KR20160013642A - Apparatus for controlling regenerative-brake of electric bycicle - Google Patents

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Abstract

An apparatus to control the regenerative braking of an electric bicycle according to an embodiment of the present invention comprises: an inverter which receives power from a battery and generates and outputs a motor control signal of each phase for driving a motor; a charging switch which is located between the battery and the inverter and controls the flow of charging currents from the inverter to the battery when the regenerative braking of the motor is applied according to the opening and closing operation; a diode which is connected to the charging switch in a row and prevents the currents from the inverter to the battery from flowing backward; a PAS sensor which detects torque applied to pedals of the electric bicycle; a tilt sensor which is formed in one side of a body of the electric bicycle and measures a tilt with respect to the ground; and a regenerative braking control part which obtains battery voltage outputted from the battery and controls the opening and closing operation of the charging switch on the basis of the battery voltage, the torque, and the tilt.

Description

전기자전거의 회생제동 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING REGENERATIVE-BRAKE OF ELECTRIC BYCICLE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a regenerative braking control apparatus for an electric bicycle,

본 발명은 전기자전거의 회생제동 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전기 자전거의 배터리 상태와 사용자의 운전감성을 고려하여 전기자전거의 회생제동을 제어하는 전기자전거의 회생제동 제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regenerative braking control apparatus for an electric bicycle, and more particularly, to a regenerative braking control apparatus for an electric bicycle that controls regenerative braking of an electric bicycle, .

최근에는 건강을 생각한 레져 활동에 대한 사람들의 관심이 크게 증가하고 있고, 환경을 고려한 2륜 및 3륜 전기 자전거의 사용 인구가 크게 증가하고 있다. 2륜 및 3륜 전기자전거는 기본적으로 사람의 힘으로 페달을 밟아서 자전거를 움직이지만, 오르막이나, 평지에서 배터리의 충전된 전기 에너지로 모터를 구동하여 보다 쉽게 사용자의 힘이 적게 들게 전기자전거를 동작시킬 수 있다. 이때, 배터리는 전압이 떨어지게 되면 방전이 되어 사용이 불가능해진다. 한편, 내리막길에서 잦은 브레이크의 사용은 기계적인 마모가 발생하게 되어, 브레이크의 수명이 줄어 들 수 있다. 특히, 사용자의 기계적 브레이크 상태는 감지를 할 수 없으므로, 종래의 전기자전거에서는 강제적으로 모터의 발생 전기 에너지를 배터리로 충전시키는 형태를 사용하고 있다. 따라서, 충전상태가 되면, 사용자의 의도와 관계없이 회생상태에 따른 제동이 발생할 수 있고, 배터리의 충전상태를 고려할 수 없으므로 배터리 수명이 줄어 들 수 있는 단점이 있다.In recent years, people's interest in health-conscious leisure activities has increased significantly, and the use of two-wheeled and three-wheeled electric bicycles in consideration of the environment has greatly increased. Two-wheel and three-wheel electric bikes basically move the bike by stepping on the pedal by human power, but it runs the electric bike by driving the motor with the electric energy of the battery charged uphill or on the ground . At this time, when the voltage of the battery drops, the battery becomes discharged and becomes unusable. On the other hand, the use of frequent braking on downhill roads can result in mechanical wear, which can reduce the life of the brakes. Particularly, since the mechanical brake state of the user can not be detected, a conventional electric bicycle uses a mode of forcibly charging electric energy generated by the motor with a battery. Accordingly, when the battery is charged, braking may occur depending on the regenerative state regardless of the intention of the user, and battery life can be reduced because the state of charge of the battery can not be considered.

대부분의 2륜 및 3륜 차량의 배터리는 사용자가 페달을 밟을 때, 전기에너지를 모터에 공급하여 작은힘으로 전기자전거가 동작할 수 있게 하고, 내리막 등에서 모터의 회전에 의해 발전되는 전기에너지를 배터리로 충전하게 된다. 이때, 배터리가 충전될때에는 모터에 역토크가 걸리게 되므로, 전기적인 제동력이 발생하게 되므로 브레이크 동작이 이루어진다. 이러한 회생제동을 적절하게 조절하지 못하게 되면, 충전량에 따라 강제적으로 제동이 걸리게 되어 사용자의 의도와 관계없이 제동이 되고, 지속적인 충전에 의해 배터리의 전압이 과충전 되거나 과전압이 발생하더라도 이를 안정적으로 제어하지 못하게 되어 배터리의 수명이 감소할 수 있다. 또한, 과도한 방전으로 인하여 배터리에 딥방전(deep dis-charge) 사이클이 발생하게 되어도 역시 배터리의 수명이 감소하는 단점이 있다. Most of the batteries of the two-wheeled and three-wheeled vehicles supply electric energy to the motor when the user depresses the pedal so that the electric bicycle can be operated with a small force, and electric energy generated by the rotation of the motor on the downhill, . At this time, when the battery is charged, a reverse torque is applied to the motor, so that an electric braking force is generated, so that the brake operation is performed. If the regenerative braking can not be properly controlled, the braking is forcibly performed according to the charged amount, so that braking is performed irrespective of the intention of the user. Even if the battery is overcharged due to continuous charging or an overvoltage occurs, And the life of the battery may be reduced. Further, even if a deep dis-charge cycle occurs in the battery due to excessive discharge, the life of the battery is also shortened.

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본 발명의 목적은, 전기 자전거의 배터리 상태와 사용자의 운전감성을 고려하여 전기자전거의 회생제동을 제어하는 전기자전거의 회생제동 제어장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a regenerative braking control device for an electric bicycle which controls regenerative braking of an electric bicycle in consideration of the battery condition of the electric bicycle and the driving sensibility of the user.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.

전술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일면에 따른 전기자전거의 회생제동 제어장치는 배터리로부터 전원을 공급받으며 모터를 구동하기 위한 위상별 모터 제어신호를 생성 및 출력하는 인버터와, 배터리와 인버터 사이에 위치하여 개폐동작에 따라 모터의 회생제동시 인버터로부터 배터리로의 충전 전류의 흐름을 단속하는 충전 스위치와, 충전 스위치와 병렬 접속되며 인버터로부터 배터리로의 전류 역류를 방지하는 다이오드와, 전기자전거의 페달에 가해지는 토크를 검출하는 PAS 센서와, 상기 전기자전거의 몸체 일측에 구비되어 노면과의 기울기를 측정하는 기울기센서와, 배터리에서 출력되는 배터리 전압을 획득하고 배터리 전압과 토크와 기울기에 기초하여 충전 스위치의 개폐 동작을 제어하는 회생제동제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for regenerating braking of an electric bicycle, the apparatus comprising: an inverter for receiving power from a battery and generating and outputting a phase-specific motor control signal for driving the motor; A charge switch for interrupting the flow of charge current from the inverter to the battery during regenerative braking of the motor in accordance with the opening and closing operation, a diode connected in parallel with the charge switch for preventing reverse current flow from the inverter to the battery, A tilt sensor provided at one side of the body of the electric bicycle for measuring a tilt of the road surface; and a controller for acquiring a battery voltage output from the battery, and based on the battery voltage, the torque and the tilt And a regenerative braking control unit for controlling opening and closing operations of the charging switch.

본 발명에 따르면, 전기자전거의 사용자의 주행의도를 파악하여 감성주행이 가능하게 된다는 이점이 있으며, 내리막 상태와 오르막 상태를 구분하여 배터리를 충전하도록 하므로써 배터리의 성능 및 효율을 높일수 있다는 이점이 있다.According to the present invention, there is an advantage in that emotional running is possible by grasping the user's intention to run on the electric bicycle, and the performance and efficiency of the battery can be improved by charging the battery by distinguishing the downhill state from the uphill state .

또한, 배터리가 과충전된 상태에서 충전 전류를 저항에서 소모할 수 있도록 하여 배터리와 회로를 보호할 수 있다는 이점이 있다. It also has the advantage of allowing the battery and circuitry to be protected by allowing the charging current to drain from the resistor in the overcharged state of the battery.

또한, 회생제동시 다양한 센서의 출력값에 기초하여 배터리를 충전할 수 있다는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the battery can be charged based on output values of various sensors during regenerative braking.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치의 동작을 설명하기 위한 전기적인 파형을 나타내는 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a regenerative braking control apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a graph showing an electric waveform for explaining the operation of the regenerative braking control device according to an embodiment of the present invention;

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various different forms, and these embodiments are not intended to be exhaustive or to limit the scope of the present invention to the precise form disclosed, It is provided to inform the person completely of the scope of the invention. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치(10)를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치(10)를 나타내는 도면이다.Hereinafter, a regenerative braking control device 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a view showing a regenerative braking control apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치(10)는 모터(500)를 전기적인 힘으로 구동하여 페달에 가해지는 물리적 힘을 보조하는 전기자전거에 있어서, 모터(500)가 내리막 코스 등에서 발전기로 동작하는 회생제동을 제어하기 위한 것이다.The regenerative braking control device 10 according to an embodiment of the present invention is an electric bicycle that assists a physical force applied to a pedal by driving the motor 500 with an electric force, To control the regenerative braking.

본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치(10)는, PAS 센서(111) 및 기울기센서(600)의 출력에 기초하여 배터리(100)와 인버터(200)사이의 다이오드(D11)와 병렬연결 되는 충전 스위치(Q11)와 보호 스위치(Q12)를 제어하는 회생제동제어부(400)를 포함한다. The regenerative braking control apparatus 10 according to the embodiment of the present invention includes a diode D 11 between the battery 100 and the inverter 200 based on the outputs of the PAS sensor 111 and the tilt sensor 600, and a regenerative braking control unit 400 that controls the charge switch (Q 11) and a protective switch (Q 12) connected in parallel.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치(10)는 모터(500)의 구동을 위한 구성으로서, 배터리 전압 측정부(210)와, 충방전 전류 검출부(220)와, 상전류 검출부(230)와, 토크 제어부(300)와, 위치검출센서(510)를 더 포함할 수 있다.The regenerative braking control device 10 according to an embodiment of the present invention includes a battery voltage measurement unit 210, a charge / discharge current detection unit 220, a phase current detection unit 230, a torque control unit 300, and a position detection sensor 510. [

이하, 세부구성별로 보다 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치(10)를 설명하도록 한다.Hereinafter, the regenerative braking control device 10 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the detailed configuration.

PAS 센서(111)는 전기자전거의 페달에 가해지는 토크(Tpas)를 검출한다.The PAS sensor 111 detects the torque Tpas applied to the pedal of the electric bicycle.

인버터(200)는 배터리(100)로부터 전원을 공급받아 모터(500)를 구동하기 위하여 위상별 모터 제어신호를 생성 및 출력한다. 여기서, 모터 제어신호는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호일 수 있다.The inverter 200 receives power from the battery 100 and generates and outputs phase-specific motor control signals to drive the motor 500. [ Here, the motor control signal may be a pulse width modulation (PWM) signal.

충전 스위치(Q11)는 배터리(100)와 인버터(200) 사이에 위치하여 개폐동작에 따라 모터(500)의 회생제동시 인버터(200)로부터 배터리(100)로의 충전 전류(ichg)의 흐름을 단속한다. The charging switch Q 11 is located between the battery 100 and the inverter 200 and is connected to the battery 100 through the flow of charging current i chg from the inverter 200 to the battery 100 during regenerative braking of the motor 500 .

다이오드(D11)는 충전 스위치(Q11)와 병렬 접속되며 인버터(200)로부터 배터리(100)로의 전류 역류를 방지한다.The diode D 11 is connected in parallel with the charging switch Q 11 to prevent current backflow from the inverter 200 to the battery 100.

즉, 회생 제동시에 다이오드(D11)로 인하여, 충전 스위치(Q11)가 턴온되는 경우에만 충전 전류(ichg)가 인버터(200)로부터 배터리(100)로 흐르게 되고, 충전 스위치(Q11)가 턴오프되는 경우는 인버터(200)로부터 배터리(100)로 충전 전류가 흐르지 않게 된다.In other words, the regenerative claim same time diode (D 11) to the result, the charging switch the charge current (i chg) only if the (Q 11) is turned on and the flow to the battery 100 from the inverter 200, a charge switch (Q 11) The charging current does not flow from the inverter 200 to the battery 100.

배터리 전압 검출부(210)는 배터리(100)에서 출력되는 배터리 전압(VBAT)을 검출한다.The battery voltage detector 210 detects the battery voltage V BAT output from the battery 100.

충방전 전류 검출부(220)는 배터리(100)와 인버터(200) 사이에 흐르는 충방전 전류(idc)를 검출한다. The charge / discharge current detector 220 detects a charge / discharge current (i dc ) flowing between the battery 100 and the inverter 200.

보호 스위치(Q12)는 개폐동작에 따라 충방전 전류의 소모를 위한 저항(Rreg)으로 충방전 전류를 도통하거나 차단하도록 한다. 여기서, 보호스위치(Q12)는, 드레인은 일단이 인버터(200)의 입력단자와 연결되는 저항(Rreg)의 타단과 연결되며 소스는 접지되고 게이트는 회생제동제어부(400)와 연결되는 트랜지스터일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Protection switch (Q 12) is to be conducting or blocking the charging and discharging current to the resistor (Rreg) for the consumption of the charging and discharging current in accordance with the opening and closing operations. The protection switch Q 12 has a drain connected to the other end of a resistor Rreg whose one end is connected to the input terminal of the inverter 200 and whose source is grounded and whose gate is connected to the regenerative braking control unit 400 But is not limited thereto.

상전류 검출부(230)는 인버터(200)와 모터(500) 사이의 위상별 선로에서 모터(500)의 제어를 위한 위상별 상전류(ias, ibs, ics)를 검출한다.The phase current detector 230 detects phase-by-phase phase currents (i as , i bs , i cs ) for controlling the motor 500 on a line for each phase between the inverter 200 and the motor 500.

릴레이스위치(240)는 인버터(200)와 모터(500) 사이의 위상별 선로에 위치되는 개폐동작을 수행하는 스위치들(RL1, RL2, RL3)로 이루어져 인버터(200)의 모터(500) 제어를 위한 출력을 단속한다.The relay switch 240 includes switches RL 1 , RL 2 and RL 3 for performing an opening and closing operation on a line for each phase between the inverter 200 and the motor 500, ) Controls the output for control.

위치검출센서(510)는 모터(500)의 회전자 위치를 검출한다. 여기서, 위치검출센서(510)는 홀센서 또는 엔코더일 수 있다.The position detection sensor 510 detects the rotor position of the motor 500. Here, the position detection sensor 510 may be a hall sensor or an encoder.

기울기센서(600)는 전기자전거의 몸체 일측에 구비되어 노면과의 기울기를 측정한다. 기울기센서(600)는 전압값, 각도값 등의 형태로 측정된 기울기를 출력하는 것일 수 있다.The tilt sensor 600 is provided at one side of the body of the electric bicycle to measure the tilt with the road surface. The tilt sensor 600 may output a tilt measured in the form of a voltage value, an angle value, or the like.

토크 제어부(300)는 토크와, 회전자 위치와, 위상별 상전류 중 어느 하나에 기초하여 위상별 모터 제어신호의 생성을 위한 토크지령을 생성하여 인버터(200)를 제어한다.The torque control unit 300 generates a torque command for generating a phase-specific motor control signal based on either the torque, the rotor position, or the phase-by-phase phase current, and controls the inverter 200.

회생제동제어부(400)는 배터리(100)에서 출력되는 배터리 전압(VBAT)을 획득하고, 배터리 전압과, 토크와, 기울기에 기초하여 충전 스위치(Q11) 및 보호 스위치(Q12) 중 적어도 하나의 개폐 동작을 제어한다.The regenerative braking control unit 400 obtains the battery voltage V BAT output from the battery 100 and generates at least one of the charging switch Q 11 and the protection switch Q 12 based on the battery voltage, One opening / closing operation is controlled.

회생제동제어부(400)는 배터리 전압이 기설정된 방전제한전압값 이하이고, 토크가 기설정된 제1 임계토크값을 초과하고 제1 임계토크값보다는 큰 제2 임계토크값 미만이면서, 기울기가 기설정된 임계 기울기값 이하이면, 회생 제동에 따른 충전 전류를 배터리(100)로 공급하기 위하여 충전 스위치(Q11)를 턴온하는 것 일 수 있다. The regenerative braking control unit 400 controls the regenerative braking control unit 400 such that the battery voltage is equal to or less than a predetermined discharge restricting voltage value and the torque exceeds a predetermined first threshold torque value and less than a second threshold torque value that is larger than the first threshold torque value is less than the threshold slope, it can be to turn on the charge switch (Q 11) to supply a charging current corresponding to the regenerative braking to the battery 100.

여기서, 방전제한전압값은 배터리가 방전되는 것을 방지하기 위한 전압값으로 정상상태에서의 배터리 출력 전압값보다 낮은 전압레벨로 설정되는 것이 바람직하다.Here, the discharge limiting voltage value is a voltage value for preventing the battery from discharging, and is preferably set to a voltage level lower than the battery output voltage value in the steady state.

제1 임계토크값은 페달에 가해지는 토크가 거의 없는 상태를 나타내는 0에 가까운 토크값으로 설정될 수 있다. 제2 임계토크값은 페달에 상대적으로 가벼운 수준의 토크가 가해지는 상태를 나타내는 토크값으로 설정될 수 있다. The first threshold torque value may be set to a torque value close to 0, which indicates a state in which there is little torque applied to the pedal. The second threshold torque value may be set to a torque value indicating a state where a relatively light level of torque is applied to the pedal.

한편, 전기자전거가 내리막 코스를 주행하는 경우 기울기가 기설정된 임계 기울기값 이하가되도록 하고 전기자전거가 오르막 코스를 주행하는 경우 기울기가 임계 기울기값을 초과하도록 임계 기울기값이 설정될수 있다. On the other hand, the threshold slope value may be set such that when the electric bicycle travels on a down course, the slope is less than a predetermined threshold slope value and the slope exceeds the critical slope value when the electric bicycle travels on an uphill course.

즉, 회생제동제어부(400)는 전기자전거의 사용자가 페달을 가볍게 밟게 되고, 내리막 코스이며, 배터리 전압이 방전제한전압값 이하가되면 회생제동에 따라 배터리(100)를 충전할 수 있도록 한다.That is, the regenerative braking control unit 400 allows the user of the electric bicycle to lightly depress the pedal, and is a downhill course. When the battery voltage becomes lower than the discharge limit voltage value, the battery 100 can be charged according to the regenerative braking.

반면, 페달에 가해지는 토크가 높은 상태 또는 오르막 코스에서 회생제동에 따른 제동 현상을 억제하고 배터리(100)에 역기전력이 인가되는것을 방지하기 위하여, 회생제동제어부(400)는 배터리 전압이 기설정된 방전제한전압값 이하인 경우라 하더라도 토크가 제2 임계토크값 이상이거나 기울기가 임계 기울기값 초과인 경우 회생제동에 따른 충전 전류를 차단하기 위하여 충전 스위치(Q11)를 턴오프할 수 있다.On the other hand, in order to suppress the braking phenomenon due to the regenerative braking in the state where the torque applied to the pedal is high or in the ascending course and to prevent the back electromotive force from being applied to the battery 100, the regenerative braking control unit 400 controls the regenerative braking The charge switch Q 11 may be turned off to shut off the charge current due to the regenerative braking even if the torque is equal to or greater than the second threshold torque value or the slope exceeds the threshold slope value.

또한, 회생제동제어부(400)는 토크가 제1 임계토크값 이하이고 기울기가 기설정된 임계 기울기값 이하인 경우 회생제동에 따른 충전 전류를 배터리(100)로 공급하기 위하여 충전 스위치(Q11)를 턴온하는 것 일 수 있다. Also, turning on the charge switch (Q 11) to supply the regenerative braking control unit 400 when the torque is less than or equal to the first threshold torque value less than the threshold slope value, a slope of a predetermined charge current corresponding to the regenerative braking to the battery 100 Can be.

즉, 회생제동제어부(400)는 페달에 토크가 가해지지 않는 상태로서 전기자전거 등의 사용자가 주행의지가 없는 경우에 내리막 코스에서 배터리(100)를 충전할 수 있도록 한다. That is, the regenerative braking control unit 400 allows the battery 100 to be charged on the downhill course when the user of the electric bicycle or the like does not have a driving allowance in a state in which no torque is applied to the pedal.

회생제동제어부(400)는 배터리 전압이 기설정된 전압레벨의 과충전 임계값보다 크면 회생제동에 따른 충전 전류를 차단하기 위하여 충전 스위치(Q11)를 턴오프하며 보호 스위치(Q12)를 턴온하여 충방전 전류의 소모하도록 한다.The regenerative braking control unit 400 is charged by turning on the battery voltage group to greater than the overcharge threshold value of the predetermined voltage level to block the charging current according to the regenerative braking turns off the charge switch (Q 11) to protect the switch (Q 12) Discharge current is consumed.

또한, 회생제동제어부(400)는 배터리 전압이 기설정된 전압레벨의 과충전 임계값보다 크면 인버터(200)의 출력이 차단되도록 릴레이스위치(240)를 제어하는 것일 수 있다.
The regenerative braking control unit 400 may control the relay switch 240 such that the output of the inverter 200 is shut off if the battery voltage is greater than the overcharge threshold value of the predetermined voltage level.

전술한 바에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치(10)는 회생제동제어부(400)가 충전 스위치(Q11) 또는 보호 스위치(Q12) 제어하게 됨에 따라 전기자전거의 사용자의 주행의도를 파악하여 감성주행이 가능하게 된다는 이점이 있으며, 내리막 상태와 오르막 상태를 구분하여 배터리를 충전하도록 하므로써 배터리의 성능 및 효율을 높일수 있다는 이점이 있다.The regenerative braking control apparatus 10 according to the embodiment of the present invention controls the regeneration braking control unit 400 to control the charging switch Q 11 or the protection switch Q 12 , There is an advantage in that the user can understand the intention and can run emotionally, and it is advantageous to improve the performance and efficiency of the battery by charging the battery by distinguishing the downward state and the uphill state.

또한, 배터리가 과충전된 상태에서 충전 전류를 저항에서 소모할 수 있도록 하여 배터리와 회로를 보호할 수 있다는 이점이 있다.
It also has the advantage of allowing the battery and circuitry to be protected by allowing the charging current to drain from the resistor in the overcharged state of the battery.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치(10)의 동작을 설명하기 위한 전기적인 파형을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing an electric waveform for explaining the operation of the regenerative braking control device 10 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 있어서, 세로축은 크기이며, 가로축은 시간을 나타낸다. 또한, 901은 전기자전거의 주행시 노면의 경사를 나타내고, 903은 기울기 센서의 출력 전압값, 905는 PAS 센서의 출력값, 907은 전기자전거의 속도, 909는 배터리의 출력 전압값, 911은 릴레이스위치의 상태값, 913은 보호 스위치의 게이트 전압값, 915는 충전 스위치의 게이트 전압값을 나타낸다.In Fig. 2, the vertical axis indicates the size and the horizontal axis indicates the time. Reference numeral 901 denotes an output voltage value of the tilt sensor. Reference numeral 905 denotes an output value of the PAS sensor. Reference numeral 907 denotes an electric bicycle speed. Reference numeral 909 denotes an output voltage value of the battery. Reference numeral 911 denotes a relay switch State value, 913 is the gate voltage value of the protection switch, and 915 is the gate voltage value of the charge switch.

905 및 915의 그래프를 참조하면, PAS 센서의 출력값, 즉, 토크가 Tset 이상인 경우에서는 충전 스위치가 턴오프가 된다.Referring to the graphs 905 and 915, when the output value of the PAS sensor, that is, the torque is equal to or greater than T set , the charge switch is turned off.

또한, 909 및 915의 그래프를 참조하면, 토크가 Tset 미만인 경우 배터리 전압이 임계값(VBL2) 보다 작고 임계값(VBL1) 보다 큰 경우에 있어서 충전 스위치가 턴온된다(t4 내지 t5).Also, referring to the graphs of 909 and 915, when the torque is less than T set , the charging switch is turned on when the battery voltage is smaller than the threshold value V BL2 and larger than the threshold value V BL1 (t 4 to t 5 ).

또한, 901 및 915의 그래프를 참조하면, 기울기가 내리막인 경우에서 토크가 발생되지 않을 때, 충전 스위치가 턴온된다(t2 내지 t3, t6 내지 t7, t8 내지 t9).Further, referring to the graphs 901 and 915, when no torque is generated in the case where the inclination is down, the charge switch is turned on (t 2 To t 3, t 6 to t 7, t 8 to t 9).

또한, 911과 913을 참조하면, 배터리 전압이 임계값(VBH1) 이상이 되면 보호 스위치가 턴온되고, 릴레이스위치는 턴오프가 된다.Also, referring to 911 and 913, when the battery voltage becomes equal to or higher than the threshold value V BH1 , the protection switch is turned on and the relay switch is turned off.

도 2에 도시된 그래프는 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 회생제동 제어장치(10)의 동작을 경우의 수에 따라 각각 설명하기 위한 것으로 하나의 실시예에 해당할 뿐이며, 설명의 편의를 위해 도시하였을 뿐이고 권리범위를 한정하고자 함이 아니다.
The graph shown in FIG. 2 is for explaining the operation of the regenerative braking control device 10 according to the embodiment of the present invention, which has been described with reference to FIG. 1, according to the number of cases, And is not intended to limit the scope of the present invention.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 회생제동 제어장치,
100: 배터리,
111: PAS 센서,
200: 인버터,
210: 배터리 전압 측정부, 220: 충방전 전류 검출부,
230: 상전류 검출부, 240: 릴레이스위치,
300: 토크 제어부,
400: 회생제동제어부,
500: 모터, 510: 위치검출센서,
600: 기울기센서,
D11: 다이오드,
Q11: 충전 스위치,
Q12: 보호 스위치,
Rreg: 저항.10: Regenerative braking control device,
100: Battery,
111: PAS sensor,
200: Inverter,
210: Battery voltage measurement unit, 220: Charge / discharge current detection unit,
230: Phase current detector, 240: Relay switch,
300: torque control section,
400: regenerative braking control unit,
500: motor, 510: position detection sensor,
600: tilt sensor,
D 11 : Diode,
Q 11 : Charging switch,
Q 12 : Protection switch,
R reg : Resistance.

Claims (7)

전기자전거의 회생제동 제어장치에 있어서,
배터리로부터 전원을 공급받으며, 모터를 구동하기 위한 위상별 모터 제어신호를 생성 및 출력하는 인버터;
상기 배터리와 상기 인버터 사이에 위치하여 개폐동작에 따라 상기 모터의 회생제동시 상기 인버터로부터 상기 배터리로의 충전 전류의 흐름을 단속하는 충전 스위치;
상기 충전 스위치와 병렬 접속되며 상기 인버터로부터 상기 배터리로의 전류 역류를 방지하는 다이오드;
전기자전거의 페달에 가해지는 토크를 검출하는 PAS 센서;
상기 전기자전거의 몸체 일측에 구비되어 노면과의 기울기를 측정하는 기울기센서; 및
상기 배터리에서 출력되는 배터리 전압을 획득하고, 상기 배터리 전압과, 상기 토크와 상기 기울기에 기초하여 상기 충전 스위치의 개폐 동작을 제어하는 회생제동제어부;
를 포함하는 전기자전거의 회생제동 제어장치.A regenerative braking control device for an electric bicycle,
An inverter receiving power from a battery and generating and outputting a phase-specific motor control signal for driving the motor;
A charging switch which is located between the battery and the inverter and interrupts the flow of charging current from the inverter to the battery upon regenerative braking of the motor in accordance with opening and closing operations;
A diode connected in parallel with the charging switch to prevent reverse current flow from the inverter to the battery;
A PAS sensor for detecting a torque applied to the pedal of the electric bicycle;
A tilt sensor provided at one side of the body of the electric bicycle for measuring a tilt with respect to the road surface; And
A regenerative braking control unit for obtaining a battery voltage output from the battery and controlling an opening and closing operation of the charging switch based on the battery voltage, the torque and the inclination;
And a regenerative braking control device for controlling the regenerative braking of the electric bicycle. 제 1 항에 있어서, 상기 회생제동제어부는,
상기 배터리 전압이 기설정된 방전제한전압값 이하이고, 상기 토크가 기설정된 제1 임계토크값을 초과하고 상기 제1 임계토크값보다는 큰 제2 임계토크값 미만이면서, 상기 기울기가 기설정된 임계 기울기값 이하이면, 회생 제동에 따른 충전 전류를 상기 배터리로 공급하기 위하여 상기 충전 스위치를 턴온하는 것
인 회생제동 제어장치.2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the regenerative braking control unit
When the battery voltage is below a predetermined discharge limit voltage value and the torque exceeds a predetermined first threshold torque value and is less than a second threshold torque value that is greater than the first threshold torque value, , Turning on the charging switch to supply the charging current corresponding to the regenerative braking to the battery
Regenerative braking control device. 제 1 항에 있어서, 상기 회생제동제어부는,
상기 토크가 기설정된 제1 임계토크값 이하이고 상기 기울기가 기설정된 임계 기울기값 이하인 경우 회생제동에 따른 충전 전류를 상기 배터리로 공급하기 위하여 상기 충전 스위치를 턴온하는 것
인 회생제동 제어장치.2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the regenerative braking control unit
Turning on the charging switch to supply the charging current according to the regenerative braking to the battery when the torque is less than or equal to a predetermined first threshold torque value and the slope is less than or equal to a predetermined threshold slope value
Regenerative braking control device. 제 1 항에 있어서,
상기 충방전 전류의 소모를 위한 저항으로 상기 충방전 전류를 도통하거나 차단하도록 하는 보호 스위치를 더 포함하는 것이며,
상기 회생제동제어부는 상기 배터리 전압이 기설정된 전압레벨의 과충전 임계값보다 크면 회생제동에 따른 충전 전류를 차단하기 위하여 상기 충전 스위치를 턴오프하며 상기 보호 스위치를 턴온하는 것
인 회생제동 제어장치.The method according to claim 1,
And a protection switch for causing the charging / discharging current to be conducted or blocked by a resistor for consuming the charging / discharging current,
The regenerative braking control unit turns off the charge switch to turn off the charge current according to the regenerative braking when the battery voltage is higher than the overcharge threshold value of the predetermined voltage level and turns on the protection switch
Regenerative braking control device. 제 4 항에 있어서, 상기 보호스위치는,
드레인은 일단이 상기 인버터의 입력단자와 연결되는 저항의 타단과 연결되며 소스는 접지되고 게이트는 상기 회생제동제어부와 연결되는 트랜지스터인 것
인 회생제동 제어장치.The apparatus as claimed in claim 4,
The drain is connected to the other end of the resistor whose one end is connected to the input terminal of the inverter, the source is grounded and the gate is a transistor connected to the regenerative braking control part
Regenerative braking control device. 제 1 항에 있어서,
상기 인버터와 상기 모터 사이의 위상별 선로에 위치되는 개폐동작을 수행하는 스위치들로 이루어져 상기 인버터의 모터 제어를 위한 출력을 단속하는 릴레이스위치;
를 더 포함하는 회생제동 제어장치.The method according to claim 1,
A relay switch for controlling an output of the inverter for controlling the motor of the inverter;
Further comprising: 제 6 항에 있어서, 회생제동제어부는,
상기 배터리 전압이 기설정된 전압레벨의 과충전 임계값보다 크면 상기 인버터의 출력이 차단되도록 상기 릴레이스위치를 제어하는 것
인 회생제동 제어장치.


7. The brake control apparatus according to claim 6,
And controlling the relay switch so that the output of the inverter is cut off if the battery voltage is greater than the overcharge threshold value of the predetermined voltage level
Regenerative braking control device.


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