 떨어뜨리고 장치의 내구성을 저하시키기 때문이다.
즉, 허브 유닛(200) 또는 회전자(130)의 회전수 변경시 임계 속도(예를 들어 2000 RPM)보다 작거나 큰 일시적인 속도 감소가 발생하더라도 즉시 변속이 이루어지지 않고 임계 속도(예를 들어 2000 RPM)를 기준으로 일정한 여유분을 고려한 시점에서 비로소 변속이 이루어지게 하는 것이다. 허브 유닛(200) 또는 모터부(100)의 회전수 변경시 일시적인 속도 변화는 무시함으로써 변속 유격 발생을 최소화하기 위함이다.
이러한 실시예로서, 제어부(400)는 자전거의 출발시에는 저속 모드에서 출발하며, 허브 유닛(200) 또는 회전자(130)의 회전수가 증가하면서 제1 한계 속도(예를 들어 1600 RPM)에 도달하면 고속 모드로 자동 변속한다. 또한, 제어부(400)는 고속 모드에서 주행 중인 자전거에 대하여 허브 유닛(200) 또는 회전자(130)의 회전수가 제2 한계 속도(예를 들어 2400 RPM)로 떨어지면 저속 모드로 자동 변속한다.
여기서, 제1 한계 속도 및 제2 한계 속도는 상기 허용 속도 범위 이내의 특정값이며, 제1 한계 속도는 제2 한계 속도보다 더 낮은 것이 바람직하다. 일 실시예로서 제1 한계 속도(예를 들어 1600 RPM)는 상기 임계 속도(예를 들어 2000 RPM)에서 상기 임계 속도(예를 들어 2000 RPM)의 20% 이내, 구체적으로 10% 내지 20%를 뺀 값이고, 제2 한계 속도(예를 들어 2400 RPM)는 상기 임계 속도(예를 들어 2000 RPM)에다 상기 임계 속도의 20% 이내, 구체적으로 10% 내지 20%를 더한 값이다.
상술한 모든 경우의 자동 변속에 관한 실시예는 수동 변속 모드를 포함할 수 있다. 즉, 입력부(430)에 입력된 사용자의 변속 지령에 따라 고속 모드 또는 저속 모드로 변속하는 것이 언제든 가능하게 할 수 있다. 이때, 표시부(410)는 수동 변속 모드임을 표시하고 저속 모드인지 고속 모드인지 여부를 표시한다.
자전거의 주행 속도는 자전거에 직접 장착된 속도 센서의 측정값(예를 들어 30Km/h에 대응되는 2V 전압)을 읽어들일 수 있다. 한편, 별도의 속도 센서가 마련되지 않더라도, 코일(122)의 전원 스위칭을 위하여 마련되는 엔코더(encoder)나 코일(122)에 인가되는 전원 파형의 역기전력의 주기를 체크함으로써 허브 유닛(200) 또는 회전자(130)의 회전수를 감지할 수 있다.
이와 같이, 허브 유닛(200)의 회전수를 감지하고 이를 토대로 자전거의 주행 속도를 계산하거나, 회전자(130)의 회전수 및 변속비를 감지하고 상기 회전수와 변속기의 변속비를 계산하여 자전거의 주행 속도를 계산하고, 산출된 상기 주행 속도는 표시부(410)에서 표시함으로써 별도의 전동 자전거의 속도 측정 장치를 필요로 하지 않는다. 경우에 따라서는 회전자(130)의 회전수와 변속비를 함께 표시하거나, 저속 모드 또는 고속 모드 여부도 함께 표시할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10...핸들(handle) 20...프레임(frame)
30...스포크 50...고정축
60...고정축 베어링 61...고정축 베어링의 외륜
62...고정축 베어링의 내륜 70...회전자 베어링
71...회전자 베어링의 외륜 72...회전자 베어링의 내륜
100...모터부 110...하우징
112...제1 하우징 118...제2 하우징
120...고정자 121...코어
122...코일 130...회전자
131...회전축 132...마그네트
200...허브 유닛
300...변속부 310...제1 선기어
312...제1 유성 기어 314...제1 링기어
316...제1 핀 314c...연결 부재
320...클러치 321...제1부
322...제2부 330...제2 링기어
340...제1 아이들 기어 350...제2 아이들 기어
360...축부재 370...액츄에이터
400...제어부 410...표시부
420...센서부 430...입력부

Claims (11)

  1. 고정자에 설치되는 코일, 상기 코일과 대면되는 마그네트 및 상기 마그네트가 설치되는 회전축이 마련되는 회전자를 포함하는 모터부;
    상기 모터부와 일체로 연결되며 상기 회전축의 정방향 회전시 제1 속도로 감속 회전되고 상기 회전축의 역방향 회전시 제2 속도로 감속 회전되는 허브 유닛을 포함하는 변속부; 및
    상기 허브 유닛 또는 상기 회전자의 회전 속도를 감지하는 센서부 및 사용자 입력을 받는 입력부 중 적어도 하나가 연결되며, 상기 센서부에서 감지한 회전 속도에 따라 상기 변속부를 상기 제1 속도 또는 상기 제2 속도로 자동 변속하거나 상기 입력부에 입력된 상기 사용자의 변속 지령에 따라 상기 변속부를 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도 중 어느 하나로 강제 변속하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 센서부에서 감지한 상기 회전 속도가 0인 정지 상태에서 출발시 상기 제 2 속도보다 저속인 상기 제1 속도로 상기 변속부를 자동 변속하는 변속기 일체형 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 센서부에서 감지한 상기 회전 속도가 임계 속도에 도달하면 상기 제1 속도보다 고속인 상기 제2 속도로 상기 변속부를 자동 변속하는 변속기 일체형 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 허브 유닛 또는 상기 회전자의 회전수가 증가하면서 제1 한계 속도에 도달하면 상기 제1 속도보다 고속인 상기 제2 속도로 자동 변속하고,상기 허브 유닛 또는 상기 회전자의 회전수가 감소하면서 제2 한계 속도로 떨어지면 상기 제2 속도보다 저속인 상기 제1 속도로 자동 변속하는 변속기 일체형 모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 한계 속도는 상기 제2 한계 속도보다 더 낮으며,
    상기 제1 한계 속도는 미리 설정된 임계 속도에서 상기 임계 속도의 10% 내지 20%를 뺀 값이고, 상기 제2 한계 속도는 상기 임계 속도에다 상기 임계 속도의 10% 내지 20%를 더한 값인 변속기 일체형 모터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 허브 유닛의 회전 속도, 상기 회전자의 회전 속도, 상기 변속부가 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도 중 어느 속도로 변속되었는지 여부 중 적어도 하나를 표시하는 표시부; 를 포함하는 변속기 일체형 모터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 변속부는,
    상기 회전축에 결합되는 제1 선기어;
    상기 제1 선기어에 외접되는 다수의 제1 유성 기어;
    상기 제1 유성 기어가 내접되는 제1 링기어;
    상기 제1 링기어와 연결되는 것으로, 상기 제1 링기어를 제2 링기어에 연결하여 상기 제1 링기어의 회전력을 상기 제2 링기어로 전달하는 제1부 및 상기 제1 링기어를 제1 아이들 기어에 연결하여 상기 제1 링기어의 회전력을 상기 제1 아이들 기어로 전달하는 제2부를 포함하는 클러치;
    상기 제어부에 의하여 동작되는 것으로, 상기 제1부의 연결 및 상기 제2부의 연결 중 어느 하나로 상기 클러치 및 상기 제1 링기어의 연결 상태를 절환시키는 액츄에이터;
    상기 제1 아이들 기어와 연결되며 상기 제1 아이들 기어로 전달되는 회전력을 상기 제2 링기어로 전달하는 제2 아이들 기어; 를 포함하는 변속기 일체형 모터.
  8. 고정자 및 회전자를 포함하는 모터부와, 상기 모터부에 일체로 연결되는 변속부를 포함하는 변속기 일체형 모터의 제어 방법에 있어서,
    상기 회전자에 마련된 회전축의 정방향 회전시 상기 변속부에 마련된 허브 유닛을 제1 속도로 감속 회전시키고 상기 회전축의 역방향 회전시 상기 허브 유닛을 제2 속도로 감속 회전시키며,
    상기 허브 유닛 또는 상기 회전자의 회전 속도를 감지하는 센서부에서 감지된 회전 속도에 따라 상기 제1 속도 또는 상기 제2 속도로 자동 변속시키거나, 입력부에 입력된 사용자의 변속 지령에 따라 상기 제1 속도 및 상기 제2 속도 중 어느 하나로 강제 변속시키고,
    상기 센서부에서 감지한 상기 회전 속도가 0인 정지 상태에서 출발시 상기 제2 속도보다 저속인 상기 제1 속도로 상기 변속부를 자동 변속하고, 상기 회전 속도가 임계 속도에 도달하면 상기 제1 속도보다 고속인 상기 제2 속도로 상기 변속부를 자동 변속하는 변속기 일체형 모터의 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 허브 유닛 또는 상기 회전자의 회전수가 증가하면서 제1 한계 속도에 도달하면 상기 제1 속도보다 고속인 상기 제2 속도로 자동 변속하고, 상기 허브 유닛 또는 상기 회전자의 회전수가 감소하면서 제2 한계 속도로 떨어지면 상기 제2 속도보다 저속인 상기 제1 속도로 자동 변속하는 변속기 일체형 모터의 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 한계 속도는 상기 제2 한계 속도보다 더 낮으며,
    상기 제1 한계 속도는 미리 설정된 임계 속도에서 상기 임계 속도의 10% 내지 20%를 뺀 값이고, 상기 제2 한계 속도는 상기 임계 속도에다 상기 임계 속도의 10% 내지 20%를 더한 값인 변속기 일체형 모터의 제어 방법.
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