KR20200061149A - 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크 - Google Patents

스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 휠을 회전구동하는 모터를 제어하는 모터제어부; 상기 모터제어부로 전원을 공급하는 전원제어부; 상기 모터제어부의 구동정보와 상기 전원제어부의 전원정보를 디스플레이하여 제공하는 계기판제어부; 상기 모터제어부와 상기 전원제어부와 상기 계기판제어부가 병렬연결되어 상호 데이터통신하는 캔통신라인; 및 외부로부터 전송되는 블루투스데이터를 안테나로부터 수신하는 블루투스모듈과, 상기 블루투스모듈을 제어하는 MCU타입의 블루투스제어모듈로 구성되는 블루투스 복합모듈이 차폐되어, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부에 일체로 통합되어 결합되어서, 블루투스데이터의 송수신에 따른 멸실 또는 끊김을 방지하여 안정적으로 블루투스통신을 수행하도록 하는, 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크를 개시한다.

Description

스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크{ELECTRIC BIKE CAPABLE OF BLUETOOTH COMMUNICATION COORPERATING WITH SMART DEVICE}
본 발명은 전기바이크 관련기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 블루투스통신을 통해 전기바이크의 해당 제어부의 펌웨어를 안정적이고 쉽게 업데이트할 수 있는, 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 사용자에 의한 페달링없이 주행이 가능한 전기바이크(e-bike)가 개발되어 사용되고 있다.
예컨대, 전기바이크는 대용량 배터리와 전기모터와 이들을 각각 제어하는 제어부를 구비하여 전기에너지로 전기바이크를 주행하도록 하고, 전기바이크의 주행속도정보, 기어변속정보 및 배터리 충전정보의 전기바이크의 운행정보를 계기판을 통해 제공하기도 한다.
또한, 대용량 배터리의 효율적 사용과 전기모터의 효율적 구동과 계기판의 효율적 디스플레이를 위해, 외부네트워크를 통해 업데이트서버에 접속하여 해당 제어부의 펌웨어를 주기적으로 업데이트하여 버그를 수정하거나 개선할 필요성이 있다.
이에, IoT기술을 활용하여 전기바이크의 해당 제어부의 펌웨어를 보다 쉽게 업데이트할 수 있는 기술이 요구된다.
등록특허공보 제10-1150257호 (2012. 05. 21.) 공개특허공보 제10-2017-0044365호 (2017. 04. 25.)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, IoT기술을 활용하여 전기바이크의 해당 제어부의 펌웨어를 안정적이고 쉽게 업데이트할 수 있는, 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 휠을 회전구동하는 모터를 제어하는 모터제어부; 상기 모터제어부로 전원을 공급하는 전원제어부; 상기 모터제어부의 구동정보와 상기 전원제어부의 전원정보를 디스플레이하여 제공하는 계기판제어부; 상기 모터제어부와 상기 전원제어부와 상기 계기판제어부가 병렬연결되어 상호 데이터통신하는 캔통신라인; 및 외부로부터 전송되는 블루투스데이터를 안테나로부터 수신하는 블루투스모듈과, 상기 블루투스모듈을 제어하는 MCU타입의 블루투스제어모듈로 구성되는 블루투스 복합모듈이 차폐되어, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부에 일체로 통합되어 결합되는, 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크를 제공한다.
여기서, 상기 블루투스 복합모듈은, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부와 내장형타입 또는 외장형타입으로 선택적으로 결합하는 서브모듈로 구성될 수 있다.
또한, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부에 대한 펌웨어 업데이트정보를 전송하는 업데이트서버와, 상기 업데이트서버 및 상기 캔통신라인과 각각 연결되는 컴퓨터를 통해서, 상기 펌웨어를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 업데이트서버 및 상기 캔통신라인과 각각 연결되는 스마트기기로부터 상기 블루투스 복합모듈로 상기 블루투스데이터를 전송하여 상기 펌웨어를 업데이트할 수 있다.
또한, 상기 블루투스 복합모듈의 안테나는, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부의 해당 케이스를 관통하여 외부로 노출되어 형성될 수 있다.
또한, 전기바이크의 전기충전이 가능한 충전소는, 상기 블루투스 복합모듈과 블루투스통신이 가능한 중계기가 설치되고, 상기 중계기를 통해 상기 업데이트서버로 연결되어 상기 펌웨어에 대한 자동업데이트를 수행할 수 있다.
또한, 상기 스마트기기로부터 수신한 블루투스데이터를 변환하여 상기 캔통신라인으로 전송하는 게이트웨이를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 블루투스 복합모듈은 외측면에 차폐도료가 도포된 차폐케이스로 차폐되어, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부에 결합될 수 있다.
또한, 상기 모터제어부는 고분해능센서를 포함하며, 상기 업데이트서버는 상기 고분해능센서의 튜닝정보인 위상각 옵셋을 업데이트하고, 상기 모터제어부의 튜닝정보인 쓰로틀감도함수 및 최고속 리미트 설정값을 업데이트하고, 상기 스마트기기는 전기바이크 제어관련앱을 포함하며, 상기 업데이트서버는 상기 앱을 업데이트하고, 상기 스마트기기는 상기 앱을 통해 상기 해당 제어부를 튜닝할 수 있다.
또한, 접근감지센서 및 후방카메라를 더 포함하고, 접근정보를 계기판 또는 상기 스마트기기를 통해서 영상정보와 음성경고를 제공할 수 있다.
또한, GPS를 더 포함하고, 상기 스마트기기를 통해 상기 고분해능센서로부터 제공되는 모터속도정보를 표시하여 제공하며, 상기 업데이트서버로 전기바이크의 전반적인 정보를 업링크하고, 상기 업데이트서버는 상기 업링크된 정보를 표시하면서 분석하여 해당경고정보를 제공할 수 있다.
한편 본 명세서에 개시된 기술에 관한 설명은 단지 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 개시된 기술에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
또한 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. “제1”, “제2” 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어”있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 “~사이에”와 “~사이에” 또는 “~에 이웃하는”과 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다”또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의하면, 외부네트워크와의 무선통신을 하는 블루투스 복합모듈을 전자기 차폐구조로 모터제어부 또는 전원제어부 또는 계기판제어부에 일체로 결합되도록 하여서, 블루투스데이터의 송수신에 따른 멸실 또는 끊김을 방지하여 안정적으로 블루투스통신을 수행하도록 하는 효과가 있다.
또한, 외장형타입으로 선택적으로 결합하는 서브모듈로 구성되도록 하여서, 블루투스 복합모듈의 범용성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
더 나아가, 스마트기기를 통하지 않고서도, 충전소에 접근하면 중계기를 통해 업데이트서버와 통신하도록 하여 펌웨어의 업데이트를 간편하게 수행하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크의 개념도를 예시한 것이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크의 구성도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 도 1의 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크의 블루투스 복합모듈의 결합구조를 예시한 것이다.
도 5는 도 1의 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크의 다른 개념도를 예시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크의 개념도를 예시한 것이며, 도 2 및 도 3은 도 1의 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크의 구성도를 개략적으로 도시한 것이고, 도 4는 도 1의 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크의 블루투스 복합모듈의 결합구조를 예시한 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크는, 전체적으로, 모터제어부(110)와, 전원제어부(120)와, 계기판제어부(130)와, 캔통신라인(140)과, 블루투스 복합모듈(150)을 포함하되, 블루투스 복합모듈(150)은 모터제어부(110), 전원제어부(120) 또는 계기판제어부(130)와 선택적으로 통합되는 서브모듈로 구성되어서 블루투스통신을 통한 펌웨어 업데이트를 쉽게 수행하도록 하는 것을 요지로 한다.
우선, 모터제어부(110)는, 휠을 회전구동하는 모터(111)를 제어한다. 예컨대, 모터제어부(110)는 저분해능 센서이용이 가능하고 최대 6kW출력이 가능한 2kW 이륜차 제어기, 또는 고분해능 센서이용이 가능하고 최대 15kW출력이 가능한 7.5kW 삼륜차 제어기로서, MPC5643L PowerPC 기반의 유도전동기 DSP(Digital Signal Processor) 벡터제어가 적용될 수 있다.
여기서, 고분해능 센서는 MR센서(MagnetoResistive sensor) 또는 엔코더(encoder)를 이용한 1°이하의 고분해능 위치결정센서를 적용할 수 있다.
다음, 전원제어부(120)는 모터제어부(110)로 전원을 공급한다.
다음, 계기판제어부(130)는 모터제어부(110)의 속도와 RPM의 구동정보 및 전원제어부의 전원정보를 계기판(instrument cluster)(131)을 통해 디스플레이하여 제공한다.
다음, 캔(CAN;Controller Area Network)통신라인(140)은 모터제어부(110)와 전원제어부(120)와 계기판제어부(130)가 병렬연결되어 상호 데이터통신하도록 한다. 여기서, 캔통신라인(140)은 전기적 노이즈에 강해서 메시지 보호에 적합하다.
다음, 블루투스 복합모듈(150)은, 외부로부터 전송되는 블루투스데이터를 안테나(153)로부터 수신하는 BLE 4.0모듈인 블루투스모듈(151)과, 블루투스모듈(151)을 제어하는 MCU(Micro Controller Unit)타입의 블루투스제어모듈(152)로 구성된다.
또한, 블루투스 복합모듈(150)은 전자기 차폐구조로 구성되며, 안테나(153)는 모터제어부(110) 또는 전원제어부(120) 또는 계기판제어부(130)의 해당 케이스를 관통하여 외부로 노출되어 형성되고, 모터제어부(110) 또는 전원제어부(120) 또는 계기판제어부(130)에 일체로 통합되어 결합되어서, 고전류 내부도선이 배선된 모터제어부(110) 또는 전원제어부(120) 또는 계기판제어부(130)로부터의 전자기를 차폐하여 블루투스데이터의 송수신에 따른 멸실 또는 끊김을 방지하여 안정적으로 블루투스통신을 수행하도록 할 수 있다.
또한, 블루투스 복합모듈(150)은 외측면에 차폐도료가 도포된 차폐케이스로 차폐되어, 모터제어부(110) 또는 전원제어부(120) 또는 계기판제어부(130)에 결합될 수 있다.
또한, 블루투스 복합모듈(150)은, 모터제어부(110) 또는 전원제어부(120) 또는 계기판제어부(130)와 외장형타입으로 선택적으로 결합하는 서브모듈로 구성되어서, 블루투스 복합모듈(150)의 범용성을 확보할 수도 있다.
한편, 업데이트서버(300)는 모터제어부(110) 또는 전원제어부(120) 또는 계기판제어부(130)에 대한 펌웨어 업데이트정보인 업데이트파일을 전송하고, 컴퓨터(200)를 통해서 캔통신라인(140)에 연결된 모터제어부(110) 또는 전원제어부(120) 또는 계기판제어부(130)의 펌웨어를 직접 업데이트할 수 있다.
또는, 업데이트서버(300)는 스마트기기(400)를 통해서 블루투스 복합모듈(150)로 블루투스데이터를 전송하여서, 장소제약없이, 사용자가 소유한 스마트기기(400)의 무선통신을 통해 모터제어부(110) 또는 전원제어부(120) 또는 계기판제어부(130)의 펌웨어를 쉽게 업데이트하도록 할 수도 있다.
또한, 스마트기기(400)로부터 수신한 블루투스데이터를 변환하여 캔통신라인(140)으로 전송하는 게이트웨이(160)를 더 포함할 수도 있다.
한편, 블루투스 복합모듈(150)과 게이트웨이(160)를 각각 별도의 구성으로 형성할 수도 있으나, 블루투스 복합모듈(150)에 게이트웨이(160)를 통합한 구성으로 형성할 수도 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 모터제어부(110)는 고분해능센서(171)를 포함하며, 업데이트서버(300)는 고분해능센서(171)의 튜닝정보인 위상각 옵셋을 업데이트하고, 모터제어부(110)의 튜닝정보인 쓰로틀감도함수 및 최고속 리미트 설정값을 업데이트한다.
한편, 스마트기기(400)는 전기바이크 제어관련앱을 포함하며, 업데이트서버(300)는 앱을 업데이트하고, 스마트기기(400)는 앱을 통해 해당 제어부(110,120,130)를 튜닝할 수 있다.
또는, 접근감지센서(172) 및 후방카메라(173)를 더 포함하고, 접근정보를 계기판 또는 스마트기기(400)를 통해서 영상정보와 위험을 알리는 음성경고를 제공할 수 있다.
또는, GPS(174)를 더 포함하고, 스마트기기(400)를 통해 고분해능센서(171)로부터 제공되는 모터속도정보를 표시하여 제공하며, 업데이트서버(300)로 전기바이크의 전반적인 정보를 업링크하고, 업데이트서버(300)는 업링크된 정보를 표시하면서 분석하여서, 모터의 성능저하와 과부하, 전원정보, 또는 통신상태정보에 상응하는 해당경고정보를 제공할 수도 있다.
도 5는 도 1의 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크의 다른 개념도를 예시한 것이다.
도 5를 참조하면, 전기바이크의 전기충전이 가능한 충전소에는, 블루투스 복합모듈과 블루투스통신이 가능한 중계기(미도시)가 설치되고, 중계기를 통해 업데이트서버(300)로 연결되어 모터제어부 또는 전원제어부 또는 계기판제어부의 펌웨어에 대한 자동업데이트를 수행하여서, 스마트기기를 통하지 않고서도, 충전소에 접근하거나 충전소에서의 충전시, 중계기를 통해 업데이트서버(300)와 통신하도록 하여 펌웨어의 업데이트를 간편하게 수행하도록 할 수도 있다.
따라서, 전술한 바와 같은 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크의 구성에 의해서, 외부네트워크와의 무선통신을 하는 블루투스 복합모듈을 전자기 차폐구조로 모터제어부 또는 전원제어부 또는 계기판제어부에 일체로 결합되도록 하여서, 블루투스데이터의 송수신에 따른 멸실 또는 끊김을 방지하여 안정적으로 블루투스통신을 수행하도록 하고, 외장형타입으로 선택적으로 결합하는 서브모듈로 구성되도록 하여 블루투스 복합모듈의 범용성을 확보할 수 있고, 스마트기기를 통하지 않고서도, 충전소에 접근하면 중계기를 통해 업데이트서버와 통신하도록 하여 펌웨어의 업데이트를 간편하게 수행하도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이행할 수 있을 것이다.
110 : 모터제어부 111 : 모터
120 : 전원제어부 130 : 계기판제어부
131 : 계기판 140 : 캔통신라인
150 : 블루투스 복합모듈 151 : 블루투스모듈
152 : 블루투스제어모듈 153 : 안테나
160 : 게이트웨이 171 : 고분해능센서
172 : 접근감지센서 173 : 후방카메라
174 : GPS 200 : 컴퓨터
300 : 업데이트서버 400 : 스마트기기

Claims (4)

  1. 휠을 회전구동하는 모터를 제어하는 모터제어부;
    상기 모터제어부로 전원을 공급하는 전원제어부;
    상기 모터제어부의 구동정보와 상기 전원제어부의 전원정보를 디스플레이하여 제공하는 계기판제어부;
    상기 모터제어부와 상기 전원제어부와 상기 계기판제어부가 병렬연결되어 상호 데이터통신하는 캔통신라인; 및
    외부로부터 전송되는 블루투스데이터를 안테나로부터 수신하는 블루투스모듈과, 상기 블루투스모듈을 제어하는 MCU타입의 블루투스제어모듈로 구성되는 블루투스 복합모듈이 차폐되어, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부에 일체로 통합되어 결합되는, 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블루투스 복합모듈은, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부와 내장형타입으로 선택적으로 결합하는 서브모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는, 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 블루투스 복합모듈의 안테나는, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부의 해당 케이스를 관통하여 외부로 노출되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 블루투스 복합모듈은 외측면에 차폐도료가 도포된 차폐케이스로 차폐되어, 상기 모터제어부 또는 상기 전원제어부 또는 상기 계기판제어부에 결합되는 것을 특징으로 하는, 스마트기기연동 블루투스통신 가능한 전기바이크.


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