KR102257494B1 - 경사로에서의 밀림방지 기능을 갖는 전기오토바이 - Google Patents

경사로에서의 밀림방지 기능을 갖는 전기오토바이 Download PDF

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Abstract

경사로 상에서 출발하는 경우에 뒤쪽으로 후진하지 않도록 밀림방지 기능을 갖는 전기오토바이가 개시된다. 이를 위하여 가속신호를 생성하는 엑셀레이터가 구비된 오토바이 몸체, 구동모터, 감속기, 배터리, 통합전력제어장치를 포함하는 전기오토바이에 있어서, 상기 오토바이 몸체에 설치되어 오토바이 몸체가 안착된 지면의 경사도를 감지하여 경사도 정보를 생성하고, 상기 경사도 정보를 상기 통합전력제어장치로 제공하는 경사도 감지센서를 포함하며, 상기 통합전력제어장치는 상기 경사도 정보 및 가속신호가 수신되면, 상기 가속신호만 수신되는 경우와 다르게 출력값 및 기어비가 조정되도록 구동모터, 감속기, 배터리를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기오토바이를 제공한다. 본 발명에 의하면, 경사로 상에서 진행방향과 반대방향으로 이동되지 않도록 주변 환경에 따라 자동으로 출력을 증가시켜줄 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 초기 출발 시나 정지했다가 출발하는 상황에서 전기오토바이가 뒤로 밀리게 되는 문제를 방지할 수 있다.

Description

경사로에서의 밀림방지 기능을 갖는 전기오토바이{ELECTRIC MOTORCYCLE WITH ANTI-SLIP FUNCTION ON SLOPES}
본 발명은 배터리에 저장된 전기를 사용하여 동작하는 전기오토바이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경사로 상에서 출발하는 경우에 뒤쪽으로 후진하지 않도록 밀림방지 기능을 갖는 전기오토바이에 관한 것이다.
일반적으로 오토바이는 차체에 엔진을 설치하여 엔진의 힘으로 운행하게 되지만, 최근 유가 인상에 따른 유지비 증가와 더불어 화석 연료인 휘발유나 경유의 사용에 따른 환경 오염문제가 대두되면서 차세대 청정에너지로써 전기를 이용한 오토바이의 개발이 활발히 이루어지고 있는 실정이다.
그러나 이미 개발된 종래의 전기 오토바이는 기존 오토바이 구조에 엔진 대신 모터와 대용량의 배터리가 설치되고, 상기 배터리를 이용해 모터를 구동시키며, 그 구동력을 변속기로 전달하여 변속기의 체인스프라킷과 체인으로 연결된 구동바퀴(후륜)의 체인스프라킷에 동력을 전달하여 운행된다.
이에 따라, 전기 오토바이는 기존 오토바이의 구성인 차체, 체인, 변속기뿐만 아니라 동력 발생을 위해 설치되는 무거운 배터리와 더불어 동력을 생산하는 고출력의 모터까지 부가되기 때문에 전체 중량이 많이 증가하는 문제점이 있었다.
이러한 오토바이의 중량 증가는 배터리의 전력을 이용해 오토바이를 운행함에 있어서, 모터의 힘이 오토바이 자체를 운행하는데 지나치게 많이 소모됨으로써, 오토바이의 출력 저하를 초래할 뿐만 아니라, 모터에 전력을 공급하는 배터리의 사용시간이 짧아짐으로써, 배터리를 완충한 후 운행하는 오토바이의 운행 가능 시간이 크게 단축되는 문제점이 있었다.
또한, 전기 오토바이는 경사로에서 정지했다가 출발하는 경우 일시적으로 후진하는 문제가 발생될 수 있으며, 이러한 후진 시 뒤쪽에 정차된 차량과 추돌되는 등의 교통사고가 발생될 수 있다. 물론, 경사로 상에서 출발하더라도 운전자의 다리를 지지축으로 사용하면 전기오토바이가 뒤쪽으로 밀리는 문제가 발생되지 않지만, 이 경우 육체적인 역량이 요구되기 때문에 운전자에 따라 일반 오토바이보다도 무거운 전기오토바이의 무게를 견디기 어렵다는 문제가 발생된다.
아울러, 전기오토바이는 전기자동차보다 배터리 충전시스템의 기밀성이 부족할 뿐만 아니라 외부 환경에 쉽게 노출되기 때문에 온도변화가 심한 곳, 다습한 곳, 먼지가 많은 곳에 반복적으로 노출되는 경우 배터리가 폭발하거나 화재가 발생되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-0997543호(2010.11.30 공고) 대한민국 등록특허 제20-0342484호(2004.02.18 공고) 대한민국 등록특허 제10-1359898호(2014.03.11 공고)
따라서, 본 발명의 목적은 경사로에서 출발하더라도 뒤쪽으로 밀리는 것을 방지하여 사고 발생 가능성을 줄여줄 수 있는 전기오토바이를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 가속신호를 생성하는 엑셀레이터가 구비된 오토바이 몸체, 구동모터, 감속기, 배터리, 통합전력제어장치를 포함하는 전기오토바이에 있어서, 상기 오토바이 몸체에 설치되어 오토바이 몸체가 안착된 지면의 경사도를 감지하여 경사도 정보를 생성하고, 상기 경사도 정보를 상기 통합전력제어장치로 제공하는 경사도 감지센서를 포함하며, 상기 통합전력제어장치는 상기 경사도 정보 및 가속신호가 수신되면, 상기 가속신호만 수신되는 경우와 다르게 출력값 및 기어비가 조정되도록 구동모터, 감속기, 배터리를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기오토바이를 제공한다.
본 발명에 의하면, 경사로 상에서 진행방향과 반대방향으로 이동되지 않도록 주변 환경에 따라 자동으로 출력을 증가시켜줄 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 초기 출발 시나 정지했다가 출발하는 상황에서 전기오토바이가 뒤로 밀리게 되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 경사로 주행 중 속도의 가감변화를 최소화하여 기존 오토바이와 이질감 없는 주행성을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기오토바이를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기오토바이의 전기적 연결관계를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 경사로에서의 밀림방지 기능을 갖는 전기오토바이(이하, '전기오토바이'라고 약칭함)를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기오토바이를 나타내는 측면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 전기오토바이의 전기적 연결관계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기오토바이는 가속신호를 생성하는 엑셀레이터가 구비된 오토바이 몸체(10)와, 구동모터(20)와, 감속기(30)와, 배터리(40)와, 오토바이 몸체(10)가 안착된 지면의 경사도를 감지하여 경사도 정보를 생성하는 경사도 감지센서(60), 및 통합전력제어장치(50)를 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기오토바이는 오토바이 몸체(10)를 포함한다.
상기 오토바이 몸체(10)는 전륜(11)과, 후륜(12)과, 상기 전류과 후륜(12)을 일체형으로 연결하는 프레임(13)과, 상기 프레임(13)의 상부에 설치된 핸들(14) 및 안장(15)을 포함한다.
상기 오토바이 몸체(10)는 배터리(40) 수납공간이 형성될 수 있으며, 상기 배터리 수납공간에서 배터리(40)의 탈부착이 가능하도록 배터리(40)를 수납할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기오토바이는 구동모터(20)를 포함한다.
상기 구동모터(20)는 오토바이 몸체(10)에 설치되는 것으로, 배터리(40)로부터 제공되는 전기를 사용하여 구동력을 생성하고, 구동력으로 구동용 후륜(12)을 회전시킨다. 이를 위해, 구동모터(20)는 구동용 후륜(12)과 기어로 체결된다.
필요에 따라, 구동모터(20)는 전륜(11)과 기어로 체결될 수도 있다.
또한, 구동모터(20)는 2개가 오토바이 몸체(10)에 설치되어 각각 전륜(11)과 후륜(12)에 기어로 체결될 수도 있다. 이때, 전륜(11)과 후륜(12)은 독립적인 구동 바퀴의 역할을 수행한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기오토바이는 감속기(30)를 포함한다.
상기 감속기(30)는 오토바이 몸체(10)에 설치되는 것으로, 구동모터(20)의 회전속도를 감속하고 토오크(torque)를 증배하여 후륜(12) 또는 전륜(11)의 구동축으로 동력을 전달한다.
예를 들면, 감속기(30)는 2개 이상의 유성기어세트를 조합하여 구성되고, 구동모터(20)의 회전력을 입력받아 감속하여 출력하는 유성기어세트들이 회전력 전달 경로를 따라 직렬로 연결되어 구성되고, 구동모터(20)의 회전력이 상기 유성기어세트들을 따라 순차적으로 전달되면서 각 유성기어세트를 통해 단계적으로 감속이 이루어지는 다단 감속 출력 구조를 갖는다.
본 발명에 따른 전기오토바이는 상기 감속기(30)에 축설된 연동스프로킷(미도시)과, 상기 구동모터(20)의 회전축에 축설된 구동스프로킷(미도시)과, 상기 구동스프로킷과 연동스프로킷을 연결하는 체인기어(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이러한 전기오토바이는 오토바이 몸체(10)에 구비된 전원 스위치를 조작하여 구동모터(20)에 배터리(40)의 전원을 인가하면 구동모터(20)가 구동되고, 상기 구동모터(20)의 회전축에 축설된 구동스프로킷이 구동되어 상기 구동스프로킷과 체인기어로 연결된 연동스프로킷이 연동되며, 상기 연동스프로킷이 축설된 후륜(12)이 회전하게 됨으로써, 전기오토바이의 주행이 진행된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기오토바이는 배터리(40)를 포함한다.
상기 배터리(40)는 오토바이 몸체(10)에 설치되는 것으로, 외부의 상용전원으로부터 공급되는 전기를 저장한다. 이러한 배터리(40)는 구동모터(20)과 전류공급선으로 연결되며, 상기 전류공급선을 통해 구동모터(20)로 전력을 전달한다.
또한, 배터리(40)는 상용전원과 연결되어 상용전원으로부터 공급되는 전기를 공급하는 충전 케이블이 설치될 수 있다.
필요에 따라, 배터리(40)에는 배터리(40)의 상태 및 상황에 따라 저속 충전 혹은 급속 충전을 선택할 수 있는 충전모드 선택버튼이 구비될 수 있다.
아울러, 배터리(40)에는 최대 충전용량까지 충전된 상태를 감지하여 완충신호를 생성하고, 상기 완충신호를 통합전력제어장치(50)로 제공하는 전기량 감지센서가 구비될 수 있다.
이때, 전기량 감지센서는 기본적으로 배터리(40)의 물리적 최대 충전용량까지 완전히 충전된 상태가 감지되면 완충신호를 생성하지만, 통합전력제어장치(50)의 제어에 따라 배터리(40)의 최대 충전용량이 적응형 충전용량으로 변경되면, 물리적 최대 충전용량까지 완충되지 않고 적응형 충전용량까지 완충된 상태가 감지되면 완충신호를 생성한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기오토바이는 경사도 감지센서(60)를 포함한다.
상기 경사도 감지센서(60)는 상기 오토바이 몸체(10)에 설치되는 것으로, 오토바이 몸체(10)가 안착된 지면의 경사도를 감지하여 경사도 정보를 생성하고, 상기 경사도 정보를 상기 통합전력제어장치(50)로 제공한다. 이를 위해, 경사도 감지센서(60)는 통합전력제어장치(50)와 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 경사도 감지센서(60)로는 자이로센서를 사용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기오토바이는 센서모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 센서모듈은 상기 오토바이 몸체(10)에 설치되는 것으로, 온도 및 습도가 포함된 환경정보를 생성하고, 상기 환경정보를 통합전력제어장치(50)로 제공한다. 이를 위해, 센서모듈은 통합전력제어장치(50)와 전기적으로 연결된다.
이러한 센서모듈은 온도 및 습도가 포함된 환경정보를 생성할 수 있다면 어떠한 센서를 사용하여도 무방하다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전기오토바이는 통합전력제어장치(50)를 포함한다.
상기 통합전력제어장치(50)는 오토바이 몸체(10)에 설치되며 오토바이 몸체(10), 구동모터(20), 감속기(30), 배터리(40), 센서모듈에 전기적으로 연결되는 것으로, 경사도 정보 및 가속신호가 수신되면, 상기 가속신호만 수신되는 경우와 다르게 출력값 및 기어비가 조정되도록 구동모터(20), 감속기(30), 배터리(40)를 제어한다.
구체적으로, 통합전력제어장치(50)는 경사도별로 미리 지정된 출력값 및 기어비가 저장되며, 상기 경사도 정보 및 가속신호가 수신되면 상기 경사도 정보를 분석하여 지면의 경사도에 매칭된 출력값 및 기어비로 구동모터(20), 감속기(30), 배터리(40)를 제어한다.
예컨대, 통합전력제어장치(50)는 경사도 정보 및 가속신호가 수신되면 경사도 정보를 분석하여 지면이 오르막인 경우에 감속기(30)가 시동 기어비보다 높은 기어비를 갖도록 제어하고, 구동모터(20)가 시동 출력보다 높은 출력을 갖도록 구동모터(20) 및 배터리(40)를 제어한다. 그리고 통합전력제어장치(50)는 경사도 정보 및 가속신호가 수신되면 경사도 정보를 분석하여 지면이 내리막인 경우에 감속기(30)가 시동 기어비보다 낮은 기어비를 갖도록 제어하고, 구동모터(20)가 시동 출력보다 낮은 출력을 갖도록 구동모터(20) 및 배터리(40)를 제어한다.
또한, 통합전력제어장치(50)는 환경조건별 배터리(40)의 적응형 충전용량이 미리 설정되고, 상기 센서모듈로부터 제공된 환경정보를 분석하여 매칭된 적응형 충전용량을 선정하며, 배터리(40)의 최대 충전용량을 상기 적응형 충전용량으로 제한할 수 있다.
예컨대, 통합전력제어장치(50)는 센서모듈로부터 제공된 환경정보를 분석하여 온도가 30℃ 이상, 바람직하게는 30℃ 내지 50℃인 경우 배터리(40)의 물리적 최대 충전용량을 적응형 충전용량(물리적 최대 충전용량의 80%)으로 제한한다.
또한, 통합전력제어장치(50)는 센서모듈로부터 제공된 환경정보를 분석하여 온도가 10℃ 이하, 바람직하게는 -20℃내지 10℃인 경우 배터리(40)의 물리적 최대 충전용량을 적응형 충전용량(물리적 최대 충전용량의 90%)으로 제한한다.
이와 같이, 통합전력제어장치(50)는 전기오토바이의 외부 환경에 따라 배터리(40)의 최대 충전용량을 자동으로 조정함으로써, 배터리(40)의 폭발이나 화재발생을 방지하는 효과를 제공할 수 있다.
아울러, 통합전력제어장치(50)는 전기량 감지센서로부터 완충신호가 수신되면, 배터리(40)에 인가되는 전원이 차단되도록 배터리(40)를 제어한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 오토바이 몸체 11 : 전륜
12 : 후륜 13 : 프레임
14 : 핸들 15 : 안장
20 : 구동모터 30 : 감속기
40 : 배터리 50 : 통합전력제어장치
60 : 경사도 감지센서

Claims (4)

  1. 가속신호를 생성하는 엑셀레이터가 구비된 오토바이 몸체, 구동모터, 감속기, 배터리, 통합전력제어장치를 포함하는 전기오토바이에 있어서,
    상기 오토바이 몸체에 설치되어 오토바이 몸체가 안착된 지면의 경사도를 감지하여 경사도 정보를 생성하고, 상기 경사도 정보를 상기 통합전력제어장치로 제공하는 경사도 감지센서;
    상기 오토바이 몸체에 설치되어 온도 및 습도가 포함된 환경정보를 생성하고, 상기 환경정보를 상기 통합전력제어장치로 제공하는 센서모듈; 및
    상기 배터리의 최대 충전용량까지 충전된 상태를 감지하여 완충신호를 생성하되 상기 통합전력제어장치의 제어에 따라 배터리의 최대 충전용량이 적응형 충전용량으로 변경되면, 물리적 최대 충전용량까지 완충되지 않고 적응형 충전용량까지 완충된 상태를 감지하여 완충신호를 생성하고 통합전력제어장치로 제공하는 전기량 감지센서를 포함하며,
    상기 통합전력제어장치는 경사도별로 미리 지정된 출력값 및 기어비가 저장되고, 상기 경사도 정보 및 가속신호가 수신되면 상기 경사도 정보를 분석하여 지면의 경사도에 매칭된 출력값 및 기어비로 구동모터, 감속기, 배터리를 제어하되 상기 가속신호만 수신되는 경우와 다르게 출력값 및 기어비를 조정하며, 환경조건별 배터리의 적응형 충전용량이 미리 설정되고, 상기 센서모듈로부터 제공된 환경정보를 분석하여 매칭된 적응형 충전용량을 선정하며, 배터리의 최대 충전용량을 상기 적응형 충전용량으로 제한하는 것을 특징으로 하는 전기오토바이.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 경사도 감지센서는 자이로센서인 것을 특징으로 하는 전기오토바이.
  4. 삭제
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