KR20190029563A - 두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어방법. - Google Patents

두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어방법. Download PDF

Info

Publication number
KR20190029563A
KR20190029563A KR1020190028787A KR20190028787A KR20190029563A KR 20190029563 A KR20190029563 A KR 20190029563A KR 1020190028787 A KR1020190028787 A KR 1020190028787A KR 20190028787 A KR20190028787 A KR 20190028787A KR 20190029563 A KR20190029563 A KR 20190029563A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
wheel
motorcycle
center
load
Prior art date
Application number
KR1020190028787A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102038580B1 (ko
Inventor
권용범
권성은
Original Assignee
권용범
권성은
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 권용범, 권성은 filed Critical 권용범
Priority to KR1020190028787A priority Critical patent/KR102038580B1/ko
Publication of KR20190029563A publication Critical patent/KR20190029563A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102038580B1 publication Critical patent/KR102038580B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K5/00Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels
    • B62K5/02Tricycles
    • B62K5/027Motorcycles with three wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K11/00Motorcycles, engine-assisted cycles or motor scooters with one or two wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62KCYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K5/00Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels
    • B62K5/01Motorcycles with four or more wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M23/00Transmissions characterised by use of other elements; Other transmissions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/12Bikes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

본 발명은 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에서 구현된 오토바이에 전동모터를 적용하여 구동 할 경우와 전륜 또는 그리고 후륜에 2개 이상의 독립 구동 모터를 적용하여 전동으로 움직이는 오토바이 또는 이송수단에 있어 곡선구간을 주행하는 경우나 돌발 상황에서 요구되어지는 각각의 바퀴의 속도를 제어하는 것에 관한 것이다.
삼륜 이상의 전동운송수단이 곡선구간을 주행 할 경우, 곡선반경의 중심으로부터 바깥쪽에 위치한 바퀴의 회전속도가 안쪽에 위치한 바퀴의 회전 속도보다 더 빨라야하기 때문에 각각의 모터의 속도를 제어하여 속도의 변화를 주지 않으면 주행 안정성에 심각한 영향을 주게 된다. 그에 따라 각각의 모터에 대한 정밀한 컨트롤이 요구되게 된다.
본 발명은 별도의 컨트롤러를 사용하지 않고 곡선구간 주행시 운송수단 자체에서 발생하는 물리적인 현상과 BLDC모터가 가지는 고유특성을 이용함으로서 그 문제를 해결하였다.
그리고 상기 언급한 오토바이 및 운송수단이 각각의 바퀴에 독립구동형태의 모터를 사용함으로서 한 개의 모터를 사용하여 운송수단을 기동할 때보다 에너지의 소모량은 더 줄이고 기동력과 에너지 효율은 높이는 방안에 관한 것이다.

Description

두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어방법. {Driving control method by self-load for transportation with more than two electro-motion wheel.}
본 발명은 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 운송수단과 전륜 또는 그리고 후륜에 2개 이상의 독립 구동 바퀴를 보유하여 전동으로 움직이는 운송수단(오토바이, 자동차 등)에 대하여 운송수단이 곡선구간을 주행할 때 회전반경의 중심과 각각의 바퀴사이의 거리에 의해 발생하는 각 바퀴의 속도차이를 별도의 제어장치를 사용하지 않고 모터의 고유특성과 곡선주행에서 발생하는 물리적 현상을 이용하여 자율적으로 제어하는 방법에 관한 것이다.
부가하여 상기 운송수단이 정지 상태에서 기동할 때나 등반을 요할 경우와 같이 일반적인 주행시 보다 더 많은 힘이 요구될 경우 그 필요한 힘의 문제를 해결하기 위해 한 개의 모터가 아닌 다수의 모터를 사용함으로써 그에 따른 기동력을 확보하고 에너지 효율을 높이는 방안에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차와 전기오토바이 등의 운송수단은 구동에 있어 전기모터를 사용함으로서 화석연료를 사용하지 않아 대기환경오염을 방지하는 친환경 운송수단으로 많은 주목을 받고 있다.
그러나 이러한 전기자동차와 전기오토바이 등은 전기의 힘으로 움직이기 때문에 한 번의 충전으로 얼마나 먼 거리를 주행 할 수 있는가 하는 것이 중요한 관건이며 이는 밧데리의 용량과 함께 전동 구동시스템의 효율과도 연관된다.
일반적으로 운송수단들이 곡선구간을 주행 할 경우, 각각의 바퀴에 걸리는 속도와 부하가 회전반경과 원심력에 따라 차이가 발생한다. 이러한 문제의 해결을 위하여 엔진구동 운송수단의 경우에는 차동기어 등을 사용하지만 전동구동 운송수단에 차동장치 등을 사용할 경우에는 에너지효율의 저하와 함께 무엇보다 오토바이와 같은 경우에는 공간의 협소함으로 인해 적용에 제약이 따를 수 있다.
이를 해결하기위해 다수의 중, 소형 모터를 사용함으로서 공간과 힘의 문제를 해결할 수 있으며 에너지효율 증가효과도 동시에 얻을 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 전륜 또는 그리고 후륜에 2개 이상의 독립 구동 바퀴를 보유하여 움직이는 운송수단(오토바이, 자동차 등)에 전동모터를 적용하여 구동하고자 할 경우에 있어서,
정지 상태에서 출발할 때나 등반이 요구되는 상황 등과 같이 일반적인 주행보다 더 많은 힘이 요구되는 상황에서는 충분히 큰 용량의 전동모터를 사용하지 않으면 정상적인 운행이 일어나지 않을 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 대용량의 모터를 사용한다 하더라도 오토바이 등과 같이 차체의 크기가 작은 이동장치의 경우에는 공간적 제약이 발생하게 된다.
그리고 일반적으로 운송수단이 곡선 주행 구간을 만나게 되면 (도 3)에 도시한 것과 같이 회전반경의 중심으로부터 안쪽에 위치한 바퀴의 속도와 바깥쪽에 위치한 바퀴의 속도가 회전반경의 차이에 따라 다르게 되며 그에 따른 원심력의 차이로 인해 각각의 바퀴에 걸리는 부하도 다르게 된다. 특히 속도의 경우에는 미세한 차이라도 적정한 제어를 하지 않게 되면 곡선구간 주행시 주행안전성에 극단적인 위험요소가 될 수 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해서 기존의 자동차 등의 운송수단에서는 차동기어 등을 이용하기도 하지만 독립구동 모터를 가진 전동운송수단의 경우에는 각각의 구동모터를 연동하여 제어(Synchronize)하여야 하는 어려움이 있다.
따라서 전동으로 구동하는 운송수단에 있어서 상기한 현상들에 대응하는 모터의 제어 기술은 필수적이라 할 수 있다. 뿐만아니라 일반적으로 운송수단의 경우 그 사용 환경이 사용자에 따라 워낙 차이가 크기 때문에 컨트롤에 대한 안전성과 내구성의 확보에 많은 주의가 필요하다.
본 발명과 관련되는 운반수단은 “특허 제10- 0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 전륜 또는 그리고 후륜에 2개 이상의 독립 구동 바퀴를 보유하여 전동으로 움직이는 운송수단(오토바이, 자동차 등)으로서 독립적으로 구동하는 전동모터가 각각의 바퀴에 장착되거나 2개 이상의 전동모터가 장착된다.
상기 운송수단이 공간적인 문제 등의 이유로 운송수단이 요구하는 대용량의 모터를 사용하지 못할 경우에는 이를 극복하기위해 한 개의 대용량 모터가 아니라 다수의 중, 소용량 모터를 각각의 구동바퀴에 독립구동형태로 사용함으로써 공간문제의 해결과 함께 기동력과 에너지 효율의 문제를 극복 할 수 있다.
이때 구동바퀴는 각 구동바퀴의 외부 또는 내부에 모터를 장착하여 기동하며, 특히 휠 내부에 모터가 내장되는 모터내장형 바퀴의 경우에는 동력전달 체계를 단순화함으로써 동력전달과정에서 발생하는 에너지 손실을 없앨 수 있어 더욱 바람직하다.
또한 상기 언급한 운송수단이 곡선구간을 주행 할 경우,
(도 3)에서 도시한 바와 같이 회전반경의 차이에 따라 곡선반경의 중심으로부터 바깥쪽에 위치한 바퀴의 회전속도가 안쪽에 위치한 바퀴의 회전 속도보다 더 빨라져야 하기 때문에 각각의 모터의 속도를 제어하여 상황에 따라 속도의 변화를 주지 않으면 주행 안정성에 심각한 위험을 초래하게 된다.
그리고 회전에 따른 원심력으로 인해 회전 반경의 중심으로부터 바깥쪽에 위치한 바퀴에 더 많은 부하가 걸리게 된다. 그러나 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 일반적인 오토바이는 곡선구간 주행시 운송수단의 차체를 회전 반경의 중심 방향으로 기울여 무게중심을 이동시킴으로써 원심력으로부터 안정성을 확보한다. 그렇게 되면 무게의 중심이 회전반경의 가까운 쪽으로 이동하게 되며 그로 인해 회전반경의 중심으로부터 가까운곳에위치한 바퀴에 더 많은 부하가 걸리게 된다.
이러한 문제들을 종합하여 본 발명에서는 곡선구간 주행시 각각의 바퀴에 자연적으로 작용하는 원심력과 그에 따른 안정성을 확보하기 위한 무게중심의 이동으로 인해 각각의 바퀴에 걸리게 되는 부하의 차이를 모터가 가지는 고유특성(부하가 커지면 속도가 줄고 부하가 줄어들면 속도가 늘어나는 특성)과 연계함으로써 별도의 컨트롤러를 사용하지 않고 그 안정성과 용의성을 확보하였다.
참고로 여러 종류의 모터 중에서 BLDC(Brushless DC)모터는 다른 모터에 비해 가격이 비싼 단점이 있으나 전압과 분당회전수가 비례하고 전류와 부하(토크)가 비례하는 특성, 즉 속도대 토크의 특성이 뛰어나다.
(식 1)
V(전압) = A(상수) x rpm(분당회전수, 회전속도)
부하(토크) = B(상수) x I(전류)
그리고 BLDC모터는 Brush를 사용하지 않음으로 인해 전기적노이즈(불꽃) 및 기계적 노이즈가 없으며 마모가 없어 신뢰성이 높고 수명이 긴 장점이 있다. 따라서 고속회전에서도 유리하다.
상기에 언급한 BLDC모터의 특성과 물리적 현상을 종합하여 본 발명에서 실현하고자 하는 운송수단에 적용한다. 무엇보다 각각의 모터의 세기(Power)를 동일하게 하고 컨터롤러에 공급되어지는 전원을 하나의 전력공급 장치에 연결하여 공급함으로써 각각의 모터에 공급되어지는 전력의 양을 동일하게 한다. 그리고 이를 속도와 부하 사이의 상관관계를 이용하여 자동적으로 제어되게 함으로서 제어의 용이성과 안전성을 확보 하였다.
좀 더 구체적으로 설명하기 위하여 상기 언급한 것과 같이 오토바이 등의 운송수단에 회전반경의 중심으로부터 안쪽과 바깥쪽에 위치한 바퀴에 장착된 모터에 동일한 전력이 주어지게 한다.
그리고 이 운송수단이 곡선구간을 주행할 경우에 상기 언급한 것과 같이 무게 중심의 이동으로 안쪽 바퀴에 더 많은 부하가 걸리게 되며 그에 따른 힘을 확보하기 위해 바퀴에 장착된 모터는 더 많은 전류가 필요하게 된다.
(식 2)
P(전력,고정) = I x V
I(전류) = P(전력, 고정) / V(전압)”
그러면 (식 2)에 따라 전류가 커짐으로 인해 전압이 떨어지게 된다. 그리고 (식 1)에 따라 전압(V)이 떨어지고 그로인해 속도가 줄게 되는 것이다.
결론적으로 동일한 세기(Power)의 모터를 사용하고 동일한 전력을 각 바퀴의 모터컨트롤러에 공급함으로써 곡선구간 주행시 발생하는 각각의 바퀴의 속도차이와 부하의 차이를 별도의 제어장치를 사용하지 않고 모터가 가지는 고유특성과 곡선주행에서 발생하는 물리적 현상을 이용함으로서 해결 할 수 있다는 것이다.
1. 일반적으로 “특허 제10- 0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 삼륜 이상의 전동운송수단이 한 개가 아닌 다수의 모터를 사용하여 기동 할 때에는 각각의 바퀴의 속도를 직진시에는 동일하게 그리고 회전시에는 서로 다르게 제어하여야 한다. 그 방법에 있어 여러 가지 방법이 있으나 본 발명에서는 모터의 고유특성과 자체적으로 발생하는 물리적 현상을 이용하여 별도의 장치가 없이 저렴한 비용으로 안정되고 용이하게 제어 할 수 있다.
2. 일반적으로 전동운반기구에 의한 에너지 소모량은 시간에 따라 (도 2)와 같은 패턴을 나타낸다. 즉, 정지 상태에서 출발하여 일정한 속도에 이르기까지는 급격하게 에너지 소모량이 증가하지만, 일정한 속도에 이르러 운전이 안정화되면 에너지의 소모량이 감소한 상태에서 안정화된다는 것이다.
본 발명에 따른 운송수단도 동일한 에너지소모패턴을 보이며 각각의 바퀴에 모터를 적용하여 두 개 이상의 모터를 사용함으로서 한 개의 대형모터를 사용했을 때 보다 모터의 효율을 높이는 효과를 얻을 수 있다. 따라서 동일한 상황에서 하나의 모터를 사용하여 구동 할 때보다 두 개 이상의 모터를 사용하여 구동할 때의 에너지 소모량이 더 절감되는 효과가 있다는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전동 오토바이의 구조를 도시하는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전동 오토바이의 에너지 소모량을 도시한 그래프이다.
도 3은 곡선구간 주행시 회전반경의 차이와 원심력의 차이를 도시한 그림이다.
도 4는 회전에 따른 무게중심의 이동을 도시한 것이다.
도 5는 각각의 바퀴내부에 독립된 모터가 장착된 이송수단의 후륜의 예시이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제어하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
*본 실시 예에 따른 전동오토바이는 (도 1)에 도시된 바와 같이 2륜 오토바이이거나 삼륜 이상의 다륜오토바이일 수 있다. 그리고 일반적인 전동 오토바이와 마찬가지로 충전이 가능한 배터리(②)를 보유한다. 배터리(②)는 일반적으로 사용되는 배터리와 동일하므로 여기에서 설명을 생략한다.
다음으로 바퀴의 배치구조나 본체와의 결합구조, 조향시스템, 충격흡수 시스템 등도 일반적인 오토바이와 실질적으로 유사하므로 여기에서 설명하지 않는다.
다만, “특허 제10- 0873537호 양륜이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이와 같이 삼륜 이상의 운송수단의 경우에는 전체 바퀴 중에서 2개 이상의 바퀴가 독립된 모터에 의한 구동 바퀴로 구성된다. 물론 전체 바퀴가 독립 구동 바퀴로 구비될 수도 있다.
그리고 본 실시예에 따른 오토바이의 각 독립 구동 바퀴는 휠 내에 전동 모터를 내장하는 모터 내장형 바퀴인 것이 바람직하다.
본 실시 예에서 사용하는 모터 내장형 바퀴는 일반적인 모터 내장형 바퀴와 실질적으로 동일하므로 여기에서는 그 설명을 생략한다.
i ) 상기에 기술한 것과 같은 이륜 또는 삼륜 이상의 운송수단이 직선구간을 주행할 때에는 각각의 바퀴속도가 동일하지만 곡선구간을 주행할 경우에는 서로 다르게 된다.
그 이유는 운송수단이 곡선구간을 주행 할 경우,
곡선반경의 중심으로부터 각각의 바퀴와의 거리가 (도 3)에서 표현한 것과 같이 차이가 나기 때문이다. 이것은 곡선의 중심으로부터 바깥쪽에 위치한 바퀴의 회전속도가 곡률반경이 커짐(원주=2πr, r=회전반경)으로 인해 안쪽에 위치한 바퀴의 회전 속도보다 더 빨라야 한다는 것을 의미한다. 따라서 안쪽과 바깥쪽에 위치한 바퀴의 속도를 제어하여 상황에 따라 속도의 차이를 주지 않으면 주행의 안정성에 심각한 위험을 줄 수가 있으므로 이를 해결하기 위해 각각의 모터에 대한 정밀한 컨트롤(Synchronize)이 요구되게 된다.
그러나 일반적으로 운송수단은 사용자에 따라 습관이나 사용 환경이 워낙 차이가 크기 때문에 요구되어지는 컨트롤 장치의 내구성과 안정성의 확보 또한 중요하다고 할 수 있다.
본 발명에서는 별도의 컨트롤러를 사용하지 않고 운송수단 자체에서 발생하는 물리적인 부하를 이용하였으며, 여러 종류의 모터 중에서 BLDC모터를 선택하고 BLDC모터가 가지는 고유 특성을 이용함으로써 그 문제를 해결하였다.
그리고 본 실시 예에서 적용되는 운송수단에 있어서 각각의 모터의 세기(Power)를 동일하게 하고 모터컨터롤러에 공급되어지는 전력을 동일한 공급라인을 사용하여 공급함으로써 동일하게 한 상태에서 속도와 부하 사이의 상관관계를 이용하여 스스로 제어되게 하여 제어의 용이성과 안전성을 확보하였다.
좀 더 구체적으로 설명하면 (식 1)과 같이 모터에 공급되어지는 전압과 모터의 회전수가 비례하는 것과 전류의 세기와 부하가 비례하는 BLDC모터의 특성을 이용하면 각각의 모터컨트롤러에 주어지는 전원을 하나의 공급라인으로 통일하여 고정한다고 가정할 때 부하가 걸리게 되면 속도가 줄게 되고 그에 해당하는 에너지만큼 힘이 커지게 된다.
참고로 물리학적인 해석도
(식 3)
운동에너지(E) = 1/2 ×mv2
v2(속도) = 2 ×운동에너지(E) / m(질량, 하중)
의 등식이 성립하며 운동에너지(E)가 고정 값(상수)일 경우 하중은 속도의 제곱에 반비례함을 볼 수 있다.
그리고 (도 3)과 같이 “특허 제10-0873537호 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이”에 의해 구현된 오토바이 등이 곡선구간을 주행할 경우 운송수단이 원심력으로부터의 안정성을 얻기 위해 자동적으로 곡선반경의 중심쪽으로 차체를 기울여야 한다. 그렇게 되면 (도 4)와 같이 운송수단의 무게 중심이 자연스럽게 회전반경 중심 쪽으로 이동하게 되고 회전반경의 중심으로부터 가까운 쪽에 위치한 바퀴에 하중이 더 많이 실리게 된다. 즉 부하가 더 걸리는 것이다. 그렇게 되면 회전반경의 내측에 위치한 바퀴는 BLDC 모터의 고유특성에 따라 하중(부하)의 증가로 인해 속도가 줄게 된다.
즉, 곡선구간 회전에 따른 내측 바퀴의 속도가 BLDC모터가 가지는 고유특성과 물리적 현상에 의해 별도의 제어장치가 없이 자연스럽게 감소되게 되는 것이다. 반대로 곡선구간 회전에 따른 외측 바퀴의 속도는 원심력에 따른 무게 중심의 이동으로 부하가 줄어들고 그만큼 속도가 빨라지게 된다.
ii) 일반적으로 모터에 의해 기동되는 운반기구의 에너지 소모량은 (도 2)와 같은 형태로 나타난다. 즉, 정지 상태에서 출발하여 일정한 속도에 이르기까지는 모터에 과부하가 걸려 급격하게 에너지 소모량이 증가하지만, 일정한 속도에 이르러 안정화(정상 부하상태)되면 에너지의 소모량이 감소하고 안정화된다.
본 발명에 따른 전동오토바이도 동일한 에너지 소모 패턴을 보이지만, 한 개의 모터를 사용하여 기동할 때((도 2)의 ⑤)보다 두개의 독립 구동모터가 장착된 바퀴를 사용하여 기동할 때 소모되는 에너지의 양이 [도 2]의 ⑥에 도시된 바와 같이 더 작아지는 것을 볼 수 있다. 즉, 2개 이상의 독립 구동바퀴(모터가 장착된)를 사용하여 기동하는 경우에 각각의 바퀴에서 사용되어지는 모든 구동모터의 소비되는 에너지를 합하더라도 한 개의 모터로 동일한 상황에서 기동하는데 소모되는 에너지의 양보다 그 소모량이 작다((도 2)의 산출식 참조)는 것이다.
이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합 된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
① 이륜오토바이 차체.
② 밧데리
③ 모터가 장착된 전륜바퀴
④ 모터가 장착된 후륜바퀴
⑤ 한 개의 모터를 사용하여 기동할 때의 에너지소모곡선
⑥ 두 개의 모터를 사용하여 기동할 때의 에너지소모곡선

Claims (4)

  1. 자체부하에 의하여 구동을 제어할 수 있는 전동구동 오토바이의 구동제어장치로서,
    곡선구간 주행시 회전반경의 중심에 근접하게 위치하는 내측바퀴와, 상기 내측바퀴보다 회전반경의 중심으로부터 멀리 위치하는 외측바퀴;
    상기 내측바퀴와 상기 외측바퀴에 구동력을 부여하도록 상기 내측바퀴와 외측바퀴에 각각 설치되며 동일한 세기를 가지는 모터;
    곡선구간 주행시 내측바퀴에 걸리는 부하가 외측바퀴에 걸리는 부하보다 커질 수 있도록 본체를 회전방향의 중심을 향하여 경사시킴으로서 본체의 무게중심이 회전반경의 중심과 근접하게 이동시킬 수 있게 하는 스윙수단; 및
    각각의 모터에 전력을 공급하되, 단일의 전력공급원에 의해 각각의 모터에 동일한 전력이 공급되게 하는 전력공급수단;을 포함하여 구성되되,
    각각의 모터는 부하가 커지면 속도가 줄어들고 부하가 작아지면 속도가 증가하는 BLDC모터이고,
    곡선구간 주행시 본체를 회전반경의 중심쪽으로 경사이동시키면 회전반경의 중심에 근접한 내측바퀴에 걸리는 부하가 커지고 외측바퀴에 걸리는 부하가 작아지며, 이에 따라 내측바퀴의 속도가 외측바퀴의 속도보다 작아지게 함으로서, 별도의 제어장치가 없이 속도와 부하를 안정적으로 제어할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 전동구동 오토바이의 구동제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스윙수단은,
    상기 본체;
    상기 외측바퀴가 회동가능하게 연결되는 제1변동축;
    상기 내측바퀴가 회동가능하게 연결되는 제2변동축;
    일측은 본체에 연결되고 타측은 제1변동축에 연결되며 길이방향을 따라 신축되는 제1신축암; 및
    일측은 본체에 연결되고 타측은 제2변동축에 연결되며 길이방향을 따라 신축되는 제2신축암;을 포함하며,
    본체의 경사에 따라서 제1신축암과 제2신축암의 길이가 변동되는 것을 특징으로 하는 전동구동 오토바이의 구동제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 바퀴는 모터가 내장된 모터 내장형인 것을 특징으로 하는 전동구동 오토바이의 구동제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전력공급수단은, 단일의 전력공급원을 각각의 모터에 직접 연결시키는 전력공급라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동구동 오토바이의 구동제어장치.
KR1020190028787A 2019-03-13 2019-03-13 두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어방법. KR102038580B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190028787A KR102038580B1 (ko) 2019-03-13 2019-03-13 두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어방법.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190028787A KR102038580B1 (ko) 2019-03-13 2019-03-13 두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어방법.

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150137225A Division KR20150117626A (ko) 2015-09-30 2015-09-30 두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190029563A true KR20190029563A (ko) 2019-03-20
KR102038580B1 KR102038580B1 (ko) 2019-10-31

Family

ID=66036830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190028787A KR102038580B1 (ko) 2019-03-13 2019-03-13 두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어방법.

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102038580B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10338141A (ja) * 1997-06-09 1998-12-22 Shinko Electric Co Ltd 駆動補助付小型車両
KR100873537B1 (ko) * 2007-10-11 2008-12-11 권용범 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이
KR20110020506A (ko) * 2009-08-24 2011-03-03 김재오 3륜 전기스쿠터

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10338141A (ja) * 1997-06-09 1998-12-22 Shinko Electric Co Ltd 駆動補助付小型車両
KR100873537B1 (ko) * 2007-10-11 2008-12-11 권용범 양륜 이동체 및 이를 가지는 오토바이
KR20110020506A (ko) * 2009-08-24 2011-03-03 김재오 3륜 전기스쿠터

Also Published As

Publication number Publication date
KR102038580B1 (ko) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4167667B2 (ja) ハイブリッド二輪車
EP1671832B1 (en) Electric wheel drive apparatus
CN100575133C (zh) 电动车辆的电池配置结构
JP5559939B2 (ja) 電動車両
JP6000135B2 (ja) ハイブリッド車両
US20100071983A1 (en) Three wheel vehicle rear suspension
JP5379541B2 (ja) 電動駆動システム
US20170327000A1 (en) Electric vehicle
JP7057038B2 (ja) 車両の駆動装置及び電気自動車
US20220355885A1 (en) Hybrid-drive motorcycle and hybridization kit for a motorcycle
JP2007216932A (ja) インホイールモータ駆動装置
KR20190029563A (ko) 두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어방법.
JP5893221B2 (ja) 自動三輪車
JP4442753B2 (ja) 自動車
JP5063904B2 (ja) ハイブリッド自動車
KR20150117626A (ko) 두 개 이상의 전동구동바퀴를 가지는 운송수단의 자체부하에 의한 구동제어.
JP2015085783A (ja) 作業車両
JP5581175B2 (ja) 作業車両
JP2004040975A (ja) 車両の左右輪駆動装置
KR101164111B1 (ko) 3륜 전기자동차
JP5165849B2 (ja) インホイールモータ駆動装置
CN213735367U (zh) 一种基于锥齿轮轴传动的电动摩托车
JP2013220762A (ja) 自動三輪車
JP3273172B2 (ja) 回転慣性利用電気自動車
JP5380911B2 (ja) オイル供給構造

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right