KR102366322B1 - Electric bicycle driving system - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전기자전거 주행시스템은 센서로 측정한 토크 정보, 케이던스 정보 및 주행시간으로부터 측정한 사용자의 체력 정보와, 경사도별로 수집한 토크 정보 및 케이던스 정보를 포함하는 사용자의 주행 패턴 정보와, 경사도별로 수집한 토크 또는 케이던스에 따른 배터리 소모량 정보를 반영하여 배터리 잔량으로부터 주행가능 거리를 산출한다.The electric bicycle driving system of the present invention provides the user's driving pattern information including torque information measured by a sensor, cadence information and the user's physical fitness information measured from driving time, torque information and cadence information collected for each inclination, and each inclination The drivable distance is calculated from the remaining battery capacity by reflecting the battery consumption information according to the collected torque or cadence.

Description

전기자전거 주행시스템{ELECTRIC BICYCLE DRIVING SYSTEM}Electric bicycle driving system {ELECTRIC BICYCLE DRIVING SYSTEM}

전기자전거 주행시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 목적지에 대한 주행경로를 탐색하고, 사용자의 체력 정보와 배터리 잔량으로 주행 가능거리를 예측하여 목적지 도달여부를 판단하고, 목적지에 도달 가능하도록 주행을 가이드하는 전기자전거 주행시스템에 관한 것이다.It relates to an e-bike driving system, and more specifically, searches for a driving route to a destination, predicts the drivable distance based on the user's physical fitness information and battery level, determines whether or not to reach the destination, and guides driving to reach the destination. It relates to an electric bicycle driving system.

일반적으로 자전거는 사용자가 근력을 이용한 페달링을 통해 주행한다. 최근 사용자의 페달링에 전동기의 동력을 추가하여 주행할 수 있는 전기자전거가 친환경 근거리 이동수단으로 이용되고 있다. 전기자전거는 페달링에 의한 힘에 비례하여 전동기의 동력을 더하여 주행하는 페달보조방식(Pedal Assist System, PAS)과, 손잡이에 달리 가속기 레버 조작에 의하여 전동기의 힘만으로 주행할 수 있는 스로틀방식(Throttle)과, 페달보조방식과 스로틀방식을 모두 이용하는 페달보조??스로틀 겸용방식이 있으며, 현행법상 페달보조방식만 자전거 도로 통행이 허용되고 있다.In general, a bicycle is driven by a user pedaling using muscle strength. Recently, an electric bicycle that can be driven by adding the power of an electric motor to the user's pedaling has been used as an eco-friendly short-distance transportation means. E-bikes are powered by the Pedal Assist System (PAS), which adds power from the electric motor in proportion to the force caused by pedaling, and the throttle system, which allows you to run only with the power of the electric motor by operating the accelerator lever unlike the handle. In addition, there is a pedal-assisted throttle combination method that uses both the pedal-assisted method and the throttle method, and only the pedal-assisted method is permitted on the bicycle road under the current law.

전기자전거는 배터리를 동력원으로 하여 모터를 구동시켜 주행하므로 배터리의 잔량에 따라 주행할 수 있는 거리가 달라진다. 배터리 잔량에 기초하여 전기자전거가 주행할 수 있는 거리를 예측할 수 있으나 예측된 주행거리는 실제 주행가능 거리와 차이가 날 수밖에 없다. 이는 페달보조방식의 전기자전거는 주행가능거리가 배터리의 잔량 외에 사람의 페달링과 주행패턴, 주행로의 경사도 등에 의해서도 영향을 받기 때문이다. The electric bike uses a battery as a power source to drive a motor, so the distance it can travel varies depending on the remaining amount of the battery. The distance that the e-bike can travel can be predicted based on the remaining battery power, but the predicted mileage is inevitably different from the actual drivable distance. This is because the drivable distance of a pedal-assisted electric bicycle is affected not only by the remaining battery capacity, but also by the person's pedaling and driving pattern, and the inclination of the driving route.

대한민국 공개특허 제10??2013??0078355호Republic of Korea Patent Publication No. 10??2013??0078355

본 발명은 개인별 체력 정보를 반영하여 배터리 잔량으로부터 전기자전거의 주행 가능거리를 예측할 수 있는 전기자전거 주행시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an electric bicycle driving system capable of predicting the drivable distance of the electric bicycle from the remaining battery capacity by reflecting individual physical fitness information.

또한, 본 발명은 목적지까지의 경로를 탐색할 수 있고, 개인별 체력 정보와, 주행 패턴과, 배터리 잔량을 고려하여 해당 경로를 통해 목적지까지 주행 가능한지 여부를 판단할 수 있는 전기자전거 주행시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention provides an e-bike driving system that can search a route to a destination and can determine whether it is possible to travel to a destination through the route in consideration of individual physical fitness information, driving patterns, and remaining battery power. serve another purpose.

또한, 본 발명은 개인별 체력 정보와, 주행 패턴과, 배터리 잔량을 고려하여 주행 가능한 경로를 사용자에게 추천할 수 있는 전기자전거 주행시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an electric bicycle driving system capable of recommending a drivable route to a user in consideration of individual physical fitness information, a driving pattern, and a remaining battery level.

또한, 본 발명은 설정한 목표를 달성할 수 있도록 사용자에게 주행을 가이드할 수 있는 전기자전거 주행시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an electric bicycle driving system capable of guiding a user to travel so as to achieve a set goal.

본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 전기자전거 주행시스템은 센서부와, 주행정보 수집부와, 주행거리 산출부를 포함한다.According to a first embodiment of the present invention, the electric bicycle driving system includes a sensor unit, a driving information collection unit, and a mileage calculation unit.

센서부는 토크 센서와, 케이던스 센서와, 경사도 센서를 포함하고, 토크 센서는 페달링 힘을 측정하고, 케이던스 센서는 페달링 회전수를 측정하고, 경사도 센서는 주행로의 경사도를 측정한다.The sensor unit includes a torque sensor, a cadence sensor, and a slope sensor, the torque sensor measures pedaling force, the cadence sensor measures the number of pedaling revolutions, and the inclination sensor measures the inclination of the traveling path.

주행정보 수집부는 사용자의 체력 정보와, 사용자의 전기자전거 주행에 대한 주행 패턴 정보 및 전기자전거의 배터리 소모량 정보를 수집한다. 이때, 주행정보 수집부는 토크 센서가 측정한 토크 정보와, 케이던스 센서가 측정한 케이던스 정보와, 주행시간으로부터 사용자의 체력 정보를 측정하는 체력 측정부와, 사용자의 주행로의 경사도별 토크 정보 및 케이던스 정보를 포함하는 주행 패턴 정보를 수집하는 주행 패턴 정보 수집부와, 주행로의 경사도별 토크 또는 케이던스에 따른 배터리 소모량 정보를 수집하는 배터리 소모량 정보 수집부를 포함할 수 있다.The driving information collecting unit collects the user's physical strength information, driving pattern information for the user's electric bicycle driving, and battery consumption information of the electric bicycle. At this time, the driving information collecting unit includes a physical fitness measuring unit that measures the user's physical strength information from the torque information measured by the torque sensor, the cadence information measured by the cadence sensor, and the driving time, and torque information and cadence information for each inclination of the user's driving route. It may include a driving pattern information collection unit that collects driving pattern information including information, and a battery consumption information collection unit that collects battery consumption information according to torque or cadence for each inclination of the driving route.

주행거리 산출부는 사용자의 체력 정보와, 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보를 반영하여 측정된 토크 또는 케이던스와 배터리 잔량으로부터 주행가능 거리를 산출한다.The mileage calculator calculates the drivable distance from the torque or cadence measured by reflecting the user's physical fitness information, driving pattern information, and battery consumption information and the remaining battery capacity.

본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 전기자전거 주행시스템은 센서부와, 체력 측정부와, 주행 패턴 정보 수집부와, 배터리 소모량 정보 수집부와, 주행거리 산출부를 포함하고, 주행경로 산출부를 더 포함할 수 있다.According to a second embodiment of the present invention, the electric bicycle driving system includes a sensor unit, a physical fitness measurement unit, a driving pattern information collection unit, a battery consumption information collection unit, and a mileage calculation unit, and a driving route calculation unit further may include

주행경로 산출부는 설정된 목적지에 대한 주행경로를 탐색하여 설정하고, 사용자의 체력 정보와, 주행 패턴 정보 및 배터리 소모량 정보를 반영하여 예측한 배터리 소모량과, 배터리 잔량에 기초하여 주행 가능여부를 판단한다.The driving route calculating unit searches for and sets a driving route for the set destination, and determines whether driving is possible based on the user's physical fitness information, driving pattern information, and battery consumption information predicted by reflecting the battery consumption amount and the remaining battery amount.

발명의 양상에 따라서는 주행경로 산출부는 배터리 잔량에 기초하여 사용자의 체력 정보와, 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보를 반영하여 주행 가능한 주행경로를 추천할 수 있고, 설정된 칼로리 소모량에 기초하여 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보와, 배터리 잔량을 반영하여 주행경로를 추천할 수 있다.According to an aspect of the invention, the driving route calculating unit may recommend a driving route that can be driven by reflecting the user's physical fitness information, driving pattern information, and battery consumption information based on the remaining battery amount, and a driving pattern based on the set calorie consumption. The driving route may be recommended by reflecting the information, the battery consumption information, and the remaining battery amount.

본 발명의 제3 실시 예에 따르면, 전기자전거 주행시스템은 센서부와, 체력 측정부와, 주행 패턴 정보 수집부와, 배터리 소모량 정보 수집부와, 주행거리 산출부와, 주행경로 산출부를 포함하고, 주행 가이드부를 더 포함할 수 있다.According to a third embodiment of the present invention, the electric bicycle driving system includes a sensor unit, a physical fitness measurement unit, a driving pattern information collection unit, a battery consumption information collection unit, a mileage calculation unit, and a driving route calculation unit, and , it may further include a driving guide unit.

주행거리 산출부는 측정된 토크 정보 또는 케이던스 정보에 기초하여 주행 가능거리를 실시간으로 갱신하고, 주행 가이드부는 주행 가능거리 변동에 따라 사용자가 토크 또는 케이던스를 조절하도록 안내한다.The mileage calculation unit updates the drivable distance in real time based on the measured torque information or cadence information, and the driving guide unit guides the user to adjust the torque or cadence according to the change in the drivable distance.

발명의 다른 양상에 의하면, 주행 가이드부는 설정된 칼로리 소모량 달성을 위해 사용자가 토크 또는 케이던스를 조절하도록 안내할 수 있다. 또 다른 양상에 의하면, 주행 가이드부는 설정된 칼로리 소모량을 달성하도록 모터의 출력을 제어할 수 있다.According to another aspect of the invention, the driving guide unit may guide the user to adjust torque or cadence to achieve a set calorie consumption. According to another aspect, the driving guide unit may control the output of the motor to achieve a set calorie consumption.

본 발명의 전기자전거 주행시스템은 개인별 체력 정보를 반영하여 배터리 잔량으로부터 전기자전거의 주행 가능거리를 예측할 수 있다.The electric bicycle driving system of the present invention can predict the drivable distance of the electric bicycle from the remaining battery capacity by reflecting individual physical fitness information.

또한, 본 발명의 전기자전거 주행시스템은 목적지까지의 경로를 탐색할 수 있고, 개인별 체력 정보와, 주행 패턴과, 배터리 잔량을 고려하여 해당 경로를 통해 목적지까지 주행 가능한지 여부를 판단할 수 있다.In addition, the e-bike driving system of the present invention can search a route to a destination, and can determine whether it is possible to drive to a destination through the route in consideration of individual physical fitness information, a driving pattern, and the remaining battery capacity.

또한, 본 발명의 전기자전거 주행시스템은 개인별 체력 정보와, 주행 패턴과, 배터리 잔량을 고려하여 주행 가능한 경로를 사용자에게 추천할 수 있다.In addition, the electric bicycle driving system of the present invention may recommend a drivable route to the user in consideration of individual physical fitness information, a driving pattern, and a remaining battery level.

또한, 본 발명의 전기자전거 주행시스템은 설정한 목표를 달성할 수 있도록 사용자에게 주행을 가이드할 수 있다.In addition, the electric bicycle driving system of the present invention may guide the user to driving so as to achieve a set goal.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기자전거 주행시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기자전거 주행시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전기자전거 주행시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of an electric bicycle driving system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of an electric bicycle driving system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of an electric bicycle driving system according to a third embodiment of the present invention.

전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시 예들을 통해 구체화된다. 각 실시 예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시 예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 블록도의 각 블록은 어느 경우에 있어서 물리적인 부품을 표현할 수 있으나 또 다른 경우에 있어서 하나의 물리적인 부품의 기능의 일부 혹은 복수의 물리적인 부품에 걸친 기능의 논리적인 표현일 수 있다. 때로는 블록 혹은 그 일부의 실체는 프로그램 명령어들의 집합(set)일 수 있다. 이러한 블록들은 전부 혹은 일부가 하드웨어, 소프트웨어 혹은 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.The foregoing and additional aspects are embodied through embodiments described with reference to the accompanying drawings. It is understood that various combinations of elements of each embodiment are possible within the embodiments as long as there is no contradiction between them or other mentions. Each block in the block diagram may represent a physical part in some cases, but in other cases may be a part of the function of one physical part or a logical representation of a function across a plurality of physical parts. Sometimes a block or part of an entity may be a set of program instructions. All or a part of these blocks may be implemented by hardware, software, or a combination thereof.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 전기자전거 주행시스템의 블록도이다. 본 발명의 제1 실시 예에 따르면, 전기자전거 주행시스템(100)은 센서부(110)와, 주행정보 수집부(120)와, 주행거리 산출부(130)를 포함하고, 주행정보 수집부(120)는 체력 측정부(121)와, 주행 패턴 정보 수집부(123)와, 배터리 소모량 정보 수집부(125)를 포함할 수 있다.1 is a block diagram of an electric bicycle driving system according to a first embodiment of the present invention. According to the first embodiment of the present invention, the electric bicycle driving system 100 includes a sensor unit 110 , a driving information collection unit 120 , and a mileage calculation unit 130 , and a driving information collection unit ( 120 may include a physical fitness measuring unit 121 , a driving pattern information collecting unit 123 , and a battery consumption information collecting unit 125 .

전기자전거 주행시스템(100)은 하나의 전기자전거의 부품 모듈 형태로 제조되어 전기자전거 제조시 함께 조립되거나, 완성된 전기자전거에 부착할 수 있는 형태로 제조될 수 있다. 전기자전거 주행시스템(100)은 프로세서와 메모리 등을 포함하는 컴퓨팅 장치로 각 기능 블록의 적어도 일부가 프로세서에서 실행되는 프로그램 명령어 세트로 구현될 수 있다.The electric bicycle driving system 100 may be manufactured in the form of a component module of one electric bicycle and assembled together when the electric bicycle is manufactured, or may be manufactured in a form that can be attached to a completed electric bicycle. The e-bike driving system 100 is a computing device including a processor and a memory, and at least a portion of each functional block may be implemented as a program instruction set executed by the processor.

센서부(110)는 토크 센서(111)와, 케이던스 센서(113)와, 경사도 센서(115)를 포함한다.The sensor unit 110 includes a torque sensor 111 , a cadence sensor 113 , and an inclination sensor 115 .

토크 센서(111)는 현재 페달에 가해지는 페달링 힘 즉, 토크를 측정한다. 전기자전거가 토크 센서(111)를 구비하고 있는 경우, 전기자전거 주행시스템(100)은 별도의 추가적인 설치 없이 전기자전거의 토크 센서(111)를 사용할 수 있다. 토크 센서(111)의 종류 및 측정 방식에는 제한이 없다.The torque sensor 111 measures a pedaling force currently applied to the pedal, that is, torque. When the e-bike is provided with the torque sensor 111, the e-bike driving system 100 may use the torque sensor 111 of the e-bike without additional installation. There is no limitation on the type and measuring method of the torque sensor 111 .

케이던스 센서(113)는 페달링 회전수를 측정한다. 전기자전거가 케이던스 센서(113)를 구비하고 있는 경우, 전기자전거 주행시스템(100)은 별도의 추가적인 설치 없이 전기자전거의 케이던스 센서(113)를 사용할 수 있다. 케이던스 센서(113)의 종류 및 측정 방식에는 제한이 없다.The cadence sensor 113 measures the number of pedaling rotations. When the e-bike is provided with the cadence sensor 113, the e-bike driving system 100 may use the cadence sensor 113 of the e-bike without additional installation. There is no limitation on the type and measurement method of the cadence sensor 113 .

경사도 센서(115)는 주행로의 경사도를 측정한다. 전기자전거가 경사도 센서(115)를 구비하고 있는 경우, 전기자전거 주행시스템(100)은 별도의 추가적인 설치 없이 전기자전거의 경사도 센서(115)를 사용할 수 있다. 경사도 센서(115)의 종류 및 측정 방식에는 제한이 없다. The inclination sensor 115 measures the inclination of the traveling path. When the e-bike is provided with the inclination sensor 115, the e-bike driving system 100 may use the inclination sensor 115 of the e-bike without additional installation. There is no limitation on the type and measuring method of the inclination sensor 115 .

토크 센서(111)와, 케이던스 센서(113)와, 경사도 센서(115)가 별도의 위치에 분리되어 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 하우징 케이스에 일체형으로 장착되어 설치될 수 있다.The torque sensor 111 , the cadence sensor 113 , and the inclination sensor 115 may be installed separately at separate locations. However, the present invention is not limited thereto and may be integrally mounted and installed in one housing case.

주행정보 수집부(120)는 사용자의 체력 정보와, 사용자의 전기자전거 주행에 대한 주행 패턴 정보 및 전기자전거의 배터리 소모량 정보를 수집하며, 체력 측정부(121)와, 주행 패턴 정보 수집부(123)와, 배터리 소모량 정보 수집부(125)를 포함할 수 있다.The driving information collecting unit 120 collects the user's physical strength information, driving pattern information for the user's electric bicycle driving, and battery consumption information of the electric bicycle, and includes a physical fitness measuring unit 121 and a driving pattern information collecting unit 123 . ) and a battery consumption information collection unit 125 .

체력 측정부(121)는 토크 센서(111)가 측정한 토크 정보와, 케이던스 센서(113)가 측정한 케이던스 정보와, 주행시간으로부터 사용자의 체력 정보를 측정한다. 체력 측정부(121)는 후술할 설정부를 통해 전기자전거 시스템의 운영 모드를 체력 측정 모드로 설정하고, 사용자의 체력을 측정할 수 있다. 체력 측정부(121)는 체력 측정 모드에서 토크 센서(111)가 측정한 토크와 케이던스 센서(113)가 측정한 분당 회전수와, 주행시간을 기초로 사용자가 소모한 에너지를 계산하고, 이 값을 사용자가 소모할 수 있는 사용자의 체력 정보로 사용한다. 발명의 다른 양상으로는, 체력 측정부(121)는 별도의 체력 측정 모드에서 사용자의 체력을 측정하지 않고, 사용자가 전기자전거를 이용할 때마다 소모한 에너지를 토크 정보, 케이던스 정보, 주행시간에 기초하여 계산하고, 가장 많이 소모된 에너지를 사용자의 체력 정보로 사용할 수 있다. 이 경우 사용자의 운동 능력이 향상될 때마다 별도의 체력 측정 모드로 측정하지 않아도 평소의 주행으로 운동 능력 향상에 따른 사용자의 체력 정보를 갱신할 수 있다.The physical fitness measuring unit 121 measures the user's physical strength information from the torque information measured by the torque sensor 111 , the cadence information measured by the cadence sensor 113 , and the driving time. The physical fitness measuring unit 121 may set the operation mode of the electric bicycle system to the physical fitness measurement mode through a setting unit, which will be described later, and may measure the user's physical strength. The physical fitness measurement unit 121 calculates the energy consumed by the user based on the torque measured by the torque sensor 111, the number of revolutions per minute measured by the cadence sensor 113, and the driving time in the physical fitness measurement mode, and this value is used as the user's physical strength information that the user can consume. In another aspect of the invention, the physical fitness measuring unit 121 does not measure the user's physical strength in a separate physical fitness measurement mode, and uses the energy consumed whenever the user uses the electric bicycle based on torque information, cadence information, and driving time. to calculate, and the most consumed energy can be used as the user's physical fitness information. In this case, whenever the exercise ability of the user is improved, the user's physical strength information may be updated according to the improvement of the exercise ability through normal driving without measuring in a separate physical strength measurement mode.

주행 패턴 정보 수집부(123)는 주행로의 경사도별로 사용자가 평소 어느 정도의 토크를 가하여 주행하는지와 어느 정도의 케이던스로 주행하는지를 분석하여 경사도별 토크 정보 및 케이던스 정보를 포함하는 주행 패턴 정보를 수집한다. 따라서, 전기자전거 주행시스템(100)은 주행 패턴 정보로부터 주행로의 경사도에 따라 사용자의 토크와 케이던스를 예측할 수 있다.The driving pattern information collecting unit 123 collects driving pattern information including torque information and cadence information for each inclination by analyzing how much torque the user normally drives for each inclination of the driving route and at what cadence the user drives. do. Accordingly, the electric bicycle driving system 100 may predict the user's torque and cadence from the driving pattern information according to the inclination of the driving path.

배터리 소모량 정보 수집부(125)는 경사도별 토크에 따른 배터리 소모량을 측정하여 배터리 소모량 정보로 저장한다. 즉, 배터리 소모량 정보 수집부(125)는 특정 경사도에서 측정된 토크에 따라 실제 배터리가 소모되는 양을 계산한다. 예를 들어, 경사도가 A인 주행로에서 사용자가 a 토크의 힘으로 페달링하여 주행할 때 분당 소모되는 배터리의 양을 측정하여 배터리 소모량 정보로 저장할 수 있다. 또한, 배터리 소모량 정보 수집부(125)는 경사도별 측정된 케이던스에 따른 배터리 소모량을 측정하여 배터리 소모량 정보로 저장한다. 즉, 배터리 소모량 정보 수집부(125)는 특정 경사도에서 사용자 주행의 케이던스에 따라 실제 배터리가 소모되는 양을 계산한다. 예를 들어, 경사도가 A인 주행로에서 사용자가 b rpm으로 페달링하여 주행할 때 분당 소모되는 배터리의 양을 측정하여 배터리 소모량 정보로 저장할 수 있다. 또한, 배터리 소모량 정보 수집부(125)는 경사도별로 측정된 토크와 케이던스에 따른 배터리 소모량을 측정하여 배터리 소모량 정보로 저장한다. 예를 들어, 경사도가 A인 주행로에서 사용자가 a 토크의 힘으로 b rpm으로 페달링하여 주행할 때 분당 소모되는 배터리의 양을 측정하여 배터리 소모량 정보로 저장할 수 있다. 배터리 소모량 정보 수집부(125)가 수집한 정보는 배터리 잔량으로부터 주행가능 거리를 계산할 때 사용된다.The battery consumption information collecting unit 125 measures the battery consumption according to the torque for each inclination and stores it as battery consumption information. That is, the battery consumption information collection unit 125 calculates an actual battery consumption amount according to the torque measured at a specific inclination. For example, the amount of battery consumed per minute may be measured and stored as battery consumption information when the user pedals with the force of torque a on a driving path having an inclination A. In addition, the battery consumption information collection unit 125 measures the battery consumption according to the measured cadence for each inclination and stores it as battery consumption information. That is, the battery consumption information collection unit 125 calculates an actual battery consumption amount according to the cadence of the user's driving at a specific inclination. For example, when the user pedals at b rpm on a driving path having a slope of A, the amount of battery consumed per minute may be measured and stored as battery consumption information. In addition, the battery consumption information collecting unit 125 measures the battery consumption according to the torque and the cadence measured for each inclination, and stores it as battery consumption information. For example, the amount of battery consumed per minute may be measured and stored as battery consumption information when the user pedals at b rpm with the force of torque a on a driving path having a slope of A. The information collected by the battery consumption information collection unit 125 is used to calculate the drivable distance from the remaining battery capacity.

주행거리 산출부(130)는 사용자의 체력 정보와, 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보를 반영하여 측정된 토크 또는 케이던스와 배터리 잔량으로부터 주행가능 거리를 산출한다. 주행거리 산출부(130)는 배터리 잔량으로부터 일률적으로 주행가능 거리를 계산하지 않고, 사용자의 체력 및 주행 특성을 반영하여 비교적 정확하게 계산할 수 있다. 목적지가 입력되어 목적지까지 주행경로가 탐색되면 구간별로 경사도 등을 고려하여 보다 정확하게 주행가능 거리를 산출할 수도 있지만, 목적지가 입력되지 않더라도 경사가 없는 주행로로 가정하고 사용자의 체력 정보와, 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보를 이용하여 배터리 잔량으로부터 주행가능 거리를 산출할 수 있고, 주행 중 변화되는 토크 또는 케이던스와 배터리 잔량으로부터 주행가능 거리를 보정할 수 있다.The mileage calculation unit 130 calculates the drivable distance from the torque or cadence measured by reflecting the user's physical fitness information, driving pattern information, and battery consumption information and the remaining battery amount. The mileage calculator 130 may calculate relatively accurately by reflecting the user's physical strength and driving characteristics without uniformly calculating the drivable distance from the remaining battery capacity. When a destination is input and a driving route to the destination is searched, the drivable distance can be calculated more accurately by considering the inclination for each section. The drivable distance may be calculated from the remaining amount of the battery by using the information and the battery consumption information, and the drivable distance may be corrected from the torque or cadence changed during driving and the remaining amount of the battery.

도 1 내지 도 3에 일부 도시된 것과 같이, 전기자전거 주행시스템(100)은 표시부(160)와, 설정부(미도시)와, 통신부(미도시)와, 전기자전거 제어부(170)를 포함할 수 있다. 표시부(160)는 디스플레이를 포함하여, 각종 주행정보와 지도정보를 표시할 수 있다. 표시되는 주행정보는 현재의 토크, 케이던스, 주행속도, 주행가능 거리, 경사도 등을 포함할 수 있다. 설정부는 사용자가 주행과 관련하여 시스템을 설정할 수 있는 UI를 제공하며, 사용자는 해당 UI를 통해 목적지, 목표 칼로리 소모량, 전기자전거 시스템 운영 모드 등을 설정할 수 있다. 통신부는 시스템과 각종 센서들 사이의 통신을 담당하는 내부 통신부와 시스템과 외부 서버와의 통신을 담당하는 내부 통신부로 구성된다. 내부 통신부는 각종 센서와 유선 또는 무선으로 연결되며 사용되는 통신 프로토콜은 제한이 없다. 외부 통신부는 무선으로 서버와 연결되며 사용되는 통신 프로토콜은 제한이 없으나 야외에서 사용되는 상황으로 볼 때 LTE 또는 5G가 바람직하다. 전기자전거 제어부(170)는 전기자전거의 PAS 단수를 조절할 수 있다.1 to 3, the e-bike driving system 100 includes a display unit 160, a setting unit (not shown), a communication unit (not shown), and an e-bike control unit 170. can The display unit 160 may display various types of driving information and map information, including a display. The displayed driving information may include current torque, cadence, driving speed, drivable distance, inclination, and the like. The setting unit provides a UI through which the user can set the system in relation to driving, and the user can set a destination, target calorie consumption, e-bike system operation mode, and the like through the UI. The communication unit is composed of an internal communication unit in charge of communication between the system and various sensors and an internal communication unit in charge of communication between the system and an external server. The internal communication unit is connected to various sensors by wire or wirelessly, and the communication protocol used is not limited. The external communication unit is wirelessly connected to the server, and the communication protocol used is not limited, but LTE or 5G is preferable in view of outdoor use. The electric bicycle control unit 170 may adjust the number of PAS stages of the electric bicycle.

도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 전기자전거 주행시스템의 블록도이다. 본 발명의 제2 실시 예에 따르면, 전기자전거 주행시스템(100)은 센서부(110)와, 체력 측정부(121)와, 주행 패턴 정보 수집부(123)와, 배터리 소모량 정보 수집부(125)와, 주행거리 산출부(130)를 포함하고, 주행경로 산출부(140)를 더 포함할 수 있다.2 is a block diagram of an electric bicycle driving system according to a second embodiment of the present invention. According to the second embodiment of the present invention, the electric bicycle driving system 100 includes a sensor unit 110 , a physical fitness measurement unit 121 , a driving pattern information collection unit 123 , and a battery consumption information collection unit 125 . ) and the mileage calculation unit 130 , and may further include a driving route calculation unit 140 .

주행경로 산출부(140)는 설정부를 통해 목적지가 설정되면, 설정된 목적지에 대한 주행경로를 탐색한다. 주행경로 산출부(140)는 GPS 모듈과, 경사도 정보를 포함하는 지도데이터를 포함할 수 있다. 지도데이터는 통신부를 통하여 외부의 서버로부터 다운로드할 수 있으며, GPS 모듈로부터 파악된 현재 위치와 지도데이터에 기초하여 목적지까지의 주행경로를 탐색할 수 있다.When a destination is set through the setting unit, the driving route calculating unit 140 searches for a driving route for the set destination. The driving route calculator 140 may include a GPS module and map data including slope information. The map data can be downloaded from an external server through the communication unit, and the driving route to the destination can be searched based on the current location and map data identified from the GPS module.

주행경로 산출부(140)는 탐색된 주행경로의 경사에 따라 구간을 나누고, 구간별 거리와 경사도에 따라 배터리 소모량을 예측한다. 배터리 소모량 예측은 주행 패턴 정보 및 배터리 소모량 정보를 반영하여 예측한다. 경사도에 따른 사용자의 주행 패턴 정보 즉, 경사도에 따라 수집된 사용자의 토크 정보와 케이던스 정보와, 경사도별 토크에 따른 배터리 소모량 정보와, 경사도별 케이던스에 따른 배터리 소모량 정보로부터 주행 구간별 배터로 소모량을 예측한 후 모든 구간을 합산하여 전체 배터리 소모량을 예측한다. 주행경로 산출부(140)는 예측된 배터리 소모량을 배터리 잔량과 비교하여 주행가능 여부를 판단할 수 있다. 또한, 주행경로 산출부(140)는 탐색된 주행경로에 대한 체력 소모량을 예측한다. 각 구간별로 주행 패턴 정보로 구간별 토크와 케이던스를 구하고 이에 기초하여 사용자의 체력 소모량을 계산한 후 사용자의 체력 정보와 비교하여 주행가능 여부를 판단할 수 있다. 즉, 예측되는 사용자의 체력 소모량이 측정된 사용자의 체력보다 적고, 예측되는 배터리 소모량이 배터리 잔량보다 적어야 주행 가능한 것으로 판단할 수 있다.The driving route calculator 140 divides sections according to the inclination of the searched driving route, and predicts battery consumption according to the distance and inclination for each section. The battery consumption prediction is made by reflecting the driving pattern information and the battery consumption information. From the user's driving pattern information according to the slope, that is, the user's torque information and cadence information collected according to the slope, the battery consumption information according to the torque for each slope, and the battery consumption information according to the cadence for each slope, the amount of consumption as a batter for each driving section After forecasting, the total battery consumption is predicted by summing all sections. The driving route calculator 140 may determine whether driving is possible by comparing the predicted battery consumption with the remaining battery power. In addition, the driving route calculating unit 140 predicts the amount of stamina consumption for the searched driving route. Torque and cadence for each section are obtained using the driving pattern information for each section, and the user's physical strength consumption is calculated based on the driving pattern information. That is, it can be determined that driving is possible only when the predicted user's physical strength consumption is less than the measured physical strength and the predicted battery consumption is less than the remaining battery amount.

또한, 주행경로 산출부(140)는 주행을 완료한 주행경로에 대하여 출발전 배터리 잔량과 현재 배터리 잔량의 차이로부터 실제 배터리 소모량을 계산하고, 주행 동안의 평균 토크와, 평균 케이던스와, 주행시간으로부터 사용자의 체력 소모량을 계산하여, 해당 주행경로에 대하여 배터리 소모량 정보와, 체력 소모량 정보를 기록하여 저장할 수 있다. 이 정보는 이후 경로추천에 활용될 수 있다.In addition, the driving route calculator 140 calculates the actual battery consumption from the difference between the remaining battery amount before departure and the current remaining battery amount for the driving route on which the driving is completed, and calculates the actual battery consumption from the average torque during driving, the average cadence, and the driving time. By calculating the user's physical energy consumption, battery consumption information and physical strength consumption information for a corresponding driving route may be recorded and stored. This information can be used for route recommendation later.

발명의 양상에 따라서는 주행경로 산출부(140)는 배터리 잔량에 기초하여 사용자의 체력 정보와, 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보를 반영하여 주행 가능한 주행경로를 추천할 수 있다. 주행경로 산출부(140)는 사용자의 주행이력으로 파악되는 주행경로에 대하여 예측되는 체력 소모량과, 예측되는 배터리 소모량을 계산하여, 예측되는 사용자의 체력 소모량이 측정된 사용자의 체력보다 적고, 예측되는 배터리 소모량이 배터리 잔량보다 적은 주행경로를 사용자에게 추천할 수 있다. 또한, 주행경로 산출부(140)는 각 주행경로에 대하여 배터리 소모량 정보와, 체력 소모량 정보를 기록하여 저장한 후, 이 정보를 이용하여 사용자에게 주행경로를 추천할 수도 있다.According to an aspect of the present invention, the driving route calculator 140 may recommend a driving route that can be driven by reflecting the user's physical fitness information, driving pattern information, and battery consumption information based on the remaining battery capacity. The driving route calculating unit 140 calculates the predicted physical consumption and the predicted battery consumption for the driving route identified by the user's driving history, and the predicted user's physical consumption is less than the measured user's physical strength, and the predicted A driving route in which the battery consumption is less than the remaining battery capacity may be recommended to the user. In addition, the driving route calculator 140 may record and store battery consumption information and physical fitness consumption information for each driving route, and then use this information to recommend a driving route to the user.

발명의 다른 양상에 의하면, 주행경로 산출부(140)는 설정된 칼로리 소모량에 기초하여 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보와, 배터리 잔량을 반영하여 주행경로를 추천할 수 있다. 사용자는 설정부를 통해 목표 칼로리 소모량을 설정할 수 있다. 주행경로 산출부(140)는 사용자의 주행이력으로 파악되는 주행경로에 대하여 예측되는 칼로리 소모량과, 예측되는 배터리 소모량을 계산한다. 주행경로 산출부(140)는 칼로리 소모량 계산은 대사율 동등치(Metabolic Equivalents, METs)를 활용하여 사용자의 체중과, 주행속도와, 예측 주행시간으로부터 계산할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니며, 주행경로 산출부(140)는 다른 계산방법 예를 들어, 예측되는 사용자의 체력 소모량을 계산하고 이를 칼로리로 환산하는 방법을 사용할 수도 있다. 주행경로 산출부(140)는 예측되는 칼로리 소모량이 목표 칼로리 소모량보다 크고, 예측되는 배터리 소모량이 배터리 잔량보다 적은 주행경로를 사용자에게 추천할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the driving route calculator 140 may recommend a driving route by reflecting the driving pattern information, the battery consumption information, and the remaining battery amount based on the set calorie consumption. The user may set the target calorie consumption through the setting unit. The driving route calculating unit 140 calculates the predicted calorie consumption and the predicted battery consumption for the driving route identified by the user's driving history. The driving route calculation unit 140 may calculate calorie consumption from the user's weight, driving speed, and predicted driving time by utilizing metabolic equivalents (METs). The present invention is not limited thereto, and the driving route calculator 140 may use another calculation method, for example, a method of calculating a predicted user's physical consumption and converting it into calories. The driving route calculator 140 may recommend a driving route in which the predicted calorie consumption is greater than the target calorie consumption and the predicted battery consumption is less than the remaining battery amount to the user.

도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 전기자전거 주행시스템의 블록도이다. 본 발명의 제3 실시 예에 따르면, 전기자전거 주행시스템(100)은 센서부(110)와, 체력 측정부(121)와, 주행 패턴 정보 수집부(123)와, 배터리 소모량 정보 수집부(125)와, 주행거리 산출부(130)와, 주행경로 산출부(140)를 포함하고, 주행 가이드부(150)를 더 포함할 수 있다.3 is a block diagram of an electric bicycle driving system according to a third embodiment of the present invention. According to the third embodiment of the present invention, the electric bicycle driving system 100 includes a sensor unit 110 , a physical fitness measurement unit 121 , a driving pattern information collection unit 123 , and a battery consumption information collection unit 125 . ), a mileage calculating unit 130 , and a driving route calculating unit 140 , and may further include a driving guide unit 150 .

주행거리 산출부(130)는 현재 측정된 토크 정보 또는 케이던스 정보에 기초하여 주행 가능거리를 실시간으로 계산하여 갱신하고, 표시부(160)를 통하여 표시할 수 있다. 사용자의 주행 패턴에 기초하여 주행 가능거리를 계산하였으므로, 사용자가 평소의 주행 패턴과 다르게 주행하는 경우에는 주행 가능거리에 오차가 발생하게 된다. 따라서, 주행거리 산출부(130)는 현재 사용자의 주행에 대하여 측정된 토크 또는 케이던스를 반영하여 주행거리를 지속적으로 갱신할 수 있다.The mileage calculation unit 130 may calculate and update the drivable distance in real time based on the currently measured torque information or cadence information, and display it through the display unit 160 . Since the drivable distance is calculated based on the user's driving pattern, when the user travels differently from the usual driving pattern, an error occurs in the drivable distance. Accordingly, the mileage calculator 130 may continuously update the mileage by reflecting the torque or cadence measured for the current user's driving.

주행 가이드부(150)는 사용자의 주행 패턴 변경으로 인하여 주행 가능거리에 변동이 발생하는 경우, 평소 주행 패턴으로 유도하기 위하여 사용자에게 토크 또는 케이던스를 조절하도록 안내한다. 주행 가이드부(150)는 표시부(160)를 통하여 토크 조절 또는 케이던스 조절을 안내할 수 있다.The driving guide unit 150 guides the user to adjust the torque or cadence in order to guide the user to the usual driving pattern when a change in the driving distance occurs due to a change in the driving pattern of the user. The driving guide unit 150 may guide torque control or cadence control through the display unit 160 .

발명의 다른 양상에 의하면, 주행 가이드부(150)는 설정된 칼로리 소모량 달성을 위해 사용자가 토크 또는 케이던스를 조절하도록 안내할 수 있다. 사용자는 설정부를 통해 목표 칼로리 소모량을 설정할 수 있다. 주행경로 산출부(140)는 목표 칼로리 소모량에 기초하여 주행경로를 사용자에 추천할 수 있다. 이때, 주행거리 산출부(130)가 추천한 주행경로는 사용자의 주행 패턴에 기초하여 칼로리 소모량이 계산되었으므로, 사용자가 평소의 주행 패턴과 다르게 주행하는 경우에는 실제 칼로리 소모량이 예측된 칼로리 소모량과 달라져 오차가 발생하게 된다. 따라서, 주행거리 산출부(130)는 목표한 칼로리 소모량을 달성할 수 있도록 사용자에게 토크 또는 케이던스를 조절하도록 안내한다. 주행 가이드부(150)는 표시부(160)를 통하여 토크 조절 또는 케이던스 조절을 안내할 수 있다.According to another aspect of the invention, the driving guide unit 150 may guide the user to adjust the torque or cadence to achieve a set calorie consumption. The user may set the target calorie consumption through the setting unit. The driving route calculator 140 may recommend a driving route to the user based on the target calorie consumption. At this time, since the calorie consumption is calculated based on the user's driving pattern for the driving route recommended by the mileage calculator 130, when the user drives differently from the usual driving pattern, the actual calorie consumption is different from the predicted calorie consumption. error will occur. Accordingly, the mileage calculation unit 130 guides the user to adjust the torque or cadence to achieve the target calorie consumption. The driving guide unit 150 may guide torque control or cadence control through the display unit 160 .

추가적으로, 주행 가이드부(150)는 설정된 칼로리 소모량을 달성하도록 모터의 출력을 제어할 수 있다. 주행 가이드부(150)가 사용자가 전기자전거 주행으로 목표 칼로리 소모량을 달성하도록 토크 또는 케이던스를 조절하도록 안내하더라도 사용자가 안내된 대로 토크 또는 케이던스를 조절하지 못하거나, 배터리 잔량이 부족하여 토크 또는 케이던스 조절만으로는 목표 칼로리 소모량 달성이 어렵다고 판단되는 경우, 사용자가 페달링에 더 많은 토크를 가하도록 모터의 구동을 줄이도록 출력을 제어할 수 있다. 전기자전거는 페달링하는 토크에 비례하여 모터의 출력도 커지는 것이 일반적이나 주행가이드부는 이 경우 페달링하는 토크가 커지더라도 모터의 출력이 커지지 않도록 한다. 일 예로, 주행 가이드부(150)는 전기자전거의 PAS 단수를 낮춰 모터의 출력이 커지지 않게 할 수 있다.Additionally, the driving guide unit 150 may control the output of the motor to achieve a set calorie consumption. Even if the driving guide unit 150 guides the user to adjust the torque or cadence to achieve the target calorie consumption by driving the electric bicycle, the user cannot adjust the torque or cadence as guided, or adjust the torque or cadence due to insufficient battery power When it is determined that it is difficult to achieve the target calorie consumption alone, the output may be controlled to reduce the driving of the motor so that the user applies more torque to the pedaling. In an e-bike, the output of the motor is generally increased in proportion to the pedaling torque, but in this case, the driving guide prevents the output of the motor from increasing even if the pedaling torque increases. For example, the driving guide unit 150 may lower the PAS stage of the electric bicycle so that the output of the motor does not increase.

이상에서 본 발명을 첨부된 도면을 참조하는 실시 예들을 통해 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 이들로부터 당업자라면 자명하게 도출할 수 있는 다양한 변형 예들을 포괄하도록 해석되어야 한다. 특허청구범위는 이러한 변형 예들을 포괄하도록 의도되었다.Although the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited thereto, and it should be construed to encompass various modifications that can be apparent from those skilled in the art. The claims are intended to cover such variations.

100 : 전기자전거 주행시스템
110 : 센서부
111 : 토크 센서 113 : 케이던스 센서
115 : 경사도 센서
120 : 주행정보 수집부
121 : 체력 측정부 123 : 주행 패턴 정보 수집부
125 : 배터리 소모량 정보 수집부
130 : 주행거리 산출부
140 : 주행경로 산출부
150 : 주행 가이드부
160 : 표시부
170 : 전기자전거 제어부100: electric bicycle driving system
110: sensor unit
111: torque sensor 113: cadence sensor
115: inclination sensor
120: driving information collection unit
121: physical fitness measurement unit 123: driving pattern information collection unit
125: battery consumption information collection unit
130: mileage calculation unit
140: driving route calculation unit
150: driving guide unit
160: display
170: electric bicycle control unit

Claims (8)

페달링 힘을 측정하는 토크 센서와, 페달링 회전수를 측정하는 케이던스 센서와, 주행로의 경사도를 측정하는 경사도 센서를 포함하는 센서부;
사용자의 체력 정보와, 사용자의 전기자전거 주행에 대한 주행 패턴 정보 및 전기자전거의 배터리 소모량 정보를 수집하는 주행정보 수집부; 및
측정된 사용자의 체력 정보와, 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보를 반영하여 측정된 토크 또는 케이던스와 배터리 잔량으로부터 주행가능 거리를 산출하는 주행거리 산출부;
를 포함하되,
주행정보 수집부는 토크 센서가 측정한 토크 정보와, 케이던스 센서가 측정한 케이던스 정보와, 주행시간으로부터 사용자의 체력 정보를 측정하는 체력 측정부와, 사용자의 주행로의 경사도별 토크 정보 및 케이던스 정보를 포함하는 주행 패턴 정보를 수집하는 주행 패턴 정보 수집부와, 주행로의 경사도별 토크 또는 케이던스에 따른 배터리 소모량 정보를 수집하는 배터리 소모량 정보 수집부를 포함하는 전기자전거 주행시스템.
a sensor unit including a torque sensor for measuring a pedaling force, a cadence sensor for measuring the number of pedaling revolutions, and a gradient sensor for measuring an inclination of a traveling path;
a driving information collecting unit that collects the user's physical strength information, driving pattern information about the user's electric bicycle driving, and battery consumption information of the electric bicycle; and
a mileage calculator configured to calculate a drivable distance from the measured torque or cadence and the remaining battery amount by reflecting the measured user's physical fitness information, driving pattern information, and battery consumption information;
including,
The driving information collection unit collects the torque information measured by the torque sensor, the cadence information measured by the cadence sensor, the physical fitness measurement unit that measures the user's physical strength information from the driving time, and torque information and cadence information for each inclination of the user's driving route. An electric bicycle driving system comprising: a driving pattern information collecting unit that collects driving pattern information including;
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
설정된 목적지에 대한 주행경로를 탐색하여 설정하고, 사용자의 체력 정보와, 주행 패턴 정보 및 배터리 소모량 정보를 반영하여 예측한 배터리 소모량과, 배터리 잔량에 기초하여 주행 가능여부를 판단하는 주행경로 산출부;
를 더 포함하는 전기자전거 주행시스템.
The method of claim 1,
a driving route calculating unit that searches for and sets a driving route for a set destination, and determines whether driving is possible based on a battery consumption amount predicted by reflecting the user's physical fitness information, driving pattern information, and battery consumption information, and a remaining battery amount;
An electric bicycle driving system further comprising a.
 제 3 항에 있어서,
주행경로 산출부는 배터리 잔량에 기초하여 사용자의 체력 정보와, 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보를 반영하여 주행 가능한 주행경로를 추천하는 전기자전거 주행시스템.
4. The method of claim 3,
The driving route calculation unit is an e-bike driving system that recommends a drivable driving route by reflecting the user's physical fitness information, driving pattern information, and battery consumption information based on the remaining battery capacity.
 제 3 항에 있어서,
주행경로 산출부는 설정된 칼로리 소모량에 기초하여 주행 패턴 정보와, 배터리 소모량 정보와, 배터리 잔량을 반영하여 주행경로를 추천하는 전기자전거 주행시스템.
4. The method of claim 3,
The driving route calculation unit is an electric bicycle driving system that recommends a driving route by reflecting driving pattern information, battery consumption information, and remaining battery amount based on the set calorie consumption.
 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
주행 가능거리 변동에 따라 사용자가 토크 또는 케이던스를 조절하도록 안내하는 주행 가이드부;
를 더 포함하되,
주행거리 산출부는 측정된 토크 정보 또는 케이던스 정보에 기초하여 주행 가능거리를 실시간으로 갱신하는 전기자전거 주행시스템.
5. The method according to claim 3 or 4,
a driving guide unit for guiding a user to adjust torque or cadence according to a change in the drivable distance;
further comprising,
The mileage calculation unit is an electric bicycle driving system that updates the drivable distance in real time based on the measured torque information or cadence information.
 제 5 항에 있어서,
설정된 칼로리 소모량 달성을 위해 사용자가 토크 또는 케이던스를 조절하도록 안내하는 주행 가이드부;
를 더 포함하는 전기자전거 주행시스템.
6. The method of claim 5,
a driving guide unit for guiding the user to adjust torque or cadence to achieve a set calorie consumption;
An electric bicycle driving system further comprising a.
 제 7 항에 있어서,
주행 가이드부는 설정된 칼로리 소모량을 달성하도록 모터의 출력을 제어하는 전기자전거 주행시스템.8. The method of claim 7,
The driving guide unit is an electric bicycle driving system that controls the output of the motor to achieve the set calorie consumption.
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