KR20100083312A - Device for controlling output and gear-shifting of bicycle using multiplex sensor and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다중센서를 이용한 전기자전거의 출력 및 기어변속 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 속도, 온도, 기압, 방향, 기울기 센서에서 검출된 신호를 이용한 자전거의 자세정보를 운전자에게 제공하고, 선택적으로 제공된 정보를 이용하여 전기자전거의 출력 및 기어변속을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric bicycle output and gear shift control apparatus and a method using a multi-sensor, and more particularly, to the driver the attitude information of the bicycle using the signal detected by the speed, temperature, air pressure, direction, tilt sensor And an apparatus and a method for controlling the output and the gear shift of the electric bicycle using the information provided optionally.
일반적으로, 사람이 이용하는 이동수단 중에는 자동차, 자전거, 비행기, 선박, 열차 등이 있다. In general, there are automobiles, bicycles, airplanes, ships, trains, etc. are used by people.
이 중에서 사람들이 개인적으로 가장 손쉽게 이용할 수 있는 이동수단이 자전거이다. Among these, bicycles are the most easily accessible means for people.
단거리 이동시 시간 절약과 동시에 체력소비도 최소화 할 수 있으며, 걷는 것보다 훨씬 이동이 편하고, 일정량의 물건도 운반할 수 있어 편리하다. It also saves time and minimizes physical consumption when traveling short distances, and is much more convenient than walking, and it is convenient to carry a certain amount of things.
특히 최근과 같은 고유가 시대에 연료비를 조금이라도 줄이고자 자동차 이용 을 줄이고 걷는 것보다는 빠른 자전거를 이용하는 사람이 늘어나는 추세이다. In particular, in recent times of high oil prices, more and more people use fast bicycles rather than walking to reduce fuel costs.
이렇게 편리한 자전거를 더욱 편리하게 적은 힘을 들여 움직이게 하고자하여 발명된 것이 바로 전기자전거이다. Electric bicycles are invented to make these convenient bicycles move more conveniently with less power.
전기자전거는 일반 자전거로 오르기 힘든 오르막 경사길을 모터 동력을 이용하여 보다 쉽게 적은 힘을 들여서 올라갈 수 있고, 평지에서도 일반자전거보다 빠른 속력으로 달릴 수 있다. Electric bicycles can climb uphill slopes, which are difficult to climb by ordinary bicycles, using motor power more easily, and can run faster than ordinary bicycles on flat lands.
하지만 기존의 자전거와 전기자전거는 자동차와 달리 운행정보 등을 제공하지 않는다. 즉, 기존의 자전거 및 전기자전거는 자동차에서 볼 수 있는 차량의 운행정보(속도, 출력, 운전거리 등) 및 차량상태를 쉽게 확인할 수 없다.However, the existing bicycles and electric bicycles do not provide driving information unlike cars. That is, existing bicycles and electric bicycles can not easily check the driving information (speed, output, driving distance, etc.) and the vehicle status of the vehicle can be seen in the vehicle.
따라서, 기존의 일반 자전거의 경우에는 운행정보의 부족으로 도로상태에 맞는 적절한 운행정보를 제공 받지 못하는 단점이 있다.Therefore, in the case of the conventional general bicycle, there is a disadvantage in that it is not provided with appropriate driving information suitable for road conditions due to the lack of driving information.
또한, 기존의 전기자전거의 경우에는 사람의 손에 의해 전기 모터출력량을 조절하도록 되어 있어 사람이 직접 제어를 함으로써 속도감을 즐길 수는 있지만 배터리 이용에 있어서는 비효율적인 요소로 작용하는 단점이 있다. In addition, in the case of the existing electric bicycle to adjust the amount of electric motor output by the hand of a person can enjoy a sense of speed by direct control of the person, but there is a disadvantage that acts as an inefficient factor when using the battery.
즉, 기존 전기자전거의 경우, 수동 조작으로 인해 평지와 오르막길에서 필요이상의 과다한 출력을 발생시킴으로써 전기자전거 모터 동력만을 이용하여 경사로를 오르려고 하게 되고, 평지에서도 페달을 밟지 않고 속도감을 즐기기 위해 오토바이처럼 이용하게 됨으로써, 전력소비 측면에서도 비효율적 소비가 이루어지는 등 많은 문제점이 있다. In other words, in the case of the existing electric bicycle, it is trying to climb the ramp using only the electric motor motor power by generating excessive output on the flat and uphill due to manual operation, and use it like a motorcycle to enjoy the speed without pedaling on the flat By doing so, there are many problems such as inefficient consumption in terms of power consumption.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 속도, 온도, 습도, 기압, 고도, 방향, 기울기 센서등을 이용하여 센서가 센싱한 도로환경을 화면상으로 운전자에게 제공하며 제공된 정보를 바탕으로 추천 운전조건(적정속도, 기어변속 등)을 운전자에게 제공할 수 있도록 한 자전거 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, using the speed, temperature, humidity, barometric pressure, altitude, direction, inclination sensor, etc. to provide the driver with the road environment on the screen to the driver on the basis of the information provided It is an object of the present invention to provide a bicycle control device and a method for providing a driver with recommended driving conditions (suitable speed, gear shift, etc.).
또한, 본 발명은 기울기 센서를 통해 제공된 정보를 수동 혹은 자동으로 선택적으로 택함으로서 전기자전거의 경우에는 경사로의 기울기 신호에 따라 평지와 오르막 경사길에서 모터의 출력 조절 및 기어변속을 자동으로 행하게 하며, 내리막길에서는 모터 동력을 차단하고 기어변속을 자동으로 행함으로써 전력의 손실을 줄여 효율성을 증대시키도록 한 전기자전거 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention by manually or automatically select the information provided through the inclination sensor in the case of the electric bicycle to automatically adjust the output of the motor and the gear shift on the flat and uphill slope in accordance with the inclination signal of the slope, downhill It is an object of the present invention to provide an electric bicycle control device and method for reducing power loss and increasing efficiency by automatically cutting off the motor power and automatically shifting gears.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기울기 및 속도를 포함하는 각종 운전정보를 검출하는 다중센서와; 상기 다중센서에서 검출된 신호에 따라 모터출력을 조절하거나 기어변속을 행하도록 하는 제어신호를 내보내는 AVR제어회로와; 상기 AVR제어회로의 제어신호에 따라 조절된 출력을 내는 BLDC모터와; 상기 AVR제어회로의 제어신호에 따라 기어변속을 행하는 변속용 서보모터와; 상기 다중센서에서 검출된 각종 운전정보를 운전자에게 제공하는 디스플레이부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전기자전거의 출력 및 기어변속 제어장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a multi-sensor for detecting a variety of driving information including the slope and speed; An AVR control circuit for outputting a control signal for adjusting a motor output or performing a gear shift in accordance with the signal detected by the multiple sensors; A BLDC motor for outputting an output adjusted according to a control signal of the AVR control circuit; A shift servo motor for shifting gears in accordance with a control signal of the AVR control circuit; It provides an electric bicycle output and gear shift control apparatus comprising a display unit for providing a driver with various driving information detected by the multi-sensor.
이때, 상기 다중센서는 온도, 습도, 기압, 방향, 운행거리, 운행으로 인한 운전자의 소모 칼로리 중 적어도 어느 하나를 검출할 수 있는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In this case, the multi-sensor further comprises a sensor for detecting at least one of the calories burned by the driver due to the temperature, humidity, barometric pressure, direction, travel distance, driving.
그리고, 상기 AVR제어회로와 BLDC모터 사이에는, AVR제어회로의 연산에 따른 회전각도의 변화를 통해 가변저항값을 변화시켜 BLDC모터의 출력값을 제어하는 출력용 서보모터가 구비됨을 특징으로 한다.In addition, an output servo motor is provided between the AVR control circuit and the BLDC motor to control the output value of the BLDC motor by changing a variable resistance value by changing the rotation angle according to the operation of the AVR control circuit.
그리고, 상기 변속용 서보모터에는 와이어휠이 회전가능하도록 축결합되고, 상기 와이어휠에는 기어 변속용 와이어가 상기 변속용 서보모터의 구동에 따른 와이어휠의 회전방향에 따라 감기거나 풀리도록 설치됨을 특징으로 한다.In addition, a wire wheel is axially coupled to the shifting servo motor, and a gear shifting wire is installed to the wire wheel so as to be wound or unrolled according to the rotational direction of the wire wheel according to the driving of the shifting servo motor. It is done.
한편, 본 발명은 기울기 및 속도를 포함하는 각종 운전정보를 해당 센서로부터 검출하는 단계와; 검출된 운정정보를 운전자에게 화면상으로 제공하는 단계와; 기울기센서에서 검출된 경사에 따른 제어신호에 따라 전기자전거의 출력량 조절 또는 기어변속을 행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자전거의 출력 및 기어변속 제어방법이 제공된다.On the other hand, the present invention comprises the steps of detecting a variety of driving information, including the slope and speed from the sensor; Providing the detected driving information to the driver on the screen; According to the control signal according to the inclination detected by the inclination sensor, an output amount of the electric bicycle or a gear shift control method comprising the step of performing a gear shift is provided.
상기 전기자전거의 출력량 조절은, 기울기센서로부터 검출된 기울기 신호값을 AVR제어회로에서 처리하는 단계와; 상기 AVR제어회로의 연산 결과에 따라 출력용 서보모터의 회전각 제어를 통해 가변저항값을 변화시키는 단계와; 상기 가변저항값의 변화에 따라 BLDC모터의 출력이 제어되는 단계로 구성됨을 특징으로 한다. Adjusting the output amount of the electric bicycle, the step of processing the inclination signal value detected from the inclination sensor in the AVR control circuit; Changing the variable resistance value by controlling the rotation angle of the output servomotor according to the operation result of the AVR control circuit; The output of the BLDC motor is controlled in accordance with the change of the variable resistance value.
상기 전기자전거의 기어 변속은, 기울기센서로부터 검출된 기울기 신호값을 AVR제어회로에서 처리하는 단계와; 상기 AVR제어회로의 연산 결과에 따라 변속용 서보모터의 회전각 제어를 통해 기어변속기에 연결된 와이어를 감거나 풀어 실제 기어변속이 이루어지는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.The gear shift of the electric bicycle may include: processing, by the AVR control circuit, a tilt signal value detected from the tilt sensor; According to the operation result of the AVR control circuit is characterized in that the step of the actual gear shift is made by winding or unwinding the wire connected to the gear transmission through the control of the rotation angle of the servo motor for transmission.
상기 운전자에게 화면상으로 제공하는 정보는 주행환경과 관련한 운전정보 이외에 속도 변화 및 변속등을 추천하는 추천운전정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.The information provided on the screen to the driver may include recommended driving information recommending a speed change and a shift in addition to the driving information related to the driving environment.
본 발명은 다중센서를 이용하여 자전거의 주행환경(속도, 온도, 습도, 기압, 운행거리, 방향, 기울기, 자전거 운행으로 소비된 칼로리 등)을 운전자에게 제공하고, 추천운전정보(기어변속, 속도 등)를 보여줌으로서 운전자에게 선택적으로 운전할 수 있는 기회를 제공하며, 전기자전거의 경우에는 평지, 오르막길, 내리막길의 각각의 상황에 맞는 모터출력과 기어변속을 자동으로 행함으로써, 배터리전력의 효율적인 관리가 가능하며, 더욱 편리한 주행을 가능하게 할 것으로 기대된다. The present invention provides the driver with a driving environment (speed, temperature, humidity, air pressure, driving distance, direction, slope, calories consumed by driving the bicycle, etc.) using multiple sensors, and recommends driving information (gear shift, speed). Etc.) provides the driver with the opportunity to drive selectively.In the case of electric bicycles, the motor power and gear shifts are automatically performed according to the conditions of flat, uphill and downhill roads. It is possible and is expected to enable more convenient driving.
즉, 본 발명은 전기자전거 운전자의 주행 편의성 및 효율성을 향상 시킬 수 있는 효과를 제공한다.That is, the present invention provides an effect that can improve the driving convenience and efficiency of the electric bicycle driver.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, FIGS. 1 to 4.
본 발명의 실시예의 설명에 앞서, 본 발명의 전기자전거는, 순수하게 모터 동력으로만 주행하는 전기자전거와, 모터 동력과 더불어 사람이 페달을 구르는 힘 이 조합되는 하이브리드(hybrid)형 전기자전거 모두를 정의할 수 있는 개념임을 전제한다. 그리고, 본 발명에서 다중센서는 기울기센서 및 속도센서를 포함하여 온도, 습도, 기압, 방향, 운행거리, 운행으로 인한 운전자의 소모 칼로리 등을 측정할 수 있는 센서들이 패키지(package)화 된 센서를 의미하는 것임을 전제한다. Prior to the description of the embodiment of the present invention, the electric bicycle of the present invention, both an electric bicycle running purely motor power, and a hybrid electric bicycle combined with the motor power and the force of the person's pedaling pedal. It is assumed that the concept can be defined. In the present invention, the multi-sensor includes a sensor that is packaged with sensors that can measure temperature, humidity, barometric pressure, direction, driving distance, calories burned by the driver, and the like, including a tilt sensor and a speed sensor. It is assumed to mean.
도 1은 본 발명의 전기자전거 제어장치의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명 전기자전거의 기어변속제어를 위한 장치를 나타낸 사시도이다.1 is an overall configuration diagram of an electric bicycle control apparatus of the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a device for gear shift control of the electric bicycle of the present invention.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 전기자전거 제어장치는, 기울기 및 속도를 포함하는 각종 운전정보를 검출하는 다중센서와; 상기 다중센서에서 검출된 신호에 따라 모터출력을 조절하거나 기어변속을 행하도록 하는 제어신호를 내보내는 AVR제어회로와; 상기 AVR제어회로의 제어신호에 따라 조절된 출력을 내는 BLDC모터와; 상기 AVR제어회로의 제어신호에 따라 기어변속을 행하는 변속용 서보모터와; 상기 다중센서에서 검출된 각종 운전정보를 운전자에게 제공하는 디스플레이부를 포함하여 구성된다.Referring to these drawings, the electric bicycle control apparatus of the present invention includes a multi-sensor for detecting various driving information including tilt and speed; An AVR control circuit for outputting a control signal for adjusting a motor output or performing a gear shift in accordance with the signal detected by the multiple sensors; A BLDC motor for outputting an output adjusted according to a control signal of the AVR control circuit; A shift servo motor for shifting gears in accordance with a control signal of the AVR control circuit; It is configured to include a display unit for providing a driver with various driving information detected by the multi-sensor.
이때, 상기 다중센서는 온도, 습도, 기압, 방향, 운행거리, 운행으로 인한 운전자의 소모 칼로리 중 적어도 어느 하나를 검출할 수 있는 센서를 더 포함한다.In this case, the multi-sensor further includes a sensor capable of detecting at least one of the calories burned by the driver due to temperature, humidity, barometric pressure, direction, travel distance, driving.
그리고, 상기 AVR제어회로와 BLDC모터 사이에는, AVR제어회로의 연산에 따른 회전각도의 변화를 통해 가변저항값을 변화시켜 BLDC모터의 출력값을 제어하는 출력용 서보모터가 구비된다.In addition, an output servomotor is provided between the AVR control circuit and the BLDC motor to control the output value of the BLDC motor by changing a variable resistance value through a change in the rotation angle according to the operation of the AVR control circuit.
그리고, 상기 변속용 서보모터에는 와이어휠이 회전가능하도록 축결합되고, 상기 와이어휠에는 기어 변속용 와이어가 상기 변속용 서보모터의 구동에 따른 와 이어휠의 회전방향에 따라 감기거나 풀리도록 설치된다.In addition, a wire wheel is axially coupled to the shifting servo motor, and a gear shifting wire is installed to the wire wheel so as to be wound or unrolled in accordance with the rotation direction of the wire wheel according to the driving of the shifting servo motor. .
이와 같이 구성된 본 발명의 전기자전거의 제어 과정은 다음과 같다.The control process of the electric bicycle of the present invention configured as described above is as follows.
도 3은 본 발명의 전기자전거 제어장치의 모터출력 제어 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 전기자전거 제어장치의 경사에 따른 모터출력 및 변속제어 과정을 나타낸 흐름도이다.3 is a flow chart showing a motor output control process of the electric bicycle control apparatus of the present invention, Figure 4 is a flow chart showing a motor output and the shift control process according to the inclination of the electric bicycle control apparatus of the present invention.
이하에서는 이들 도면을 참조하여, 전기자전거의 출력 및 기어변속 제어 과정 및, 이를 위한 전기자전거의 자세정보 획득 및 주행정보 제공과정에 대해 각 과정별로 설명한다.Hereinafter, with reference to these drawings, the output of the electric bicycle and the gear shift control process, and the posture information acquisition and driving information providing process for the electric bicycle for this process will be described for each process.
먼저, 다중센서를 이용한 주행정보 및 추천운행정보 제공 과정에 대해 설명한다.First, a process of providing driving information and recommended driving information using multiple sensors will be described.
전기자전거 주행시 다중센서를 이용하여 운행정보를 센싱, 연산하여 운전자가 볼 수 있게 화면출력을 하도록 하고 추천운행정보도 제공하도록 한다. 또한, 운전자가 선택적으로 수동모드 또는 자동 모드를 선택함으로서 기어변속과 전기자전거의 경우 모터의 출력도 제어하도록 한다. When driving an electric bicycle, the driving information is sensed and calculated by using multiple sensors to display the screen for the driver to view and to provide recommended driving information. In addition, the driver selectively selects the manual mode or the automatic mode to control the output of the motor in the case of gear shift and electric bicycle.
다음으로 기어 자동 변속과정에 대해 살펴본다.Next, the gear shifting process will be described.
자전거가 오르막 경사로에 진입하였을 경우 또는 내리막 경사로에 진입하였을 경우, 그리고 평지를 주행할 때를 나누어 기울기 센서가 센싱한 기울기 신호값에 따라 AVR회로의 연산을 거쳐 기어 변속을 담당하는 변속용 서보모터에 신호를 보내게 되고, 이에 따라 상기 변속용 서보모터가 일정한 각도로 회전하게 되어 기어의 변속이 행해지게 된다.When the bicycle enters an uphill slope or when it enters a downhill slope, and when driving on a flat surface, the shift servomotor in charge of the gear shift is calculated by the AVR circuit according to the inclination signal value sensed by the tilt sensor. The signal is sent, and thus the gearing servo is rotated at a predetermined angle so that the gear is shifted.
즉, 도 2를 참조하면, 변속용 서보모터가 일정각도로 회전하게 되면 상기 서보모터에 축연결된 와이어휠이 회전하게 되고 와이어휠의 회전에 따라 기어변속기와 연결된 와이어가 감기거나 풀리게 됨으로써 기어 변속이 이루어지게 된다.That is, referring to Figure 2, when the transmission servo motor rotates at a predetermined angle, the wire wheel connected to the shaft is rotated and the wire connected to the gear transmission is wound or unrolled according to the rotation of the wire wheel gear shifting Will be done.
다음으로, 전기자전거의 출력 제어 과정에 대해 살펴본다. Next, the output control process of the electric bicycle will be described.
자전거가 오르막 경사로에 진입하였을 경우 또는 내리막 경사로에 진입하였을 경우, 그리고 평지를 주행할 때를 나누어 기울기 센서가 센싱한 기울기 신호값에 따라 AVR제어회로의 연산을 거쳐 BLDC모터의 출력을 조절하는 출력용 서보모터에 신호를 보내어 일정한 각도만큼 회전하도록 한다. An output servo that adjusts the output of the BLDC motor through the calculation of the inclination signal sensed by the tilt sensor by dividing when the bicycle enters an uphill slope or a downhill slope, and when driving on a flat surface. Send a signal to the motor to rotate by a certain angle.
즉, 도 3에 도시한 신호전달 형태를 보면 알 수 있듯이, BLDC모터의 출력을 조절하는 방법으로 가변저항을 이용하기로 하였으며, 이를 출력용 서보모터와 직접 연결시켜, 기울기에 따른 신호값에 따라 출력용 서보모터를 회전시켜 저항을 조절하여 BLDC모터의 최종 출력량을 조절하도록 하였다.That is, as can be seen from the signal transmission form shown in Figure 3, it was decided to use a variable resistor as a method of adjusting the output of the BLDC motor, and directly connected to the output servo motor, according to the signal value according to the slope for the output The servomotor was rotated to adjust the resistance to adjust the final output of the BLDC motor.
한편, 전기자전거는 주행시 사람의 힘으로 페달을 굴려 달릴 수 있도록 되어 있을 뿐만 아니라 모터 동력으로도 달릴 수 있는 하이브리드형의 전기자전거도 있으므로, 이하에서는 하이브리드형 전기자전거의 주행 제어 과정에 대해 살펴본다.On the other hand, the electric bicycle is not only to be able to run the pedal by the force of the human when running, there is also a hybrid electric bike that can be run by the motor power, the following describes the driving control process of the hybrid electric bike.
먼저, -3°보다는 크고 3°보다는 작은 기울기로 정의되는 평지 주행에 있어서의 제어과정에 대해 살펴본다.First, the control process in flat driving defined by a slope larger than -3 ° and smaller than 3 ° will be described.
평지(-3°보다는 크고 3°보다는 작은 기울기)에서 주행시 사람의 힘으로 페달을 굴릴 수 있지만, 통상 사람들은 보다 편리하게 자신의 힘은 쓰지 않고 모터 동력만으로 달리고자 모터 출력을 최대치로 하여 달리게 된다. 이렇게 달리게 되면 배터리의 소모가 빨라지게 되고, 정작 오르막 경사로 주행시에 배터리를 모두 소모하여 경사로 주행에 어려움을 겪게 될 수 있다. While driving on a flat surface (an inclination greater than -3 ° and less than 3 °), the pedal can be driven by human force, but in general, people run at the maximum motor output to run with only the motor power without using their own power more conveniently. . If you run like this, the battery becomes faster, and it may be difficult to run the ramp by exhausting the battery when driving uphill.
따라서, 평지에서는 모터 출력을 최대출력의 중간정도로 유지하면서, 기어를 고속기어로 변속하여, 사람의 힘도 함께 더해서 하이브리드 전기자전거를 운행할 수 있게 한다.Therefore, on a flat surface, the gear is shifted to a high speed gear while maintaining the motor output at about the middle of the maximum output, so that a human electric vehicle can be added to drive the hybrid electric bicycle.
즉, 하이브리드 전기자전거가 평지 주행을 하게 되면, 기울기 센서가 경사로의 경사에 따라 신호를 AVR제어회로에 보내게 되고, 이 신호를 이용하여 입력된 프로그램을 통해 연산 후 모터동력제어를 담당하는 출력용 서보모터와 기어변속제어를 담당하는 변속용 서보모터에 각각의 신호를 보내어 기어를 고속으로 변속시키고, BLDC모터의 출력을 중간 정도로 유지하게 된다. 이에 따라 사용자는 본인이 원하는 속도로 주행하고자 하는 경우에는 페달을 굴려 힘을 더 보태야 하는 것이다.That is, when the hybrid electric bicycle runs on a flat surface, the tilt sensor sends a signal to the AVR control circuit according to the inclination of the slope, and an output servo that is in charge of motor power control after calculation through a program inputted using this signal. Each signal is sent to the transmission servomotor in charge of the motor and gear shift control, and the gear is shifted at high speed, and the output of the BLDC motor is maintained at an intermediate level. Accordingly, if the user wants to travel at the desired speed, he or she must roll the pedal to add more force.
다음으로, 3°이상의 오르막 경사로 주행을 위한 제어 과정에 대해 설명한다.Next, a description will be given of a control process for traveling uphill at 3 ° or more.
오르막 경사로를 등판할 때는 일반적인 전기자전거와 마찬가지로 모터의 출력을 최대로 하도록 한다. 오르막 경사로 등판시 사람의 피로를 최소화하고 최소의 힘을 이용하여 등판하기 위해서이다. 그리고 자전거의 기어 또한 저속기어로 변경시킴으로써 보다 등판을 쉽게 하도록한다.When climbing uphill slopes, try to maximize the output of the motor, just like a normal electric bike. This is to minimize the fatigue of people when climbing uphill slopes and to climb using the minimum force. And the gear of the bike is also changed to the low gear to make climbing easier.
우선 자전거가 오르막 경사로에 진입하게 되면, 기울기 센서가 경사로의 경사에 따라 신호를 AVR회로에 보내게 되고, 이 신호를 이용하여 입력된 프로그램을 통해 연산 후 모터동력제어를 담당하는 서보모터와 기어변속제어를 담당하는 서보 모터에 각각의 신호를 보내어 기어를 저속으로 변속시키고, 모터의 출력을 최대로 하도록 한다.First, when the bicycle enters an uphill slope, the tilt sensor sends a signal to the AVR circuit according to the slope of the slope, and the servo motor and gear shift that are in charge of motor power control after calculation through the program inputted using this signal are used. Each signal is sent to the servo motor in charge to shift the gear at low speed and maximize the output of the motor.
마지막으로, -3°이하의 내리막 경사로 주행을 위한 제어 과정에 대해 설명한다.Finally, the control process for driving downhill slopes of -3 ° or less will be described.
내리막 경사로를 내려올 때는 내려갈 때의 중력에 의해 가속도가 가해지므로 속도가 증가하게 된다. 그러므로 모터의 출력은 필요 없게 되며, 오히려 브레이크를 이용하여 속도를 줄이게 된다. 모터의 출력을 차단시키고, 기어 또한 평지주행 후에 나타난 내리막 경사로의 경우에는 저속기어로 변경하여야 안전하게 내려올 수 있다 When you go downhill, the acceleration is applied by gravity when you go down, so the speed increases. Therefore, the output of the motor is not necessary, but rather the speed is reduced by using the brake. In case of the downhill slope which cuts off the motor output and the gear also appears after flat driving, it can be safely lowered by changing to the low gear.
우선 자전거가 내리막 경사로에 진입하게 되면, 기울기 센서가 경사로의 경사에 따라 신호를 AVR제어회로에 보내게 되고, 이 신호를 이용하여 입력된 프로그램을 통해 연산 후 모터동력제어를 담당하는 출력용 서보모터와 기어변속제어를 담당하는 변속용 서보모터에 각각의 신호를 보내어 기어를 저속으로 변속시키고, BLDC모터의 출력을 차단시킨 상태에서 내리막 경사로를 내려간다. First, when the bicycle enters the downhill slope, the tilt sensor sends a signal to the AVR control circuit according to the inclination of the slope, and the output servo motor which is in charge of motor power control after calculation through the input program using this signal Each signal is sent to the transmission servomotor in charge of gear shift control to shift the gear at low speed, and the downhill slope is lowered while the output of the BLDC motor is cut off.
한편, 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예들로 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.On the other hand, the rights of the present invention is not limited to the embodiments described above, but is defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self evident.
도 1은 본 발명의 전기자전거 제어장치의 전체 구성도1 is an overall configuration diagram of an electric bicycle control apparatus of the present invention
도 2는 본 발명 전기자전거의 기어변속제어를 위한 장치를 나타낸 사시도Figure 2 is a perspective view showing an apparatus for gear shift control of the present invention electric bicycle
도 3은 본 발명의 전기자전거 제어장치의 모터출력 제어 과정을 나타낸 흐름도3 is a flow chart showing a motor output control process of the electric bicycle control apparatus of the present invention.
도 4는 본 발명의 전기자전거 제어장치의 경사에 따른 모터출력 및 변속제어 과정을 나타낸 흐름도Figure 4 is a flow chart showing a motor output and the shift control process according to the inclination of the electric bicycle control apparatus of the present invention
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