KR20110070948A - 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템에 관한 것으로, 외부에서 입력되는 전자기장의 영향으로 생성된 전기에너지를 동력으로 이용하는 온라인 전기차량의 운행을 제어하는 운행장치를 제어하여, 충전 효율이 최대가 되게 자율주행하도록 제어하는 제어장치의 작동 여부를 제어하는 모드전환장치를 이용해 운행모드를 전환할 수 있는 기술을 제공한다.

본 발명에 의하면, 급전라인이 매설된 도로에서는 온라인 전기차량의 자율주행이 이루어지고, 일반도로에서는 운전자에 의한 운행이 이루어지는 운행모드의 변환이 가능하고, 급전라인이 매설된 도로에서 온라인 전기차량의 자율주행이 이루어지다가 장애물 등을 피해야하는 경우에는 운행장치의 외력 또는 접촉에 의한 운행모드가 변환되어 운전자에 의한 운행이 이루어지게 하는 효과가 있다.

온라인 전기차량, 자율주행, 급전라인, 모드전환장치

Description

온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템{SYSTEM OF CONVERTING CONTROLL MODE FOR ONLINE ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템에 관한 것이다.

최근에는 환경에 대한 관심이 급증하면서, 차량에서 배출되는 배기가스를 정화하고자 하는 노력이 다양한 방면에서 이루어지고 있으며, 미국이나 유럽 등지에서는 배기가스에 대한 규제를 강화하고 있는 추세이다.

그리하여 휘발유 등의 연료와 전기를 에너지로 사용하는 하이브리드 차량이 출시되고 있으며, 나아가 전기나 수소를 에너지로 사용하여 운행할 수 있는 차량에 대한 연구도 활발하게 이루어지고 있다.

그 중에서 전기를 이용하여 운행되는 전기차량의 경우에는 차량에 배터리를 탑재하여 외부로부터 전력을 공급받아 충전하고, 충전된 전력을 이용하여 차량을 운행하는 것이 일반적인 방법이었다.

그렇지만, 이러한 전기자동차의 경우에는 일반적으로 한 번의 충전에 의해 충전된 전력이 소모될 때까지 차량이 운행된 후에 다시 배터리를 충전하여야 하는 문제가 있다. 이에 배터리를 더욱 빠르게 충전하는 방법과 배터리의 용량을 높이는 방향으로 수많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다. 그러나 이러한 활발한 연구에도 불구하고 한계가 있어, 그의 대안으로 온라인 전기차량(Online Electric Vehicle)이 등장하였다.

온라인 전기차량은 도로에 전선이 매설되어, 전선에 전류가 흐름에 따라 전자기장이 발생하고, 이 전자기장을 차량에서 무선으로 수신하여 수신된 전자기장의 영향으로 생성된 전류를 이용하여 차량의 동력으로 사용하는 차량이다. 물론, 온라인 전기차량은 상기와 같이 생성된 전류를 바로 동력으로 사용하는 것도 가능하여 별도의 배터리를 장착하지 않아도 되지만, 다른 전기차량과 마찬가지로 온라인 전기차량에도 배터리가 포함될 수 있어, 상기와 같이 생성된 전류를 이용하여 배터리를 충전하고 충전된 전력으로 운행이 이루어지도록 하는 것도 가능하다.

그렇지만, 이때 사용되는 배터리는 기존에 전기차량에 사용되던 배터리보다는 그 크기와 용량을 대폭 줄이는 것이 가능하기 때문에 차량의 무게를 줄일 수 있으며, 그만큼의 차량의 공간도 확보할 수 있다는 장점이 있다.

더욱이 온라인 전기차량은 도로를 달리는 과정에서 도로에서부터 무선으로 바로 전력을 공급받을 수 있기 때문에 별도의 배터리 충전시간을 필요로 하지 않는 다는 장점이 있다.

이러한 온라인 전기차량은, 급전라인이 매설된 도로나 급전라인이 매설되지 않은 일반도로를 운행하는 것이 가능하며, 급전라인이 매설된 도로에서는 급전라인에서 발생되는 전자기장의 영향을 받아 전기에너지를 충전하여 동력에 이용하게 되 고, 일반도로에서도 이렇게 충전된 전기에너지를 이용하여 운행되게 하는 것이 가능하다.

따라서 급전라인이 매설된 도로를 운행하는 온라인 전기차량은 급전라인에서 발생되는 전자기장의 영향을 최대로 받아 충전효율을 높일 수 있는 방안으로 운행되는 것이 필요하며, 이러한 급전라인이 매설된 도로 및 일반도로에 맞게 온라인 전기차량의 운행을 적용시킬 수 있는 기술이 요구된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 급전라인이 매설된 도로 및 급전라인이 매설되지 않은 일반도로에 맞게 온라인 전기차량의 운행을 제어할 수 있는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템은 외부에서 입력되는 전자기장의 영향으로 생성된 전기에너지를 축전지에 충전하여 동력으로 이용하는 온라인 전기차량의 운행을 제어하는 운행장치; 상기 축전지에 충전이 가능한 급전도로에서 상기 운행장치를 자동으로 제어하는 제어장치; 및 상기 급전도로에서는 상기 제어장치를 작동시키고, 상기 축전지에 충전이 가능하지 않은 비급전도로에서는 상기 운행장치가 수동으로 제어될 수 있도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 모드전환장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 급전도로를 감지하는 감지장치; 를 더 포함하고, 상기 감지장치에서 상기 급전도로가 감지되면, 상기 모드전환장치는 상기 제어장치를 작동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어장치는 상기 급전도로에서 상기 축전지가 충전되는 효율이 최대가 되도록 상기 운행장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 모드전환장치는 상기 운행장치에 외력이 작용하는 경우에 상기 운행장치가 수동으로 제어되도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 운행장치가 외부와 접촉되는 것을 감지하는 감지장치; 를 더 포함하고, 상기 감지장치에서 접촉이 감지되면, 상기 모드전환장치는 상기 운행장치가 수동으로 제어되도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 한다.

한편, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템은 외부에서 입력되는 전자기장의 영향으로 생성된 전기에너지를 축전지에 충전하여 동력으로 이용하는 온라인 전기차량의 운행을 제어하는 운행장치; 상기 축전지에 충전이 가능한 급전도로에서 상기 운행장치를 자동으로 제어하는 제어장치; 및 상기 운행장치에 외력이 작용하는 경우에 상기 운행장치가 수동으로 제어되도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 모드전환장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템은 외부에서 입력되는 전자기장의 영향으로 생성된 전기에너지를 축전지에 충전하여 동력으로 이용하는 온라인 전기차량의 운행을 제어하는 운행장치; 상기 축전지에 충전이 가능한 급전도로에서 상기 운행장치를 자동으로 제어하는 제어장치; 상기 운행장치가 외부와 접촉되는 것을 감지하는 감지장치; 및 상기 감지장치에서 접촉이 감지되면 상기 운행장치가 수동으로 제어되도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 모드전환장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 급전라인이 매설된 도로에서는 온라인 전기차량의 자율주행이 이루어지고, 일반도로에서는 운전자에 의한 운행이 이루어지는 운행모드의 변환이 가능한 효과가 있다.

둘째, 급전라인이 매설된 도로에서 온라인 전기차량의 자율주행이 이루어지다가 장애물 등을 피해야하는 경우에는 운행장치의 외력 또는 접촉에 의한 운행모드가 변환되어 운전자에 의한 운행이 이루어지게 하는 효과가 있다.

셋째, 일반도로에서 급전라인이 매설된 도로로 주행하는 경우에 급전라인에서 감지되는 전자기장을 감지하여 자율주행이 이루어지도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템(100)은 제 어장치(110), 운행장치(120), 모드전환장치(130), 제1감지장치(140) 및 제2감지장치(150) 등을 포함하여 구성되며, 도1 내지 도4을 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명의 실시예에서 언급되는 온라인 전기차량(V)은 급전라인(P)이 매설된 급전도로를 주행하면서 급전라인(P)으로부터 발생되는 전자기장의 영향을 받아 생성된 전기에너지를 동력으로 이용하며, 이때 온라인 전기차량(V)의 충전 효율이 최대가 되도록 급전라인(P)을 따라 운행되도록 구성된다.

제어장치(110)는 급전라인(P)으로부터 발생된 전자기장의 영향을 받아 축전지의 충전 효율이 최대가 되도록 운행장치(120)를 제어하며, 모드전환장치(130)에 의해 운행장치(120)를 제어하거나 제어를 중지할 수 있도록 구성된다.

이는 급전도로에 매설된 급전라인(P)으로부터 발생되는 전자기장의 영향을 받아 온라인 전기차량(V)의 충전 효율이 최대가 되도록 운행장치(120)를 자동으로 제어하는데, 제1감지장치(140)에서 전자기장이 감지된 것을 입력받아 전자기장의 영향을 최대로 받을 수 있는 경로로 급전라인(P)을 따라 주행되도록 한다.

운행장치(120)는 전자기장의 영향으로 생성된 전기에너지를 동력으로 이용하는 온라인 전기차량(V)의 운행을 위한 조작이 이루어지는데, 급전라인(P)으로부터 발생되는 전자기장의 영향을 최대로 받을 수 있도록 제어장치(110)에 의해 온라인 전기차량(V)이 운행되도록 구성된다.

여기서, 운행장치(120)는 온라인 전기차량(V)의 방향을 제어하기 위한 조향 장치인 핸들, 운행속력을 제어하기 위한 속력조절장치인 가속페달 및 브레이크페달 등이 있으며, 온라인 전기차량(V)의 운행을 위한 다른 장치들이 포함될 수도 있다.

따라서 제어장치(110)에 의해 급전라인(P)에서 발생되는 전자기장의 영향을 최대로 받을 수 있도록 온라인 전기차량(V)의 방향과 속력의 제어가 가능하게 구성된다.

이는 도3에 도시된 바와 같이, 급전도로에 매설된 급전라인(P)을 따라 이동하며, 필요한 경우 제어장치(110)의 동작이 중지된 상태에서 운전자의 조작으로 운행되도록 구성된다.

모드전환장치(130)는 제어장치(110)의 작동 여부를 제어하는데, 제어장치(110)가 작동되게 하여 온라인 전기차량(V)의 자율 주행이 이루어지게 하거나, 제어장치(110)의 작동을 중지시켜 운전자에 의한 운행장치(120)의 조작이 이루어지도록 한다.

이러한 모드전환장치(130)의 동작은 온라인 전기차량(V)에 구성된 축전지에 충전이 이루어지지 않을 경우에 제어장치(110)의 작동을 중지시키도록 하는데, 이는 급전라인(P)에서 발생되는 전자기장의 영향을 받아 생성된 전기에너지를 동력으로 이용하는 온라인 전기차량(V)에 충전이 이루어지지 않을 경우를 말하며, 급전라인(P)이 매설되지 않은 비급전도로에서 모드전환장치(130)가 제어장치(110)의 작동을 중지시켜 운전자로 하여금 운행이 이루어지게 한다.

즉, 도3의 (a)에 도시된 바와 같이, 급전라인(P)을 따라 온라인 전기차량(V) 이 자율 주행하다가 급전라인(P)이 끝나는 지점(E)부터는 운전자가 직접 운행장치(120)를 조작하는 것이 가능하도록 한다. 즉, 급전라인(P)이 매설된 급전도로의 제1지점(S1)에서는 제어장치(110)에 의한 자율주행이 이루어지며, 비급전도로인 제2지점(S2)부터는 제어장치(110)의 동작이 중단된 상태에서 운전자의 조작에 따른 운행이 이루어진다.

이때, 급전라인(P)이 끝나는 지점(E)을 운전자가 알 수 있도록 운전자에게 알려줌으로써, 운전자가 비급전도로에서 온라인 전기차량(V)을 수동으로 제어하여 운행하는 것이 가능하도록 한다.

한편, 모드전환장치(130)는 운행장치(120)에 외력이 작용하는 경우에 제어장치(110)의 작동을 중지시키도록 하는데, 이는 도4에 도시된 바와 같이, 급전라인(P)을 따라 자율 주행하다가 장애물(O)을 만나 피해야 하는 경우가 발생할 시에 운전자가 핸들이나 브레이크페달을 이용해 제어하도록 하여 안전하게 운행할 수 있도록 구성된다.

즉, 온라인 전기차량(V)이 제어장치(110)에 의해 급전라인(P)을 따라 자율 주행되는 상태에서 갑작스런 사고에 대처하여 운전자가 수동으로 운행장치(120)를 제어하는 것이 가능하도록 한다.

예를 들어, 도4에 도시된 바와 같이, 급전라인(P)이 매설된 급전도로를 따라 자율 주행되는 제5지점(S5)에서 운전자가 장애물(O)이 있는 제6지점(S6)을 발견해 브레이크페달을 밟아 속도를 줄이고 핸들을 이용해 방향을 전환하며, 장애물(O)을 피하고 나서는 다시 급전라인(P)을 따라 자율주행이 이루어지도록 하여 제7지 점(S7)으로 이동하여 모드전환장치(130)에 의한 운전의 모드전환이 가능하도록 구성된다.

제1감지장치(140)는 온라인 전기차량(V)으로 전력을 공급하기 위한 전자기장이 발생하는 급전라인(P)이 매설되며, 이러한 급전라인(P)으로부터 발생하는 전자기장을 감지하여 감지된 정보를 제어장치(110) 측으로 보내도록 구성된다.

이때, 온라인 전기차량(V)은 내부에 구성된 코일을 이용해 급전라인(P)에서 발생된 전자기장의 영향으로 전류를 생성하도록 하며, 이렇게 생성된 전류를 이용해 온라인 전기차량(V)의 축전지를 충전하는 것이 가능하게 한다.

즉, 온라인 전기차량(V)은 급전라인(P)에서 발생되는 전자기장의 영향을 최대로 받을 수 있도록 온라인 전기차량(V)을 운행하는 것이 필요하며, 온라인 전기차량(V)의 충전 효율을 최대로 높일 수 있도록 급전라인(P)이 매설된 도로를 운행하는 것이 바람직하다.

제1감지장치(140)에서 전자기장이 감지되면 모드전환장치(130)에서 제어장치(110)를 작동시키는데, 이는 온라인 전기차량(V)으로 전력을 공급하기 위한 전자기장이 발생하는 급전라인(P)이 매설되며, 매설된 급전라인(P)으로부터 발생하는 전자기장을 감지하여 감지된 정보를 제어장치(110) 측으로 보내도록 구성된다.

따라서 온라인 전기차량(V)이 급전라인(P)에서 발생되는 전자기장의 영향을 최대로 받도록 자율 주행이 이루어지며, 이때 온라인 전기차량(V)의 충전 효율을 최대로 높일 수 있도록 급전라인(P)이 매설된 급전도로를 운행하는 것이 가능하다.

그리하여 제1감지장치(140)에서 감지된 정보로 전자기장의 영향을 최대로 받도록 자율 주행이 이루어지며, 제1감지장치(140)에서 전자기장이 감지되지 않는 비급전도로에서는 모드변환장치에서 제어모드의 동작을 정지시켜 운전자로 하여금 운행하는 것이 가능하도록 구성된다.

한편, 도3의 (b)에 도시된 바와 같이, 비급전도로에서 급전라인(P)이 매설된 도로로 진입하는 경우에 급전라인(P)이 매설된 지점(F)에서 운전자가 수동으로 운행하는 것을 멈추고, 제어장치(110)에 의해 자동으로 운행이 가능하도록 하며, 이때 자동 운행이 가능하다는 것을 운전자에게 알려 제어장치(110)에 의한 자율주행이 이루어지도록 구성할 수 있다.

즉, 일반도로인 제3지점(S3)에서는 운전자에 의해 온라인 전기차량(V)이 운행되며, 급전라인(P)이 매설된 제4지점(S4)에서는 제어장치(110)에 의한 온라인 전기차량(V)의 운행이 이루어진다.

제2감지장치(150)는 운행장치(120)가 외부와 접촉되는 것을 감지하며, 접촉이 감지되면 모드전환장치(130)에서 제어장치(110)의 작동을 중지시키도록 구성된다. 예를 들어, 조향을 제어하는 핸들에 인체의 접촉을 감지하는 센서가 구성되어, 센서를 통해 운전자의 접촉이 발생하면 제어장치(110)의 작동을 중지시켜 운전자로 하여금 운행이 이루어지게 하는 것이다.

즉, 급전라인(P)을 따라 자율 주행하는 온라인 전기차량(V)에 갑작스런 수동조작이 필요한 경우가 발생하면, 운전자가 핸들에 손을 대는 것만으로도 모드전환 장치(130)가 제어장치(110)의 작동을 중지시키기 때문에 즉각적으로 운전자에 의한 운행이 가능하여 외부의 영향으로부터 빠르게 대처하는 것이 가능하도록 구성된다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 모드전환장치(130)를 이용해 자동 또는 수동으로 운전모드를 변환할 수 있도록 하는 다양한 방법이 있는데, 먼저 운전자가 직접 변경하는 방법이 있으며, 이는 모드전환장치(130)의 역할을 하는 스위치 등을 이용하여 운전자가 자동 또는 수동으로 제어할 수 있도록 구성하는 것이 가능하다.

또한, 급전도로임을 인식하는 제1감지장치(140)인 센서 등을 이용하여 급전도로에서는 자동운행이 되고, 비급전도로에서는 수동운행이 가능하도록 구성할 수 있다.

그리고 급전도로 상에서 자동운행이 되고 있는 상태에서, 장애물(O)이 나타나는 등의 위험상황이 발생되면, 운행장치(120)인 핸들을 잡는 것으로도 운행모드가 바뀔 수 있도록 하는 것이 가능하다.

이때, 핸들에는 운전자의 손이 닿았다는 것을 감지하기 위한 제2감지장치(150)인 센서 등을 이용하여 운행모드를 변경하는 것이 가능하며, 이러한 센서에는 터치센서 및 용량센서 등을 이용할 수 있다.

그리고 이러한 다양한 방법을 모드전환장치(130)에서 유기적으로 자동 처리할 수 있도록 구성하는 것이 가능하다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참 조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

도1은 본 발명의 실시예인 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템의 구성을 도시한다.

도2는 본 발명의 실시예가 적용된 온라인 전기차량을 도시한다.

도3 및 도4는 본 발명의 실시예에 따라 온라인 전기차량이 운행되는 모습을 도시한다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템

110 : 제어장치 120 : 운행장치

130 : 모드전환장치 140 : 제1감지장치

150 : 제2감지장치

V : 온라인 전기차량

P : 급전라인

Claims (7)

1. 외부에서 입력되는 전자기장의 영향으로 생성된 전기에너지를 축전지에 충전하여 동력으로 이용하는 온라인 전기차량의 운행을 제어하는 운행장치;

   상기 축전지에 충전이 가능한 급전도로에서 상기 운행장치를 자동으로 제어하는 제어장치; 및

   상기 급전도로에서는 상기 제어장치를 작동시키고, 상기 축전지에 충전이 가능하지 않은 비급전도로에서는 상기 운행장치가 수동으로 제어될 수 있도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 모드전환장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 급전도로를 감지하는 감지장치; 를 더 포함하고,

   상기 감지장치에서 상기 급전도로가 감지되면, 상기 모드전환장치는 상기 제어장치를 작동시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어장치는 상기 급전도로에서 상기 축전지가 충전되는 효율이 최대가 되도록 상기 운행장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 모드전환장치는 상기 운행장치에 외력이 작용하는 경우에 상기 운행장치가 수동으로 제어되도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 운행장치가 외부와 접촉되는 것을 감지하는 감지장치; 를 더 포함하고,

   상기 감지장치에서 접촉이 감지되면, 상기 모드전환장치는 상기 운행장치가 수동으로 제어되도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템.
6. 외부에서 입력되는 전자기장의 영향으로 생성된 전기에너지를 축전지에 충전하여 동력으로 이용하는 온라인 전기차량의 운행을 제어하는 운행장치;

   상기 축전지에 충전이 가능한 급전도로에서 상기 운행장치를 자동으로 제어하는 제어장치; 및

   상기 운행장치에 외력이 작용하는 경우에 상기 운행장치가 수동으로 제어되도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 모드전환장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템.
7. 외부에서 입력되는 전자기장의 영향으로 생성된 전기에너지를 축전지에 충전하여 동력으로 이용하는 온라인 전기차량의 운행을 제어하는 운행장치;

   상기 축전지에 충전이 가능한 급전도로에서 상기 운행장치를 자동으로 제어하는 제어장치;

   상기 운행장치가 외부와 접촉되는 것을 감지하는 감지장치; 및

   상기 감지장치에서 접촉이 감지되면 상기 운행장치가 수동으로 제어되도록 상기 제어장치의 작동을 중지시키는 모드전환장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온라인 전기차량의 제어모드 변환시스템.

Images