KR102038580B1 - Driving control method by self-load for transportation with more than two electro-motion wheel. - Google Patents

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Abstract

본 발명은 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에서 구현된 오토바이에 전동모터를 적용하여 구동 할 경우와 전륜 또는 그리고 후륜에 2개 이상의 독립 구동 모터를 적용하여 전동으로 움직이는 오토바이 또는 이송수단에 있어 곡선구간을 주행하는 경우나 돌발 상황에서 요구되어지는 각각의 바퀴의 속도를 제어하는 것에 관한 것이다.
삼륜 이상의 전동운송수단이 곡선구간을 주행 할 경우, 곡선반경의 중심으로부터 바깥쪽에 위치한 바퀴의 회전속도가 안쪽에 위치한 바퀴의 회전 속도보다 더 빨라야하기 때문에 각각의 모터의 속도를 제어하여 속도의 변화를 주지 않으면 주행 안정성에 심각한 영향을 주게 된다. 그에 따라 각각의 모터에 대한 정밀한 컨트롤이 요구되게 된다.
본 발명은 별도의 컨트롤러를 사용하지 않고 곡선구간 주행시 운송수단 자체에서 발생하는 물리적인 현상과 BLDC모터가 가지는 고유특성을 이용함으로서 그 문제를 해결하였다.
그리고 상기 언급한 오토바이 및 운송수단이 각각의 바퀴에 독립구동형태의 모터를 사용함으로서 한 개의 모터를 사용하여 운송수단을 기동할 때보다 에너지의 소모량은 더 줄이고 기동력과 에너지 효율은 높이는 방안에 관한 것이다.The present invention relates to a motorcycle that is driven by applying an electric motor to a motorcycle implemented in “Patent No. 10-0873537 and a motorcycle having the same” and by applying two or more independent driving motors to a front wheel or a rear wheel, or The present invention relates to controlling the speed of each wheel required for driving in a curved section or in a sudden situation in the transport means.
When three or more electric transportation means are traveling in a curved section, the rotation speed of the wheel located outside the center of the curve radius must be faster than the rotation speed of the wheel located inside. Failure to do so will seriously affect driving stability. This requires precise control of each motor.
The present invention solves the problem by using a physical phenomenon occurring in the vehicle itself and the inherent characteristics of the BLDC motor without driving a separate controller.
In addition, the above-mentioned motorcycles and vehicles use independent motors for each wheel to reduce energy consumption and increase maneuverability and energy efficiency than when a vehicle is started using a single motor. .

Description

두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어방법. {Driving control method by self-load for transportation with more than two electro-motion wheel.} A method of driving control by a self load of a vehicle having two or more electric drive wheels. {Driving control method by self-load for transportation with more than two electro-motion wheel.}

본 발명은 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 운송수단과 전륜 또는 그리고 후륜에 2개 이상의 독립 구동 바퀴를 보유하여 전동으로 움직이는 운송수단(오토바이, 자동차 등)에 대하여 운송수단이 곡선구간을 주행할 때 회전반경의 중심과 각각의 바퀴사이의 거리에 의해 발생하는 각 바퀴의 속도차이를 별도의 제어장치를 사용하지 않고 모터의 고유특성과 곡선주행에서 발생하는 물리적 현상을 이용하여 자율적으로 제어하는 방법에 관한 것이다. The present invention has a vehicle implemented by "Patent No. 10-0873537 and a motorcycle having the same" and a vehicle (motorcycle, automobile, etc.) which has two or more independent driving wheels on the front wheel or the rear wheel and moves electrically. The speed difference of each wheel caused by the distance between the center of the radius of rotation and each wheel when the vehicle travels the curved section does not use a separate control device and the physical characteristics of the motor The present invention relates to a method for autonomous control using a phenomenon.

부가하여 상기 운송수단이 정지 상태에서 기동할 때나 등반을 요할 경우와 같이 일반적인 주행시 보다 더 많은 힘이 요구될 경우 그 필요한 힘의 문제를 해결하기 위해 한 개의 모터가 아닌 다수의 모터를 사용함으로써 그에 따른 기동력을 확보하고 에너지 효율을 높이는 방안에 관한 것이다.In addition, if more power is required than in normal driving, such as when the vehicle is maneuvered in a stationary state or when climbing is required, the use of multiple motors instead of one motor may be used to solve the problem of the required force. The present invention relates to measures for securing maneuverability and improving energy efficiency.

일반적으로 전기자동차와 전기오토바이 등의 운송수단은 구동에 있어 전기모터를 사용함으로서 화석연료를 사용하지 않아 대기환경오염을 방지하는 친환경 운송수단으로 많은 주목을 받고 있다. In general, transportation vehicles such as electric vehicles and electric motorcycles have attracted much attention as eco-friendly transportation means to prevent air pollution by not using fossil fuels by using electric motors in driving.

그러나 이러한 전기자동차와 전기오토바이 등은 전기의 힘으로 움직이기 때문에 한 번의 충전으로 얼마나 먼 거리를 주행 할 수 있는가 하는 것이 중요한 관건이며 이는 밧데리의 용량과 함께 전동 구동시스템의 효율과도 연관된다.However, since electric vehicles and motorcycles are driven by electric power, it is important to determine how far the vehicle can be driven with a single charge, which is related to the capacity of the battery and the efficiency of the electric drive system.

일반적으로 운송수단들이 곡선구간을 주행 할 경우, 각각의 바퀴에 걸리는 속도와 부하가 회전반경과 원심력에 따라 차이가 발생한다. 이러한 문제의 해결을 위하여 엔진구동 운송수단의 경우에는 차동기어 등을 사용하지만 전동구동 운송수단에 차동장치 등을 사용할 경우에는 에너지효율의 저하와 함께 무엇보다 오토바이와 같은 경우에는 공간의 협소함으로 인해 적용에 제약이 따를 수 있다.In general, when vehicles travel on curved sections, the speed and load on each wheel vary depending on the turning radius and centrifugal force. In order to solve these problems, the engine-driven vehicle uses a differential gear, but when the differential device is used in an electric-driven vehicle, the energy efficiency decreases and, in the case of a motorcycle, it is applied due to the narrow space. May be subject to restrictions.

이를 해결하기위해 다수의 중, 소형 모터를 사용함으로서 공간과 힘의 문제를 해결할 수 있으며 에너지효율 증가효과도 동시에 얻을 수 있다.To solve this problem, by using a large number of small and medium motors, space and power problems can be solved and energy efficiency can be increased simultaneously.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 전륜 또는 그리고 후륜에 2개 이상의 독립 구동 바퀴를 보유하여 움직이는 운송수단(오토바이, 자동차 등)에 전동모터를 적용하여 구동하고자 할 경우에 있어서,The problem to be solved by the present invention is a motorcycle and a vehicle implemented by "patent 10-0873537 two-wheel mobile body and a motorcycle having the same" and moving two or more independent driving wheels on the rear wheels (motorcycle, automobile, etc.) If you want to drive by applying an electric motor)

정지 상태에서 출발할 때나 등반이 요구되는 상황 등과 같이 일반적인 주행보다 더 많은 힘이 요구되는 상황에서는 충분히 큰 용량의 전동모터를 사용하지 않으면 정상적인 운행이 일어나지 않을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 대용량의 모터를 사용한다 하더라도 오토바이 등과 같이 차체의 크기가 작은 이동장치의 경우에는 공간적 제약이 발생하게 된다.In situations where more power is required than normal driving, such as when starting from a standstill or when climbing is required, normal driving may not occur unless a large enough electric motor is used. Even if a large amount of motor is used to solve this problem, space limitation occurs in a mobile device such as a motorcycle.

그리고 일반적으로 운송수단이 곡선 주행 구간을 만나게 되면 (도 3)에 도시한 것과 같이 회전반경의 중심으로부터 안쪽에 위치한 바퀴의 속도와 바깥쪽에 위치한 바퀴의 속도가 회전반경의 차이에 따라 다르게 되며 그에 따른 원심력의 차이로 인해 각각의 바퀴에 걸리는 부하도 다르게 된다. 특히 속도의 경우에는 미세한 차이라도 적정한 제어를 하지 않게 되면 곡선구간 주행시 주행안전성에 극단적인 위험요소가 될 수 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해서 기존의 자동차 등의 운송수단에서는 차동기어 등을 이용하기도 하지만 독립구동 모터를 가진 전동운송수단의 경우에는 각각의 구동모터를 연동하여 제어(Synchronize)하여야 하는 어려움이 있다.In general, when the vehicle meets the curved driving section, as shown in FIG. 3, the speed of the wheels located inside and the speed of the wheels located outside from the center of the turning radius vary according to the difference in the turning radius. The difference in centrifugal force causes different loads on each wheel. Particularly, in the case of speed, even a fine car may not be properly controlled, which may be an extremely dangerous factor in driving safety when driving in a curved section. In order to overcome such a problem, a conventional vehicle or the like may use a differential gear, but in the case of an electric vehicle having an independent drive motor, there is a difficulty in synchronizing the respective driving motors.

따라서 전동으로 구동하는 운송수단에 있어서 상기한 현상들에 대응하는 모터의 제어 기술은 필수적이라 할 수 있다. 뿐만아니라 일반적으로 운송수단의 경우 그 사용 환경이 사용자에 따라 워낙 차이가 크기 때문에 컨트롤에 대한 안전성과 내구성의 확보에 많은 주의가 필요하다. Therefore, the control technology of the motor corresponding to the above phenomena may be essential in the electric vehicle driven. In addition, in the case of transportation in general, the use environment varies greatly depending on the user, so much care must be taken to secure safety and durability for the control.

본 발명과 관련되는 운반수단은 “특허 제10- 0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 전륜 또는 그리고 후륜에 2개 이상의 독립 구동 바퀴를 보유하여 전동으로 움직이는 운송수단(오토바이, 자동차 등)으로서 독립적으로 구동하는 전동모터가 각각의 바퀴에 장착되거나 2개 이상의 전동모터가 장착된다. The vehicle associated with the present invention includes a motorcycle implemented by “Patent 10-0873537 Two-wheeled mobile body and a motorcycle having the same” and an electric vehicle having two or more independent driving wheels on the front wheel and the rear wheel. Electric motors that are driven independently, such as automobiles, are mounted on each wheel, or two or more electric motors are mounted.

상기 운송수단이 공간적인 문제 등의 이유로 운송수단이 요구하는 대용량의 모터를 사용하지 못할 경우에는 이를 극복하기위해 한 개의 대용량 모터가 아니라 다수의 중, 소용량 모터를 각각의 구동바퀴에 독립구동형태로 사용함으로써 공간문제의 해결과 함께 기동력과 에너지 효율의 문제를 극복 할 수 있다. If the vehicle cannot use the large capacity motor required by the vehicle due to space problems, to overcome this problem, a large number of medium and small capacity motors, instead of one large motor, may be used as independent drives in each driving wheel. It can solve the space problem and overcome the problems of maneuverability and energy efficiency.

이때 구동바퀴는 각 구동바퀴의 외부 또는 내부에 모터를 장착하여 기동하며, 특히 휠 내부에 모터가 내장되는 모터내장형 바퀴의 경우에는 동력전달 체계를 단순화함으로써 동력전달과정에서 발생하는 에너지 손실을 없앨 수 있어 더욱 바람직하다. At this time, the driving wheel is started by installing a motor on the outside or inside of each driving wheel. Especially in the case of a motor-mounted wheel in which the motor is embedded inside the wheel, the power transmission system can be simplified to eliminate the energy loss generated in the power transmission process. It is more preferable.

또한 상기 언급한 운송수단이 곡선구간을 주행 할 경우,In addition, if the above-mentioned means of transport drive a curved section,

(도 3)에서 도시한 바와 같이 회전반경의 차이에 따라 곡선반경의 중심으로부터 바깥쪽에 위치한 바퀴의 회전속도가 안쪽에 위치한 바퀴의 회전 속도보다 더 빨라져야 하기 때문에 각각의 모터의 속도를 제어하여 상황에 따라 속도의 변화를 주지 않으면 주행 안정성에 심각한 위험을 초래하게 된다.As shown in FIG. 3, since the rotational speed of the wheels located outward from the center of the curve radius should be faster than the rotational speed of the wheels located inward from the center of the curve radius, the speed of each motor is controlled. Therefore, if the speed is not changed, the driving stability is seriously threatened.

그리고 회전에 따른 원심력으로 인해 회전 반경의 중심으로부터 바깥쪽에 위치한 바퀴에 더 많은 부하가 걸리게 된다. 그러나 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 일반적인 오토바이는 곡선구간 주행시 운송수단의 차체를 회전 반경의 중심 방향으로 기울여 무게중심을 이동시킴으로써 원심력으로부터 안정성을 확보한다. 그렇게 되면 무게의 중심이 회전반경의 가까운 쪽으로 이동하게 되며 그로 인해 회전반경의 중심으로부터 가까운곳에위치한 바퀴에 더 많은 부하가 걸리게 된다. And due to the centrifugal force of the rotation, more load is placed on the wheels located outward from the center of the rotation radius. However, motorcycles and general motorcycles implemented by “Patent No. 10-0873537 Two-wheeled mobile body and a motorcycle having the same” ensure stability from centrifugal force by moving the center of gravity by tilting the body of the vehicle toward the center of the turning radius when driving in a curved section. . This shifts the center of gravity closer to the radius of rotation, which places more load on the wheels located closer to the center of rotation.

이러한 문제들을 종합하여 본 발명에서는 곡선구간 주행시 각각의 바퀴에 자연적으로 작용하는 원심력과 그에 따른 안정성을 확보하기 위한 무게중심의 이동으로 인해 각각의 바퀴에 걸리게 되는 부하의 차이를 모터가 가지는 고유특성(부하가 커지면 속도가 줄고 부하가 줄어들면 속도가 늘어나는 특성)과 연계함으로써 별도의 컨트롤러를 사용하지 않고 그 안정성과 용의성을 확보하였다.In summary, in the present invention, inherent characteristics of a motor having a difference in load applied to each wheel due to centrifugal force naturally acting on each wheel during movement of a curved section and movement of the center of gravity for securing stability accordingly ( By increasing the load, the speed decreases, and when the load decreases, the speed increases.) The stability and ease of use are secured without using a separate controller.

참고로 여러 종류의 모터 중에서 BLDC(Brushless DC)모터는 다른 모터에 비해 가격이 비싼 단점이 있으나 전압과 분당회전수가 비례하고 전류와 부하(토크)가 비례하는 특성, 즉 속도대 토크의 특성이 뛰어나다. For reference, BLDC (Brushless DC) motors are more expensive than other motors, but the voltage and RPM are proportional, and the current and load (torque) are proportional to each other. .

(식 1)          (Equation 1)

V(전압) = A(상수) x rpm(분당회전수, 회전속도)          V (voltage) = A (constant) x rpm (rpm, rpm)

부하(토크) = B(상수) x I(전류)          Load (torque) = B (constant) x I (current)

그리고 BLDC모터는 Brush를 사용하지 않음으로 인해 전기적노이즈(불꽃) 및 기계적 노이즈가 없으며 마모가 없어 신뢰성이 높고 수명이 긴 장점이 있다. 따라서 고속회전에서도 유리하다.And since BLDC motor does not use brush, it has no electric noise (no spark) and no mechanical noise, and has no wear and tear, so it has high reliability and long life. Therefore, it is advantageous even at high speed.

상기에 언급한 BLDC모터의 특성과 물리적 현상을 종합하여 본 발명에서 실현하고자 하는 운송수단에 적용한다. 무엇보다 각각의 모터의 세기(Power)를 동일하게 하고 컨터롤러에 공급되어지는 전원을 하나의 전력공급 장치에 연결하여 공급함으로써 각각의 모터에 공급되어지는 전력의 양을 동일하게 한다. 그리고 이를 속도와 부하 사이의 상관관계를 이용하여 자동적으로 제어되게 함으로서 제어의 용이성과 안전성을 확보 하였다. The characteristics and physical phenomena of the BLDC motor mentioned above are applied to the vehicle to be realized in the present invention. Above all, the power of each motor is the same and the power supplied to the controller is connected to one power supply to supply the same amount of power to each motor. And this is controlled automatically by using the correlation between speed and load to ensure the ease of control and safety.

좀 더 구체적으로 설명하기 위하여 상기 언급한 것과 같이 오토바이 등의 운송수단에 회전반경의 중심으로부터 안쪽과 바깥쪽에 위치한 바퀴에 장착된 모터에 동일한 전력이 주어지게 한다. To describe in more detail, as mentioned above, a motor such as a motorcycle is provided with the same electric power to a motor mounted on wheels located inside and outside from the center of the rotation radius.

그리고 이 운송수단이 곡선구간을 주행할 경우에 상기 언급한 것과 같이 무게 중심의 이동으로 안쪽 바퀴에 더 많은 부하가 걸리게 되며 그에 따른 힘을 확보하기 위해 바퀴에 장착된 모터는 더 많은 전류가 필요하게 된다. And when the vehicle travels on a curved section, as mentioned above, the movement of the center of gravity will put more load on the inner wheels and the motors mounted on the wheels will need more current to secure the resulting force. do.

(식 2)                 (Equation 2)

P(전력,고정) = I x V                   P (power, fixed) = I x V

I(전류) = P(전력, 고정) / V(전압)”                  I (current) = P (power, fixed) / V (voltage) ”

그러면 (식 2)에 따라 전류가 커짐으로 인해 전압이 떨어지게 된다. 그리고 (식 1)에 따라 전압(V)이 떨어지고 그로인해 속도가 줄게 되는 것이다.Then, as the current increases according to (Equation 2), the voltage drops. And according to (Equation 1), the voltage (V) is dropped, thereby reducing the speed.

결론적으로 동일한 세기(Power)의 모터를 사용하고 동일한 전력을 각 바퀴의 모터컨트롤러에 공급함으로써 곡선구간 주행시 발생하는 각각의 바퀴의 속도차이와 부하의 차이를 별도의 제어장치를 사용하지 않고 모터가 가지는 고유특성과 곡선주행에서 발생하는 물리적 현상을 이용함으로서 해결 할 수 있다는 것이다.In conclusion, by using a motor of the same power and supplying the same power to the motor controller of each wheel, the difference between the speed difference and load of each wheel that occurs during driving in the curve section does not require a separate control device. It can be solved by using inherent characteristics and physical phenomena that occur in curve driving.

1. 일반적으로 “특허 제10- 0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 삼륜 이상의 전동운송수단이 한 개가 아닌 다수의 모터를 사용하여 기동 할 때에는 각각의 바퀴의 속도를 직진시에는 동일하게 그리고 회전시에는 서로 다르게 제어하여야 한다. 그 방법에 있어 여러 가지 방법이 있으나 본 발명에서는 모터의 고유특성과 자체적으로 발생하는 물리적 현상을 이용하여 별도의 장치가 없이 저렴한 비용으로 안정되고 용이하게 제어 할 수 있다.1. In general, when the motorcycle implemented by “Patent 10-0873537 and a motorcycle having the same” and three or more electric transportation means are started using a plurality of motors instead of one, the speed of each wheel should be straight. In the same way and during rotation, they should be controlled differently. There are various methods in the method, but in the present invention, it is possible to control stably and easily at low cost without using a separate device by using the inherent characteristics of the motor and physical phenomena that occur on its own.

2. 일반적으로 전동운반기구에 의한 에너지 소모량은 시간에 따라 (도 2)와 같은 패턴을 나타낸다. 즉, 정지 상태에서 출발하여 일정한 속도에 이르기까지는 급격하게 에너지 소모량이 증가하지만, 일정한 속도에 이르러 운전이 안정화되면 에너지의 소모량이 감소한 상태에서 안정화된다는 것이다. 2. In general, the energy consumption by the electric transport mechanism shows a pattern as shown in FIG. 2 with time. In other words, the energy consumption is rapidly increased from a standstill to a constant speed, but when the operation is stabilized at a constant speed, the energy consumption is stabilized.

본 발명에 따른 운송수단도 동일한 에너지소모패턴을 보이며 각각의 바퀴에 모터를 적용하여 두 개 이상의 모터를 사용함으로서 한 개의 대형모터를 사용했을 때 보다 모터의 효율을 높이는 효과를 얻을 수 있다. 따라서 동일한 상황에서 하나의 모터를 사용하여 구동 할 때보다 두 개 이상의 모터를 사용하여 구동할 때의 에너지 소모량이 더 절감되는 효과가 있다는 것이다.The vehicle according to the present invention also shows the same energy consumption pattern and by applying a motor to each wheel by using two or more motors can be obtained the effect of increasing the efficiency of the motor than when using a single large motor. Therefore, in the same situation, it is possible to save more energy when driving with two or more motors than when using one motor.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전동 오토바이의 구조를 도시하는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전동 오토바이의 에너지 소모량을 도시한 그래프이다.
도 3은 곡선구간 주행시 회전반경의 차이와 원심력의 차이를 도시한 그림이다.
도 4는 회전에 따른 무게중심의 이동을 도시한 것이다.
도 5는 각각의 바퀴내부에 독립된 모터가 장착된 이송수단의 후륜의 예시이다.1 is a side view showing the structure of an electric motorcycle according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the energy consumption of the electric motorcycle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the difference in the rotation radius and the difference in centrifugal force during driving in the curved section.
Figure 4 shows the movement of the center of gravity according to the rotation.
5 is an illustration of the rear wheels of the conveying means mounted with an independent motor inside each wheel.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제어하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part includes a certain component, this means that it may further include other components rather than controlling other components unless otherwise stated.

*본 실시 예에 따른 전동오토바이는 (도 1)에 도시된 바와 같이 2륜 오토바이이거나 삼륜 이상의 다륜오토바이일 수 있다. 그리고 일반적인 전동 오토바이와 마찬가지로 충전이 가능한 배터리(②)를 보유한다. 배터리(②)는 일반적으로 사용되는 배터리와 동일하므로 여기에서 설명을 생략한다. The electric motorcycle according to the present embodiment may be a two-wheeled motorcycle or a three-wheeled multi-wheeled motorcycle as shown in FIG. 1. And like a general electric motorcycle has a rechargeable battery (②). Since the battery ② is the same as a battery generally used, description thereof is omitted here.

다음으로 바퀴의 배치구조나 본체와의 결합구조, 조향시스템, 충격흡수 시스템 등도 일반적인 오토바이와 실질적으로 유사하므로 여기에서 설명하지 않는다.Next, since the arrangement of the wheels, the coupling structure with the main body, the steering system, the shock absorbing system, etc. are substantially similar to the general motorcycles, they are not described herein.

다만, “특허 제10- 0873537호 양륜이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 같이 삼륜 이상의 운송수단의 경우에는 전체 바퀴 중에서 2개 이상의 바퀴가 독립된 모터에 의한 구동 바퀴로 구성된다. 물론 전체 바퀴가 독립 구동 바퀴로 구비될 수도 있다.
삼륜 이상의 운송수단을 가지는 실시형태를 보다 자세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 본체의 경사이동을 위한 스윙수단을 포함하고 있는데, 이러한 스윙수단은 곡선구간 주행시 내측바퀴에 걸리는 부하가 외측바퀴에 걸리는 부하보다 커질 수 있도록 본체를 회전방향의 중심을 향하여 경사시킴으로서 본체의 무게중심이 회전반경의 중심과 근접하게 이동시킬 수 있게 하는 것이다.
상기 스윙수단은, 도 4의 왼쪽 도면을 참조하면, 본체(10)과, 외측바퀴(80)가 회동가능하게 연결되는 제1변동축(60)과, 내측바퀴(70)가 회동가능하게 연결되는 제2변동축(50)과, 일측은 본체(10)에 연결되고 타측은 제1변동축(60)에 연결되며 길이방향을 따라 신축되는 제1신축암(100); 및 일측은 본체(10)에 연결되고 타측은 제2변동축(50)에 연결되며 길이방향을 따라 신축되는 제2신축암(90);을 포함한다. 이때 본체(10)의 경사에 따라서 제1신축암(100)과 제2신축암(90)의 길이가 변동된다.
한편, 외측바퀴, 내측바퀴, 제1,2변동축, 제1,2신축암의 도면번호는 도 4의 오른쪽 도면에 나타난 바와 같이 본체(10)의 경사방향에 따라서 달라질 수 있다. However, in the case of a vehicle having three or more wheels, such as a motorcycle implemented by “Patent 10-0873537 Two-wheel moving body and a motorcycle having the same”, two or more wheels of all the wheels are composed of driving wheels by independent motors. Of course, the entire wheel may be provided as an independent drive wheel.
An embodiment having three or more vehicle means will be described in more detail as follows.
The present invention includes a swing means for inclined movement of the main body, such a swing means by inclining the main body toward the center of the rotation direction so that the load on the inner wheel during driving the curved section may be larger than the load on the outer wheel. This allows the center of gravity to move closer to the center of the radius of rotation.
The swing means, referring to the left side of FIG. 4, the main shaft 10, the first variable shaft 60 to which the outer wheel 80 is rotatably connected, and the inner wheel 70 to be rotatably connected. The second variable shaft 50 and one side is connected to the main body 10 and the other side is connected to the first variable shaft 60 and the first elastic arm 100 is stretched along the longitudinal direction; And a second elastic arm 90 connected to one side of the main body 10 and the other side of the second variable shaft 50 to expand and contract along the longitudinal direction. At this time, the length of the first elastic arm 100 and the second elastic arm 90 is changed according to the inclination of the main body 10.
Meanwhile, reference numerals of the outer wheel, the inner wheel, the first and second variable shafts, and the first and second elastic arms may vary according to the inclination direction of the main body 10 as shown in the right drawing of FIG. 4.

그리고 본 실시예에 따른 오토바이의 각 독립 구동 바퀴는 휠 내에 전동 모터를 내장하는 모터 내장형 바퀴인 것이 바람직하다. In addition, each of the independent driving wheels of the motorcycle according to the present embodiment is preferably a motor built-in wheel that incorporates an electric motor in the wheel.

본 실시 예에서 사용하는 모터 내장형 바퀴는 일반적인 모터 내장형 바퀴와 실질적으로 동일하므로 여기에서는 그 설명을 생략한다. Since the motor built-in wheels used in the present embodiment are substantially the same as general motor built-in wheels, the description thereof is omitted here.

i ) 상기에 기술한 것과 같은 이륜 또는 삼륜 이상의 운송수단이 직선구간을 주행할 때에는 각각의 바퀴속도가 동일하지만 곡선구간을 주행할 경우에는 서로 다르게 된다.i) Two- or three-wheeled vehicles as described above have the same wheel speed when traveling in a straight section, but different when traveling in a curved section.

그 이유는 운송수단이 곡선구간을 주행 할 경우,  The reason is that if the vehicle is driving on a curved section,

곡선반경의 중심으로부터 각각의 바퀴와의 거리가 (도 3)에서 표현한 것과 같이 차이가 나기 때문이다. 이것은 곡선의 중심으로부터 바깥쪽에 위치한 바퀴의 회전속도가 곡률반경이 커짐(원주=2πr, r=회전반경)으로 인해 안쪽에 위치한 바퀴의 회전 속도보다 더 빨라야 한다는 것을 의미한다. 따라서 안쪽과 바깥쪽에 위치한 바퀴의 속도를 제어하여 상황에 따라 속도의 차이를 주지 않으면 주행의 안정성에 심각한 위험을 줄 수가 있으므로 이를 해결하기 위해 각각의 모터에 대한 정밀한 컨트롤(Synchronize)이 요구되게 된다.This is because the distance from each wheel from the center of the radius of the curve is different as shown in FIG. 3. This means that the rotational speed of the wheel located outwards from the center of the curve should be faster than the rotational speed of the inner wheel due to the larger radius of curvature (circumference = 2πr, r = rotation radius). Therefore, if you control the speed of the wheels located inside and outside does not give a difference in speed depending on the situation can seriously jeopardize the stability of driving, precise control for each motor (Synchronize) is required to solve this problem.

그러나 일반적으로 운송수단은 사용자에 따라 습관이나 사용 환경이 워낙 차이가 크기 때문에 요구되어지는 컨트롤 장치의 내구성과 안정성의 확보 또한 중요하다고 할 수 있다.   However, in general, it is also important to ensure the durability and stability of the control device, which is required because the transportation means varies greatly depending on the user and the use environment.

본 발명에서는 별도의 컨트롤러를 사용하지 않고 운송수단 자체에서 발생하는 물리적인 부하를 이용하였으며, 여러 종류의 모터 중에서 BLDC모터를 선택하고 BLDC모터가 가지는 고유 특성을 이용함으로써 그 문제를 해결하였다. In the present invention, the physical load generated from the vehicle itself is used without using a separate controller, and the problem is solved by selecting a BLDC motor among various types of motors and using a unique characteristic of the BLDC motor.

그리고 본 실시 예에서 적용되는 운송수단에 있어서 각각의 모터의 세기(Power)를 동일하게 하고 모터컨터롤러에 공급되어지는 전력을 동일한 공급라인을 사용하여 공급함으로써 동일하게 한 상태에서 속도와 부하 사이의 상관관계를 이용하여 스스로 제어되게 하여 제어의 용이성과 안전성을 확보하였다. In the vehicle applied in the present embodiment, the power of each motor is the same and the power supplied to the motor controller is supplied by using the same supply line. Self-control using the correlation ensures ease of control and safety.

좀 더 구체적으로 설명하면 (식 1)과 같이 모터에 공급되어지는 전압과 모터의 회전수가 비례하는 것과 전류의 세기와 부하가 비례하는 BLDC모터의 특성을 이용하면 각각의 모터컨트롤러에 주어지는 전원을 하나의 공급라인으로 통일하여 고정한다고 가정할 때 부하가 걸리게 되면 속도가 줄게 되고 그에 해당하는 에너지만큼 힘이 커지게 된다. More specifically, as shown in (Equation 1), when the voltage supplied to the motor is proportional to the rotational speed of the motor and the characteristics of the BLDC motor in which the current strength and the load are proportional to each other, the power supplied to each motor controller is one. Assuming that the unit is fixed to the supply line of, when the load is applied, the speed decreases and the force increases by the corresponding energy.

참고로 물리학적인 해석도 For reference, the physical interpretation

(식 3)           (Equation 3)

운동에너지(E) = 1/2 ×mv2 Kinetic energy (E) = 1/2 × mv 2

v2(속도) = 2 ×운동에너지(E) / m(질량, 하중) v 2 (speed) = 2 × kinetic energy (E) / m (mass, load)

의 등식이 성립하며 운동에너지(E)가 고정 값(상수)일 경우 하중은 속도의 제곱에 반비례함을 볼 수 있다.If the kinetic energy (E) is a fixed value (constant), the load is inversely proportional to the square of the velocity.

그리고 (도 3)과 같이 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이 등이 곡선구간을 주행할 경우 운송수단이 원심력으로부터의 안정성을 얻기 위해 자동적으로 곡선반경의 중심쪽으로 차체를 기울여야 한다. 그렇게 되면 (도 4)와 같이 운송수단의 무게 중심이 자연스럽게 회전반경 중심 쪽으로 이동하게 되고 회전반경의 중심으로부터 가까운 쪽에 위치한 바퀴에 하중이 더 많이 실리게 된다. 즉 부하가 더 걸리는 것이다. 그렇게 되면 회전반경의 내측에 위치한 바퀴는 BLDC 모터의 고유특성에 따라 하중(부하)의 증가로 인해 속도가 줄게 된다. And when the motorcycle and the like implemented by the "patent 10-0873537 two-wheel mobile body and a motorcycle having the same" as shown in Figure 3 driving the curve section, the vehicle automatically centers the curve radius to obtain stability from the centrifugal force The body should be tilted towards. In this case, as shown in FIG. 4, the center of gravity of the vehicle naturally moves toward the center of rotation radius, and more load is placed on the wheel located near the center of rotation radius. That means more load. Then, the wheel located inside the rotation radius decreases in speed due to the increase in load (load) according to the inherent characteristics of the BLDC motor.

즉, 곡선구간 회전에 따른 내측 바퀴의 속도가 BLDC모터가 가지는 고유특성과 물리적 현상에 의해 별도의 제어장치가 없이 자연스럽게 감소되게 되는 것이다. 반대로 곡선구간 회전에 따른 외측 바퀴의 속도는 원심력에 따른 무게 중심의 이동으로 부하가 줄어들고 그만큼 속도가 빨라지게 된다.That is, the speed of the inner wheel according to the rotation of the curved section is naturally reduced by the inherent characteristics and physical phenomena of the BLDC motor without a separate control device. On the contrary, the speed of the outer wheel according to the rotation of the curved section decreases the load due to the movement of the center of gravity according to the centrifugal force, and the speed increases accordingly.

ii) 일반적으로 모터에 의해 기동되는 운반기구의 에너지 소모량은 (도 2)와 같은 형태로 나타난다. 즉, 정지 상태에서 출발하여 일정한 속도에 이르기까지는 모터에 과부하가 걸려 급격하게 에너지 소모량이 증가하지만, 일정한 속도에 이르러 안정화(정상 부하상태)되면 에너지의 소모량이 감소하고 안정화된다. ii) In general, the energy consumption of the vehicle driven by the motor is shown in the form (Fig. 2). In other words, the energy consumption is rapidly increased due to the overload of the motor from the standstill state to a constant speed, but when stabilized at a constant speed (normal load state), the energy consumption is reduced and stabilized.

본 발명에 따른 전동오토바이도 동일한 에너지 소모 패턴을 보이지만, 한 개의 모터를 사용하여 기동할 때((도 2)의 ⑤)보다 두개의 독립 구동모터가 장착된 바퀴를 사용하여 기동할 때 소모되는 에너지의 양이 [도 2]의 ⑥에 도시된 바와 같이 더 작아지는 것을 볼 수 있다. 즉, 2개 이상의 독립 구동바퀴(모터가 장착된)를 사용하여 기동하는 경우에 각각의 바퀴에서 사용되어지는 모든 구동모터의 소비되는 에너지를 합하더라도 한 개의 모터로 동일한 상황에서 기동하는데 소모되는 에너지의 양보다 그 소모량이 작다((도 2)의 산출식 참조)는 것이다. The electric motorcycle according to the present invention also shows the same energy consumption pattern, but is consumed when starting using a wheel equipped with two independent drive motors rather than starting using one motor ((⑤ in FIG. 2)). It can be seen that the amount of is smaller as shown in ⑥ of [FIG. 2]. That is, when starting with two or more independent driving wheels (motor mounted), even if the energy consumed by all the driving motors used in each wheel is summed, the energy consumed to start in the same situation with one motor The consumption is smaller than the amount of (refer to the calculation formula in Fig. 2).

이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합 된 형태로 실시될 수 있다.The above described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

① 이륜오토바이 차체.
② 밧데리
③ 모터가 장착된 전륜바퀴
④ 모터가 장착된 후륜바퀴
⑤ 한 개의 모터를 사용하여 기동할 때의 에너지소모곡선
⑥ 두 개의 모터를 사용하여 기동할 때의 에너지소모곡선① Motorcycle motorcycle body.
② Battery
③ Front wheel with motor
④ Rear wheel with motor
⑤ Energy consumption curve when starting by using one motor
⑥ Energy consumption curve when starting with two motors

Claims (4)

자체부하에 의하여 구동을 제어할 수 있는 전동구동 오토바이의 구동제어장치로서,
곡선구간 주행시 회전반경의 중심에 근접하게 위치하는 내측바퀴와, 상기 내측바퀴보다 회전반경의 중심으로부터 멀리 위치하는 외측바퀴;
상기 내측바퀴와 상기 외측바퀴에 구동력을 부여하도록 상기 내측바퀴와 외측바퀴에 각각 설치되며 동일한 세기를 가지는 모터;
곡선구간 주행시 내측바퀴에 걸리는 부하가 외측바퀴에 걸리는 부하보다 커질 수 있도록 본체를 회전방향의 중심을 향하여 경사시킴으로서 본체의 무게중심이 회전반경의 중심과 근접하게 이동시킬 수 있게 하는 스윙수단; 및
각각의 모터에 전력을 공급하되, 단일의 전력공급원에 의해 각각의 모터에 동일한 전력이 공급되게 하는 전력공급수단;을 포함하여 구성되되,
각각의 모터는 부하가 커지면 속도가 줄어들고 부하가 작아지면 속도가 증가하는 BLDC모터이고,
곡선구간 주행시 본체를 회전반경의 중심쪽으로 경사이동시키면 회전반경의 중심에 근접한 내측바퀴에 걸리는 부하가 커지고 외측바퀴에 걸리는 부하가 작아지며, 이에 따라 내측바퀴의 속도가 외측바퀴의 속도보다 작아지게 함으로서, 외부에서 가해지는 외력이 없이도 본체의 경사이동만으로 내측바퀴와 외측바퀴의 속도제어가 가능함은 물론, 별도의 제어장치가 없이 속도와 부하를 안정적으로 제어할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 전동구동 오토바이의 구동제어장치.As a drive control device of the electric drive motorcycle which can control the drive by its own load,
An inner wheel located closer to the center of the rotation radius when the curved section is driven, and an outer wheel located farther from the center of the rotation radius than the inner wheel;
A motor installed on the inner wheel and the outer wheel to have a driving force to the inner wheel and the outer wheel, and having the same strength;
Swing means for moving the center of gravity of the main body close to the center of the rotation radius by inclining the main body toward the center of the rotation direction so that the load on the inner wheel is greater than the load applied to the outer wheel during the curve section driving; And
Power supply means for supplying power to each motor, the same power is supplied to each motor by a single power supply,
Each motor is a BLDC motor that decreases in speed as the load increases and increases in speed as the load decreases.
If the main body is inclined to the center of the rotation radius during the curved section, the load on the inner wheel near the center of the rotation radius increases and the load on the outer wheel decreases. Electric motorbike, characterized in that it is possible to control the speed of the inner and outer wheels only by moving the inclination of the body without external force applied from the outside, and also to control the speed and load stably without a separate control device. Drive control system. 제1항에 있어서,
상기 스윙수단은,
상기 본체;
상기 외측바퀴가 회동가능하게 연결되는 제1변동축;
상기 내측바퀴가 회동가능하게 연결되는 제2변동축;
일측은 본체에 연결되고 타측은 제1변동축에 연결되며 길이방향을 따라 신축되는 제1신축암; 및
일측은 본체에 연결되고 타측은 제2변동축에 연결되며 길이방향을 따라 신축되는 제2신축암;을 포함하며,
본체의 경사에 따라서 제1신축암과 제2신축암의 길이가 변동되는 것을 특징으로 하는 전동구동 오토바이의 구동제어장치.The method of claim 1,
The swing means,
The main body;
A first shaft to which the outer wheel is rotatably connected;
A second shift shaft to which the inner wheel is rotatably connected;
One side is connected to the main body and the other side is connected to the first variable shaft and the first elastic arm stretched along the longitudinal direction; And
It includes; one side is connected to the main body and the other side is connected to the second variable shaft and stretched along the longitudinal direction;
A drive control apparatus for an electric drive motorcycle, characterized in that the length of the first extension arm and the second extension arm is varied according to the inclination of the main body. 제1항에 있어서,
상기 외측바퀴 및 상기 내측바퀴는 모터가 내장된 모터 내장형인 것을 특징으로 하는 전동구동 오토바이의 구동제어장치.The method of claim 1,
The outer wheel and the inner wheel drive control device for an electric drive motorcycle, characterized in that the motor is built-in motor. 제1항에 있어서,
상기 전력공급수단은, 단일의 전력공급원을 각각의 모터에 직접 연결시키는 전력공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동구동 오토바이의 구동제어장치.The method of claim 1,
The power supply means further comprises a power supply line for directly connecting a single power supply source to each motor.
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