KR20150022142A - 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클 - Google Patents

자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클에 관한 것으로, 사용자가 자동 모드를 선택할 경우, 마이크로콘트롤러 유닛은 BLDC 모터 구동 스위치를 제어하여 메인 밧데리 전원을 BLDC 모터 콘트롤러에 투입하여 주행을 시작하고, 주행 중 전류 센서로부터 전류 크기를 입력받아, 전류 크기가 일정 값을 초과하면, BLDC 모터 구동 스위치를 제어하여 BLDC 모터 콘트롤러에 대한 메인 밧데리 전원을 차단하고, 엔진 시동 스위치를 제어하여 보조 밧데리의 전원을 상기 엔진 스타트 모터에 투입하게 한다.

Description

자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클{HYBRID MOTOR CYCLE EQIPPED WITH POWER CHANGE APPARATUS}
본 발명은 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클에 관한 것으로, 가솔린 엔진과 후륜에 장착한 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)를 주행 조건에 따라 택일적인 동력으로 사용할 수 있도록 자동 변환 시켜주는 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클에 관한 것이다.
전기에 의하여 구동되는 직류 모터를 채용한 전기 모터사이클이 근래 보급되고 있다. 전기 모터사이클은 평지 운행에 있어서 정숙성, 환경친화성 등 많은 장점이 있다. 그러나, 도로의 요소 요소에 오르막과 내리막은 막은 지형의 도로에서는 전기 모터사이클을 원활하게 이용하기 어렵다. 가장 큰 이유는 경사가 가파른 오르막을 오를 경우에는 직류 모터의 부하가 커지고 이에 따라 과전류가 공급되어 코일이 소손되기 쉽기 때문이다. 이럴 경우 용량이 큰 직류 모터를 채용하는 것도 고려할 수 있지만, 용량이 큰 직류 모터의 경우 용량에 비례하여 모터사이클의 무게가 커지고, 모터사이클의 무게가 커질수록 오르막에서 부하도 증가하게 되므로, 근본적인 해결 수단이 되지 못한다.
또한, 종래 전기 모터사이클은 장거리 운행을 하기 어려운 단점이 있다. 전기 모터사이클에 의하여 장거리 운행을 할 경우 밧데리가 과방전 되기 쉬운데, 충전 장소를 찾아서 충전해야 하고 충전시간이 과다하게 소요되어 충전시간을 소비할 여유가 없는 운전자의 경우 매우 곤란한 상황에 처하기 쉽다.
본 발명은 상술한 종래 전기 모터사이클의 단점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 제1과제는 동력으로 전기 모터를 사용하다가 오르막 도로에 진입하면 자동으로 동력을 가솔린 엔진으로 전환하여 주고 다시 평지나 내리막 도로에 진입하면 동력을 전기 모터로 전환하여 주는 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제2과제는 사용자의 선택에 따라, 전 주행로를 가솔린 엔진만으로 주행하거나, 전기 모터만으로 주행하거나, 주행로 경사 상태에 따라 가솔린 엔진과 전기 모터를 자동으로 변환시켜 주행할 수 있게 하여, 밧데리 충전상태, 가솔린 엔진의 연료 잔량, 잔여 주행 거리, 도로의 상황 등에 신속히 대처하여 주행할 수 있는 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 제3과제는 사용자가 모터사이클의 주행중에 현재의 주행 모드가 가솔린 엔진에 의한 주행인지, 전기 모터에 의한 주행인지, 가솔린 엔진과 전기 모터의 자동 변환에 의한 하이브리드 주행인지 용이하게 식별할 수 있는 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 제1과제 및 제2과제는, 모터사이클에 장치되어 후륜에 동력을 제공하는 가솔린 엔진과, 보조 밧데리 전원이 투입되면 구동되어 가솔린 엔진을 시동거는 엔진 스타트 모터와, 상기 엔진 스타트 모터에 대한 보조 밧데리 전원의 투입을 단속하는 엔진 시동 스위치와, 상기 가솔린 엔진의 점화장치를 접지시켜 가솔린 엔진의 시동을 끄는 엔진 정지 스위치와, 모터사이클의 후륜에 장치된 브러시리스 직류 모터와, 메인 밧데리 전원이 투입되면 교류를 생성하여 상기 브러시리스 직류 모터에 투입하는 BLDC 모터 콘트롤러와, 상기 BLDC 모터 콘트롤러에 대한 메인 밧데리 전원의 투입을 단속하는 BLDC 모터 구동 스위치와, 상기 BLDC 모터 콘트롤러에서 상기 브러시리스 직류 모터에 투입되는 전류의 크기를 감지할 수 있는 전류 센서와, 사용자가, 상기 가솔린 엔진에 의해 운행하는 수동 엔진 모드, 상기 브러시리스 직류 모터에 의한 운행하는 수동 BLDC 모드, 또는 주행 조건에 따라 상기 브러시리스 직류 모터에 의한 운행과 상기 가솔린 엔진에 의한 운행을 택일적으로 선택하여 운행하는 자동 모드를 선택할 수 있는 모드 선택 스위치와, 상기 모드 선택 스위치에서 사용자 선택을 입력받고, 사용자가 자동 모드를 선택할 경우, 상기 BLDC 모터 구동 스위치를 제어하여 상기 메인 밧데리 전원을 BLDC 모터 콘트롤러에 투입하여 주행을 시작하고, 주행 중 상기 전류 센서로부터 전류 크기를 입력받아, 전류 크기가 일정 값을 초과하면, 상기 BLDC 모터 구동 스위치를 제어하여 BLDC 모터 콘트롤러에 대한 상기 메인 밧데리 전원을 차단하고, 상기 엔진 시동 스위치를 제어하여 상기 보조 밧데리의 전원을 상기 엔진 스타트 모터에 투입하게 하는 마이크로콘트롤러 유닛;을 포함하는 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클에 의하여 해결될 수 있다.
상술한 본 발명의 제1과제 및 제2과제는, 상기 마이크로콘트롤러 유닛은 주행 중 상기 전류 센서로부터 전류 크기를 입력받아, 전류 크기가 일정 값을 초과하다가 일정 값 이하로 떨어지면, 상기 BLDC 모터 구동 스위치를 제어하여 상기 메인 밧데리 전원을 상기 BLDC 모터 콘트롤러에 투입하고, 상기 엔진 시동 스위치를 제어하여 상기 엔진 스타트 모터에 대한 상기 보조 밧데리의 전원을 차단함으로써 더 효과 해결될 수 있다.
상술한 본 발명의 제3과제는, 상기 마이크로콘트롤러 유닛에 수동 엔진 모드와, 수동 BLDC 모드와, 자동 모드를 각각 표시할 수 있는 모드 표시 엘이디를 더 연결하고, 상기 마이크로콘트롤러 유닛이 상기 모드 선택 스위치 가운데서 사용자가 선택한 모드에 해당하는 엘이디를 주행 중 계속적으로 점등하게 함으로써 해결될 수 있다.
본 발명에 의하면, 동력으로 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)를 사용하다가 전기 모터의 부하가 많이 걸리는 오르막 도로에 진입하면 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)의 전류 상승으로 오르막을 감지하여 자동으로 동력을 가솔린 엔진으로 전환하여 주고 다시 평지나 내리막 도로에 진입하면 동력을 전기 모터로 전환하여 주기 때문에. 운전자가 전환시점을 판단할 필요도 없고 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)를 정지시키고 엔진시동을 걸어야 하는 복잡한 동작을 할 필요도 없으며, 따라서, 운전자의 운행이 매우 쉬울 뿐만 아니라 운전에만 집중할 수 있어서 안전에도 많은 도움이 되고, 전기 모터사이클을 사용하면서도 오르막 길을 용이하게 올라갈 수 있는 효과가 있다. 또한, 전 주행로를 가솔린 엔진만으로 주행하거나, 전기 모터만에 의하여 주행하거나, 주행로 경사 상태에 따라 가솔린 엔진과 전기 모터를 자동으로 변환시켜 주행할 수 있게 하여, 밧데리 충전상태, 가솔린 엔진의 연료 잔량, 잔여 주행 거리, 도로의 상황 등에 신속히 대처하여 주행할 수 있으므로, 전기 모터사이클을 장거리 주행 등 다양한 용도로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 사용자가 모터사이클의 주행중에 현재의 주행 모드가 가솔린 엔진에 의한 주행인지, 전기 모터에 의한 주행인지, 가솔린 엔진과 전기 모터의 자동 변환에 의한 하이브리드 주행인지 용이하게 식별할 수 있으므로, 도로 주행 중에 도로 상황에 따라 주행 모드의 변환 등을 신속히 결정하여 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클의 주요 부분에 대한 구성도이다.
종래 가솔린 엔진을 채용하는 모터사이클은, 가솔린 엔진을 샷시 전반부에 구비하고 후륜에 동력을 체인으로 전달하는 체인식 모터사이클(이를 통상 모터사이클이라고 함)과 가솔린 엔진을 샷시 후반부에 구비하고 후륜에 동력을 벨트식 무단변속기에 의해 전달하는 무체인식 모터사이클(이를 통상 스쿠터라고 함)이 있다. 본 발명에서 모터사이클은 위 체인식 모터사이클 및 무체인식 모터사이클에 모두 적용될 수 있다.
도 1에는 본 발명의 하이브리드 모터사이클에 필수적인 구성요소만을 표시하고, 전륜, 핸들, 바디 등 다른 모터사이클에 공통적으로 포함되어 있는 구성요소는 본 발명의 설명에 불필요하기 때문에 표시하지 않았다.
본 발명은 마이크로콘트롤러 유닛(1)에 의하여 운전자의 운행 모드 선택 입력을 받고, 가솔린 엔진(15) 운행, 브러시리스 직류 모터(이하, 이를 BLDC 모터라고도 함) 운행, 또는 브러시리스 모터과 가솔린 엔진을 혼용하는 하이브리드 운행을 하게 된다. 마이크로콘트롤러 유닛(1)은 본 발명의 모든 기능을 조정하는 중앙처리장치이다. 마이크로콘트롤러 유닛(1)의 제어프로그램은 모드 선택 스위치(SW1) 입력 신호, 전류센서(3) 입력 신호 및 AC 센서(27) 입력 신호에 따라 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7) 구동 스위치(SW1) 온오프 제어, 가솔린 엔진(15) 시동 스위치(SW4) 온오프 제어, 가솔린 엔진(15) 정지 스위치(SW3) 온오프 제어, 모드 표시 엘이디(R,G,O) 3개 점등제어를 한다. 모든 동작은 마이크로콘트롤러 유닛(MCU)의 제어프로그램에서 검사하고 계산하여 각 상황에 맞게 출력을 내보낸다.
본 발명은 BLDC 모터와 가솔린 엔진을 혼용하는 하이브리드 운행시 BLDC 모터와 가솔린 엔진간의 운전 전환을 전기 모터에 투입되는 전류 크기에 따라 결정한다. 본 발명은, 엔진 구동을 위해, 모터사이클에 장치되어 후륜에 동력을 제공하는 가솔린 엔진(15)과, 보조 밧데리(B2) 전원이 투입되면 구동되어 가솔린 엔진(15)을 시동거는 엔진 스타트 모터(25)와, 상기 마이크로콘트롤러 유닛(1)에 의하여 제어되어 상기 엔진 스타트 모터(25)에 대한 보조 밧데리(B2) 전원의 투입을 단속하는 엔진 시동 스위치(SW4)와, 상기 마이크로콘트롤러 유닛(1)에 의하여 제어되어 상기 가솔린 엔진(15)의 점화장치(19)를 접지시킴으로써 가솔린 엔진(25)의 시동을 끄는 엔진 정지 스위치(SW3)를 포함한다. 상기 가솔린 엔진(15)의 동력은 상술한 동력전달장치(17)에 의하여 후륜에 전달된다. 동력전달장치(17)의 구조는 다양하므로 도 1에는 단순히 점선으로 표시하였다.
본 발명은, 전기 구동을 위해, 후륜에 장치된 브러시리스 직류 모터(7)를 포함한다. 본 발명은 전기 모터로, 모터 콘트롤러(5)를 이용하여 제어되는 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)를 채용하는 것이다. 상기 브러시리스 직류 모터(7)는 휠에 결합되어 휠과 일체로 회전하는 자석홀더(33)와, 상기 자석홀더(33) 내면에 부착되어 자계를 형성하는 영구자석(9)과, 후륜축(35)에 고정되고 상기 영구자석(9)에 자계 간극을 두고 설치되어 영구자석 및 이에 일체화된 자석홀더(33)를 회전시키는 전류가 교류로 제어되어 투입되는 권선(11)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 브러시리스 직류 모터(7)는 모터에 공급되는 전류 방향을 모터 콘트롤러(5)에 의하여 제어할 수 있으므로, 모터의 전기자(armature)를 고정자로 하여 후륜 축(35)에 고정할 수 있고, 후륜 축(35)과 베어링에 의하여 매개 되어 회전하는 후륜 휠(13)이나 이에 부착된 되어 휠(13)과 함께 회전하는 자석홀더(33)에 영구자석(9)을 부착할 수 있으므로, 모터사이클의 전기 모터로 유용하다. 도 1에는 영구자석(9)을 후륜 휠(13) 측면에 별도의 원통형 자석홀더(9)를 부착하고 그 내면에 영구자석(9)을 배치한 것을 보여주고 있으나, 후륜 휠(13) 중심부에 자석홀더(33)를 삽입하고 그 내면에 영구자석(9)을 배치할 수도 있다. 이때에도 권선(11)은 언제나 후륜 축(35)에 고정되어 영구자석(9)에 자계를 제공할 수 있는 위치에 배치된다.
BLDC 모터 콘트롤러(5)는 메인 밧데리 전원(B1)이 투입되면 교류를 생성하여 상기 브러시리스 직류 모터(7)에 투입한다. 상기 자석홀더(33) 및 이에 조립되는 권선(11)은 도 1에 도시된 바와 같이 휠(13) 측면에 부착할 수도 있지만, 휠(13) 중심부에 관통 구멍을 형성하고, 관통 구멍 내부에 설치할 수도 있다. 본 발명은 상기 마이크로콘트롤러91)에 의해 제어되어 상기 BLDC 모터 콘트롤러(5)에 대한 밧데리 전원(B1)의 투입을 단속하는 BLDC 모터 구동 스위치(SW2)를 구비한다.
본 발명의 특징은, 상기 BLDC 모터 콘트롤러(5)에서 상기 브러시리스 직류 모터(7)에 투입되는 전류의 크기를 감지할 수 있는 전류 센서(3)와, 사용자가, 상기 가솔린 엔진(15)에 의해 운행하는 수동 엔진 모드(a), 상기 브러시리스 직류 모터에 의한 운행하는 수동 BLDC 모드(c), 또는 주행 조건에 따라 상기 브러시리스 직류 모터에 의한 운행과 상기 가솔린 엔진에 의한 운행을 택일적으로 선택하여 운행하는 자동 모드(b)를 선택할 수 있는 모드 선택 스위치(SW1)를 구비하고, 상기 마이크로콘트롤러 유닛(1)은, 상기 모드 선택 스위치(SW1)에서 사용자 선택을 입력받고, 사용자가 자동 모드(b)를 선택할 경우, 상기 BLDC 모터 구동 스위치(SW2)를 제어하여 상기 메인 밧데리(B1) 전원을 BLDC 모터 콘트롤러(5)에 투입하여 주행을 시작하고, 주행 중 상기 전류 센서(3)로부터 전류 크기를 입력받아, 전류 크기가 일정 값을 초과하면, 상기 BLDC 모터 구동 스위치(SW2)를 제어하여 BLDC 모터 콘트롤러(5)에 대한 상기 메인 밧데리(B1) 전원을 차단하고, 상기 엔진 시동 스위치(SW4)를 제어하여 상기 보조 밧데리(B2)의 전원을 상기 엔진 스타트 모터(25)에 투입하게 하는 데 있다. 이를 통해 하이브리드 모터사이클이 주행 중 언덕에 진입하여 과부하가 걸렸을 때 즉시 브러시리스 직류 모터를 정지시키고 가솔린 엔진으로 운행을 하여 운행 상태를 유지하고, 브러시리스 직류 모터의 손상을 방지하게 된다.
본 발명의 다른 특징은, 상기 마이크로콘트롤러 유닛(1)은 주행 중 상기 전류 센서(3)로부터 전류 크기를 입력받아, 전류 크기가 일정 값(이값은 모터 용량, 코일 지름 등에 의하여 BLDC 모터의 실시 예 마다 다르게 결정됨)을 초과하다가 일정 값 이하로 떨어지면, 상기 BLDC 모터 구동 스위치(SW2)를 제어하여 상기 메인 밧데리(B1) 전원을 상기 BLDC 모터 콘트롤러(5)에 투입하고, 상기 엔진 시동 스위치(SW4)를 제어하여 상기 엔진 스타트 모터(25)에 대한 상기 보조 밧데리(B1)의 전원을 차단하는 데 있다. 이를 통해, 자동 모드(b)에서는 평지나 내리막 길을 주행할 때 항상 브러시리스 직류 모터에 의하여 주행할 수 있게 된다. 따라서, 자동모드(b)에서 운전자가 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)로 주행하다가 언덕을 만나면 다른 조작 없이 자동으로 가솔린 엔진(15)으로 전환되고, 가솔린 엔진(15)으로 주행하다고 다시 평지나 내리막을 만나면 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)로 전환된다.
본 발명은 마이크로콘트롤러 유닛(1)에 사용자가 운전 모드를 선택하여 입력할 수 있는 모드 선택 스위치(SW1)를 구비한다. 모드 선택 스위치(SW1)는, 밧데리가 완전히 소모되었을 때 또는 그밖에 사용자가 필요한 경우에 가솔린 엔진(15)으로 운행할 수 있는 수동 엔진 모드(a) 스위치와, 가솔린이 모두 소모되었을 때 또는 그밖에 사용자가 필요한 경우에 브러시리스 직류 모터(7)로 운행할 수 있는 수동 BLDC 모드(c) 스위치와, 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor) 또는 가솔린 엔진을 주행 조건에 따라 자동으로 전환하여 운행하게 해주는 자동 모드(b) 스위치를 포함한다. 이들 모드들은 택일적으로만 선택 가능하다.
상술한 마이크로콘트롤러 유닛(1)에 의하여 제어되는 스위치들의 작용을 설명하면 다음과 같다.
모드 선택 스위치(SW1)는 수동 엔진 모드(a), 자동 모드(b), 수동 BLDC 모드(c)를 사용자가 선택하는 스위치이다. 그 선택은 마이크로콘트롤러 유닛(1)에 입력되고, 선택 모드에 따른 운행이 이루어진다.
엔진 시동 스위치(SW4)는 수동 엔진 모드(a)에서 사용되고, 자동 모드(b)에서 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7) 로 동작하다가 수동 엔진 모드(a)로 전환할 때 가솔린 엔진(15)을 동작시키기 위해서도 사용된다. 가솔린 엔진(15)시동을 걸때에 약 4초동안 출력을 내보낸다.
엔진 정지 스위치(SW3)는 수동 엔진 모드(a)에서 가솔린 엔진을 정지시킬 때나, 자동 모드(b)에서 가솔린 엔진(15)으로 동작하다가 BLDC 모드로 전환될 때 가솔린 엔진(15)을 정지 시킬 때 사용된다. 가솔린 엔진(15)시동을 정지할 때 약 3초동안 출력을 내보낸다.
BLDC 모터 구동 스위치(SW2)는 자동 모드(b)나 수동 BLDC 모드(c)에서 BLDC 모터 콘트롤러를 동작시키서 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)를 동작시키거나 정지 시킬 때 사용된다. 브러시리스 직류 모터로 동작할 때 출력을 내보내서 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7) 콘트롤러(5)를 제어한다.
도 1에 도시된 바 같이, 상기 마이크로콘트롤러 유닛(1)에는 수동 엔진 모드(a)와, 수동 BLDC 모드(c)와, 자동 모드(b)를 각각 표시할 수 있는 모드 표시 엘이디(31)를 연결하고, 상기 마이크로콘트롤러 유닛(1)은 상기 모드 선택 스위치(SW1) 가운데서 사용자가 선택한 모드에 해당하는 엘이디(R, B, O)를 주행 중 계속적으로 점등한다. 사용자가 어느 한 모두를 선택하면, 사용자가 선택한 운전 모드가 어떤 모드인지 시각적으로 표시해 주는 모드 표시 엘이디(31)를 구비하여, 사용자가 운전 모드를 선택하면 운전 모드별로 서로 다른 색깔의 엘이디(LED)가 발광하게 하여 주행 중에 사용자가 어떤 운전 모드로 운전하고 있는지 식별할 수 있게 한다. 이를 통해 운전자는 주행 중에 현재 운행 모드를 확인하고, 주행 상황을 판단하며, 운행 모드의 변경이 필요할 때 즉시 운행 모드를 변경할 수 있게 된다. 수동 엔진 모드(a) 빨간색, 자동 모드(b) 청색, 수동 BLDC 모드(c) 주황색으로 표시할 수 있다.
가솔린 엔진(15) 시동이 걸려있는지 꺼져있는지를 판단하기 위해, AC 제너레이터 Sensor(27)를 더 구비할 수 있다. AC 제너레이터 Sensor(27)의 출력은 마이크로콘트롤러 유닛(1)에서 가솔린 엔진(15) 시동이 걸려있는지 꺼져있는지를 판단하기 위해 사용한다. 마이크로콘트롤러 유닛(1)에의 AC 제너레이터 Sensor(27)의 입력이 없으면, 가솔린 엔진(15)이 꺼진 것으로 판단한다. 수동 BLDC 모드(c)에서 가솔린 엔진(15) 시동이 켜지면 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)를 정지한다. 가솔린 엔진(15) 주행일 때 시동이 걸려있는지를 검사하기 위하여 AC 제너레이터 Sensor(27)의 출력을 사용할 수 있고 시동 정시에는 가솔린 엔진(15)이 정지되었는지를 확인하기 위하여 사용할 수 있다.
이하, 각 모드 선택에 따른 운행 방법을 설명하면 다음과 같다.
수동 엔진 모드(a)는 일반 가솔린 엔진(15) 모터사이클와 동일하게 동작한다.
자동 모드(b)가 선택되면 초기 운행은 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)로 주행을 한다. 주행을 하면서 전류센서를 이용하여 전류 값을 실시간으로 산출하고 기준값과 비교한다. 전류 값이 점점 상승하여 일정 값을 초과하면 가솔린 엔진(15) 시동을 걸고 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7) 동작을 정지시켜서 가솔린 엔진(15)으로 주행을 계속하게 한다. 가솔린 엔진(15)으로 주행 중에도 전류센서를 계속 검사하여 다시 기준값 이하가 되면 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)를 가동하고 가솔린 엔진(15)을 정지시킨다.
수동 BLDC 모드(c)가 선택된 경우에는 브러시리스 직류 모터(7)에 의해 주행하고, 그 주행 중에도 가솔린 엔진 시동을 걸 수 있다. 즉 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)로 주행하다가 속도가 줄고 힘이 떨어지면 수동으로 엔진시동을 걸어서 가솔린 엔진(15)으로 운행할 수 있다. 이때 마이크로콘트롤러 유닛(1)은 가솔린 엔진(15)에서 올라오는 AC 제너레이터 센서(27) 입력을 검사하여 AC 제너레이터 센서(27) 입력이 들어오면 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)를 자동 정지시켜준다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 동력으로 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)를 사용하다가 전기 모터의 부하가 많이 걸리는 오르막 도로에 진입하면 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)의 전류 상승으로 오르막을 감지하여 자동으로 동력을 가솔린 엔진으로 전환하여 주고 다시 평지나 내리막 도로에 진입하면 동력을 전기 모터로 전환하여 주기 때문에. 운전자가 전환시점을 판단할 필요도 없고 브러시리스 직류 모터(BLDC Motor)(7)를 정지시키고 엔진시동을 걸어야 하는 복잡한 동작을 할 필요도 없으며, 따라서, 운전자의 운행이 매우 쉬울 뿐만 아니라 운전에만 집중할수 있어서 안전에도 많은 도움이 되고, 전기 모터사이클을 사용하면서도 오르막 길을 용이하게 올라갈 수 있는 효과가 있다. 또한, 전 주행로를 가솔린 엔진(15)만으로 주행하거나, 전기 모터(7)만에 의하여 주행하거나, 주행로 경사 상태에 따라 가솔린 엔진(15)과 전기 모터(7)를 자동으로 변환시켜 주행할 수 있게 하여, 밧데리 충전상태, 가솔린 엔진의 연료 잔량, 잔여 주행 거리, 도로의 상황 등에 신속히 대처하여 주행할 수 있으므로, 전기 모터사이클을 장거리 주행 등 다양한 용도로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 사용자가 모터사이클의 주행중에 현재의 주행 모드가 가솔린 엔진에 의한 주행인지, 전기 모터에 의한 주행인지, 가솔린 엔진(15)과 전기 모터(7)의 자동 변환에 의한 하이브리드 주행인지 용이하게 식별할 수 있으므로, 도로 주행 중에 도로 상황에 따라 주행 모드의 변환 등을 신속히 결정하여 할 수 있다.
1 : 마이크로콘트롤러 유닛 3 : 전류센서
5 : 브러시리스 모터 콘트롤러 7 : 브러시리스 모터
9 : 영구자석 11 : 권선
13 : 휠 15 : 가솔린 엔진
17 : 동력전달장치 19 : 점화장치
21 : A/D 컨버터 23 : 교류 제너레이터
25 : 엔진 스타트 모터 27 : 전류 센서
29 : 정전압 회로 31 : 모드 표시 엘이디
33 : 자석홀더 35 : 후륜 축
B1, B 2 : 밧데리 SW1 ~ SW4 : 스위치

Claims (3)

  1. 모터사이클에 장치되어 후륜에 동력을 제공하는 가솔린 엔진;
    보조 밧데리 전원이 투입되면 구동되어 가솔린 엔진을 시동거는 엔진 스타트 모터;
    상기 엔진 스타트 모터에 대한 보조 밧데리 전원의 투입을 단속하는 엔진 시동 스위치;
    상기 가솔린 엔진의 점화장치를 접지시켜 가솔린 엔진의 시동을 끄는 엔진 정지 스위치;
    모터사이클의 후륜에 장치된 브러시리스 직류 모터;
    메인 밧데리 전원이 투입되면 교류를 생성하여 상기 브러시리스 직류 모터에 투입하는 BLDC 모터 콘트롤러;
    상기 BLDC 모터 콘트롤러에 대한 메인 밧데리 전원의 투입을 단속하는 BLDC 모터 구동 스위치;
    상기 BLDC 모터 콘트롤러에서 상기 브러시리스 직류 모터에 투입되는 전류의 크기를 감지할 수 있는 전류 센서;
    사용자가, 상기 가솔린 엔진에 의해 운행하는 수동 엔진 모드, 상기 브러시리스 직류 모터에 의한 운행하는 수동 BLDC 모드, 또는 주행 조건에 따라 상기 브러시리스 직류 모터에 의한 운행과 상기 가솔린 엔진에 의한 운행을 택일적으로 선택하여 운행하는 자동 모드를 선택할 수 있는 모드 선택 스위치;
    상기 모드 선택 스위치에서 사용자 선택을 입력받고, 사용자가 자동 모드를 선택할 경우, 상기 BLDC 모터 구동 스위치를 제어하여 상기 메인 밧데리 전원을 BLDC 모터 콘트롤러에 투입하여 주행을 시작하고, 주행 중 상기 전류 센서로부터 전류 크기를 입력받아, 전류 크기가 일정 값을 초과하면, 상기 BLDC 모터 구동 스위치를 제어하여 BLDC 모터 콘트롤러에 대한 상기 메인 밧데리 전원을 차단하고, 상기 엔진 시동 스위치를 제어하여 상기 보조 밧데리의 전원을 상기 엔진 스타트 모터에 투입하게 하는 마이크로콘트롤러 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로콘트롤러 유닛은 주행 중 상기 전류 센서로부터 전류 크기를 입력받아, 전류 크기가 일정 값을 초과하다가 일정 값 이하로 떨어지면, 상기 BLDC 모터 구동 스위치를 제어하여 상기 메인 밧데리 전원을 상기 BLDC 모터 콘트롤러에 투입하고, 상기 엔진 시동 스위치를 제어하여 상기 엔진 스타트 모터에 대한 상기 보조 밧데리의 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이크로콘트롤러 유닛에는 수동 엔진 모드와, 수동 BLDC 모드와, 자동 모드를 각각 표시할 수 있는 모드 표시 엘이디를 더 연결하고, 상기 마이크로콘트롤러유닛은 상기 모드 선택 스위치 가운데서 사용자가 선택한 모드에 해당하는 엘이디를 주행 중 계속적으로 점등하는 것을 특징으로 하는 자동 동력 변환 장치를 갖는 하이브리드 모터사이클.


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