KR100940743B1

KR100940743B1 - Charging system for bicycle and charging method thereof

Info

Publication number: KR100940743B1
Application number: KR1020090071826A
Authority: KR
Inventors: 안광현
Original assignee: 안광현
Priority date: 2009-08-04
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2010-02-04

Abstract

PURPOSE: A bicycle charging system and a charging method thereof are provided to safely drive a bicycle by utilizing a portable electronic device, and to ride the bicycle with power produced from the generator without paddling of a rider. CONSTITUTION: A bicycle charging system comprises the following: an inclined angle detecting sensor detecting a downstream driving state and installed on one side of a frame; a waveform shaping part shaping a signal waveform of the inclined angle detecting sensor; a microprocessor determining operation of a generator(4); and a driver driving an electronic clutch intermitting connection of a rotary shaft and a rear shaft.

Description

Charging System for Bicycle and Charging Method Thereof}

본 발명은 자전거 충전 시스템에 관한 것으로, 특히 하향 경사로에서 주행하는 경우 자동으로 발전 및 충전이 실시되도록 한 자전거 충전 시스템 및 그 충전 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bicycle charging system, and more particularly, to a bicycle charging system and a charging method thereof in which power generation and charging are performed automatically when driving on a downward slope.

주지하는 바와 같이 자전거는 저탄소 녹색 성장을 위한 교통수단으로 각광받고 있으며, 이용 인구도 큰 폭으로 증가하고 있다.As is well known, bicycles are in the spotlight as a means of transportation for low-carbon green growth, and the number of users is also increasing.

이러한 자전거에는 야간 주행시 필요한 전조등이나 경적, 야간의 시인성을 향상시키기 위한 장식램프 등이 설치되어 있으며, MP3, 오디오시스템 등 기타 이용자의 다양한 기호를 충족시키기 위한 여러 형태의 전기 장치가 장착되어 있거나 사용되고 있다.These bicycles are equipped with headlights, horns, and decorative lamps to improve visibility at night, and various types of electric devices are installed or used to satisfy various preferences of other users such as MP3 and audio systems. .

종래에는 이러한 전기 장치의 전원 공급을 위하여 각각 별도의 배터리를 내장하여 사용하고 있으며, 이러한 배터리는 그 수명이 다하기 전에 교체되어야 하는 바, 여러 전기 장치의 배터리 잔량 상태를 일일이 파악하기 어렵고, 미리 여분의 배터리를 준비하지 못하는 경우가 대부분이어서, 자전거 출발 후 전기 장치의 사용 과정에서 전조등이나 경적, 장식램프 등의 작동이 중지되는 경우가 빈번하여 위험한 상황에 직면하게 되는 문제점이 있는 것이다.Conventionally, a separate battery is used to supply power to such an electric device, and such a battery needs to be replaced before the end of its life. Therefore, it is difficult to know the remaining battery status of various electric devices, and it is redundant in advance. Since most of the battery can not be prepared, the operation of the headlights, horns, decorative lamps, etc. during the use of the electric device after the departure of the bicycle is often a problem that faces a dangerous situation.

그러므로, 자전거에 발전기를 장착하여 이에 의하여 각종 전기 장치의 작동에 필요한 전원 공급이 이루어지도록 하는 방법을 고려할 수 있으나,Therefore, a method may be considered in which a generator is mounted on a bicycle to thereby provide a power supply necessary for the operation of various electric devices.

탑승자의 답력만으로 주행하는 자전거의 동력으로 발전기를 돌리기는 무리가 따르게 되어 자전거의 속도를 저하시키며, 언덕 등을 오르는데에 결정적인 장애 요소가 될 수 있으므로, 자전거에 발전기를 장착하는 것은 바람직하지 못한 것으로 인식되고 있다.It is not desirable to install a generator on a bicycle because it can be a decisive factor in slowing down the bicycle, and deciding to climb a hill. It is recognized.

그러므로, 탑승자의 답력과 배터리를 동력원으로 사용하는 전기자전거에서 하향 경사로의 주행시 브레이크를 잡는 정도에 따라 제동정도를 판정하고, 제동정도가 강한 경우에는 하향 주행 동력으로 직류전동모터가 발전하여 대용량콘덴서를 충전시키고, 이러한 대용량 콘덴서에 충전된 전력이 배터리를 충전하도록 하여서 된 전기자전거의 회생에너지 구동장치(대한민국공개특허 1997-61403호; 이하 '인용발명'이라 함)가 제안된 바 있다.Therefore, in the electric bicycle using the driver's power and battery as the power source, the braking degree is judged according to the degree of braking when driving down the slope, and when the braking degree is strong, the DC motor is developed by the downward driving force, The regenerative energy driving device of the electric bicycle (Korea Patent Publication No. 1997-61403; hereinafter referred to as 'quoting invention') has been proposed in which the electric charge is charged, and the electric power charged in the large capacity capacitor charges the battery.

이러한 인용발명의 기술적 구성을 자전거에도 그대로 적용하여 브레이크를 잡는 제동정도가 강한 경우에는 경사로 하향 주행 상태로 간주하고 발전기가 작동하도록 하는 방안을 쉽게 생각할 수 있겠으나, 대개의 하향 주행 상태에서 브레이크를 잡는 제동정도가 강한 시간은 매우 짧으므로 이러한 짧은 시간 동안 발전기에 의한 발전량은 매우 불충분하여 충분한 전력을 생산할 수 없으므로, 자전거의 전조등, 경적, 장식램프 등 각종 전기 장치에서 필요한 전력을 공급하기 어려운 문제점 이 있는 것이다.If the technical configuration of the cited invention is applied to the bicycle as it is, if the braking degree is strong, it can be easily considered as a downhill driving condition and the generator can be operated. Since the braking time is very short, the amount of power generated by the generator during such a short time is very insufficient to produce sufficient power. Therefore, it is difficult to supply the electric power required by various electric devices such as bicycle headlights, horns and decorative lamps. will be.

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 주행중 경사도가 급하지 않은 다수의 하향 경사로에서도 하향 경사로임을 민감하게 판단하여 발전기에 의한 전력 생산이 이루어지도록 함으로써, 발전기에 생산된 충분한 전력이 배터리를 충전시킬 수 있도록 하여서 된 자전거 충전 시스템 및 그 충전 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention to solve this problem is to sensitively determine that the down ramp even in a number of down ramps that do not have a steep slope while driving to generate power by the generator, sufficient power produced in the generator to charge the battery The present invention provides a bicycle charging system and a charging method thereof.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 페달 및 크랭크의 회전으로 구동스프로켓 및 후륜축에 고정된 후륜 스프로켓을 연결하는 체인이 회전하고, 이에 따라 후륜의 회전으로 주행 구동력을 얻도록 한 통상의 자전거에 있어서, 자전거의 프레임 일측에 설치되어 하향 주행시 하향 주행 상태를 검출하기 위한 경사각 감지 센서와, 경사각 감지 센서의 신호 파형을 정형하기 위한 파형 정형부와, 파형 정형부의 출력에 의하여 발전기 동작 여부를 판정하는 마이크로프로세서와 마이크로프로세서에 의하여 구동되는 드라이버와, 후륜축과 발전기의 회전축의 연결을 단속(斷續)하는 전자크러치를 구동하기 위한 드라이버가 구비된 자전거 충전 시스템을 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to a conventional bicycle in which a chain connecting a rear wheel sprocket fixed to a driving sprocket and a rear wheel shaft is rotated by rotation of a pedal and a crank, thereby obtaining a driving force by rotation of a rear wheel. Is installed on one side of the frame of the bicycle, the inclination angle detection sensor for detecting the down-driving state when driving down, the waveform shaping unit for shaping the signal waveform of the inclination angle detection sensor, the micro to determine whether the generator operation by the output of the waveform shaping unit The present invention proposes a bicycle charging system including a driver driven by a processor and a microprocessor, and a driver for driving an electronic clutch for intermittent connection between a rear wheel shaft and a rotary shaft of a generator.

또한 경사각 감지센서가 설정된 방향 및 설정된 각도 이상으로 자전거 프레임이 기울은 경우 "온"되어 "온"유지 시간을 카운트하는 단계와, 상기 "온"유지 시 간이 설정된 가동시간 이상인 경우 전자클러치에 의하여 발전을 실시하는 단계와, 상기 경사각 감지센서가 설정된 각도 미만 또는 설정된 방향과 다른 방향으로 자전거 프레임이 기울은 경우 "오프"되어 "오프"유지 시간을 카운트하는 단계와, 상기 "오프"유지 시간이 설정된 정지시간 미만인 경우 펄스갯수를 증가시키고, 상기 펄스갯수가 설정된 횟수 이상인 경우에 한하여 드라이버를 구동하여 전자클러치에 의해 발전을 실시하는 단계와, 상기 "오프"유지 시간이 설정된 정지시간 이상인 경우 상기 펄스갯수를 "0"으로 세트하고 상기 드라이버의 작동이 중지되는 단계로 구성된 자전거 충전 시스템의 충전 방법을 제안한다.In addition, the inclination angle sensor is "on" when the bicycle frame is inclined more than the set direction and the set angle to count the "on" holding time, and if the "on" holding time is more than the set operating time, the power generation by the electronic clutch And the “off” counting time of the “off” holding time when the bicycle frame is inclined in a direction less than the set angle or in a different direction from the set angle, and the “off” holding time is set. If the number of pulses is less than the stop time, increase the number of pulses, and drive the driver only when the number of pulses is more than the set number of times to generate power by the electronic clutch; and if the "off" holding time is more than the set stop time, the number of pulses. Is set to "0" and the driver stops the bicycle charging system. We propose a method of charging the system.

이와 같이 하여 본 발명은 자전거의 하향 주행인지의 여부를 정확하게 판정하여 하향 주행 시간 동안 전자크러치가 후륜축과 발전기의 회전축을 연결시켜 발전기에 의한 충분한 전력이 배터리를 충전시킬 수 있게 되는 것이어서 자전거에 장착되거나 휴대한 전기 장치를 활용하여 안전하게 주행할 수 있게 되며 전기 장치를 편리하게 사용할 수 있게 된다.In this way, the present invention accurately determines whether the bicycle is driving down, and the electronic clutch connects the rear axle shaft and the rotating shaft of the generator during the down-driving time so that sufficient power by the generator can charge the battery. By using a portable or portable electric device, it is possible to drive safely and use the electric device conveniently.

뿐만 아니라, 본 발명은 발전기에 의한 발전 시간은 자전거가 하향 주행하는 동안이므로, 탑승자의 답력을 활용하는 것이 아니어서 힘겹게 되지 않으므로, 무리하지 않고 쾌적한 주행이 가능하게 되는 효과가 있다.In addition, the present invention is because the power generation time by the generator while the bicycle is running downward, so that it is not difficult to utilize the driver's stepping power, there is an effect that can be comfortable running without overdoing.

이와 같이 된 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.When the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 적용한 자전거의 외관을 도 1로 도시하였으며, 요부의 사시도를 도 2로 보였다.The appearance of the bicycle to which the present invention is applied is shown in FIG. 1, and the perspective view of the main part is shown in FIG. 2.

또한, 본 발명에서의 후륜축(1)과 전자클러치(2)의 구성을 도 3으로 도시하였으며,In addition, the configuration of the rear wheel shaft (1) and the electromagnetic clutch (2) in the present invention is shown in FIG.

이러한 전자클러치(2)의 작동을 위한 전기적 구성을 도 4로 보였다.4 illustrates an electrical configuration for the operation of the electronic clutch 2.

이러한 본 발명의 도 2에는 본 발명에 사용되는 전자클러치(2) 및 발전기(4)의 분리 상태를 보였으며, 그 상세 구조를 도 3으로 보였다.2 of the present invention shows the separation state of the electromagnetic clutch 2 and the generator 4 used in the present invention, the detailed structure of the present invention is shown in FIG.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 후륜축(1)에 스프라인(3)을 형성하고, 전자클러치(2)의 습동봉(6) 선단에는 이러한 스프라인(3)에 맞물리는 요홈(5)이 형성되도록 하였으며, 이러한 습동봉(6)은 코일(7)에 의하여 발생되는 자력으로 돌출되도록 하였으며, 그 내측에는 리턴 스프링(8)을 설치하였다. 또한, 이러한 습동봉(6)의 후단은 발전기(4)의 회전축(9)과 스프라인(3)으로 결합되어 있어서, 습동봉(6)의 회전에 따라 발전기(4)의 회전축(9)이 회전하면서 자석으로 구성된 로테이터(rotator)가 회전하고, 그 결과 둘레의 스테이터(stator)인 코일에 기전력이 발생되도록 한 구조이다.As can be seen from the above, the present invention forms a spline (3) on the rear wheel shaft (1), and the groove that is engaged with the spline (3) at the tip of the sliding rod (6) of the electromagnetic clutch ( 5) was formed, and the sliding rod 6 was projected by the magnetic force generated by the coil 7, and the return spring 8 was installed inside. In addition, the rear end of the sliding rod 6 is coupled to the rotary shaft 9 and the spline 3 of the generator 4, so that the rotary shaft 9 of the generator 4 in accordance with the rotation of the sliding rod (6) While rotating, a rotator composed of magnets rotates, and as a result, electromotive force is generated in a coil which is a stator around.

또한, 본 발명에서 사용되는 경사각 감지 센서(17)는 도 5a로 보인 바와 같이 평지를 주행하거나 도 5b로 보인 바와 같이 상향 경사지를 올라가는 경우에는 그 내부에 일정 레벨로 채워진 도전성 액체가 양측 단자(10) 사이를 이어 주지 못하여 "오프"상태로 있게 된다.In addition, when the inclination angle sensor 17 used in the present invention travels on flat ground as shown in FIG. 5A or climbs up an inclined plane as shown in FIG. 5B, the conductive liquid filled at a predetermined level therein may be connected to both terminals 10. ), They are "off".

이러한 상태에서 하향 경사지를 내려가는 경우에는 도 5c로 보인 바와 같이 경사각 감지 센서(17) 내부의 도전성 액체에 의하여 양측 단자(10)가 연결되는 것이어서 "온"상태가 되어 후술되는 바의 과정으로 전자클러치(2)가 작동되고 발전기(4)와 후륜축(1)이 연결되므로 후륜축(1)의 회전으로 발전기(4)의 회전축(9)이 회동하고, 이에 따른 발전으로 배터리(12)가 충전되는 것이다.When the downward slope is lowered in this state, as shown in FIG. 5C, both terminals 10 are connected to each other by the conductive liquid inside the inclination angle sensor 17. (2) is operated and the generator 4 and the rear wheel shaft (1) is connected, so that the rotating shaft (9) of the generator (4) is rotated by the rotation of the rear wheel (1), the battery 12 is charged by the power generation accordingly Will be.

이러한 본 발명은 페달 및 크랭크의 회전으로 구동스프로켓 및 후륜축(1)에 고정된 후륜 스프로켓을 연결하는 체인이 회전하고, 이에 따라 후륜의 회전으로 주행 구동력을 얻도록 한 통상의 자전거에 있어서,The present invention is a conventional bicycle in which the chain connecting the rear wheel sprocket fixed to the drive sprocket and the rear wheel shaft (1) by the rotation of the pedal and the crank is rotated, thereby obtaining a driving drive force by the rotation of the rear wheel,

자전거의 후륜축(1) 일단에 발전기(4)의 회전축(9)과 결합된 전술한 바와 같은 전자클러치(2)를 설치한다.At one end of the rear wheel shaft (1) of the bicycle, the electromagnetic clutch (2) as described above, which is coupled to the rotary shaft (9) of the generator (4), is installed.

아울러, 본 발명은 자전거의 탑파이프 등 수평상으로 설치된 프레임 일측에 전술한 경사각 감지 센서(17)를 설치하고, 이러한 경사각 감지 센서(17)의 양단은 제어 유니트(13)의 파형 정형부(14)에 연결하였다. 또한, 제어 유니트(13)의 파형 정형부(14) 출력은 마이크로프로세서(15)에 공급되며, 마이크로프로세서(15)는 후술되는 바와 같이 하향 경사로 주행시로 판정되는 경우에 한하여 드라이버(16)로 출력을 인가하고, 이에 따라 제어 유니트(13)의 드라이버(16)가 전자클러치(2)를 작동시킴에 따라 전자클러치(2)에 의하여 발전기(4)와 후륜축(1)이 연결되어 경사로 하향 주행의 경우에만 발전이 실시되는 것이다.In addition, the present invention is to install the above-described inclination angle sensor 17 on one side of the frame installed horizontally, such as a top pipe of the bicycle, both ends of the inclination angle sensor 17 is the waveform shaping portion 14 of the control unit 13 ). In addition, the output of the waveform shaping portion 14 of the control unit 13 is supplied to the microprocessor 15, and the microprocessor 15 is output to the driver 16 only when it is determined to drive downhill as described later. As a result, the driver 16 of the control unit 13 operates the electromagnetic clutch 2 so that the generator 4 and the rear wheel shaft 1 are connected by the electromagnetic clutch 2 to travel downward. Only in the case of development will be carried out.

아울러, 본 발명에서의 마이크로프로세서(15)에 의한 구체적인 작동을 도 6의 흐름도로 보였으며, 이를 참조하여 본 발명의 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 하향경사로 주행시가 아닌 경우에는 전자클러치(2)에 의하여 후륜 축(1)과 발전기(4) 사이가 연결되지 않은 상태이므로, 통상의 자전거와 동일하게 페달을 밟아 크랭크, 체인, 스프로켓에 의하여 후륜이 회전함으로써 주행하게 됨은 물론이다. 이와 같이 하여 주행하다보면 하향 경사로를 주행하게 되며 하향 경사로에서는 자전거의 프레임이 기울게 되므로, 프레임에 고정되어 있는 본 발명에서의 경사각 감지 센서(17) 역시 도 5c로 보인 바와 같이 기울어지게 되는 것이다.In addition, the specific operation by the microprocessor 15 in the present invention was shown in the flow chart of Figure 6, with reference to this the operation of the present invention in detail as follows. According to the present invention, when the vehicle is not driven at a downward slope, the rear shaft 1 and the generator 4 are not connected to each other by the electronic clutch 2, so that the pedal is pressed to the crank, the chain and the sprocket in the same way as a normal bicycle. Of course, the rear wheel rotates to travel. When driving in this way it is driving down the slope and the frame of the bicycle is inclined in the down slope, the inclination angle sensor 17 in the present invention is fixed to the frame is also inclined as shown in Figure 5c.

이에 따라 경사각 감지 센서(17) 내부의 도전성 액체가 기울어지게 되는 것이며, 이에 따라 경사각 감지 센서(17) 내부의 접점이 "온"되어 전기적 노이즈가 제거 된 후 파형 정형부(14)를 거쳐 마이크로프로세서(15)에 인가되는 것이다.Accordingly, the conductive liquid inside the inclination angle sensor 17 is inclined. Accordingly, the contact point inside the inclination angle sensor 17 is “on” and the electrical noise is removed. Then, the microprocessor passes through the waveform shaping unit 14. It is applied to (15).

이와 같이 하여 경사각 감지 센서(17) 내부의 접점이 "온"이 된 후, 설정된 가동시간 이상 계속하여 "온"된 상태를 유지하고 있는 경우에는 자전거가 하향 경사로를 내려가고 있는 것으로 판정하고 즉시 드라이버(16)를 구동시켜 전자클러치(2)에 의하여 후륜축(1)과 발전기(4)를 연결시켜 줌으로써 발전기(4)의 작동으로 배터리(12)가 충전되는 것이다.In this way, if the contact inside the inclination-angle sensor 17 is "on" and then remains in the "on" state for more than the set operating time, it is determined that the bicycle is descending the downward slope, and the driver immediately. The battery 12 is charged by the operation of the generator 4 by driving the 16 and connecting the rear wheel shaft 1 and the generator 4 by the electromagnetic clutch 2.

이와 같은 과정으로 하향 경사로를 통과한 후 평지를 주행할 경우에는 자전거 프레임이 수평상으로 되고, 상향 경사로를 오를 경우에는 자전거 프레임이 종전의 하향 경사로를 주행할 경우와 반대로 기울어지게 된다.In this process, the bicycle frame is horizontal when driving on a flat surface after passing the downward ramp, and when the upward ramp is climbed, the bicycle frame is inclined as opposed to the conventional downward ramp.

이러한 경우에는 자전거 프레임이 하향 경사진 경우에만 접점이 "온"되도록 되어 있는 경사각 감지 센서(17)의 접점이 도 5a, b로 보인 바와 같이 "오프"되어 전자클러치(2)가 작동되지 않으므로 후륜축(1)과 발전기(4)의 회전축(9)이 분리되어 통상의 자전거와 같이 주행하게 되는 것이다.In this case, the contact of the inclination angle sensor 17 whose contact is "on" only when the bicycle frame is inclined downward is "off" as shown in FIGS. 5A and 5B, so that the electromagnetic clutch 2 is not operated. The shaft 1 and the rotating shaft 9 of the generator 4 are separated to travel like a normal bicycle.

이와 같이 하여 주행하다보면 하향 경사로에서 경사로의 길이가 매우 짧아 자전거의 프레임이 하향으로 되었다가 다시 수평 상태로 되거나,When driving in this way, the length of the ramp on the downhill ramp is very short, so the frame of the bike goes down and then back to a horizontal state,

자전거가 하향 경사로가 아닌 돌 등의 장애물에 의하여 일시적으로 자전거 프레임이 하향 경사로 기울었다가 바로 수평으로 된 경우에는 경사각 감지 센서(17) 내부의 접점이 도 7a로 보인 바와 같이 짧은 순간 "온"(도 7a에서는 1.7초를 예시하고 있음)되고, 이어서 "오프"하게 된다. 이러한 경우에는 파형 정형부(14)에 의하여 전기적 노이즈가 1차 제거된 후 해당 신호 파형이 마이크로프로세서(15)에 인가되기는 하나, 이러한 경우에 마이크로프로세서(15)는 미리 설정된 시간인, 예를 들어 가동시간으로 설정된 2초 이상 "온"된 상태가 유지되지 않으므로 이를 무시하여 전자클러치(2)를 작동시키지 않는 것이어서 이러한 구간에서는 통상의 자전거와 같이 발전기(4)가 연결되지 않아 가볍게 통과하게 된다.When the bicycle frame is inclined downwardly and immediately leveled by an obstacle such as a stone rather than a downward slope, the contact point inside the inclination angle sensor 17 is "on" for a short moment as shown in FIG. 7A illustrates 1.7 seconds), followed by " off ". In this case, although the signal waveform is applied to the microprocessor 15 after the electrical noise is first removed by the waveform shaping unit 14, in this case, the microprocessor 15 is a predetermined time, for example, Since the "on" state is not maintained for more than two seconds set as the operating time, the electronic clutch 2 is not operated by ignoring this, so in this section, the generator 4 is not connected as in a normal bicycle, so it passes lightly.

또한, 하향 경사로에 과속을 방지하기 위한 홈을 좁은 간격으로 설치한 장소를 통과하는 경우에는 예를 들면 가동시간으로 설정된 2초 미만의 시간 동안 "온"되고, 정지시간으로 설정된 0.5초 미만의 시간 동안 "오프"되는 상태를 반복할 수 도 있다.In addition, when passing through a place where grooves for preventing overspeed are installed on a downward slope at a narrow interval, for example, the time is " on " for less than 2 seconds set as an operation time, and less than 0.5 seconds set as a stop time. You can repeat the "off" state for a while.

이러한 상태를 도 7b로 도시하였다. 구체적인 예시를 통해 설명하면,This state is illustrated in FIG. 7B. In a specific example,

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 1.6초간 "온"되고, 0.4초간 "오프"되는 과정을 5회 이상 반복하고 있는 경우에는 도 6으로 보인 바와 같이 "온"유지 시간이 설정된 가동시간인 2초 미만이므로 바로 전자클러치(2)가 작동하는 것이 아니고, 일단 펄스갯수를 1 증가시키고, 다음 상태가 "오프" 상태이며, "오프"유지 시간이 설 정된 가동시간인 0.5초 미만인 경우에는 다음 "온"유지 시간이 2초 미만인지를 판단하며 펄스개수를 증가시키고, 그 다음 상태가 "오프" 상태이며, "오프"유지 시간이 또다시 설정된 가동시간인 0.5초 미만인 경우인지를 판단하는 과정을 반복 실시하여 2초미만 펄스의 개수가 설정된 횟수인, 예를 들면 5이상인 경우에 한하여 2초 이상 "온"된 경우와 동일하게 2초 이상 "오프"되는 순간까지 전자클러치(2)에 의한 후륜축(1)과 발전기(4) 회전축(9)의 결합이 유지되는 것이다.As can be seen, when repeating the process of "on" for 1.6 seconds and "off" for 0.4 seconds at least five times, as shown in FIG. 6, the "on" holding time is less than 2 seconds which is a set operating time. Therefore, the electronic clutch 2 does not operate immediately, but once the number of pulses is increased by 1, the next state is the "off" state, and the next "on" when the "off" holding time is less than 0.5 second which is the set operating time. Repeat the process of determining whether the holding time is less than 2 seconds and increasing the number of pulses, and if the next state is the "off" state, and if the "off" holding time is again less than 0.5 second which is the set operating time. The rear axle shaft by the electromagnetic clutch 2 until the moment when the number of pulses less than 2 seconds is set to, for example, 5 or more, " off " 1) and generator (4) of rotating shaft (9) The bond is maintained.

즉, 경사각 감지 센서(17)가 "온"된 상태에서 "오프"유지 시간이 기 설정된 정지시간 미만으로 반복되는 경우는 하향 경사로에서 요철에 의한 일시적인 "오프"인 것이므로 발전을 하는 것이다.That is, when the "off" holding time is repeated below the preset stop time in the state where the inclination angle sensor 17 is "on", it is a temporary "off" due to unevenness on the downward slope, and thus generates electricity.

아울러, 본 발명에서는 노면이 고르지 못한 경우에 경사각 감지 센서(17)가 "온", "오프"를 반복하더라도 전술한 바와 같은 알고리즘에 의하여 이를 하향 경사로 주행 상태가 아님으로 판정하여 발전기(4)가 작동하지 않는 일반적인 주행이 가능하도록 한다.In addition, in the present invention, even when the road surface is uneven, even if the inclination angle sensor 17 repeats the "on" and "off", it is determined by the algorithm as described above that it is not in the downhill driving state, the generator 4 is Allow for normal driving that does not work.

예를 들어 도 7c로 보인 바와 같이 1초간 "온"되고, 2.2초간 "오프"된 후, 1.8초간 다시 "온"되고, 4초간 "오프"되었다고 가정할 때,For example, suppose that it is "on" for 1 second, "off" for 2.2 seconds, then "on" again for 1.8 seconds, and "off" for 4 seconds, as shown in FIG.

이는 도 6으로 도시한 흐름도로 보인 바와 같은 마이크로프로세서(15)의 작동에 의하여 전자클러치(2)를 전혀 작동시키지 않게 되는 것이다.This causes the electronic clutch 2 not to be operated at all by the operation of the microprocessor 15 as shown in the flowchart shown in FIG. 6.

즉, 본 발명에서는 1초간 "온"되었을 시 이는 가동시간의 설정값인 2초에 미달하므로 2초 미만 펄스갯수를 1증가시키고 이어서, 2초 미만 펄스가 5개 이하이므로 다시 경사각 감지센서(17)가 "온"인지를 판정하게 되는 바,That is, in the present invention, when it is "on" for 1 second, it is less than 2 seconds, which is a setting value of the operating time, so that the number of pulses is increased by 1 less than 2 seconds, and then 5 or less pulses are less than 2 seconds. ) Is determined to be "on"

이때, "오프"유지시간이 2.2이므로 설정된 정지시간인 0.5초 이상이어서 펄스갯수를 "0"으로 세트시키게 되는 것이며, 이후 1.8초간 다시 "온"되었으나, 이는 가동시간의 설정값인 2초에 미달하므로 2초 미만 펄스갯수를 1증가시키고, 이어서 4초간 "오프"되므로 다시 정지시간인 0.5초 이상이기 때문에 펄스갯수를 "0"으로 세트시키게 되는 것이어서 도 6으로 도시한 흐름도로 보인 바와 같은 마이크로프로세서(15)의 작동에 의하여 전자클러치(2)를 전혀 작동시키지 않게 되어 일반적인 주행을 하도록 함으로써, 노면이 불량하여 일시적으로 발생하는 경사각 감지센서(17)의 "온", "오프"에 의하여 불필요하게 발전기(4)를 작동시키는 등의 오동작을 방지하게 되는 것이다.At this time, since the "off" holding time is 2.2, the set stop time is 0.5 seconds or more, so that the number of pulses is set to "0", and then it is "on" again for 1.8 seconds, but this falls short of the setting value of the operating time of 2 seconds. Therefore, the number of pulses less than 2 seconds is increased by 1, and then the number of pulses is set to "0" because the stop time is 0.5 seconds or more, since the number of pulses is "off" for 4 seconds, so that the microprocessor as shown in the flowchart shown in FIG. By the operation of (15), the electronic clutch 2 is not operated at all, so that the vehicle can be driven in general. Therefore, it is unnecessary by the "on" and "off" of the inclination angle sensor 17 which is temporarily generated due to the bad road surface. It is to prevent malfunction such as operating the generator (4).

이러한 작동은 발전 중 "오프" 시에도 적용되는 것이다.This operation also applies to "off" during power generation.

아울러, 본 발명에서는 도 2, 3으로 보인 바와 같은 전자클러치(2) 및 경사각 감지센서(17)를 예시하였으나, 이는 동일한 기능을 수행할 수 있는 여러 형태의 전자 클러치(2) 및 경사각 감지센서(17)로 대체할 수 있음은 물론이며,In addition, in the present invention, the electronic clutch 2 and the inclination angle detecting sensor 17 as shown in FIGS. 2 and 3 are illustrated, but this is an electronic clutch 2 and the inclination angle detecting sensor of various types capable of performing the same function. 17) can be replaced with, of course,

도 6으로 보인 바와 같이 2초 이상 경사각 감지 센서(17)가 "온"된 상태로 유지되는 경우에 한하여 전자클러치(2)를 작동시켜 발전이 실시되도록 하였으나, 노면의 상황 등을 감안하여 최적 시간으로 발전 가부를 판단하는 기준이 되는 가동시간을 조정하여야 함은 물론이다.As shown in FIG. 6, the power generation is performed by operating the electronic clutch 2 only when the inclination angle sensor 17 is kept “on” for at least two seconds, but the optimal time is taken in consideration of the road surface. Of course, it is necessary to adjust the uptime, which is a criterion for determining the power generation.

또한, 본 발명에서는 하향 경사로에 속도를 낮추도록 유도하기 위한 규칙적인 굴곡이 설치된 경우에 2초미만의 "온" 상태가 5번 이상 0.5초 이하의 간격으로 계속되는 경우 전자클러치(2)를 작동시키도록 하였으나, 이 역시 노면 상황을 감안 하여 최적의 시간과 횟수로 가동시간, 정지시간 및 설정된 횟수를 가감할 수 있음은 물론이다.In addition, in the present invention, the electronic clutch 2 is operated when the "on" state of less than 2 seconds is continued at intervals of 5 times or more and 0.5 seconds or less when a regular bend is installed on the downward slope to lower the speed. However, this also can be added to the operating time, the stop time and the set number of times to the optimum time and frequency in consideration of the road surface situation.

또한, "오프"유지시간이 2초 이상인 경우와 0.5초 이상인 경우에 2초미만 펄스갯수값을 "0"으로 하도록 하고 있으나, 이러한 설정 시간이나 2초미만 펄스갯수값 역시 적절히 가감할 수 있음은 물론이다.In addition, when the "off" holding time is 2 seconds or more and 0.5 seconds or more, the pulse number value of less than 2 seconds is set to "0". However, the setting time or the pulse number value of less than 2 seconds can be appropriately added or subtracted. Of course.

아울러, 본 발명의 실시예에서 발전기(4)는 교류발전기이므로, 출력에 정류회로(18)를 설치하여야 하며, 파형 정형부(14)는 콘덴서로 대체할 수도 있고, 전기 노이즈를 제거하기 위한 여러 형태의 공지된 회로를 사용할 수도 있음은 물론이다. 아울러, 본 발명에서는 자전거의 중량을 감소시키기 위하여 배터리(12)를 리튬전지로 하고 리튬전지 전용 충전회로(19)를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the generator 4 is an alternator, the rectifier circuit 18 should be provided at the output, and the waveform shaping unit 14 may be replaced with a capacitor, and various kinds of electrical noise may be removed. It is of course possible to use known circuits of the type. In addition, in the present invention, in order to reduce the weight of the bicycle, it is preferable to use the battery 12 as a lithium battery and a lithium battery exclusive charging circuit 19.

아울러, 본 발명은 도 4로 보인 배터리(12)에서 연결되는 전원단자(11)를 전조등이나 경적의 전원 공급선과 연결하고 장식램프와도 연결하여 주, 야간 운행시 안전을 도모할 수 있게 되는 것일 뿐만 아니라, 오디오 시스템이나 MP3와도 연결하여 탑승자의 편의를 도모할 수 있게 된다.In addition, the present invention is to be connected to the power supply line of the headlight or the horn and the decorative lamp connected to the power supply terminal 11 connected to the battery 12 shown in FIG. In addition, it can be connected to an audio system or MP3 to facilitate the passenger's convenience.

또한, 본 발명은 전자크러치(2)와 발전기(4)를 후륜축(1)에 설치한 실시예를 도시하고 있으나, 필요에 따라 전륜축에도 설치할 수 있으며, 기타 본 발명의 기술적 특징을 유지하면서 다양한 형태로 변형시켜 실시할 수 있음은 물론이다.In addition, the present invention shows an embodiment in which the electromagnetic clutch 2 and the generator 4 are installed on the rear wheel shaft 1, but may be installed on the front wheel shaft as necessary, while maintaining other technical features of the present invention. Of course, it can be carried out in various forms.

도 1은 본 발명을 적용한 자전거의 전체적인 외관을 보인 측면도.1 is a side view showing the overall appearance of a bicycle to which the present invention is applied.

도 2는 본 발명에 의한 전자클러치와 발전기의 구조를 예시한 설명도.Figure 2 is an explanatory diagram illustrating the structure of the electromagnetic clutch and the generator according to the present invention.

도 3은 도 2의 본 발명에 의한 전자클러치와 발전기의 구조를 보인 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing the structure of the electromagnetic clutch and the generator according to the present invention of FIG.

도 4는 본 발명을 실시하기 위한 전기적 구성을 예시한 회로도.4 is a circuit diagram illustrating an electrical configuration for practicing the present invention.

도 5는 본 발명에 사용되는 경사각 감지 센서의 작동을 보인 설명도.5 is an explanatory diagram showing the operation of the inclination angle sensor used in the present invention.

도 6은 본 발명의 마이크로프로세서에 의한 작동 흐름을 보인 플로우챠트.6 is a flow chart showing the operational flow by the microprocessor of the present invention.

도 7은 노면의 상태에 따른 경사각 감지 센서의 작동 파형 예시도.7 is an exemplary view of the operation waveform of the inclination angle sensor according to the state of the road surface.

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

1: 후륜축 2: 전자클러치 3: 스프라인1: rear axle 2: electromagnetic clutch 3: spline

4: 발전기 5: 요홈 6: 습동봉4: generator 5: groove 6: sliding rod

7: 코일 8: 리턴스프링 9: 회전축7: coil 8: return spring 9: rotating shaft

10: 단자 11: 전원단자 12: 배터리10: terminal 11: power terminal 12: battery

13: 제어유니트 14: 파형정형부 15: 마이크로프로세서13: Control unit 14: Waveform section 15: Microprocessor

16: 드라이버 17: 경사도 감지센서 18: 정류 회로16: driver 17: tilt sensor 18: rectifier circuit

19: 충전회로19: charging circuit

Claims

The chain connecting the rear wheel sprocket fixed to the drive sprocket and the rear wheel shaft is rotated by the rotation of the pedal and the crank, and is installed on one side of the frame of the bicycle so as to obtain the driving force by the rotation of the rear wheel. Tilt angle detection sensor,

A waveform shaping unit for shaping a signal waveform of the tilt angle detecting sensor;

A microprocessor for determining whether a generator is operated by an output of the waveform shaping unit;

And a driver for driving an electronic clutch driven by the microprocessor and intermittently connecting the rear wheel shaft and the rotary shaft of the generator.

The method according to claim 1,

An electromagnetic clutch comprising a spline formed on the rear wheel shaft described above, a sliding rod having a groove engaged with the spline of the rear wheel shaft, a coil for sliding the sliding rod, and a return spring installed inside the sliding rod;

Bicycle charging system, characterized in that the rear end of the sliding rod and the generator rotation shaft of the electronic clutch coupled to the spline.

The method according to claim 1,

The above-described tilt angle detection sensor is a bicycle charging system, characterized in that the conductive liquid is received therein and the terminals are formed on both sides.

Counting the "on" holding time when the bicycle frame is inclined by a tilt angle detecting sensor more than the set direction and the set angle;

Generating power by the electronic clutch when the "on" holding time is equal to or greater than the set operating time;

Counting the “off” holding time when the bicycle frame is inclined in a direction less than the set angle or in a different direction from the set angle by the tilt angle detecting sensor;

Increasing the number of pulses when the " off " holding time is less than the set stop time, and generating power by an electronic clutch by driving a driver only when the number of pulses is more than a set number of times;

Charging method of the bicycle charging system using the bicycle charging system according to claim 1, wherein when the "off" holding time is equal to or greater than the set stop time, the number of pulses is set to "0" and the operation of the driver is stopped. .