KR0183056B1 - An operating distance measuring device of an electric vehicle - Google Patents
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Abstract
이 발명은 전기자동차용 주행가능거리 측정장치에 관한 것으로 전기자동차의 주행가능거리를 산출하여 운전자에게 알려줌으로써 운전자로 하여금 차량 배터리의 재충전시점을 정확하게 인지하도록 하기 위하여, 차량의 동력원으로서 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리(BT)와; 상기 배터리(BT)에서 출력되는 전류를 검출하기 위한 전류센서(10)와; 배터리(BT)의 잔존용량을 계산하기 위해 배터리(BT)의 동작시간을 검출하기 위한 타이머(20)와; 주행가능거리를 계산하기 위해 차량의 속도를 검출하기 위한 속도센서(30)와; 차량 주행에 요구되는 에너지를 계산하기 위해 배터리 전압을 검출하기 위한 전압센서(40)와; 상기 배터리(BT), 전류센서(10), 타이머(20), 속도센서(30), 전압센서(40)의 출력신호를 신호처리를 위한 레벨로 증폭하기 위한 증폭부(50)와; 상기 증폭부(50)에서 출력되는 신호를 디지탈신호롤 변환하기 위한 아날로그/디지탈 변환부(60)와; 주행가능거리를 계산하기 위한 프로그램과 상기 프로그램에 요구되는 상수 데이타를 저장하기 위한 메모리장치(80)와; 상기 아날로그/디지탈 변환부(60)의 출력 데이타과 메모리장치(80)의 상수 데이타를 이용하여 메모리장치(80)의 주행가능거리를 계산하기 위한 프로그램이 수행되게 함으로써 주행가능거리를 계산하기 위한 마이크로 프로세서(70)와; 상기 마이크로 프로세서(70)에서 계산된 주행가능거리를 운전자에게 알리기 위한 표시장치(90)로 구성되어지는 전기자동차용 주행가능거리 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a driving distance measuring device for an electric vehicle, and calculates the driving distance of the electric vehicle and informs the driver so that the driver can accurately recognize the time when the vehicle battery is recharged. Battery (BT) for; A current sensor 10 for detecting a current output from the battery BT; A timer 20 for detecting an operating time of the battery BT to calculate a remaining capacity of the battery BT; A speed sensor 30 for detecting a speed of the vehicle to calculate a travelable distance; A voltage sensor 40 for detecting battery voltage to calculate energy required for driving the vehicle; An amplifying unit (50) for amplifying the output signals of the battery (BT), the current sensor (10), the timer (20), the speed sensor (30), and the voltage sensor (40) to a level for signal processing; An analog / digital converter 60 for converting the signal output from the amplifier 50 into a digital signal; A memory device (80) for storing a program for calculating a traveling distance and a constant data required for the program; A microprocessor for calculating a travelable distance by executing a program for calculating the travelable distance of the memory device 80 using the output data of the analog / digital converter 60 and the constant data of the memory device 80. 70 and; The present invention relates to a driving distance measuring apparatus for an electric vehicle, which is configured as a display device 90 for informing a driver of the driving range calculated by the microprocessor 70.
Description
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 주행가능거리 측정장치의 구성 블록도이고,1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for measuring the range for driving an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 주행가능거리 측정장치에서 주행가능거리를 계산하기 위한 프로그램의 순서도이다.2 is a flow chart of a program for calculating the driving distance in the traveling distance measuring apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 전류센서 20 : 타이머10: current sensor 20: timer
30 : 속도센서 40 : 전압센서30: speed sensor 40: voltage sensor
50 : 증폭부 60 : 아날로그/디지탈 변환부50: amplifier 60: analog / digital converter
70 : 마이크로 프로세서 80 : 메모리70: microprocessor 80: memory
90 : 표시장치90: display device
이 발명은 전기자동차 (EV: Electric Vehicle)용 주행가능거리 측정창치에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 마이크로 프로세서에 의해 자동차의 속도와 요구되는 에너지와 사용가능거리가 계산되게 하여 표시장치를 통해 운전자에게 표시되도록 하는 전기자동차용 주행가능거리 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mileage measurement device for an electric vehicle (EV). More specifically, the microprocessor can calculate the speed, required energy, and usable distance of the vehicle, and provide the driver with the display. The present invention relates to a traveling distance measuring apparatus for an electric vehicle to be displayed.
자동차의 소음 및 배출가스 등의 공해문제를 해결할 뿐만 아니라, 에너지 절약과 관련된 잉여전력의 유효한 이용을 위하여 전기자동차가 새로운 교통수단으로서 각광받고 있다.In addition to solving pollution problems such as noise and emissions of automobiles, electric vehicles are spotlighted as a new means of transportation in order to effectively use surplus power related to energy saving.
상기 전기 자동차는 동력원으로서 가솔린 자동차의 연료에 해당하는 충전된 배터리를 사용하고 있다. 상기 전기자동차의 배터리 충전성능은 아직까지 먼 거리를 주행할 만큼 충분한 수준이 아니기 때문에 전기자동차는 수시로 충전소등에서 재충전하는 작업이 필요하다.The electric vehicle uses a charged battery corresponding to the fuel of a gasoline vehicle as a power source. Since the battery charging performance of the electric vehicle has not yet been sufficiently high to travel a long distance, the electric vehicle needs to be recharged at a charging station from time to time.
따라서, 상기 전기자동차에서는 정확한 재충전 시점을 운전자에게 알리는 것이 중요하다. 운전자가 운행차량의 재충전 시점을 정확하게 예상하지 못할 경우에는 운전중에 배터리의 충전된 에너지가 바닥나게 되어 노상에서 자동차의 에너지가 고갈되는 경우를 겪을수 있기 때문이다.Therefore, in the electric vehicle, it is important to inform the driver of the exact time of recharging. If the driver does not accurately predict when to recharge the vehicle, the charged energy of the battery may run out while driving and the vehicle may run out of energy on the road.
그러므로, 이 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 전기자동차의 운행가능한 거리를 계산하여 표시함으로써 운전자로 하여금 재충전 시점을 정확하게 예상하게 하여 안전한 차량운행을 도모하도록 하는 전기자동차용 주행가능거리 측정장치를 제공하고자 하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and to calculate the displayable distance of the electric vehicle to enable the driver to accurately predict the time of recharging, driving distance for the electric vehicle to promote safe vehicle operation It is to provide a measuring device.
상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 차량의 동력원으로서 전기 에너지를 공급하기 위한 주배터리와; 상기 배터리에서 출력되는 전류를 검출하기 위한 전류센서와; 배터리의 잔존용량을 계산하기 위해 배터리의 동작시간을 검출하기 위한 타이머와; 주행가능거리를 계산하기 위해 차량의 속도를 검출하기 위한 속도센서와; 차량 주행에 요구되는 에너지를 계산하기 위해 배터리의 전압을 검출하기 위한 전압센서와; 상기 배터리, 전류센서, 타이머, 속도센서, 전압센서의 출력신호를, 신호처리를 위한 레벨로 증폭하기 위한 증폭부와; 상기 증폭부에서 출력되는 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하기 위한 아날로그/디지탈 변환부와;주행가능거리를 계산하기 위한 프로그램과 상기 프로그램에 요구되는 상수 데이타를 저장하기 위한 메모리장치와; 상기 아날로그/디지탈 변환부의 입력값과 메모리장치의 상수 데이타를 이용하여 메모리장치의 주행가능거리를 계산하기 위한 프로그램이 수행되게 함으로써 주행가능거리를 계산하기 위한 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서에서 계산된 주행가능거리를 운전자에게 알리기 위한 표시장치로 이루어진다.The configuration of the present invention to achieve the above object, the main battery for supplying electrical energy as a power source of the vehicle; A current sensor for detecting a current output from the battery; A timer for detecting an operating time of the battery to calculate a remaining capacity of the battery; A speed sensor for detecting a speed of the vehicle to calculate a travelable distance; A voltage sensor for detecting a voltage of the battery for calculating energy required for driving the vehicle; An amplifier for amplifying the output signals of the battery, current sensor, timer, speed sensor, and voltage sensor to a level for signal processing; An analog / digital converter for converting the analog signal output from the amplifier into a digital signal; a memory device for storing a program for calculating a runnable distance and constant data required for the program; A microprocessor for calculating a travelable distance by causing a program for calculating a travelable distance of a memory device to be executed by using an input value of the analog / digital converter and constant data of the memory device; And a display device for informing the driver of the driving distance calculated by the microprocessor.
상기 구성에 의하여, 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.By the above configuration, it will be described with reference to the accompanying drawings the most preferred embodiment which can easily implement the present invention as follows.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 주행가능거리 측정장치의 구성 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an apparatus for measuring the range capable of driving an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
제1도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 주행가능거리 측정장치는, 차량 배터리(BT)의 (-)단자에 전류센서(10)가 연결되고 (+)단자에 전압센서(40) 및 타이머(20)가 연결되며, 상기 전류센서(10)와 타이머(20) 및 속도센서(30), 전압센서(40)의 출력단은 증폭부(50)와 연결되며, 상기 증폭부(50)의 각 출력단은 아날로그/디지탈 변환부(60)에 연결되며, 상기 아날로그/디지탈 변환부(60)의 출력단은 마이크로 프로세서(70)의 입력단에 연결되고 메모리장치(80)와 상기 마이크로 프로세서(70)는 버스라인으로 연결되며, 상기 마이크로 프로세서(70)의 출력단은 표시장치(90)와 연결되는 구조로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the apparatus for driving distance measurement for an electric vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention includes a current sensor 10 connected to a negative terminal of a vehicle battery BT, and a voltage sensor connected to a positive terminal. 40 and the timer 20 are connected, and the output terminal of the current sensor 10 and the timer 20 and the speed sensor 30, the voltage sensor 40 is connected to the amplifier 50, the amplifier Each output end of 50 is connected to an analog / digital converter 60, and an output end of the analog / digital converter 60 is connected to an input of a microprocessor 70, and the memory device 80 and the microprocessor The 70 is connected by a bus line, and the output terminal of the microprocessor 70 is connected to the display device 90.
상기에서 표시장치로는 세븐세크먼트 LED(Light Emission Diode)나 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 음극선관 등이 사용가능하며, 이 발명의 기술적 범위는 여기에 한정되지 않는다.As the display device, a seven segment LED (Light Emission Diode), a Liquid Crystal Display (LCD), a cathode ray tube, or the like may be used, and the technical scope of the present invention is not limited thereto.
상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 주행가능거리 측정장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the electric vehicle traveling distance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.
먼저 배터리(BT)의 전원이 회로 각부에 인가되면, 각 센서가 동작하여 물리량들이 검출된다. 배터리(BT)의 (-)단자에 연결된 전류센서(10)에서는 배터리(BT)의 전류레벨(I)이 검출되어 증폭부(50)에 출력되며, 배터리(BT)의 (+)단자에서는 배터리(BT)의 출력전압(V)이 검출되어 증폭부(50)에 출력된다.First, when the power of the battery BT is applied to each part of the circuit, each sensor operates to detect physical quantities. In the current sensor 10 connected to the negative terminal of the battery BT, the current level I of the battery BT is detected and output to the amplifier 50, and the battery is connected to the positive terminal of the battery BT. The output voltage V of BT is detected and output to the amplifier 50.
또한, 타이머(20)에서는 배터리(BT)의 잔존용량을 검출하기 위하여 배터리(BT)의 동작시간(t)이 검출되어 증폭부(50)에 출력되며, 속도센서(30)와 전압센서(40)에서는 차량의 속도(v)와 전압(V) 값이 검출되어 증폭부(50)에 출력된다.In addition, in the timer 20, an operation time t of the battery BT is detected and output to the amplifier 50 in order to detect the remaining capacity of the battery BT, and the speed sensor 30 and the voltage sensor 40 are detected. ), The speed v and the voltage V of the vehicle are detected and output to the amplifier 50.
상기 증폭부(50)에서는 각 센서로부터 입력된 신호의 레벨이 증폭된다. 일반적으로, 센서의 출력신호는 수 ㎷ 내지 ㎶ 또는 ㎂정도의 미약한 레벨이므로 아날로그 또는 디지탈 신호처리를 위해서 더 큰 레벨로의 증폭이 반드시 필요하다.The amplifier 50 amplifies the level of the signal input from each sensor. In general, the output signal of the sensor is a weak level of a few kHz to ㎶ or 이므로 so that amplification to a larger level is necessary for analog or digital signal processing.
증폭부(50)에 의해 신호레벨이 증폭된 각 센서의 변수신호들(V, I, t, v)은 아날로그/디지탈 변환부(60)에 입력되어 디지탈 신호로 변환된다. 그리고 상기 변수신호들(V, I, t, v)은 디지탈 데이타의 형태로서 마이크로 프로세서(70)에 입력된다.The variable signals V, I, t, and v of each sensor whose signal level is amplified by the amplifier 50 are input to the analog / digital converter 60 and converted into digital signals. The variable signals V, I, t, and v are input to the microprocessor 70 in the form of digital data.
한편, 마이크로 프로세서(70)에 연결된 EPROM(Erasable and Programmable ROM)등에 의해 구현가능한 메모리장치(80)에는 주행가능거리를 계산하기 위한 프로그램과 상수데이타들(A, f, η, ρ, Cd, e, m, G)이 저장된다. 제2도는 이 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 주행가능거리 측정장치에서 주행가능거리를 계산하기 위한 프로그램의 순서도이다.On the other hand, the memory device 80, which can be implemented by EPROM (Erasable and Programmable ROM) connected to the microprocessor 70, the program and constant data (A, f, η, ρ, C d , e, m, G) are stored. 2 is a flow chart of a program for calculating the driving distance in the traveling distance measuring apparatus for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
마이크로 프로세서(70)에 아날로그/디지탈 변환부(60)의 변수데이타(V, I, t, v)들이 입력되면, 상기 메모리장치(80)에 저장된 주행가능거리를 계산하기 위한 프로그램 및 상수데이타들(AH, A, f, η, ρ, Cd, e, m, G)이 페치(fetch)되어 프로그램의 수행이 시작된다. 상기 제2도를 참조하여 프로그램의 수행과정을 살펴보면 하기와 같다.When the variable data (V, I, t, v) of the analog / digital conversion unit 60 is input to the microprocessor 70, programs and constant data for calculating the driving distance stored in the memory device 80 (AH, A, f, η, ρ, C d , e, m, G) are fetched and execution of the program begins. Looking at the execution of the program with reference to Figure 2 as follows.
먼저 프로그램의 수행이 시작(S11)되면, 프로그램 내부에서 사용되는 변수(V, I, T, v, α)들의 값이 초기화(S12)된다. 또한, 메모리장치(80)에 저장되어 있는 상수데이타들(AH, A, f, η, ρ, Cd, e, m, G)을 읽어(S13) 들인다. 상기에서 배터리(BT)의 잔존용량인 AH의 값은 AH←AH×배터리(BT)의 갯수로 세팅(S14)된다.First, when the execution of the program is started (S11), the values of the variables (V, I, T, v, α) used in the program are initialized (S12). The constant data AH, A, f, η, ρ, C d , e, m, and G stored in the memory device 80 are read (S13). The value of AH, which is the remaining capacity of the battery BT, is set by the number of AH ← AH × batteries BT (S14).
다음으로, 아날로그/디지탈 변환부(60)의 각 센서의 센싱값(V, I, v, T)이 입력된다. 상기에서 T는 샘플링 단위시간으로서 샘플링 시간(T)에 의해 가속도 α는 α←(v+△v)/T의 수식으로 계산(S22)된다.Next, the sensing values V, I, v, and T of the sensors of the analog / digital converter 60 are input. In the above, T is the sampling unit time, and the acceleration α is calculated by the formula α? (V + Δv) / T by the sampling time T (S22).
이때, 상기 단자에서 읽어 들여진 전류값 I로부터 I가 영인지를 판단(S23)하여 I가 영일 경우에는 배터리(BT)가 충·방전을 하지 않으므로 시동키가 오프된 것을 판단하여 프로그램을 완료(S24)한다.At this time, from the current value I read from the terminal, it is determined whether I is zero (S23). If I is zero, the battery BT does not charge or discharge. Therefore, it is determined that the ignition key is turned off (S24). )do.
상기 단계(S23)에서 전류값 I가 영이 아닐 경우에는 배터리(BT)의 잔존용량 AH를 AH←AH-I×T로 (S13)한다. 상기 단계(S31)가 수행되고 나면, 차량 운행을 위해 배터리(BT)에 요구되는 에너지(PBT)가 계산(S32)된다. 상기 요구되는 에너지(PBT)는 아래의 수식에 의해 각단계에서 구해진 변수데이타 및 상수데이타를 이용하여 계산된다.If the current value I is not zero in step S23, the remaining capacity AH of the battery BT is set to AH ← AH-I × T (S13). After the step S31 is performed, the energy P BT required for the battery BT for driving the vehicle is calculated (S32). The required energy P BT is calculated using variable data and constant data obtained in each step by the following equation.
PBT←(G×f+e×m×α+Cd×A×ρ×v2/2)×v/η P BT ← (G × f + e × m × α + C d × A × ρ × v 2/2) × v / η
상기 차량 운행을 위해 배터리(BT)에 요구되는 에너지(PBT)가 계산되면, 배터리(BT)에 잔존하는 사용가능 에너지(PUSE)가 계산(S33)된다. 상기 사용가능 에너지 (PUSE)는 배터리(BT)의 초기충전 에너지에서 소비된 에너지를 뺀 값으로 아래 수식에 의해 변수데이타 및 상수데이타를 이용하여 계산된다.When the energy P BT required for the battery BT for driving the vehicle is calculated, the usable energy P USE remaining in the battery BT is calculated (S33). The usable energy P USE is calculated by subtracting energy consumed from initial charging energy of the battery BT using variable data and constant data according to the following equation.
상기에서 0.8은 배터리(BT)의 심방전(DOD)이 80%임을 의미한다.In the above, 0.8 means that the deep discharge DOD of the battery BT is 80%.
상기와 같이 배터리(BT)의 사용가능 에너지(PUSE)가 구해지면, 차량의 주행가능거리 R이 계산(S34)된다. 상기 주행가능거리 R을 계산하기 수식은 아래와 같다.When the available energy P USE of the battery BT is obtained as described above, the traveling distance R of the vehicle is calculated (S34). The formula for calculating the driving distance R is as follows.
상기에서 v는 차량의 속도이다. 상기와 같이 계산된 주행가능거리 R은 마이크로 프로세서(70) 외부로 출력(S41)되며, 전류센서(10)에서 검출된 전류값 I의 크기로부터 충전중인지 방전중인지가 판단(S42)된다. 상기 단계(S42)에서 전류값의 크기가 음수가 되어 배터리(BT)가 충전중일 경우에는 배터리의 잔존량 AH를 AH←AH+I×H로 세팅(S43)한 후 상기 단계(S42)로 점프되게 하여 충전이 반복되게 한다.Where v is the speed of the vehicle. The driving distance R calculated as described above is output (S41) to the outside of the microprocessor 70, and it is determined whether charging or discharging is being performed from the magnitude of the current value I detected by the current sensor 10 (S42). If the current value becomes negative in step S42 and the battery BT is being charged, the remaining amount AH of the battery is set to AH ← AH + I × H (S43), and then jumps to step S42. So that charging is repeated.
상기 단계(S42)에서 전류값 I의 크기가 양수가 되어 배터리(BT)가 방전중일 경우에는 상기 단계(S21)로 점프되게 하여 충전가능거리 R의 계산이 반복되게 한다.In step S42, when the value of the current value I becomes positive and the battery BT is being discharged, the jump to step S21 is repeated so that the calculation of the chargeable distance R is repeated.
한편, 상기 프로그램에서 출력된 주행가능거리 R은 마이크로 프로세서(70)에 의해 표시장치(90)에 출력된다. 운전자는 상기 표시장치(90)를 통해 주행가능거리를 알게되어 재충전시점을 예측하게 된다.Meanwhile, the driving distance R output from the program is output to the display device 90 by the microprocessor 70. The driver knows the driving distance through the display device 90 to predict the time of recharging.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 마이크로 프로세서에 의해 전기자동차의 주행가능거리를 계산하여 표시장치를 통해 운전자에게 인지되도록 함으로써 운전자로 하여금 주행가능거리를 예측하게 하고 안전한 차량운행을 도모하도록 하는 효과를 제공하는 전기자동차용 주행가능거리 측정장치를 제공할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, by calculating the driving distance of the electric vehicle by the microprocessor to be recognized by the driver through the display device to allow the driver to predict the driving distance and to promote safe vehicle operation It is possible to provide a traveling distance measuring apparatus for an electric vehicle that provides an effect.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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