KR20190079878A - Electric bicycle and control method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electric bicycle and a control method thereof. The electric bicycle includes: a pedal; a battery storing a voltage generated by a generator; a generator generating the voltage by driving of the pedal; a rectifier rectifying the alternating current voltage generated by the generator to a direct current voltage; a charging electric current control unit for controlling the amount of the voltage which is generated by the generator in accordance with control of a control unit and is charged in the battery; and a control unit performing various control for charging the voltage generated by the generator into the battery.

Description

전기 자전거 및 그 제어방법{ELECTRIC BICYCLE AND CONTROL METHOD THEREOF}ELECTRIC BICYCLE AND CONTROL METHOD THEREOF BACKGROUND OF THE INVENTION [0001]

본 발명은 전기 자전거 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electric bicycle and a control method thereof.

일반적으로, 전기 자전거는 휠을 회전시키는 모터와 이 모터에 전원을 공급하는 배터리를 포함한다. 전기 자전거는 이 모터에 의해 휠을 회전시키는 방식으로 전기 자전거를 주행시킨다. Generally, an electric bicycle includes a motor that rotates a wheel and a battery that supplies power to the motor. The electric bicycle drives the electric bicycle by rotating the wheel by this motor.

한편, 전기 자전거는 페달을 회전시키는 힘을 수치로 나타내 주는 페달 파워미터(Pedal Power Meter)를 더 구비한다. 페달 파워미터는 사용자의 페달링이 얼마나 효율적인 힘을 내는지, 사용자가 발휘하는 최대의 힘 수치는 어느 정도인지 등을 데이터화하여 표시할 수 있도록 할 수 있다.On the other hand, the electric bicycle further includes a pedal power meter for numerically representing the force for rotating the pedal. The pedal power meter can be used to digitize and display, for example, how efficient the user's pedaling will be and how much force the user will exert.

일반적으로 페달 파워미터는 코인 배터리를 구비할 수 있다. 상기 코인 배터리는 영구적으로 사용이 불가능하여 주기적으로 배터리를 교체해야 하는 불편함이 존재한다.Generally, the pedal power meter may be equipped with a coin battery. The coin battery can not be permanently used, so that it is inconvenient to periodically replace the battery.

개시된 실시예는 자가 충전이 가능한 배터리를 페달 파워미터에 적용하여, 배터리의 교체 및 충전을 생략할 수 있는 전기 자전거 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.The disclosed embodiment is intended to provide an electric bicycle and a control method thereof which can apply a self-chargeable battery to a pedal power meter, thereby omitting battery replacement and charging.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 일 측면에 따른 전기 자전거는, 페달; 발전기에 의해서 발생된 전압을 저장하는 배터리; 상기 페달의 구동에 의해 전압을 발생시키는 발전기; 상기 발전기에 의해서 발생된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류기; 제어부의 제어에 따라 상기 발전기에 의해서 발생된 전압이 상기 배터리에 충전되는 양을 조절하기 위한 충전 전류 조절부; 및 상기 발전기에 의해서 발생된 전압을 상기 배터리에 충전하기 위한 각종 제어를 수행하는 제어부;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electric bicycle comprising: a pedal; A battery for storing a voltage generated by the generator; A generator for generating a voltage by driving the pedal; A rectifier for rectifying the AC voltage generated by the generator to a DC voltage; A charge current controller for controlling an amount of the voltage generated by the generator according to the control of the controller; And a controller for performing various controls for charging the battery with the voltage generated by the generator.

또한, 상기 배터리는, 페달 파워미터(Pedal Power Meter)에 적용되는 것일 수 있다.Also, the battery may be applied to a pedal power meter.

또한, 상기 페달은, 크랭크 암과 연결되되, 페달의 중심 영역을 관통하도록 마련된 회전축; 상기 회전축의 내측에 형성된 적어도 하나 이상의 자석을 포함하는 로터; 및 상기 회전축의 외측에 형성된 돌기에 코일이 감긴 형태로 형성된 스테이터;를 포함할 수 있다.The pedal may further include: a rotating shaft connected to the crank arm, the rotating shaft extending through a central region of the pedal; A rotor including at least one magnet formed inside the rotating shaft; And a stator formed in a shape in which a coil is wound on a protrusion formed on the outer side of the rotating shaft.

또한, 상기 발전기는, 상기 페달의 페달링 시 상기 회전축의 회전으로 발생하는 역기전압을 상기 정류기로 전달할 수 있다.In addition, the generator may transmit a counter electromotive voltage generated by the rotation of the rotary shaft to the rectifier when the pedal is pedaled.

또한, 상기 회전축은, 내측에 관통홀이 형성된 원기둥 형태일 수 있다.In addition, the rotation axis may be a columnar shape having a through hole formed on the inside thereof.

또한, 상기 정류기는, 상기 발전기의 삼상에 각각 서로 직렬 연결되고, 상기 충전 전류 조절부와 전기적으로 연결된 적어도 둘 이상의 다이오드를 포함할 수 있다.The rectifier may include at least two diodes connected in series to each other on three phases of the generator, and electrically connected to the charge current regulator.

또한, 상기 충전 전류 조절부는, 일단이 상기 정류기의 일단과 타단이 상기 정류기의 타단 및 제1 스위칭 소자의 일단에 전기적으로 연결된 제1 커패시터; 일단이 상기 정류기의 타단 및 상기 제1 커패시터의 타단과 타단이 제2 스위칭 소자의 타단 및 제1 인덕터의 일단에 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자; 일단이 상기 정류기의 일단 및 제2 커패시터의 일단과 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단 및 제1 인덕터의 일단과 전기적으로 연결된 제2 스위칭 소자; 일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단 및 상기 제2 스위칭 소자의 타단과 타단이 다이오드의 일단과 전기적으로 연결된 제1 인덕터; 일단이 제1 인덕터의 타단과 타단이 제2 커패시터의 타단 및 배터리의 타단과 전기적으로 연결된 다이오드; 및 일단이 상기 제2 스위칭 소자의 일단 및 배터리의 일단과 타단이 상기 다이오드의 타단 및 상기 배터리의 타단과 전기적으로 연결된 제2 커패시터를 포함할 수 있다.The charge current controller may include: a first capacitor having one end thereof electrically connected to the other end of the rectifier and the other end of the first switching device; A first switching device having one end thereof electrically connected to the other end of the rectifier and the other end of the first capacitor and the other end electrically connected to the other end of the second switching device and one end of the first inductor; One end of the rectifier and the other end of the second capacitor are electrically connected to the other end of the first switching device and one end of the first inductor; A first inductor whose one end is electrically connected to the other end of the first switching element and the other end of the second switching element and the other end of the diode; A diode whose one end and the other end of the first inductor are electrically connected to the other end of the second capacitor and the other end of the battery; And a second capacitor whose one end is connected to one end of the second switching element and the other end of the battery is electrically connected to the other end of the diode and the other end of the battery.

일 측면에 따른 전기 자전거의 제어방법은, 전기 자전거의 페달링 시 페달에 마련된 회전축이 회전하고, 상기 페달의 페달링을 통해 역기전압이 발생하고, 발생된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하고, 및 정류된 전압을 배터리에 충전하는 것을 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, there is provided a control method for an electric bicycle, comprising the steps of: rotating a rotary shaft provided on a pedal when the electric bicycle is padded; generating a back electromotive force by pedaling the pedal; rectifying the generated AC voltage to a DC voltage; And charging the battery with a voltage.

또한, 상기 배터리는, 페달 파워미터(Pedal Power Meter)에 적용되는 것일 수 있다.Also, the battery may be applied to a pedal power meter.

상기 페달은, 크랭크 암과 연결되되, 페달의 중심 영역을 관통하도록 마련된 회전축; 상기 회전축의 내측에 형성된 적어도 하나 이상의 자석을 포함하는 로터; 및 상기 회전축의 외측에 형성된 돌기에 코일이 감긴 형태로 형성된 스테이터;를 포함할 수 있다.The pedal includes: a rotating shaft connected to the crank arm, the rotating shaft being provided to penetrate a central area of the pedal; A rotor including at least one magnet formed inside the rotating shaft; And a stator formed in a shape in which a coil is wound on a protrusion formed on the outer side of the rotating shaft.

전술한 과제 해결 수단에 의하면, 페달링을 통해 자가 충전이 가능한 페달 파워미터용 배터리를 적용하기 때문에, 배터리를 충전하거나 교체해야 하는 번거로움을 해결하고, 이로 인해 영구적으로 페달 파워를 측정할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to the above-mentioned problem solving means, since the battery for the pedal power meter capable of self-charging through the pedaling is applied, it is possible to solve the inconvenience that the battery needs to be charged or replaced, thereby permanently measuring the pedal power Can be expected.

도 1은 전기 자전거의 사시도이다.
도 2는 전기 자전거의 구성을 나타내는 제어 블록도이다.
도 3은 전기 자전거의 페달을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 4는 전기 자전거의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 5는 전기 자전거의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a perspective view of an electric bicycle.
2 is a control block diagram showing the configuration of an electric bicycle.
3 is a detailed view of a pedal of an electric bicycle.
4 is a circuit diagram showing a configuration of an electric bicycle.
5 is a flowchart for explaining a control method of an electric bicycle.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재,블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재,블록'이하나의구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재,블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. The present specification does not describe all elements of the embodiments, and redundant description between general contents or embodiments in the technical field of the present invention will be omitted. The terms 'part, module, member, or block' used in the specification may be embodied in software or hardware, and may be embodied as one or more of the following in a plurality of subsections, modules, It is also possible for a "part, module, member, block" of the present invention to include a plurality of components.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only the case directly connected but also the case where the connection is indirectly connected, and the indirect connection includes connection through the wireless communication network do.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.The terms first, second, etc. are used to distinguish one element from another, and the elements are not limited by the above-mentioned terms.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The singular forms " a " include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.In each step, the identification code is used for convenience of explanation, and the identification code does not describe the order of the steps, and each step may be performed differently from the stated order unless clearly specified in the context. have.

이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.Hereinafter, the working principle and embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 전기 자전거의 사시도이다.1 is a perspective view of an electric bicycle.

도 1을 참조하면, 전기 자전거는 프런트 프레임(10), 미들 프레임(20) 및 리어 프레임(30)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an electric bicycle may include a front frame 10, a middle frame 20, and a rear frame 30.

프런트 프레임(10)은 전륜(12)과, 핸들부(13)가 연결되는 핸들스테이(14)를 포함할 수 있다.The front frame 10 may include a front wheel 12 and a handle stay 14 to which the handle portion 13 is connected.

핸들부(13)는 핸들스테이(14)의 하단에 결합되는 핸들 스템(15)과, 이 핸들스테이(14)에 결합되는 핸들바(16)와, 이 핸들바(16)에 설치되는 핸들 그립(17)을 포함할 수 있다.The handle portion 13 includes a handle stem 15 coupled to the lower end of the handle stay 14, a handle bar 16 coupled to the handle stay 14, (17).

핸들스테이(14)의 하단 일측에는 전륜(12)이 회전 가능하게 결합된다. 핸들 스템(15)은 핸들부(13)의 높이 조절을 위해 마련된다. 핸들바(16)는 전기 자전거의 조향을 결정하기 위해 마련된다. 핸들 그립(17)에는 전기 자전거의 상태를 사용자에게 표시해주고 사용자의 요구사항을 버튼 또는 디스플레이를 통하여 제어부(40)로 전달하는 인터페이스(18)가 마련된다. 이러한 인터페이스(18)는 제어부(40)와 유선 또는 무선을 통해 전기적으로 연결된다.A front wheel 12 is rotatably coupled to a lower end of the handle stay 14. The handle stem (15) is provided for height adjustment of the handle portion (13). The handle bar 16 is provided to determine the steering of the electric bicycle. The handle grip 17 is provided with an interface 18 for displaying the status of the electric bicycle to the user and transmitting the user's requirements to the control unit 40 through a button or a display. The interface 18 is electrically connected to the control unit 40 through wired or wireless communication.

미들 프레임(20)의 일단에는 발전기(21)가 마련되고, 이 발전기(21)의 양측에는 크랭크 암(22)에 의해 페달(23)이 회전 가능하게 장착된다. 크랭크 암(22)은 일단은 미들 프레임(20)의 페달 샤프트에 회전 가능하게 결합되고, 타단은 페달(23)이 회전 가능하게 결합된다. 탑승자가 페달(23)을 회전시키면 이 페달(23)의 회전력을 발전기(21)에서 전기적 에너지로 변환하고, 발전기(21)의 전기적 에너지는 미들 프레임(20)에 마련되는 모터용 배터리(26)에 축전될 수 있다. 모터용 배터리(26)는 모터(34)로 전류를 인가하여 모터(34)를 동작시킴으로써, 후륜(32)에 회전력을 제공할 수 있다.A generator 21 is provided at one end of the middle frame 20 and a pedal 23 is rotatably mounted on both sides of the generator 21 by a crank arm 22. One end of the crank arm 22 is rotatably engaged with the pedal shaft of the middle frame 20, and the other end of the crank arm 22 is rotatably engaged with the pedal 23. When the occupant rotates the pedal 23, the rotational force of the pedal 23 is converted into electric energy from the generator 21, and the electric energy of the generator 21 is transmitted to the motor battery 26 provided in the middle frame 20, . ≪ / RTI > The battery 26 for the motor can apply a current to the motor 34 to operate the motor 34 to thereby provide rotational force to the rear wheel 32. [

미들 프레임(20)은 안장(24)을 설치하기 위한 새들 튜브(25)를 더 포함할 수 있다. 새들 튜브(25)는 미들 프레임(20)의 후방에 돌출 마련되는 시트튜브(26)에 높이 조절 가능하게 결합된다.The middle frame 20 may further include a saddle tube 25 for installing the saddle 24. The saddle tube 25 is height-adjustably coupled to the seat tube 26 protruding from the rear of the middle frame 20. [

리어 프레임(30)의 단부일측에는 후륜(32)이 회전 가능하게 장착된다. 후륜(32)의 중심에는 이 후륜(32)을 회전시켜 전기 자전거를 전진시키기 위한 모터(34)가 장착된다. 모터(34)는 탑승자가 인터페이스(18) 또는 스로틀을 이용하여 후륜(32)의 회전속도를 변화시킬 수 있도록 변속기를 포함할 수 있다.A rear wheel 32 is rotatably mounted on one end of the rear frame 30. A motor 34 is mounted at the center of the rear wheel 32 to rotate the rear wheel 32 to advance the electric bicycle. The motor 34 may include a transmission such that the occupant can change the rotational speed of the rear wheel 32 using the interface 18 or throttle.

후술하는 페달 파워미터는 페달링의 토크 및 RPM 측정을 위한 구성일 수 있다. 또한, 후술하는 참조번호 400의 배터리는 페달 파워미터용 배터리를 의미하는 것으로 정의하기로 한다.The pedal power meter described later may be a configuration for measuring the torque and RPM of the pedaling. In addition, a battery of reference numeral 400, which will be described later, is defined as a battery for a pedal power meter.

도 2는 전기 자전거의 구성을 나타내는 제어 블록도이다.2 is a control block diagram showing the configuration of an electric bicycle.

이하에서는, 전기 자전거의 페달을 상세하게 나타내는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the pedal of the electric bicycle will be described in detail with reference to FIG.

도 2에서 도시하는 바와 같이, 전기 자전거(1)는 페달(50), 발전기(100), 정류기(200), 충전 전류 조절부(300), 배터리(400), 통신부(160), 센서(70) 및 제어부(80)를 포함할 수 있다.2, the electric bicycle 1 includes a pedal 50, a generator 100, a rectifier 200, a charge current regulator 300, a battery 400, a communication unit 160, a sensor 70 And a control unit 80. [0028]

도 3을 참조하면, 페달(50)은 크랭크 암(22)과 연결되되, 페달(50)의 중심 영역을 관통하도록 마련된 회전축(51), 회전축(51)의 내측에 형성된 적어도 하나 이상의 자석(53)을 포함하는 로터(Rotor) 및 회전축(51)의 외측에 형성된 돌기에 코일(55)이 감긴 형태로 형성된 스테이터(Stator)를 포함할 수 있다. 상기 회전축(51)은 내측에 관통홀이 형성된 원기둥 형태일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.3, the pedal 50 includes a rotary shaft 51 connected to the crank arm 22 and configured to pass through a central area of the pedal 50, at least one magnet 53 And a stator formed in a shape in which a coil 55 is wound on a protrusion formed on the outer side of the rotating shaft 51. [ The rotary shaft 51 may have a cylindrical shape with a through hole formed therein, but the present invention is not limited thereto.

즉, 회전축(51)의 회전을 통해 에너지가 발전되는 것이다.That is, energy is generated through rotation of the rotary shaft 51.

발전기(100)는 페달(50)의 구동에 의해 전압을 발생시키는 구성일 수 있다.The generator 100 may be configured to generate a voltage by driving the pedal 50.

발전기(100)는 페달(50)의 페달링 시 회전축(51)의 회전으로 발생하는 역기전압을 정류기(200)로 전달할 수 있다.The generator 100 may transmit a back electromotive voltage generated by the rotation of the rotary shaft 51 to the rectifier 200 when the pedal 50 is being padded.

정류기(200)는 발전기(100)에 의해서 발생된 교류 전압을 직류 전압으로 정류할 수 있다.The rectifier (200) can rectify the alternating voltage generated by the generator (100) to a direct current voltage.

충전 전류 조절부(300)는 제어부(80)의 제어에 따라 상기 발전기(100)에 의해서 발생된 전압이 배터리(400)에 충전되는 양을 조절하기 위한 구성일 수 있다.The charge current regulator 300 may be configured to regulate the amount of the voltage generated by the generator 100 charged in the battery 400 under the control of the controller 80. [

배터리(400)는 발전기(100)에 의해서 발생된 전압을 저장할 수 있다. 배터리(400)는 페달 파워미터(Pedal Power Meter)에 적용되는 것일 수 있다. 즉, 참조번호 400의 배터리는 페달 파워미터용 배터리를 의미하는 것이다.The battery 400 may store the voltage generated by the generator 100. The battery 400 may be applied to a pedal power meter. That is, the battery of reference numeral 400 means the battery for the pedal power meter.

제어부(60)는 발전기(100)에 의해서 발생된 전압을 배터리(400)에 충전하기 위한 각종 제어를 수행할 수 있다.The control unit 60 may perform various controls for charging the battery 400 with the voltage generated by the generator 100. [

제어부(60)는 전기 자전거(1) 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.The control unit 60 includes a memory (not shown) for storing data for a program reproducing the algorithm or algorithm for controlling the operation of the components in the electric bicycle 1, and the above-described operation using the data stored in the memory (Not shown). At this time, the memory and the processor may be implemented as separate chips. Alternatively, the memory and the processor may be implemented on a single chip.

통신부(70)는 외부 장치와 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있으며, 예를 들어 근거리 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The communication unit 70 may include one or more components that enable communication with an external device, and may include at least one of a short-range communication module and a wireless communication module, for example.

근거리 통신 모듈은 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 지그비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.The short-range communication module uses a wireless communication network, such as a Bluetooth module, an infrared communication module, an RFID (Radio Frequency Identification) communication module, a WLAN (Wireless Local Access Network) communication module, an NFC communication module, and a Zigbee communication module, And may include various short range communication modules for transmitting and receiving.

무선 통신 모듈은 라디오 데이터 시스템 교통 메시지 채널(Radio Data System-Traffic Message Channel, RDS-TMC), DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈 외에도, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(universal mobile telecommunications system), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.The wireless communication module may be a GSM (Global System for Mobile) module, a GSM (Global System for Mobile Communications) module, a Radio Data System-Traffic Message Channel (RDS-TMC), a Digital Multimedia Broadcasting (DMB) module, a WiFi module, Mobile communication, CDMA (Code Division Multiple Access), WCDMA (universal mobile telecommunications system), TDMA (Time Division Multiple Access), LTE (Long Term Evolution) And a wireless communication module.

무선 통신 모듈은 교통정보 신호를 수신하는 안테나 및 수신기(Receiver)를 포함하는 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈은 무선 통신 인터페이스를 통하여 수신한 아날로그 형태의 무선 신호를 디지털 제어 신호로 복조하기 위한 교통정보 신호 변환 모듈을 더 포함할 수 있다.The wireless communication module may include a wireless communication interface including an antenna and a receiver for receiving traffic information signals. The wireless communication module may further include a traffic information signal conversion module for demodulating the analog type wireless signal received through the wireless communication interface into a digital control signal.

센서(80)는 페달(50)의 회전 속도를 측정하기 위한 센서, 페달(50)의 압력을 측정하기 위한 센서 등을 포함할 수 있다. 상술한 제어부(60)는 센서(80)를 통해 측정된 정보를 기초로 페달링 파워를 비롯한 각종 정보를 계산 및 표시할 수 있도록 제어할 수 있다. The sensor 80 may include a sensor for measuring the rotational speed of the pedal 50, a sensor for measuring the pressure of the pedal 50, and the like. The controller 60 may control the calculation and display of various kinds of information including pedaling power based on the information measured through the sensor 80.

도 4는 전기 자전거의 구성을 나타내는 회로도이다.4 is a circuit diagram showing a configuration of an electric bicycle.

도 4를 참조하면, 전기 자전거는 발전기(100), 정류기(200), 충전 전류 조절부(300) 및 배터리(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the electric bicycle may include a generator 100, a rectifier 200, a charge current regulator 300, and a battery 400.

발전기(100)는 알터네이터(Alternator)일 수 있다.The generator 100 may be an alternator.

정류기(200)는 발전기(100)에 의해서 발생된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 구성일 수 있다. 이때, 정류기(200)는 발전기(100)의 삼상에 각각 서로 직렬 연결되고, 충전 전류 조절부(300)와 전기적으로 연결된 적어도 둘 이상의 다이오드를 포함할 수 있다.The rectifier 200 may be configured to rectify the AC voltage generated by the generator 100 to a DC voltage. At this time, the rectifier 200 may include at least two diodes connected in series to each other on three phases of the generator 100 and electrically connected to the charge current regulator 300.

구체적으로, 정류기(200)는 충전 전류 조절부(300)와 전기적으로 연결된 적어도 둘 이상의 다이오드(D1, D2, D3, D4, D5, D6)를 포함할 수 있다.More specifically, the rectifier 200 may include at least two diodes D1, D2, D3, D4, D5, and D6 electrically connected to the charge current regulator 300.

구체적으로, 제1 다이오드(D1)의 일단은 제3 다이오드(D3)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있고, 제1 다이오드(D1)의 타단은 발전기(100)의 제1단 및 제2 다이오드(D2)과 전기적으로 연결될 수 있다.Specifically, one end of the first diode D1 may be electrically connected to one end of the third diode D3, and the other end of the first diode D1 may be electrically connected to the first end of the generator 100 and the second end of the second diode D2 As shown in FIG.

제2 다이오드(D2)의 일단은 발전기(100)의 제1단 및 제1 다이오드(D1)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 다이오드(D2)의 타단은 제4 다이오드(D4)의 타단과 전기적으로 연결 될 수 있다.One end of the second diode D2 may be electrically connected to the first end of the generator 100 and the other end of the first diode D1 and the other end of the second diode D2 may be electrically connected to the other end of the fourth diode D4 And may be electrically connected to the stage.

제3 다이오드(D3)의 일단은 제1 다이오드(D1)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있고, 제3 다이오드(D3)의 타단은 발전기(100)의 제2단 및 제4 다이오드(D4)의일단과 전기적으로 연결될 수 있다.One end of the third diode D3 may be electrically connected to one end of the first diode D1 and the other end of the third diode D3 may be electrically connected to the second end of the generator 100 and one end of the fourth diode D4 As shown in FIG.

제4 다이오드(D4)의 일단은 발전기(100)의 제2단 및 제3 다이오드(D3)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있고, 제4 다이오드(D4)의 타단은 제2 다이오드(D2)의타단과 전기적으로 연결될 수 있다.One terminal of the fourth diode D4 may be electrically connected to the other terminal of the second terminal of the generator 100 and the other terminal of the third diode D3 and the other terminal of the fourth diode D4 may be electrically connected to the terminal of the second diode D2 And can be electrically connected.

제5 다이오드(D5)의 일단은 제3 다이오드(D3)의 일단 및 제1 커패시터(C1)의일단과 전기적으로 연결될 수 있고, 제5 다이오드(D5)의 타단은 발전기(100)의 제3단 및 제6 다이오드(D6)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있다.One end of the fifth diode D5 may be electrically connected to one end of the third diode D3 and one end of the first capacitor C1 and the other end of the fifth diode D5 may be electrically connected to the third end of the generator 100 And the sixth diode D6 may be electrically connected.

제6 다이오드(D6)의 일단은 발전기(100)의 제3단 및 제5 다이오드(D5)의 타단과 전기적으로 연결될 수 있고, 제6 다이오드(D6)의 타단은 제4 다이오드(D4)의타단과 충전 전류 조절부(300)의 제1 커패시터(C1)의 타단 및 충전 전류 조절부(300)의 제1 스위칭 소자(SW1)의 제2단과 전기적으로 연결될 수 있다.One terminal of the sixth diode D6 may be electrically connected to the third terminal of the generator 100 and the other terminal of the fifth diode D5 and the other terminal of the sixth diode D6 may be electrically connected to the terminal of the fourth diode D4 The other end of the first capacitor C1 of the charge current regulating unit 300 and the second end of the first switching device SW1 of the charge current regulating unit 300 may be electrically connected.

충전 전류 조절부(300)는 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2), 제1 스위칭 소자(SW1), 제2 스위칭 소자(SW2), 제1 인덕터(L1) 및 제7 다이오드(D7)를 포함할 수 있다.The charge current regulator 300 includes a first capacitor C1, a second capacitor C2, a first switching device SW1, a second switching device SW2, a first inductor L1 and a seventh diode D7 ).

구체적으로, 충전 전류 조절부(230)는 일단이 정류기(200)의 일단과 타단이 상기 정류기(200)의 타단 및 제1 스위칭 소자(SW1)의 일단에 전기적으로 연결된 제1 커패시터(C1), 일단이 상기 정류기(200)의 타단 및 상기 제1 커패시터(C1)의 타단과 타단이 제2 스위칭 소자(SW2)의 타단 및 제1 인덕터(L1)의 일단에 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자(SW1), 일단이 상기 정류기(200)의 일단 및 제2 커패시터(C2)의 일단과 타단이 상기 제1 스위칭 소자(SW1)의 타단 및 제1 인덕터(L1)의 일단과 전기적으로 연결된 제2 스위칭 소자(SW2), 일단이 상기 제1 스위칭 소자(SW1)의 타단 및 상기 제2 스위칭 소자(SW2)의 타단과 타단이 제7 다이오드(D7)의 일단과 전기적으로 연결된 제1 인덕터(L1), 일단이 제1 인덕터(L1)의 타단과 타단이 제2 커패시터(C2)의 타단 및 배터리의 타단과 전기적으로 연결된 제7 다이오드(D7) 및 일단이 상기 제2 스위칭 소자(SW2)의 일단 및 배터리의 일단과 타단이 상기 제7 다이오드(D7)의 타단 및 상기 배터리(400)의 타단과 전기적으로 연결된 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다.More specifically, the charge current controller 230 includes a first capacitor C1 having one end and the other end electrically connected to the other end of the rectifier 200 and one end of the first switching device SW1, The other end of the rectifier 200 and the other end of the first capacitor C1 are electrically connected to the other end of the second switching device SW2 and the first switching device SW1 One end of the rectifier 200 and the other end of the second capacitor C2 are electrically connected to the other end of the first switching device SW1 and one end of the first inductor L1, A first inductor L1 whose one end is connected to the other end of the first switching device SW1 and the other end of the second switching device SW2 is connected to the other end of the seventh diode D7, The other end of the first inductor L1 is electrically connected to the other end of the second capacitor C2 and the other end of the battery One end of the second switching device SW2 and one end and the other end of the battery are electrically connected to the other end of the seventh diode D7 and the other end of the battery 400, And a capacitor C2.

구체적으로, 제1 커패시터(C1)의 일단은 정류기(200)의 제5 다이오드(D5)의 일단 및 제2 스위칭 소자(SW2)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있고, 제1 커패시터(C1)의 타단은 제6 다이오드(D6)의 타단 및 제1 스위칭 소자(SW1)의 일단과 전기적으로 연결될 수 있다.More specifically, one end of the first capacitor C1 may be electrically connected to one end of the fifth diode D5 of the rectifier 200 and one end of the second switching device SW2, and the other end of the first capacitor C1 May be electrically connected to the other end of the sixth diode D6 and one end of the first switching device SW1.

제1 스위칭 소자(SW1)는 제1 커패시터(C1)에 저장된 직류 전류를 선택적으로 공급하도록 스위칭 턴 온 및 턴 오프할 수 있다. The first switching device SW1 may be turned on and off to selectively supply the direct current stored in the first capacitor C1.

상기 제1 스위칭 소자(SW1)와 제2 스위칭 소자(SW2)는 MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated gate bipolar transistor), GTO(Gate Turn-Off) Thyristor, MCT(MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor(Silicon Controlled Rectifier Thyristor)중 적어도 하나로 구현될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.The first and second switching devices SW1 and SW2 may be a metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET), a bipolar junction transistor (BJT), an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a gate turn- Thyristor, MCT (MOS Controlled Thyristor), SCR Thyristor (Silicon Controlled Rectifier Thyristor), but the present invention is not limited thereto.

도 5는 전기 자전거의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart for explaining a control method of an electric bicycle.

도 5를 참조하면, 전기 자전거(1)의 페달링 시 페달(50)에 마련된 회전축(51)이 회전할 수 있다(510).Referring to FIG. 5, the rotating shaft 51 provided on the pedal 50 may be rotated 510 when the electric bicycle 1 is being padded.

다음, 전기 자전거(1)는 페달(50)의 페달링을 통해 역기전압이 발생할 수 있다(520).Next, the electric bicycle 1 can generate a back electromotive force through the pedaling of the pedal 50 (520).

다음, 전기 자전거(1)는 발생된 교류 전압을 직류 전압으로 정류할 수 있다(530).Next, the electric bicycle 1 can rectify the generated AC voltage to a DC voltage (530).

다음, 전기 자전거(1)는 정류된 전압을 배터리(400)에 충전할 수 있다. 상기 배터리(400)는 페달 파워미터(Pedal Power Meter)에 적용되는 것일 수 있다.Next, the electric bicycle 1 can charge the battery 400 with the rectified voltage. The battery 400 may be applied to a pedal power meter.

또한, 페달(50)은 크랭크 암(22)과 연결되되, 페달(50)의 중심 영역을 관통하도록 마련된 회전축(51), 회전축(51)의 내측에 형성된 적어도 하나 이상의 자석(53)을 포함하는 로터 및 회전축(51)의 외측에 형성된 돌기에 코일(55)이 감긴 형태로 형성된 스테이터를 포함할 수 있다.The pedal 50 includes a rotating shaft 51 connected to the crank arm 22 and penetrating a central region of the pedal 50 and at least one magnet 53 formed inside the rotating shaft 51 And a stator formed in a shape in which a coil 55 is wound on a protrusion formed on the outer side of the rotor and the rotary shaft 51.

한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.Meanwhile, the disclosed embodiments may be embodied in the form of a recording medium storing instructions executable by a computer. The instructions may be stored in the form of program code and, when executed by a processor, may generate a program module to perform the operations of the disclosed embodiments. The recording medium may be embodied as a computer-readable recording medium.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.The computer-readable recording medium includes all kinds of recording media in which instructions that can be decoded by a computer are stored. For example, it may be a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, or the like.

이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.The embodiments disclosed with reference to the accompanying drawings have been described above. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. The disclosed embodiments are illustrative and should not be construed as limiting.

1 : 전기 자전거
23, 50 : 페달
60 : 제어부
70 : 통신부
80 : 센서
100 : 발전기
200 : 정류기
300 : 충전 전류 조절부
400 : 배터리1: Electric bicycle
23, 50: Pedal
60:
70:
80: Sensor
100: generator
200: rectifier
300: charge current regulator
400: Battery

Claims (10)

페달;
발전기에 의해서 발생된 전압을 저장하는 배터리;
상기 페달의 구동에 의해 전압을 발생시키는 발전기;
상기 발전기에 의해서 발생된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류기;
제어부의 제어에 따라 상기 발전기에 의해서 발생된 전압이 상기 배터리에 충전되는 양을 조절하기 위한 충전 전류 조절부; 및
상기 발전기에 의해서 발생된 전압을 상기 배터리에 충전하기 위한 각종 제어를 수행하는 제어부;
를 포함하는 전기 자전거.pedal;
A battery for storing a voltage generated by the generator;
A generator for generating a voltage by driving the pedal;
A rectifier for rectifying the AC voltage generated by the generator to a DC voltage;
A charge current controller for controlling an amount of the voltage generated by the generator according to the control of the controller; And
A controller for performing various controls for charging the battery with a voltage generated by the generator;
. ≪ / RTI > 제1항에 있어서,
상기 배터리는,
페달 파워미터(Pedal Power Meter)에 적용되는 것인 전기 자전거.The method according to claim 1,
The battery includes:
An electric bicycle being applied to a pedal power meter. 제1항에 있어서,
상기 페달은,
크랭크 암과 연결되되, 페달의 중심 영역을 관통하도록 마련된 회전축;
상기 회전축의 내측에 형성된 적어도 하나 이상의 자석을 포함하는 로터; 및
상기 회전축의 외측에 형성된 돌기에 코일이 감긴 형태로 형성된 스테이터;
를 포함하는 전기 자전거.The method according to claim 1,
The pedal,
A rotary shaft connected to the crank arm, the rotary shaft extending through the central area of the pedal;
A rotor including at least one magnet formed inside the rotating shaft; And
A stator formed in a shape in which a coil is wound on a protrusion formed on the outer side of the rotating shaft;
. ≪ / RTI > 제3항에 있어서,
상기 발전기는,
상기 페달의 페달링 시 상기 회전축의 회전으로 발생하는 역기전압을 상기 정류기로 전달하는 전기 자전거.The method of claim 3,
The generator includes:
And a counter electromotive voltage generated by rotation of the rotating shaft when the pedal is pedaled is transmitted to the rectifier. 제3항에 있어서,
상기 회전축은,
내측에 관통홀이 형성된 원기둥 형태인 전기 자전거.The method of claim 3,
The rotation shaft
An electric bicycle having a cylindrical shape with an inner through hole. 제1항에 있어서,
상기 정류기는,
상기 발전기의 삼상에 각각 서로 직렬 연결되고, 상기 충전 전류 조절부와 전기적으로 연결된 적어도 둘 이상의 다이오드를 포함하는 전기 자전거.The method according to claim 1,
The rectifier includes:
And at least two diodes electrically connected in series with each other on three phases of the generator and electrically connected to the charge current regulator. 제1항에 있어서,
상기 충전 전류 조절부는,
일단이 상기 정류기의 일단과 타단이 상기 정류기의 타단 및 제1 스위칭 소자의 일단에 전기적으로 연결된 제1 커패시터;
일단이 상기 정류기의 타단 및 상기 제1 커패시터의 타단과 타단이 제2 스위칭 소자의 타단 및 제1 인덕터의 일단에 전기적으로 연결된 제1 스위칭 소자;
일단이 상기 정류기의 일단 및 제2 커패시터의 일단과 타단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단 및 제1 인덕터의 일단과 전기적으로 연결된 제2 스위칭 소자;
일단이 상기 제1 스위칭 소자의 타단 및 상기 제2 스위칭 소자의 타단과 타단이 다이오드의 일단과 전기적으로 연결된 제1 인덕터;
일단이 제1 인덕터의 타단과 타단이 제2 커패시터의 타단 및 배터리의 타단과 전기적으로 연결된 다이오드; 및
일단이 상기 제2 스위칭 소자의 일단 및 배터리의 일단과 타단이 상기 다이오드의 타단 및 상기 배터리의 타단과 전기적으로 연결된 제2 커패시터를 포함하는 전기 자전거. The method according to claim 1,
Wherein the charge current controller comprises:
A first capacitor having one end and the other end of the rectifier electrically connected to the other end of the rectifier and one end of the first switching device;
A first switching device having one end thereof electrically connected to the other end of the rectifier and the other end of the first capacitor and the other end electrically connected to the other end of the second switching device and one end of the first inductor;
One end of the rectifier and the other end of the second capacitor are electrically connected to the other end of the first switching device and one end of the first inductor;
A first inductor whose one end is electrically connected to the other end of the first switching element and the other end of the second switching element and the other end of the diode;
A diode whose one end and the other end of the first inductor are electrically connected to the other end of the second capacitor and the other end of the battery; And
Wherein one end of the second switching element and one end and the other end of the battery include a second capacitor electrically connected to the other end of the diode and the other end of the battery. 전기 자전거의 페달링 시 페달에 마련된 회전축이 회전하고,
상기 페달의 페달링을 통해 역기전압이 발생하고,
발생된 교류 전압을 직류 전압으로 정류하고, 및
정류된 전압을 배터리에 충전하는 것을 포함하는 전기 자전거의 제어방법.When the electric bicycle is being pedaled, the rotary shaft provided on the pedal is rotated,
The pedal voltage is generated through the pedaling of the pedal,
Rectifying the generated AC voltage to a DC voltage, and
And charging the rectified voltage to the battery. 제8항에 있어서,
상기 배터리는,
페달 파워미터(Pedal Power Meter)에 적용되는 것인 전기 자전거의 제어방법.9. The method of claim 8,
The battery includes:
A method of controlling an electric bicycle, the method being applied to a pedal power meter. 제8항에 있어서,
상기 페달은,
크랭크 암과 연결되되, 페달의 중심 영역을 관통하도록 마련된 회전축;
상기 회전축의 내측에 형성된 적어도 하나 이상의 자석을 포함하는 로터; 및
상기 회전축의 외측에 형성된 돌기에 코일이 감긴 형태로 형성된 스테이터;
를 포함하는 전기 자전거의 제어방법.9. The method of claim 8,
The pedal,
A rotary shaft connected to the crank arm, the rotary shaft extending through the central area of the pedal;
A rotor including at least one magnet formed inside the rotating shaft; And
A stator formed in a shape in which a coil is wound on a protrusion formed on the outer side of the rotating shaft;
And controlling the electric bicycle.
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