KR101830239B1 - 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치 및 그 페달감 조절 방법 - Google Patents

전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치 및 그 페달감 조절 방법 Download PDF

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Abstract

전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치 및 그 페달감 조절 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치 및 그 페달감 조절 방법은 감지 장치에서 감지한 페달 동작 상태 정보를 입력받는 입력부; 및 입력된 페달 동작 상태 정보에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일을 이용하여 조절하는 페달감 조절부를 포함한다.

Description

전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치 및 그 페달감 조절 방법{Pedal feeling adjust apparatus of pedal generator in electric bicycle and pedal feeling adjust method thereof}
본 발명은 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치 및 그 페달감 조절 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 종래 무체인 전기 자전거는 체인과 같은 기계적인 연결없이, 사용자가 알터네이터를 페달 동작시켜 얻는 전기 에너지와 배터리의 전기 에너지를 합산하여 모터를 구동하였다.
이때, 종래 무체인 전기 자전거는 알터네이터에서 사용자가 페달 동작을 일으킨 운동에너지를 전기에너지로 변환하면서, 사용자가 느낄 수 있는 페달감(Pedal Feeling)을 생성하였다.
그런데, 종래 무체인 전기 자전거는 페달감을 생성할 시에, 내외부 조건에 따라 페달감을 적정 페달감 범위에 맞게 가볍거나 무겁게 느끼도록 제공하는데에 한계가 있었으므로, 안정적인 페달감을 구현시키는데에 한계가 있었다.
따라서, 최근에는 내외부 조건에 따라 페달감을 적정 페달감 범위에 맞게 가볍거나 무겁게 느끼도록 제공하여 안정적인 페달감을 구현시킬 수가 있는 개선된 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치 및 그 페달감 조절 방법의 연구가 지속적으로 행해져 오고 있다.
본 발명의 실시 예는, 안정적인 페달감을 구현시킬 수가 있는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치 및 그 페달감 조절 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 감지 장치에서 감지한 페달 동작 상태 정보를 입력받는 입력부; 및 입력된 페달 동작 상태 정보에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일을 이용하여 조절하는 페달감 조절부를 포함할 수가 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 페달 동작의 페달감(pedal feeling) 모드중 원하는 페달감 모드를 선택하는 선택부; 및 선택된 페달감 모드에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일을 이용하여 조절하는 페달감 조절부를 포함할 수가 있다.
이때, 페달감 조절부는 알터네이터와 전기적으로 연결된 적어도 둘 이상의 코일 ; 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점에 전기적으로 연결되고, 제어 수단에 설정된 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 알터네이터에서 출력되는 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하는 적어도 하나의 스위칭 소자; 코일 및 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고, 토크 영역별로 구분된 페달감 토크값을 정류시키는 정류 회로; 및 정류 회로 및 제어 수단과 전기적으로 연결되고, 제어 수단에 설정된 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 정류된 페달감 토크값을 조절하는 메인 스위칭 소자를 포함할 수가 있다.
또한, 페달감 조절부는 알터네이터와 전기적으로 연결된 적어도 둘 이상의 코일 ; 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점에 전기적으로 연결되고, 제어 수단에 설정된 선택된 페달감 모드에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 알터네이터에서 출력되는 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하는 적어도 하나의 스위칭 소자; 코일 및 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고, 토크 영역별로 구분된 페달감 토크값을 정류시키는 정류 회로; 및 정류 회로 및 제어 수단과 전기적으로 연결되고, 제어 수단에 설정된 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 정류된 페달감 토크값을 조절하는 메인 스위칭 소자를 포함할 수가 있다.
또한, 페달감 조절부는 페달감을 가볍게 느끼도록, 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 감소시켜 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부는 페달감을 무겁게 느끼도록, 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 증가시켜 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 감소시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 증가시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 증가시킬 수가 있다.
또한, 스위칭 소자는 기계식 릴레이(Relay) 스위치, 전자식 릴레이(Relay) 스위치, MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor)중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
또한, 페달 동작 상태 정보는 언덕 기울기가 있는 상태에서의 페달 동작 상태, 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 발생한 상태에서의 페달 동작 상태, 페달 기어비값이 작거나 큰 상태에서의 페달 동작 상태중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
또한, 페달감 모드는 가벼운 느낌의 페달감 모드와 중간 느낌의 페달감 모드 및 무거운 느낌의 페달감 모드중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 감지 장치에서 감지한 페달 동작 상태 정보를 입력받는 입력 단계; 및 입력된 페달 동작 상태 정보에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일을 이용하여 조절하는 페달감 조절 단계를 포함할 수가 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 페달 동작의 페달감(pedal feeling) 모드중 원하는 페달감 모드를 선택하는 선택 단계; 및 선택된 페달감 모드에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일을 이용하여 조절하는 페달감 조절 단계를 포함할 수가 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치 및 그 페달감 조절 방법은, 안정적인 페달감을 구현시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치가 감지 장치 및 알터네이터와 배터리에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도.
도 2는 도 1에 도시한 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치를 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 3은 도 2에 도시한 페달감 조절부를 일예로 나타낸 회로도.
도 4는 도 2에 도시한 페달감 조절부를 다른 일예로 나타낸 회로도.
도 5는 도 2에 도시한 페달감 조절부에 설정된 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치의 페달감 조절 방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치가 알터네이터와 배터리에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도.
도 8은 도 7에 도시한 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치를 일예로 나타낸 블럭 구성도.
도 9는 도 8에 도시한 페달감 조절부를 일예로 나타낸 회로도.
도 10은 도 8에 도시한 페달감 조절부를 다른 일예로 나타낸 회로도.
도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치의 페달감 조절 방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치가 감지 장치 및 알터네이터와 배터리에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치를 일예로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시한 페달감 조절부를 일예로 나타낸 회로도이고, 도 4는 도 2에 도시한 페달감 조절부를 다른 일예로 나타낸 회로도이다.
도 5는 도 2에 도시한 페달감 조절부에 설정된 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감을 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(100)는 입력부(102)와 페달감 조절부(104)를 포함한다.
입력부(102)는 감지 장치(10)에서 감지한 페달 동작 상태 정보를 입력받는다.
여기서, 페달 동작 상태 정보는 언덕 기울기가 있는 상태에서의 페달 동작 상태, 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 발생한 상태에서의 페달 동작 상태, 페달 기어비값이 작거나 큰 상태에서의 페달 동작 상태중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
이때, 감지 장치(10)는 도시하지는 않았지만 언덕 기울기가 있는 상태에서의 페달 동작 상태를 감지하기 위한 감지 센서(미도시), 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 발생한 상태에서의 페달 동작 상태를 감지하기 위한 감지 센서(미도시), 페달 기어비값이 작거나 큰 상태에서의 페달 동작 상태를 감지하기 위한 감지 센서(미도시)중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
페달감 조절부(104)는 입력부(102)에 입력된 페달 동작 상태 정보에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)(30)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자(104c)의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일(104a)을 이용하여 조절한다.
이때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(104)는 적어도 둘 이상의 코일(104a) 및 제어 수단(104b)과 적어도 하나의 스위칭 소자(104c) 및 정류회로(104d)와 메인 스위칭 소자(104e)를 포함할 수가 있다.
적어도 둘 이상의 코일(104a)은 알터네이터(30)와 전기적으로 연결될 수가 있다.
적어도 하나의 스위칭 소자(104c)는 적어도 둘 이상의 코일(104a)을 연결하는 접점에 전기적으로 연결될 수가 있고, 제어 수단(104b)에 설정된 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 알터네이터(30)에서 출력되는 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분할 수가 있다.
정류 회로(104d)는 코일(104a) 및 스위칭 소자(104c)와 전기적으로 연결되고, 토크 영역별로 구분된 페달감 토크값을 정류시킬 수가 있다.
메인 스위칭 소자(104e)는 정류 회로(104d) 및 제어 수단(104b)과 전기적으로 연결되고, 제어 수단(104b)에 설정된 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 정류된 페달감 토크값을 조절할 수가 있다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감(a,b,c)은 통상적으로 언덕 기울기가 있는 상태에서의 페달 동작 상태(A)에 대응하는 목표 페달감(a)일 수가 있고, 통상적으로 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 발생한 상태에서의 페달 동작 상태(B)에 대응하는 목표 페달감(b)일 수가 있으며, 통상적으로 페달 기어비값이 작거나 큰 상태에서의 페달 동작 상태(C)에 대응하는 목표 페달감(c)일 수가 있다.
즉, 목표 페달감(a)은 통상적으로 언덕 기울기가 커질수록 서서히 증가할 수가 있고, 목표 페달감(b)은 통상적으로 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 커질수록 서서히 증가할 수가 있으며, 목표 페달감(c)은 통상적으로 페달 기어비값이 작을수록 증가하거나 페달 기어비값이 클수록 서서히 감소할 수가 있다.
일예로, 도 3에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(104)는 페달감을 가볍게 느끼도록, 스위칭 소자(SW1, SW2)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3)을 연결하는 접점의 갯수를 감소시켜 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절부(104)는 페달감을 가볍게 느끼도록, 제어 수단(104b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(104b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(104)는 페달감을 더 가볍게 느끼도록, 제어 수단(104b)에 의해 스위칭 소자(SW1)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(104b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 더 감소시킬 수가 있다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(104)는 페달 기어비값이 큰 상태일 때에 페달감을 가볍게 느끼도록, 페달 기어비값이 큰 상태에서의 페달 동작 상태(C)에 대응하는 목표 페달감(c)을 적용하여 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
다른 일예로, 도 4에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(104)는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 스위칭 소자(SW1, SW2)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3)을 연결하는 접점의 갯수를 감소시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)(OL1 내지 OL8)시키면서 감소시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절부(104)는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 제어 수단(104b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(104b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL8)시키면서 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(104)는 페달감을 부드러우면서 더 가볍게 느끼도록, 제어 수단(104b)에 의해 스위칭 소자(SW1)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(104b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL5)시키면서 더 감소시킬 수가 있다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(104)는 페달 기어비값이 큰 상태일 때에 페달감을 부드러운면서 가볍게 느끼도록, 페달 기어비값이 큰 상태에서의 페달 동작 상태(C)에 대응하는 목표 페달감(c)을 적용하여 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL8, OL1 내지 OL5)시키면서 감소시킬 수가 있다.
또 다른 일예로, 도 3에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(104)는 페달감을 무겁게 느끼도록, 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, …)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4, …)을 연결하는 접점의 갯수를 증가시켜 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절부(104)는 페달감을 무겁게 느끼도록, 제어 수단(104b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(104b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(104)는 페달감을 더 무겁게 느끼도록, 제어 수단(104b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, SW4, …)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4, …)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(104b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 더 증가시킬 수가 있다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(104)는 언덕 기울기가 있는 상태 또는 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 발생한 상태일 때에 페달감을 무겁게 느끼도록, 언덕 기울기가 있는 상태에서의 페달 동작 상태(A)에 대응하는 목표 페달감(a) 또는 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 발생한 상태에서의 페달 동작 상태(B)에 대응하는 목표 페달감(b)을 적용하여 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
또 다른 일예로, 도 4에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(104)는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, …)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4, …)을 연결하는 접점의 갯수를 증가시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)(OL1 내지 OL11)시키면서 증가시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절부(104)는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 제어 수단(104b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(104b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL11)시키면서 증가시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(104)는 페달감을 부드러우면서 더 무겁게 느끼도록, 제어 수단(104b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, SW4, …)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4, …)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(104b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL11 …)시키면서 더 증가시킬 수가 있다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(104)는 언덕 기울기가 있는 상태 또는 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 발생한 상태일 때에 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 언덕 기울기가 있는 상태에서의 페달 동작 상태(A)에 대응하는 목표 페달감(a) 또는 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 발생한 상태에서의 페달 동작 상태(B)에 대응하는 목표 페달감(b)을 적용하여 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL11, OL1 내지 OL11 …)시키면서 증가시킬 수가 있다.
여기서, 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, SW4, …) 및 메인 스위칭 소자(MSW)는 설명의 편의상 통상적인 기계식 릴레이(Relay) 스위치로 표시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 스위칭 손실율과 소비 전력을 고려하여 통상적인 전자식 릴레이(Relay) 스위치, MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor)중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(100)의 페달감 조절부(104)는 원하는 취향에 따라 가벼움 또는 무거움 정도에 대한 그래프 형태를 변경시켜 목표 페달감(a, b, c)을 원하는 페달감으로 조절할 수가 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(100)의 페달감 조절부(104)중 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, SW4, …) 및 메인 스위칭 소자(MSW)는 제어 신호에 따라 턴오프(Turn Off) 동작 또는 턴온(Turn On) 동작할 수가 있다.
여기서, 제어 신호는 제어 수단(104b)의 PWM(Pulse Width Modulation) 발생 신호일 수가 있다.
이때, 제어 수단(104b)은 도시하지는 않았지만, PWM 신호를 발생시키기 위한 통상적인 ECU(Electric Control Unit, 미도시) 또는 MCU(Micro Control Unit, 미도시)에 제공될 수가 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(100)의 입력부(102)와 페달감 조절부(104)는 도시하지는 않았지만, 전기 자전거에 적용되는 메인 컴퓨터로 전체적인 동작을 제어하고 입력 및 페달감을 조절하기 위한 통상적인 ECU(Electronic Control Unit, 미도시)에 제공될 수가 있다.
또한, 입력부(102)와 페달감 조절부(104)는 도시하지는 않았지만, 단일 칩 내부에 프로세서와 메모리 및 입출력 장치를 갖춰 전체적인 동작을 제어하고 입력 및 페달감을 조절하기 위한 통상적인 MCU(Micro Control Unit, 미도시)에 제공될 수가 있다.
또한, 입력부(102)와 페달감 조절부(104)는 이에 한정하지 않고 전기 자전거의 전체적인 동작을 제어하고 입력 및 페달감을 조절할 수 있는 모든 입력 수단 및 페달감 조절 수단이면 가능한다.
여기서, 입력부(102)와 페달감 조절부(104)는 통합형으로 ECU(미도시) 또는 MCU(미도시)에 제공될 수가 있고, 분리형으로 ECU(미도시) 또는 MCU(미도시)에 제공될 수가 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(100)는 설명의 편의상 알터네이터(30)와 분리되는 것으로 표시하였으나, 알터네이터(30)에 포함되어 제공될 수가 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(100)는 페달감 조절부(104)의 페달감 토크값을 기초하여 알터네이터(30)에서 발전한 발전 신호를 배터리(50)에 제공할 수가 있다.
이러한, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(100)를 이용하여 페달감을 조절하기 위한 페달감 조절 방법을 살펴보면 다음 도 6과 같다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치의 페달감 조절 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(도1 및 도2의 100)의 페달감 조절 방법(600)은 입력 단계(S602) 및 페달감 조절 단계(S604)를 포함한다.
먼저, 입력 단계(S602)는 감지 장치(도2의 10)에서 감지한 페달 동작 상태 정보를 입력부(도2의 102)에서 입력받는다.
이 후, 페달감 조절 단계(S604)는 입력부(도2의 102)에 입력된 페달 동작 상태 정보에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator, 도2의 30)에서 출력되는 페달감 토크값을 페달감 조절부(도2의 104)에서 적어도 하나의 스위칭 소자(도3 및 도4의 104c)의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일(도3 및 도4의 104a)을 이용하여 토크 영역별로 구분하고, 메인 스위칭 소자(도3 및 도4의 104e)의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 페달감 토크값을 조절한다.
일예로, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 스위칭 소자(도3의 SW1, SW2)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(도3의 L1, L2, L3)을 연결하는 접점의 갯수를 감소시켜 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 제어 수단(도3의 104b)에 의해 스위칭 소자(도3의 SW1, SW2)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도3의 L1, L2, L3)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도3의 104b)에 의해 메인 스위칭 소자(도3의 MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 더 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 제어 수단(도3의 104b)에 의해 스위칭 소자(도3의 SW1)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도3의 L1, L2)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도3의 104b)에 의해 메인 스위칭 소자(도3의 MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 더 감소시킬 수가 있다.
다른 일예로, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 스위칭 소자(도4의 SW1, SW2)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(도4의 L1, L2, L3)을 연결하는 접점의 갯수를 감소시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)(도4의 OL1 내지 OL8)시키면서 감소시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 제어 수단(도4의 104b)에 의해 스위칭 소자(도4의 SW1, SW2)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도4의 L1, L2, L3)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도4의 104b)에 의해 메인 스위칭 소자(도4의 MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(도4의 OL1 내지 OL8)시키면서 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 부드러우면서 더 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 제어 수단(도4의 104b)에 의해 스위칭 소자(도4의 SW1)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도4의 L1, L2)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도4의 104b)에 의해 메인 스위칭 소자(도4의 MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(도4의 OL1 내지 OL5)시키면서 더 감소시킬 수가 있다.
또 다른 일예로, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 스위칭 소자(도3의 SW1, SW2, SW3, …)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(도3의 L1, L2, L3, L4, …)을 연결하는 접점의 갯수를 증가시켜 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 제어 수단(도3의 104b)에 의해 스위칭 소자(도3의 SW1, SW2, SW3)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도3의 L1, L2, L3, L4)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도3의 104b)에 의해 메인 스위칭 소자(도3의 MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 더 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 제어 수단(도3의 104b)에 의해 스위칭 소자(도3의 SW1, SW2, SW3, SW4, …)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도3의 L1, L2, L3, L4, …)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도3의 104b)에 의해 메인 스위칭 소자(도3의 MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 더 증가시킬 수가 있다.
또 다른 일예로, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 스위칭 소자(도4의 SW1, SW2, SW3, …)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(도4의 L1, L2, L3, L4, …)을 연결하는 접점의 갯수를 증가시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)(도4의 OL1 내지 OL11)시키면서 증가시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 제어 수단(도4의 104b)에 의해 스위칭 소자(도4의 SW1, SW2, SW3)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도4의 L1, L2, L3, L4)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도4의 104b)에 의해 메인 스위칭 소자(도4의 MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(도4의 OL1 내지 OL11)시키면서 증가시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절 단계(S604)는 페달감을 부드러우면서 더 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도2의 104)에서 제어 수단(도4의 104b)에 의해 스위칭 소자(도4의 SW1, SW2, SW3, SW4, …)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도4의 L1, L2, L3, L4, …)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도4의 104b)에 의해 메인 스위칭 소자(도4의 MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(도4의 OL1 내지 OL11 …)시키면서 더 증가시킬 수가 있다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(100) 및 그 페달감 조절 방법(600)은 입력부(102)와 페달감 조절부(104)를 포함하여 입력 단계(S602) 및 페달감 조절 단계(S604)를 수행한다.
따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(100) 및 그 페달감 조절 방법(600)은 페달 동작 상태 정보에 따라 페달감을 적정 페달감 범위내에서 가볍거나 무겁게 느끼도록 제공할 수가 있으므로, 안정적인 페달감을 구현시킬 수가 있게 된다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치가 알터네이터와 배터리에 연결된 상태를 나타낸 블럭 구성도이고, 도 8은 도 7에 도시한 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치를 일예로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 9는 도 8에 도시한 페달감 조절부를 일예로 나타낸 회로도이고, 도 10은 도 8에 도시한 페달감 조절부를 다른 일예로 나타낸 회로도이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(700)는 선택부(703)와 페달감 조절부(704)를 포함한다.
선택부(703)는 페달 동작의 페달감(pedal feeling) 모드중 원하는 페달감 모드를 선택한다.
여기서, 페달감 모드는 가벼운 느낌의 페달감 모드와 중간 느낌의 페달감 모드 및 무거운 느낌의 페달감 모드중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
이때, 선택부(703)는 도시하지는 않았지만, 전기 자전거(미도시)의 핸들 부분에 단말기(미도시)로 제공될 수가 있고, 단말기(미도시)에 표시된 선택 누름 버튼(미도시)에 의해 원하는 페달감 모드를 선택할 수가 있다.
페달감 조절부(704)는 선택부(703)에 선택된 페달감 모드에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)(30)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자(704c)의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일(704a)을 이용하여 조절한다.
이때, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(704)는 적어도 둘 이상의 코일(704a) 및 제어 수단(704b)과 적어도 하나의 스위칭 소자(704c) 및 정류 회로(704d)와 메인 스위칭 소자(704e)를 포함할 수가 있다.
적어도 둘 이상의 코일(704a)은 알터네이터(30)와 전기적으로 연결될 수가 있다.
적어도 하나의 스위칭 소자(704c)는 적어도 둘 이상의 코일(704a)을 연결하는 접점에 전기적으로 연결될 수가 있고, 제어 수단(704b)에 설정된 선택된 페달감 모드에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 알터네이터(30)에서 출력되는 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분할 수가 있다.
정류 회로(704d)는 코일(704a) 및 스위칭 소자(704c)와 전기적으로 연결되고, 토크 영역별로 구분된 페달감 토크값을 정류시킬 수가 있다.
메인 스위칭 소자(704e)는 정류 회로(704d) 및 제어 수단(704b)과 전기적으로 연결되고, 제어 수단(704b)에 설정된 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 정류된 페달감 토크값을 조절할 수가 있다.
일예로, 도 9에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(704)는 페달감을 가볍게 느끼도록, 스위칭 소자(SW1, SW2)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3)을 연결하는 접점의 갯수를 감소시켜 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절부(704)는 페달감을 가볍게 느끼도록, 제어 수단(704b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(704b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(704)는 페달감을 더 가볍게 느끼도록, 제어 수단(704b)에 의해 스위칭 소자(SW1)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(704b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 더 감소시킬 수가 있다.
이때, 페달감 조절부(704)는 페달감을 가볍게 느끼도록, 가벼운 느낌의 페달감 모드에 대응하는 목표 페달감을 적용하여 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
다른 일예로, 도 10에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(704)는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 스위칭 소자(SW1, SW2)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3)을 연결하는 접점의 갯수를 감소시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)(OL1 내지 OL8)시키면서 감소시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절부(704)는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 제어 수단(704b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(704b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL8)시키면서 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(704)는 페달감을 부드러우면서 더 가볍게 느끼도록, 제어 수단(704b)에 의해 스위칭 소자(SW1)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(704b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL5)시키면서 더 감소시킬 수가 있다.
이때, 페달감 조절부(704)는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 가벼운 느낌의 페달감 모드에 대응하는 목표 페달감을 적용하여 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL8, OL1 내지 OL5)시키면서 감소시킬 수가 있다.
또 다른 일예로, 도 9에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(704)는 페달감을 무겁게 느끼도록, 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, …)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4, …)을 연결하는 접점의 갯수를 증가시켜 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절부(704)는 페달감을 무겁게 느끼도록, 제어 수단(704b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(704b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(704)는 페달감을 더 무겁게 느끼도록, 제어 수단(704b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, SW4, …)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4, …)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(704b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 더 증가시킬 수가 있다.
이때, 페달감 조절부(704)는 페달감을 무겁게 느끼도록, 무거운 느낌의 페달감 모드에 대응하는 목표 페달감을 적용하여 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
또 다른 일예로, 도 10에 도시된 바와 같이 페달감 조절부(704)는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, …)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4, …)을 연결하는 접점의 갯수를 증가시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)(OL1 내지 OL11)시키면서 증가시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절부(704)는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 제어 수단(704b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(704b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL11)시키면서 증가시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(704)는 페달감을 부드러우면서 더 무겁게 느끼도록, 제어 수단(704b)에 의해 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, SW4, …)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(L1, L2, L3, L4, …)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(704b)에 의해 메인 스위칭 소자(MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL11 …)시키면서 더 증가시킬 수가 있다.
이때, 페달감 조절부(704)는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 무거운 느낌의 페달감 모드에 대응하는 목표 페달감을 적용하여 페달감 토크값을 오버랩(OL1 내지 OL11, OL1 내지 OL11 …)시키면서 증가시킬 수가 있다.
여기서, 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, SW4, …) 및 메인 스위칭 소자(MSW)는 설명의 편의상 통상적인 기계식 릴레이(Relay) 스위치로 표시하였으나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 스위칭 손실율과 소비 전력을 고려하여 통상적인 전자식 릴레이(Relay) 스위치, MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor)중 적어도 하나를 포함할 수가 있다.
한편, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(700)의 페달감 조절부(704)는 원하는 취향에 따라 가벼움 또는 무거움 정도를 변경시켜 목표 페달감을 원하는 페달감으로 조절할 수가 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(700)의 페달감 조절부(704)중 스위칭 소자(SW1, SW2, SW3, SW4, …) 및 메인 스위칭 소자(MSW)는 제어 신호에 따라 턴오프(Turn Off) 동작 또는 턴온(Turn On) 동작할 수가 있다.
여기서, 제어 신호는 제어 수단(704b)의 PWM(Pulse Width Modulation) 발생 신호일 수가 있다.
이때, 제어 수단(704b)은 도시하지는 않았지만, PWM 신호를 발생시키기 위한 통상적인 ECU(Electric Control Unit, 미도시) 또는 MCU(Micro Control Unit, 미도시)에 제공될 수가 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(700)의 페달감 조절부(704)는 도시하지는 않았지만, 전기 자전거에 적용되는 메인 컴퓨터로 전체적인 동작을 제어하고 페달감을 조절하기 위한 통상적인 ECU(Electronic Control Unit, 미도시)에 제공될 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(704)는 도시하지는 않았지만, 단일 칩 내부에 프로세서와 메모리 및 입출력 장치를 갖춰 전체적인 동작을 제어하고 페달감을 조절하기 위한 통상적인 MCU(Micro Control Unit, 미도시)에 제공될 수가 있다.
또한, 페달감 조절부(704)는 이에 한정하지 않고 전기 자전거의 전체적인 동작을 제어하고 페달감을 조절할 수 있는 모든 페달감 조절 수단이면 가능한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(700)중 페달감 조절부(704)는 설명의 편의상 알터네이터(30)와 분리되는 것으로 표시하였으나, 알터네이터(30)에 포함되어 제공될 수가 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(700)는 페달감 조절부(704)의 페달감 토크값을 기초하여 알터네이터(30)에서 발전한 발전 신호를 배터리(50)에 제공할 수가 있다.
이러한, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(700)를 이용하여 페달감을 조절하기 위한 페달감 조절 방법을 살펴보면 다음 도 11과 같다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치의 페달감 조절 방법을 나타낸 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(도7 및 도8의 700)의 페달감 조절 방법(1100)은 선택 단계(S1102) 및 페달감 조절 단계(S1104)를 포함한다.
먼저, 선택 단계(S1102)는 페달 동작의 페달감(pedal feeling) 모드중 원하는 페달감 모드를 선택부(도8의 703)에서 선택한다.
이 후, 페달감 조절 단계(S1104)는 선택부(도8의 703)에 의해 선택된 페달감 모드에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator, 도8의 30)에서 출력되는 페달감 토크값을 페달감 조절부(도8의 704)에서 적어도 하나의 스위칭 소자(도9 및 도10의 704c)의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일(도9 및 도10의 704a)을 이용하여 토크 영역별로 구분하고, 메인 스위칭 소자(도9 및 도10의 704e)의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 페달감 토크값을 조절한다.
일예로, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 스위칭 소자(도9의 SW1, SW2)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(도9의 L1, L2, L3)을 연결하는 접점의 갯수를 감소시켜 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 제어 수단(도9의 704b)에 의해 스위칭 소자(도9의 SW1, SW2)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도9의 L1, L2, L3)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도9의 704b)에 의해 메인 스위칭 소자(도9의 MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 더 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 제어 수단(도9의 704b)에 의해 스위칭 소자(도9의 SW1)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도9의 L1, L2)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도9의 704b)에 의해 메인 스위칭 소자(도9의 MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 더 감소시킬 수가 있다.
다른 일예로, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 스위칭 소자(도10의 SW1, SW2)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(도10의 L1, L2, L3)을 연결하는 접점의 갯수를 감소시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)(도10의 OL1 내지 OL8)시키면서 감소시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 제어 수단(도10의 704b)에 의해 스위칭 소자(도10의 SW1, SW2)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도10의 L1, L2, L3)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도10의 704b)에 의해 메인 스위칭 소자(도10의 MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(도10의 OL1 내지 OL8)시키면서 감소시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 부드러우면서 더 가볍게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 제어 수단(도10의 704b)에 의해 스위칭 소자(도10의 SW1)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도10의 L1, L2)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도10의 704b)에 의해 메인 스위칭 소자(도10의 MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(도10의 OL1 내지 OL5)시키면서 더 감소시킬 수가 있다.
또 다른 일예로, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 스위칭 소자(도9의 SW1, SW2, SW3, …)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(도9의 L1, L2, L3, L4, …)을 연결하는 접점의 갯수를 증가시켜 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 제어 수단(도9의 704b)에 의해 스위칭 소자(도9의 SW1, SW2, SW3)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도9의 L1, L2, L3, L4)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도9의 704b)에 의해 메인 스위칭 소자(도9의 MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 증가시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 더 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 제어 수단(도9의 704b)에 의해 스위칭 소자(도9의 SW1, SW2, SW3, SW4, …)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도9의 L1, L2, L3, L4, …)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도9의 704b)에 의해 메인 스위칭 소자(도9의 MSW)를 턴온 동작시키면서 페달감 토크값을 더 증가시킬 수가 있다.
또 다른 일예로, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 스위칭 소자(도10의 SW1, SW2, SW3, …)의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 적어도 둘 이상의 코일(도10의 L1, L2, L3, L4, …)을 연결하는 접점의 갯수를 증가시키고 페달감 토크값을 오버랩(overlap)(도10의 OL1 내지 OL11)시키면서 증가시킬 수가 있다.
즉, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 제어 수단(도10의 704b)에 의해 스위칭 소자(도10의 SW1, SW2, SW3)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도10의 L1, L2, L3, L4)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도10의 704b)에 의해 메인 스위칭 소자(도10의 MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(도10의 OL1 내지 OL11)시키면서 증가시킬 수가 있다.
또한, 페달감 조절 단계(S1104)는 페달감을 부드러우면서 더 무겁게 느끼도록, 페달감 조절부(도8의 704)에서 제어 수단(도10의 704b)에 의해 스위칭 소자(도10의 SW1, SW2, SW3, SW4, …)를 턴온 동작시키면서 적어도 둘 이상의 코일(도10의 L1, L2, L3, L4, …)을 접점 연결하여 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하고, 제어 수단(도10의 704b)에 의해 메인 스위칭 소자(도10의 MSW)를 턴온 동작시키며 페달감 토크값을 오버랩(도10의 OL1 내지 OL11 …)시키면서 더 증가시킬 수가 있다.
이와 같은, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(700) 및 그 페달감 조절 방법(1100)은 선택부(703)와 페달감 조절부(704)를 포함하여 선택 단계(S1102) 및 페달감 조절 단계(S1104)를 수행한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치(700) 및 그 페달감 조절 방법(1100)은 원하는 페달감 모드에 따라 페달감을 적정 페달감 범위내에서 가볍거나 무겁게 느끼도록 제공할 수가 있으므로, 안정적인 페달감을 구현시킬 수가 있게 된다.

Claims (13)

  1. 감지 장치에서 감지한 페달 동작 상태 정보를 입력받는 입력부; 및
    상기 입력된 페달 동작 상태 정보에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일을 이용하여 조절하는 페달감 조절부를 포함하고,
    상기 페달감 조절부는,
    상기 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 감소시키고 상기 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 감소시키거나,
    상기 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 증가시키고 상기 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 증가시키는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치.
  2. 페달 동작의 페달감(pedal feeling) 모드중 원하는 페달감 모드를 선택하는 선택부; 및
    상기 선택된 페달감 모드에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일을 이용하여 조절하는 페달감 조절부를 포함하고,
    상기 페달감 조절부는,
    상기 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 감소시키고 상기 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 감소시키거나,
    상기 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 증가시키고 상기 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 증가시키는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 페달감 조절부는,
    상기 알터네이터와 전기적으로 연결된 적어도 둘 이상의 코일;
    상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점에 전기적으로 연결되고, 제어 수단에 설정된 상기 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 상기 알터네이터에서 출력되는 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하는 적어도 하나의 스위칭 소자;
    상기 코일 및 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고, 상기 토크 영역별로 구분된 페달감 토크값을 정류시키는 정류 회로; 및
    상기 정류 회로 및 상기 제어 수단과 전기적으로 연결되고, 상기 제어 수단에 설정된 상기 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 상기 정류된 페달감 토크값을 조절하는 메인 스위칭 소자를 포함하는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 페달감 조절부는,
    상기 알터네이터와 전기적으로 연결된 적어도 둘 이상의 코일;
    상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점에 전기적으로 연결되고, 제어 수단에 설정된 상기 선택된 페달감 모드에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 상기 알터네이터에서 출력되는 페달감 토크값을 토크 영역별로 구분하는 적어도 하나의 스위칭 소자;
    상기 코일 및 상기 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고, 상기 토크 영역별로 구분된 페달감 토크값을 정류시키는 정류 회로; 및
    상기 정류 회로 및 상기 제어 수단과 전기적으로 연결되고, 상기 제어 수단에 설정된 상기 페달 동작 상태 정보에 대응하는 목표 페달감에 맞춰진 턴온 신호를 공급받아 상기 정류된 페달감 토크값을 조절하는 메인 스위칭 소자를 포함하는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 페달감 조절부는,
    상기 페달감을 가볍게 느끼도록, 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 감소시켜 상기 페달감 토크값을 감소시키는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 페달감 조절부는,
    상기 페달감을 무겁게 느끼도록, 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 증가시켜 상기 페달감 토크값을 증가시키는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 스위칭 소자는,
    기계식 릴레이(Relay) 스위치, 전자식 릴레이(Relay) 스위치, MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor)중 적어도 하나를 포함하는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 페달 동작 상태 정보는 언덕 기울기가 있는 상태에서의 페달 동작 상태, 페달 속도값과 뒷바퀴 속도값간의 차이값이 발생한 상태에서의 페달 동작 상태, 페달 기어비값이 작거나 큰 상태에서의 페달 동작 상태중 적어도 하나를 포함하는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 페달감 모드는 가벼운 느낌의 페달감 모드와 중간 느낌의 페달감 모드 및 무거운 느낌의 페달감 모드중 적어도 하나를 포함하는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 장치.
  12. 감지 장치에서 감지한 페달 동작 상태 정보를 입력받는 입력 단계; 및
    상기 입력된 페달 동작 상태 정보에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일을 이용하여 조절하는 페달감 조절 단계를 포함하고,
    상기 페달감 조절 단계는,
    상기 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 감소시키고 상기 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 감소시키거나,
    상기 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 증가시키고 상기 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 증가시키는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 방법.
  13. 페달 동작의 페달감(pedal feeling) 모드중 원하는 페달감 모드를 선택하는 선택 단계; 및
    상기 선택된 페달감 모드에 대응하여 페달감을 느끼도록 알터네이터(Alternator)에서 출력되는 페달감 토크값을 적어도 하나의 스위칭 소자의 선택적인 턴온(Turn On) 동작에 의해 전기적으로 접점 연결되는 적어도 둘 이상의 코일을 이용하여 조절하는 페달감 조절 단계를 포함하고,
    상기 페달감 조절 단계는,
    상기 페달감을 부드러우면서 가볍게 느끼도록 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 감소시키고 상기 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 감소시키거나,
    상기 페달감을 부드러우면서 무겁게 느끼도록 상기 스위칭 소자의 선택적인 턴온 동작의 갯수 및 상기 적어도 둘 이상의 코일을 연결하는 접점의 갯수를 증가시키고 상기 페달감 토크값을 오버랩(overlap)시키면서 증가시키는 전기 자전거용 페달 발전기의 페달감 조절 방법.
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