WO2020085754A1 - 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법 - Google Patents

전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법 Download PDF

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WO2020085754A1
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WO
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eddy current
generating unit
electric vehicle
output shaft
torque converter
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PCT/KR2019/013868
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황윤식
이원호
신순철
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주식회사 카펙발레오
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Definitions

  • the present invention relates to a dry torque converter for an electric vehicle and a control method thereof, and more particularly, to a dry torque converter for an electric vehicle and its control to transmit power of a driving motor to a reducer using an electromagnetic force and a planetary gear. It's about how.
  • a torque converter is installed between a vehicle's engine and a transmission to transmit the driving force of the engine to the transmission using fluid.
  • a torque converter an impeller rotating by receiving the driving force of the engine, a turbine rotated by oil discharged from the impeller, and a reactor that increases the rate of torque change by directing the flow of oil refluxing to the impeller in the rotational direction of the impeller ( Also known as 'stator'.
  • the torque converter is equipped with a lock-up clutch (also called a 'damper clutch'), which is a means of directly connecting the engine and the transmission because the power transmission efficiency may decrease when the load acting on the engine increases.
  • the lock-up clutch is disposed between the front cover and the turbine directly connected to the engine, so that the rotational power of the engine can be transmitted directly to the turbine.
  • an eco-friendly vehicle that can substantially replace an internal combustion engine vehicle is required, and such an eco-friendly vehicle is usually an electric vehicle driven by a fuel cell or electricity as a power source.
  • the electric vehicle uses the driving force generated by using a driving motor in place of the engine and transmission, so it is difficult to apply a conventional torque converter that operates using a flow of fluid.
  • the first stage reduction gear is mainly applied to the electric vehicle due to the initial high torque of the driving motor and the convenience of control.
  • the development of a multi-stage speed reducer is in progress.
  • the multi-stage reducer has a problem in that the cost is increased because additional electric components such as a clutch actuator, a gear actuator, and a transmission control unit (TCU) are additionally required.
  • additional electric components such as a clutch actuator, a gear actuator, and a transmission control unit (TCU) are additionally required.
  • the present invention was invented to solve the problems as described above, and the problem to be solved by the present invention is advantageous because it does not add electrical equipment, and it is possible to reduce the size of the drive motor and the inverter of the electric vehicle. , To provide a dry torque converter for electric vehicles and a control method for reducing the current consumption of the driving motor during initial driving.
  • another object of the present invention is to perform all of the functions of a conventional fluid-type torque converter by performing both torque multiplication using a planetary gear, speed ratio increase using an eddy current, and direct transmission of a driving force using a lock-up mechanism. It is intended to provide a dry torque converter for automobiles and a control method thereof.
  • a dry torque converter for an electric vehicle for achieving this object is connected to an input shaft as a first element, connected to an output shaft as a second element, and a planetary variablely connected to a fixed portion as a third element Gear; At least one eddy current torque generator provided between the first element and the second element and generating an eddy current to be controlled by the speed of the output shaft; A one-way clutch that intermittently connects the third element and the fixing part in one direction and is connected to each other; And provided on the second element, interlocked with the eddy current torque generating unit, and selectively contacting the third element by centrifugal force transmitted to the eddy current torque generating unit according to the rotational speed of the output shaft, while the input shaft and the output shaft It includes a lock-up mechanism that connects directly.
  • the eddy current torque generating unit may separate the first element and the second element according to the speed of the output shaft, or transmit power with eddy current torque.
  • the first element may be a sun gear
  • the second element may be a carrier
  • the third element may be a ring gear
  • the eddy current torque generating unit is a permanent magnet connected to the first element; And a centrifugal body disposed opposite to the permanent magnet, having conductivity, connected to the second element, and controlled by the speed of the output shaft.
  • the eddy current torque generating unit includes a front cover integrally connected to the input shaft and the first element to embed the planetary gear, and the permanent magnet is disposed at a predetermined interval along a circumferential direction from the radially inner side of the front cover.
  • the centrifugal body may be connected to the second element through an elastic member.
  • N poles and S poles may be repeatedly disposed along the inner circumference of the front cover.
  • the lock-up mechanism is a lock-up arm which is interlocked with the centrifugal body of the eddy current torque generating unit, and one end hinged to the second element; And a friction member mounted radially inward at the other end of the lock-up arm corresponding to the third element.
  • the eddy current torque generators may be provided with a plurality of spaced apart at equal intervals along the circumferential direction of the second element.
  • the control method for a dry torque converter for an electric vehicle includes a first element connected to an input shaft, a second element connected to an output shaft, a third element variably connected to a fixed portion, and speed by a set gear ratio
  • the third element is fixedly controlled by the operation control of the one-way clutch provided between the third element and the fixed portion to control the torque output to the second element.
  • a first step of multiplying; The first element and the second element are generated by an eddy current by controlling the operation of the eddy current torque generating unit provided between the first element and the second element at a speed ratio higher than the gear ratio according to an increase in the speed of the output shaft.
  • the eddy current torque generating unit and the lock-up mechanism may be inoperatively controlled.
  • the first step may transmit a portion of the output shaft torque to the second element due to the non-operation of the eddy current torque generating unit.
  • the one-way clutch and the lock-up mechanism may be inoperatively controlled.
  • the second step may transmit the torque of the output shaft to the second element and the eddy current torque generator due to the operation of the eddy current torque generator.
  • the one-way clutch may be inoperatively controlled, and the eddy current torque generator may be inoperatively controlled.
  • the input shaft and the output shaft are directly connected so that the rotational speed of the input shaft and the output shaft is 1: 1 due to the operation of the lock-up mechanism, the operation of the one-way clutch, and the operation of the eddy current torque generating unit. can do.
  • an eddy current torque generating unit is provided between a first element (sun gear) and a second element (carrier) of a planetary gear, and an output shaft
  • Non-occurrence of eddy currents due to the rotational speed or eddy current torque generated by eddy currents to transmit power to non-connected or eddy current torques of the first and second elements, and the third element (ring gear) and the fixed part are one-way Since the clutch is fixed or one-way rotation control, the torque is multiplied at the speed ratio by the gear ratio, and the eddy current torque is output at a speed ratio higher than the gear ratio.
  • the present invention can reduce the size of the drive motor and the inverter connected to the input shaft because the torque multiplication factor is large, and enters a fast high-efficiency area through high-speed rotation of the drive motor during initial driving to reduce the current consumption of the drive motor. It also works.
  • the present invention has the effect of reducing the manufacturing cost by controlling the output torque by increasing and rotating up to 0.8 of the input / output speed ratio by centrifugal force of the output speed without a separate actuator.
  • the present invention is a torque ratio using a planetary gear, and a speed ratio increase function using an eddy current, and the torque of the drive motor can be directly transferred to a transmission through the application of a lock-up mechanism, so that the input and output speeds are 1: 1. It can be transmitted, and also has the effect of implementing all the functions of a conventional fluid-type torque converter.
  • FIG. 1 is a block diagram of a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a side view of a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded partially cut-away perspective view of a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 to 6 are views showing a planetary gear operation applied to a dry torque converter for an electric vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention, an inactive current eddy current generating unit, and an inactive state of a lock-up mechanism.
  • FIG. 7 to 8 are views showing a planetary gear non-operation, an eddy current torque generating unit, and a non-operational state of a lock-up mechanism applied to a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9 to 10 are views showing a planetary gear operation applied to a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, a non-operation of an eddy current torque generating unit, and an operation state of a lock-up mechanism.
  • 11 is a table showing the operation of the eddy current torque generating unit, the lock-up mechanism and the one-way clutch controlled by the control method of the dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a table showing the operation of the planetary gear elements controlled by the control method of the dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • ... unit means”, “... unit”, and “... absent” described in the specification refer to a unit of comprehensive configuration that performs at least one function or operation. it means.
  • a planetary gear when a planetary gear has one of the three elements as a fixed element, the other two elements operate as an input element and an output element, and have a gear ratio set between the input element and the output element.
  • the planetary gear has a characteristic that the torque sum of the input element and the output element and the fixed element becomes zero, and can transmit normal torque only at a speed ratio by a set gear ratio.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a partially cutaway exploded perspective view of a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • a dry torque converter for an electric vehicle is mounted between a drive motor M and a gear box (GB) in a power train of an electric vehicle.
  • the dry torque converter for an electric vehicle is configured to connect both between the drive motor M and the reducer GB to transfer the output torque of the drive motor M to the reducer GB.
  • the dry torque converter is connected to the drive motor (M) as an input shaft (1), connected to the reducer (GB) as an output shaft (2), the drive motor input to the input shaft (1)
  • the torque of M) is multiplied and transmitted and output to the reducer GB.
  • the dry torque converter configured as described above is provided with a first element 11, a second element 12, and a third element 13, and the planetary gear 10 connected to the input shaft 1 and the output shaft 2 is provided. ).
  • the first element 11 is connected to the input shaft 1
  • the second element 12 is connected to the output shaft 2
  • the third element 13 is It is variably connected to the fixing part 14.
  • the first element 11 is a sun gear S
  • the second element 12 is a carrier C connecting pinion gears P
  • the third element 13 is a ring gear R.
  • the first element (sun gear (S): 11) is connected to the input shaft (1), and the second element (carrier (C): 12) is connected to the output shaft (2).
  • the third element (ring gear (R): 13) is variably connected to the fixing part (14).
  • the fixing part 14 may be a power train of an electric vehicle or a body of an electric vehicle.
  • the dry torque converter according to the embodiment of the present invention may further include an eddy current torque generator 21, a one-way clutch 23, and a lock-up mechanism 40.
  • the eddy current torque generating unit 21 is composed of a non-operating or non-contact electromagnetic coupling that is operated by an electromagnetic force generated by the eddy current.
  • the eddy current torque generating unit 21 is not operated due to lack of a set centrifugal force when the output shaft 2 is rotated at a low speed, and does not generate eddy current, and is operated by securing a set centrifugal force when the output shaft 2 is rotated at a high speed. Generate torque.
  • the eddy current torque generator 21 is between the first element 11 connected to the input shaft 1 and the second element 12 connected to the output shaft 2. Is placed on.
  • a plurality of the eddy current torque generators 21 may be spaced apart at equal intervals along the circumferential direction of the second element 12.
  • the eddy current torque generating unit 21 may include a permanent magnet 211 facing each other on both sides and a centrifugal body 212 having conductivity.
  • the permanent magnet 211 is connected to the first element 11, and the centrifugal body 212 is connected through a hinge arm 311 that is hinged to the outer circumferential surface of the second element 12.
  • the hinge arm 311 is provided in plural and disposed at equal intervals along the circumferential direction on the second element 12 to be mounted as a hinge pin 312. These hinge arms 311 are connected via an elastic member 313 at different positions of the second element 12 adjacent to one side.
  • the eddy current torque generator 21 may be integrally connected to the input shaft 1 and the first element 11 and may include a front cover 22 incorporating the planetary gear 10.
  • the front cover 22 is coupled to the back cover 24 provided on the output shaft 2 side, the planetary gear 10, the eddy current torque generating unit 21, the one-way clutch 23, and the The lock-up mechanism 40 can be incorporated.
  • the permanent magnets 211 are arranged at intervals set along the circumferential direction from the radially inner side of the front cover 22 mounted to the first element 11.
  • the permanent magnet 211 may be repeatedly arranged N poles and S poles along the circumference of the inner circumferential surface of the front cover 22.
  • the hinge arm 311 centers the hinge pin 312 by the tensile force provided from the elastic member 313. In the radially inwardly maintained state, the centrifugal body 212 is moved away from the permanent magnet 211.
  • the input torque may be increased to the normal torque due to the gear ratio of the planetary gear 10 and transmitted to the reduction gear GB.
  • the hinge arm 311 may be rotated radially outward around the hinge pin 312 to allow the centrifugal body 212 to approach the permanent magnet 211.
  • an eddy current is generated between the centrifugal body 212 and the permanent magnet 211, and an eddy current torque is generated by the eddy current and transmitted to the first and second elements 11 and 12.
  • power may be transmitted to the first and second elements 11 and 12 with eddy current torque. That is, when an eddy current torque is generated, the speed ratio between the input shaft 1 and the output shaft 2 is increased to a speed ratio higher than or equal to that of a gear.
  • the eddy current torque generated between the centrifugal body 212 and the permanent magnet 211 may be larger as the relative speed difference is larger.
  • the dry torque converter for an electric vehicle can implement the function of a conventional fluid torque converter. .
  • the eddy current torque generating unit 21 configured as described above is a magnetic force formed between the permanent magnet 211 and the centrifugal body 212 by eddy current torque, and the permanent magnet 211 and the centrifugal body 212 are mutually connected. It can be separated, or can be powered by eddy current torque.
  • the eddy current torque generating unit 21 separates the first element 11 and the second element 12 from each other or transmits power to the eddy current torque.
  • the one-way clutch 23 may be disposed between the third element 13 and the fixing part 14.
  • the one-way clutch 23 interrupts the one-way connection between the third element 13 and the fixing part 14.
  • the one-way clutch 23 can rotatably connect the third element 13 in one direction (eg, forward direction) and block rotation in the opposite direction (eg, reverse direction).
  • the one-way clutch 23 when the eddy current torque generating unit 21 is not operated, the one-way clutch 23 is operated to stop the third element 13. Conversely, when the eddy current torque generating unit 21 is operated, the one-way clutch 23 may be deactivated such that the eddy current torque generating unit 21 and the third element 13 are rotated in the forward direction. .
  • the third element 13 is fixed by the operation control of the one-way clutch 23, and the output of the second element 12 is torque multiplied normally. At this time, the eddy current torque generating unit 21 is not operated, thereby enabling normal control of the planetary gear 10.
  • the eddy current torque by the eddy current is generated by the operation of the eddy current torque generating unit 21. Accordingly, the first element 11 and the second element 12 transmit eddy current torque, so that the output of the second element 12 transmits torque.
  • the eddy current torque may increase the speed ratio more than the speed ratio by the gear ratio, and the one-way clutch 23 will be deactivated such that the third element 13 of the planetary gear 10 rotates in the forward direction. You can.
  • the lock-up mechanism 40 is provided in the second element 12 may be interlocked with the eddy current torque generating unit 21. That is, the lock-up mechanism 40 may operate in conjunction with the operation or non-operation of the eddy current torque generating unit 21.
  • the lock-up mechanism 40 is selectively contacted with the third element 13 by the centrifugal force transmitted to the eddy current torque generating unit 21 according to the rotational speed of the output shaft 2, and the input shaft 1 The output shaft 2 is directly connected.
  • the lock-up mechanism 40 is interlocked with the centrifugal body, one end is hinged to the second element 12, the lock-up arm 41 and the third element 13 corresponding to the lock-up arm ( 41) may include a friction member 42 mounted radially inside at the other end.
  • the lock-up arm 41 may have one end mounted through the hinge pin 312.
  • the hinge arm 311 is rotated radially outward around the hinge pin 312
  • the lock-up arm 41 is rotated radially inward around the hinge pin 312, and the third element It can be approached toward the outer peripheral surface of (13).
  • the friction member 42 may be in frictional contact with the outer circumferential surface of the third element 13.
  • the lock-up mechanism 40 configured as described above is interlocked with the operation of the eddy current torque generating unit 21, and when operated, the first, second, and third elements 11, 12, 13, and the front By connecting the cover 22, the input shaft 1 and the output shaft 2 can be directly connected.
  • FIGS. 5 to 6 are diagrams showing a planetary gear operation applied to a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, a non-operation of an eddy current torque generating unit, and a non-operational state of a lock-up mechanism
  • FIGS. 7 to 8 Is a diagram showing a planetary gear non-operation applied to a dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, an operation of an eddy current torque generating unit, and a non-operational state of a lock-up mechanism
  • FIGS. 9 to 10 are embodiments of the present invention It is a diagram showing the operation of the planetary gear applied to the dry torque converter for an electric vehicle according to an example, the non-operation of the eddy current torque generating unit, and the lock-up mechanism.
  • the planetary gear 10 When the electric vehicle is initially driven, the planetary gear 10 is operated, but the eddy current torque generating unit 21 is non-operated due to lack of centrifugal force due to low speed rotation of the output shaft 2 (A1) and does not generate eddy current. Will be disabled (see FIGS. 5 and 6). Therefore, torque caused by eddy currents is not generated.
  • the hinge arm 311 is rotated radially inward around the hinge pin 312 by the tensile force provided from the elastic member 313. To maintain. Accordingly, the centrifugal body 212 maintains an initial state away from the permanent magnet 211.
  • the one-way clutch 23 is operated to stop the third element 13 as the eddy current torque generating unit 21 is deactivated.
  • the lock-up mechanism 40 may maintain a non-operating state as the eddy current torque generating unit 21 maintains an initial state in which it is not operated.
  • the input torque may be increased to the normal torque due to the gear ratio of the planetary gear 10 and transmitted to the reduction gear GB.
  • the hinge arm 311 may be rotated radially outward around the hinge pin 312 to allow the centrifugal body 212 to approach the permanent magnet 211.
  • the eddy current torque generating unit 21 is operated (A2), and an eddy current is generated between the centrifugal body 212 and the permanent magnet 211, and the eddy current torque generated by the eddy current is the first, And second elements 11, 12.
  • power may be transmitted to the first and second elements 11 and 12 with eddy current torque. That is, when an eddy current torque is generated, the speed ratio between the input shaft 1 and the output shaft 2 is increased to a speed ratio higher than or equal to that of a gear.
  • the eddy current torque generated between the centrifugal body 212 and the permanent magnet 211 may be larger as the relative speed difference is larger.
  • the eddy current torque increases the speed ratio of the centrifugal body 212 and the permanent magnet 211 to a set value (eg, 0.8 or more), so the dry torque converter for electric vehicles functions as a conventional fluid torque converter. Can be implemented.
  • the one-way clutch 23 is deactivated such that the eddy current torque generating unit 21 and the third element 13 are rotated in the forward direction. You can.
  • the lock-up mechanism 40 is rotated toward the outer circumferential surface of the third element 13 by rotating the hinge arm 311 toward the radially outer side about the hinge axis 312, but the As the centrifugal body 212 remains completely in contact with the permanent magnet 211, the third element 13 is not brought into contact with the centrifugal body 212, so that it may be inoperative.
  • the hinge arm 311 is rotated radially outward around the hinge pin 312 to contact the centrifugal body 212 to the permanent magnet 211, and the centrifugal body 212 is the Upon contact with the permanent magnet 211, the generation of eddy currents is stopped.
  • the lock-up arm 41 of the lock-up mechanism 40 is rotationally moved toward the outer circumferential surface of the third element 13 by the hinge arm 311, and the friction member 42 is rotated
  • the input shaft 1 and the output shaft 2 are directly connected by being in operation A3 in contact with the outer circumferential surface of the third element 13 by a lock-up arm 41.
  • the lock-up mechanism 40 is operated at the same time that the eddy current torque generating unit 21 is deactivated (A3), and the first, second, and third elements 11, 12, 13, and the front cover By connecting 22, the input shaft 1 and the output shaft 2 can be directly connected.
  • the dry torque converter for an electric vehicle may be integrally mounted on the drive motor M or integrally mounted on the reducer GB.
  • the dry torque converter for an electric vehicle configured as described above includes an input assembly, an output assembly, and a reactor assembly.
  • the input assembly includes the input shaft 1, the first element 11 connected to the input shaft 1, the front cover 22, and the permanent magnet 211 installed on the front cover 22. can do.
  • the output assembly is disposed on the output shaft 2, the second element 12 connected to the output shaft 2, and the pinion gear P, and the second element 12, the permanent magnet 211 It may include the centrifugal body 212 facing the, and the lock-up mechanism (40).
  • the reactor assembly may include the one-way clutch 23 interconnecting the third element 13 and the fixing part 14.
  • FIG 11 is a table showing the operation of the eddy current torque generating unit, the lock-up mechanism and the one-way clutch controlled by the control method of the dry torque converter for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention
  • Figure 12 is according to an embodiment of the present invention This table shows the operation of the planetary gear elements controlled by the control method of the dry torque converter for electric vehicles.
  • the method for controlling a dry torque converter for an electric vehicle applies normal torque output to the second element 12 at a speed ratio (initial driving) by a gear ratio.
  • the first step of multiplying the second step of transmitting the torque output to the second element 12 at the speed ratio abnormality (when the centrifugal force increases) by the gear ratio, and the speed ratio abnormality (when the centrifugal force further increases) by the gear ratio
  • a third step of directly connecting the input shaft (1) and the output shaft (2) by directly connecting the first, second, and third elements (11, 12, 13) with the operation control of the lock-up mechanism (40) Includes.
  • the first step is a normal ratio that is output to the second element 12 by fixedly controlling the third element 13 with the operation control of the one-way clutch 23 at a speed ratio (initial driving) by a gear ratio. Multiply the torque.
  • the eddy current torque generating unit 21 and the lock-up mechanism 40 are inoperatively controlled. Due to this, the third element 13 is fixed to the fixing portion 14.
  • the eddy current is not generated due to the non-operation of the eddy current torque generating unit 21. Therefore, a part of the torque of the output shaft 2 can be transmitted to the second element 12. .
  • the dry torque converter according to the embodiment of the present invention is inputted while the first element 11 is rotated in the forward direction due to the speed ratio due to the gear ratio of the planetary gear 10 during the initial driving of the electric vehicle equipped with it.
  • the second element 12 multiplies the input torque and outputs it to the reducer GB.
  • the third element 13 is fixed.
  • the permanent magnet 211 may maintain a state spaced apart from the centrifugal body 212 (see FIG. 5).
  • the eddy current generates eddy current torque, and the first element (sun gear: 11) and the second element (carrier: 12) transmit power to the generated eddy current torque to transmit the torque output to the second element (12). Can deliver.
  • the second step non-operationally controls the one-way clutch 23 and the lock-up mechanism 40 due to the operation of the eddy current torque generating unit 21. Due to this, the third element 13 can rotate in the same direction (forward) as the first and second elements 11 and 12 rotating in the forward direction.
  • the second step is due to the eddy current torque generated by the operation of the eddy current torque generating unit 21, the torque of the output shaft 2 to the second element 12 and the eddy current torque generating unit 21 To deliver.
  • the permanent magnet 211 and the centrifugal body 212 that are close to each other may generate an eddy current due to an interaction due to a speed difference (see FIG. 7).
  • eddy current torque is generated by the influence of the magnetic force and eddy current of the permanent magnet 211, and the generated eddy current torque can increase the speed ratio.
  • the third element 13 is rotated in the input direction.
  • the eddy current torque generating unit 21 provided in the second element 12 is interlocked with the The operation of the lock-up mechanism 40 is controlled.
  • the lock-up mechanism 40 operated by the eddy current torque generator 21 directly connects the first, second, and third elements 11, 12, 13 to the input shaft 1,
  • the output shaft 2 can be directly connected.
  • the one-way clutch 23 may be inoperatively controlled, and the eddy current torque generating unit 21 may be inoperatively controlled.
  • the third element 13 can rotate in the same direction (forward) as the first and second elements 11 and 12 rotating in the forward direction, and the second element 12 is the first element It can be rotated at the same speed as (11).
  • the third step is the input shaft 1 and the output shaft due to the operation of the lock-up mechanism 40, the operation of the one-way clutch 23, and the operation of the eddy current torque generating unit 21 (
  • the input shaft 1 and the output shaft 2 may be directly connected so that the rotational speed of 2) is 1: 1.
  • the dry torque converter according to the present embodiment is mounted between the drive motor M and the reducer GB in a power train for an electric vehicle, and the torque of the drive motor M is normal during initial driving.
  • the torque of the drive motor M is multiplied by the gear ratio or higher by the eddy current torque and transmitted to the reducer GB.
  • the input shaft 1 is directly connected to the first, second, and third elements 11, 12, 13 through the operation of the lock-up mechanism 40. And by directly connecting the output shaft 2, it is possible to transmit the input and output speeds 1: 1.
  • the dry torque converter for an electric vehicle and a control method thereof generate the eddy current torque between the first element (11: sun gear) and the second element (12: carrier) of the planetary gear 10 Equipped with a part (21) to the non-connected or eddy current torque of the first and second elements (11, 12) to the eddy current torque generated by the generation of eddy current or eddy current by the rotational speed of the output shaft (1)
  • Transmission power, and the third element (13: ring gear) and the fixing part 14 are fixed or controlled in one direction by the one-way clutch 23 to increase the torque at the speed ratio by the gear ratio, and to the gear ratio.
  • the eddy current torque can be output at or above the speed ratio.
  • the present invention can reduce the size of the drive motor (M) and the inverter connected to the input shaft (1) because the torque multiplication factor is large, fast and high efficiency through high-speed rotation of the drive motor (M) during initial driving
  • the current consumption of the driving motor M may be reduced by entering the region.
  • the present invention can reduce manufacturing cost by controlling the output torque by increasing and rotating up to 0.8 of the input / output speed ratio by centrifugal force of the output speed without a separate actuator.
  • the present invention the torque multiplication using the planetary gear 10, and the speed ratio increase function using the eddy current of the eddy current torque generating unit 21, the drive motor through the application of the lock-up mechanism 40 ( Since the torque of M) can be directly transmitted to the transmission, the input and output speeds can be transmitted 1: 1, and all the functions of the conventional fluid torque converter can be implemented.

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Abstract

전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터는 제1 요소로 입력축에 연결되고, 제2 요소로 출력축에 연결되며, 제3 요소로 고정부에 가변적으로 연결되는 유성기어, 상기 제1 요소와 상기 제2 요소 사이에 구비되며, 상기 출력축의 속도에 의해 제어되도록 와전류를 발생시키는 적어도 하나의 와전류 토크 발생부, 상기 제3 요소와 상기 고정부의 일방향 연결을 단속하며 서로 연결되는 원웨이 클러치, 및 상기 제2 요소에 구비되어 상기 와전류 토크 발생부와 연동되고, 상기 출력축의 회전속도에 따라 상기 와전류 토크 발생부에 전달되는 원심력에 의해 상기 제3 요소에 선택적으로 접촉되면서, 상기 입력축과 상기 출력축을 직접 연결하는 록업 기구를 포함한다.

Description

전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법
본 발명은 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자기력(electromagnetic force)과 유성기어를 이용하여 구동모터의 동력을 감속기로 전달하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 토크 컨버터는 차량의 엔진과 변속기 사이에 설치되어 유체를 이용하여 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는 것이다. 이러한 토크 컨버터는, 엔진의 구동력을 전달받아 회전하는 임펠러, 이 임펠러에서 토출되는 오일에 의해 회전되는 터빈, 그리고 임펠러로 환류하는 오일의 흐름을 임펠러의 회전 방향으로 향하게 하여 토크 변화율을 증대시키는 리엑터('스테이터' 라고도 함)를 포함한다.
토크 컨버터는 엔진에 작용하는 부하가 커지면 동력전달 효율이 저하될 수 있으므로 엔진과 변속기 사이를 직접 연결하는 수단인 록업 클러치(Lock-up clutch, 또는 '댐퍼 클러치'라고도 함)를 갖추고 있다. 록업 클러치는 엔진과 직결된 프론트 커버와 터빈 사이에 배치되어 엔진의 회전 동력이 직접 터빈으로 전달될 수 있도록 한다.
한편, 최근 에너지 효율과 환경오염 문제에 대한 관심이 날로 커지면서 내연기관 자동차를 실질적으로 대체할 수 있는 친환경 자동차의 개발이 요구되고 있으며, 이러한 친환경 자동차는 보통 연료전지나 전기를 동력원으로 하여 구동되는 전기 자동차나, 엔진과 배터리를 이용하여 구동되는 하이브리드 자동차로 구분된다.
이러한 친환경 차량 중, 전기자동차는 엔진 및 변속기를 대신하여 구동모터를 사용해 발생된 구동력을 이용하는 바, 유체의 흐름을 이용해 작동하는 종래의 토크 컨버터 적용이 어렵다.
이로 인해, 전기자동차에는 구동모터의 초기 고토크 및 제어의 편의성으로 인하여 내연기관 자동차와 달리, 1단 감속기를 주로 적용하고 있는 실정이다. 최근에는 모터 사이즈 축소 및 연비 상승을 위하여, 다단 감속기의 개발이 진행되고 있다.
그러나 다단 감속기는 클러치 액추에이터, 기어 액추에이터 및 변속기 제어유닛(TCU) 등의 부가적인 전장품이 추가적으로 필요하기 때문에 비용이 증가되는 문제점이 있다.
이에 따라, 전기자동차에서 감속기를 대신하여 유체 유동방식이 아닌 건식 토크 컨버터의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전장품을 추가하지 않으므로 원가적으로 유리하고, 전기자동차의 구동모터와 인버터의 사이즈를 줄일 수 있으며, 초기 구동 시에는 구동모터의 소모전류를 감소시킬 수 있도록 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 유성기어를 이용한 토크 증배, 와전류를 이용한 속도비 상승, 및 록업 기구를 이용한 구동력의 직접 전달을 모두 수행함으로써, 종래의 유체식 토크 컨버터의 기능을 모두 구현하도록 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터는 제1 요소로 입력축에 연결되고, 제2 요소로 출력축에 연결되며, 제3 요소로 고정부에 가변적으로 연결되는 유성기어; 상기 제1 요소와 상기 제2 요소 사이에 구비되며, 상기 출력축의 속도에 의해 제어되도록 와전류를 발생시키는 적어도 하나의 와전류 토크 발생부; 상기 제3 요소와 상기 고정부의 일방향 연결을 단속하며 서로 연결되는 원웨이 클러치; 및 상기 제2 요소에 구비되어 상기 와전류 토크 발생부와 연동되고, 상기 출력축의 회전속도에 따라 상기 와전류 토크 발생부에 전달되는 원심력에 의해 상기 제3 요소에 선택적으로 접촉되면서, 상기 입력축과 상기 출력축을 직접 연결하는 록업 기구를 포함한다.
상기 와전류 토크 발생부는 상기 제1 요소와 상기 제2 요소를 상기 출력축의 속도에 따라 분리, 또는 와전류 토크로 동력을 전달할 수 있다.
상기 제1 요소는 선기어이고, 상기 제2 요소는 캐리어이며, 상기 제3 요소는 링기어일 수 있다.
상기 와전류 토크 발생부는 상기 제1 요소에 연결되는 영구자석; 및 상기 영구자석에 마주하게 배치되어 도전성을 가지며, 상기 제2 요소에 연결되고, 상기 출력축의 속도에 의해 제어되는 원심체를 포함할 수 있다.
상기 와전류 토크 발생부는 상기 입력축과 상기 제1 요소에 일체로 연결되어 상기 유성기어를 내장하는 프론트 커버를 포함하고, 상기 영구자석은 상기 프론트 커버의 반경 방향 내측에서 원주 방향을 따라 설정된 간격으로 배치되며, 상기 원심체는 상기 제2 요소에 탄성부재를 통해 연결될 수 있다.
상기 영구자석은 상기 프론트 커버의 내주면 둘레를 따라 N 극과 S 극이 반복적으로 배치될 수 있다.
상기 록업 기구는 상기 와전류 토크 발생부의 원심체와 연동되며, 일단부가 상기 제2 요소에 힌지 연결되는 록업 암; 및 상기 제3 요소에 대응하여 상기 록업 암의 타단부에서 반경 방향 내측에 장착되는 마찰부재를 포함할 수 있다.
상기 와전류 토크 발생부는 상기 제2 요소의 원주방향을 따라 등 간격으로 이격되어 복수개가 구비될 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 제어방법은 입력축에 연결되는 제1 요소, 출력축에 연결되는 제2 요소, 고정부에 가변적으로 연결되는 제3 요소, 및 설정된 기어비에 의한 속도비를 가지는 유성기어에서, 상기 기어비에 의한 속도비에서 상기 제3 요소와 상기 고정부 사이에 구비되는 원웨이 클러치의 작동 제어로 상기 제3 요소를 고정 제어하여 상기 제2 요소로 출력되는 토크를 증배하는 제1단계; 상기 출력축의 속도 증가에 따라 상기 기어비에 의한 속도비 이상에서 상기 제1 요소와 상기 제2 요소 사이에 구비되는 와전류 토크 발생부의 작동 제어로 상기 제1 요소와 상기 제2 요소를 와전류에 의하여 발생되는 와전류 토크로 동력을 전달하여 상기 제2요소로 출력되는 토크를 전달하는 제2 단계; 및 상기 기어비에 의한 속도비 이상인 상태에서 상기 출력축의 속도 증가에 따라 상기 제2 요소에 구비되어 상기 와전류 토크 발생부와 연동되는 록업 기구의 작동 제어로 상기 제1, 제2, 및 제3 요소를 직접 연결하여 상기 입력축과 상기 출력축을 직결시키는 제3 단계를 포함한다.
상기 제1 단계는 상기 원웨이 클러치의 작동으로 인해 상기 와전류 토크 발생부와 상기 록업 기구를 비작동 제어할 수 있다.
상기 제1 단계는 상기 와전류 토크 발생부의 비작동으로 인해 상기 출력축 토크의 일부를 상기 제2요소로 전달할 수 있다.
상기 제2 단계는 상기 와전류 토크 발생부의 작동으로 인해, 상기 원웨이 클러치와 상기 록업 기구를 비작동 제어할 수 있다.
상기 제2 단계는 상기 와전류 토크 발생부의 작동으로 인해, 상기 출력축의 토크를 상기 제2요소 및 상기 와전류 토크 발생부로 전달할 수 있다.
상기 제3 단계는 상기 록업 기구의 작동으로 인해 상기 원웨이 클러치를 비작동 제어하고, 상기 와전류 토크 발생부를 비작동 제어할 수 있다.
상기 제3 단계는 상기 록업 기구의 작동, 상기 원웨이 클러치의 비작동, 및 상기 와전류 토크 발생부의 비작동으로 인해 상기 입력축과 상기 출력축의 회전속도가 1:1이 되도록 상기 입력축과 상기 출력축을 직결할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법에 의하면, 유성기어의 제1 요소(선기어)와 제2 요소(캐리어) 사이에 와전류 토크 발생부를 구비하여, 출력축의 회전 속도에 의한 와전류의 비발생 또는 와전류에 의하여 발생되는 와전류 토크로 제1, 및 제2 요소의 비연결 또는 와전류 토크로 동력을 전달하고, 제3 요소(링기어)와 고정부를 원웨이 클러치로 고정 또는 일방향 회전 제어하므로 기어비에 의한 속도비에서 토크를 증배하며, 기어비에 의한 속도비 이상에서 와전류 토크를 출력시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 토크 증배율이 크기 때문에 입력축에 연결되는 구동모터와 인버터의 사이즈를 줄일 수 있으며, 초기 구동 시 구동모터의 고속 회전을 통해 빠른 고효율 영역으로 진입하여 구동모터의 소모 전류를 감소시키는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 별도의 액추에이터 없이 출력 속도의 원심력으로 입출력 속도비의 0.8까지 상승 회전시켜 출력 토크를 제어하므로 제조 원가를 절감하는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 유성기어를 이용한 토크 증배, 및 와전류를 이용한 속도비 상승 기능과 함께, 록업 기구의 적용을 통해 구동모터의 토크를 직접 변속기로 직접 전달할 수 있어 입력 및 출력 속도를 1:1로 전달 할 수 있으며, 종래 유체식 토크 컨버터의 기능을 모두 구현할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 부분 절개 분해 사시도이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터에 적용되는 유성기어 작동, 와전류 토크 발생부의 비작동, 및 록업 기구의 비작동 상태를 나타낸 도면들이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터에 적용되는 유성기어 비작동, 와전류 토크 발생부의 작동, 및 록업 기구의 비작동 상태를 나타낸 도면들이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터에 적용되는 유성기어 작동, 와전류 토크 발생부의 비작동, 및 록업 기구의 작동 상태를 나타낸 도면들이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 제어방법으로 제어되는 와전류 토크 발생부, 록업 기구 및 원웨이 클러치의 작동을 나타낸 표이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 제어방법으로 제어되는 유성기어 요소들의 작동을 나타낸 표이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
일반적으로 유성기어는 세 가지 요소 중 한 요소를 고정 요소로 하는 경우, 나머지 두 가지 요소를 입력 요소와 출력 요소로 작동하며, 입력 요소와 출력 요소 사이에서 설정된 기어비를 가진다.
이러한 조건에서, 유성기어는 입력 요소와 출력 요소 및 고정 요소의 토크 합이 영이 되는 특성을 가지며, 설정된 기어비에 의한 속도비에서만 정상 토크를 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 부분 절개 분해 사시도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터는 전기 자동차의 파워트레인에서 구동모터(M)와 감속기(GB; gear box)사이에 장착된다.
전기 자동차용 건식 토크 컨버터는 상기 구동모터(M)와 상기 감속기(GB) 사이에서 양자를 서로 연결하여, 상기 구동모터(M)의 출력 토크를 상기 감속기(GB)로 전달하도록 구성된다.
본 실시예에서, 건식 토크 컨버터는 입력축(1)으로 상기 구동모터(M)에 연결되고, 출력축(2)으로 상기 감속기(GB)에 연결되어, 상기 입력축(1)으로 입력되는 상기 구동모터(M)의 토크를 증배 및 전달하여 상기 감속기(GB)로 출력한다.
이와 같이 구성되는 건식 토크 컨버터는 제1 요소(11)와 제2 요소(12) 및 제3 요소(13)를 구비하여 상기 입력축(1)과, 상기 출력축(2)에 연결되는 유성기어(10)를 포함한다.
상기 유성기어(10)에서, 상기 제1 요소(11)는 상기 입력축(1)에 연결되고, 상기 제2 요소(12)로 상기 출력축(2)에 연결되며, 상기 제3 요소(13)로 고정부(14)에 가변적으로 연결된다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 유성기어(10)에서 상기 제1 요소(11)는 선기어(S)이고, 상기 제2 요소(12)는 피니언 기어(P)를 연결하는 캐리어(C)이며, 상기 제3 요소(13)는 링기어(R)이다.
즉, 유성기어(10)에서, 상기 제1 요소(선기어(S) : 11)는 상기 입력축(1)에 연결되고, 상기 제2 요소(캐리어(C) : 12)는 상기 출력축(2)에 연결되며, 상기 제3 요소(링기어(R) : 13)는 상기 고정부(14)에 가변적으로 연결된다.
상기 고정부(14)는 전기 자동차의 파워트레인 또는 전기 자동차의 바디일 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 건식 토크 컨버터는 와전류 토크 발생부(21), 원웨이 클러치(23), 및 록업 기구(40)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 상기 와전류 토크 발생부(21)는 와전류에 의하여 발생되는 전자기력(electromagnetic force)으로 비작동, 또는 작동되는 비접촉식 전자기 커플링으로 구성된다.
이러한 와전류 토크 발생부(21)는 상기 출력축(2)의 저속 회전 시 설정된 원심력 부족으로 비작동 되어 와전류를 발생시키지 않고, 상기 출력축(2)의 고속 회전 시 설정된 원심력 확보로 작동되어 와전류에 의한 와전류 토크를 발생시킨다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 와전류 토크 발생부(21)는 상기 입력축(1)에 연결되는 상기 제1 요소(11)와 상기 출력축(2)에 연결되는 상기 제2 요소(12) 사이에 배치된다.
이러한 와전류 토크 발생부(21)는 상기 제2 요소(12)의 원주방향을 따라 등 간격으로 이격되어 복수개가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 와전류 토크발생부(21)는 양측으로 서로 마주하는 영구자석(211)과 도전성을 가지는 원심체(212)를 포함할 수 있다.
상기 영구자석(211)은 제1 요소(11)에 연결되고, 상기 원심체(212)는 상기 제2 요소(12)의 외주면에 힌지 연결되는 힌지 암(311)을 통해 연결된다.
여기서, 상기 힌지 암(311)은 복수로 구비되어 상기 제2 요소(12)에 원주방향을 따라 등 간격으로 배치되어 힌지핀(312)으로 장착된다. 이러한 힌지 암(311)들은 일측으로 인접하는 상기 제2 요소(12)의 다른 위치에서 탄성부재(313)를 통해 연결된다.
또한, 상기 와전류 토크 발생부(21)는 상기 입력축(1)과 상기 제1 요소(11)에 일체로 연결되며, 상기 유성기어(10)를 내장하는 프론트 커버(22)를 포함할 수 있다.
상기 프론트 커버(22)는 상기 출력축(2) 측에 구비되는 백 커버(24)와 결합되어 상기 유성기어(10), 상기 와전류 토크 발생부(21), 상기 원웨이 클러치(23), 및 상기 록업 기구(40)를 내장할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 영구자석(211)은 상기 제1 요소(11)에 장착되는 상기 프론트 커버(22)의 반경 방향 내측에서 원주 방향을 따라 설정된 간격으로 배치된다. 여기서, 상기 영구자석(211)은 상기 프론트 커버(22)의 내주면 둘레를 따라 N 극과 S 극이 반복적으로 배치될 수 있다.
이에 따라, 전기 자동차의 초기 구동 시, 상기 출력축(2)의 출력속도에서 원심력이 부족하면, 상기 힌지 암(311)은 상기 탄성부재(313)로부터 제공된 인장력에 의해 상기 힌지핀(312)을 중심으로 반경방향 내측으로 선회된 상태를 유지하여 상기 원심체(212)를 상기 영구자석(211)으로부터 멀어지게 한다.
즉, 전기 자동차에서 초기 구동 시에는 상기 유성기어(10)의 기어비로 인해 입력 토크가 정상으로 토크 증배되어 상기 감속기(GB)로 전달될 수 있다.
이와는 반대로, 전기 자동차의 속도 증가로 상기 출력축(2)의 출력속도가 증가되어 원심력이 증가하게 되면, 상기 원심체(212)의 원심력이 상기 탄성부재(313)의 탄성력을 극복하게 된다.
그러면, 상기 힌지 암(311)은 상기 힌지핀(312)을 중심으로 반경 방향 외측으로 선회되면서 상기 원심체(212)를 상기 영구자석(211)에 접근시킬 수 있다.
이 때, 상기 원심체(212)와 상기 영구자석(211) 사이에는 와전류가 발생하고, 이 와전류에 의해 와전류 토크가 발생되어 상기 제1, 및 제2 요소(11, 12)로 전달된다.
이에 따라, 상기 제1, 및 제2 요소(11, 12)는 와전류 토크로 동력이 전달될 수 있다. 즉, 와전류 토크가 발생되면, 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)의 속도비를 기어에 의한 속도비 이상으로 상승시킨다.
상기 원심체(212)와 상기 영구자석(211) 사이에서 발생되는 와전류 토크는 상대 속도 차이가 클수록 크게 발생할 수 있다.
이러한 와전류 토크는 상기 원심체(212)와 상기 영구자석(211)의 속도비를 설정치(예, 0.8 이상)로 상승시키므로 전기 자동차용 건식 토크 컨버터는 종래의 유체식 토크 컨버터의 기능을 구현할 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 와전류 토크 발생부(21)는 와전류 토크에 의해 상기 영구자석(211)과 상기 원심체(212) 사이에 형성된 자기력으로 상기 영구자석(211)과 상기 원심체(212)를 서로 분리하거나, 또는 와전류 토크로 동력 전달할 수 있다.
이러한 작동을 통해, 상기 와전류 토크 발생부(21)는 상기 제1 요소(11)와 상기 제2 요소(12)를 서로 분리, 또는 와전류 토크로 동력 전달한다.
한편, 본 실시예에서, 상기 원웨이 클러치(23)는 상기 제3 요소(13)와 상기 고정부(14) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 원웨이 클러치(23)는 상기 제3 요소(13)와 상기 고정부(14)의 일방향 연결을 단속한다.
즉, 상기 원웨이 클러치(23)는 상기 제3 요소(13)를 일방향(예, 정방향)으로 회전 가능하게 연결하고, 반대방향(예, 역방향) 회전을 차단할 수 있다.
예를 들어, 상기 와전류 토크 발생부(21)가 비작동 될 경우, 상기 원웨이 클러치(23)는 상기 제3 요소(13)를 정지시키도록 작동된다. 이와는 반대로, 상기 와전류 토크 발생부(21)가 작동될 경우, 상기 원웨이 클러치(23)는 상기 와전류 토크 발생부(21)와 상기 제3 요소(13)가 정방향으로 회전되도록 비작동 될 수 있다.
즉, 기어비에 의한 속도비 구동 시에는 상기 원웨이 클러치(23)의 작동 제어로 상기 제3 요소(13)가 고정되며, 상기 제2 요소(12)의 출력은 정상으로 토크 증배된다. 이 때, 상기 와전류 토크 발생부(21)는 비작동 됨으로써, 상기 유성기어(10)의 정상 제어를 가능케 한다.
반대로, 기어비에 의한 속도비 이상 구동 시에는 상기 와전류 토크 발생부(21)의 작동으로 와전류에 의한 와전류 토크가 발생된다. 이에 따라, 상기 제1 요소(11)와 상기 제2 요소(12)가 와전류 토크를 전달하여, 상기 제2 요소(12)의 출력은 토크를 전달시킨다.
여기서, 상기 와전류 토크는 기어비에 의한 속도비보다 속도비를 더 상승시킬 수 있고, 상기 원웨이 클러치(23)는 상기 유성기어(10)의 제3 요소(13)가 정방향으로 회전되도록 비작동 될 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 상기 록업 기구(40)는 상기 제2 요소(12)에 구비되어 상기 와전류 토크 발생부(21)와 연동될 수 있다. 즉, 상기 록업 기구(40)는 상기 와전류 토크 발생부(21)의 작동 또는 비작동에 연동하여 작동할 수 있다.
이러한 록업 기구(40)는 상기 출력축(2)의 회전속도에 따라 상기 와전류 토크 발생부(21)에 전달되는 원심력에 의해 상기 제3 요소(13)에 선택적으로 접촉되면서, 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직접 연결한다.
여기서, 상기 록업 기구(40)는 상기 원심체와 연동되며, 일단부가 상기 제2 요소(12)에 힌지 연결되는 록업 암(41)과, 상기 제3 요소(13)에 대응하여 상기 록업 암(41)의 타단부에서 반경 방향 내측에 장착되는 마찰부재(42)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 록업 암(41)은 일단부가 상기 힌지핀(312)을 통해 장착될 수 있다. 이러한 록업 암(41)은 상기 힌지 암(311)이 상기 힌지핀(312)을 중심으로 반경 방향 외측으로 선회될 경우, 상기 힌지핀(312)을 중심으로 반경 방향 내측으로 선회되면서 상기 제3 요소(13)의 외주면을 향하여 접근할 수 있다.
그리고 상기 마찰부재(42)는 상기 록업 암(41)이 상기 제3 요소(13)의 외주면에 근접될 경우, 상기 제3 요소(13)의 외주면과 마찰 접촉될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 록업 기구(40)는 상기 와전류 토크 발생부(21)의 작동과 연동되며, 작동 시에는 상기 제1, 제2, 및 제3 요소(11, 12, 13)와, 상기 프론트 커버(22)를 연결함으로써, 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직접 연결할 수 있다.
이에 따라, 상기 록업 기구(40)가 작동될 경우, 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직결시킴으로써, 입력 및 출력 속도를 1:1로 전달하게 되며, 상기 구동모터(M)의 토크를 변속기로 직접 전달할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 작동을 첨부한 도 5 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터에 적용되는 유성기어 작동, 와전류 토크 발생부의 비작동, 및 록업 기구의 비작동 상태를 나타낸 도면들이고, 도 7 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터에 적용되는 유성기어 비작동, 와전류 토크 발생부의 작동, 및 록업 기구의 비작동 상태를 나타낸 도면들이며, 도 9 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터에 적용되는 유성기어 작동, 와전류 토크 발생부의 비작동, 및 록업 기구의 작동 상태를 나타낸 도면들이다.
먼저, 도 5 내지 도 6을 참조하여, 전기 자동차의 초기 구동 시에 대한 작동을 설명한다.
전기 자동차가 초기 구동될 경우, 상기 유성기어(10)는 작동되지만, 상기 와전류 토크 발생부(21)는 상기 출력축(2)의 저속 회전으로 인해 원심력 부족으로 비작동되어(A1) 와전류를 발생시키지 않게 된다(도 5, 6 참조). 따라서 와전류에 의한 토크가 발생되지 않는다.
즉, 상기 출력축(2)의 출력속도에서 원심력이 부족하면, 상기 힌지 암(311)은 상기 탄성부재(313)로부터 제공된 인장력에 의해 상기 힌지핀(312)을 중심으로 반경방향 내측으로 선회된 상태를 유지한다. 이에 따라, 상기 원심체(212)는 상기 영구자석(211)으로부터 멀어진 초기상태를 유지하게 된다.
여기서, 상기 원웨이 클러치(23)는 상기 와전류 토크 발생부(21)가 비작동 됨에 따라, 상기 제3 요소(13)를 정지시키도록 작동된다.
이 때, 상기 록업 기구(40)는 상기 와전류 토크 발생부(21)가 작동되지 않은 초기상태를 유지함에 따라, 비작동 상태를 유지할 수 있다.
그러면, 전기 자동차에서 초기 구동 시에는 상기 유성기어(10)의 기어비로 인해 입력 토크가 정상으로 토크 증배되어 상기 감속기(GB)로 전달될 수 있다.
이러한 상태에서, 상기 출력축(2)의 출력속도가 증가되어 원심력이 증가하게 되면, 도 7 내지 도 8에서 도시한 바와 같이, 상기 원심체(212)의 원심력이 상기 탄성부재(313)의 탄성력을 극복하게 된다.
그러면, 상기 힌지 암(311)은 상기 힌지핀(312)을 중심으로 반경 방향 외측으로 선회되면서 상기 원심체(212)를 상기 영구자석(211)에 접근시킬 수 있다.
이 때, 상기 와전류 토크 발생부(21)가 작동하여(A2) 상기 원심체(212)와 상기 영구자석(211) 사이에는 와전류가 발생하고, 이 와전류에 의해 발생된 와전류 토크가 상기 제1, 및 제2 요소(11, 12)에 전달된다.
이에 따라, 상기 제1, 및 제2 요소(11, 12)는 와전류 토크로 동력이 전달될 수 있다. 즉, 와전류 토크가 발생되면, 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)의 속도비를 기어에 의한 속도비 이상으로 상승시킨다.
상기 원심체(212)와 상기 영구자석(211) 사이에서 발생되는 와전류 토크는 상대 속도 차이가 클수록 크게 발생할 수 있다.
본 실시예에서 와전류 토크는 상기 원심체(212)와 상기 영구자석(211)의 속도비를 설정치(예, 0.8 이상)로 상승시키므로 전기 자동차용 건식 토크 컨버터는 종래의 유체식 토크 컨버터의 기능을 구현할 수 있다.
또한, 상기 와전류 토크 발생부(21)가 작동(A2)될 경우, 상기 원웨이 클러치(23)는 상기 와전류 토크 발생부(21)와 상기 제3 요소(13)가 정방향으로 회전되도록 비작동 될 수 있다.
여기서, 상기 록업 기구(40)는 상기 힌지 암(311)이 상기 힌지 축(312)을 중심으로 반경 방향 외측을 향하여 회전되는 것에 의해 상기 제3 요소(13)의 외주면을 향하여 회전이동 되지만, 상기 영구자석(211)에 상기 원심체(212)가 완전히 접촉되지 않은 상태를 유지함에 따라, 상기 제3 요소(13)에 접촉되지 않게 됨으로써, 비작동될 수 있다.
그리고 상기 출력축(2)의 출력속도가 계속해서 증가되면, 도 9 내지 도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 원심체(212)의 원심력이 상기 탄성부재(313)의 탄성력을 더욱 극복하게 된다.
그러면, 상기 힌지 암(311)은 상기 힌지핀(312)을 중심으로 반경 방향 외측으로 선회되면서 상기 원심체(212)를 상기 영구자석(211)에 접촉시키게 되고, 상기 원심체(212)가 상기 영구자석(211)에 접촉됨에 따라, 와전류의 발생은 중단된다.
이와 동시에, 상기 록업 기구(40)의 록업 암(41)은 상기 힌지 암(311)에 의해 상기 제3 요소(13)의 외주면을 향해 회전 이동되고, 상기 마찰부재(42)는 회전 이동되는 상기 록업 암(41)에 의해 상기 제3 요소(13)의 외주면에 접촉되어 작동(A3)됨으로써, 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직접 연결한다.
따라서, 상기 록업 기구(40)는 상기 와전류 토크 발생부(21)가 비작동됨과 동시에 작동되어(A3) 상기 제1, 제2, 및 제3 요소(11, 12, 13)와, 상기 프론트 커버(22)를 연결함으로써, 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직접 연결할 수 있다.
즉, 상기 록업 기구(40)가 작동될 경우, 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직결시킴으로써, 입력 및 출력 속도를 1:1로 전달하게 되며, 상기 구동모터(M)의 토크를 변속기로 직접 전달할 수 있다.
한편, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터는 상기 구동모터(M)에 일체로 장착되거나, 또는 상기 감속기(GB)에 일체로 장착될 수 있다.
이와 같이 구성되는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터는 입력 어셈블리, 출력 어셈블리 및 리액터 어셈블리를 포함한다.
상기 입력 어셈블리는 상기 입력축(1), 상기 입력축(1)에 연결되는 상기 제1 요소(11), 상기 프론트 커버(22), 상기 프론트 커버(22)에 설치되는 상기 영구자석(211)을 포함할 수 있다.
상기 출력 어셈블리는 상기 출력축(2), 상기 출력축(2)에 연결되는 상기 제2 요소(12), 및 상기 피니언 기어(P), 및 상기 제2 요소(12)에 배치되어 상기 영구자석(211)에 마주하는 상기 원심체(212), 및 상기 록업 기구(40)를 포함할 수 있다.
그리고 상기 리액터 어셈블리는 상기 제3 요소(13)와 상기 고정부(14)를 상호 연결하는 상기 원웨이 클러치(23)를 포함할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 제어방법으로 제어되는 와전류 토크 발생부, 록업 기구 및 원웨이 클러치의 작동을 나타낸 표이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 제어방법으로 제어되는 유성기어 요소들의 작동을 나타낸 표이다.
도 11 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 제어방법은 기어비에 의한 속도비(초기 구동 시)에서 상기 제2 요소(12)로 출력되는 정상의 토크를 증배하는 제1 단계, 기어비에 의한 속도비 이상(원심력 증가 시)에서 상기 제2 요소(12)로 출력되는 토크를 전달하는 제2 단계, 및 기어비에 의한 속도비 이상(원심력 더욱 증가 시)에서 상기 록업 기구(40)의 작동 제어로 상기 제1, 제2, 및 제3 요소(11, 12, 13)를 직접 연결하여 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직결시키는 제3 단계를 포함한다.
제1 단계는 기어비에 의한 속도비(초기 구동 시)에서, 상기 원웨이 클러치(23)의 작동 제어로 상기 제3 요소(13)를 고정 제어하여 상기 제2 요소(12)로 출력되는 정상의 토크를 증배한다.
상기 제1 단계는 상기 원웨이 클러치(23)의 작동으로 인하여 상기 와전류 토크 발생부(21)와 상기 록업 기구(40)를 비작동 제어한다. 이로 인해, 상기 제3 요소(13)는 상기 고정부(14)에 고정된다.
또한, 상기 제1 단계는 상기 와전류 토크 발생부(21)의 비작동으로 인해 와전류가 발생되지 않게 되고, 이로 인해, 상기 출력축(2)의 토크 일부를 상기 제2 요소(12)로 전달할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 건식 토크 컨버터는 이를 장착한 전기 자동차의 초기 구동 시, 상기 유성기어(10)의 기어비에 의한 속도비로 인해 상기 제1 요소(11)가 정방향으로 회전되면서 입력되는 입력 토크를 상기 제2 요소(12)가 증배하여 상기 감속기(GB)로 출력한다. 이때, 상기 제3 요소(13)는 고정된다.
즉, 전기 자동차의 초기 구동 시에는 출력속도가 낮아 원심력이 부족하므로 상기 원심체(212)가 작동하지 않게 되다. 그러면, 상기 영구자석(211)은 상기 원심체(212)와 이격된 상태를 유지할 수 있다(도 5 참조).
이에 따라, 상기 와전류 토크 발생부(21)에서는 원심체(212)와 영구자석(211) 사이에서 와전류에 의한 전달 토크가 발생되지 않는다.
상기 제2 단계는 상기 출력축(2)의 속도 증가에 따라 기어비에 의한 속도비 이상(원심력 증가 시)에서, 상기 와전류 토크 발생부(21)의 작동 제어로 와전류가 발생된다.
이러한 와전류는 와전류 토크를 발생시키고, 상기 제1 요소(선기어 : 11)와 상기 제2 요소(캐리어 : 12)는 발생된 와전류 토크로 동력을 전달하여 상기 제2 요소(12)로 출력되는 토크를 전달할 수 있다.
여기서, 상기 제2 단계는 상기 와전류 토크 발생부(21)의 작동으로 인해 상기 원웨이 클러치(23)와 상기 록업 기구(40)를 비작동 제어한다. 이로 인해, 상기 제3 요소(13)는 정방향으로 회전하는 제1, 제2요소(11, 12)와 같은 방향(정방향)으로 회전할 수 있다.
또한, 상기 제2 단계는 상기 와전류 토크 발생부(21)의 작동으로 발생된 와전류 토크로 인해, 상기 출력축(2)의 토크를 상기 제2 요소(12) 및 상기 와전류 토크 발생부(21)로 전달한다.
즉, 전기 자동차의 속도 증가로 인해 건식 토크 컨버터의 출력 회전속도가 증가하면, 상기 출력축(2)의 원심력이 증가되어 상기 원심체(212)가 반경 방향 외측을 향하여 이동된다.
이러한 작동을 통해 서로 가까워진 상기 영구자석(211)과 상기 원심체(212)는 속도 차이에 의한 상호작용으로 인하여 와전류를 발생시킬 수 있다(도 7 참조).
이와 같이, 상기 영구자석(211)의 자기력과 와전류의 영향으로 와전류 토크가 발생되고, 발생된 와전류 토크는 속도비를 상승시킬 수 있다. 이때, 상기 제3 요소(13)는 입력 방향으로 회전하게 된다.
그리고 상기 제3 단계는 상기 기어비에 의한 속도비 이상인 상태에서 상기 출력축(2)의 속도가 더욱 증가함에 따라, 상기 제2 요소(12)에 구비된 상기 와전류 토크 발생부(21)와 연동되는 상기 록업 기구(40)의 작동을 제어한다.
이 때, 상기 와전류 토크 발생부(21)에 의해 작동된 상기 록업 기구(40)는 상기 제1, 제2, 및 제3 요소(11, 12, 13)를 직접 연결하여 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직결시킬 수 있다.
여기서, 상기 제3 단계는 상기 록업 기구(40)의 작동으로 인해 상기 원웨이 클러치(23)를 비작동 제어하고, 상기 와전류 토크 발생부(21)를 비작동 제어할 수 있다.
이로 인해, 상기 제3 요소(13)는 정방향으로 회전하는 제1, 제2요소(11, 12)와 같은 방향(정방향)으로 회전할 수 있으며, 상기 제2 요소(12)는 상기 제1 요소(11)와 동일 속도로 회전될 수 있다.
또한, 상기 제3 단계는 상기 록업 기구(40)의 작동, 상기 원웨이 클러치(23)의 비작동, 및 상기 와전류 토크 발생부(21)의 비작동으로 인해 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)의 회전속도가 1:1이 되도록 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직결할 수 있다.
즉, 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)이 직결됨으로써, 상기 구동모터(M)의 토크를 직접 변속기로 직접 전달할 수 있어 입력 및 출력 속도를 1:1로 전달 할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 건식 토크 컨버터는 전기 자동차용 파워트레인에서 상기 구동모터(M)와 상기 감속기(GB) 사이에 장착되며, 초기 구동 시에는 상기 구동모터(M)의 토크를 정상으로 증배 전달하고, 출력속도의 증가 시에는 와전류 토크에 의하여 상기 구동모터(M)의 토크를 기어비에 의한 속도 이상으로 증배하여 감속기(GB)로 전달한다.
또한, 출력속도가 설정속도 이상으로 증가될 경우에는 상기 록업 기구(40)의 작동을 통해 상기 제1, 제2, 및 제3 요소(11, 12, 13)를 직접 연결하여 상기 입력축(1)과 상기 출력축(2)을 직결시킴으로써, 입력 및 출력 속도를 1:1로 전달할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 및 그 제어방법은 상기 유성기어(10)의 제1 요소(11 : 선기어)와 제2 요소(12 : 캐리어) 사이에 상기 와전류 토크 발생부(21)를 구비하여 상기 출력축(1)의 회전 속도에 의한 와전류의 비발생 또는 와전류에 의하여 발생되는 와전류 토크로 상기 제1, 및 제2 요소(11, 12)의 비연결 또는 와전류 토크로 동력을 전달하고, 상기 제3 요소(13 : 링기어)와 상기 고정부(14)를 상기 원웨이 클러치(23)로 고정 또는 일방향 회전 제어하므로 기어비에 의한 속도비에서 토크를 증배하며, 기어비에 의한 속도비 이상에서 와전류 토크를 출력시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 토크 증배율이 크기 때문에 상기 입력축(1)에 연결되는 상기 구동모터(M)와 인버터의 사이즈를 줄일 수 있으며, 초기 구동 시 상기 구동모터(M)의 고속 회전을 통해 빠른 고효율 영역으로 진입하여 상기 구동모터(M)의 소모 전류를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 별도의 액추에이터 없이 출력 속도의 원심력으로 입출력 속도비의 0.8까지 상승 회전시켜 출력 토크를 제어하므로 제조 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 유성기어(10)를 이용한 토크 증배, 및 상기 와전류 토크 발생부(21)의 와전류를 이용한 속도비 상승 기능과 함께, 상기 록업 기구(40)의 적용을 통해 상기 구동모터(M)의 토크를 직접 변속기로 직접 전달할 수 있어 입력 및 출력 속도를 1:1로 전달 할 수 있으며, 종래 유체식 토크 컨버터의 기능을 모두 구현할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 제1 요소로 입력축에 연결되고, 제2 요소로 출력축에 연결되며, 제3 요소로 고정부에 가변적으로 연결되는 유성기어;
    상기 제1 요소와 상기 제2 요소 사이에 구비되며, 상기 출력축의 속도에 의해 제어되도록 와전류를 발생시키는 적어도 하나의 와전류 토크 발생부;
    상기 제3 요소와 상기 고정부의 일방향 연결을 단속하며 서로 연결되는 원웨이 클러치; 및
    상기 제2 요소에 구비되어 상기 와전류 토크 발생부와 연동되고, 상기 출력축의 회전속도에 따라 상기 와전류 토크 발생부에 전달되는 원심력에 의해 상기 제3 요소에 선택적으로 접촉되면서, 상기 입력축과 상기 출력축을 직접 연결하는 록업 기구;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와전류 토크 발생부는
    상기 제1 요소와 상기 제2 요소를 상기 출력축의 속도에 따라 분리, 또는 와전류 토크로 동력을 전달하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 요소는 선기어이고,
    상기 제2 요소는 캐리어이며,
    상기 제3 요소는 링기어 인 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 와전류 토크 발생부는
    상기 제1 요소에 연결되는 영구자석; 및
    상기 영구자석에 마주하게 배치되어 도전성을 가지며, 상기 제2 요소에 연결되고, 상기 출력축의 속도에 의해 제어되는 원심체;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 와전류 토크 발생부는
    상기 입력축과 상기 제1 요소에 일체로 연결되어 상기 유성기어를 내장하는 프론트 커버를 포함하고,
    상기 영구자석은 상기 프론트 커버의 반경 방향 내측에서 원주 방향을 따라 설정된 간격으로 배치되며,
    상기 원심체는 상기 제2 요소에 탄성부재를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 영구자석은
    상기 프론트 커버의 내주면 둘레를 따라 N 극과 S 극이 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 록업 기구는
    상기 와전류 토크 발생부의 원심체와 연동되며, 일단부가 상기 제2 요소에 힌지 연결되는 록업 암; 및
    상기 제3 요소에 대응하여 상기 록업 암의 타단부에서 반경 방향 내측에 장착되는 마찰부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 와전류 토크 발생부는
    상기 제2 요소의 원주방향을 따라 등 간격으로 이격되어 복수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터.
  9. 입력축에 연결되는 제1 요소, 출력축에 연결되는 제2 요소, 고정부에 가변적으로 연결되는 제3 요소, 및 설정된 기어비에 의한 속도비를 가지는 유성기어에서,
    상기 기어비에 의한 속도비에서 상기 제3 요소와 상기 고정부 사이에 구비되는 원웨이 클러치의 작동 제어로 상기 제3 요소를 고정 제어하여 상기 제2 요소로 출력되는 토크를 증배하는 제1단계;
    상기 출력축의 속도 증가에 따라 상기 기어비에 의한 속도비 이상에서 상기 제1 요소와 상기 제2 요소 사이에 구비되는 와전류 토크 발생부의 작동 제어로 상기 제1 요소와 상기 제2 요소를 와전류에 의하여 발생되는 와전류 토크로 동력을 전달하여 상기 제2요소로 출력되는 토크를 전달하는 제2 단계; 및
    상기 기어비에 의한 속도비 이상인 상태에서 상기 출력축의 속도 증가에 따라 상기 제2 요소에 구비되어 상기 와전류 토크 발생부와 연동되는 록업 기구의 작동 제어로 상기 제1, 제2, 및 제3 요소를 직접 연결하여 상기 입력축과 상기 출력축을 직결시키는 제3 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 단계는
    상기 원웨이 클러치의 작동으로 인해 상기 와전류 토크 발생부와 상기 록업 기구를 비작동 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 단계는
    상기 와전류 토크 발생부의 비작동으로 인해 상기 출력축 토크의 일부를 상기 제2요소로 전달하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 단계는
    상기 와전류 토크 발생부의 작동으로 인해, 상기 원웨이 클러치와 상기 록업 기구를 비작동 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 단계는
    상기 와전류 토크 발생부의 작동으로 인해, 상기 출력축의 토크를 상기 제2요소 및 상기 와전류 토크 발생부로 전달하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 제어방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제3 단계는
    상기 록업 기구의 작동으로 인해 상기 원웨이 클러치를 비작동 제어하고, 상기 와전류 토크 발생부를 비작동 제어하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제3 단계는
    상기 록업 기구의 작동, 상기 원웨이 클러치의 비작동, 및 상기 와전류 토크 발생부의 비작동으로 인해 상기 입력축과 상기 출력축의 회전속도가 1:1이 되도록 상기 입력축과 상기 출력축을 직결하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차용 건식 토크 컨버터 제어방법.
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