KR20080072985A

KR20080072985A - 이륜구동방식의 전동스쿠터

Info

Publication number: KR20080072985A
Application number: KR1020070011379A
Authority: KR
Inventors: 황성호
Original assignee: 주식회사 삼현
Priority date: 2007-02-05
Filing date: 2007-02-05
Publication date: 2008-08-08
Also published as: KR100858779B1

Abstract

본 발명은 전기로 구동되는 전동스쿠터에 관한 것으로서, 시트를 가지는 몸체와, 주전원과 연결된 ECU(Electrical control unit) 내지는 전원제어장치와 가속장치 및 계기판이 구비된 방향지시용 조향장치와 클러치가 장착된 바퀴 구동장치와, 상기 바퀴를 지지하는 전ㆍ후방의 완충장치가 구비된 통상의 전동스쿠터에 있어서; 상기 주전원과 연결된 제 1 ECU와 제 2 ECU는 통신케이블로 연결되어 상호 통신이 가능하여 제 2 ECU를 제어하며, 상기 제 1 ECU는 가속장치의 제어신호를 제 2 ECU에 전달하고, 전륜의 전륜속도센서가 장착된 전륜구동장치와 연결되어져 작동상태를 제어하며, 상기 전륜구동장치의 전류신호를 측정하는 전륜전류센서 및 전륜속도센서를 통해 측정된 전기적 신호로서 전륜구동장치의 작동여부를 판단하며, 상기 제 2 ECU는 후륜의 후륜속도센서가 장착된 후륜구동장치와 연결되어져 전륜구동장치의 전류신호를 측정하는 후륜전류센서 및 후륜속도센서를 통해 측정된 전기적 신호로서 상기 후륜구동장치의 작동을 제어하도록 이루어짐을 특징으로 하는 이륜구동방식의 전동스쿠터를 제안한다.

몸체, 주전원, 전륜, 후륜, ECU, 구동장치

Description

이륜구동방식의 전동스쿠터{Two wheel drive of Electric scooter}

도 1은 본 발명의 바람직한 제 1실시 예에 따른 이륜구동방식의 전동스쿠터를 개략적으로 도시한 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 전동스쿠터의 결선을 나타낸 블록도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전동스쿠터의 외형을 사진으로 첨부된 참고도.

도 4는 본 발명에 따른 전동스쿠터의 ECU부를 사진으로 첨부한 참고도.

도 5는 본 발명에 따른 전동스쿠터의 전륜부를 사진으로 첨부한 참고도.

도 6은 본 발명에 따른 전동스쿠터의 후륜부를 사진으로 첨부한 참고도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10; 주전원 12: 전원선

14: 전류센서 20: 제 1 ECU

22, 32, 62: 신호선 24: 전륜속도센서

26: 전륜전류센서 30: 제 2 ECU

40: 전륜 42: 전륜구동장치

50: 후륜 52: 후륜구동장치

54: 후륜속도센서 56: 후륜전류센서

60: 가속장치 70: 운전모드 전환장치

80: 통신케이블 100: 몸체

102: 시트 104: 조향장치

본 발명은 전동스쿠터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전륜과 후륜의 구동을 제어하는 ECU(Electrical control unit)를 통해 수동모드 및 자동모드의 이륜의 구동이 가능하도록 이루어진 이륜구동방식의 전동스쿠터에 관한 것이다.

일반적으로 전기로 구동되는 전동스쿠터는 하나의 바퀴가 구동하고 다른 하나의 바퀴가 종동하면서 주행이 가능하도록 이루어진 후륜 구동방식이 채택되었다.

그런데, 이러한 종래의 후륜구동방식은 무게중심이 후방에 치중되어 있어서 주행 시 앞부분이 상대적으로 가벼워서 불규칙한 노면을 주행하거나 회전 시 미끄러지는 현상이 발생하고, 방향의 전환이 원활하지 못하여 불안정한 주행으로 인해 안전사고의 위험이 있었다.

또한, 오르막 경사로를 주행하거나 과적상태의 주행 시 주행속도가 저하되거나, 무리한 주행에 따른 과도한 출력의 증가로 인해 주행모터가 손상되며, 주행모터 및 클러치 등의 주행장치계통에 과부하가 발생하여 주된 손상원인이 된다. 뿐만 아니라, 주전원의 급격한 소비로 주행시간을 단축되는 문제점들이 있었다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 전륜과 후륜에 장착된 각각의 구동장치와 연결된 제 1ECU 및 제 2 ECU를 통해 안전한 주행이 가능하도록 이루어진 이륜구동방식의 전동스쿠터를 제공하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 일반주행 시 하나의 바퀴만 구동하거나 오르막 등을 주행 시 출력이 증가하도록 이륜이 동시에 구동하도록 수동모드 및 자동모드의 주행이 가능한 이륜구동방식의 전동스쿠터를 제공하고자 함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 시트(102)를 가지는 몸체(100)와, 주전원(10)과 연결된 ECU(Electrical control unit) 내지는 전원제어장치와 가속장치(60) 및 계기판이 구비된 방향지시용 조향장치(104)와 클러치가 장착된 바퀴 구동장치와, 상기 바퀴를 지지하는 전ㆍ후방의 완충장치(44, 54)가 구비된 통상의 전동스쿠터에 있어서; 상기 주전원(10)과 연결된 제 1 ECU(20; Electrical control unit)와 제 2 ECU(30)는 통신케이블(80)로 연결되어 상호 통신이 가능하여 제 2 ECU(30)를 제어하며, 상기 제 1 ECU(20)는 가속장치(60)의 제어신호를 제 2 ECU(30)에 전달하고, 전륜(40)의 전륜속도센서(24)가 장착된 전륜구동장치(42)와 연결되어져 작동상태를 제어하며, 상기 전륜구동장치(42)의 전류신호를 측정하는 전륜전류센서(26) 및 전륜속도센서(24)를 통해 측정된 전기적 신호로서 전륜구동장치(42)의 작동여부를 판단하며, 상기 제 2 ECU(30)는 후륜(50)의 후륜속도센서(54) 가 장착된 후륜구동장치(52)와 연결되어져 전륜구동장치(52)의 전류신호를 측정하는 후륜전류센서(56) 및 후륜속도센서(54)를 통해 측정된 전기적 신호로서 상기 후륜구동장치(50)의 작동을 제어하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 하기에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시 예는 본 발명의 기술적 범위를 한정하려는 것은 아니며, 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하려는 것이다. 도면상에서 동일한 도면부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

우선 본 발명에서 제안하고자 하는 이륜구동방식의 전동스쿠터의 개념을 살펴보면, 구동장치가 장착된 전륜과 후륜을 제어하는 제 1 ECU 및 제 2 ECU가 구비되고 자동 및 수동운전모드의 주행 선택이 가능하도록 이루어진 이륜구동방식의 전동스쿠터를 제안 하고자 하는 것이다.

우선 첨부된 도면을 간략하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제 1실시 예에 따른 이륜구동방식의 전동스쿠터를 개략적으로 도시한 정면도이고 도 2는 본 발명에 따른 전동스쿠터의 결선을 나타낸 블록도이다. 본 발명의 실시 예에 따라 앞에서 제안한 이륜구동방식의 전동스 쿠터의 전체적인 구성은 도 1과 도 2에서 나타내고 있는 바와 같고 이를 참조하여 본 발명의 이륜구동방식의 전동스쿠터를 설명하면, 스쿠터를 이루는 몸체(100)와, 승차용 시트(102)와, 주행속도를 조절하는 가속장치(60) 및 주행정보를 제공하는 계기판이 구비된 방향지시용 조향장치(104)와, 주전원(10)과 연결된 ECU(Electrical control unit)와, 전원제어장치와, 구동장치(42, 52)와 제동장치와 클러치가 장착된 전륜(40) 및 후륜(50)과, 상기 전륜(40) 및 후륜(50)을 지지하는 완충장치가 구비되도록 이루어진다.

상기 주전원(10)과 전원선(12)을 통해 연결된 제 1 ECU(20; Electrical control unit)와 제 2 ECU(30)는 통신케이블(80)로 연결되어져 상호 통신이 가능하고, 상기 제 1 ECU(20)는 제 2 ECU(30)와 주변장치 등의 전반적인 주행상태를 제어한다. 상기 주전원(10)은 제충전이 가능한 직류전원용 배터리로 이루어짐이 바람직하며, 전류의 흐름을 측정하는 전류센서(14)가 구비된다. 상기 전류센서(14)는 직류전류센서로 이루어짐이 바람직하다. 상기 통신케이블(80)은 I2C(Inter Integrated Circuit) 방식의 케이블이 바람직하고, 이는 필립스사가 1980년대 초 무렵에 제창한 2개의 신호선 SCL(Serial CLock)과 SDA(Serial DAta)에 의해 디바이스 간의 정보를 전달하는 시리얼 인터페이스방식이다.

상기 제 1 ECU(20)에는 가속장치(60)가 신호선(62)을 통해 연결되고, 전륜구동장치(42)가 신호선(22)을 통해 연결되고, 상기 제 2 ECU(30)에는 후륜구동장치(52)가 신호선(32)을 통해 연결되며, 자동 및 수동으로의 운전모드 전환장치(70)가 연결된다.

상기 전륜구동장치(42)에는 전륜속도센서(24)와 전륜전류센서(26)가 구비되고, 후륜구동장치(52)에는 후륜속도센서(54)와 후륜전류센서(56)가 된다.

상기 구동장치(42, 52)는 일반적인 전기모터로서 BLDC(Brushless Motor)모터로 이루어짐이 가장 바람직하고, 상기의 BLDC모터는 저속 및 고속에서 토오크가 비교적 높고 고속회전도 가능하며 무접점의 반도체 소자로 코일의 전류를 드라이브하는 관계로 그 수명이 매우 길고 소음과 전자적인 소음이 미세하다.

상기 속도센서(24, 54)는 널리 공지되어진 바와 같은 홀센서(Hall sensor)로 이루어짐이 가장 바람직하다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 이륜구동방식의 전동스쿠터의 작동상태를 설명하면 다음과 같다. 상기 전원제어장치를 통해 전원을 인가하여 주행준비 상태가 된다. 우선 자동운전모드 상태의 작동을 설명하면, 상기의 운전모드 전화장치(70)의 스위치를 자동에 위치시킨다. 이후, 상기 가속장치(60)의 조절신호가 제 1 ECU(20)를 거쳐 제 2 ECU(30)에 전달되고 후륜구동장치(52)가 구동하면서 주행이 이루어진다. 이때 전륜(40)은 종동상태로 일반적인 주행이 이루어진다. 그리고, 상기 구동장치(42, 52)의 전류센서(26, 56)와 속도센서(24, 54)를 통해 측정된 전류 및 회전속도의 전기적 신호가 ECU(20, 30)에 지속적으로 전달됨으로서 주행상태의 정보를 인지하게 된다.

주행 중 오르막을 오르거나 과적 주행 시, 상기 구동장치(42, 52)의 전압이 상승하여 후륜전류센서(56)에 과부하가 걸리거나 회전속도가 저하되면 제 1 ECU(20)는 전륜구동장치(42)를 구동상태로 전환시키고, 클러치가 작동하여 회전동 력이 전달되어져 전륜(40)과 후륜(50)이 동시에 구동함으로서 출력이 증가하게 된다. 이와 같이, 이륜구동상태로 자동 전환되고, 주행 중에 상기 ECU(20, 30)는 전륜(40)과 후륜(50)의 회전속도와 전류 및 전압의 변화를 지속적으로 전달받게 된가. 그리고, 그 차이가 일정한 오차범위를 벗어나게 되면 해당하는 구동장치(42, 52)의 구동여부를 판단하거나 회전속도를 보정하여 제어함으로서 주행성능을 향상시킬 수 있다. 이는 전륜(40)과 후륜(50) 간의 속도 차이로 인해 구동장치(42, 52)에 슬립현상의 발생 시, 상대적으로 저속의 모터와 클러치 사이에 발생되는 과동작을 방지하고 전륜 및 후륜이 동일한 회전속도를 유지하여 주행성능을 향상시킬 수 있다. 그리고, 상기 구동장치(40, 50)의 주행상태가 일정하게 유지되면 전륜구동장치(42)의 구동을 멈추고 종동상태로 전환시킴으로서 주전원(10)의 소모를 감소시켜 주행효율을 증가시킬 수 있다.

다음으로 수동운전모드의 작동상태를 설명하면, 상기 운전모드 전화장치(70)를 통해 전륜구동모드와 후륜구동모드의 선택이 가능하며, 예컨대, 후륜구동모드의 경우 상기의 운전모드 전화장치(70)의 스위치를 수동에 위치시킨 후, 출발하면 가속장치(60)의 주행신호가 제 1 ECU(20)를 거쳐 제 2 ECU(30)에 전달되고 후륜구동장치(52)가 구동하면서 주행이 이루어지고, 이때 전륜(40)은 종동상태이다. 상기 후륜전류센서(56)와 후륜속도센서(54)를 통해 측정된 전류 및 회전속도의 전기적 신호가 ECU(20, 30)에 지속적으로 전달되어져 상기 후륜구동장치(52)의 구동상태를 조절하면서 제어하게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 이륜구동방식의 전동스쿠터는 주행 중에도 전륜 또 는 후륜구동모드와 자동 및 수동으로의 전환이 가능하여 노면의 변화나 주행상태에 따라 운전모드를 적절하게 선택함으로서 주행성능을 최적화할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전동스쿠터의 외형을 사진으로 첨부된 참고도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 전동스쿠터의 각 부분을 사진으로 첨부한 참고도이다. 상기 도 3 내지 도 6을 참고로 하여서, 본 발명에 따른 이륜구동방식의 전동스쿠터에 관해 상기한 바와 같이 구현이 가능하며 상용화가 가능하도록 이루어지는 것이다.

미설명부호...16은 헤드라이트이다.

상술한바와 같이, 본 발명은 이륜구동방식을 채택함으로서 출력을 2배로 증가시켜 등판능력은 물론 구동력의 분배로 주행성능을 향상은 물론 원활한 주행이 가능하며, 주행속도를 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 주행 중 전륜 및 후륜의 주행상태를 지속적으로 인지하여 회전속도를 제어함으로서 불규칙한 노면의 주행이나 회전 시 미끄러지는 현상을 방지하여 주행효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 주행장치의 구동력 및 무게가 전륜과 후륜에 고르게 분배됨으로서 무게중심의 균형을 이루어 안정적이 주행이 가능한 장점이 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 이륜구동장식의 전동스쿠터는 주행상태에 따라 구동장치의 이상 유무를 신속히 판단하여 대체할 수 있으며, 최적의 주행상태를 제공함으로서 주행성능 및 효율을 확보하여 안정적인 주행이 가능함은 물론, 안전성을 확보하여 안전사고로부터 탑승자를 보호할 수 있는 효과를 기대할 수가 있는 것이다.

Claims

시트(102)를 가지는 몸체(100)와, 주전원(10)과 연결된 ECU(Electrical control unit) 내지는 전원제어장치와 가속장치(60) 및 계기판이 구비된 방향지시용 조향장치(104)와 클러치가 장착된 바퀴 구동장치와, 상기 바퀴를 지지하는 전ㆍ후방의 완충장치(44, 54)가 구비된 통상의 전동스쿠터에 있어서;

상기 주전원(10)과 연결된 제 1 ECU(20)와 제 2 ECU(30)는 통신케이블(80)로 연결되어 상호 통신이 가능하여 제 2 ECU(30)를 제어하며, 상기 제 1 ECU(20)는 가속장치(60)의 제어신호를 제 2 ECU(30)에 전달하고, 전륜(40)의 전륜속도센서(24)가 장착된 전륜구동장치(42)와 연결되어져 작동상태를 제어하며, 상기 전륜구동장치(42)의 전류신호를 측정하는 전륜전류센서(26) 및 전륜속도센서(24)를 통해 측정된 전기적 신호로서 전륜구동장치(42)의 작동여부를 판단하며,

상기 제 2 ECU(30)는 후륜(50)의 후륜속도센서(54)가 장착된 후륜구동장치(52)와 연결되어져 전륜구동장치(52)의 전류신호를 측정하는 후륜전류센서(56) 및 후륜속도센서(54)를 통해 측정된 전기적 신호로서 상기 후륜구동장치(50)의 작동을 제어하도록 이루어짐을 특징으로 하는 이륜구동방식의 전동스쿠터.
제 1항에 있어서,

상기 제 1, 제 2 ECU(20, 30)는 전류센서(26, 56) 및 속도센서(24, 54)로부터 측정된 전기적 신호로서 구동장치(42, 52)의 회전속도가 동일하게 유지할 수 있도록 이루어짐을 특징으로 하는 이륜구동방식의 전동스쿠터.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 ECU(40)와 연결되어 수동 및 자동운전모드의 선택이 가능한 운전모드 전환장치(70)가 구비됨을 특징으로 하는 이륜구동방식의 전동스쿠터.
제 1항 내지는 제 3항에 있어서,

상기 속도센서(24, 54)는 홀센서(Hall sensor)로 이루어짐을 특징으로 하는 이륜구동방식의 전동스쿠터.