KR101073476B1 - 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기자전거의 구동모터를 제어함에 있어서, 사전에 사용자가 선택한 최고 제한 속도, 스로틀의 반응 조건, 전원 절약 모드 사용 유무 등에 대한 조건들을 기준으로 전기자전거에 부착된 모드스위치, 그리고 스로틀(throttle)과 페달에 부착된 PAS(Pedal Assitant System) 센서 등에 의해 전기자전거의 구동모터에 공급하는 전원을 가변적인 매핑 방법에 의해 제어하여, 보다 안전하고 편리하며 더 효율적으로 전기자전거를 이용 할 수 있도록 한 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전기자전거의 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기자전거의 구동모터를 제어함에 있어서, 사전에 사용자가 선택한 최고 제한 속도, 스로틀의 반응 조건, 전원 절약 모드 사용 유무 등에 대한 조건들을 기준으로 전기자전거에 부착된 모드스위치, 그리고 스로틀(throttle)과 페달에 부착된 PAS(Pedal Assitant System) 센서 등에 의해 전기자전거의 구동모터에 공급하는 전원을 가변적인 매핑 방법에 의해 제어하여, 보다 안전하고 편리하며 더 효율적으로 전기자전거를 이용할 수 있도록 한 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기자전거는 배터리, 자전거 휠에 내장되는 구동모터, 모드(Mode)스위치, 스로틀(throttle), 제어부(controller), 및 HMI(Human Machine Interface) 장치를 포함한다.
이와 같은 구성을 도 1을 참조하여 상세하게 설명한다.
상기 배터리(10)는 납 방식의 배터리, 리튬이온 계열의 배터리, 그리고 리튬폴리머 계열의 배터리들이 있는데 이들 배터리는 일반적으로 24V 또는 36V의 전압을 제공한다.
상기 구동모터(20)는 자전거 휠에 내장하는 방식의 모터를 사용하는데, 일반적으로 배터리(10)에서 나오는 전압 크기와 동일한 크기의 전원을 사용하는 모터이다.
상기 모드스위치(30)는 핸들(80)에 부착되어, 전기 동력을 사용하지 않고 일반 자전거와 같이 발로 페달링을 하여 작동되는 수동모드와, 구동모터(20)의 동력을 스로틀(40)을 조절하여 작동되도록 하는 자동모드와, 자전거의 페달(71)을 밟아주는 동안만 구동모터(20)의 동력이 작동되는 PAS(Pedal Assitant System)모드 등을 선택할 수 있도록 구성되며, 이러한 기능들 중에서 2가지 또는 3가지의 모드를 필요에 따라서 선택할 수 있는 2점식 또는 3점식 스위치로 구분된다.
상기 스로틀(40)은 핸들(80)의 우측 또는 좌측 단부에 부착되며, 조절(돌리는)하는 각도를 측정하여 구동모터(20)의 출력을 가감 제어하도록 구성된다.
상기 HMI(50)는 핸들(80)에 부착되어, 전기자전거의 현재 속도나 배터리 잔량 등을 LCD를 통해서 표시해 주거나, 부착된 기능스위치를 통해서 또 다른 기능을 선택 제공하는 등의 유저 인터페이스(User Interface)용 장치이다.
상기 제어부(60)는 배터리(10)와 구동모터(20) 사이에서 스로틀(40)과 PAS센서(70), HMI(50)의 기능스위치에 의해서 선택된 상태에 따라서 전압과 전류를 제어함으로써 구동모터(20)에서 제공하는 동력의 크기를 제어하는 제어 장치이다.
여기서 상기 PAS센서(70)는 페달(71)의 회전속도를 감지하는 센서이다.
일반적으로, 종래의 전기자전거는 상기 제어부(60)와 모드스위치(30), 스로틀(40) 및 HMI(50)가 모두 구비된 제품도 있고, 제어부(60)와 모드스위치(30) 및 스로틀(40)만 있고 HMI(50)가 없는 제품도 있고, 제어부(60)와 스로틀(40) 및 HMI(50)만 있고 모드스위치(30)가 없는 제품들도 있다.
이러한 종래의 전기자전거들의 구동방법을 살펴보면, 기본적으로 배터리(10)에서 전달 받은 전압을 이용하여 구동모터(20)를 구동하는데, 스로틀(40)을 돌리는 각도에 따라서 구동모터(20)의 출력을 증가시켜서 속도를 가감할 수 있도록 자동으로 동작되는 경우가 있고, 페달링을 하는 경우에 PAS센서(70)가 회전하면서 감지된 속도에 따라서 구동모터(20)의 출력을 가감시켜서 페달링을 돕는 경우가 있다.
이와 같은 전기자전거는 전술한 바와 같이 페달링 없이 전적으로 전기로만 구동모터를 구동시켜서 자전거가 움직이도록 하는 자동모드와, 페달링을 할 때에만 구동모터를 구동시켜서 페달링을 돕도록 하는 PAS모드가 있는데, 먼저, 상기 자동모드는 도 2에 도시된 바와 같이, 스로틀(40)이 돌려지는 각도(스로틀 각도)에 따라서 구동모터(20)의 토크가 정비례적으로 매칭되면서 커지는 단순 매핑 방식이다.
또한, 상기 PAS모드는 도 3에서와 같이 PAS센서(70)에서 측정된 속도의 증가에 따라서 구동모터(20)의 토크가 정비례적으로 매칭되면서 커지는 단순 매핑 방식이었다.
또한 HMI(50)에 표시되는 정보도 현재 속도나 배터리 잔량만을 표시하는 단순기능이 전부였다.
따라서 이러한 종래의 전기자전거는 최고 제한 속도를 가변적이고 복합적으로 설정하는 기능이 없어, 초보자나 여성 또는 어린아이, 또는 숙련자에게 대응되는 맞춤형 구동운전을 수행할 수 없었고, 중장거리 자전거 운행 시 필요한 정속 주행 제어(cruise control)와 같은 편의기능이 없으며, 배터리의 사용량을 절감하고 동시에 먼 거리를 주행할 수 있는 방안 제시가 없는 것으로 확인되었다.
발간등록번호 31-9735030-000642-14의 국회입법조사처에서 발간한 "전기자전거 활성화를 위한 법령정비 방안"에 따르면 현재 지식경제부에서는 '2010년도 고부가가치 자전거 기술개발사업' 중에 "인공지능형 PAS 컨트롤러와 고효율 모터 및 BMS 일체형 배터리를 적용하고 국내 지형을 고려한 전기자전거 개발" 제목의 과제를 추진하고 있으며, 국내 지형 특성상 오르막과 내리막이 많아 특히 고출력, 고효율 및 회생 기능이 있는 모터의 개발이 정부 용역에 따라 진행되고 있다.
그러나 국가기관에서 추진하고 있는 전기자전거는 중량 20Kg을 목표로 하는 고출력 고효율 모터와 배터리 장치에 대한 부분이 있으며, 지능형 컨트롤러에 대해서 구체적인 내용이 공지되지 않은 상태이며, 따라서 이 역시 속도 제한에 따른 가변적인 속도 매핑(Mapping) 기능과 스로틀(Throttle)에 대한 반응 민감도에 대한 기능, 그리고 크루즈 컨트롤 연동 제어 및 전원 절약 방법에 의해 더 먼 거리를 달릴 수 있도록 만들어주는 기능 등이 컨트롤 기능에 포함되어 있지 않다.
본 발명은 상기한 배경 하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 전기자전거의 제어부에 가변 매핑(Variable mapping) 기능을 내장하고, 이를 사용자가 원하는 매핑 조건을 선택할 수 있도록 함으로써, 그 조건에 부합되는 매핑 데이터(Mapping data)를 기준으로 일정 속도 이상을 내지 못하도록 제한한 값과의 연산에 의해 매핑 데이터를 조정하고, 그에 따라 스로틀의 돌리는 각도에 따라서 제공되는 구동모터의 출력을 제어할 수 있도록 함으로써, 초보자나 여성, 어린아이들은 보다 안전하게 탈수 있도록 해주고, 숙련자들은 보다 역동적으로 탈 수 있도록 제어하여 주는 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존에 자동차에서나 제공하던 크루즈(Cruise control) 기능을 연동 제공하여 전기자전거로도 중장거리를 주행 시 보다 편안하게 이동할 수 있도록 한 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 배터리의 전원을 크게 절약할 수 있도록 한 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어 장치를 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모드스위치와, 좌측 브레이크의 작동유무를 감지하여 신호를 발생하는 좌브레이크와, 우측 브레이크의 작동유무를 감지하여 신호를 발생하는 우브레이크와, 조절(돌리는)하는 각도에 따른 신호를 발생하는 스로틀과, LCD와 스위치를 포함하는 HMI와, 제어부와, 바퀴를 구동시키는 구동모터와, 배터리와, 페달의 회전 속도를 감지하는 PAS센서를 포함하는 전기자전거의 제어장치에 있어서, 상기 모드스위치는 구동모터의 출력을 스로틀의 각도(조절값)에 따라 제어되도록 하는 자동모드, PAS센서에서 감지된 페달의 속도에 상응하도록 구동모터의 출력을 가감 제어하는 PAS모드, 선택한 속도로 구동모터를 일정하게 구동하는 크루즈모드를 선택할 수 있도록 구성되며; 상기 HMI의 스위치는 최고속도 제한값 설정, 스로틀 반응 방식 설정, 전원절약모드 설정을 선택할 수 있는 기능선택스위치와, 상기 기능선택스위치에 의해 선택된 각 설정모드에서 일정한 조건을 세트하는 기능설정스위치를 구비하고 있어, 상기 기능설정스위치를 통해 순차적으로 커지면서 나타나는 최고속도 제한 값들 중에서 원하는 최고속도 제한값을 설정하고, 스로틀 반응 방식 설정이 선택되면 노멀모드, 이지모드, 스트롱모드 중의 하나를 설정하며, 전원절약모드 설정이 선택되면, 전원절약모드의 활성화 또는 비활성화를 설정할 수 있는 조건을 선택할 수 있고, 상기 HMI는 상기 모드스위치로부터 선택된 모드신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부로 전송하는 모드스위치 데이터수신처리부와, 좌브레이크로부터 브레이킹신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부로 전송하는 좌브레이크 데이터수신처리부와, 우브레이크로부터 브레이킹신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부로 전송하는 우브레이크 데이터수신처리부와, 스로틀로부터 스로틀 각도신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부로 전송하는 스로틀 각도데이터 수신처리부와, 기능선택스위치의 키입력 신호를 제어부로 전송하기 위하여 HMI 전원 및 데이터 송수신부로 전송하는 기능선택스위치부와, 조건세팅스위치의 키입력 신호를 제어부로 전송하기 위하여 HMI 전원 및 데이터 송수신부로 전송하는 조건세팅스위치부와, 제어부와 연결된 HMI 전원 및 데이터 송수신부를 통해서 화면 출력용 데이터를 전달받고 폰트 데이터부로 부터 폰트 데이터를 받아서 LCD부로 출력을 처리해 주는 LCD 출력 처리부와, 화면출력을 위한 폰트 데이터를 보관하고 필요한 폰트 데이터를 상기 LCD 출력 처리부에 제공하는 폰트 데이터부와, 상기 LCD 출력처리부에 의해서 출력될 정보들을 받아서 LCD화면에 글씨, 숫자 및 기호 등으로 표시하고자 하는 내용을 나타내는 LCD부와, 제어부에서 전달 받은 전원을 각 처리부가 동작하도록 공급하고, 상기 모드스위치의 선택 모드 신호, 좌브레이크의 브레이킹 신호, 우브레이크의 브레이킹 신호, 스로틀의 돌려진 각도 신호, 기능선택스위치부의 선택신호, 조건세팅스위치부가 세트신호 등을 수신 받아 상기 제어부로 전송하는 HMI 전원 및 데이터 송수신부로 구성되며; 상기 제어부는 배터리의 전원을 각부에 구동전원으로 공급하고 배터리의 잔량을 산정할 수 있도록 동작제어부로 전달하는 전원입력 인터페이스부와, 전원이 공급되면 펌웨어를 읽어 들여 로고 화면을 출력하고, 실시간으로 현재 속도와 전체주행거리, 모드스위치에 의해서 선택된 모드의 종류, 배터리 잔량 등을 실시간으로 표시해 주는 상태표시화면 정보와 최고속도 제한조건, 스로틀 반응 조건, 전원 절약 조건을 설정하는 메뉴화면 정보를 화면출력용 데이터처리부에 넘겨서 HMI의 LCD부에 표시되도록 하고, 선택된 모드에 따라서 펌웨어 및 매핑데이터관리부에 기억되어 있는 멀티매핑데이터에서 필요한 종류의 매핑 데이터를 가져와서 스로틀 반응 조건에 맞는 매핑 데이터를 추출내고, 이를 다시 최고속도 제한조건과 함께 연산을 통해서 사용자가 원하는 매핑데이터로 가변화 한 후에 이를 모터속도제어부에 전달하고, 동시에 구동모터에 부착된 센서로 부터 발생된 힘에 따른 속도 정보를 수신하여 상기 모터속도제어부로 전송하는 동작 제어부와, 상기 HMI의 LCD부에 로고화면, 상태정보화면 및 설정메뉴화면을 표시할 수 있도록 관련 정보들을 제공해 주고 실시간으로 갱신해 줘야 할 정보들을 전원 및 데이터 송수신부로 전달해 주는 화면출력용 데이터처리부와, 각종 LCD 화면에 출력할 정보들을 상기 화면출력용 데이터처리부로부터 입력받아 HMI의 HMI 전원 및 데이터 송수신부로 전송하고, 상기 HMI와 연결된 모드스위치에 의해 선택된 자동모드, PAS모드, 크루즈모드 중의 한 개 모드가 선택 되었음을 확인하는 선택 정보를 동작 제어부로 전송하거나, 좌우브레이크의 브레이킹 정보를 수신하여 전원차단제어부에 전송하거나, 스로틀로 부터 입력된 스로틀 각도 정보를 수신하여 동작제어부를 거쳐서 모터속도제어부에 전송해 주거나, 기능선택스위치부 및 조건세팅스위치부의 키입력 정보들을 수신해서 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부와 동작제어부에 전송해 주는 전원 및 데이터 송수신부와, HMI의 좌우 브레이크의 브레이킹 정보를 상기 전원 및 데이터 송수신부를 통해서 전달 받고 브레이킹이 되는 동안에 모터속도제어부에 전원을 차단해 줄 것에 대한 신호를 전달하는 전원차단제어부와, 모드스위치에서 자동모드가 선택된 경우에는 스로틀에서 스로틀이 돌려진 각도에 대한 정보에 따라서, PAS모드가 선택된 경우에는 PAS 데이터 수신 인터페이스부를 통해 PAS센서에서 측정된 속도 정보에 따라서 동작제어부로 부터 넘겨받은 매핑 데이터를 기준으로 상기 전원 입력 인터페이스부로 부터 전달받은 전원으로 연결된 구동모터에서 어느 정도의 힘이 발생되어야 하는지를 결정하여 전원 공급 인터페이스부로 구동모터에 공급될 전원을 조정하여 전송해 주거나, 상기 모드스위치에서 크루즈 모드가 선택되는 경우에는 그 순간 제어하고 있던 구동모터에 대한 제어 정보에 따라서 동일한 힘이 계속 발생되도록 전원 공급 인터페이스부로 구동모터에 공급될 전원을 전달해 주는 모터속도제어부와, 상기 모터속도제어부에서 전달 받은 전원을 연결된 구동모터로 전달하는 전원 공급 인터페이스부과, PAS센서로부터 페달의 속도 정보를 수신하여 동작제어부를 거쳐서 모터속도제어부로 전달해 주는 PAS 데이터 수신 인터페이스부와, PC로 부터 펌웨어 및 각종 사용 환경 데이터들을 수신 받아서 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부로 전달하는 펌웨어 업데이트 수신 인터페이스부와, 상기 펌웨어 업데이트 수신 인터페이스부로 부터는 펌웨어 데이터, 멀티 매핑 데이터, 초기치의 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터, 전원 절약 조건 데이터를 받고, HMI에서 설정된 최고속도 제한데이터, 스로틀 반응조건 데이터, 전원절약 조건데이터를 받아서 메모리에 저장하고, 이 메모리에 저장된 펨웨어 및 각종 정보들을 필요에 따라 동작제어부로 전송해 주는 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 노멀모드는 스로틀이 돌려지는 각도나 PAS센서에서 측정된 속도에 정비례하도록 구동모터의 출력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 이지모드는 스로틀이 돌려지는 각도나 PAS센서에서 측정된 속도에 따라 구동모터의 출력을 조절하되, 초기에는 노멀모드에 비해 전기자전거의 속도가 완만하게 상승하다 뒤로 갈수록 급격히 커지는 방식으로 구동모터의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 스트롱모드는 스로틀이 돌려지는 각도나 PAS센서에서 측정된 속도에 따라 구동모터의 출력을 조절하되, 초기에는 노멀모드에 비해 전기자전거의 속도가 급격하게 상승하다 뒤로 갈수록 완만해지는 방식으로 구동모터의 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 노멀모드, 이지모드, 스트롱모드는 공통적으로 스로틀의 유효 각도를 20단계 이상으로 구분하였을 때, 돌려지는 각도가 변화하는 첫 번째 단계에서는 구동모터가 동작하지 않도록 한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르자면 어느 특정 모드를 기준으로 사용자가 선택한 임의의 최대 속도와의 비율을 산정한 후에 그 비율에 따라서 전체적으로 각 단계별 제어 값을 연산에 의해 변화시키는 방법으로 매핑 데이터를 가변시키고, 가변된 매핑 값에 의해 동작되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 상기 동작제어부는 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부로 부터 메모리에 저장되어 있는 펌웨어 데이터를 가져와서 제어부의 각 부가 동작될 수 있도록 초기화하고, 로고화면 출력처리부로 제어권을 넘기는 시동 로딩부와, 상기 시동 로딩부로 부터 제어권을 넘겨받으면 제품명과 버전, 회사명 등이 로고 화면으로써 HMI의 LCD부에 표시되도록 해당 정보를 화면출력용 데이터처리부로 전달하고, 이후 상태 및 메뉴화면 출력처리부로 제어권을 넘기는 로고화면 출력처리부와, 상기 로고화면 출력처리부로 부터 제어권을 넘겨받은 후에 현재속도 산정부로 부터는 현재 속도정보를, 전체 주행거리 산정부로 부터는 전체 주행거리 정보를, 동작 모드 판별부로 부터는 모드스위치에서 선택된 모드의 종류를, 배터리 잔량 산정부로 부터는 배터리의 잔량 값을 전달 받아 화면 출력용 데이터 처리부에 넘겨서 HMI의 LCD부에 상태 화면이 실시간으로 반영되면서 표시 되도록 하거나, HMI의 기능선택스위치부와 조건세팅스위치부의 키입력 정보를 수신 받아 이에 해당하는 정보를 상기 화면 출력용 데이터 처리부에 전달해서 상기 LCD부에 표시 되도록 하는 상태 및 메뉴 화면 출력처리부와, 구동모터의 센서를 통해 수신된 속도정보를 통해서 현재 속도를 산정하여 상기 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부와 전체 주행거리 산정부에 전송하는 현재 속도 산정부와, 상기 현재 속도 산정부로 부터 전달 받은 현재 속도 정보를 기존에 보유하고 있던 전체 주행 거리 정보와 연산을 해서 현재 전체 주행 거리 값을 산정하고, 그 결과 값을 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부로 전달하여 주기적으로 실시간 갱실 되도록 지원하는 전체 주행거리 산정부와, 상기 전원 입력 인터페이스부를 통해서 배터리 잔량 정보를 받고, 이를 이용하여 LCD부에 배터리 잔량 표시를 위한 내부 표시 기준에 따른 산정을 한 후에, 그에 대한 결과 값을 상기 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부로 전달하는 배터리 잔량 산정부와, 모드스위치에 의해 선택된 모드정보(자동, PAS, 크루즈모드 중 1개)를 확인하고, 이를 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부에 전달하여 LCD부를 통해서 해당 내역을 파악할 수 있도록 함과 동시에 자동모드 동작지시부, PAS모드 동작지시부, 크루즈모드 동작지시부 중에서 선택된 모드에 대한 동작지시부가 동작하여 모터속도제어부의 모드선택에 따른 동작 환경을 정하도록 만들어주는 동작모드판별부와, 상기 동작모드판별부의 동작지시에 따라서 모터속도제어부가 자동모드로써 동작하도록 지시를 전달하는 자동모드 동작지시부와, 상기 동작모드판별부의 동작 지시에 따라서 모터속도제어부가 PAS모드로써 동작하도록 지시를 전달하는 PAS모드 동작지시부와, 상기 동작모드판별부의 동작 지시에 따라서 모터속도제어부가 크루즈 모드로써 동작하도록 지시를 전달하는 크루즈모드 동작지시부와, HMI의 기능선택스위치부 및 조건세팅스위치부의 키입력 정보를 HMI측 전원 및 데이터 송수신부를 통해서 전달 받거나, 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부의 메모리에 저장된 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터, 전원 절약 조건 데이터를 참조하는 설정 데이터 참조부과, 상기 동작모드판별부로 부터 전달 받은 모드스위치의 선택된 모드를 확인하고, 상기 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부에 기록되어 있는 멀티 매핑 데이터를 가져오고, 설정 데이터 참조부로 부터 전달 받은 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터 등을 기준으로 매핑 데이터 기준을 연산 처리하여 모터속도제어부로 전달하는 매핑 데이터 산정부로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 전원절약 조건이 오프(off)로 세팅 될 경우에는 배터리에서 구동모터에 전원을 연속적으로 공급을 하고, 전원절약 조건이 온(On)으로 세팅되는 경우에는 PAS 센서(430)의 각 감지 단위를 기준으로 몇 번에 한번 씩은 역전류가 일어나지 않을 정도로 전원 공급을 떨어드리되, 자전거가 달리는 속도가 늘어남에 따라서 전원을 공급하는 감지 단위의 수를 줄여가는 방법으로 비연속적(온/오프)으로 전원을 공급하여 배터리의 지속적인 소모를 절약하고 한번 충전으로 더 먼 거리를 이동할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명은, HMI의 LCD를 통해서 전기자전거의 현재 속도, 전체 주행거리, 모드스위치에서 선택되어 있는 동작모드의 종류, 배터리 잔량을 쉽게 파악할 수 있도록 상태정보를 실시간으로 갱신하면서 디스플레이 하여 준다.
또한 HMI의 기능선택스위치와 조건세팅스위치를 이용하여 사용자가 최고 속도를 5Km, 10Km, 15Km, 20Km, 25Km 등 법규에서 정한 전기자전거가 낼 수 있는 최고 속도 범위 내의 속도들 중에서 임으로 선택하여 원하는 속도까지만 모터가 힘을 지원하도록 제한할 수 있도록 하여 준다.
또한 스로틀의 속도 반응 조건을 일반적인 조건으로 할 것인지, 아니면 초보자들을 위해서 동일한 각도를 돌려도 덜 민감하게 반응하면서 속도를 적게 내도록 지원 할 것인지, 아니면 숙련자들을 위해서 동일한 각도를 돌려도 더 민감하게 반응하면서 속도를 강하게 내도록 지원 할 것인지를 선택할 수 있도록 하여준다.
또한, 배터리에서 구동모터에 전원을 연속적으로 공급할 것인지, 아니면 비연속적(온/오프)으로 공급하되, 전기자전거의 주행 속도에 따라서 온/오프 간격을 변화시키도록 하여 배터리의 지속적인 소모를 절약할 수 있도록 함으로써 한번 충전으로 더 먼 거리를 이동할 수 있는 장점을 제공한다.
따라서 본 발명은 상기 최고속도 조건과 스로틀 반응 조건, 전원 절약 조건들은 가변 매핑 데이터와 함께 연산을 수행한 결과를 토대로 구동모터의 구동 조건 기준값들이 변화 되며, 모드스위치와 스로틀, 좌우브레이크, 페달에 부착된 PAS센서 등에 의해서 설정된 구동모터의 구동 조건기준에 따라 가변된 구동 조건기준으로 모터를 동작시킬 수 있도록 함으로써, 전기자전거를 처음 타는 초보자들에게는 저속 상태에 맞춰서 편안하고 보다 안전하게 전기자전거를 탈 수 있도록 하고, 숙련자들에게는 더 강한 모터의 힘을 마음대로 사용할 수 있는 환경을 제공하여 보다 역동적으로 자전거를 탈 수 있도록 하는 이점을 제공한다.
도 1은 일반적인 전기자전거와 그 구동장치의 구성도,
도 2는 종래 전기자전거들의 스로틀 각도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프,
도 3은 종래 전기자전거들의 PAS센서에서 수신한 속도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치의 전체 회로 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 HMI의 상세 회로 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 제어부의 상세회로블록도,
도 7은 본 발명에 따른 동작제어부의 상세 회로 블록도,
도 8은 본 발명에 따른 노멀모드시의 스로틀 각도 또는 PAS 속도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 이지모드시의 스로틀 각도 또는 PAS 속도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프,
도 10은 본 발명에 따른 스트롱모드시의 스로틀 각도 또는 PAS 속도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프이다.
도 2는 종래 전기자전거들의 스로틀 각도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프,
도 3은 종래 전기자전거들의 PAS센서에서 수신한 속도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치의 전체 회로 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 HMI의 상세 회로 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 제어부의 상세회로블록도,
도 7은 본 발명에 따른 동작제어부의 상세 회로 블록도,
도 8은 본 발명에 따른 노멀모드시의 스로틀 각도 또는 PAS 속도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프,
도 9는 본 발명에 따른 이지모드시의 스로틀 각도 또는 PAS 속도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프,
도 10은 본 발명에 따른 스트롱모드시의 스로틀 각도 또는 PAS 속도에 따라 변화되는 구동모터의 출력 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치의 전체 회로 블록도이다.
도시된 바와 같이 본 발명 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치는,
자동모드, PAS모드, 크루즈모드 선택 스위치를 구비하여 적어도 이들 중 1개 모드를 선택할 수 있는 모드스위치(100)와, 자전거 핸들의 좌측 손잡이에 부착된 좌측 브레이크의 작동유무를 감지하여 신호를 발생하는 좌브레이크(110)와, 자전거 핸들의 우측 손잡이에 부착된 우측 브레이크의 작동유무를 감지하여 신호를 발생하는 우브레이크(120)와, 핸들의 우측 또는 좌측 단부에 부착되어 조절(돌리는)하는 각도에 따른 신호를 발생하는 스로틀(13)과, 각종 표시를 수행하는 LCD와 기능선택스위치 및 조건세팅스위치를 포함하는 HMI(200)와, 전체 동작을 중앙 제어하는 제어부(300)와, 바퀴축에 설치되어 바퀴를 구동시키는 구동모터(410)와, 상기 구동모터(410)로 전원을 공급하고, 각 구동부로 동작 전원을 공급하는 배터리(420)와, 페달의 회전 속도를 감지하는 PAS센서(430)를 포함한다.
또한 본 발명에는 외부 컴퓨터인 PC(440)가 더 연결되어 펌웨어 및 각종 환경 데이터를 수신 받을 수 있도록 구성된다.
여기서 상기 모드스위치(100)의 자동모드는 구동모터(410)의 출력을 스로틀(130)의 각도(조절값)에 따라 제어되도록 하는 모드이고, 상기 PAS모드는 PAS센서(430)에서 감지된 페달의 속도에 상응하도록 구동모터(410)의 출력(토크)을 가감 제어하는 모드이고, 상기 크루즈모드는 크루즈모드를 선택한 순간의 속도로 구동모터(410)를 계속 구동시키는 모드이다.
상기 HMI(200)의 기능선택스위치는 ①상태표시 화면, ②최고속도 제한값 설정, ③스로틀 반응 방식 설정, ④전원절약모드 설정 등을 순차적으로 돌아가면서 선택할 수 있는 기능을 수행한다.
상기 HMI(200)의 조건세팅스위치는 상기 기능선택스위치에 의해 선택된 상태 화면이나 각 설정모드에서 일정한 조건을 세트하는 스위치로, 기능선택스위치를 통해 ①상태표시 화면 상태에서 조건세팅스위치를 키 입력하면 전체 주행 거리를 0Km로 리셋해 주는 역할을 수행한다.
또한, 기능선택스위치를 통해 ②최고속도 제한값 설정이 선택된 후, 조건세팅스위치를 키 입력하면 5km/h→ 10km/h→ 15km/h→ 20km/h→ 25km/h→5km/h... 등과 같이 돌아가면서 최고속도 제한값을 설정할 수 있게 된다.
또한, 기능선택스위치를 통해 ③스로틀 반응 방식 설정이 선택된 후 조건세팅스위치를 키 입력하면 노멀(Normal)모드, 이지(Easy)모드, 스트롱(Strong)모드 중의 하나를 돌아가면서 선택할 수 있게 된다.
또한, 기능선택스위치를 통해 ④전원절약모드 설정이 선택된 후 조건세팅스위치를 키 입력하면 전원절약모드의 활성화(ON) 또는 비활성화(OFF) 중 하나를 선택할 수 있게 된다.
여기서, 상기 노멀모드는 도 8에서와 같이 스로틀(130)이 돌려지는 각도나 PAS센서(430)에서 측정된 속도에 정비례하도록 구동모터(410)의 출력(Torque)을 조절하도록 구동모터 제어값이 매핑되기 때문에, 스로틀(130)이 돌려지는 각도나 PAS센서(430)에서 측정되는 속도 대비 이에 매칭될 구동모터를 제어할 값의 변화는 기울기가 정비례적인 직선 형태로 표시되고 있으며, 최고제한속도의 변화에 따라서 기울기의 각도만 바뀌는 특성을 가지고 있게 된다.
또한 상기 이지모드는 도 9에서와 같이 스로틀(130)이 돌려지는 각도나 PAS센서(430)에서 측정된 속도에 따라 구동모터(410)의 출력이 초기에는 완만하게 상승하다 뒤로 갈수록 급격히 커지는 방식으로 구동모터를 제어할 값이 매핑되며, 최고제한속도의 변화에 따라서 아래로 볼록한 모양은 비슷하되 그 곡선의 크기가 작아지는 특성을 가지고 있게 된다.
또한, 상기 스트롱모드는 도 10에서와 같이 스로틀(130)이 돌려지는 각도나 PAS센서(430)에서 측정된 속도에 따라 구동모터(410)의 출력이 초기에는 급격하게 상승하다 뒤로 갈수록 완만해지는 방식으로 구동모터를 제어할 값이 매핑되며, 최고제한속도의 변화에 따라서 위로 볼록한 모양은 비슷하되 그 곡선의 크기가 작아지는 특성을 가지고 있게 된다.
또한, 본 발명에 따르자면, 상기 노멀모드, 이지모드, 스트롱모드 등 3가지 모드 모두에서 공통적으로 스로틀(130)의 유효 각도를 20단계 이상으로 구분하였을 때, 돌려지는 각도가 변화하는 첫 번째 단계에서는 구동모터(410)가 동작하지 않은 유격의 개념을 둠으로써 전기자전거 이용자가 자전거를 올라타면서 자신도 모르게 스로틀(130)이 가볍게 돌려지는 동작을 할 경우 발생되는 오동작을 미연에 방지하는 안전 기능을 포함한다.
이와 같이 본 발명은 HMI(200)를 통해서 전기자전거 이용자가 사전에 선택한 스로틀 반응 조건 설정에 의해서 선택된 매핑 데이터를 최고속도 제한값 설정 데이터와 연산을 통해서 최고속도 기준에 따른 스로틀 반응용 매핑 데이터를 산출해 내고, 모드스위치(100)에서 자동모드, PAS모드, 크루즈모드들 중의 선택된 하나의 모드 상태에 따라서 스로틀(130)이 돌려지는 각도 또는 PAS센서(430)에서 측정된 속도의 가감에 따라서 연산을 통해서 가변시킨 매핑 데이터를 이용하여 구동모터(410)에서 발생되는 힘의 양(Torque)을 조절하여 주는 방법을 제시한다.
여기에서, 본 발명 실시예에 따른 멀티 매핑 데이터를 가변하는 방법을 보다 상세히 설명하면, 아래의 <표 1>에서와 같이, 노멀모드, 이지모드, 스트롱모드 모두에서 스로틀(130)이 돌아갈 수 있는 전체 각도를 기준으로 20단계 이상으로 각도를 구분하고, 각각 스로틀이 돌려지는 각도에 따라서 나오는 값에 대해서 각 모드별로 어느 정도의 힘이 구동모터(410)에서 발생되도록 할 것인지를 기준 수치로써 정해 놓았다.
<표 1>
상기 <표 1>의 수치들은 만일 사용자가 노멀모드를 세팅해 놓은 상태에서 최대 속도를 25Km로 조정 했을 때 <표 2>와 같이 가변 될 수 있는데, 만일 사용자가 최대 속도를 5Km나 10Km, 15Km, 20Km 등 임의의 최대 속도를 지정해 주면, 25Km를 대비로 했을 때 사용자가 선택한 임의의 최대 속도와의 비율을 산정한 후에 그에 따라서 전체적으로 각 단계별 제어 값을 변화시키는 방법으로 매핑 데이터를 가변시키고, 각각의 값으로 구동모터(410)에서 정해진 힘(Torque)을 발생시키도록 제어하는 것이다.
<표 2>
도 5는 본 발명에 따른 HMI의 상세 회로 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 HMI(200)은 모드스위치(100)로부터 선택된 모드신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 모드스위치 데이터수신처리부(211)와, 좌브레이크(110)로부터 브레이킹신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 좌브레이크 데이터수신처리부(212)와, 우브레이크(120)로부터 브레이킹신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 우브레이크 데이터수신처리부(213)와, 스로틀(130)로부터 스로틀 각도신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 스로틀 각도데이터 수신처리부(214)와, 기능선택스위치의 키입력 신호를 제어부(300)로 전송하기 위하여 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 기능선택스위치부(220)와, 조건세팅스위치의 키입력 신호를 제어부(300)로 전송하기 위하여 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 조건세팅스위치부(230)와, 제어부(300)와 연결된 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)를 통해서 화면 출력용 데이터를 전달받고 폰트 데이터부(260)로 부터 폰트 데이터를 받아서 LCD부(250)로 출력을 처리해 주는 LCD 출력 처리부(240)와, 화면출력을 위한 폰트 데이터를 보관하고 필요한 폰트 데이터를 상기 LCD 출력 처리부(240)에 제공하는 폰트 데이터부(260)와, 상기 LCD 출력처리부(240)에 의해서 출력될 정보들을 받아서 LCD화면에 글씨, 숫자 및 기호로 표시하고자 하는 내용을 나타내는 LCD부(250)와, 제어부(300)에서 전달 받은 전원을 각 처리부가 동작하도록 공급하고, 상기 모드스위치(100)의 선택 모드 신호, 좌브레이크(110)의 브레이킹 신호, 우브레이크(120)의 브레이킹 신호, 스로틀(130)의 돌려진 각도 신호, 기능선택스위치부(220)의 선택신호, 조건세팅스위치부(230)가 세트신호 등을 수신받아 상기 제어부(300)로 전송하는 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)를 포함한다.
도 6은 본 발명에 따른 제어부의 상세회로블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 제어부(300)는, 배터리(420)의 전원을 각부에 구동전원으로 공급하고 배터리의 잔량을 산정할 수 있도록 동작제어부(320)로 전달하는 전원입력 인터페이스부(310)와, 전원이 공급되면 펌웨어를 읽어 들여 로고 화면을 출력하고, 실시간으로 현재 속도와 전체주행거리, 모드스위치(100)에 의해서 선택된 모드의 종류, 배터리 잔량 등을 실시간으로 표시해 주는 상태표시화면과 최고속도 제한조건, 스로틀 반응 조건, 전원 절약 조건을 설정하는 메뉴화면을 화면출력용 데이터처리부(330)에 넘겨서 HMI(200)의 LCD부(250)에 표시되도록 하고, 선택된 모드에 따라서 펌웨어 및 매핑데이터관리부(380)에 기억되어 있는 멀티매핑데이터에서 필요한 종류의 매핑 데이터를 가져와서 스로틀 반응 조건에 맞는 매핑 데이터를 추출내고, 이를 다시 최고속도 제한조건과 함께 연산을 통해서 사용자가 원하는 매핑데이터로 가변화 한 후에 이를 모터속도제어부(360)에 전달하고, 동시에 구동모터(410)에 부착된 센서로 부터 발생된 힘에 따른 속도 정보를 수신하여 상기 모터속도제어부(360)로 전송하는 동작 제어부(320)와, 상기 HMI(200)의 LCD부(250)에 상태정보와 설정메뉴화면을 표시해 주고 실시간으로 갱신할 수 있도록 전원 및 데이터 송수신부(340)로 표시될 화면 정보를 전송하는 화면출력용 데이터처리부(330)와, 로고화면 및 화면출력 정보들을 상기 화면출력용 데이터처리부(330)로부터 입력받아 HMI(200)의 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하고, 상기 HMI(200)와 연결된 모드스위치(100)에 의해 선택된 자동모드, PAS모드, 크루즈모드 중의 한 개 모드정보를 동작 제어부(320)로 전송하거나, 좌우브레이크(110,120)의 브레이킹 정보를 수신하여 전원차단제어부(350)에 전송하거나, 스로틀(130)로 부터 입력된 스로틀 각도 정보를 수신하여 동작제어부(320)를 거쳐서 모터속도제어부(360)에 전송해 주거나, 기능선택스위치부(220) 및 조건세팅스위치부(230)의 키입력 정보들을 수신해서 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)와 동작제어부(320)에 전송해 주는 전원 및 데이터 송수신부(340)와, HMI(200)의 좌우 브레이크(110,120)의 브레이킹 정보를 상기 전원 및 데이터 송수신부(340)를 통해서 전달 받고, 브레이킹이 되는 동안에 모터속도제어부(360)에 전원을 차단해 줄 것에 대한 신호를 전달하는 전원차단제어부(350)와, 모드스위치(100)에서 자동모드가 선택된 경우에는 스로틀(130)에서 스로틀이 돌려진 각도에 대한 정보에 따라서, PAS모드가 선택된 경우에는 PAS 데이터 수신 인터페이스부(362)를 통해 PAS센서(430)에서 측정된 속도 정보에 따라서 동작제어부(320)로 부터 넘겨받은 매핑 데이터를 기준으로 상기 전원 입력 인터페이스부(310)로 부터 전달받은 전원으로 연결된 구동모터(410)에서 어느 정도의 힘(Torque)이 발생되어야 하는지를 결정하여 전원 공급 인터페이스부(361)로 구동모터(410)에 공급될 전원을 조정하여 전송해 주거나, 상기 모드스위치(100)에서 크루즈 모드가 선택되는 경우에는 그 순간 제어하고 있던 구동모터(410)에 대한 제어 정보에 따라서 동일한 힘(Torque)이 계속 발생되도록 전원 공급 인터페이스부(361)로 구동모터(410)에 공급될 전원을 전달해 주는 모터속도제어부(360)와, 상기 모터속도제어부(360)에서 전달 받은 전원을 연결된 구동모터(410)로 전달하는 전원 공급 인터페이스부(361)와, PAS센서(430)로부터 페달의 속도 정보를 수신하여 동작 제어부(320)를 거쳐서 모터속도제어부(360)로 전달해 주는 PAS 데이터 수신 인터페이스부(362)와, PC(440)로 부터 펌웨어 및 각종 사용 환경 데이터들을 수신 받아서 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)로 전달하는 펌웨어 업데이트 수신 인터페이스부(370)와, 상기 펌웨어 및 업데이트 수신 인터페이스부(370)로 부터 전달 받은 펌웨어 데이터 및 멀티 매핑 데이터, 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터, 전원 절약 조건 데이터를 메모리에 저장하고, 이 메모리에 보관된 펌웨어 및 상기된 각종 정보들을 필요에 따라 동작제어부(320)로 전달해 주는 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)와, 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380) 안에서 펌웨어 업데이트 수신 인터페이스부로 부터는 펌웨어 데이터, 멀티 매핑 데이터, 초기치의 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터, 전원 절약 조건 데이터와, HMI(200)에서 설정된 최고속도 제한데이터, 스로틀 반응조건 데이터, 전원절약 조건데이터를 메모리에 저장하고, 이 메모리에 저장된 정보들을 필요에 따라 동작제어부(320)로 전송해 주는 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)를 포함한다.
도 7은 본 발명에 따른 동작제어부의 상세 회로 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명 동작제어부(320)는, 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)로 부터 메모리에 저장되어 있는 펌웨어 데이터를 가져와서 제어부(300)의 각 부가 동작될 수 있도록 초기화하고, 로고화면 출력처리부(322)로 제어권을 넘기는 시동 로딩부(321)와, 상기 시동 로딩부(321)로 부터 제어권을 넘겨받으면 제품명과 버전, 회사명 등이 로고 화면으로써 HMI(200)의 LCD부(250)에 표시되도록 해당 정보를 화면출력용 데이터처리부(330)로 전달하고, 이후 상태 및 메뉴화면 출력처리부(323)로 제어권을 넘기는 로고화면 출력처리부(322)와, 상기 로고화면 출력처리부(322)로 부터 제어권을 넘겨받은 후에 현재속도 산정부(324)로 부터는 현재 속도정보를, 전체 주행거리 산정부(325)로 부터는 전체 주행거리 정보를, 동작 모드 판별부(327)로 부터는 모드스위치(100)에서 선택된 모드의 종류를, 배터리 잔량 산정부(326)로 부터는 배터리(420)의 잔량 값을 전달 받아 화면 출력용 데이터 처리부(330)에 넘겨서 HMI(200)의 LCD부(250)에 상태표시화면에 실시간으로 반영되면서 표시 되도록 하거나, HMI(200)의 기능선택스위치부(220)와 조건세팅스위치부(230)의 키입력 정보를 전원 및 데이터 송수신부(340)를 통해 수신 받아 이에 해당하는 정보를 상기 화면 출력용 데이터 처리부(330)에 전달해서 상기 LCD부(250)에 표시 되도록 하는 상태 및 메뉴 화면 출력처리부(323)와, 구동모터(410)의 센서를 통해 수신된 속도정보를 통해서 현재 속도를 산정하여 상기 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부(323)와 전체 주행거리 산정부(325)에 전송하는 현재 속도 산정부(324)와, 상기 현재 속도 산정부(324)로 부터 전달 받은 현재 속도 정보를 기존에 보유하고 있던 전체 주행 거리 정보와 연산을 해서 현재 전체 주행 거리 값을 산정하고, 그 결과 값을 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부(323)로 전달하는 전체 주행거리 산정부(325)와, 상기 전원 입력 인터페이스부(310)로 부터 배터리 잔량 정보를 받고, 이를 이용하여 LCD부(250)에 배터리 잔량 표시를 할 수 있도록 내부 표시 기준에 따라 산정을 한 후에, 그에 대한 결과 값을 상기 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부(323)로 전달하는 배터리 잔량 산정부(326)와, 모드스위치(100)에 의해 선택된 모드정보(자동, PAS, 크루즈모드 중 1개)를 전원 및 데이터 송수신부(340)를 통해서 전달 받아 확인하고, 이를 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부(323)에 전달하여 LCD부(250)를 통해서 해당 내역을 파악할 수 있도록 함과 동시에 자동모드 동작지시부(327a), PAS모드 동작지시부(327b), 크루즈모드 동작지시부(327c) 중에서 선택된 모드에 대한 동작지시부가 동작하여 모터속도제어부(360)의 모드선택에 따른 환경을 정하도록 만들어주는 동작모드판별부(327)와, 상기 동작모드판별부(327)의 동작지시에 따라서 모터속도제어부(360)가 자동모드로써 동작하도록 지시를 전달하는 자동모드 동작지시부(327a)와, 상기 동작모드판별부(327)의 동작 지시에 따라서 모터속도제어부(360)가 PAS모드로써 동작하도록 지시를 전달하는 PAS모드 동작지시부(327b)와, 상기 동작모드판별부(327)의 동작 지시에 따라서 모터속도제어부(360)가 크루즈 모드로써 동작하도록 지시를 전달하는 크루즈모드 동작지시부(327c)와, HMI(200)의 기능선택스위치부(220) 및 조건세팅스위치부(230)의 키입력 정보를 HMI 전원 및 데이터 송수신부(340)를 통해서 전달 받거나, 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)의 메모리에 저장된 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터, 전원 절약 조건 데이터를 추출하는 설정 데이터 참조부(328)와, 상기 동작모드판별부(327)로 부터 전달 받은 모드스위치(100)의 선택된 모드를 확인하고, 상기 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)에 기록되어 있는 멀티 매핑 데이터를 가져오고, 설정 데이터 참조부(328)로 부터 전달 받은 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터 등을 기준으로 매핑 데이터 기준을 연산 처리하여 모터속도제어부(360)로 전달하는 매핑 데이터 산정부(329)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치의 전체 동작을 설명한다.
먼저, 배터리(420)로 부터 전원이 공급되면 제어부(300)를 거치면서 HMI(200)와 HMI(200)에 연결된 모드스위치(100), 좌브레이크(110), 우브레이크(120) 및 스로틀(130)로도 전원이 공급되며, 제어부(300)에 연결된 PAS센서(430)로도 전원이 공급된다.
이 과정에서 HMI(200)와 연결된 모드스위치(100)에서 자동모드, PAS모드 및 크루즈모드 중에서 하나가 선택되어 지면, 모드스위치 데이터수신처리부(211)를 거쳐서 전원 및 데이터 송수신부(270)를 통해서 해당 데이터가 제어부(300)의 동작 제어부(320)로 전송되며, 좌브레이크(110)에서 브레이킹이 되면 그 신호가 좌브레이크데이터 수신처리부(212)를 통해서, 우브레이크(120)에서 브레이킹이 되면 그 신호가 우브레이크데이터 수신처리부(213)를 통해서 전원 및 데이터 송수신부(270)를 통해서 해당 데이터들이 제어부(300)의 동작 제어부(400)로 전달되며, 스로틀(130)이 돌려져서 각도 변화가 발생되면 그 신호가 스로틀 각도 데이터 수신 처리부(214)를 거쳐서 전원 및 데이터 송수신부(270)를 통해서 제어부(300)의 동작 제어부(320)로 전달되어 모터속도제어부(360)와 전원공급 인터페이스부(361)를 거쳐서 구동모터(410)에도 정해진 전원이 공급되어 토크(Torque)가 발생하도록 조정을 한다.
여기서 만일 PAS모드로 선택되는 경우에는 PAS센서(430)에서 페달이 돌려지는 속도를 감지하여 그 크기를 PAS데이터 수신 인터페이스부(362)를 거쳐서 동작 제어부(320)로 전달되며, PAS 속도에 따라서 모터속도제어부(360)와 전원공급 인터페이스부(361)를 거쳐서 구동모터(410)에서 그에 상응하는 토크(Torque)가 발생하도록 조정을 한다.
그리고 동작 제어부(320)에서 확인된 현재주행속도와 전체주행거리, 모드스위치(100)에서 선택된 모드의 종류와 배터리 잔량 등은 제어부(300)의 전원 및 데이터 송수신부(340)를 거쳐서 HMI(200)의 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전달되고, 다시 이 정보들은 LCD 출력 처리부(240)에서 폰트 데이터부(260)로부터 폰트데이터를 읽어 와서 LCD부(250)의 화면에 상태 정보로써 나타나도록 표시한다.
상기 HMI(200)의 기능선택스위치부(220)에서는 스위치가 눌려지면 제어부(300)의 동작 제어부(320)로 전달된 이후에, HMI(200)의 LCD부(250)에 처음에는 상태 표시화면이었지만, 최고속도 제한값 설정 화면으로 바뀌게 되며, 거기서 다시 키입력이 되면 그 다음에는 스로틀 반응 방식 설정 화면으로 변경 되며, 거기서 다시 키입력이 되면 그 다음에는 전원 절약 모드 설정 화면으로 변경 된 후에, 거기서 키입력이 되면 다시 처음의 상태 표시 화면으로 상태 표시와 환경 설정 메뉴가 순차적으로 출력되도록 메뉴를 선택할 수 있다.
이 과정에서 만일 상태 표시 화면에서 조건세팅스위치부(230)의 스위치가 키입력되면 제어부(300)의 동작 제어부(320)로 전달되어 전체주행거리 데이터가 0Km로 초기화 되며, 최고속도 제한값 설정 화면 상태에서 조건세팅스위치부(230)의 스위치가 키 입력되면 제어부(300)의 동작 제어부(320)로 전달되어 5Km/h→10Km/h→15Km/h→20Km/h→25Km/h 등과 같이 정해진 순서대로 최고속도 제한값이 설정되도록 하며, 스로틀반응방식 설정 화면 상태에서 조건세팅스위치부(230)가 키 입력되면 제어부(300)의 동작 제어부(320)로 전달되어 노멀모드→이지모드→스트롱모드가 순차적으로 설정되도록 하며, 전원절약모드 설정 화면 상태에서 조건세팅스위치부(230)가 키 입력되면 제어부(300)의 동작 제어부(320)로 전달되어 전원 절약 모드의 활성화(On) 또는 비활성화(Off)를 토글(Toggle) 방식으로 설정할 수 있게 된다.
본 발명 가변 매핑 지원 방법에 대하여 보다 상세하게 살펴보면,
배터리(420)의 전원이 제어부(300)의 전원입력 인터페이스부(310)로 전달되면, 그 직후에 시동로딩부(321)에 의해서 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)에 저장된 펌웨어 데이터를 가져오고, 이에 의해서 기동이 시작되면 로고 화면 출력 처리부(322)에 의해서 화면 출력용 데이터 처리부(330)와 전원 및 데이터 송수신부(340)를 거쳐서 HMI(200)의 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)에 전달되고, 이는 다시 LCD 출력처리부(240)를 통해 LCD부(250)에 제품명 등이 나오는 로고 화면이 약 1초간 출력되고 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부(323)로 넘어가서 상태 표시 화면이 나타난다.
상태 표시 화면에는 구동모터(410)와 연결된 모터센서를 통해 현재 속도 산정부(324)에서 확인된 현재 주행속도정보와 현재 주행속도를 전체주행거리 산정부(325)가 전달 받아서 연산 처리된 전체주행거리정보, 그리고 모드스위치(100)에서 선택된 모드의 종류가 동작모드 판별부(327)에서 확인한 선택된 동작 모드 종류의 정보, 그리고 상기 전원입력 인터페이스부(310)와 연결된 배터리잔량 산정부(326)에 의해서 파악된 배터리 잔량정보를 전달 받아서 이 4가지 정보들을 상기 화면 출력용 데이터 처리부(330)를 거쳐서 LCD부(250)에 실시간적으로 갱신 표시 되도록 한다.
그리고 주행 중에 좌브레이크(110)와 우브레이크(120)에서 브레이킹이 되면, 좌우브레이크 데이터수신처리부(212, 213)를 통해서 HMI(200)의 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)를 거치고, 제어부(300)의 전원 및 데이터 송수신부(340)를 거쳐서 전원차단제어부(350)에 의해서 모터속도제어부(360)에 전원을 차단해 줄 것을 명령하게 되며, 모터속도제어부(360)에서는 전원공급 인터페이스부(361)를 통해서 구동모터(410)에 공급되는 전원을 차단하도록 함으로써 브레이킹시 구동모터(410)가 동작되지 않도록 한다.
상기 모드스위치(100)에서는 스위치 조작에 따라서 자동모드, PAS모드, 크루즈모드 중에서 하나를 선택할 수 있는데, 이렇게 스위치를 통해서 특정 모드를 선택하면, 선택된 상태가 모드스위치데이터 수신처리부(211)를 통해서 상기 HMI(200)의 데이터 송수신부(270)를 거치고, 상기 제어부(300)의 데이터 송수신부(340)를 거쳐서 상기 동작모드판별부(327)에 도달하여 어느 모드가 선택되었는지를 확인하고, 선택된 스위치 상태에 따라서 자동모드 동작지시부(327a)와, 크루즈모드 동작 지시부(327b), PAS모드 동작지시부(327c)중에서 하나의 동작지시부가 동작을 하게 되어 모터속도제어부(360)에 어떤 모드로 동작할지를 알려주게 되고, 상기 모터속도제어부(360)에서는 설정데이터 참조부(328)에서 최고속도 조건데이터, 스로틀 반응 조건데이터, 전원절약 조건데이터를 참조해 와서 매핑데이터 산정부(329)로 넘겨주고, 이들 3가지 조건 데이터 이외에 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)의 멀티 매핑 데이터를 가져와서 스로틀 반응 조건에 대한 표준 매핑 데이터를 최고 속도 조건에 부합되도록 연산을 수행하도록 함으로써, 가변된 매핑 데이터를 이용하여 구동모터(410)에서 내주는 힘(Torque)의 크기를 조절해 주며, 또한 전원절약 모드의 세팅 상태에 따라서 지속적으로 힘(Torque)을 발생하도록 할 것인지, 아니면 절약모드가 동작되어 PAS센서(430)의 측정 단위 기준으로 10Km 속도에서는 4번 측정된 후 한번, 15Km 속도 기준으로 3번 측정된 후 한번, 20Km 속도 기준으로 2번 측정된 후 한번, 25Km 속도 기준으로 1번 측정된 후 한번씩 역전류가 발생하지 않는 수준으로 전원을 차단하여 배터리(420)의 소모를 줄이도록 하여, 배터리를 더 오래 사용하도록 할 수 있도록 구동모터(410)에서 발생하는 힘(Torque)을 조절하도록 한다.
이 과정에서 만일 자동모드가 선택되는 경우에는 스로틀(130)에서 돌려지는 각도에 대해서 스로틀각도데이터 수신처리부(214)에서 받아서 상기 HMI 데이터 송수신부(270)를 통해서 제어부(300)의 데이터 송수신부(340)로 전달되며, 동작 제어부(320)에 의해 조건에 따라 연산된 매핑 데이터 결과를 활용하여 상기 모터속도제어부(360)에 의해서 구동모터(410)에서 내주는 힘이 조절 되도록 하며, 만일 PAS모드가 선택되는 경우에는 PAS센서(430)에서 파악한 페달링 속도를 PAS데이터 수신 인터페이스부(362)를 통해서 모터속도제어부(360)로 전달되며, 동작 제어부(320)에 의해 조건에 따라 연산된 매핑 데이터 결과와 페달링 속도에 따라서 구동모터(410)의 출력이 조절 되도록 하며, 만일 크루즈모드가 선택되는 경우에는 상기 모터속도제어부(360)에서 스로틀(130)의 돌림이나 PAS 센서(430)에 의해서 측정된 페달이 돌려지는 속도와 관계없이, 현재 상기 구동모터(410)의 출력이 계속 그대로 유지되어 정속으로 달릴 수 있도록 모터속도제어부(360)가 제어 기능을 수행하고, 정속 주행 기능이 수행하는 도중에 상기 좌우브레이크(110,120)에 의해서 브레이킹이 되거나, 상기 모드스위치(100)에서 자동모드, PAS모드로 스위치 선택 상태가 변경되는 경우에는 정속 주행 상태가 풀어지게 되며, 다시 정속 주행 상태가 되기 위해서는 상기 모드스위치(100)가 자동모드나 PAS모드가 선택되어 있는 상태에서 크루즈모드로 전환되는 경우에 다시 정속 주행을 하게 된다.
100: 모드스위치, 110: 좌브레이크, 120: 우브레이크, 130: 스로틀, 200: HMI, 211: 모드스위치 데이터 수신 처리부, 212: 좌브레이크 데이터 수신처리부, 213: 우브레이크 데이터 수신처리부, 214: 스로틀 각도 데이터 수신처리부, 220: 기능선택스위치부, 230: 조건세팅스위치부, 240: LCD출력처리부, 250: LCD부, 260: 폰트데이터부, 270: HMI 전원 및 데이터 송수신부, 300: 제어부, 310: 전원입력 인터페이스부, 320: 동작제어부, 321: 시동로딩부, 322: 로고 화면 출력처리부, 323: 상태 및 메뉴화면 출력처리부, 324: 현재속도산정부, 325: 전체 주행거리 산정부, 326: 배터리잔량산정부, 327:동작모두판별부, 327a: 자동모드 동작지시부, 327b: 크루즈모드 동작지시부, 327c: PAS모드 동작지시부, 328:설정데이터참조부, 329:매핑데이터산정부, 330: 화면출력용 데이터 처리부, 340: 전원 및 데이터 송수신부, 350: 전원차단 제어부, 360: 모터속도 제어부, 361: 전원공급 인터페이스부, 362: PAS데이터 수신 인터페이스부, 370: 펌웨어 업데이트 수신 인터페이스부, 380: 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부. 410: 모터, 420: 배터리, 430: PAS센서, 440: PC
Claims (8)
- 모드스위치(100)와, 좌측 브레이크의 작동유무를 감지하여 신호를 발생하는 좌브레이크(110)와, 우측 브레이크의 작동유무를 감지하여 신호를 발생하는 우브레이크(120)와, 조절(돌리는)하는 각도에 따른 신호를 발생하는 스로틀(130)과, LCD와 스위치를 포함하는 HMI(200)와, 제어부(300)와, 바퀴를 구동시키는 구동모터(410)와, 배터리(420)와, 페달의 회전 속도를 감지하는 PAS센서(430)를 포함하는 전기자전거의 제어장치에 있어서,
상기 모드스위치(100)는 구동모터(410)의 출력을 스로틀(130)의 각도(조절값)에 따라 제어되도록 하는 자동모드, PAS센서(430)에서 감지된 페달의 속도에 상응하도록 구동모터(410)의 출력을 가감 제어하는 PAS모드, 선택한 속도로 구동모터(410)를 일정하게 구동하는 크루즈모드를 선택할 수 있도록 구성되며,
상기 HMI(200)의 스위치는 상태표시화면, 최고속도 제한값 설정, 스로틀 반응 방식 설정, 전원절약모드 설정을 선택할 수 있는 기능선택스위치와, 상기 기능선택스위치에 의해 선택된 상태표시화면이나 각 설정모드에서 일정한 조건을 세트하는 스위치로, 상기 상태표시화면에서는 주행누적거리를 0Km로 리셋할 수 있고, 최고속도 제한값 설정 화면이 선택되면 5Km 단위로 순차적 커지는 설정값들 중에서 원하는 최고속도 제한값을 설정할 수 있으며, 스로틀 반응 방식 설정 화면이 선택되면 노멀모드, 이지모드, 스트롱모드 중에서 하나의 모드를 설정할 수 있으며, 전원절약모드 설정 화면이 선택되면, 전원절약모드의 활성화 또는 비활성화 중에서 하나를 설정할 수 있는 조건세팅스위치를 포함하고,
상기 HMI(200)는 상기 모드스위치(100)로부터 선택된 모드신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 모드스위치 데이터수신처리부(211)와, 좌브레이크(110)로부터 브레이킹신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 좌브레이크 데이터수신처리부(212)와, 우브레이크(120)로부터 브레이킹신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 우브레이크 데이터수신처리부(213)와, 스로틀(130)로부터 스로틀 각도 신호를 입력받아 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 스로틀 각도데이터 수신처리부(214)와, 기능선택스위치의 키입력 신호를 제어부(300)로 전송하기 위하여 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 기능선택스위치부(220)와, 조건세팅스위치의 키입력 신호를 제어부(300)로 전송하기 위하여 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하는 조건세팅스위치부(230)와, 제어부(300)와 연결된 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)를 통해서 화면 출력용 데이터를 전달받고 폰트 데이터부(260)로 부터 폰트 데이터를 받아서 LCD부(250)로 출력을 처리해 주는 LCD 출력 처리부(240)와, 화면출력을 위한 폰트 데이터를 보관하고 필요한 폰트 데이터를 상기 LCD 출력 처리부(240)에 제공하는 폰트 데이터부(260)와, 상기 LCD 출력처리부(240)에 의해서 출력될 정보들을 받아서 LCD화면에 글씨, 숫자 및 기호로 표시하고자 하는 내용을 나타내는 LCD부(250)와, 제어부(300)에서 전달 받은 전원을 각 처리부가 동작하도록 공급하고, 상기 모드스위치(100)의 선택 모드 신호, 좌브레이크(110)의 브레이킹 신호, 우브레이크(120)의 브레이킹 신호, 스로틀(130)의 돌려진 각도 신호, 기능선택스위치부(220)의 선택신호, 조건세팅스위치부(230)가 세트신호 등을 받아서 상기 제어부(300)로 전송하는 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 구성되며,
상기 제어부(300)는 배터리(420)의 전원을 각부에 구동전원으로 공급하고 배터리의 잔량을 산정할 수 있도록 동작제어부(320)로 전달하는 전원입력 인터페이스부(310)와, 전원이 공급되면 펌웨어를 읽어 들여 로고 화면을 출력하고, 실시간으로 현재 속도와 전체주행거리, 모드스위치(100)에 의해서 선택된 모드의 종류, 배터리 잔량 등을 실시간으로 표시해 주는 상태표시화면과 최고속도 제한조건, 스로틀 반응 조건, 전원 절약 조건을 차례로 설정하는 메뉴화면 정보를 화면출력용 데이터처리부(330)에 넘겨서 HMI(200)의 LCD부(250)에 표시되도록 하고, 선택된 모드에 따라서 펌웨어 및 매핑데이터관리부(380)에 기억되어 있는 멀티매핑데이터에서 필요한 종류의 매핑 데이터를 가져와서 스로틀 반응 조건에 맞는 매핑 데이터를 추출내고, 이를 다시 최고속도 제한조건과 함께 연산을 통해서 사용자가 원하는 매핑데이터로 가변시킨 후에 이를 모터속도제어부(360)에 전달하고, 만일 크루즈모드가 선택되는 직후에는 구동모터(410)에 부착된 센서로 부터 수신된 속도 정보를 이용하여 상기 모터속도제어부(360)로 전송하여 동일한 힘(Torque)으로 모터가 동작될 수 있도록 하는 등 중추적인 역할을 수행하는 동작 제어부(320)와, 상기 HMI(200)의 LCD부(250)에 기능선택스위치부(220) 및 조건세팅스위치부(230)의 키입력에 따라 상태표시화면과 설정메뉴화면을 표시해 주고 실시간으로 화면 내용들이 갱신할 수 있도록 전원 및 데이터 송수신부(340)로 표시될 화면 정보를 전송하는 화면출력용 데이터처리부(330)와, 로고화면 및 각종 화면출력 정보들을 상기 화면출력용 데이터처리부(330)로부터 입력받아 HMI(200)의 HMI 전원 및 데이터 송수신부(270)로 전송하고, 상기 HMI(200)와 연결된 모드스위치(100)에 의해 선택된 자동모드, PAS모드, 크루즈모드 중에서 선택된 하나의 모드정보를 동작 제어부(320)로 전송하거나, 좌우브레이크(110,120)의 브레이킹 정보를 수신하여 전원차단제어부(350)에 전송하거나, 스로틀(130)로 부터 입력된 스로틀 각도 정보를 수신하여 동작제어부(320)를 거쳐서 모터를 제어할 수 있도록 모터속도제어부(360)에 전달 될 수 있도록 해 주거나, 기능선택스위치부(220) 및 조건세팅스위치부(230)의 키입력에 의해서 세팅된 정보들을 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)와 동작제어부(320)에 전송해 주는 전원 및 데이터 송수신부(340)와, HMI(200)의 좌우 브레이크(110,120)의 브레이킹 정보를 상기 전원 및 데이터 송수신부(340)를 통해서 전달 받고, 브레이킹이 되는 동안에 모터속도제어부(360)에 전원을 차단해 줄 것에 대한 신호를 전달하는 전원차단제어부(350)와, 모드스위치(100)에서 자동모드가 선택된 경우에는 스로틀(130)에서 스로틀이 돌려진 각도에 대한 정보에 따라서, PAS모드가 선택된 경우에는 PAS 데이터 수신 인터페이스부(362)를 통해 PAS센서(430)에서 측정된 속도 정보에 따라서 동작제어부(320)로 부터 넘겨받은 매핑 데이터를 기준으로 상기 전원 입력 인터페이스부(310)로 부터 전달받은 전원으로 연결된 구동모터(410)에서 어느 정도의 힘(Torque)이 발생되어야 하는지를 결정하여 전원 공급 인터페이스부(361)로 구동모터(410)에 공급될 전원을 조정하여 전송해 주거나, 상기 모드스위치(100)에서 크루즈 모드가 선택되는 경우에는 그 순간 제어하고 있던 구동모터(410)에 대한 제어 정보에 따라서 동일한 힘(Torque)이 계속 발생되도록 전원 공급 인터페이스부(361)로 구동모터(410)에 공급될 전원을 전달해 주는 모터속도제어부(360)와, 상기 모터속도제어부(360)에서 전달 받은 전원을 연결된 구동모터(410)로 전달하는 전원 공급 인터페이스부(361)과, PAS센서(430)로부터 페달의 속도 정보를 수신하여 동작 제어부(320)을 거쳐서 모터속도제어부(360)로 전달해 주는 PAS 데이터 수신 인터페이스부(362)와, PC(440)로 부터 펌웨어 및 각종 사용 환경 데이터들을 수신 받아서 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)로 전달하는 펌웨어 업데이트 수신 인터페이스부(370)와, 펌웨어 업데이트 수신 인터페이스부(370)로 부터는 펌웨어 데이터, 멀티 매핑 데이터, 초기치의 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터, 전원 절약 조건 데이터를 전달받고, HMI(200)에서 설정된 최고속도 제한데이터, 스로틀 반응조건 데이터, 전원절약 조건데이터를 전원 및 데이터 송수신부(340)를 통해서 전달받아 메모리에 저장하고, 이 메모리에 저장된 정보들을 동작제어부(320)로 전송해 주는 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 노멀모드에서는 스로틀(130)이 돌려지는 각도나 PAS센서(430)에서 측정된 속도에 정비례하도록 구동모터(410)의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이지모드에서는 스로틀(130)이 돌려지는 각도나 PAS센서(430)에서 측정된 속도에 따라 구동모터(410)의 출력을 조절하되, 초기에는 스로틀 각도나 PAS 측정 속도 대비 구동모터의 출력이 완만하게 상승하다 뒤로 갈수록 급격히 커지는 방식으로 구동모터의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 스트롱모드는 스로틀(130)이 돌려지는 각도나 PAS센서(430)에서 측정된 속도에 따라 구동모터(410)의 출력을 조절하되, 초기에는 스로틀 각도나 PAS 측정 속도 대비 구동모터의 출력이 급격하게 상승하다 뒤로 갈수록 완만해지는 방식으로 구동모터의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치.
- 제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 노멀모드, 이지모드, 스트롱모드는 공통적으로 스로틀(130)의 유효 각도를 20단계 이상으로 구분하였을 때, 돌려지는 각도가 변화하는 첫 번째 단계에서는 구동모터(410)가 동작하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치.
- 제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
어느 특정 모드를 기준으로 사용자가 선택한 임의의 최대 속도와의 비율을 산정한 후에 그에 따라서 전체적으로 각 단계별 제어 값을 일괄 변화시키는 방법으로 매핑 데이터를 가변시키고, 이를 이용하는 것을 특징으로 하는 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 동작제어부(320)는 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)로 부터 메모리에 저장되어 있는 펌웨어 데이터를 가져와서 제어부(300)의 각 부가 동작될 수 있도록 초기화하고, 로고화면 출력처리부(322)로 제어권을 넘기는 시동 로딩부(321)와, 상기 시동 로딩부(321)로 부터 제어권을 넘겨받으면 제품명과 버전, 회사명 등이 로고 화면으로써 HMI(200)의 LCD부(250)에 표시되도록 해당 정보를 화면출력용 데이터처리부(330)로 전달하고, 이후 일정시간이 소요된 후 자동으로 상태 및 메뉴화면 출력처리부(323)로 제어권을 넘기는 로고화면 출력처리부(322)와, 상기 로고화면 출력처리부(322)로 부터 제어권을 넘겨받은 후에 현재속도 산정부(324)로 부터는 현재 속도정보를, 전체 주행거리 산정부(325)로 부터는 전체 주행거리 정보를, 동작 모드 판별부(327)로 부터는 모드스위치(100)에서 선택된 모드의 종류를, 배터리 잔량 산정부(326)로 부터는 배터리(420)의 잔량 값을 전달 받아 화면 출력용 데이터 처리부(330)에 넘겨서 HMI(200)의 LCD부(250)에 상태 화면이 실시간으로 반영되면서 표시 되도록 하거나, HMI(200)의 기능선택스위치부(220)와 조건세팅스위치부(230)의 키입력 정보를 수신 받아 이에 해당하는 정보를 상기 화면 출력용 데이터 처리부(330)에 전달해서 상기 LCD부(250)에 표시 되도록 하는 상태 및 메뉴 화면 출력처리부(323)와, 구동모터(410)의 센서를 통해 수신된 속도정보를 통해서 현재 속도를 산정하여 상기 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부(323)와 전체 주행거리 산정부(325)에 전송하는 현재 속도 산정부(324)와, 상기 현재 속도 산정부(324)로 부터 전달 받은 현재 속도 정보를 기존에 보유하고 있던 전체 주행 거리 정보와 연산을 해서 현재 전체 주행 거리 값을 산정하고, 그 결과 값을 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부(323)로 전달하는 전체 주행거리 산정부(325)와, 상기 전원 입력 인터페이스부(310)로 부터 배터리 잔량 정보를 받고, 이를 이용하여 LCD부(250)에 배터리 잔량 표시를 위한 내부 표시 기준에 따라 산정을 한 후에, 그에 대한 결과 값을 상기 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부(323)로 전달하는 배터리 잔량 산정부(326)와, 모드스위치(100)에 의해 선택된 모드정보(자동, PAS, 크루즈모드 중 1개)를 확인하고, 이를 상태 및 메뉴 화면 출력 처리부(323)에 전달하여 LCD부(250)를 통해서 해당 내역을 파악할 수 있도록 함과 동시에 자동모드 동작지시부(327a), PAS모드 동작지시부(327b), 크루즈모드 동작지시부(327c) 중에서 선택된 모드에 대한 동작지시부가 동작하여 모터속도제어부(360)의 모드선택에 따른 환경을 정하도록 만들어주는 동작모드판별부(327)와, 상기 동작모드판별부(327)의 동작지시에 따라서 모터속도제어부(360)가 자동모드로써 동작하도록 지시를 전달하는 자동모드 동작지시부(327a)와, 상기 동작모드판별부(327)의 동작 지시에 따라서 모터속도제어부(360)가 PAS모드로써 동작하도록 지시를 전달하는 PAS모드 동작지시부(327b)와, 상기 동작모드판별부(327)의 동작 지시에 따라서 모터속도제어부(360)가 크루즈 모드로써 동작하도록 지시를 전달하는 크루즈모드 동작지시부(327c)와, HMI(200)의 기능선택스위치부(220) 및 조건세팅스위치부(230)의 키입력 정보를 전원 및 데이터 송수신부(340)를 통해서 전달 받거나, 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)의 메모리에 저장된 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터, 전원 절약 조건 데이터를 가져오는 설정 데이터 참조부(328)와, 상기 펌웨어 및 매핑 데이터 관리부(380)에 기록되어 있는 멀티 매핑 데이터를 가져오고, 설정 데이터 참조부(328)로 부터 전달 받은 최고 속도 조건 데이터, 스로틀 반응 조건 데이터 등을 기준으로 매핑 데이터 기준을 연산 처리하여 모터속도제어부(360)로 전달하는 매핑 데이터 산정부(329)로 구성된 것을 특징으로 하는 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치.
- 제 1 항에 있어서,
전원절약 조건이 오프(off)로 세팅 될 경우에는 배터리에서 구동모터에 전원을 연속적으로 공급을 하고, 전원절약 조건이 온(On)으로 세팅되는 경우에는 PAS 센서(430)의 각 감지 단위를 기준으로 몇 번에 한번 씩은 역전류가 일어나지 않을 정도로 전원 공급을 떨어드리되, 자전거가 달리는 속도가 늘어남에 따라서 전원을 공급하는 감지 단위의 수를 줄여가는 방법으로 비연속적(온/오프)으로 전원을 공급하여 배터리의 지속적인 소모를 절약하고 한번 충전으로 더 먼 거리를 이동할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110072879A KR101073476B1 (ko) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020110072879A KR101073476B1 (ko) | 2011-07-22 | 2011-07-22 | 가변 매핑을 지원하는 지능형 전기자전거 제어장치 |
Publications (1)
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| KR101073476B1 true KR101073476B1 (ko) | 2011-10-14 |
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ID=45032814
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Country Status (1)
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